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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen eines Ruhestroms in einem Kraftfahrzeugbordnetz, das eine Batterie zur Energieversorgung des Kraftfahrzeugbordnetzes, eine Sensoreinheit zum Erfassen eines im Kraftfahrzeugbordnetz fließenden Stroms und eine Fahrzeugsteuereinheit aufweist, wobei das Verfahren ein Ermitteln des Ruhestroms durch Erfassen des zu einem vorgegebenen Zeitpunkt nach einem Ausschalten des Kraftfahrzeugs im Kraftfahrzeugbordnetz fließenden Stroms mittels der Sensoreinheit umfasst. Die Erfindung umfasst zudem eine Fahrzeugsteuereinheit zum Überprüfen eines erhöhten Ruhestroms in einem Kraftfahrzeugbordnetz mit einem derartigen Verfahren sowie ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Fahrzeugsteuereinheit.
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Ein Ruhestrom, der auch als Bias-Strom bezeichnet wird, ist ein elektrischer Strom, der in einem Stromkreis fließt, auch wenn dieser nicht aktiv ist. Ruheströme sind daher besonders für Akkumulatoren, wie beispielsweise eine Kraftfahrzeugbatterie, schädlich, weil sie diese, über einen längeren Zeitraum betrachtet, entleeren können. Typischerweise betragen Ruheströme in einem Kraftfahrzeug unter 50 mA, sodass das Kraftfahrzeug mindestens 50 Tage stehen gelassen werden kann, ohne dass es zu einer vollständigen Entleerung der Fahrzeugbatterie aufgrund dieser typischerweise im Kraftfahrzeugbordnetz eines ausgeschalteten Kraftfahrzeugs fließenden Ruheströme kommt. Ruheströme über 50 mA in Kraftfahrzeugen gelten als kritisch und deuten in der Regel auf eine defekte Elektronik im Kraftfahrzeug hin.
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In der
WO 2009/011875 A2 wird ein Batterieüberprüfungsgerät für ein Elektrofahrzeug beschrieben, mit dem die im Fahrzeug auftretenden Spannungen und Ströme überwacht und diagnostiziert werden können.
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In der
WO 2017/027950 A1 wird ein Batterieüberwachungssystem für ein Kraftfahrzeug beschrieben, das basierend auf Messungen der Batteriespannung einen im Kraftfahrzeug fließenden Ruhestrom und andere Batteriekenngrößen berechnen kann. Die dieser Berechnung zugrundeliegenden Spannungsdaten werden an zwei Zeitpunkten nach einem Ausschalten des Kraftfahrzeugs gemessen und in einer Speichereinheit des Kraftfahrzeugs gespeichert. Die erste Spannungsmessung erfolgt typischerweise vier Stunden nach dem Ausschalten des Kraftfahrzeugs, wohingegen die zweite Spannungsmessung vor einem Einschalten des Kraftfahrzeugs stattfindet. Damit ein Spannungswert vor dem Einschalten des Kraftfahrzeugs bereitgestellt ist, erfolgt typischerweise stündlich eine Spannungsmessung, sodass auf den letzten der dabei gewonnenen Messwerte beim Einschalten des Kraftfahrzeugs zurückgegriffen werden kann. Falls der auf diese Art berechnete Ruhestrom größer ist als ein hinterlegter Grenzwert wird eine Warnung an einen Fahrer des Kraftfahrzeugs im Bereich eines Armaturenbretts des Kraftfahrzeugs angezeigt und ein Eintrag in einem Fahrzeugdiagnosesystem hinterlegt.
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In der
DE 199 52 693 A1 wir eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Zustands einer Kraftfahrzeugbatterie beschrieben, der unter anderem aus in gleichbleibenden und/oder dynamisch gewählten Zeitabständen im Kraftfahrzeug erfassten Ruhestromwerten ermittelbar ist. Dieser ermittelte Batteriezustand kann mithilfe einfacher Signale, wie einer Warn- oder Anzeigelampe, oder als lesbare Anzeige auf einem graphischen Display, angezeigt werden.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine besonders einfache Lösung bereitzustellen, mit der ein Benutzer eines Kraftfahrzeugs auf einen kritischen Ruhestrom in einem Bordnetz des Kraftfahrzeugs hingewiesen werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein gattungsgemäßes Verfahren zum Überprüfen eines Ruhestroms in einem Kraftfahrzeugbordnetz, eine Fahrzeugsteuereinheit zum Überprüfen eines erhöhten Ruhestroms in einem Kraftfahrzeugbordnetz mit einem derartigen Verfahren, sowie ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Fahrzeugsteuereinheit gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Überprüfen eines Ruhestroms in einem Kraftfahrzeugbordnetz, das eine Batterie zur Energieversorgung des Kraftfahrzeugbordnetzes, eine Sensoreinheit zum Erfassen eines im Kraftfahrzeugbordnetz fließenden Stroms und eine Fahrzeugsteuereinheit aufweist, umfasst zunächst ein Ermitteln des Ruhestroms durch Erfassen des zu einem vorgegebenen Zeitpunkt nach einem Ausschalten des Kraftfahrzeugs im Kraftfahrzeugbordnetz fließenden Stroms mittels der Sensoreinheit. Das Verfahren umfasst zudem, dass nur falls der ermittelte Ruheström größer als ein vorgegebener Grenzruhestrom ist, ein Speichern eines entsprechenden Ruhestromwerts in der Fahrzeugsteuereinheit erfolgt. Sobald das Kraftfahrzeug wieder eingeschaltet wird, wird überprüft, ob ein Ruhestromwert gespeichert wurde. Falls ein Ruhestromwert gespeichert wurde, erfolgt ein Bewerten dieses gespeicherten Ruhestromwerts und ein Anzeigen eines vorgegebenen der Bewertung des Ruhestromwerts entsprechenden Warnsignals.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist also für ein Kraftfahrzeugbordnetz ausgelegt, das neben einer Kraftfahrzeugbatterie eine Sensoreinheit aufweist, bei der es sich beispielsweise um ein Batteriedatenmodul handelt. Die Sensoreinheit ist somit beispielweise dazu ausgelegt, Lade- und Entladeströme der Batterie, eine Batteriespannung und/oder eine Batterietemperatur zu messen. Basierend auf den Messwerten dieser Sensoreinheit kann ein im Kraftfahrzeugbordnetz fließender Ruhestrom ermittelt werden. Das Ermitteln des Ruhestroms erfolgt allerdings nicht unmittelbar nach dem Ausschalten des Kraftfahrzeugs sondern erst nach einer vorgegebenen Zeitdauer von typischerweise vier Stunden nachdem das Kraftfahrzeug ausgeschalten wurde. Innerhalb dieser Zeitdauer nach dem Ausschalten des Kraftfahrzeugs melden sich typischerweise Steuereinheiten von einzelnen Verbrauchern des Kraftfahrzeugs bei der Fahrzeugsteuereinheit ab und erhalten von dieser die Nachricht, dass sie sich dauerhaft abschalten dürfen. Innerhalb der ersten Minuten und Stunden nach dem Ausschalten des Kraftfahrzeugs kommt es somit zu einem Herunterfahren und Ausschalten der verschiedenen Steuereinheiten des Kraftfahrzeugs. Bei der Fahrzeugsteuereinheit kann es sich zum Beispiel um ein Gateway und somit um eine zentrale Einheit im Kraftfahrzeugbordnetz handeln, bei der die einzelnen Antriebsbusse, Komfortbusse und sonstigen Busse aufeinandertreffen. Zusätzlich zu seiner Rolle als Datenvermittler innerhalb des Kraftfahrzeugbordnetzes dient die Fahrzeugsteuereinheit auch als zentrale Auswerteeinheit und Speichereinheit des Kraftfahrzeugs und kann beispielsweise ein Batteriemanagementsystem umfassen.
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Der mittels der Sensoreinheit ermittelte Ruhestromwert wird nun in der Fahrzeugsteuereinheit mit einem dort hinterlegten Grenzruhestromwert, der typischerweise bei 50 mA oder 100 mA liegt, verglichen. Nur falls der zu dem vorgegebenen Zeitpunkt ermittelte Ruhestromwert, also der vier Stunden nach dem Ausschalten des Kraftfahrzeugs im Kraftfahrzeugbordnetz fließende Strom, oberhalb dieses hinterlegten Grenzwerts liegt, kommt es zu einem Abspeichern des entsprechenden Ruhestromwertes in der Fahrzeugsteuereinheit. Das Ermitteln des Ruhestroms und auch das gegebenenfalls erfolgende Abspeichern des dabei gewonnenen Ruhestromwerts erfolgt somit nur einmal nach dem Ausschalten des Kraftfahrzeugs.
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Wird das Kraftfahrzeug erneut gestartet, beispielsweise am nächsten Tag, kontrolliert die Fahrzeugsteuereinheit, ob nach dem letzten Ausschalten des Kraftfahrzeugs ein Ruhestromwert abgespeichert wurde. Falls dies der Fall ist, wird dieser Ruhestromwert bewertet, beispielsweise hinsichtlich dessen, wie kritisch ein derartiger Ruhestromwert hinsichtlich eines Entleerens der Batterie bei längerem Nichtbenutzen des Kraftfahrzeugs ist. Je nachdem, wie diese Bewertung des Ruhestromwerts ausgefallen ist, wird ein entsprechendes Warnsignal angezeigt, beispielsweise mit Hilfe einer im Inneren des Kraftfahrzeugs angeordneten Warnlampe.
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Alternativ zu einer Warnlampe ist eine Anzeige auf einer Anzeigeeinrichtung im Fahrzeuginneren möglich, die beispielsweise lesbare Informationen zu dem gemessenen Ruhestrom enthält. Ebenfalls möglich wäre eine akustische Warnsignalausgabe, beispielsweise in Form eines Warntons oder einer Sprachausgabe. Die Anzeige des Warnsignals kann zudem als beispielsweise blinkendes Symbol auf der Anzeigefläche erfolgen oder mit Hilfe einer dort lokalisierten Laufschrift besonders hervorgehoben werden.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es somit möglich, im Gegensatz beispielsweise zur Lehre der
WO 2017/027950 A1 , dass basierend auf lediglich einer einzelnen Erfassung des Ruhestroms nach einem Ausschalten des Kraftfahrzeugs ein Benutzer des Kraftfahrzeugs auf einen Fehler in der Elektronik des Kraftfahrzeugs hingewiesen werden kann. Dieser Messwert wird mit dem hinterlegten Grenzwert abgeglichen und nur wenn ein erhöhter Ruhestrom erfasst wurde, wird der entsprechende Ruhestromwert in der Fahrzeugsteuereinheit gespeichert und im Fahrzeugdiagnosesystem hinterlegt. Die meisten Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens werden also nur durchgeführt, nachdem ein erhöhter Ruhestrom erfasst worden ist, weshalb es in einem Kraftfahrzeug, in dem kein erhöhter Ruhestrom auftritt, anders als es gemäß der
WO 2017/027950 A1 vorgesehen ist, zu keinem Hinterlegen von Ruhestromwerten in der Fahrzeugsteuereinheit kommt.
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Erfindungsgemäß wird also nicht lediglich der Zustand der Batterie gemessen und bestimmt, sondern auf einen Fehler im Kraftfahrzeug hingewiesen. Hierdurch hat der Benutzer des Kraftfahrzeugs zumindest teilweise die Möglichkeit, ein Liegenbleiben des Kraftfahrzeugs zu verhindern, indem er rechtzeitig nachdem er den Hinweis auf den vorhandenen Ruhestrom empfangen hat in eine Werkstatt fährt, um dort das Problem analysieren und beheben zu lassen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass beim Bewerten des gespeicherten Ruhestromwerts überprüft wird, ob der Ruhestromwert in einem ersten vorgegebenen Wertebereich oder einem zweiten höheren vorgegebenen Wertebereich von Ruhestromwerten liegt, und das dem jeweiligen Wertebereich zugeordnete Warnsignal abhängig davon gewählt wird, wie kritisch der erfasste Ruhestrom in dem jeweiligen Wertebereich für eine Benutzbarkeit des Kraftfahrzeugs ist.
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Es ist also möglich, dass nicht nur überprüft wird, ob der erfasste Ruhestrom größer ist als der vorgegebene Grenzruhestrom, sondern es kann ein weiterer Grenzruhestromwert im Kraftfahrzeug hinterlegt sein, der im Rahmen der Bewertung des gespeicherten Ruhestromwerts berücksichtigt wird. Hierdurch ist es möglich, dass ein erster Ruhestromwertebereich, beispielsweise zwischen 50 mA und 500 mA, sowie ein zweiter Ruhestromwertbereich, beispielsweise bei Ruhestromwerten über 500 mA, unterschieden wird. Bei einem Ruhestrom im ersteren Wertebereich ist es in der Regel ausreichend, wenn ein Werkstattbesuch für das Kraftfahrzeug für die nächsten Tage oder Wochen geplant wird. Ein entsprechendes Warnsignal könnte beispielsweise die folgende Anzeige umfassen: „Ruhestrom erkannt. Bitte Werkstatt aufsuchen! Motorstart möglich.“. Bei einer regelmäßigen Benutzung eines Kraftfahrzeugs, das einen Ruhestrom in diesem Wertebereich aufweist, ist kein sofortiger Werkstattbesuch aufgrund des detektierten Fehlers in der Elektronik des Kraftfahrzeugs nötig. Wird jedoch ein deutlich höherer Ruhestrom erkannt, der in den zweiten Wertebereich von über 500 mA fällt, kann das angezeigte Warnsignal beispielsweise die Anzeige umfassen: „Ruhestrom erkannt. Bitte Werkstatt aufsuchen! Motorstart kritisch!“. Aufgrund des besonders hohen erkannten Ruhestroms sollte der Benutzer dieses Kraftfahrzeugs so schnell wie möglich eine Werkstatt aufsuchen, da gegebenenfalls schon ein Ausgeschaltetlassen des Kraftfahrzeugs von wenigen Stunden zu einem vollständigen Entladen der Fahrzeugbatterie führen könnte.
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Alternativ zu den zwei genannten Wertebereichsunterscheidungen ist es auch möglich, dass noch mehr als zwei Wertebereiche, beispielsweise drei oder mehr Wertebereiche, unterschieden werden. Je nachdem, wie viele unterschiedliche Wertebereiche und wie viele unterschiedliche Warnsignale gewünscht sind, müssen entsprechende Grenzruhestromwerte in der Fahrzeugsteuereinheit hinterlegt sein. Mittels des Anzeigens des Warnsignals ist es somit möglich, dass der Benutzer des Kraftfahrzeugs genauere Informationen dazu bekommt, wie kritisch der gemessene Ruhestrom für die Benutzbarkeit des Kraftfahrzeugs ist. Zusätzlich ist es denkbar, dass unter Berücksichtigung anderer Messwerte der Sensoreinheit im Rahmen des Bewertens des gespeicherten Ruhestromwerts eine detaillierte Analyse der zur erwartenden verbleibenden maximalen Ausschaltdauer des Kraftfahrzeugs berechnet und angezeigt wird. Es kann dem Benutzer des Kraftfahrzeugs beispielsweise angezeigt werden, dass bei dem aktuell beobachteten Ruhestrom das Kraftfahrzeug maximal 15 Stunden in ausgeschaltetem Zustand abstellen kann, bevor die Batterie entleert sein wird.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, dass der Grenzruhestrom abhängig von einer Kapazität der Batterie vorgegeben wird. Je nachdem welche Kapazität, das heißt beispielsweise wie viele Amperestunden der Batterie zu entnehmen sind, sollte ein entsprechender Wert für den Grenzruhestrom sowie gegebenenfalls für weitere Grenzruhestromwerte zum Unterscheiden der verschiedenen Wertebereiche von Ruhestromwerten in der Fahrzeugsteuereinheit hinterlegt werden. Eine Batterie mit einer größeren Kapazität kann, falls entsprechende Verbraucher im Kraftfahrzeug vorliegen, die beispielsweise auch im abgestellten Kraftfahrzeug weiterhin Energie benötigen, wie beispielsweise eine Alarmanlage des Kraftfahrzeugs, einen höheren Ruhestrom haben, als eine Batterie mit einer kleineren Kapazität. Der Grenzruhestrom muss entsprechend höher gewählt werden, um ungewünschte, denn nicht zutreffende Warnungen von erkannten Ruheströmen zu verhindern sowie eine realistische Einschätzung darüber abgeben zu können, wie kritisch ein Motorstart bei dem erfassten und gespeicherten Ruhestromwert ist.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass mittels des angezeigten Warnsignals ein Benutzer des Kraftfahrzeugs auf einen Fehler in einem Verbraucher des Kraftfahrzeugbordnetzes hingewiesen wird. Das Warnsignal umfasst also nicht nur einfachere Warnleuchten, mithilfe derer beispielsweise zwischen orange für einen leicht kritischen und rot für einen besonders kritischen Ruhestromverbrauch im Kraftfahrzeugbordnetz unterschieden wird. Darüber hinaus können ausführliche Meldungen über den Batteriezustand beispielsweise auf einer entsprechenden Anzeigefläche im Inneren des Kraftfahrzeugs angezeigt werden. Diese Meldungen können entweder die bereits beschriebenen Warnhinweise umfassen oder eine ausführlichere Analyse des Batteriezustands anzeigt, wobei zusätzlich Details über mögliche Fehlerursachen genannt werden können, die beispielsweise im Rahmen einer Fehleranalyse der Fahrzeugsteuereinheit ermittelt werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Fahrzeugsteuereinheit den gespeicherten Ruhestromwert in einem Fahrzeugdiagnosesystem hinterlegt, der daraufhin über eine vorgegebene Schnittstelle auslesbar ist. Ein Fahrzeugdiagnosesystem ermöglicht es, jeweilige Funktionsweisen von Steuergeräten in einem Kraftfahrzeug während derer Lebensdauer zu überwachen und eine Diagnose dieser Steuergeräte, beispielsweise zur Ermittlung eines Defekts in einem der Steuergeräte, zu ermöglichen. Solche Diagnosesysteme bedienen sich unter anderem einer On-Board-Diagnosefunktionalität von einzelnen Steuergeräten. In Verbindung mit einer Auswertung von einer Datenbuskommunikation eines Fahrzeugdiagnosesystems wird dadurch eine detaillierte Fehleranalyse möglich, die typischerweise von Spezialisten in einer Fachwerkstatt, beispielsweise einer Kfz-Werkstatt, erfolgt. Wird also im Rahmen des Verfahrens zum Überprüfen eines Ruhestroms in einem Kraftfahrzeugbordnetz ein Ruhestrom oberhalb des Grenzruhestroms ermittelt, wird dieser Ruhestromwert nicht nur innerhalb der Fahrzeugsteuereinheit sondern auch im Fahrzeugdiagnosesystem abgespeichert. Wenn der Benutzer des Kraftfahrzeugs dem Warnsignal folgend eine Fachwerkstatt zum Beheben des festgestellten Defekts in der Elektronik des Kraftfahrzeugs aufsucht, erfolgt dort mit Hilfe der entsprechenden Schnittstelle des Fahrzeugdiagnosesystems die genaue Fehleranalyse und Fehlerbehebung. Basierend auf dem Ruhestromwert sowie weiterer Daten des Fahrzeugdiagnosesystems kann somit festgestellt werden, welcher Verbraucher des Kraftfahrzeugs für den ermittelten Ruhestrom verantwortlich ist, wodurch die Fehlerbehebung in der Fachwerkstatt deutlich erleichtert wird.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, dass zusätzlich zum Warnsignal einem Benutzer des Kraftfahrzeugs auf einer Anzeigeeinrichtung mit einem Betätigungselement im Kraftfahrzeug angeboten wird, dass die Fahrzeugsteuereinheit eine Kommunikationsverbindung mit einer in der Fahrzeugsteuereinheit hinterlegten Fachwerkstatt aufbaut, und ein Aufbau dieser Kommunikationsverbindung bei einer Betätigung des Betätigungselements erfolgt. Dem Benutzer des Kraftfahrzeugs wird also beispielsweise mithilfe eines entsprechenden Anzeigetextes sowie einem Auswahlknopf vorgeschlagen, dass die Fahrzeugsteuereinheit einen Verbindungsaufbau zu einer in der Fahrzeugsteuereinheit hinterlegten Fachwerkstatt beginnt. Der Benutzer wird somit direkt und beispielsweise unmittelbar nach dem Einschalten des Kraftfahrzeugs dabei unterstützt, dass so schnell wie möglich eine Reparatur des Kraftfahrzeugs erfolgt oder zumindest die Fehlerquelle im Kraftfahrzeugbordnetz identifiziert wird. Der Aufbau der Kommunikationsverbindung mit der Fachwerkstatt soll einer Terminabsprache für ein Beheben einer Ursache des ermittelten Ruhestroms bzw. zumindest zu einer Anfrage zu einem solchen Termin dienen. Im Rahnen des Verfahrens kann somit auch die Problembehebung, das heißt das Beheben des Defekts im Kraftfahrzeug, aktiv unterstützt und in die Wege geleitet werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Fahrzeugsteuereinheit den gespeicherten Ruhestromwert über eine Kommunikationsschnittstelle an eine externe Vorrichtung übermittelt. Bei dieser externen Vorrichtung kann es sich beispielsweise um den Server einer Fachwerkstatt oder um eine Servereinrichtung eines externen Dienstleisters oder eines Fahrzeugherstellers handeln. Durch das Übermitteln der gespeicherten Ruhestromwerte an einen derartigen Server kann beispielsweise frühzeitig erkannt werden, dass es immer wieder in Fahrzeugen eines bestimmten Typs oder mit einer bestimmten Ausstattung zum Auftreten von Ruheströmen kommt. Dadurch kann gegebenenfalls frühzeitig ein entsprechendes Update für einzelne, womöglich oder mit Sicherheit den Ruhestrom verursachende Komponenten des Kraftfahrzeugbordnetzes entwickelt werden oder generell an einer Fehlerbehebung für noch nicht fertiggestellte Kraftfahrzeuge dieses Typs bzw. mit dieser Ausstattung gearbeitet werden. Bei einer Übertragung des gespeicherten Ruhestromwerts an eine Fachwerkstatt ist es beispielsweise möglich, dass diese bereits über die anstehende Reparatur des Kraftfahrzeugs informiert ist und beispielsweise bereits einen möglichen Termin für eine Reparatur des Kraftfahrzeugs an den Benutzer des Kraftfahrzeugs übermittelt. Durch die Weitergabe des gespeicherten Ruhestromwerts an eine externe Vorrichtung kann der Benutzer des Kraftfahrzeugs daher ebenfalls bei der Fehleranalyse und der Fehlerbehebung unterstützt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass falls der ermittelte Ruhestrom größer als ein vorgegebener Grenzruhestrom ist, ein Batterietrennschalter die Batterie vom restlichen Kraftfahrzeugbordnetz trennt und nach einer vorgegebenen Zeitdauer wieder verbindet und daraufhin das Verfahren zum Anzeigen eines ermittelten Ruhestroms in einem Kraftfahrzeugbordnetz ein zweites Mal durchgeführt wird, wobei das Ermitteln des Ruhestroms zu einem vorgegebenen Zeitpunkt nach dem Wiederverbinden des Batterietrennschalters erfolgt. Im Kraftfahrzeugbordnetz, beispielsweise zwischen der Batterie des Kraftfahrzeugbordnetzes und der Sensoreinheit kann ein Trennschalter angeordnet sein, durch dessen Öffnen und Schließen die Batterie vom restlichen Kraftfahrzeugbordnetz getrennt bzw. wieder mit diesem verbunden werden kann. Durch ein Öffnen dieses Batterietrennschalters erfolgt somit ein erzwungener Neustart der Steuereinheiten der Verbraucher des Kraftfahrzeugbordnetzes sowie der Fahrzeugsteuereinheit. Sobald dieser Neustart erfolgt ist, das heißt die Verbindung zwischen der Batterie und dem restlichen Kraftfahrzeugbordnetz wiederhergestellt wurde, wird erneut eine gewisse Zeitdauer abgewartet, die typischerweise 4 Stunden beträgt, bis erneut ein Ruhestrom im Kraftfahrzeugbordnetz ermittelt wird. Falls auch zu dem vorgegebenen Zeitpunkt nach dem Neustart ein Ruhestrom ermittelt wird, der größer ist als der vorgegebene Grenzruhestrom, wird der entsprechende Ruhestromwert in der Fahrzeugsteuereinheit gespeichert. Falls kein Ruhestrom erfasst werden sollte, der größer ist als der vorgegebene Grenzruhestrom, wird kein weiterer Eintrag in der Fahrzeugsteuereinheit vorgenommen.
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Beim erneuten Starten des Kraftfahrzeugs wird unabhängig davon, ob durch das Trennen der Batterie vom restlichen Kraftfahrzeugbordnetz der zunächst ermittelte erhöhte Ruhestrom erneut gemessen wurde oder nicht eine entsprechende Bewertung erfolgen. Falls nach dem Trennen des Batterietrennschalters kein erhöhter Ruhestrom mehr gemessen wurde, wird der Benutzer des Kraftfahrzeugs lediglich darüber informiert, dass es zu einem erhöhten Ruhestrom kam, dieser jedoch durch einen erzwungenen Neustart der Steuergeräte der Verbraucher des Kraftfahrzeugbordnetzes unterbunden werden konnte. Dem Benutzer des Kraftfahrzeugs wird beispielsweise dennoch empfohlen, bei Gelegenheit eine Werkstatt aufzusuchen, um die Ursache des ermittelten Ruhestroms oberhalb des Grenzruhestroms zu analysieren und gegebenenfalls zu beheben.
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Falls weiterhin ein erhöhter Grenzruhestrom festgestellt wird, werden beide gemessenen Ruhestromwerte sowie das erfolgte Trennen des Batterietrennschalters im Rahmen der Bewertung der gespeicherten Ruhestromwerte berücksichtigt und ein entsprechendes Warnsignal angezeigt. Es ist somit eine automatisch von der Fahrzeugsteuereinheit durchführbare erste Maßnahme zum Beheben des Defekts im Kraftfahrzeugbordnetz durch das Öffnen des Batterietrennschalters für eine gewisse Zeitdauer möglich. Hierdurch kann gegebenenfalls erreicht werden, dass es zu einem sehr geringen Entleeren der Batterie des Kraftfahrzeugs während der Zeit des Nichtbenutzens des Kraftfahrzeugs zwischen dem letzten Ausschalten und dem aktuellen Anschalten des Kraftfahrzeugs kam. Hierdurch kann zudem ausgeschlossen werden, dass es nur aufgrund eines relativ einfachen Softwarefehlers, aufgrund dessen eine der Steuereinheiten des Kraftfahrzeugbordnetzes sich nicht selbst beenden konnte, zu einem entleeren der Batterie kommt. Handelt es sich bei dem Verursacher des erhöhten Ruhestroms beispielsweise um einen Absturz einer Software einer Türschlosssteuereinheit, weshalb dessen ein Herunterfahren der Fahrzeugsteuereinheit unterbunden wird, könnte dieser Defekt durch den beschriebenen Neustart behoben werden, da beispielsweise nach dem Neustart die Türschlosssteuereinheit ordnungsgemäß herunterfährt.
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Erfindungsgemäß ist zudem eine Fahrzeugsteuereinheit zum Überprüfen eines erhöhten Ruhestroms in einem Kraftfahrzeugbordnetz vorgesehen. Das Kraftfahrzeugbordnetz umfasst eine Batterie zur Energieversorgung des Kraftfahrzeugbordnetzes und eine Sensoreinheit zum Erfassen eines im Kraftfahrzeugbordnetz fließenden Stroms. Die Fahrzeugsteuereinheit ist dazu ausgelegt, zu überprüfen, ob ein mittels der Sensoreinheit zu einem vorgegebenen Zeitpunkt nach einem Ausschalten des Kraftfahrzeugs ermittelter Ruhestrom größer ist als ein vorgegebener Grenzruhestrom, nur falls der ermittele Ruhestrom größer ist als der vorgegebene Grenzruhestrom einen entsprechenden Ruhestromwert zu speichern, sobald das Kraftfahrzeug wieder eingeschalten wird, zu überprüfen, ob ein Ruhestromwert gespeichert wurde und falls dies der Fall ist, diesen gespeicherten Ruhestromwert zu bewerten und ein vorgegebenes der Bewertung des Ruhestromwerts entsprechendes Warnsignal anzuzeigen. Die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Überprüfen eines Ruhestroms in einem Kraftfahrzeugbordnetz vorgestellten bevorzugten Ausgestaltungen und deren Vorteile gelten entsprechend, soweit anwendbar, für die erfindungsgemäße Fahrzeugsteuereinheit zum Überprüfen eines erhöhten Ruhestroms in einem Kraftfahrzeugbordnetz.
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Erfindungsgemäß ist außerdem ein Kraftfahrzeug mit einer Fahrzeugsteuereinheit, wie sie oben beschrieben wurde, vorgesehen.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.
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Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Fahrzeugsteuereinheit zum Überprüfen eines erhöhten Ruhestroms in einem Kraftfahrzeugbordnetz; und
- 2 in schematischer Darstellung einen Signalflussparagraphen für ein Verfahren zum Überprüfen eines Ruhestroms in einem Kraftfahrzeugbordnetz.
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Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 skizziert, das ein Kraftfahrzeugbordnetz 2 umfasst. Das Kraftfahrzeugbordnetz 2 weist eine Batterie 3, eine Sensoreinheit 4 zum Erfassen eines im Kraftfahrzeugbordnetz 2 fließenden Stroms sowie eine Fahrzeugsteuereinheit 5 auf. Die Sensoreinheit 4, bei der es sich beispielsweise um ein Batteriedatenmodul handelt, ist dazu ausgelegt, den Lade- und Entladungsstrom der Batterie, eine Batteriespannung und/oder eine Batterietemperatur zu erfassen und einen Ruhestrom im Kraftfahrzeugbordnetz 2 zu ermitteln.
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Die Fahrzeugsteuereinheit 5 stellt eine Art zentrale Vermittlungseinheit und Auswerteeinheit im Kraftfahrzeug 1 dar, über die beispielsweise verschiedene Steuereinheiten 7 von Verbrauchern des Kraftfahrzeugs 1, wie beispielsweise die Steuereinheit 7 einer Türschlossvorrichtung oder eines Radios des Kraftfahrzeugs 1 angesteuert werden. Die Fahrzeugsteuereinheit 5 weist zudem eine Speichereinheit auf, in der beispielsweise ein Grenzruhestromwert gespeichert ist, ab dem aufgrund eines im Kraftfahrzeugbordnetz 2 bei ausgeschaltetem Kraftfahrzeug 1 auftretenden Ruhestroms langfristig mit einem kritischen Entladezustand der Batterie 3 zu rechnen ist. Die Fahrzeugsteuereinheit 5 kann zudem auf eine Anzeigeeinrichtung 8 im Inneren des Kraftfahrzeugs 1 zugreifen und diese ansteuern. Falls in der Fahrzeugsteuereinheit 5 ein Ruhestromwert gespeichert wird, kann dieser ebenfalls in einem Fahrzeugdiagnosesystem 9 hinterlegt werden. Das Fahrzeugdiagnosesystem 9 verfügt über eine Schnittstelle 10, über die im Fahrzeugdiagnosesystem 9 hinterlegte Daten beispielsweise von Mitarbeitern einer Fachwerkstatt wie einer Kfz-Werkstatt ausgelesen und analysiert werden können. Die Fahrzeugsteuereinheit 5 weist zudem eine Kommunikationsschnittstelle 11 auf, über die eine Kommunikationsverbindung 12 mit einer externen Vorrichtung 13 aufgebaut werden kann. Dieser externen Vorrichtung 13 kann der in der Fahrzeugsteuereinheit 5 gespeicherte Ruhestromwert übermittelt werden, wobei es sich bei der externen Vorrichtung 13 beispielsweise um einen Server einer Fachwerkstatt oder einer Dienstleistungseinrichtung, wie beispielsweise einer vom Fahrzeughersteller beauftragten Dienstleistungseinrichtung, handelt. Über diese Kommunikationsverbindung 12 ist somit die Weitergabe der den Ruhestrom im Kraftfahrzeugbordnetz 2 betreffenden Daten möglich, beispielsweise zur Unterstützung bei der Fehleranalyse und der darauffolgenden Fehlerbehebung.
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Mit einem Batterietrennschalter 14, der hier beispielsweise zwischen der Batterie 3 und der Sensoreinheit 4 angeordnet ist, ist es zudem möglich, dass die Batterie 3 vom restlichen Kraftfahrzeugbordnetz 2 getrennt wird. Hierdurch wird beispielweise ein erzwungener Neustart der Steuereinheiten 7 der Verbraucher des Kraftfahrzeugbordnetzes 2 sowie der Fahrzeugsteuereinheit 5 möglich.
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In 2 sind die einzelnen Schritte des Verfahrens zum Überprüfen eines Ruhestroms im Kraftfahrzeugbordnetz 2 skizziert. In einem ersten Schritt S1 wird von der Fahrzeugsteuereinheit 5 erfasst, dass das Kraftfahrzeug 1 ausgeschalten worden ist. Dies wird beispielsweise dadurch erkannt, dass die Zündung des Kraftfahrzeugs 1 ausgeschalten ist. In einem nächsten Schritt S2 melden sich die Steuereinheiten 7, 7A der einzelnen Verbraucher des Kraftfahrzeugbordnetzes 2 bei der Fahrzeugsteuereinheit 5 ab, da diese aufgrund des Ausschaltens des Kraftfahrzeugs 1 heruntergefahren werden sollen. Eine Türschlosssteuereinheit 7A meldet hierbei wiederholt, dass ein Abschließen einer der Türen des Kraftahrzeugs 1 noch nicht beendet ist. die Türschlosssteuereinheit 7A meldet sich somit von der Fahrzeugsteuereinheit 5 nicht hinsichtlich eines Herunterfahrens der Türschlosssteuereinheit 7A ab. In einem nächsten Schritt S3 erhält die zum Herunterfahren bereite Steuereinheit 7 die Meldung, dass sie sich tatsächlich ausschalten kann. Wenn es die defekte Türschlosssteuereinheit 7A in dieser Situation nicht gäbe, würde nun auch die Fahrzeugsteuereinheit 5 herunterfahren.
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Im Schritt S7, der typischerweise vier Stunden nach dem Ausschalten des Kraftfahrzeugs 1, das heißt zu einem vorgegebenen Zeitpunkt nach dem Schritt S1 erfolgt, wird mittels der Sensoreinheit 4 der aktuelle Ruhestrom im Kraftfahrzeugbordnetz 2 erfasst und an die Fahrzeugsteuereinheit 5 übermittelt. Diese überprüft daraufhin im Schritt S5, ob der ermittelte Ruhestrom größer ist als ein in der Fahrzeugsteuereinheit 5 hinterlegter Grenzruhestrom, der typischerweise 50 mA oder 100 mA beträgt. Aufgrund der defekten Türschlosssteuereinheit 7A, die sich nicht endgültig von der Fahrzeugsteuereinheit 5 abgemeldet hat und immer noch aktiv ist, wird hier ein Ruhestrom ermittelt, der größer als der vorgegebene Grenzruhestrom ist. Daher kommt es im Schritt S7 zu einem Speichern dieses Ruhestromwerts in der Fahrzeugsteuereinheit 5. Hätten sich alle Steuereinheiten 7, 7A der Verbraucher des Kraftfahrzeugs 1 ordnungsgemäß von der Fahrzeugsteuereinheit 5 abgemeldet, sodass es zu einem Herunterfahren der signifikanten Stromverbraucher im Kraftfahrzeugbordnetz 2 gekommen wäre, wäre Schritt S6 erfolgt. Im Schritt S6 verbleibt das Kraftfahrzeug 1 in einem ausgeschalteten Zustand, in dem nur minimale und als nicht kritisch angesehene Ruheströme im Kraftfahrzeugbordnetz 2 fließen.
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Bei einem erneuten Anschalten des Kraftfahrzeugs 1 im Schritt S8 kommt es nun zunächst im Schritt S9 zu einem Überprüfen, ob ein Ruhestromwert in der Fahrzeugsteuereinheit 5 gespeichert ist. Falls dies nicht der Fall sein sollte, schaltet die Fahrzeugsteuereinheit 5 im Schritt S10 in den normalen standardgemäßen Fahrbetrieb. Falls jedoch ein Ruhestromwert in der Fahrzeugsteuereinheit 5 hinterlegt wurde, wird im Schritt S11 dieser gespeicherte Ruhestromwert bewertet. Hierbei werden typischerweise zwei Wertebereiche, ein erster vorgegebener Wertebereich, typischerweise zwischen 50 mA und 500 mA, sowie ein zweiter höherer vorgegebener Wertebereich, der typischerweise bei über 500 mA liegt, berücksichtigt. Jedem dieser beiden Wertebereiche ist ein entsprechendes Warnsignal zugeordnet, das abhängig davon gewählt wird, wie kritisch der erfasste Ruhestrom in dem jeweiligen Wertebereich für eine Benutzbarkeit des Kraftfahrzeugs 1 ist. Hierbei wird zudem berücksichtigt, dass der Grenzruhestrom, der im Rahmen des Verfahrens berücksichtigt werden sollte, abhängig von einer Kapazität der Batterie 3 gewählt werden sollte.
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Nach der Bewertung des Ruhestroms im Schritt S11 erfolgt somit ein Anzeigen eines der Bewertung des Ruhestromwerts entsprechenden Warnsignals. Dieses Warnsignal kann beispielsweise in Form einer Warnleuchte oder in Form eines Warnschriftzugs auf einer Anzeigefläche der Anzeigeeinrichtung 8 im Inneren des Kraftfahrzeugs 1 erfolgen. Bei einem Ruhestromwert im ersten genannten Wertebereich zwischen 50 mA und 500 mA kann beispielsweise mit der Anzeige A1 dem Benutzer des Kraftfahrzeugs 1 eine orangene Lampe geleuchtet werden und zudem die Warnung: „Ruhestrom erkannt. Bitte Werkstatt aufsuchen! Motorstart möglich.“ angezeigt werden. Ein Besuch einer Werkstatt zum Analysieren und Beheben des Defekts im Kraftfahrzeugbordnetz 2, hier der defekten Türschlosssteuereinheit 7A, ist somit bei einem Ruhestromwert in diesem ersten Wertebereich sinnvoll aber nicht unbedingt besonders zeitnah nötig. Bei einem höheren Ruhestromwert von über 500 mA, der somit in den zweiten höheren Wertebereich von Ruhestromwerten fällt, erfolgt das Anzeigen des Warnsignals A2, das beispielsweise mit Hilfe einer roten Warnleuchte angezeigt wird und eine Warnung anzeigt, die lautet: „Ruhestrom erkannt. Bitte Werkstatt aufsuchen! Motorstart kritisch!“. Bei einem derartigen Warnsignal, sollte der Benutzer des Kraftfahrzeugs 1 so schnell wie möglich einen Termin für eine Fehleranalyse und eine Fehlerbehebung mit einer Fachwerkstatt ausmachen, um zu verhindern, dass beim nächsten Anschalten des Kraftfahrzeugs 1 der Motor des Kraftfahrzeugs 1 nicht mehr anspringt aufgrund einer entleerten Batterie 3.
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Zusätzlich zu diesem Warnsignal kann dem Benutzer des Kraftfahrzeugs 1 auf der Anzeigeeinrichtung 8, die zudem ein Betätigungselement, wie beispielsweise einen Auswahlknopf, aufweist, mit der Anzeige A3 angeboten werden, dass die Fahrzeugsteuereinheit 5 die Kommunikationsverbindung 12 mit der externen Vorrichtung 13, bei der es sich hier um eine Fachwerkstatt handelt, aufbaut. Der Aufbau dieser Kommunikationsverbindung 12 erfolgt bei Betätigung des Betätigungselements durch den Benutzer des Kraftfahrzeugs 1. Der Benutzer kann daraufhin beispielsweise per Funkverbindung bei einem Mitarbeiter der Fachwerkstatt einen Termin für ein Beheben einer Ursache des ermittelten Ruhestroms anfragen. In der Fachwerkstatt kann der im Fahrzeugdiagnosesystem 9 hinterlegte Ruhestromwert über die Schnittstelle 10 ausgelesen werden und bei der Fehleranalyse berücksichtigt werden.
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Nach dem Schritt S7, das heißt nach dem Speichern des erfassten erhöhten Ruhestromwerts, kann zudem ein Öffnen des Batterietrennschalters 14 im Schritt S12 erfolgen. Durch dieses Öffnen des Batterietrennschalters 14 erfolgt ein erzwungenes Beenden der Steuereinheit 7, der Türschlosssteuereinheit 7A sowie der Fahrzeugsteuereinheit 5. Nach einer vorgegebenen Zeitdauer von beispielsweise wenigen Minuten Dauer, wird im Schritt S13 der Batterietrennschalter 14 wieder geschlossen, das heißt das Kraftfahrzeugbordnetz 2 wieder mit der Batterie 3 verbunden. Daraufhin erfolgt wieder ein Abmelden der Steuereinheiten 7 der Verbraucher des Kraftfahrzeugs 1 im Schritt S2. Aufgrund des Neustarts der Fahrzeugsteuereinheit 5 sowie der Steuereinheiten 7, 7A tritt nun der Fehler in der Türschlosssteuereinheit 7A nicht mehr auf. Die Türschlosssteuereinheit 7A meldet sich daher nun ebenfalls ordnungsgemäß von der Fahrzeugsteuereinheit 5 ab. Im Schritt S3 fahren somit alle Komponenten des Kraftfahrzeugbordnetzes 2, die heruntergefahren werden sollen, in einen ausgeschalteten Zustand herunter. Zu dem vorgegebenen Zeitpunkt nach dem Wiederverbinden des Batterietrennschalters 14, das heißt beispielsweise nach typischerweise vier Stunden, erfolgt im Schritt S4 mittels der Sensoreinheit 4 ein Ermitteln des aktuellen Ruhestroms im Kraftfahrzeugbordnetz 2. Beim Abgleichen dieses Ruhestroms mit dem Grenzwert im Schritt S5 wird nun festgestellt, dass kein erhöhter Ruhestrom im Kraftfahrzeugbordnetz 2 fließt. Daraufhin wird das Kraftfahrzeugbordnetz 2 im Schritt S6 in dem ausgeschalteten Zustand verbleibend gelassen und es kommt zu keinem Speichern des gemessene Ruhestromwerts, das heißt der Schritt S7 findet nicht statt. Falls auch das Trennen des Batterietrennschalters 14 im Schritt S12 nicht dazu geführt hat, dass ein Ruhestrom unterhalb des Grenzruhestroms erfasst wird, erfolgt erneut der Schritt S7, das heißt es kommt zu einem erneuten Speichern des bei diesem zweiten Durchlauf des Verfahrens ermittelten Ruhestromwerts in der Fahrzeugsteuereinheit 5.
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Bei einem erneuten Einschalten des Kraftfahrzeugs 1 im Schritt S8 und dem darauffolgenden Überprüfen, ob ein Ruhestrom gespeichert wurde im Schritt S9 kommt es nun auf jeden Fall zu einem Bewerten im Schritt S11, da zumindest beim ersten Durchführen des Verfahrens im Schritt S7 ein erhöhter Ruhestromwert in der Fahrzeugsteuereinheit 5 gespeichert wurde. In den entsprechenden Anzeigen A1' und/oder A2' würde der Benutzer des Kraftfahrzeugs 1 nun analog zu den Anzeigen A1 und A2 darüber informiert werden, dass ein Ruhestrom erkannt wurde, dieser jedoch durch einen Neustart des Kraftfahrzeugbordnetzes 2 behoben werden konnte. Der Benutzer des Kraftfahrzeugs 1 wird bei diesem Warnsignal gegebenenfalls dennoch dazu aufgefordert eine Werkstatt aufzusuchen, um zu analysieren, warum es zu der erhöhten Ruhestrommessung gekommen ist. Hier ist es ebenfalls möglich, dass ein Kontaktaufbau mit der Werkstatt mit einer Anzeige A3' zum Anfragen eines Reparatur- bzw. Wartungstermins für das Kraftfahrzeug 1 angeboten wird.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie mit dem Verfahren zum Überprüfen eines Ruhestroms in einem Kraftfahrzeugbordnetz 2 ein Ruhestrom ermittelt werden kann, der daraufhin durch Abgleich mit einem vorgegebenen Grenzruhestrom hinsichtlich eines Defekts in einer der Komponenten des Kraftfahrzeugbordnetzes 2 eingeordnet wird. Falls der ermittelte Ruhestrom größer als der vorgegebene Grenzruhestrom ist, erfolgt ein Speichern dieses Ruhestromwerts in der Fahrzeugsteuereinheit 5. Es wird also basierend auf einem einmalig ermittelten Ruhestrom, der typischerweise vier Stunden nach dem Ausschalten des Kraftfahrzeugs 1 ermittelt wird, nur dann der erfasste Ruhestromwert abgespeichert, falls tatsächlich ein erhöhter Ruhestrom gemessen wurde. Wird das Kraftfahrzeug 1 wieder eingeschaltet, wird überprüft, inwiefern ein Ruhestromwert gespeichert wurde. Falls dies der Fall ist, wird dieser gespeicherte Wert bewertet und ein entsprechendes Warnsignal für den Benutzer des Kraftfahrzeugs 1 angezeigt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Kraftfahrzeugbordnetz
- 3
- Batterie
- 4
- Sensoreinheit
- 5
- Fahrzeugsteuereinheit
- 7
- Steuereinheit
- 7A
- Türschlosssteuereinheit
- 8
- Anzeigeeinrichtung
- 9
- Fahrzeugdiagnosesystem
- 10
- Schnittstelle
- 11
- Kommunikationsschnittstelle
- 12
- Kommunikationsverbindung
- 13
- externe Vorrichtung
- 14
- Batterietrennschalter
- S1 bis S13
- Schritte
- A1 bis A3
- Anzeigen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2009/011875 A2 [0003]
- WO 2017/027950 A1 [0004, 0013]
- DE 19952693 A1 [0005]
