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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen eines Ereignisses in einem Bordnetz insbesondere eines Kraftfahrzeugs nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.
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Stand der Technik
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Aus der
DE 102015208927 A1 ist ein Verfahren zum Überwachen eines Bordnetzes bekannt. Hierbei wird ein Spannungsverlauf im Bordnetz erfasst und mit einer Diagnoseeinheit ausgewertet. Anhand der Auswertung wird erkannt, welche der Komponenten defekt ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen zuverlässigen Nachweis für die Umsetzung und Wirksamkeit bestimmter Sicherheitsmechanismen zu erhalten. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs.
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Offenbarung der Erfindung
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Bei dem Verfahren gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 können bereits vorhandene Messwerte von Sicherheitsmechanismen für den Sicherheitsnachweis genutzt werden. Eine effiziente und kostengünstige Validierung des Fahrzeugverhaltens wird möglich. Zudem kann eine verbesserte Fehleranalyse von Fahrzeugsystemausfällen insbesondere im Kontext des automatisierten Fahrens mit hohen Sicherheitsanforderungen erfolgen. Insbesondere kann der Nachweis zur Funktionsfähigkeit des Sicherheitsmechanismus geführt werden, das System in der gewünschten Zeit in den sicheren Zustand zu überführen.
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Weiterhin können Kenngrößen unter realen Feldbedingungen erfasst und zur Validierung der Auslegungsprämissen herangezogen werden. Die erfassten Kenngrößen spiegeln die zeitliche Reaktion zum Nachweis der Einhaltung der Fehlertoleranzzeit, die für einen bestimmten Sicherheitsmechanismus definiert wurde, wider.
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In einer zweckmäßigen Weiterbildung wird zur Ermittlung des Fehlerfalls überprüft, ob die Kenngröße zumindest einen Grenzwert erreicht. Damit kann das Abspeichern der Kenngrößen flexibel an den gewünschten Auslösefall oder Fehlerfall angepasst werden. Besonders bevorzugt wird die Sicherheitsmaßnahme ausgelöst, wenn die Kenngröße einen Grenzwert zum Auslösen der Sicherheitsmaßnahme erreicht. Damit wird sichergestellt, dass die komplette zeitliche Reaktion der Kenngröße bei der Sicherheitsmaßnahme aufgenommen und dokumentiert wird.
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In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Abspeichern der Kenngröße in dem Ereignisspeicher beendet wird, wenn eine bestimmte Zeitspanne zum Abspeichern der Kenngröße seit dem Zeitpunkt verstrichen ist. Damit wird nur eine begrenzte Anzahl von Messwerten aufgenommen, die auch tatsächlich mit Blick auf das Auslöseereignis interessieren.
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In einer zweckmäßigen Weiterbildung wird die Kenngröße auch vor dem Zeitraum abgespeichert, insbesondere in einem Ringsspeicher und/oder die Kenngröße wird in Abhängigkeit von dem Auftreten des Fehlerfalls in den Ereignisspeicher übertragen. Damit stehen auch Messwerte der Kenngröße vor dem eigentlichen Fehlerfall zur Verfügung, die Rückschlüsse auf den Fehlerfall geben können. Die Auswertequalität verbessert sich.
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In einer zweckmäßigen Weiterbildung wird die Zeitspanne zum Abspeichern der Kenngröße in Abhängigkeit von einer Reaktionszeit der Sicherheitsmaßnahme gewählt. Damit lassen sich die aufzunehmenden interessierenden Zeiträume weiter präzisieren.
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In einer zweckmäßigen Weiterbildung unterscheidet sich der Grenzwert zum Aktivieren des Abspeicherns von dem Grenzwert zum Aktivieren der Sicherheitsmaßnahme. Damit können besonders flexibel beispielsweise auch Zeiträume vor dem eigentlichen Auslösen des Sicherheitsmechanismus, die zur weiteren Diagnose des Fehlers ebenfalls von Interesse sind, gezielt erfasst werden.
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In einer zweckmäßigen Weiterbildung tritt der Fehlerfall ein, wenn ein Kurzschluss oder sonstige unerwartete Leistungsspitze und/oder eine sofortige Leistungsreduzierung und/oder eine entsprechende Meldung, vorzugsweise eine Steuergerätemeldung und/oder ein Erreichen eines Grenzwerts durch die Kenngröße auftritt. Damit können unterschiedliche Fehlerfälle gezielt als Auslöseereignisse zum Abspeichern der Kenngröße herangezogen werden. Dadurch kann sich die Flexibilität weiter erhöhen.
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In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die in dem Ereignisspeicher abgelegte oder weiterverarbeitete abgespeicherte Kenngröße in dem Kraftfahrzeug an ein Steuergerät innerhalb des Kraftfahrzeugs und/oder an eine externe Einheit, insbesondere eine außerhalb des Kraftfahrzeugs angeordnete Diagnoseeinheit, weitergeleitet wird. Damit stehen entsprechende Fehlerinformationen innerhalb und/oder außerhalb des Kraftfahrzeugs für die weitere Auswertung bzw. Einleitung von Gegenmaßnahmen zur Verfügung.
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In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist das Trennmittel mit zumindest einem Energiespeicher und/oder zumindest einen sicherheitsrelevanten Verbraucher und/oder mit zumindest einem Gleichspannungswandler verbunden. Damit können insbesondere für die Energieversorgung von sicherheitsrelevanten Fahrfunktionen entsprechende Diagnosemöglichkeiten und Aufzeichnungsmöglichkeiten zur Verfügung gestellt werden.
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In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist das Trennmittel Bestandteil eines elektronischen Lastverteilers, wobei der Lastverteiler die Kenngröße erfasst. Damit werden ohnehin zur Verfügung stehende Erfassungsmittel für die Erfassung der Kenngrößen genutzt, sodass sich der Zusatzaufwand reduziert.
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Weiterhin wird eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens vorgeschlagen.
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Weitere zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung.
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Figurenliste
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Es zeigen:
- 1 ein Bordnetz, bei dem das Verfahren zur Erfassung eines Ereignisses in einem Bordnetz eines Kraftfahrzeugs beispielhaft implementiert ist,
- 2 ein Blockdiagramm der beteiligten Komponenten,
- 3 einen zeitlichen Verlauf bestimmter Messgrößen sowie
- 4 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens.
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Ausführungsform der Erfindung
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Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
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Die 1 zeigt eine mögliche Topologie eines Energieversorgungssystems, bestehend aus einem Basisbordnetz 10, welches einen Energiespeicher 12, insbesondere eine Batterie 12, mit zugehörigem Sensor 14, insbesondere Batteriesensor, sowie mehrere Verbraucher 16, die durch einen elektronischen Lastverteiler 18 abgesichert bzw. angesteuert bzw. versorgt werden, umfasst. An den elektronischen Lastverteiler 18 ist ebenfalls der Energiespeicher 12 angeschlossen. Der elektronische Lastverteiler 18 umfasst mehrere Schaltmittel 15, die jeweils insbesondere sicherheitsrelevante Verbraucher 16 ansteuern bzw. absichern bzw. versorgen. So könnte es sich bei den Schaltmitteln 15 um Halbleiterschalter handelt, die beispielsweise nach bestimmten Kriterien wie (Über-/ Unter)spannung, (Über)strom, Temperatur etc. als elektronische Sicherung fungieren und den jeweiligen abgesicherten Verbraucher 16 bei unzulässigen Betriebszuständen von der Energieversorgung trennen. An einem weiteren Schaltmittel 15 des elektronischen Lastverteilers 18 ist beispielhaft ein weiterer Lastverteiler 13 angeschlossen, über den weitere Verbraucher 17 abgesichert (beispielsweise über Schmelzsicherungen) und gezielt mit Energie versorgt werden. Bei den Verbrauchern 17 kann es sich beispielsweise um Beleuchtung, Scheibenwischer oder solche Verbraucher 17 handeln, die beispielsweise nach einem Crash zum Einsatz kommen. Diese Aufzählung ist nur beispielhaft, es können auch beliebige weitere Verbraucher 17 auf diese Weise versorgt werden. Weiterhin umfasst der elektronische Lastverteiler 18 einen Sicherheitsmechanismus 19, beispielsweise ein Schalt- bzw. ein Trennmittel. Bei dem Trennmittel kann es sich bevorzugt um einen Halbleiterschalter, beispielsweise zwei serielle Halbleiterschalter mit antiparallel zueinander (back-to-back) angeordneten Dioden, handeln. Der Sicherheitsmechanismus 19 dient dazu, die Auswirkungen eines aufgetretenen Fehlerfalls zu minimieren. Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 dient der Sicherheitsmechanismus 19 dazu, den elektronischen Lastverteiler 18 beispielsweise im Fehlerfall vom Teilbordnetz 20 zu trennen. Damit kann beispielsweise ein Spannungseinbruch der sicherheitsrelevanten Verbraucher 16 unterbunden bzw. verringert werden. Alternativ könnte der Sicherheitsmechanismus 19 auch anders ausgeführt sein. So könnte beispielsweise der Sicherheitsmechanismus 19 das Zuschalten von Pufferkondensatoren oder spannungsbegrenzenden Klemmdioden zur Spannungsstützung bzw. Spannungsbegrenzung umfassen. Auch weitere alternative Sicherheitsmechanismen 19 können je nach Anwendungsfall zum Einsatz kommen.
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Der elektronische Lastverteiler 18 ist in der Lage, entsprechende Kenngrößen wie Spannung Uv, Strom Iv der Verbraucher 16 zu ermitteln. Der elektronische Lastverteiler 18 ist darüber hinaus ebenfalls in der Lage, entsprechende Kenngrößen des Energiespeichers 12 wie Spannung Ub und/oder Strom Ib und/oder Temperatur Tb zu ermitteln. Hierzu enthält der elektronische Lastverteiler 18 die entsprechende Sensorik. Ebenfalls besitzt der elektronische Lastverteiler 18 entsprechende Verarbeitungsmittel, erfasste Größen zu speichern bzw. auszuwerten. Alternativ könnte die Auswertung auch in einem anderen Steuergerät erfolgen. Ebenfalls kann der elektronische Lastverteiler 18 den am Eingang anstehenden Strom I bzw. Spannung U_KL.30_0 (an der sogenannten Klemme KL 30_0) erfassen und/oder den am Ausgang anstehenden Strom I bzw. Spannung U_KL.30_1 (an der sogenannten Klemme KL 30_1).
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Weiterhin ist der elektronische Lastverteiler 18 in der Lage, abhängig vom Zustand des Energiespeichers 12 Signale, auf deren Basis der Übergang in einen sicheren Zustand eingeleitet wird, zu liefern. Dann leitet beispielsweise ein übergeordnetes Steuergerät beispielsweise einen sicheren Halt des Fahrzeugs (Anfahren des nächsten Parkplatzes, sofortiger Halt am Seitenstreifen etc.) ein und verlässt den autonomen Fahrbetrieb.
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Die durch den elektronischen Lastverteiler 18 angesteuerten Verbraucher 16 könnten beispielsweise sicherheitsrelevante Fahrzeugfunktionen wie beispielsweise Bremsen, Lenken etc. umfassen. Die sicherheitsrelevanten Verbraucher 16 könnten beispielsweise wichtige Funktionen auch funktionsredundant abdecken.
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Der elektronische Lastverteiler 18 ist auf der vom Energiespeicher 12 entfernten Seite mit einem weiteren Lastverteiler 11 elektrisch leitend verbunden. Der weitere Lastverteiler 11 dient der Ansteuerung bzw. Absicherung weiterer Verbraucher 9. Der weitere Lastverteiler 11 ist mit einem Gleichspannungswandler 22 verbunden. Der Gleichspannungswandler 22 dient der Spannungswandlung zwischen dem ersten Basisbordnetzes 10, welches die Verbraucher 9, 16, 17 mit einem Spannungsniveau U1 versorgt und einem Spannungsniveau U2 eines weiteren Bordnetzes 20. Das Basisbordnetz 10 weist ein gegenüber dem weiteren Bordnetz 20, beispielsweise ein Hochvolt-Bordnetz, ein niedrigeres Spannungsniveau U1 auf, beispielsweise kann es sich um ein 12 V-Bordnetz handeln. Um die Energieversorgung insbesondere der sicherheitsrelevanten Verbraucher 16 sicherzustellen, kann zumindest einer der Verbraucher 9 spannungsabhängig degradiert werden insbesondere im Normalbetrieb, indem beispielsweise die Leistungsaufnahme reduziert, begrenzt oder abgeschaltet wird. Bei einer korrekt arbeitenden Degradierung kann beispielsweise im Fehlerfall des Energiespeichers 12 eine alternative Energieversorgung über den Gleichspannungswandler 22 und den Sicherheitsmechanismus 19, beispielsweise ein Trenn- bzw. Schaltmittel, insbesondere der sicherheitsrelevanten Verbraucher 16 sichergestellt werden.
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Das Hochvolt-Bordnetz 20 umfasst beispielhaft einen Energiespeicher 24, beispielsweise eine Hochvolt-Batterie, eventuell mit integriertem Batteriemanagementsystem, exemplarisch gezeigt eine Last 26, beispielsweise ein Komfortverbraucher wie eine mit erhöhtem Spannungsniveau versorgte Klimaanlage etc., sowie eine Elektromaschine 28. Als Hochvolt wird in diesem Zusammenhang ein Spannungsniveau U2 verstanden, welches höher ist als das Spannungsniveau U1 des Basisbordnetzes 10. So könnte es sich beispielsweise um ein 48-Volt-Bordnetz handeln. Alternativ könnte es sich gerade bei Fahrzeugen mit reinem Elektroantrieb um noch höhere Spannungsniveaus handeln.
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Mit dem Basisbordnetz 10 können zumindest einer oder weitere insbesondere sicherheitsrelevante Kanäle verbunden sein. Die sicherheitsrelevanten Kanäle könnten jeweils über eine weitere elektronische Lastverteilung mit dem Basisbordnetz 10 verbunden werden. Der weitere elektronische Lastverteiler könnte der Absicherung, Ansteuerung sowie der sicheren und zuverlässigen Abschaltung und Versorgung sicherheitsrelevanter Verbraucher bzw. der elektronischen Energieverteilung dienen. Diese Verbraucher könnten funktionsredundant durch unterschiedliche sicherheitsrelevante Kanäle versorgt werden. Außerdem kann der weitere elektronische Lastverteiler in der Lage sein, die fließenden Verbraucherströme bzw. anliegenden Spannungen zu erfassen. Diese kurz beschriebene, aber nicht gezeigte Ausführung, könnte für eine hochverfügbare Auslegung beispielsweise für das autonome Fahren zur Sicherheitserhöhung vorgesehen sein.
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Beispielhaft ist in dem Ausführungsbeispiel als möglicher Energiespeicher 12, 24 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.
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Insbesondere zur Realisierung eines sicherheitsrelevanten Bordnetzes für manuelles Fahren kann die Topologie gemäß 1 eingesetzt werden. Dabei kann eine redundante Energieversorgung der sicherheitsrelevanten Verbraucher 16 sowohl aus dem Energiespeicher 12 sowie über die sogenannte Klemme KL 30_0 (Eingang des elektronischen Lastverteilers 18 bzw. Ausgang des Gleichspannungswandlers 22 auf der Niederspannungsbordnetzseite erfolgen. Die Redundanz aus der Versorgung über die sogenannte Klemme 30_0 kann dabei nur sichergestellt werden, wenn die Klemme 30_0-Verbraucher-Leistung der weiteren Verbraucher 9 unter einer gewissen Schwelle liegt. Andernfalls kann die Versorgung der Klemme 30_1 bzw. der Klemme 30_1-Lasten aus dem Gleichspannungswandler 22, gegebenenfalls inklusive dynamischer Lastmanöver (Brems-/Lenkmanöver zum Übergang in den sicheren Zustand im automatisierten Fahrbetrieb), nicht realisiert werden und es käme zu einem unzulässigen Spannungseinbruch, der zum Funktionsverlust der sicherheitsrelevanten Verbraucher 16 (Lenkung, Bremse,...) führen könnte.
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Gemäß 2 weist der elektronische Lastverteiler 18 entsprechende Erfassungsmittel 42 auf, um bestimmte Kenngrößen wie Spannung U (beispielsweise die Spannung U_KL.30_0 an KL.30_0 bzw. Spannung U_KL.30.1 an KL.30_1 und/oder den durch den elektronischen Lastverteiler 18 fließenden Strom I) zu erfassen. Die Erfassungsmittel 42 zeichnen sich durch Abtastraten beispielsweise im Bereich von 5-10 µs aus. Damit können insbesondere zeitliche Verläufe von Transienten bei Spannungseinbrüchen etc. sicher erfasst werden.
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In Abhängigkeit von dem oder den erfassten Kenngrößen U, I des Bordnetzes 10 können wie nachfolgend noch näher beschrieben entsprechende Sicherheitsmaßnahmen 44 eingeleitet werden. So könnte beispielsweise in dem elektronischen Lastverteiler 18 der Sicherheitsmechanismus 19 aktiviert werden, um Rückwirkungen von Fehlern im Bordnetz 10 auf die an KL 30_1 angeschlossenen sicherheitsrelevanten Verbraucher 16 zu unterbinden und gegebenenfalls einen Spannungseinbruch für diese zu minimieren. Gegebenenfalls könnte das Fahrzeug in einen sicheren Zustand 46 überführt werden.
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Weiterhin umfasst der elektronische Lastverteiler 18 einen Ereignisspeicher 48. Abhängig vom Fehlerfall 40 insbesondere im laufenden Betrieb des Kraftfahrzeugs werden von den Erfassungsmittel 42 erfasste Kenngrößen U, I des Bordnetzes 10 wie nachfolgend beschrieben abgelegt. Die in dem Ereignisspeicher 48 eingelesenen und abschnittsweise abgelegten zeitlichen Verläufe bestimmter Kenngrößen U, I können gegebenenfalls aufbereitet werden. Die erfassten Kenngrößen U, I können für ein weiteres Steuergerät 52, insbesondere zur Steuerung für sicherheitsrelevante Fahrfunktionen, nutzbar gemacht werden, um sie dort in einen weiteren Ereignisspeicher beispielsweise für das autonome Fahren einfließen zu lassen. Die in dem Ereignisspeicher 48 abgelegten Kenngrößen U, I können gegebenenfalls wiederum aufbereitet an weitere Einrichtungen als Sicherheitsnachweis 50 übertragen werden. Dies könnte beispielsweise drahtgebunden oder drahtlos an Diagnoseeinrichtungen oder an entfernte Auswerteeinheiten außerhalb des Fahrzeugs erfolgen.
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Die 3 zeigt beispielhaft einen möglichen zeitlichen Verlauf bestimmter Kenngrößen U, I. Beispielhaft sind die Verläufe der Spannung U_KL.30_0 an der Klemme KL 30 _ 0 (über die die nicht sicherheitsrelevanten Verbraucher 9 versorgt sind), der Spannung U_KL.31_1 an der Klemme KL 30_1 (über die die sicherheitsrelevanten Verbraucher 16,17 versorgt sind) sowie der durch den Lastverteiler 18 fließende Strom I. Vor dem Zeitpunkt t0 bricht die Spannungsversorgung ein. Die Spannungen U_KL.30_0; U_KL.30_1 und Strom I sinken ab und erreicht zum Zeitpunkt t0 einen jeweiligen Spannungs- bzw. Stromgrenzwert Uga, Iga zum Triggern der Aufzeichnung der Kenngröße U, I im Ereignisspeicher 48. Sobald die genannten Strom-und/oder Spannungsverläufe einen jeweiligen Spannungs- bzw. Stromgrenzwert Ugs, Igs zum Auslösen der Sicherheitsmaßnahme 44 erreichen, wird die Sicherheitsmaßnahme 44 (beispielsweise das Aktivieren des Sicherheitsmechanismus 19) ausgelöst. In 3 stimmen Uga mit Ugs sowie Iga mit Igs überein, es können jedoch auch unterschiedliche Grenzwerte zum Auslösen der Sicherheitsmaßnahme 44 und zum Auslösen der Aufzeichnung des Ereignisspeichers 48 verwendet werden. Nachdem die Sicherheitsmaßnahme 44 ausgelöst wurde, beispielsweise als Sicherheitsmechanismus 19 das Öffnen des Trennmittels, steigt die Spannung U_KL. 30_1 an der Klemme KL 30_1 (unter Annahme eines Fehlerfalls des mit Klemme KL 30 _ 0 gekoppelten Teilbordnetzes 10). Die Spannung U_KL.30_0 an der Klemme KL 30_0 sinkt aufgrund des Fehlers weiter ab. Der Anstieg des Stroms I wird gebremst. Der Strom I sinkt anschließend weiter ab. Der Spannungseinbruch der Spannung U_KL.30_1 wurde durch Einleiten der Sicherheitsmaßnahme 44 gestoppt. Die zeitlichen Verläufe der Kenngröße U, I im Zeitraum Tr vor dem Zeitpunkt t0 sowie zumindest für den Aufzeichnungszeitraum Ta, der zwischen den Zeitpunkten t0 und t1 liegt, werden aufgezeichnet. Eventuell könnte die Zeitspanne Ta zum Abspeichern der Kenngröße U, I noch über den Zeitpunkten t1 hinaus beispielsweise für das schraffierte Zeitfenster im Anschluss verlängert werden.
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Die Kenngrößen U, I sollten beispielsweise im Bereich zwischen 5-10µs gemessen werden. Die Aufnahme sollte beispielsweise im Bereich von Tr 50µs vor dem Zeitpunkt t0 bereits gestartet werden. Zeitspanne Ta zum Abspeichern der Kenngröße U, I sollte zumindest die sogenannte Reaktionszeit FTTI zum Zeitpunkt t1, beispielsweise zumindest 10µs nach dem Triggerzeitpunkt t0 abdecken, bestenfalls könnte sie sich beispielsweise auf den Bereich zwischen 2 und 3ms nach Aktivierung des Sicherheitsmechanismus 19 erstrecken. Mit Blick auf die Abtastrate zwischen beispielsweise 5µs und 10µs könnten maximal ca. 600 Messwerte pro Ereignis aufgenommen werden.
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Der Ereignisspeicher 48 kann auf Basis eines definierten Auslöseereignisses, nämlich ein ermittelter Fehlerfall 40 im laufenden Betrieb, zum Zeitpunkt t0 ein dauerhaftes Abspeichern der Messwerte U, I anfordern. Zumindest der Zeitraum der Fehlertoleranzzeit der Sicherheitsmaßnahme 44 (t1 wie in 3 ersichtlich) ist aufzuzeichnen. Darüber hinaus wird ein Zeitraum Tr vorgesehen, der vor dem Zeitpunkt t0 und/oder nach dem Zeitpunkt t1 zur weiteren Datenanalyse Messwerte aufzeichnet, vergleiche 3. Aus den aufgezeichneten Messdaten bzw. Kenngrößen U, I können verschiedene Erkenntnisse abgeleitet werden. So kann dies als Nachweis 50 zur Fähigkeit des Sicherheitsmechanismus 44 dienen, das System in der gewünschten Zeit in den sicheren Zustand 46 zu überführen. Aufgrund des Fehlerfalls 40 im laufenden Betrieb des Kraftfahrzeugs werden Spannungs- und Stromhöhe als Beispiele für zumindest eine Kenngröße U, I des Bordnetzes 10 unter realen Feldbedingungen ermittelt, was zur Validierung der Auslegungsprämissen herangezogen werden kann. Die zeitliche Reaktion dient zum Nachweis der Einhaltung der Fehlertoleranzzeit, die über den sicheren Zustand 46 definiert wurde.
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Das Ablaufdiagramm gemäß 4 zeigt beispielhaft eine mögliche Ausgestaltung des Verfahrens. In Schritt 101 wird das Verfahren gestartet. Es erfolgt eine Erfassung bzw. Messung der Kenngrößen, beispielsweise Spannung U und/oder Strom I, Schritt 102. Um einen Rückgriff auf Messwerte vor dem Auslösezeitpunkt t0 für eine Zeitspanne Tr zu ermöglichen, wird ein Speicher, vorzugsweise ein Ringspeicher, gefüllt, Schritt 103. Die Größe des Ringsspeichers ist hierbei so gewählt, dass er zumindest Messwerte bzw. Kenngrößen U, I für die Zeitspanne Tr aufnimmt. Nach Ablauf dieser Zeitspanne Tr werden die älteren Messwerte fortlaufend überschrieben (Ringsspeicher).
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In Abfrage 104 wird überprüft, ob die erfasste Spannung U einen Grenzwert Uga zum Triggern bzw. Starten der Aufzeichnung unterschreitet. Falls dies der Fall ist, schließen sich die parallelen Schritte 106 bzw. 111 an. Ansonsten wird in Abfrage 105 überprüft, ob der gemessene Strom I einen Grenzwert Iga zum Starten der Aufzeichnung überschreitet. In diesem Fall schließen sich wiederum die Schritte 106 bzw. 111 an, andernfalls wird wieder in den Ablauf vor Schritt 102 zurückgesprungen.
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Im Fehlerfall, wenn also zumindest ein entsprechender Grenzwert Uga bzw. Iga zum Starten der Aufzeichnung des Ereignisspeichers 48 erreicht wurde, laufen die Schritte 106 bzw. 111 parallel ab. In Schritt 106 werden die im Ringsspeicher abgelegten Messwerte bzw. Kenngrößen U, I in dem Ereignisspeicher 48 abgelegt, um schon vor dem Starten der Aufzeichnung (t0) die in dem Intervall Tr vorangegangenen Messwerte zur Verfügung zu haben. Anschließend werden die seit dem Starten der Aufzeichnung erfassten Messwerte U, I ermittelt (Schritt 107) und im Ereignisspeicher 48 abgelegt. In Abfrage 109 wird abgefragt, ob die Zeitspanne Ta zum Abspeichern der Kenngröße U, I seit dem Aufnahmezeitpunkt t0 verstrichen ist. Ist dies nicht der Fall, wiederholen sich Schritte 107 und 108 so lange, bis die Aufnahmezeitspanne Ta erreicht ist. Ist die Aufnahmezeitspanne Ta erreicht, so endet dieser Zweig des Verfahrens in Schritt 110.
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Parallel dazu wird in Abfrage 111 ermittelt, ob die gemessene Spannung U den Grenzwert Ugs zur Aktivierung der Sicherheitsmaßnahme 44 unterschritten hat. Ist dies der Fall, so schließt sich Schritt 113 an. In Schritt 113 wird die Sicherheitsmaßnahme 44 durchgeführt, beispielsweise der Sicherheitsmechnismus 19 im Sinne eines Öffnens aktiviert. Andernfalls schließt sich Abfrage 112 an. In Abfrage 112 wird der erfasste Stromwert I mit dem Grenzwert Igs zur Aktivierung der Sicherheitsmaßnahme 44 verglichen. Überschreitet der gemessene Strom I den zugehörigen Grenzwert Igs, so schließt sich wie beschrieben Schritt 113 an.
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Sofern die Aufnahmezeitspanne Ta abgelaufen ist, endet das gesamte Verfahren, Schritt 110.
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Als mögliche Fehlerfälle 40 im laufenden Betrieb, die das Aufzeichnen bestimmter Kenngrößen wie Strom I und/oder Spannung U des Ereignisspeichers 48 starten, könnten beispielsweise Schaltvorgänge von Leistungsschaltern, Kurzschlüsse und andere unerwartete Leistungsspitzen, weitere Leistungstransienten (beispielsweise sogenannter Load Dump, schlagartige Leistungsreduzierung), Zustandswechsel von Steuergeräten, eine Schwellwert-Über-bzw. Unterschreitung herangezogen werden. Alternativ könnten auch Werte in unterschiedlichen Abtastraten (beispielsweise vom Mikrosekunden bis Sekundenbereich) abgespeichert werden. Der Ereignisspeicher 48 könnte beispielsweise in Schaltelementen und Leistungsverteilern (Energiespeichern (insbesondere Lithium-Ionen-Batterien mit zugehörigen Schaltmitteln als Schutzmechanismen) oder in Steuergeräten zum Einsatz kommen. Auch die Anwendung in Energiebordnetzen außerhalb des Kraftfahrzeugs wäre denkbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015208927 A1 [0002]
