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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung der korrekten Verkabelung eines Bordnetzes eines Fahrzeuges. Der Vorschlag betrifft weiterhin eine elektronische Stromverteilungseinheit zur Verwendung bei dem Verfahren sowie ein Fahrzeug und ein Computerprogramm.
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Moderne Fahrzeuge werden mit immer mehr elektrischen und elektronischen Komponenten ausgestattet, die den Komfort und die Sicherheit erhöhen. Beispiele sind moderne Steuergeräte, wie:
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- • Getriebesteuergeräte
- • Bremssteuergeräte
- • Fahrerassistenzsteuergeräte
- • Automatische Distanzregelung ACC
- • Spurhalteassistent
- • Spurwechselassistent
- • Notbremsassistent
- • Stauassistent.
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Weiterhin werden auch Sensoren und Aktoren im Bordnetz vorgesehen. Beispiele sind von Sensoren sind Raddrehzahlsensoren, Beschleunigungssensoren, Ultraschall-Sensoren, RADAR-Sensoren, usw. Beispiele von Aktoren sind Magnetventile, Stellmotoren oder Stellglieder, Heizelemente, usw.
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Auch die Kommunikationstechnik hält immer mehr Einzug in Fahrzeuge, darunter WiFi, Bluetooth für den Nahbereichsfunk und LTE für die Mobilfunk-Kommunikation. Diese Kommunikationssysteme eröffnen vielfältige neue Anwendungen für das Fahrzeug. Der Aufwand zur Verkabelung der Steuergeräte, Sensoren und Aktoren steigt. Deshalb werden vielfach Kommunikationsbussysteme eingesetzt um die Steuergeräte, Sensoren und Aktoren zu vernetzen. Es gibt verschiedene Kommunikationssystem für verschiedene Bereiche, so den CAN-Bus für den Bereich des Antriebstrangs, die optische Bussysteme wie MOST Media Oriented Systems Transport für den Bereich des Infotainment, oder spezielle Bussysteme mit höherer Datenübertragungsrate für den Bereich der Fahrerassistenzsysteme, wie Flexray oder Ethernet. Auch wenn die Kommunikationsbussysteme dazu beitragen den Verkabelungsaufwand zu verringern, bleibt aber er doch immens und es besteht die Notwendigkeit die Korrektheit der Verkabelung zu prüfen.
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Heute muss aufwändig diagnostiziert werden, ob alle Steuergeräte, Sensoren und Aktoren korrekt mit dem Bordnetz verbunden sind. Dazu werden dezentrale Diagnoseservices in die Steuergeräte integriert. Das ist komplex und nur für aktive und „intelligente“ Komponenten möglich.
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Es besteht also das Problem die Korrektheit der Verkabelung zu prüfen. Dies muss zumindest am Bandende, bevorzugt bereits am Band während der Herstellung geschehen, damit noch eine Möglichkeit besteht den Fehler zu beheben.
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Aber auch im laufenden Betrieb ist es erforderlich den Zustand der Verkabelung zu überprüfen. Eine häufige Ursache für einen Kurzschluss ist ein Isolationsbruch bzw. eine Isolationsänderung, hervorgerufen z.B. durch Alterung. Aus diesem Grund sollten Leitungen, welche nicht hitzebeständig sind, vor Hitze abgeschirmt werden oder entsprechend geschützt verlegt werden. Hitze beschleunigt die Alterung und führt zu einer chemischen Veränderung der Isolation. Neben Hitze kann auch Wasser einen starken Einfluss auf die Isolation haben. Einige Isolierstoffe nehmen Wasser auf, wodurch sich Kriechwege für den Strom bilden können. Die Isolation des elektrischen Leiters wird auf diese Weise nach und nach zerstört. Ein weiteres Problem sind mechanische Beschädigungen. Durch ständige Bewegung können elektrische Geräte oder auch Leitungen versagen. Neben Isolationsproblemen führt häufig ein unvorsichtiges Handeln zu Kurzschlüssen. So muss z.B. beim Überbrücken der Fahrzeugbatterie enorm darauf geachtet werden, dass sich bei angeschlossenem Überbrückungskabel die Plus- und Minusklemmen am anderen Ende des Kabels nicht berühren. Ebenso wenig darf das angeschlossene Pluskabel die Fahrzeugkarosserie berühren, da diese der Masse bzw. dem Minuspol entspricht und es somit einen Kurzschluss verursachen würde.
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Aus der
EP 2 343 909 A1 ist es bekannt für einen nachträglichen Einbau einer Freisprecheinrichtung die Software mit einem Einrichtungstestmodul auszustatten. Von diesem Einrichtungstestmodul werden Testsignale erzeugt, die über die angeschlossenen Lautsprecher in hörbare Testsignale umgewandelt werden.
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Aus der
US 2014/0084940 A1 ist es bekannt bei einem Steuergerät eines Fahrzeuges eine Diagnoseeinheit vorzusehen, die es ermöglicht Kurzschlüsse bei den Leitungen, an die elektrische Verbraucher wie Lampen oder Leuchtdioden angeschlossen sind zu erkennen. Die Diagnoseeinheit generiert Testsignale, die an die Leitungen zu den Verbrauchern angelegt werden. Mit Detektoren wird detektiert, welche Auswirkungen die Testsignale haben und es wird in einem Fehlerspeicher ein Eintrag gemacht, wenn ein Fehler erkannt wurde.
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Aus der
US 2011/0153235 A1 ist ein Verkabelungs-Überwachungssystem bekannt bei dem Test-Signale von einer Testeinheit generiert werden, die an Leitungen des Kabelbaums angelegt werden. Der Rechner in der Testeinheit nimmt die Antwortsignale auf der Leitung auf und wertet sie aus. Die Testsignale entsprechen Testsignalen, die bei der Zeitbereichsreflektometrie eingesetzt werden.
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Für den Bereich der Bordnetze von Fahrzeugen besteht der Bedarf für eine Diagnoseeinheit, die in der Lage ist Verkabelung des Bordnetzes des Fahrzeuges zu prüfen. Dies soll möglichst eigenständig erfolgen, so dass die Durchführung des Tests im laufenden Betrieb möglich wird.
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Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, die On-Board-Diagnosemöglichkeiten hinsichtlich Prüfung der Verkabelung des Bordnetzes weiter zu verbessern. Hier wird insbesondere der Fokus darauf gelegt den Aufwand für die dezentrale Diagnose der Verkabelung mit Mitteln, in den einzelnen Steuergerätes des Bordnetzes zu verringern.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Prüfung der Verkabelung eines Bordnetzes eines Fahrzeuges gemäß Anspruch 1, eine elektronische Stromverteilungseinheit gemäß Anspruch 9 und ein Fahrzeug gemäß Anspruch 10 und ein Computerprogramm gemäß Anspruch 11 gelöst.
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Die abhängigen Ansprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung entsprechend der nachfolgenden Beschreibung dieser Maßnahmen.
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Die erfindungsgemäße Lösung betrifft ein Verfahren zur Prüfung der Verkabelung eines Bordnetzes, wobei im Bordnetz eine Energiequelle vorhanden ist, die eine Anzahl von Steuergeräten, Sensoren und/oder Aktoren mit Strom versorgt. Dabei wird in dem Bordnetz eine elektronische Stromverteilungseinheit vorgesehen, an die die Energiequelle angeschlossen wird. Die Stromverteilungseinheit weist eine Vielzahl von Stromversorgungsanschlüssen auf, an die die Stromversorgungsleitungen für die Steuergeräte, Sensoren und/oder Aktoren angeschlossen werden. Eine Besonderheit besteht darin, dass die elektronische Stromverteilungseinheit eine Diagnoseeinheit aufweist, die so ausgelegt wird, dass sie in einer Testphase an die jeweiligen Stromversorgungsleitungen der Steuergeräte, Sensoren und/oder Aktoren eine Anzahl Prüfsignale anlegt und damit Messungen durchführt, wobei Messergebnisse erfasst werden und eine Auswertung der Messergebnisse vorgenommen wird, durch die bestimmt wird, ob die verschiedenen Steuergeräte, Sensoren und/oder Aktoren korrekt verkabelt sind.
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Die Erfindung sieht also vor, dass zur Absicherung und Diagnose zumindest der Stromversorgungsleitungen im Fahrzeug-Bordnetz eine elektronische Stromverteilungseinheit, nämlich z.B. eine sog. ePDU (enclosure Power Distribution Unit) genutzt wird. Diese basiert auf Halbleiter-Sicherungen mit diversen Mehrwertfunktionen. Dazu zählen, dass nur elektronischen Schalter benutzt werden statt Schmelzsicherungen und Relais. Diese verbrauchen weniger Bauraum und verschleißen nicht so schnell. Im Kurzschlussfall erlauben sie ein rückwirkungsfreies Trennen des fehlerhaften Zweiges.
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Die Diagnoseeinheit ist vorzugsweise mit einer Recheneinheit ausgestattet, die die Auswertung der Messergebnisse durchführen kann. Dabei kann eine Weiterleitung der Auswerteergebnisse oder der Messergebnisse an eine Recheneinheit des Infotainmentsystems im Bordnetz durchgeführt werden. Die Recheneinheit wird dann einen Schritt der Aufbereitung der Auswerteergebnisse und Weiterleitung an eine Anzeigeeinheit durchführen oder einen Schritt der Auswertung der Messergebnisse und Aufbereitung der Auswerteergebnisse und Weiterleitung an die Anzeigeeinheit durchführen. Diese Variante bietet den Vorteil, dass die Verkabelung jedes Mal bei Inbetriebnahme des Fahrzeuges getestet werden kann und der Fahrer darauf hingewiesen wird, wenn etwas mit der Verkabelung nicht stimmt.
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Bei einer anderen Variante werden die Testergebnisse in der elektronischen Stromverteilungseinheit gespeichert. Bei einem Werkstattbesuch können sie dann über einen On-Board-Diagnoseanschluss des Bordnetzes abgerufen werden.
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In einer dritten Variante wird in dem Bordnetz eine On-Board-Kommunikationseinheit für ein Mobilfunksystem vorgesehen an die die Auswerteergebnisse weitergeleitet werden, und mit der On-Board-Kommunikationseinheit werden die Auswerteergebnisse an einen externen Server gesendet. Der externe Server kann beispielsweise ein Server des Fahrzeugherstellers sein.
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Als Prüfsignal kann in einer Variante ein Prüfstrom auf die Leitung gegeben werden mit dem eine Widerstandsmessung durchgeführt wird. Dies entspricht im einfachsten Fall einer Durchgangsprüfung. Selbst wenn die Durchgangsprüfung bestanden wird, können so auch Veränderungen an der Leitung frühzeitig festgestellt werden, in dem bei der Auswertung mit den Ausgangswerten bei Herstellung des Fahrzeuges verglichen wird. So können sich anbahnende Probleme frühzeitig erkannt werden und die Spezialisten in der Werkstatt können bei einem Werkstattbesuch darauf hingewiesen werden.
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Um an die elektronische Stromverteilungseinheit angeschlossene Leitungen zu testen, kann es vorteilhaft sein als Prüfsignal einen Testimpuls zu generieren, der auf die Leitung gesendet wird, wobei die rücklaufenden Impulse gemessen werden, die bei Reflexion des Impulses zur Diagnoseeinheit zurückgelangt. Je nach Stärke des zurückreflektierten Impulses kann auf Fehlanpassungen, Knickstellen oder Bruchstellen zurückgeschlossen werden.
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Ebenso kann bei Messung mehrfacher Reflexionen des Testimpulses mit gleicher Polarität auf ein offenes Leitungsende geschlossen werden und bei Messung mehrfacher Reflexionen des Testimpulses mit unterschiedlicher Polarität auf ein kurzgeschlossenes Leitungsende geschlossen werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Variante kann durch Einsatz der Methoden der Zeitbereichsreflektometrie die Laufzeit gemessen werden bis zum Eintreffen des reflektierten Testimpulses und durch Auswertung der Laufzeit die Position einer Knickstelle oder Bruchstelle in der Leitung bestimmt werden.
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Um eine an die elektronische Stromverteilungseinheit angeschlossene Busleitung eines Kommunikationsbusses zu testen, ist es vorteilhaft, wenn eine Testbotschaft als Prüfsignal über den Kommunikationsbus zu einem an den Kommunikationsbus angeschlossenen Steuergerät gesendet wird, die von dem Steuergerät beantwortet werden soll. Wenn die Bestätigungsnachricht zu der Testbotschaft nicht zurückkommt, liegt ein Fehler vor, und die Verkabelung sollte in einer Werkstatt überprüft werden.
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Bei diesem Test kann auch die Laufzeit zwischen Aussenden der Testbotschaft und Eintreffen der Rückantwort gemessen werden, um Veränderungen bei der Kommunikationsleitung zu erkennen.
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Die Erfindung betrifft in einer anderen Ausprägung eine elektronische Stromverteilungseinheit, die bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendet werden kann. Die elektronische Stromverteilungseinheit weist einen Anschluss für eine Energieversorgungseinheit und eine Anzahl Stromversorgungsausgänge aufweist, an die die Stromversorgungsleitungen für die Steuergeräte, Sensoren und/oder Aktoren eines Bordnetzes eines Fahrzeuges anschließbar sind, wobei die Stromversorgungseinheit eine Diagnoseeinheit aufweist, die ausgelegt ist die Verkabelung der Stromversorgungsleitungen zu den Steuergeräten, Sensoren und Aktoren zu testen.
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Eine weitere Ausprägung der Erfindung besteht in einem Fahrzeug, dass eine elektronische Stromverteilungseinheit gemäß der Erfindung aufweist.
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Schließlich besteht eine weitere Ausführungsform der Erfindung in einem Computerprogramm, das Programmschritte aufweist, die bei Abarbeitung des Programms durch eine Recheneinheit in der Elektronische Stromverteilungseinheit gemäß der Erfindung diese veranlassen, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen .
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 das Prinzip der Fahrzeugkommunikation in einem Mobilfunknetz;
- 2 eine prinzipielle Darstellung eines Bordnetzes eines Fahrzeuges mit Verkabelungsdiagnosemöglichkeit;
- 3 ein Blockdiagramm für die Fahrzeugelektronik eines Kraftfahrzeuges; und
- 4 ein Flussdiagramm für ein Computerprogramm, mit dem eine Prüfung der Verkabelung des Bordnetzes durchgeführt wird.
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Die vorliegende Beschreibung veranschaulicht die Prinzipien der erfindungsgemäßen Offenbarung. Es versteht sich somit, dass Fachleute in der Lage sein werden, verschiedene Anordnungen zu konzipieren, die zwar hier nicht explizit beschrieben werden, die aber Prinzipien der erfindungsgemäßen Offenbarung verkörpern und in ihrem Umfang ebenfalls geschützt sein sollen.
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1 zeigt ein Fahrzeug 10, das mit einem On-Board-Kommunikationsmodul 110 für die Kommunikation zu externen Teilnehmern ausgestattet ist.
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Der Begriff Fahrzeug versteht sich als Sammelbegriff, sei es für Kraftfahrzeuge mit Brennkraftmaschine oder Elektromotor, sei es für Fahrräder mit und ohne Elektromotor oder andere Fahrzeuge, sei es für Fahrzeuge mit einem, zwei, vier oder mehr Rädern, sei es für Motorräder, Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Busse, Landwirtschaftsfahrzeuge oder Baumaschinen. Die Aufzählung ist nicht abschließend und umfasst auch weitere Fahrzeugkategorien wie Schienen-, Luft- und Wasserfahrzeuge.
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Die Fahrzeuge in 1 sind jeweils mit einer sogenannten On-Board Unit 110 ausgestattet, die als Sende- und Empfangseinheit für die Kommunikation in einem Mobilfunknetz dient. Als Mobilfunknetz bieten sich zur Zeit die bekannten Netze LTE, entsprechend Long Term Evolution und 5G an. Nachfolgend wird diese Einheit auch als On-Board-Kommunikationsmodul bezeichnet. Das On-Board-Kommunikationsmodul 110 ist für die Kommunikation in einem Mobilfunknetz ausgelegt. Befinden sich die Fahrzeuge 10 innerhalb einer Mobilfunkzelle, sind sie bei der Basisstation 20 dieser Mobilfunkzelle angemeldet bzw. eingebucht. Verlassen sie die Mobilfunkzelle, werden sie an die benachbarte Zelle übergeben (Handover) und dementsprechend an der Basisstation 20 abgemeldet bzw. ausgebucht. Die Basisstation 20 stellt auch einen Zugang zum Internet zur Verfügung, so dass die Fahrzeuge 10 bzw. alle anderen Mobilfunk-Teilnehmer in der Mobilfunkzelle mit Internetdaten versorgt sind. Dazu steht die Basisstation 20 bei einem LTE-Netz über die sogenannte S1-Schnittstelle mit dem EPC 40 (Evolved Packet Core) in Verbindung. Über das Internet 30 oder ein anderes Weitverkehrsnetz WAN erreichbar ist noch ein Server 50 der zum Beispiel von dem Fahrzeughersteller betrieben wird. Das On-Board-Kommunikationsmodul 110 kann auch die Fahrzeugdirektkommunikation unter des Fahrzeugen unterstützen.
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Die 2 zeigt eine prinzipielle Struktur eines Bordnetzes eines Fahrzeuges 10. Die wesentlichen Komponenten betreffen eine elektronische Stromverteilungseinheit 130, eine Energieversorgungseinheit 100, z.B. in Form einer Batterie, eine Anzahl Steuergeräte 150, eine Anzahl Sensoren 160 und eine Anzahl Aktoren 165 sowie eine Kommunikationseinheit, z.B. in Form des On-Board-Kommunikationsmoduls 110. Typische Sensoren in Fahrzeugen sind Raddrehzahlsensoren, Beschleunigungssensoren, Ultraschall-Sensoren, RADAR-Sensoren, usw. Typische Aktoren im Fahrzeug betreffen Magnetventile, Stellmotoren oder Stellglieder, Heizelemente, usw.
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Die elektronische Stromverteilungseinheit 130 im Bordnetz kann eine einzelne zentrale Komponente darstellen, an die die Sensoren, Aktoren oder Steuergeräte direkt angeschlossen sind. Zumindest sind sie daran angeschlossen, wenn sie eine eigene Stromversorgung benötigen. Die elektronische Stromverteilungseinheit ersetzt einen konventionellen Energieverteilungskasten, der mit konventionellen Schmelzsicherungen und Relais ausgestattet ist. Diese Schmelzsicherungen und Relais werden durch elektronische Schaltsicherungen 132 und elektronische Schalter ersetzt.
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Gemäß der Erfindung wird in der elektronischen Stromverteilungseinheit 130 neben der eigentlichen Sicherungsfunktion auch eine Diagnoseeinheit 134 vorgesehen. Diese wird insbesondere zu dem Zweck der Prüfung der Leitungen der Verkabelung vorgesehen. Die einfachste Prüfung, die mit der Diagnoseeinheit 134 durchgeführt wird, ist eine Durchgangsprüfung. Dabei werden die einzelnen Leitungen getestet („geklingelt“) und es wird identifiziert, ob der Verbau des Bordnetzes korrekt erfolgte. Das Ergebnis kann zunächst abgespeichert werden in der Diagnoseeinheit 134 oder vollständig kommuniziert werden. Mit Hilfe des On-Board-Kommunikationsmoduls 110 kann das Ergebnis z.B. zu dem Server 50 übertragen werden. Z.B. kann die Diagnose bei der Erstinbetriebnahme des Fahrzeugs als Abschluss der Produktion durchgeführt werden. Die Messwerte wie Leitungswiderstände, die sich bei Erstinbetriebnahme ergeben, können als Referenzwerte für zukünftige Prüfungen in der Diagnoseeinheit dauerhaft abgespeichert werden. Im Folgenden wird genauer auf die Durchführung der Leitungsdiagnose eingegangen.
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Durch die Zentralität der elektronische Stromverteilungseinheit 130 kann sicher und mit wenig Aufwand festgestellt werden, ob neben den Steuergeräten auch die Sensoren 160 und Aktoren 165 korrekt kontaktiert sind. Dieser Service liegt organisatorisch „in einer Hand“ und ist einfach umsetzbar.
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Zu den Leitungstests zählen insbesondere die folgenden Prüfungen:
- Kurzschluss nach Masse messen - Leitungsprüfung
- Dabei sollte sich bei einer Gutprüfung ein unendlich hoher Widerstand ergeben. Bei einer defekten Leitung sollte der gemessene Widerstand unterhalb von 8 MOhm liegen.
- Unterbrechung der Leitung messen - Leitungsprüfung
- Dabei sollte sich bei einer Gutprüfung ein Widerstand von kleiner als 3 Ohm ergeben. Das Ergebnis bei einer defekten Leitung entspricht einem gemessenen Widerstand von größer als 3 Ohm.
- Kurzschluss unter zwei Leitungen messen - Leitungsprüfung
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Dabei sollte sich bei einer Gutprüfung ein unendlich hoher Widerstand (>8 MOhm) ergeben. Bei einer defekten Leitung sollte der gemessene Widerstand unterhalb von 8 MOhm liegen.
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3 zeigt einen typischen Aufbau einer Kfz-Elektronik eines modernen Kraftfahrzeuges 10. Mit der Bezugszahl 151 ist ein Motorsteuergerät bezeichnet. Die Bezugszahl 152 entspricht einem ESP-Steuergerät und die Bezugszahl 153 bezeichnet ein Getriebesteuergerät. Weitere Steuergeräte, wie Airbag-Steuergerät usw., können im Kraftfahrzeug vorhanden sein. Die Vernetzung solcher Steuergeräte geschieht typischerweise mit dem CAN-Bussystem (Controller Area Network) 104, welches als ISO Norm standardisiert ist (ISO 11898). Da verschiedene Sensoren im Kraftfahrzeug 10 installiert werden und diese nicht mehr nur an einzelne Steuergeräte angeschlossen werden, werden solche Sensordaten ebenfalls über das Bussystem 104 zu den einzelnen Steuergeräten übertragen. Beispiele von Sensoren im Kraftfahrzeug sind Raddrehzahlsensoren, Lenkwinkelsensoren, Beschleunigungssensoren, Drehratensensoren, Reifendrucksensoren, Abstandssensoren usw. Die verschiedenen Sensoren, mit dem das Fahrzeug ausgestattet ist, sind in der 3 mit den Bezugszahlen 161, 162, 163 bezeichnet.
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Im Kraftfahrzeug befinden sich dann auch noch weitere elektronische Vorrichtungen. Diese sind mehr im Bereich der Fahrgastzelle angeordnet und werden oft auch von dem Fahrer bedient. Als Beispiel ist in 3 ein Karosseriesteuergerät 171, entsprechend Body Control Module BCM, gezeigt, mit der der Fahrer klassische Komponenten bedienen kann. Darunter fallen Blinker-Steuerung, Scheibenwischersteuerung, Fensterheber, Türschloss, Lichtsteuerung, usw. Das Karosseriesteuergerät 171 wird oft zusammen mit dem Sicherungskasten oder in dessen Nähe im Innenraum des Fahrzeuges 10 verbaut. Das Karosseriesteuergerät ist an eine weiteren Kommunikationsbus 108 angeschlossen. Daran sind noch weitere elektronische Komponenten angeschlossen. Dargestellt sind die Türsteuergeräte 172 bis 175 sowie eine On-Board-Diagnoseschnittstelle 176. Mit den Türsteuergeräten werden die Fensterheber, Außenspiegel und die Türschlösser angesteuert. Die On-Board-Diagnoseschnittstelle 176 ist häufig im Motorraum verbaut. Daran können externe Diagnosegeräte bei einem Werkstattaufenthalt angeschlossen werden. Über diese On-Board-Diagnoseschnittstelle 176 können die Fehlerspeicher von den verschiedenen Steuergeräten ausgelesen werden.
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Das moderne Kraftfahrzeug kann aber noch weitere Komponenten aufweisen die zum Bereich des Infotainment zählen. Eine Kamera ist in 3 mit der Bezugszahl 105 bezeichnet. Sie kann z.B. als Rückfahrkamera dienen. Heutige Fahrzeuge weisen häufig mehrere Kameras auf. Andere Komponenten im Bereich des Infotainment betreffen ein Navigationssystem 120, welches ebenfalls im Bereich des Cockpits verbaut wird. Die Route, welche auf einer Karte angezeigt wird, kann auf einer Anzeigeeinheit 124 im Cockpit dargestellt werden. Es kann sich um eine berührungsempfindliche Anzeigeeinheit (Touchscreen) handeln. Mit der Bezugszahl 125 ist eine Recheneinheit bezeichnet, Diese kann vielfältige Aufgaben übernehmen. Eine ihre Aufgabe besteht in der Aufbereitung der Grafikdaten, die auf der Anzeigeeinheit 124 angezeigt werden sollen. Weitere Komponenten betreffen ein Radio, ein Telefon, usw. Die Bezugszahl 110 bezeichnet wieder das On-Board-Kommunikationsmodul. Die genannten Geräte des Fahrgastraumes sind ebenfalls untereinander vernetzt über ein Bussystem, das mit der Bezugszahl 102 bezeichnet ist. Es kann sich z. B. um ein Ethernet-Bussystem oder um einen Bus für optische Nachrichtenübertragung, z.B. MOST.
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Zu dem Zweck, dass fahrzeugrelevante Sensordaten über das Kommunikationsmodul 110 zu einem anderen Fahrzeug oder zu einem anderen Zentralrechner übertragen werden sollen, ist das Gateway 140 vorgesehen. Dieses ist mit allen drei verschiedenen Bussystemen 102, 104 und 108 verbunden. Das Gateway 140 ist dazu ausgelegt, die Daten, die es über den CAN-Bus 104 empfängt, so umzusetzen, dass sie in das Übertragungsformat des Ethernet-Busses 102 umgesetzt werden, sodass sie in den dort spezifizierten Paketen verteilt werden können. Für die Weiterleitung dieser Daten nach extern ist das Kommunikationsmodul 110 mit dazu ausgerüstet, diese Datenpakete zu empfangen und wiederum in das Übertragungsformat des entsprechend eingesetzten Kommunikationsstandards umzusetzen. Ebenfalls ist der Bus 108 an das Gateway 140 angeschlossen und es können auch Datenpakete mit den anderen Bussystemen 102 und 104 ausgetauscht werden.
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Teil des Bordnetzes ist noch die Energieversorgungseinheit 100, die z.B. in Form einer Fahrzeugbatterie ausgeführt sein kann. Diese ist direkt mit der elektronische Stromverteilungseinheit 130 verbunden. Die elektronische Stromverteilungseinheit 130 verteilt den Strom an die verschiedenen elektronischen Komponenten. Es führen jeweils Stromversorgungsleitungen zu den elektronischen Komponenten. Die Stromversorgungsleitungen sind in der 3 gestrichelt dargestellt.
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Mit Hilfe des in 4 dargestellten Flussdiagramms wird der Ablauf der Prüfungen, die von der Diagnoseeinheit 134 durchgeführt werden, erläutert. Das Programm wird von einer Recheneinheit in der Diagnoseeinheit 134 abgearbeitet. Mit der Bezugszahl 202 ist der Programmstart bezeichnet. Dieser Programmstart kann durch die Erstinbetriebnahme der Bordelektronik ausgelöst werden. Alternativ kann der Programmstart bei jeder Inbetriebnahme der Bordelektronik ausgelöst werden. Im Programmschritt 204 findet ein Test statt welche Anschlüsse an der elektronischen Stromverteilungseinheit 130 belegt sind und ob die belegten Anschlüssen mit Komponenten verbunden sind. Dies kann mit Widerstandsmessungen stattfinden. Wenn ein angeschlossenes Steuergerät Strom zieht, wird der Widerstand niedrig sein. Anderenfalls wird er hochohmig sein, wenn der Anschluss unbelegt ist. Im Programmschritt 206 finden die verschiedenen Durchgangsprüfungen für die Leitungen statt. Wenigstens werden die in 3 gezeigten Stromversorgungsleitungen getestet. Es finden die bereits oben beschriebenen Widerstandsmessungen an den Stromversorgungsleitungen statt. Dabei wird eine definierte Spannung an die Leitung angelegt und der Widerstand gemessen. Dies kann im Leerlaufzustand und bei angeschlossener Stromversorgung erfolgen. Die gemessenen Widerstandswerte werden in diesem Schritt bei Erstinbetriebnahme im Speicher abgelegt. Zusätzlich werden sie mit zuvor einprogrammierten Referenzwerten verglichen. Die Referenzwerte stellen Normwerte dar, die zuvor während der Entwicklungsphase des Bordnetzes ermittelt wurden. Bei Durchführung dieses Schrittes nach Erstinbetriebnahme werden die Messwerte mit den archivierten Werten bei Erstinbetriebnahme verglichen. Bei Feststellung von Abweichungen außerhalb von Toleranzgrenzen werden Fehlerzustände im Speicher eingetragen.
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Bei abgeschirmten Leitungen wird der Wellenwiderstand überprüft. Dies erfolgt im Programmschritt 208. Nominal sollten die Leitungen einen spezifizierten Wellenwiderstand haben. Durch Knicke oder Brüche in den Leitungen oder durch Fehlanpassungen treten Signalreflexionen auf, die gemessen werden. Bei diesen Messungen wird ein Impuls auf die Leitung gesendet und es wird gemessen, ob reflektierte Impulse zurückkommen. Solche Messungen finden auch bei der Zeitbereichsreflektometrie, entsprechen Time Domain Reflectometry TDR statt. Bei einer Leitung mit offenem Leitungsende würden abgestufte Impulse mit derselben Polarität am entsprechenden Ausgang der elektronischen Stromverteilungseinheit 130 auftreten. Bei einer kurzgeschlossenen Leitung am Leitungsende würden abgestufte Impulse mit unterschiedlicher Polarität am entsprechenden Ausgang der elektronischen Stromverteilungseinheit 130 auftreten. Über die Messung der zeitlichen Abstände zwischen den Impulsen kann die Laufzeit des Impulses auf der Leitung ermittelt werden. Über die Laufzeitmessung kann dann sogar auf die Position der Fehlstelle der Leitung geschlossen werden. Diese Angaben werden ebenfalls als Diagnoseergebnis im Speicher der Diagnoseeinheit abgespeichert.
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Im Programmschritt 210 werden die Resultate der Leitungsdiagnose an das Gateway 140 übertragen. Von dort können sie weitergeleitet werden. In einer Variante werden die Resultate an die Recheneinheit 125 übertragen, die dann dafür sorgt die Resultate für eine Anzeige auf der Anzeigeeinheit 124 umzuwandeln.
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Im anderen Ausführungsbeispiel können die Testresultate an das On-Board-Kommunikationsmodul 110 weitergeleitet werden. Das On-Board-Kommunikationsmodul 110 überträgt die Testresultate an den Server 50. Wenn ein externes Diagnosemodul an das Bordnetz angeschlossen ist, werden die Testresultate alternativ im Programmschritt 214 an die On-Board-Diagnoseschnittstelle 176 weitergeleitet. Die Anzeige der Testresultate erfolgt dann auf dem externen Diagnosemodul.
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Das Programm endet im Programmschritt 212.
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Es sollte verstanden werden, dass das vorgeschlagene Verfahren und die zugehörigen Vorrichtungen in verschiedenen Formen von Hardware, Software, Firmware, Spezialprozessoren oder einer Kombination davon implementiert werden können. Spezialprozessoren können anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), Reduced Instruction Set Computer (RISC) und / oder Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) umfassen. Vorzugsweise wird das vorgeschlagene Verfahren und die Vorrichtung als eine Kombination von Hardware und Software implementiert. Die Software wird vorzugsweise als ein Anwendungsprogramm auf einer Programmspeichervorrichtung installiert. Typischerweise handelt es sich um eine Maschine auf Basis einer Computerplattform, die Hardware aufweist, wie beispielsweise eine oder mehrere Zentraleinheiten (CPU), einen Direktzugriffsspeicher (RAM) und eine oder mehrere Eingabe/Ausgabe (I/O) Schnittstelle(n). Auf der Computerplattform wird typischerweise außerdem ein Betriebssystem installiert. Die verschiedenen Prozesse und Funktionen, die hier beschrieben wurden, können Teil des Anwendungsprogramms sein oder ein Teil, der über das Betriebssystem ausgeführt wird.
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Die Offenbarung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Es gibt Raum für verschiedene Anpassungen und Modifikationen, die der Fachmann aufgrund seines Fachwissens als auch zu der Offenbarung zugehörend in Betracht ziehen würde.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fahrzeug
- 100
- Batterie
- 102
- Ethernet-Bus
- 105
- Kamera
- 104
- 1. CAN-Bus
- 108
- 2. CAN-Bus
- 110
- On-Board Kommunikationsmodul
- 120
- Navigationssystem
- 124
- LCD-Anzeigeeinheit
- 125
- Infotainment-Recheneinheit
- 130
- elektronische Stromverteilungseinheit
- 134
- Diagnoseeinheit
- 140
- Gateway
- 150
- Steuergeräte
- 151
- Motor-Steuergerät
- 152
- ESP-Steuergerät
- 153
- Getriebe-Steuergerät
- 160
- Sensoren
- 161
- Sensor 1
- 162
- Sensor 2
- 163
- Sensor 3
- 171
- Karosseriesteuergerät
- 172
- 1. Türsteuergerät
- 173
- 2. Türsteuergerät
- 174
- 3. Türsteuergerät
- 175
- 4. Türsteuergerät
- 200
- Computerprogramm
- 202 - 212
- verschiedene Programmschritte des Computerprogramms
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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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- EP 2343909 A1 [0008]
- US 2014/0084940 A1 [0009]
- US 2011/0153235 A1 [0010]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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