DE102018212351A1

DE102018212351A1 - Verfahren zur Diagnose eines Schaltmittels in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102018212351A1
Application number: DE102018212351.9A
Authority: DE
Inventors: Georg Schill; Nils Draese; Matthias Zabka; Mirko Schinzel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-07-25
Filing date: 2018-07-25
Publication date: 2020-01-30
Also published as: CN110850329A; FR3084468B1; FR3084468A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines Schaltmittels in einem Kraftfahrzeug, wobei ein Schaltelement (19) vorgesehen ist, welches eine Vielzahl (N) von Parallelsträngen (43) mit jeweils zumindest in einem Parallelstrang (43) angeordneten Strangschalter (45) umfasst, wobei das Schaltelement (19) zumindest ein Teilbordnetz (22) mit nicht sicherheitsrelevanten Verbrauchern (24) ohne Energiequelle mit einem sicherheitsrelevanten Teilbordnetz (30) mit sicherheitsrelevanten Verbrauchern (36), insbesondere für den autonomen Fahrbetrieb, mit zumindest einer Energiequelle (12, 32) verbindet, wobei zumindest eine Messeinrichtung (41) vorgesehen ist, die zur Diagnose des Schaltelements (19) eine Differenzspannungsmessung des Schaltelements (19) durchführt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines Schaltmittels in einem Kraftfahrzeug nach der Gattung unabhängigen Anspruchs.
Stand der Technik
Das Fahrzeugbordnetz hat die Aufgabe, die elektrischen Verbraucher mit Energie zu versorgen. Fällt die Energieversorgung aufgrund eines Fehlers bzw. Alterung im Bordnetz bzw. in einer Bordnetzkomponente in heutigen Fahrzeugen aus, so entfallen wichtige Funktionen, wie die Servolenkung. Da die Lenkfähigkeit des Fahrzeugs nicht beeinträchtigt, sondern nur schwergängig wird, ist der Ausfall des Bordnetzes in heutigen in Serie befindlichen Fahrzeugen allgemein akzeptiert, da der Fahrer als Rückfallebene zur Verfügung steht. Zur Erhöhung der Verfügbarkeit wurden zweikanalige Bordnetz-Strukturen wie beispielsweise in der WO 2015/135729 A1 vorgeschlagen. Diese werden benötigt, um Systeme für den hoch- oder vollautomatischen Fahrbetrieb fehlertolerant zu versorgen.
Unter einem Bordnetz ist insbesondere im automotiven Einsatz die Gesamtheit aller elektrischen Komponenten in einem Kraftfahrzeug zu verstehen. Somit sind davon sowohl elektrische Verbraucher als auch Versorgungsquellen, wie bspw. Generatoren, Gleichspannungswandler oder elektrische Speicher, z. B. Batterien, umfasst.
Zu beachten ist, dass aufgrund der zunehmenden Elektrifizierung von Aggregaten sowie der Einführung von neuen Fahrfunktionen die Anforderungen an die Zuverlässigkeit und Fehlertoleranz der elektrischen Energieversorgung im Kraftfahrzeug stetig steigen. Weiterhin ist zu berücksichtigen, dass zukünftig bei einem hochautomatischen Fahren fahrfremde Tätigkeiten in begrenztem Maße zulässig sein sollen. Eine sensorische, regelungstechnische, mechanische und energetische Rückfallebene durch den Fahrer ist in diesem Fall nur noch eingeschränkt vorhanden. Daher besitzt bei einem hochautomatischen bzw. vollautomatisierten oder autonomen Fahren die elektrische Versorgung eine bisher in Kraftfahrzeugen nicht gekannte Sicherheitsrelevanz. Fehler im elektrischen Bordnetz müssen daher zuverlässig und möglichst vollständig erkannt und isoliert werden.
Unter einem automatisierten oder auch hochautomatisierten Fahren ist ein Zwischenschritt zwischen einem assistierten Fahren, bei dem der Fahrer durch Assistenzsysteme unterstützt wird, und einem autonomen Fahren, bei dem das Fahrzeug selbsttätig und ohne Einwirkung des Fahrers fährt, zu verstehen. Beim hochautomatisierten Fahren verfügt das Fahrzeug über eine eigene Intelligenz, die vorausplant und die Fahraufgabe zumindest in den meisten Fahrsituationen übernehmen könnte. Daher hat bei einem hochautomatisierten Fahren die elektrische Versorgung eine hohe Sicherheitsrelevanz.
Es werden daher Schaltelemente zum Koppeln/Trennen von elektrischen Teil-Bordnetzen benötigt, die in der Lage sind, fehlerhafte elektrische Verbraucher oder Verbrauchergruppen bzw. Teilnetze selbständig zu erkennen und diese rückwirkungsfrei und zuverlässig vom restlichen (Teil-)Bordnetz zu trennen, um Anforderungen an die Fehlertoleranz in der Versorgung von sicherheitsrelevanten Verbrauchern zu erfüllen, die bei einem automatisierten Fahren in Privat-, Nutz- oder Lastkraftfahrzeugen gegeben sind.
Eine hohe Zuverlässigkeit der Trennfunktion ist überall dort gefordert, wo ein Schaltelement zwei oder mehrere Teil-Bordnetze koppelt und wo im gekoppelten Zustand Fehler in einem der Teil-Bordnetze zur gleichzeitigen Beeinträchtigung in den anderen an dieses Netz gekoppelten insbesondere sicherheitsrelevanten Teil-Bordnetzen führen könnte.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei hohen Anforderungen das Gesamtsystem weiter zu vereinfachen. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Diagnoseverfahren zeichnet sich gegenüber dem herkömmlichen Diagnoseansatz, bei dem jeder der Parallelstränge des Schaltelements mit individueller Stromerfassung versehen ist, dadurch besonders vorteilhaft aus, dass es lediglich einer insbesondere gewichteten Differenzspannungserfassung über dem Schaltelement bedarf und somit eine Reduzierung des schaltungstechnischen Aufwands für die zur Diagnose des Schaltelements erforderliche Stromerfassung um den Faktor gleich der Anzahl der Parallelstränge ermöglicht. Die ohnehin zur Temperaturüberwachung des Schaltelements erforderliche Temperaturerfassung kann besonders vorteilhaft zur Erhöhung der Diagnosegüte der Trennfunktion des Schaltelements und zusätzlich zur Diagnose dessen thermischen Anbindung an den Kühlkörper ausgenützt werden.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung bleibt während der Diagnose des Schaltmittels zumindest ein Parallelstrang ständig leitend geschaltet. Damit kann trotz einer durchgeführten Diagnose die entsprechende sicherheitstechnisch relevante Kopplung der Teilbordnetze aufrechterhalten bleiben.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung wird die Anzahl der geschlossenen Strangschalter verändert und das Ausgangssignal der Messeinrichtung hinsichtlich einer entsprechenden Veränderung ausgewertet, insbesondere bei einer deaktivierten Überstromerkennung. Damit kann überprüft werden, ob in erwarteter Weise sich der resultierende Widerstand eines intakten Schaltelements verändert, was besonders einfach lediglich über eine Ermittlung der Differenzspannung am Schaltelement erfasst werden kann.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung wird eine Verstärkung der Messeinrichtung verändert, insbesondere um einen Faktor (N-M)/N herabgesetzt wird, mit N der gesamten Anzahl der Parallelstränge und M der Anzahl der sperrend geschalteten Parallelstränge bzw. Strangschalter, wobei das Ausgangssignal der Messeinrichtung bei dieser Veränderung der Verstärkung der Messeinrichtung überprüft wird, ob ebenfalls eine Veränderung des Ausgangssignals erfolgt. Bei einer intakten Stromerfassung bzw. Messeinrichtung signalisiert eine zur herabgesetzten Verstärkung proportionale Reduzierung des Ausgangssignals einen ordnungsgemäßen Betrieb, was besonders einfach über die vorgeschlagene Messeinrichtung ermittelt werden kann.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung wird, nachdem zunächst alle Strangschalter leitend geschaltet waren, zumindest ein Strangschalter, gegebenenfalls auch weitere, sperrend angesteuert. Besonders bevorzugt wird die Anzahl der sperrend angesteuerten Strangschalter abhängig von einer Abschaltschwelle der Überstromerkennung gewählt, insbesondere dann, wenn die Überstromerkennung deaktiviert ist. Damit soll einerseits die Belastbarkeit der angesteuerten Parallelstränge nicht überschritten werden, andererseits kann die Funktionsfähigkeit der Strangansteuerung bzw. Überstromerkennung überprüft werden.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung wird in einem weiteren Schritt die Überstromerkennung wieder aktiviert und die von der Temperaturerfassung erfasste Temperatur und/oder das Ausgangssignal der Messeinrichtung ausgewertet. Hierbei kann eine intakte Überstromerkennung überprüft werden. Außerdem kann über das Temperaturverhalten eine intakte thermische Anbindung beispielsweise eines Kühlkörpers des Schaltelements überprüft werden.
Weitere zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung.
Figurenliste
Es zeigt

1 eine Bordnetztopologie,
2 den genaueren Aufbau des Schaltelements mit Messeinrichtung,
3 das Schaltelement mit zusätzlicher Temperaturerfassung
4 ein Blockschaltbild des Schaltelements mit Überstromerkennung und Strangansteuerung sowie
5 ein Flussdiagramm zur Überprüfung des Schaltelements.

Ausführungsformen der Erfindung
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Beispielhaft ist in dem Ausführungsbeispiel als möglicher Energiespeicher eine Batterie bzw. Akkumulator beschrieben. Alternativ können jedoch andere für diese Aufgabenstellung geeignete Energiespeicher beispielsweise auf induktiver oder kapazitiver Basis, Brennstoffzellen, Kondensatoren oder Ähnliches gleichermaßen Verwendung finden.
Die Bordnetztopologie gemäß 1 umfasst ein Teilbordnetz 22, in dem nicht sicherheitsrelevante Verbraucher 24 mit Energie versorgt werden. Das Teilbordnetz 22 selbst umfasst jedoch keine Energiequelle. Zur Energieversorgung ist das Teilbordnetz 22 über ein Schaltelement 19 mit einem sicherheitsrelevanten Teilbordnetz 30 verbunden. Über das Schaltelement 19 erfolgt eine Zuschaltung oder gegebenenfalls Trennung des Pluspfads des nicht sicherheitsrelevanten Teilbordnetzes 22 mit dem Pluspfad des sicherheitsrelevanten Teilbordnetzes 30. In dem sicherheitsrelevanten Teilbordnetz 30 sind je nach Anwendung mehrere sicherheitsrelevante Verbraucher 36 jeweils gegen Masse geschaltet vorgesehen. Außerdem umfasst das sicherheitsrelevante Teilbordnetz 30 zumindest einen Energiespeicher 32 bzw. zumindest eine Energiequelle. Im Ausführungsbeispiel ist noch eine Elektromaschine 12 als Energiequelle vorgesehen. Außerdem ist zumindest ein Trennelement 26 bzw. Koppelelement, vorzugsweise ein Gleichspannungswandler vorgesehen zur Kopplung weiterer, insbesondere sicherheitsrelevanter, Teilbordnetze 30.
Die Vorrichtung betrifft ein elektronisches, durch Parallelschaltung mehrerer Halbleiterschalter bzw. Strangschalter 45 redundant ausgeführtes, insbesondere unidirektional, trennendes Schaltelement 19 zum Versorgen eines Teilbordnetzes 22 mit nicht sicherheitsrelevanten elektrischen Verbrauchern 24 ohne Energiequellen aus einem sicherheitsrelevanten Teilbordnetz 30 in einem Kraftfahrzeug und ein Verfahren zur unterbrechungsfreien Diagnose dessen Trennfunktion zum Schutz des sicherheitsrelevanten Teilbordnetzes 30 vor einer sicherheitskritischen Unterspannung und dem damit verbundenen Ausfall der sicherheitsrelevanten Verbraucher 36 aufgrund von Überlast oder Fehlern in dem durch das Schaltelement 19 zu versorgenden nicht sicherheitsrelevanten Teilbordnetz 22.
Das sicherheitsrelevante Teilbordnetz 30 dient insbesondere zur Versorgung der für den autonomen Fahrbetrieb benötigten Funktionen bzw. sicherheitsrelevanten Verbraucher 36 (insbesondere Lenkung, Bremsen, Umfeldsensierung, Trajektorienplanung etc.). Hierbei können mehrere Teilbordnetze 30 vorgesehen sein, die durch Trennelemente 26 im Fehlerfall voneinander getrennt werden können. Dies kann beispielsweise durch einen Gleichspannungswandler 26 erfolgen wie exemplarisch gezeigt. Diese Teilbordnetze 30 versorgen funktionstechnisch redundant ausgelegte Komponenten bzw. Verbraucher 36, die die beispielhaft genannten Funktionen redundant realisieren können. Beim Ausfall eines Teilbordnetzes 30 kann beispielsweise der sichere Halt des Fahrzeugs (Anfahren des nächsten Parkplatzes, sofortiger Halt am Seitenstreifen etc.) durch die Komponenten bzw. Verbraucher 36 des anderen Teilbordnetzes 30, welches noch fehlerfrei arbeitet, durchgeführt werden.
Gemäß 2 ist der beispielhafte Aufbau des Schaltelements 19 gezeigt. Das Schaltelement 19 umfasst mehrere (Anzahl N) Parallelstränge 43 mit jeweils in einem Parallelstrang 43 vorgesehenen Strangschalter 45. Bei dem Strangschalter 45 handelt es sich beispielsweise um einen Leistungshalbleiterschalter, beispielsweise um MOSFET's. Außerdem ist eine Messeinrichtung 41 vorgesehen. Die Messeinrichtung 41 dient der Erfassung des durch das Schaltelement 19 fließenden Stroms I. Hierzu ist die Messeinrichtung 41 beispielsweise als Spannungserfassung, insbesondere zur Erfassung einer Differenzspannung U am Eingang und Ausgang des Schaltelements 19, ausgebildet.
Anstelle einer individuellen Stromerfassung für jeden Parallelstrang 43 ist über die Messeinrichtung 41 in vorteilhafter Weise eine insbesondere gewichtete Differenzspannungserfassung über dem Schaltelement 19 vorgesehen, was äquivalent zu der Stromerfassung am Schaltelement 19 ist wie in der 2 angedeutet. Damit erfolgt eine Reduzierung des schaltungstechnischen Aufwands für die zur Diagnose des Schaltelements 19 erforderliche Stromerfassung.
Das Ausführungsbeispiel gemäß 3 unterscheidet sich von demjenigen der 2 lediglich darin, dass zusätzlich eine Temperaturerfassung 49 vorgesehen ist. Die Temperaturerfassung 49 dient der Erfassung der Temperatur des Schaltelements 19. Die ohnehin zur Temperaturüberwachung des Schaltelements 19 erforderliche Temperaturerfassung kann besonders vorteilhaft zur Erhöhung der Diagnosegüte der Trennfunktion des Schaltelements 19 und zusätzlich zur Diagnose dessen thermischen Anbindung an einen Kühlkörper ausgenützt werden.
Gemäß 4 ist außerdem eine Strangansteuerung 53 vorgesehen, über welche individuell der jeweilige gewünschte Parallelstrang 43 geschaltet werden kann bzw. der zugehörige Strangschalter 46 angesteuert werden kann. Außerdem ist eine Überstromerkennung 47 vorgesehen, die zur Absicherung gegen Überströme den erfassten Stromwert mit einer Abschaltschwelle I_nom+ΔI_nom vergleicht und gegebenenfalls bei Überschreiten eine Sicherheitsabschaltung des Schaltelement 19 durchführt. Bei Erreichen der Abschaltschwelle der Überstromerkennung 47 wird eine Überstrominformation gesetzt, beispielsweise über ein Flipflop wird das Erreichen der Abschaltschwelle gespeichert zur weiteren Auswertung in der Diagnose des Schaltmittels 19.
Anhand des Flussdiagramm gemäß 5 wird der weitere Ablauf des Diagnoseverfahrens beschrieben.
Annahmen und Ausgangssituation gemäß Schritt 101:

• Alle N Parallelstränge 43 des Schaltelementes sind „leitend“ angesteuert
• Überstrom-Abschaltschwelle ist auf I_ab=I_nom+ΔI_nom gesetzt

Schritt 102
Der Durchgriff der Überstromerkennung 47 auf die Ansteuerung der M-N Parallelstränge 43 wird temporär unterbunden. Für eine sehr kurze Zeit (beispielsweise im Mikrosekundenbereich) erfolgt trotz Überschreiten der Abschaltschwelle keine Abschaltung des Schaltelements 19 bzw. bestimmter Parallelstränge 43.
Schritt 103
M von N Parallelsträngen 43 des Schaltelementes 19 werden „hochohmig“ angesteuert, wobei soll gelten:

• $M \geq Ganzzahl (\frac{N}{1 + \frac{1}{\frac{Δ I_{nom}}{I_{nom}}}})$
• Belastbarkeit der M-N Parallelstränge wird nicht überschritten

Erwartete Auswirkungen des 2. Schritts 103:

• Der resultierende Widerstand eines intakten Schaltelementes 19 erhöht sich um den Faktor $\frac{N}{N - M} .$
• Der Anstieg des resultierenden Widerstands geht mit einer proportionalen Erhöhung des momentanen Spannungsabfalls U über dem Schaltelement 19 einher.
• Der Anstieg des resultierenden Widerstands geht mit einer proportionalen Erhöhung der momentanen Verlustleistung des Schaltelements 19 einher.

In einer nachfolgenden Abfrage 104 erfolgt die Diagnose der Strangansteuerung 53, Strangschalter 45 und Stromerfassung (durchgeführt mithilfe der Messeinrichtung 41 unter Erfassung der Differenzspannung U am Schaltelement 19)
Bei intakter Strangansteuerung 57 und steuerbaren Strangschaltern 45 signalisiert eine intakte Stromerfassung (gewichtete Differenzspannung U über dem Schaltelement 19) eine zum erwarteten Widerstandsanstieg des Schaltelementes 19 proportionale Erhöhung des Ausgangssignals; ggf. verlässt das Ausgangssignal den nominalen Ausgangsbereich und/oder geht in die Sättigung. Andernfalls ergibt die Abfrage 104 einen Fehlerfall.
Als weiterer Bestandteil der Abfrage 104 erfolgt die Diagnose der Überstromerkennung 47 und des Abschaltpfades (über Stromabschaltung bei Überschreiten der Abschaltschwelle)
Eine intakte Überstromerkennung 47 erkennt das Erreichen/Überschreiten der Überstrom-Abschaltschwelle, ggf. wird bei Erreichen der Abschaltschwelle eine Überstrominformation generiert, beispielsweise ein Überstrom-Flip-Flop gesetzt. Der Durchgriff der Überstromerkennung 47 auf die Ansteuerung der M Schalter bzw. Strangschalter 45 findet bei intaktem Abschaltpfad statt. Andernfalls liegt ein Fehler vor.
Schritt 105
Die Verstärkung der Stromerfassung bzw. der Messeinrichtung 41 wird um den Faktor $\frac{N - M}{N}$
herabgesetzt.
In einer Abfrage 106 erfolgt die Diagnose der Stromerfassung bzw. der Messeinrichtung 41
Eine intakte Stromerfassung bzw. Messeinrichtung 41 signalisiert eine zur herabgesetzten Verstärkung proportionale Reduzierung des Ausgangssignals, ggf. kehrt das Ausgangssignal der Stromerfassung in den nominalen Ausgangsbereich zurück. Andernfalls liegt ein Fehler vor.
Schritt 107
Gegebenenfalls wird der Überstrom-Flip-Flop zurückgesetzt, falls die Abschaltschwelle zuvor erreicht wurde.
In einer Abfrage 108 erfolgt die Diagnose der Überstromerkennung 47
Eine intakte Überstromerkennung 47 signalisiert den Betrieb innerhalb der Betriebsstromgrenzen. Werden die Betriebsstromgrenzen verlassen, liegt ein Fehlerfall vor.
Schritt 109
Der Durchgriff der Überstromerkennung 47 wird für alle N Parallelstränge freigegeben. Nun ist also eine Abschaltung der entsprechenden Parallelstränge 45 bei Erreichen der Abschaltschwelle zugelassen
In einer Abfrage 110 erfolgt die Diagnose der Temperaturerfassung 49 und der thermischen Anbindung des Schaltelementes 19 an den Kühlkörper
Eine intakte Temperaturerfassung 49 des Schaltelements 19 signalisiert einen zur Widerstandserhöhung zeitlich korrelierenden, proportionalen Temperaturanstieg des Schaltelementes 19.
Bei intakter thermischen Anbindung liegt der innerhalb des Erfassungszeitfensters durch die intakte Temperaturerfassung zurückgemeldete Temperaturanstieg innerhalb des Erwartungsbereiches. Andernfalls liegt ein Fehler vor.
Schritt 111
Alle N Parallelstränge 43 werden wieder „leitend“ angesteuert.
Erwartete Auswirkungen des 6. Schritts 111

• Der resultierende Widerstand eines intakten Schaltelementes 19 verringert sich um den Faktor $\frac{N - M}{N} .$
• Die Verringerung des resultierenden Widerstands geht mit einer proportionalen Verringerung des momentanen Spannungsabfalls U über dem Schaltelement 19 einher.
• Die Verringerung des resultierenden Widerstands geht mit einer proportionalen Verringerung der momentanen Verlustleistung des Schaltelements 19 einher.

In einer Abfrage 112 erfolgt die Diagnose der Strangansteuerung 53, der Strangschalter 45 und Stromerfassung (bzw. Messeinrichtung 41).
Eine intakte Stromerfassung (bzw. Messeinrichtung 41) signalisiert eine zur Widerstandminderung proportionale Verringerung des Ausgangssignals U. Andernfalls wird auf einen Fehlerfall geschlossen.
Schritt 113
Die Verstärkung der Strommesserfassung wird um den Faktor $\frac{N}{N - M}$
wieder erhöht.
In einer Abfrage 114 erfolgt die Diagnose der Stromerfassung (bzw. Messeinrichtung 41) und Überstromerkennung 47
Eine intakte Stromerfassung (bzw. Messeinrichtung 41) signalisiert eine zur Verstärkungserhöhung proportionale Erhöhung des Strommessausgangssignals bzw. Ausgangssignal U der Messeinrichtung 41 im nominalen Ausgangsbereich. Andernfalls liegt ein Fehler vor.
Eine intakte Überstromerkennung 47 signalisiert weiterhin den Betrieb innerhalb der Betriebsstromgrenzen. Wird dieser Bereich verlassen, liegt ein Fehler vor. In Schritt 115 ist das Verfahren beendet. Es kann sich nach Bedarf wieder Schritt 101 anschließen.
Das beschriebene Verfahren eignet sich insbesondere für die Erhöhung der Zuverlässigkeit des Gesamtsystems insbesondere für das autonome Fahren, an das besonders strenge Sicherheitsanforderungen gestellt werden. Die Verwendung ist jedoch hierauf nicht eingeschränkt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2015/135729 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Diagnose eines Schaltmittels in einem Kraftfahrzeug, wobei ein Schaltelement (19) vorgesehen ist, welches eine Vielzahl (N) von Parallelsträngen (43) mit jeweils zumindest in einem Parallelstrang (43) angeordneten Strangschalter (45) umfasst, wobei das Schaltelement (19) zumindest ein Teilbordnetz (22) mit nicht sicherheitsrelevanten Verbrauchern (24) ohne Energiequelle mit einem sicherheitsrelevanten Teilbordnetz (30) mit sicherheitsrelevanten Verbrauchern (36), insbesondere für den autonomen Fahrbetrieb, mit zumindest einer Energiequelle (12, 32) verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Messeinrichtung (41) vorgesehen ist, die zur Diagnose des Schaltelements (19) eine Differenzspannungsmessung des Schaltelements (19) durchführt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der Diagnose des Schaltmittels (19) zumindest ein Parallelstrang (43) ständig leitend geschaltet bleibt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Überstromerkennung (47) zur Abschaltung zumindest eines Parallelstrangs (43), bei dem die Abschaltschwelle erreicht wird, vorgesehen ist und/oder dass zumindest eine Strangansteuerung (53) vorgesehen ist zur Aktivierung bzw. Deaktivierung der Strangschalter (45) und/oder dass eine Temperaturerfassung (49) vorgesehen ist zur Erfassung der Temperatur des Schaltelements (19).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der geschlossenen Strangschalter (45) verändert wird und das Ausgangssignal (U) der Messeinrichtung (41) hinsichtlich einer entsprechenden Veränderung ausgewertet wird, insbesondere bei deaktivierter Überstromerkennung (47) oder bei aktivierter Überstromerkennung (47).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verstärkung der Messeinrichtung (41) verändert wird, insbesondere um einen Faktor (N-M)/N herabgesetzt wird mit N der gesamten Anzahl der Parallelstränge (43) und M der Anzahl der sperrend geschalteten Parallelstränge (43), wobei das Ausgangssignal (U) der Messeinrichtung (41) bei dieser Veränderung der Verstärkung der Messeinrichtung (41) überprüft wird, ob ebenfalls eine Veränderung des Ausgangssignals (U) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mögliche Abschaltung der entsprechenden Strangschalter (45) durch die Überstromerkennung (47) temporär unterbunden wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Parallelstrang (43), vorzugsweise eine Anzahl (M) an Parallelsträngen (43), sperrend angesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl (M) der sperrend angesteuerten Strangschalter (45) abhängt von einer Abschaltschwelle (I_nom+ΔI_nom) der Überstromerkennung (47), insbesondere bei deaktivierter Überstromerkennung (47).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl (M) der sperrend angesteuerten Strangschalter (45) gemäß nachfolgender Formel bestimmt wird: $M \geq Ganzzahl (\frac{N}{1 + \frac{1}{\frac{Δ I_{nom}}{I_{nom}}}}),$
wobei N die gesamte Anzahl der Parallelstränge (43) darstellt, I_nom die Nominalstrom der Überstromerkennung (47) sowie ΔI_nom die Überschreitung des Nominalstroms, bei der eine Überstrom-Abschaltschwelle der Überstromerkennung (47) ausgelöst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren Schritt die Überstromerkennung (47) wieder aktiviert wird und die von der Temperaturerfassung (49) erfasste Temperatur ausgewertet wird.
Verfahren nach einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren Schritt sämtliche (N) Parallelstränge (43) leitend angesteuert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erhöhte Anzahl (N) von Strangschaltern (43), insbesondere sämtliche Strangschalter (43) leitend geschaltet werden und dass geprüft wird, ob bei einer Zunahme der Anzahl der geschlossenen Strangschalter eine entsprechende Verringerung der Messgröße (U) der Messeinrichtung (41) erfolgt, insbesondere um einen Faktor (N-M)/N, wobei N die Anzahl der leitenden Strangschalter (43) und M die Anzahl der zuvor nichtleitenden Strangschalter (43) darstellt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überstromerkennung (47) für sämtliche Parallelstränge (43) freigegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verstärkung der Messeinrichtung (41) wieder erhöht wird, insbesondere um einen Faktor N/(N-M), wobei N die Anzahl der leitenden Strangschalter (43) und M die Anzahl der zuvor nichtleitenden Strangschalter (43) darstellt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst sämtliche Parallelstränge (43) leitend angesteuert werden, dass anschließend ein Durchgriff der Überstromerkennung (47) temporär unterbunden wird, dass zumindest ein Parallelstrang (43) nichtleitend geschaltet wird und eine Messgröße (U) der Messeinrichtung (41) erfasst wird, und/oder dass ein Durchgriff der Überstromerkennung (47) wieder zugelassen wird, dass sämtliche Parallelstränge (43) leitend angesteuert werden und eine Messgröße (U) der Messeinrichtung (41) erfasst wird, und/oder dass eine Verstärkung der Messeinrichtung (41) erhöht wird und eine Messgröße (U) der Messeinrichtung (41) erfasst wird.