DE102020200260A1 - Schaltungsanordnung zur Diagnose einer Service-Disconnect-Leitung eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs - Google Patents

Schaltungsanordnung zur Diagnose einer Service-Disconnect-Leitung eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs Download PDF

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Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Schaltungsanordnung zur Diagnose einer Service-Disconnect-Leitung (4) eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs mit zwei Bordnetzen unterschiedlich hoher Spannungen. Die Service-Disconnect-Leitung (4) ist zwischen einer ersten Klemme (6) und einer zweiten Klemme (2) verschaltet und umfasst zumindest ein manuelles Trennelement (3), wobei im Betrieb der Schaltungsanordnung in dem Fahrzeug eine an der zweiten Klemme (2) anliegende Spannung mit einer Messeinrichtung (5) erfasst und eine die Spannung repräsentierende Spannungsinformation (s4) durch eine Recheneinheit (30) ausgewertet wird. Die Recheneinheit (30) ist dazu ausgebildet, abhängig von der Spannungsinformation das Bordnetz mit der hohen Spannung von daran angeschlossen Verbrauchern zu trennen oder nicht. Die Recheneinheit (30) ist weiter dazu ausgebildet, zur Durchführung einer Testroutine zur Feststellung eines Fehlers der Service-Disconnect-Leitung (4) durch Ansteuerung jeweiliger Schaltelemente (13, 21, 22) an der ersten Klemme (6) und/oder der zweiten Klemme (2) iterativ unterschiedliche Spannungs- oder Stromniveaus einzuprägen, die jeweilige an der zweiten Klemme (2) anliegende Spannung mit der Messeinrichtung (5) zu erfassen und die die Spannung repräsentierende Spannungsinformation (s4) durch die Recheneinheit (30) auszuwerten.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Diagnose einer Service-Disconnect-Leitung eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs mit zwei Bordnetzen unterschiedlich hoher Spannungen, wobei die Service-Disconnect-Leitung zumindest ein manuelles Trennelement und optional eine Sicherung umfasst und zwischen einer ersten Klemme und einer zweiten Klemme verschaltet ist. Im Betrieb der Schaltungsanordnung in dem Fahrzeug wird eine an der zweiten Klemme anliegende Spannung mit einer Messeinrichtung erfasst und eine die Spannung repräsentierende Spannungsinformation durch eine Recheneinheit ausgewertet. Die Recheneinheit ist dazu ausgebildet, abhängig von der Spannungsinformation das Bordnetz mit der hohen Spannung von daran angeschlossenen Verbrauchern zu trennen oder nicht.
  • Elektrisch betriebene Fahrzeuge verfügen über zwei Bordnetze unterschiedlich hoher Spannungen. Ein Bordnetz mit niedriger Spannung, typischerweise 12 V, 24 V oder 48 V, dient zur Versorgung elektrischer Verbraucher geringer Leistung, wie z.B. Steuergeräte, Lichter, Komfort- und Lüftungssysteme, Navigationssysteme, Fahrerassistenzsysteme und dergleichen. Ein Bordnetz mit hoher Spannung, auch Hochvolt-Bordnetz genannt, dient zur Versorgung elektrischer Verbraucher hoher Leistung, wie z.B. eines elektrischen Antriebs des elektrischen Fahrzeugs. Die Spannung im Hochvolt-Bordnetz kann dabei, abhängig von seiner Auslegung, 400 V oder mehr betragen.
  • Unter einem elektrisch betriebenen Fahrzeug wird in der vorliegenden Anmeldung ein rein batteriebetriebenes Fahrzeug (Battery Electric Vehicle, BEV), das als Antriebsquelle ausschließlich über einen Elektromotor verfügt, oder ein Hybrid-elektrisch betriebenes Fahrzeug (Hybrid Electric Vehicle, HEV oder Plug-In Hybrid Electric Vehicle, PHEV), das über eine Kombination aus Verbrennungsmotor und Elektromotor als Antriebsquellen verfügt, verstanden. Unter einem elektrischen Fahrzeug sind nicht nur Kraftfahrzeuge, sondern sämtlich elektrisch betriebene Fahrzeuge, wie z.B. Flurförderfahrzeuge oder Gabelstapler, zu verstehen.
  • Aufgrund des Vorhandenseins zweier Bordnetze mit unterschiedlich hohen Spannungen stellen sich bei einem Unfall und bei Servicearbeiten Herausforderungen an die Sicherheit. Jede Arbeit und Manipulation an den Hochspannungskomponenten des elektrischen Fahrzeugs ist unter Umständen lebensgefährlich. Weder Werkstattpersonal bei Wartungs- oder Reparaturarbeiten noch Ersthelfer oder Feuerwehr bei einem Unfall dürfen mit der Hochspannung des Hochvolt-Bordnetzes in Berührung kommen. Zur schnellen und sicheren Spannungsfreischaltung ist daher in einer sog. Service-Disconnect-Leitung ein manuelles Trennelement, auch als manueller Service-Trennschalter bekannt, vorgesehen.
  • Das manuelle Trennelement liegt in der Service-Disconnect-Leitung, wobei beim Öffnen des manuellen Trennelements ein sicherer Zustand für das Werkstattpersonal oder Rettungskräfte herbeigeführt wird. Hierzu wird im Betrieb der Schaltungsanordnung z.B. die an einer Klemme anliegende Spannung mit einer Messeinrichtung erfasst, die abhängig davon, ob das manuelle Trennelement offen oder geschlossen ist, sich verändert. Eine die Spannung repräsentierende Spannungsinformation wird hierbei durch eine Recheneinheit ausgewertet, wobei die Recheneinheit, sofern ein offener Zustand des manuellen Trennelements oder der Service-Disconnect-Leitung (z.B. aufgrund eines beabsichtigten Trennens durch eine Rettung) herbeigeführt ist, das Hochvoltbordnetz deaktiviert.
  • Ein Nachteil der bislang im Einsatz befindlichen Lösung besteht darin, dass eine Erkennung eines Fehlerzustands an der Klemme, an der die Spannung ausgewertet wird, in Bezug auf verschiedene Fehlersituationen unvollständig ist.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine funktional verbesserte Schaltungsanordnung zur Diagnose einer Service-Disconnect-Leitung eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs mit zwei Bordnetzen unterschiedlich hoher Spannungen anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schaltungsanordnung gemäß den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Es wird eine Schaltungsanordnung zur Diagnose einer Service-Disconnect-Leitung eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs mit zwei Bordnetzen unterschiedlich hoher Spannungen vorgeschlagen. Die Service-Disconnect-Leitung ist zwischen einer ersten Klemme und einer zweiten Klemme verschaltet und umfasst zumindest ein manuelles Trennelement. Darüber hinaus kann optional in der Service-Disconnect-Leitung eine Sicherung vorgesehen sein. Im Betrieb der Schaltungsanordnung in dem Fahrzeug wird eine an der zweiten Klemme anliegende Spannung mit einer Messeinrichtung erfasst und eine die Spannung repräsentierende Spannungsinformation durch eine Recheneinheit ausgewertet. Die Recheneinheit ist dazu ausgebildet, abhängig von der Spannungsinformation das Bordnetz mit der hohen Spannung von daran angeschlossenen Verbrauchern zu trennen oder nicht.
  • Die Recheneinheit ist erfindungsgemäß weiter zur Durchführung einer Testroutine zur Feststellung eines Fehlers der Service-Disconnect-Leitung dazu ausgebildet, durch Ansteuerung jeweiliger Schaltelemente an der ersten Klemme und/oder der zweiten Klemme iterativ unterschiedliche Spannungs- oder Stromniveaus einzuprägen, die jeweilige an der zweiten Klemme anliegende Spannung mit der Messeinrichtung zu erfassen und die die Spannung repräsentierende Spannungsinformation durch die Recheneinheit auszuwerten.
  • Insbesondere ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, als Fehler einen Kurzschluss der Service-Disconnect-Leitung mit dem Potential des Bordnetzes mit der niedrigen Spannung oder mit einem Bezugspotential zu detektieren. Ferner ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, als Fehler eine Unterbrechung in der Service-Disconnect-Leitung zu detektieren, die nicht durch die Betätigung des manuellen Trennelements oder ein gezieltes Auftrennen der Service-Disconnect-Leitung durch eine Rettungskraft vorgenommen ist.
  • Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung sorgt daher für eine verbesserte Sicherheit für Werkstattpersonal oder Rettungskräfte, da bei fehlender Überwachung ein Kurzschluss der zweiten Klemme mit dem Potential des Bordnetzes mit der niedrigen Spannung die Herstellung des sicheren Zustandes trotz bewusstem Öffnen des manuellen Trennelements verhindert werden könnte. Ferner könnte ohne die vorgeschlagene Überwachung mittels der Schaltungsanordnung ein Kurzschluss der zweiten Klemme zum Bezugspotential die Herstellung eines fahrbereiten Zustandes des Fahrzeugs verhindern.
  • Der Erfindung liegt dabei die Überlegung zugrunde, dass die Erkennung eines Fehlerzustandes an der zweiten Klemme, welche die Klemme 30c (kurz: KI30c) des Fahrzeugs ist, nur durch Auswertung des Spannungsniveaus der in dem Bordnetz mit der niedrigeren Spannung vorliegenden Spannung nicht möglich ist. Die Erkennung eines Kurzschlusses oder einer Unterbrechung der zweiten Klemme erfordert vielmehr eine aktive eingeprägte Änderung des Spannungs- und/oder Stromniveaus an der zweiten Klemme.
  • Die vorgeschlagene Schaltungsanordnung schafft dadurch Abhilfe, dass die Recheneinheit zur Durchführung einer Testroutine dazu ausgebildet ist, jeweilige Schaltelemente an der ersten und/oder der zweiten Klemme iterativ anzusteuern, wodurch unterschiedliche Spannungs- oder Stromniveaus eingeprägt werden. Die daraus resultierende an der zweiten Klemme anliegende Spannung kann dann mit der Messeinrichtung erfasst werden. Die die Spannung repräsentierende Spannungsinformation(en) wird dabei durch die Recheneinheit ausgewertet, welche infolgedessen auf einen Fehler oder auf ein gezieltes Auftrennen der Service-Disconnect-Leitung, z.B. durch Öffnen des manuellen Trennelements oder ein mechanisches Auftrennen durch Rettungskräfte, schließen kann.
  • Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung einer ersten Variante, bei der eine schaltbare Spannungsversorgung vorgesehen ist, ist ein erstes steuerbares Schaltelement zwischen einer Versorgungsspannung und einem Knotenpunkt eines aus zwei Widerständen bestehenden Spannungsteilers verbunden. Die Versorgungsspannung kann beispielsweise aus dem Bordnetz mit der niedrigen Spannung abgeleitet sein und z.B. 12 V, 24 V oder 48 V umfassen. Die Serienschaltung des aus den zwei Widerständen bestehenden Spannungsteilers ist zwischen der ersten Klemme und einem Bezugspotential verschaltet.
  • Die Recheneinheit ist gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung dazu ausgebildet, das erste Schaltelement hintereinander von einem leitenden Zustand in einen nicht-leitenden Zustand zu steuern, und auf einen Kurzschluss der Service-Disconnect-Leitung mit dem Potential des Bordnetzes mit der niedrigen Spannung zu schließen, wenn an der zweiten Klemme in beiden Schaltstellungen des ersten Schaltelements das Potential des Bordnetzes mit der niedrigen Spannung detektiert wird.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung ist ein zweites steuerbares Schaltelement über einen Widerstand mit der zweiten Klemme verbunden. Die Recheneinheit ist zweckmäßigerweise dazu ausgebildet, das zweite Schaltelement hintereinander von einem leitenden Zustand in einen nicht-leitenden Zustand, oder umgekehrt, zu steuern, und auf einen Kurzschluss der Service-Disconnect-Leitung mit Bezugspotential zu schließen, wenn an der zweiten Klemme in beiden Schaltstellungen des zweiten Schaltelements das Bezugspotential detektiert wird.
  • In einer anderen Variante, in der Stromquellen und Stromsenken genutzt werden, wird in die erste Klemme durch eine erste, feste oder veränderbare Stromquelle ein Strom eingeprägt. Zweckmäßigerweise ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, auf einen Kurzschluss der Service-Disconnect-Leitung mit dem Potential des Bordnetzes mit der niedrigen Spannung zu schließen, wenn an der zweiten Klemme das Potential des Bordnetzes mit der niedrigen Spannung detektiert wird.
  • Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, auf einen Kurzschluss der Service-Disconnect-Leitung mit dem Bezugspotential des Bordnetzes zu schließen, wenn an der zweiten Klemme das Bezugspotential des Bordnetzes detektiert wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung dieser Variante ist die zweite Klemme über einen Widerstand mit einer schaltbaren Stromquellenanordnung verbunden, die die zweite Klemme belastet oder einen Strom in diese einprägt.
  • Wie vorstehend bereits beschrieben, handelt es sich bei der zweiten Klemme um die Klemme 30c (kurz: KI30c) des Fahrzeugs. Demgegenüber ist die erste Klemme eine für den Testzyklus spezifische Klemme, die insbesondere von Klemme 30 (KI30) des Fahrzeugs unterschiedlich ist.
  • Die Recheneinheit ist gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung dazu ausgebildet, die Testroutine einmalig pro Fahr- oder pro Ladezyklus des Fahrzeugs durchzuführen. Alternativ oder zusätzlich kann die Recheneinheit dazu ausgebildet sein, die Testroutine im Betrieb des Fahrzeugs zyklisch durchzuführen.
  • Durch die vorgeschlagene Schaltungsanordnung kann eine fehlerhafte Auswertung des an der zweiten Klemme anliegenden Spannungssignals verhindert werden, wodurch insbesondere gefährliche und ungewollte Fahrzeugzustände vermieden bzw. ausgeschlossen werden können.
  • Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine bekannte Schaltungsanordnung, in der die herkömmliche Verschaltung einer Service-Disconnect-Signalschleife dargestellt ist;
    • 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung mit einer schaltbaren Spannungsversorgung; und
    • 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung mit Stromquellen und Stromsenken.
  • In den Figuren sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt eine bekannte Schaltungsanordnung einer in elektrisch betriebenen Fahrzeugen gebräuchlichen Service-Disconnect-Signalschleife, die zur Herbeiführung eines sicheren Zustands für Werkstattpersonal oder Rettungskräfte dient.
  • Die Signalschleife wird durch eine Service-Disconnect-Leitung 4 (nachfolgend: Leitung 4) gebildet, in der ein manuelles Trennelement 3, z.B. in Gestalt eines Trennschalters, angeordnet ist. Die Leitung 4 ist zwischen einer Klemme 1, der Klemme 30 (KI30) des Fahrzeugs, und einer Klemme 2, der Klemme 30c (KI30c) des Fahrzeugs, verschaltet. Die Klemme 1 ist mit dem Bordnetz mit der niedrigen Spannung, z.B. 12 V, verbunden. Weist das Bordnetz mit der niedrigen Spannung eine von 12 V abweichende Spannung auf, z.B. 24 V, dann ist die Klemme 1 mit 24 V verbunden. An der Klemme 2 ist eine Messeinrichtung 5 angeschlossen. An der Klemme 2 (KI30c) wird die gerade anliegende Spannung durch die Messeinrichtung 5 erfasst. Eine die Spannung repräsentierende Spannungsinformation s4 wird einer Recheneinheit 30, z.B. einem Steuergerät, zugeführt und durch diese ausgewertet.
  • Entspricht die Spannungsinformation s4 der Spannung des nicht im Detail dargestellten Bordnetzes mit der niedrigen Spannung (hier: 12 V), so verbindet die Leitung 4 die Klemmen 1 und 2 miteinander. Eine in den Figuren nicht dargestellte Hochvolt-Batterie, die Teil eines ebenfalls nicht dargestellten Bordnetzes mit hoher Spannung (nachfolgend: Hochvolt-Bordnetz) darf dann mit einem Kabelbaum und/oder Verbrauchern des Hochvolt-Bordnetzes verbunden sein. Wird mittels des manuellen Trennelements 3 demgegenüber die Leitung 4 aufgetrennt, so entspricht die durch die Messeinrichtung 5 ermittelte Spannungsinformation s4 dem Bezugspotential GND (wobei hier davon ausgegangen wird, dass das Bordnetz mit hoher und das Bordnetz mit niedriger Spannung das gleiche Bezugspotential GND aufweisen). Die Recheneinheit 30 steuert dann ein entsprechendes Schaltelement an, um die Hochvolt-Batterie vom Kabelbaum und/oder den Verbrauchern des Hochvolt-Bordnetzes zu trennen.
  • Die Auftrennung der Leitung 4 kann anstelle des manuellen Trennelements 3, welches durch Werkstattpersonal bedient wird, auch durch mechanisches (insbesondere gewaltsames) Auftrennen der Leitung 4, beispielsweise einen Schnitt mit einer Rettungsschere durch Rettungskräfte, hervorgerufen sein.
  • Ein Kurzschluss der Klemme 2 (KI30c) mit einer Leitung des Bordnetzes mit niedriger Spannung (d.h. 12 V) könnte die Herstellung eines sicheren Zustands nach dem gezielten Öffnen des manuellen Trennelements 3 oder einer mechanischen Auftrennung der Leitung 4 verhindern. Ebenso könnte ein Kurzschluss der Klemme 2 (KI30c) zum Bezugspotential GND die Herstellung eines fahrbereiten Zustands verhindern.
  • Die in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiele ermöglichen die Erkennung eines Fehlerzustandes an der Klemme 2 (KI30c), indem diese eine aktiv eingeprägte Änderung des Spannungs- und/oder Stromniveaus an der Klemme 2 (KI30c) vornehmen. Die Klemme 2 (KI30c) entspricht einer zweiten Klemme in der vorliegenden Beschreibung.
  • 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem aktiv eine Änderung des Spannungsniveaus an der zweiten Klemme 2 (KI30c) erfolgt. Im Unterschied zu der aus dem Stand der Technik bekannten Anordnung gemäß 1 ist die Leitung 4 nunmehr zwischen der zweiten Klemme 2 (KI30c) und einer ersten Klemme 6, welche eine nur für den Testzyklus spezifische Klemme ist und insbesondere von Klemme 1 (KI30) des Fahrzeugs unterschiedlich ist, verschaltet. In der Leitung 4 ist wiederum das manuelle Trennelement 3 verschaltet. Die Klemme 1 (KI30) spielt für die vorliegende Schaltungsanordnung keine Rolle und ist in 2 lediglich der Information halber dargestellt, um zu illustrieren, dass es sich bei der ersten Klemme 6 um eine von der Klemme 1 (KI30) unterschiedliche Klemme handelt.
  • Ein erstes steuerbares Schaltelement ist zwischen einem Knotenpunkt 15 eines aus zwei Widerständen bestehenden Spannungsteilers und einer Diode 14, die an eine Versorgungsspannung, z.B. 12 V, verschaltet. Die Versorgungsspannung kann beispielsweise die Bordnetzspannung des Bordnetzes mit der niedrigen Spannung sein. Grundsätzlich kann die Versorgungsspannung auch eine davon unterschiedliche Spannung sein. Das steuerbare Schaltelement 13 wird mittels eines Ansteuersignals s1 von der bereits beschriebenen Recheneinheit 30 leitend oder sperrend geschaltet. Die Serienschaltung des aus zwei Widerständen bestehenden Spannungsteilers 11, 12 ist zwischen der ersten Klemme 6 und dem Bezugspotential GND verschaltet.
  • Ein optionales zweites steuerbares Schaltelement 21 ist über einen Widerstand 23 mit der zweiten Klemme 2 (KI30c) verschaltet. Das andere Ende des zweiten steuerbaren Schaltelements 21 ist mit der Versorgungsspannung (hier: 12 V) verbunden. Ebenfalls eingezeichnet ist ein weiteres optionales drittes steuerbares Schaltelement 22, das zwischen einem Knotenpunkt 24, der zwischen dem zweiten steuerbaren Schaltelement 21 und dem Widerstand 23 gebildet ist, und dem Bezugspotential GND verschaltet ist. Das zweite steuerbare Schaltelement 21 wird über ein zweites Ansteuersignal s2 durch die Recheneinheit 30 leitend oder sperrend geschaltet. Das dritte steuerbare Schaltelement 22 wird mittels eines dritten Steuersignals s3 durch die Recheneinheit 30 leitend oder sperrend geschaltet.
  • Auf die mit der zweiten Klemme 2 (KI30c) verbundene Schaltanordnung kann für eine vereinfachte Funktionalität der Schaltungsanordnung ganz oder teilweise verzichtet werden.
  • Die Recheneinheit 30 ist dazu ausgebildet, das erste Schaltelement 13 hintereinander von einem leitenden Zustand in einen nicht leitenden Zustand zu steuern. Wenn an der zweiten Klemme 2 (KI30c) in den beiden hintereinander vorliegenden Schaltstellungen des ersten Schaltelements 13 jeweils das Potential des Bordnetzes mit der niedrigen Spannung detektiert wird, so wird durch die Recheneinheit 30 auf einen Kurzschluss der Leitung 4 geschlossen. Für die Durchführung dieses Tests ist das Vorhandensein des zweiten und dritten steuerbaren Schaltelements 21, 22 nicht erforderlich. Für den Fall, dass diese beiden steuerbaren Schaltelemente jedoch vorhanden sind, sind diese jeweils sperrend geschaltet.
  • Die verschiedenen Varianten von Schalterstellungen des ersten Schaltelements und an der zweiten Klemme 2 (KI30c) erhaltene Spannungsinformationen s4 sind in der nachfolgenden Tabelle nochmals dargestellt: Tabelle 1: Fehlerzustandsmatrix
    Schaltelement 13 Klemme 2 (KI30c) Leitend sperrend
    Ca. 12 V Verbindung ok oder Kurzschluss nach 12 V
    Kurzschluss nach 12 V
    0 V Leitungsunterbrechung oder Verbindung ok oder
    Trennelement geschlossen Leitungsunterbrechung oder
    Trennelement offen oder
    Kurzschluss nach Bezugspotential GND
  • Um auf einen Kurzschluss der Leitung 4 mit dem Bezugspotential GND zu schließen, ist die Recheneinheit 30 dazu ausgebildet, das zweite Schaltelement 21 hintereinander von einem leitenden Zustand in einen nicht-leitenden Zustand zu steuern. Die Schaltreihenfolge kann auch umgekehrt sein. Während das zweite steuerbare Schaltelement 21 angesteuert wird, sind das erste und das dritte steuerbare Schaltelement 13, 22 jeweils sperrend geschaltet. Wenn an der zweiten Klemme 2 (KI30c) in beiden Schaltstellungen des zweiten Schaltelements 21 das Bezugspotential detektiert wird, kann auf einen Kurzschluss der Leitung 4 mit dem Bezugspotential geschlossen werden.
  • 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem anstelle einer schaltbaren Spannungsversorgung Stromquellen und Stromsenken verwendet werden. Die erste Klemme 6 ist mit einer ersten Stromquelle 16 verbunden, die mit dem Versorgungspotential 12 V (entweder Versorgungsspannung des Bordnetzes oder einer davon abweichenden Versorgungsspannung) versorgt ist. Mit der zweiten Klemme 2 (KI30c) ist eine Schalteranordnung, umfassend das erste und das zweite steuerbare Schaltelement 21, 22, verbunden. Das erste steuerbare Schaltelement 21 ist hierbei zwischen dem Knotenpunkt 24 und einer Stromquelle 25 verschaltet. Die Stromquelle 25 ist mit dem Versorgungspotential 12 V verbunden. Das zweite steuerbare Schaltelement 22 ist zwischen dem Knotenpunkt 24 und einer Stromquelle 26, die mit Bezugspotential verbunden ist, verbunden.
  • Die Recheneinheit 30 ist dazu ausgebildet, auf einen Kurzschluss der Leitung 4 mit dem Potential des Bordnetzes mit der niedrigen Spannung zu schließen, wenn an der zweiten Klemme 2 (KI30c) das Potential des Bordnetzes mit der niedrigen Spannung detektiert wird. Diese Überprüfung wird durchgeführt, indem das zweite und dritte steuerbare Schaltelement 21, 22 sperrend geschaltet sind.
  • Auf einen Kurzschluss der Leitung 4 mit dem Bezugspotential GND des Bordnetzes mit der niedrigen Spannung kann geschlossen werden, wenn an der zweiten Klemme 2 das Bezugspotential GND des Bordnetzes aktiviert wird. Die Überprüfung erfolgt, indem das zweite steuerbare Schaltelement 21 leitend und das dritte steuerbare Schaltelement 22 sperrend geschaltet ist.
  • Sind das zweite und das dritte steuerbare Schaltelement s2 und s3 leitend geschaltet, so wirkt die schaltbare Stromquellenanordnung wie ein Spannungsteiler, wodurch sich an der zweiten Klemme 6 (KI30c) eine mittlere Spannung, d.h. eine Spannung zwischen dem Bezugspotential und der Versorgungsspannung (hier: 12 V), einstellen muss. Liegt eine davon abweichende Spannung an der Klemme 6 (KI30c) vor, so kann auf einen Kurzschluss mit dem Bordnetz der niedrigen Spannung geschlossen werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    dritte Klemme (KI30)
    2
    zweite Klemme (KI30c)
    3
    manuelles Unterbrechungselement
    4
    Service-Disconnect-Leitung
    5
    Messeinrichtung
    6
    erste Klemme (KI30)
    11
    Widerstand
    12
    Widerstand
    13
    steuerbares Schaltelement
    14
    Diode
    15
    Knotenpunkt
    16
    Stromquelle
    21
    steuerbares Schaltelement
    22
    steuerbares Schaltelement
    23
    Widerstand
    24
    Knotenpunkt
    25
    Stromquelle
    26
    Stromquelle
    30
    Recheneinheit
    s1
    Ansteuersignal für steuerbares Schaltelement 13
    s2
    Ansteuersignal für steuerbares Schaltelement 21
    s3
    Ansteuersignal für steuerbares Schaltelement 22
    s4
    Spannungsinformation
    GND
    Bezugspotential
    12V
    Versorgungspotential

Claims (15)

  1. Schaltungsanordnung zur Diagnose einer Service-Disconnect-Leitung (4) eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs mit zwei Bordnetzen unterschiedlich hoher Spannungen, wobei die Service-Disconnect-Leitung (4) zwischen einer ersten Klemme (6) und einer zweiten Klemme (2) verschaltet ist und zumindest ein manuelles Trennelement (3) umfasst, wobei im Betrieb der Schaltungsanordnung in dem Fahrzeug eine an der zweiten Klemme (2) anliegende Spannung mit einer Messeinrichtung (5) erfasst und eine die Spannung repräsentierende Spannungsinformation (s4) durch eine Recheneinheit (30) ausgewertet wird, wobei die Recheneinheit (30) dazu ausgebildet ist, abhängig von der Spannungsinformation das Bordnetz mit der hohen Spannung von daran angeschlossen Verbrauchern zu trennen oder nicht, wobei die Recheneinheit (30) zur Durchführung einer Testroutine zur Feststellung eines Fehlers der Service-Disconnect-Leitung (4) weiter dazu ausgebildet ist, durch Ansteuerung jeweiliger Schaltelemente (13, 21, 22) an der ersten Klemme (6) und/oder der zweiten Klemme (2) iterativ unterschiedliche Spannungs- oder Stromniveaus einzuprägen, die jeweilige an der zweiten Klemme (2) anliegende Spannung mit der Messeinrichtung (5) zu erfassen und die die Spannung repräsentierende Spannungsinformation (s4) durch die Recheneinheit (30) auszuwerten.
  2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei der die Recheneinheit (30) dazu ausgebildet ist, als Fehler einen Kurzschluss der Service-Disconnect-Leitung (4) mit dem Potential des Bordnetzes mit der niedrigen Spannung oder mit einem Bezugspotential (GND) zu detektieren.
  3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Recheneinheit (30) dazu ausgebildet ist, als Fehler eine Unterbrechung in der Service-Disconnect-Leitung (4) zu detektieren.
  4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der ein erstes steuerbares Schaltelement (13) zwischen einer Versorgungsspannung (12V) und einem Knotenpunkt (15) eines aus zwei Widerständen bestehenden Spannungsteilers (11, 12) verbunden ist, wobei die Serienschaltung des aus den zwei Widerständen bestehenden Spannungsteilers (11, 12) bestehenden Spannungsteilers zwischen der ersten Klemme (6) und einem Bezugspotential (GND) verschaltet ist.
  5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, bei der die Recheneinheit (30) dazu ausgebildet ist, das erste Schaltelement (13) hintereinander von einem leitenden Zustand in einen nicht-leitenden Zustand zu steuern, und auf einen Kurzschluss der Service-Disconnect-Leitung (4) mit dem Potential des Bordnetzes mit der niedrigen Spannung zu schließen, wenn an der zweiten Klemme (2) in beiden Schaltstellungen des ersten Schaltelements (13) das Potential des Bordnetzes mit der niedrigen Spannung detektiert wird.
  6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, bei der ein zweites steuerbares Schaltelement (21) über einen Widerstand (23) mit der zweiten Klemme (2) verbunden ist.
  7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, bei der die Recheneinheit (30) dazu ausgebildet ist, das zweite Schaltelement (21) hintereinander von einem leitenden Zustand in einen nicht-leitenden Zustand, oder umgekehrt, zu steuern, und auf einen Kurzschluss der Service-Disconnect-Leitung (4) mit dem Bezugspotential (GND) zu schließen, wenn an der zweiten Klemme (2) in beiden Schaltstellungen des zweiten Schaltelements (13) das Bezugspotential (GND) detektiert wird.
  8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der in die erste Klemme (6) durch eine erste, feste oder veränderbare Stromquelle (16) ein Strom eingeprägt wird.
  9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, bei der die Recheneinheit (30) dazu ausgebildet ist, auf einen Kurzschluss der Service-Disconnect-Leitung (4) mit dem Potential des Bordnetzes mit der niedrigen Spannung zu schließen, wenn an der zweiten Klemme (2) das Potential des Bordnetzes mit der niedrigen Spannung detektiert wird.
  10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8 oder 9, bei der die Recheneinheit (30) dazu ausgebildet ist, auf einen Kurzschluss der Service-Disconnect-Leitung (4) mit dem Bezugspotential des Bordnetzes zu schließen, wenn an der zweiten Klemme (2) das Bezugspotential (GND) des Bordnetzes detektiert wird.
  11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei der die zweite Klemme (2) über einen Widerstand (23) mit einer schaltbaren Stromquellenanordnung (21,22,25,26) verbunden ist, die die zweite Klemme (2) belastet oder einen Strom in diese einprägt.
  12. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die zweite Klemme (2) die Klemme 30c des Fahrzeugs ist.
  13. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die erste Klemme (6) eine für den Testzyklus spezifische Klemme ist, die von Klemme 30 des Fahrzeugs unterschiedlich ist.
  14. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Recheneinheit (30) dazu ausgebildet ist, die Testroutine einmalig pro Fahr- oder Ladezyklus des Fahrzeugs durchzuführen.
  15. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Recheneinheit (30) dazu ausgebildet ist, die Testroutine im Betrieb des Fahrzeugs zyklisch durchzuführen.
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