DE102022114330A1 - Diagnosing measurements on a vehicle power supply path - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug (F) mit einem Energiebordnetz (1), das mindestens einen Stromversorgungspfad (SVP) zu mindestens einer elektrischen Komponente (7, 11) aufweist, wobei das Fahrzeug dazu eingerichtet ist, eine Strombegrenzungsfunktion (D) für den mindestens einen Stromversorgungspfad wahlweise zu aktivieren oder zu deaktivieren, Werte einer ersten elektrischen Spannung (Ue-fuse) und eines ersten elektrischen Stroms (Ie-fuse) an einem ersten Ende (12) des Stromversorgungspfads jeweils bei aktivierter (Don) und nicht aktivierter (Doff) Strombegrenzungsfunktion zu bestimmen, Werte einer zweiten elektrischen Spannung (Uload) und eines zweiten elektrischen Stroms (Iload) an einem zweiten Ende des Stromversorgungspfads jeweils bei aktivierter und deaktivierter Strombegrenzungsfunktion zu bestimmen, im Rahmen eines Testablaufs zumindest einige der Werte bei aktivierter und nicht aktivierter Strombegrenzungsfunktion zu bestimmen, zu überprüfen, ob für die im Rahmen des Testablaufs bestimmten Werte (Ue-fuse, Ie-fuse, Uload, Iload) und/oder daraus abgeleitete Werte (ΔU) mindestens eine vorgegebene Relation zutrifft, und mindestens eine Aktion auszulösen, falls das Ergebnis der Überprüfung für mindestens eine Relation auf mindestens eine nicht ordnungsgemäße Bestimmung einer Spannung und/oder eines Stroms und/oder auf eine nicht ordnungsgemäße Aktivierung der Strombegrenzungsfunktion hindeutet.The invention relates to a vehicle (F) with an on-board power supply system (1) which has at least one power supply path (SVP) to at least one electrical component (7, 11), the vehicle being set up to have a current limiting function (D) for the at least one Power supply path to selectively activate or deactivate values of a first electrical voltage (Ue-fuse) and a first electrical current (Ie-fuse) at a first end (12) of the power supply path, each with activated (Don) and not activated (Doff) current limiting function to determine, to determine values of a second electrical voltage (Uload) and a second electrical current (Iload) at a second end of the power supply path, each with the current limiting function activated and deactivated, to determine at least some of the values with the current limiting function activated and not activated as part of a test procedure , to check whether at least one specified relation applies to the values determined as part of the test process (Ue-fuse, Ie-fuse, Uload, Iload) and/or values derived therefrom (ΔU), and to trigger at least one action if the result the check for at least one relation indicates at least one incorrect determination of a voltage and/or a current and/or incorrect activation of the current limiting function.
Description
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Energiebordnetz, das mindestens einen Stromversorgungspfad zu mindestens einer elektrischen Komponente aufweist, wobei das Fahrzeug dazu eingerichtet ist, eine Strombegrenzungsfunktion für den mindestens einen Stromversorgungspfad wahlweise zu aktivieren oder zu deaktivieren, Werte einer ersten elektrischen Spannung und eines ersten elektrischen Stroms an einem ersten Ende des Stromversorgungspfads jeweils bei aktivierter und nicht aktivierter Strombegrenzungsfunktion zu bestimmen und Werte einer zweiten elektrischen Spannung und eines zweiten elektrischen Stroms an einem zweiten Ende des Stromversorgungspfads jeweils bei aktivierter und deaktivierter Strombegrenzungsfunktion zu bestimmen. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren, bei dem Werte einer ersten Spannung und eines ersten Stroms an einem ersten Ende des Stromversorgungspfads jeweils bei deaktivierter Strombegrenzungsfunktion bestimmt werden und Werte einer zweiten Spannung an einem zweiten Ende des Stromversorgungspfads jeweils bei deaktivierter Strombegrenzungsfunktion bestimmt werden. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar auf teil- oder vollautonom fahrende Fahrzeuge, insbesondere vollelektrisch fahrende Fahrzeuge.The invention relates to a vehicle with an on-board power supply system that has at least one power supply path to at least one electrical component, the vehicle being set up to selectively activate or deactivate a current limiting function for the at least one power supply path, values of a first electrical voltage and a first electrical To determine current at a first end of the power supply path with the current limiting function activated and not activated and to determine values of a second electrical voltage and a second electrical current at a second end of the power supply path with the current limiting function activated and deactivated. The invention also relates to a method in which values of a first voltage and a first current are determined at a first end of the power supply path with the current limiting function deactivated and values of a second voltage at a second end of the power supply path are determined with the current limiting function deactivated. The invention is particularly advantageously applicable to partially or fully autonomous vehicles, in particular fully electric vehicles.
Verbraucherpfade in Energiebordnetzen von Fahrzeugen werden vermehrt durch elektronische Sicherungen auf Halbleiterbasis (auch als „E-Fuses“ oder „Smart Fuses“ bekannt) abgesichert. Um gewünschte FIT (Failure In Time)-Raten der Verbraucherpfade zu erreichen, kann eine Kombination aus elektronischer Sicherung und Strombegrenzungsfunktion eingesetzt werden. Im Falle eines kritischen Spannungseinbruchs begleitet von einer fehlerhaften Strombegrenzung wird die elektronische Sicherung aufgelöst und der Verbraucherpfad getrennt.Consumer paths in vehicle energy systems are increasingly being protected by semiconductor-based electronic fuses (also known as “E-Fuses” or “Smart Fuses”). In order to achieve desired FIT (Failure In Time) rates of the load paths, a combination of electronic fuse and current limiting function can be used. In the event of a critical voltage drop accompanied by faulty current limitation, the electronic fuse is blown and the consumer path is disconnected.
Die Strombegrenzung (auch als „Degradierung“ bekannt) ist eine Softwarefunktion, die spannungsabhängig oder auf Befehl („kommandiert“) erfolgen kann. In der spannungsabhängigen Variante werden Werte für Strom und/oder Spannung an dem Verbraucher gemessen, und es wird bei Bedarf eine Strombegrenzung durch den Verbraucher eingeleitet, z.B. durch eine übergeordnete Instanz. Alternativ oder zusätzlich werden Werte für Strom und/oder Spannung an anderer Stelle im Bordnetz gemessen, und die Aktivierung der Strombegrenzungsfunktion wird von anderer Stelle kommandiert. Die kommandierte Degradation ist oftmals von einer Mindestleistungsfähigkeit bzw. -diagnose einer anderen Komponente (beispielsweise einer Batterie oder eines Wandlungselements) im Energiebordnetz getriggert.Current limiting (also known as “degradation”) is a software function that can be voltage dependent or commanded (“commanded”). In the voltage-dependent variant, values for current and/or voltage are measured at the consumer and, if necessary, a current limitation is initiated by the consumer, e.g. by a higher-level authority. Alternatively or additionally, values for current and/or voltage are measured elsewhere in the on-board electrical system, and activation of the current limiting function is commanded from elsewhere. The commanded degradation is often triggered by a minimum performance or diagnosis of another component (e.g. a battery or a conversion element) in the on-board energy system.
Ein Problem ist, das die Strombegrenzungsfunktion und auch das Auslösen der elektronischen Sicherung auf valide Messungen, eine funktionierende Software sowie ggf. eine zuverlässige Kommunikation angewiesen ist. Ist auch nur einer dieser Aspekte fehlerhaft, kann dies kritische Auswirkungen auf das Bordnetz haben.One problem is that the current limiting function and the triggering of the electronic fuse rely on valid measurements, functioning software and, if necessary, reliable communication. If even one of these aspects is faulty, it can have critical effects on the on-board electrical system.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine verbesserte Möglichkeit bereitzustellen, elektrisch betriebene Funktionskomponenten eines Energiebordnetzes eines Fahrzeugs abzusichern, insbesondere gegen kritische Spannungseinbrüche.It is the object of the present invention to at least partially overcome the disadvantages of the prior art and, in particular, to provide an improved possibility of protecting electrically operated functional components of an on-board power system of a vehicle, in particular against critical voltage drops.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.This task is solved according to the features of the independent claims. Preferred embodiments can be found in particular in the dependent claims.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Fahrzeug mit einem Energiebordnetz, das mindestens einen Stromversorgungspfad zu mindestens einer elektrischen Komponente aufweist, wobei das Fahrzeug dazu eingerichtet ist,
- - eine Strombegrenzungsfunktion für den mindestens einen Stromversorgungspfad wahlweise zu aktivieren oder zu deaktivieren,
- - Werte einer ersten Spannung und eines ersten Stroms an einem ersten Ende des Stromversorgungspfads jeweils bei aktivierter und deaktivierter Strombegrenzungsfunktion zu bestimmen,
- - Werte einer zweiten Spannung und eines zweiten Stroms an einem zweiten Ende des Stromversorgungspfads jeweils bei aktivierter und deaktivierter Strombegrenzungsfunktion zu bestimmen,
- - im Rahmen eines Testablaufs zumindest einige der Werte bei aktivierter und nicht aktivierter Strombegrenzungsfunktion zu bestimmen,
- - zu überprüfen, ob für die im Rahmen des Testablaufs bestimmten Werte und/oder daraus abgeleitete Werte mindestens eine vorgegebene Relation zutrifft, und
- - mindestens eine Aktion (im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit als „fehlerrelevante“ Aktion bezeichnet) auszulösen, falls das Ergebnis der Überprüfung für mindestens eine Relation auf eine nicht ordnungsgemäße Bestimmung, insbesondere Messung, mindestens einer Spannung und/oder mindestens eines Stroms und/oder auf eine nicht ordnungsgemäße Aktivierung der Strombegrenzungsfunktion hindeutet.
- - to either activate or deactivate a current limiting function for the at least one power supply path,
- - to determine values of a first voltage and a first current at a first end of the power supply path with the current limiting function activated and deactivated,
- - determine values of a second voltage and a second current at a second end of the power supply path with the current limiting function activated and deactivated,
- - to determine at least some of the values when the current limiting function is activated and not activated as part of a test procedure,
- - to check whether at least one specified relation applies to the values determined during the test process and/or values derived therefrom, and
- - to trigger at least one action (hereinafter referred to as “error-relevant” action without limiting the generality) if the result of the check for at least one relation indicates an incorrect determination, in particular measurement, of at least one voltage and/or at least one current and/or indicates improper activation of the current limiting function.
Dieses Fahrzeug weist den Vorteil auf, dass mittels der Relation(en) diagnostiziert wird, ob eine oder mehrere der Messungen bzw. der zugehörigen Messvorrichtungen und/oder die Strombegrenzungsfunktion ordnungsgemäß durchgeführt werden bzw. arbeiten. Ist dies nicht der Fall, kann mindestens eine Aktion ausgelöst werden, um dieses Problem zu beheben, insbesondere sogar, bevor es zu einem Eintritt eines kritischen Zustands kommt. Dadurch wiederum wird die Absicherung von Stromversorgungspfaden, insbesondere von Verbraucherpfaden, in dem Energiebordnetz zuverlässiger, so dass die Ausfallraten der an diese Stromversorgungspfade angeschlossenen elektrischen Komponenten deutlich verringert werden und die Gesamtsystemsicherheit erhöht wird. Da die ordnungsgemäße Funktion lediglich anhand eines durch die Relationen definierten qualitativen Verhaltens überprüft wird, sind vorteilhafterweise keine hohen Messauflösung nötig. Darüber hinaus ist diese Plausibilisierung ohne zusätzliche Hardware einfach und preiswert umsetzbar.This vehicle has the advantage that the relation(s) are used to diagnose whether one or more of the measurements or the associated measuring devices and/or the current limiting function are being carried out or are working properly. If this is not the case, at least one action can be triggered to correct this problem, especially before a critical condition occurs. This in turn makes the protection of power supply paths, in particular consumer paths, in the on-board power supply system more reliable, so that the failure rates of the electrical components connected to these power supply paths are significantly reduced and overall system security is increased. Since the correct function is only checked based on a qualitative behavior defined by the relations, a high measurement resolution is advantageously not necessary. In addition, this plausibility check can be implemented easily and inexpensively without additional hardware.
Das Fahrzeug kann ein Landfahrzeug, Wasserfahrzeug, Luftfahrzeug oder Raumfahrzeug sein. Das Landfahrzeug kann ein Pkw, ein Lkw, ein Motorrad, ein Bus, usw. sein. Das Energiebordnetz ist nicht auf eine bestimmte Antriebsart des Fahrzeugs beschränkt und kann z.B. an Fahrzeugen mit Motorantrieb, Hybridantrieb oder (Voll-)Elektroantrieb (z.B. auf Basis eines Batterie- oder Wasserstoffantriebs) eingesetzt werden.The vehicle may be a land vehicle, watercraft, aircraft or spacecraft. The land vehicle can be a car, a truck, a motorcycle, a bus, etc. The on-board energy network is not limited to a specific type of vehicle drive and can be used, for example, on vehicles with a motor drive, hybrid drive or (full) electric drive (e.g. based on a battery or hydrogen drive).
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Fahrzeug ein teil- oder vollautonom fahrendes Fahrzeug ist. Dies ist besonders vorteilhaft, da für solche Fahrzeuge die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit von über abgesicherte Stromversorgungspfade versorgte Funktionskomponenten besonders wichtig, insbesondere sicherheitsrelevant, ist.It is an embodiment that the vehicle is a partially or fully autonomous vehicle. This is particularly advantageous since the reliability and availability of functional components supplied via secured power supply paths is particularly important, particularly safety-relevant, for such vehicles.
Die elektrischen Komponenten des Energiebordnetzes können beispielsweise mindestens eine Energiequelle (Batterie, Generator, Wandler, usw.), mindestens einen Verbraucher, mindestens einen Stromverteiler, mindestens eine elektronische Sicherung, usw. umfassen. So kann der Stromversorgungspfad beispielsweise einen Stromverteiler mit einem Verbraucher verbinden.The electrical components of the on-board power system can include, for example, at least one energy source (battery, generator, converter, etc.), at least one consumer, at least one power distributor, at least one electronic fuse, etc. For example, the power supply path can connect a power distributor with a consumer.
Der Testablauf kann beispielsweise zwischen Millisekunden und mehreren Sekunden dauern, wobei insbesondere Messwerte vor und nach der Aktivierung der - zuvor deaktivierten - Strombegrenzungsfunktion gemessen werden. Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Restbordnetzbelastung während des Testablaufs zumindest annähernd konstant ist.The test process can, for example, last between milliseconds and several seconds, with in particular measured values before and after activation of the - previously deactivated - current limiting function be measured. It is particularly advantageous if the residual load on the vehicle electrical system is at least approximately constant during the test process.
Die Überprüfung der zuvor bestimmten Werte und/oder daraus abgeleiteter Werte kann durch eine Datenverarbeitungseinrichtung des Fahrzeugs durchgeführt werden.The checking of the previously determined values and/or values derived therefrom can be carried out by a data processing device in the vehicle.
Die bestimmten, insbesondere gemessenen, Werte können beispielsweise umfassen:
- - die bei deaktivierter Strombegrenzungsfunktion, mit Doff bezeichnet, am ersten Ende des Stromversorgungspfads bestimmte Spannung U1 [Doff];
- - die bei aktivierter Strombegrenzungsfunktion, mit Don bezeichnet, am ersten Ende des Stromversorgungspfads bestimmte Spannung U1 [Don];
- - die bei deaktivierter Strombegrenzungsfunktion am zweiten Ende des Stromversorgungspfads bestimmte Spannung U2 [Doff];
- - die bei aktivierter Strombegrenzungsfunktion am ersten Ende des Stromversorgungspfads bestimmte Spannung U2 [Don];
- - die bei deaktivierter Strombegrenzungsfunktion am ersten Ende des Stromversorgungspfads bestimmte Stromstärke I1 [Doff];
- - die bei aktivierter Strombegrenzungsfunktion am ersten Ende des Stromversorgungspfads bestimmte Stromstärke I1 [Don];
- - die bei deaktivierter Strombegrenzungsfunktion am zweiten Ende des Stromversorgungspfads bestimmte Stromstärke I2 [Doff]; und/oder
- - die bei aktivierter Strombegrenzungsfunktion am ersten Ende des Stromversorgungspfads bestimmte Stromstärke I2 [Don].
- - the voltage U 1 [D off ] determined at the first end of the power supply path when the current limiting function is deactivated, designated D off ;
- - the voltage U 1 [D on ] determined at the first end of the power supply path when the current limiting function is activated, designated D on ;
- - the voltage U 2 [D off ] determined at the second end of the power supply path when the current limiting function is deactivated;
- - the voltage U 2 [D on ] determined at the first end of the power supply path when the current limiting function is activated;
- - the current I 1 [D off ] determined at the first end of the power supply path when the current limiting function is deactivated;
- - the current intensity I 1 [D on ] determined at the first end of the power supply path when the current limiting function is activated;
- - the current I 2 [D off ] determined at the second end of the power supply path when the current limiting function is deactivated; and or
- - the current I 2 [D on ] determined at the first end of the power supply path when the current limiting function is activated.
Die abgeleiteten Werte können beispielsweise umfassen:
- - die Spannungsdifferenz ΔU [Doff] = U1 [Doff] - U2 [Doff]; und/oder
- - die Spannungsdifferenz ΔU [Don] = U1 [Don] - U2 [Don].
- - the voltage difference ΔU [D off ] = U 1 [D off ] - U 2 [D off ]; and or
- - the voltage difference ΔU [D on] = U 1 [D on] - U 2 [D on ].
Auch kann der Status der Strombegrenzungsfunktion, insbesondere „aktiviert“ / „ein“ und „deaktiviert“ / „aus“ bestimmt werden.The status of the current limiting function, in particular “activated” / “on” and “deactivated” / “off”, can also be determined.
Die Relationen können ein oder mehrere der bestimmten und/oder abgeleiteten Werte beispielsweise durch die Relationszeichen =, #, >, ≥, <, ≤ miteinander verknüpfen. Bei Einsetzen der Werte in die Relationen kommt als Ergebnis die Aussage WAHR / „Relation trifft zu“ oder FALSCH / „Relation trifft nicht zu“ heraus.The relations can link one or more of the determined and/or derived values, for example, using the relation symbols =, #, >, ≥, <, ≤. When you insert the values into the relations, the result is the statement TRUE / “Relation applies” or FALSE / “Relation does not apply”.
Beispielsweise kann eine Relation „I1 [Doff] = I2 [Doff]“ bzw. die zugehörige Abfrage „I1 [Doff] = I2 [Doff] ?“ lauten. Sind die gemessenen Stromwerte I1 [Doff] und I2 [Doff] zumindest innerhalb erlaubter Toleranzen gleich, trifft die Relation zu. Weichen die gemessenen Stromwerte selbst unter Berücksichtigung erlaubter Toleranzen voneinander ab, trifft die Relation nicht zu. Da physikalisch I1 [Doff] = I2 [Doff] gelten muss, deutet ein Zutreffen dieser Relation auf Basis der gemessenen Werte darauf hin, dass die Strommessungen zuverlässig sind.For example, a relation can be “I 1 [D off ] = I 2 [D off ]” or the associated query “I 1 [D off ] = I 2 [D off ]?” If the measured current values I 1 [D off ] and I 2 [D off ] are the same, at least within permitted tolerances, the relation applies. If the measured current values deviate from one another even taking into account permitted tolerances, the relation does not apply. Since physically I 1 [D off ] = I 2 [D off ] must apply, if this relation applies based on the measured values, this indicates that the current measurements are reliable.
Die fehlerrelevante Aktion kann beispielsweise das Ausgeben eines Hinweises an den Fahrer des Fahrzeugs, an eine Servicestelle (wie eine Werkstatt) und/oder an einen Hersteller des Fahrzeugs, das Speichern eines Vermerks in einem Fehlerspeicher, senden eines Signals an ein übergeordnetes Modul mit Hinweis auf die nicht ordnungsgemäße Funktion, eine vollständige oder in Bezug auf einige ihrer Funktionen teilweise Deaktivierung der an diesen Stromversorgungspfad angeschlossenen mindestens einen elektrischen Komponente, usw. umfassen. Beispielsweise für den Fall einer fehlerhaften Strommessung kann die identifizierte, fehlerhafte Strommessung in einer Weiterbildung kurzfristig ignoriert werden, um ein zuverlässiges Operieren der angeschlossenen Funktionskomponente zu gewährleisten.The error-relevant action can, for example, issue a note to the driver of the vehicle, to a service point (such as a workshop) and / or to a manufacturer of the vehicle, save a note in an error memory, send a signal to a higher-level module with a note the improper functioning, a total or partial deactivation with respect to some of its functions of the at least one electrical component connected to this power supply path, etc. For example, in the case of an incorrect current measurement, the identified, incorrect current measurement can be ignored for a short time in a further development in order to ensure reliable operation of the connected functional component.
Es kann aber auch mindestens eine Aktion ausgelöst werden, falls das Ergebnis der Überprüfung für mindestens eine Relation auf eine ordnungsgemäße Bestimmung, insbesondere Messung, der Spannung und/oder des Stroms und/oder auf eine ordnungsgemäße Aktivierung der Strombegrenzungsfunktion hindeutet, z.B. ein Eintrag in einem Datenspeicher oder senden eines Signals an ein übergeordnetes Modul mit Hinweis auf ordnungsgemäße Funktion.However, at least one action can also be triggered if the result of the check for at least one relation indicates a proper determination, in particular measurement, of the voltage and/or current and/or a proper activation of the current limiting function tet, e.g. an entry in a data memory or sending a signal to a higher-level module indicating proper function.
Bei aktivierter Strombegrenzungsfunktion wird der elektrische Strom durch den mindestens einen Stromversorgungspfad gezielt begrenzt, insbesondere auf einen vorgegebenen Maximalwert. Die Strombegrenzungsfunktion kann z.B. softwaretechnisch aktiviert und deaktiviert werden.When the current limiting function is activated, the electrical current is specifically limited by the at least one power supply path, in particular to a predetermined maximum value. The current limiting function can, for example, be activated and deactivated using software.
Das ordnungsgemäße Bestimmen einer Spannung und/oder eines Stroms kann umfassen, dass sie fehlerfrei und ausreichend genau bestimmt wird, insbesondere gemessen wird, bzw. die zugehörige(n) Messvorrichtung(en) fehlerfrei und ausreichend genau arbeitet bzw. arbeiten. Die ordnungsgemäße Aktivierung der Strombegrenzungsfunktion kann umfassen, dass der Strom durch den Stromversorgungspfad mit Aktivierung auf das vorgegebene Maß begrenzt wird.The proper determination of a voltage and/or a current can include determining it without errors and with sufficient precision, in particular measuring it, or the associated measuring device(s) working without errors and with sufficient precision. Proper activation of the current limiting function may include limiting the current through the power supply path to the specified level with activation.
Es ist eine Ausgestaltung, dass mindestens eine Relation nur gemessene Ströme umfasst, also überprüft wird, ob für im Rahmen des Testablaufs bestimmte Stromwerte mindestens eine vorgegebene Relation zutrifft.It is an embodiment that at least one relation only includes measured currents, i.e. it is checked whether at least one predetermined relation applies to current values determined as part of the test process.
Es ist eine Weiterbildung, dass eine solche mindestens eine Relation mindestens eine Relation oder mindestens eine logisch äquivalente Variation davon aus der folgenden Gruppe umfasst, welche hier mit einer jeweiligen Deutung aufgeführt sind:
Es ist eine Ausgestaltung, dass mindestens eine Relation nur aus den gemessenen Spannungen abgeleitete Spannungsdifferenzen umfasst, also überprüft wird, ob für im Rahmen des Testablaufs abgeleitete Spannungsdifferenzen mindestens eine vorgegebene Relation zutrifft.It is an embodiment that at least one relation only includes voltage differences derived from the measured voltages, i.e. it is checked whether at least one predetermined relation applies to voltage differences derived as part of the test procedure.
Es ist eine Weiterbildung, dass eine solche mindestens eine Relation mindestens eine Relation oder mindestens eine logisch äquivalente Variation aus der folgenden Gruppe umfasst, welche hier mit einer jeweiligen Deutung aufgeführt sind:
Es ist eine Ausgestaltung, dass mindestens eine Relation eine Kombination einer Relation der aus den gemessenen Spannungen abgeleiteten Spannungsdifferenzen und einer Relation der gemessenen Stromwerte umfasst, also überprüft wird, ob für im Rahmen des Testablaufs abgeleitete Spannungsdifferenzen eine vorgegebene Relation zutrifft und zusätzlich für die Stromwerte eine vorgegebene Relation.It is an embodiment that at least one relation is a combination of a relation of the voltage differences derived from the measured voltages and a relation of the measured ones Current values include, i.e. it is checked whether a predetermined relation applies to voltage differences derived during the test process and, in addition, a predetermined relation applies to the current values.
Es ist eine Weiterbildung, dass eine solche mindestens eine Relation mindestens eine Relation oder mindestens eine logisch äquivalente Variation aus der folgenden Gruppe umfasst, welche hier mit einer jeweiligen Deutung aufgeführt sind:
Dabei entspricht der Messwert I einem der „referenzierten“ Messwerte I1 oder I2.The measured value I corresponds to one of the “referenced” measured values I 1 or I 2 .
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Fahrzeug dazu ausgebildet ist, die mindestens eine Aktion auszulösen, falls das Ergebnis der Überprüfung für eine Mehrheit von mehreren Relationen auf eine gleiche nicht ordnungsgemäße Bestimmung einer Spannung und/oder eines Stroms und/oder auf eine nicht ordnungsgemäße Aktivierung der Degradationsfunktion hindeutet. So wird der Vorteil erreicht, dass die gleiche Spannung, der gleiche Strom oder die Degradationsfunktion jeweils durch mehrere Relationen plausibilisiert werden. Nur wenn die Mehrheit dieser Relationen bzw. Plausibilisierungen (z.B. zwei von zwei, mindestens zwei von drei, mindestens drei von fünf, usw.) darauf hindeutet bzw. zum Schluss kommt, dass keine ordnungsgemäße Bestimmung oder Aktivierung vorliegt, wird die mindestens eine Aktion ausgelöst.It is an embodiment that the vehicle is designed to trigger the at least one action if the result of the check for a majority of several relations indicates an incorrect determination of a voltage and/or a current and/or an incorrect activation the degradation function. In this way, the advantage is achieved that the same voltage, the same current or the degradation function can be checked for plausibility using several relations. Only if the majority of these relations or plausibility checks (e.g. two out of two, at least two out of three, at least three out of five, etc.) indicate or come to the conclusion that there is no proper determination or activation, will the at least one action be triggered .
Es ist eine Ausgestaltung, dass an dem ersten Ende des Stromversorgungspfads eine elektronische Sicherung (E-Fuse) angeordnet ist, mittels der die Werte der ersten Spannung und des ersten Stroms messbar sind. So wird der Vorteil erreicht, dass die Spannungs- und Strommessung mit der Absicherung des Stromversorgungspfads auf einfache und preiswerte Weise miteinander kombiniert werden können. Außerdem sind die mittels der elektronischen Sicherung durchgeführten Messungen vergleichsweise genau.It is an embodiment that an electronic fuse (E-Fuse) is arranged at the first end of the power supply path, by means of which the values of the first voltage and the first current can be measured. This has the advantage that voltage and current measurement can be combined with protection of the power supply path in a simple and inexpensive way. In addition, the measurements carried out using the electronic fuse are comparatively precise.
Es ist eine Weiterbildung, dass die elektronische Sicherung an dem ersten Ende in einem Stromverteiler integriert ist.It is a further development that the electronic fuse is integrated into a power distributor at the first end.
Die Werte der zweiten Spannung und des zweiten Stroms können beispielsweise mittels der am zweiten Ende angeschlossenen mindestens einen Funktionskomponente gemessen werden. Die Messgenauigkeiten der Messungen am dem ersten Ende und an dem zweiten Ende des Stromversorgungspfads können praktisch gleich oder können unterschiedlich sein.The values of the second voltage and the second current can be measured, for example, by means of the at least one functional component connected to the second end. The measurement accuracies of the measurements at the first end and at the second end of the power supply path may be virtually the same or may be different.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Fahrzeug dazu eingerichtet ist, während eines Testablaufs die elektronische Sicherung zum Auslösen (und damit zum Öffnen des in der elektronischen Sicherung vorhandenen Trennschalters) anzusteuern und zu überprüfen, ob für die im Rahmen Ansteuerns der elektronischen Sicherung bestimmten Werte und/oder daraus abgeleitete Werte mindestens eine vorgegebene Relation zutrifft, welche einen Hinweis darauf gibt, ob die elektronische Sicherung ordnungsgemäß ansteuerbar ist. Dies ergibt vorteilhafterweise eine zuverlässigere Absicherung von Stromversorgungspfaden im Energiebordnetz. Diese Ausgestaltung ist speziell dann umsetzbar, wenn für die Dauer der Überprüfung bzw. des Testablaufs auf die Funktion der an den Stromversorgungspfad angeschlossenen mindestens einen Komponente verzichtet werden kann oder es für diese mindestens eine Komponente eine alternative Stromversorgung gibt. Es kann dann analog ein fehlerrelevanter Hinweis ausgegeben werden.It is an embodiment that the vehicle is set up to trigger the electronic fuse during a test procedure to trigger it (and thus to open the circuit breaker present in the electronic fuse) and to check whether the values and values determined in the context of activating the electronic fuse /or values derived from them at least one predetermined relation applies, which provides an indication of whether the electronic fuse can be controlled properly. This advantageously results in more reliable protection of power supply paths in the on-board power system. This embodiment can be implemented specifically if the function of the at least one component connected to the power supply path can be dispensed with for the duration of the check or test procedure or if there is an alternative power supply for this at least one component. An error-relevant message can then be output in the same way.
Die mindestens eine Relation kann beispielsweise mindestens eine Relation aus der Gruppe
oder logisch äquivalente Variationen davon umfassen, wobei Don dann die Ansteuerung zum Auslösen und Doff die Ansteuerung zum Schließen bezeichnet. Außerdem gilt U1 [Doff] = U1 [Don] = U1.The at least one relation can, for example, be at least one relation from the group
or logically equivalent variations thereof, where D on then denotes the control for tripping and D off the control for closing. In addition, U1 [D off ] = U1 [D on] = U 1 .
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Durchführen eines Testablaufs zum Diagnostizieren von Messungen an einem Stromversorgungspfad eines Energiebordnetzes eines Fahrzeugs, bei dem
- - Werte einer ersten Spannung und eines ersten Stroms an einem ersten Ende des Stromversorgungspfads jeweils bei aktivierter und deaktivierter Strombegrenzungsfunktion bestimmt werden,
- - Werte einer zweiten Spannung und eines zweiten Stroms an einem zweiten Ende des Stromversorgungspfads jeweils bei aktivierter und deaktivierter Strombegrenzungsfunktion bestimmt werden,
- - überprüft wird, ob für die so bestimmten Werte und/oder daraus abgeleitete Werte mindestens eine vorgegebene Relation zutrifft, und
- - mindestens eine fehlerrelevante Aktion ausgelöst wird, falls das Ergebnis der Überprüfung für mindestens eine Relation auf ein nicht ordnungsgemäßes Bestimmen, insbesondere Messen, mindestens einer Spannung und/oder mindestens eines Stroms und/oder auf eine nicht ordnungsgemäße Aktivierung der Strombegrenzungsfunktion hindeutet.
- - Values of a first voltage and a first current are determined at a first end of the power supply path with the current limiting function activated and deactivated,
- - Values of a second voltage and a second current are determined at a second end of the power supply path with the current limiting function activated and deactivated,
- - it is checked whether at least one specified relation applies to the values determined in this way and/or values derived therefrom, and
- - at least one error-relevant action is triggered if the result of the check for at least one relation indicates improper determination, in particular measurement, of at least one voltage and/or at least one current and/or improper activation of the current limiting function.
Das Verfahren kann analog zu dem Fahrzeug ausgebildet werden, und umgekehrt, und weist die gleichen Vorteile auf.The method can be designed analogously to the vehicle and vice versa, and has the same advantages.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Verfahren nach Anlassen des Fahrzeugs und/oder im Stillstand des Fahrzeugs durchgeführt wird. Dies hat den Vorteil, dass mögliche Auswirkungen des Testverfahrens gering gehalten werden und insbesondere Insassen des Fahrzeugs vom Durchführen des Testverfahrens nicht bemerken. Auch können so Stromversorgungspfade zu Funktionskomponenten geprüft werden, die bei Fahrt des Fahrzeugs aus sicherheitsrelevanten Gründen ggf. nicht getestet werden können, beispielsweise ein Bremssystem, ein Lenksystem und/oder ein Beleuchtungssystem.It is an embodiment that the method is carried out after starting the vehicle and/or when the vehicle is at a standstill. This has the advantage that possible effects of the test procedure are kept to a minimum and, in particular, occupants of the vehicle do not notice that the test procedure is being carried out. This also makes it possible to check power supply paths to functional components that may not be able to be tested when the vehicle is in motion for safety-related reasons, for example a braking system, a steering system and/or a lighting system.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird.
-
1 zeigt eine vereinfachte Skizze eines Energiebordnetzes eines Fahrzeugs; -
2 zeigt einen Ausschnitt aus derSkizze aus 1 ; -
3 zeigt eine Auftragung einer Strombegrenzungsfunktion D gegen die Zeit t in s; -
4 zeigt eine Auftragung eines Stroms Ie-fuse an einem ersten Ende eines Stromversorgungspfads des Energiebordnetzes aus1 gegen die Zeit t in s; -
5 zeigt eine Auftragung eines Stroms Iload an einem zweiten Ende des Stromversorgungspfads des Energiebordnetzes aus1 gegen die Zeit t in s; -
6 zeigt eine Auftragung einer Spannung Ue-fuse an dem ersten Ende des Stromversorgungspfads des Energiebordnetzes aus1 gegen die Zeit t in s; und -
7 zeigt eine Auftragung einer Spannung Uload an dem zweiten Ende des Stromversorgungspfads des Energiebordnetzes aus1 gegen die Zeit t in s.
-
1 shows a simplified sketch of an on-board energy network of a vehicle; -
2 shows an excerpt from thesketch 1 ; -
3 shows a plot of a current limiting function D versus time t in s; -
4 shows a plot of a current I e-fuse at a first end of a power supply path of the on-board power system 1 versus time t in s; -
5 shows a plot of a current I load at a second end of the power supply path of the on-board power system 1 versus time t in s; -
6 shows a plot of a voltage U e-fuse at the first end of the power supply path of the on-board power system 1 versus time t in s; and -
7 shows a plot of a voltage U load at the second end of the power supply path of the on-board power system 1 against time t in s.
Ein Pluspol der Batterie 4 ist über eine weitere verschraubte Stromleitung Ls an einen ersten Stromverteiler 5 angeschlossen, der über noch eine weitere verschraubte Stromleitung Ls an einen zweiten Stromverteiler 6 angeschlossen ist. An den ersten Stromverteiler 5 können noch weitere Komponenten des Bordnetzes 1 angeschlossen sein (o. Abb.). Der zweite Stromverteiler 6 ist außerdem über noch eine verschraubte Stromleitung Ls an einen Pluspol des Generators 2 angeschlossen und über ein Kabel 8 gesteckt an einen Verbraucher 7 angeschlossen. Der Verbraucher 7 ist über eine Stromleitung Lst an die Karosserie 4 angeschlossen.A positive pole of the
Vorliegend existiert unter anderem ein Stromversorgungspfad SVP zwischen dem zweiten Stromverteiler 6 und dem Verbraucher 7, der das Kabel 8, eine erste elektrische Steckverbindung S1 des Kabels 8 mit dem zweiten Stromverteiler 6 und eine zweite elektrische Steckverbindung S2 des Kabels 8 mit dem zweiten Stromverteiler 6 umfasst.In the present case, there is, among other things, a power supply path SVP between the
Die Absicherung des Stromversorgungspfads SVP und damit des Verbrauchers 7 erfolgt über eine in den zweiten Stromverteiler 6 integrierte elektronische Sicherung 12, an der die daran anliegende Spannung Ue-fuse sowie auch der durch sie und damit auch durch den Stromversorgungspfad SVP fließende Strom Ie-fuse messbar sind, siehe
Der Verbraucher 7 ist dazu eingerichtet, die Spannung Uload und den Strom Iload am anderen Ende des Stromversorgungspfads SVP zu messen.The
Die elektronische Sicherung 12 und der Verbraucher 7 sind über Datenleitungen 9 mit einer Auswerteeinrichtung, hier beispielhaft in Form eines Bordcomputers 10, verbunden. Über die Datenleitungen 9 erhält der Bordcomputer 10 die Spannungen Ue-fuse und Uload und die Ströme Ie-fuse und Iload bzw. deren Messwerte. Der Bordcomputer 10 kann auch daraus abgeleitete Werte wie die Spannungsdifferenz ΔU = Ue-fuse - Uload usw. berechnen.The
Der zweite Stromverteiler 6 weist ferner einen Ausgang zu dem ersten Stromverteiler 5 und mindestens einen weiteren Stromversorgungsausgang, wie hier zu einem Verbraucher 11 angedeutet, auf.The
Analog zu dem Stromversorgungspfad SVP können Spannungen bzw. Spannungsdifferenzen grundsätzlich auch an beliebigen anderen Stromversorgungspfaden des Energiebordnetzes 1 gemessen werden. Beispielsweise können auch der Generator 2, die Batterie 3, der erste Stromverteiler 5, weitere Verbraucher, usw. mit jeweiligen Messvorrichtungen (o. Abb.) versehen sein und über die Datenleitungen 9 mit dem Bordcomputer 10 verbunden sein.Analogous to the power supply path SVP, voltages or voltage differences can in principle also be measured on any other power supply paths of the on-
Wieder zurückkehrend zu
Dabei wird angenommen, dass durch Einschalten der Strombegrenzungsfunktion D ein für Zeiten t < ton vergleichsweise höherer Strom durch den Stromversorgungspfad SVP für t > ton auf einen Wert Imax begrenzt sein sollte, und zwar physikalisch gesehen sowohl an der elektronischen Sicherung 12 als auch an dem Verbraucher 7, wie in
Wie in
Ferner ist der Bordcomputer 10 dazu eingerichtet, einen Testablauf durchzuführen und im Rahmen des Testablaufs vor Aktivierung der Strombegrenzungsfunktion D (also bei D = Doff) die gemessenen Werte von Ie-fuse [Doff], Iload[Doff], Ue-fuse [Doff] und Uload [Doff] zu empfangen, die Strombegrenzungsfunktion D zu aktivieren und folgend die gemessenen Werte von Ie-fuse [Don], Iload[Don], Ue-fuse [Don] und Uload [Don] zu empfangenFurthermore, the on-
Ferner ist der Bordcomputer 10 dazu eingerichtet, zu überprüfen, ob für zumindest einige der im Rahmen des Testablaufs bestimmten Werte Ie-fuse [Doff], Iload[Doff], Ue-fuse [Doff], Uload [Doff], Ie-fuse [Don], Iload[Don], Ue-fuse [Don] und Uload [Don] und/oder daraus abgeleitete Werte wie z.B. ΔU [Doff] und ΔU [Don] mindestens eine vorgegebene Relation zutrifft und mindestens eine fehlerrelevante Aktion auszulösen, falls das Ergebnis der Überprüfung für mindestens eine Relation auf eine nicht ordnungsgemäße Bestimmung der Spannung und/oder des Stroms und/oder auf eine nicht ordnungsgemäße Aktivierung der Strombegrenzungsfunktion hindeutet.Furthermore, the on-
Außerdem kann der Bordcomputer 10 dazu eingerichtet sein, während des Testablaufs die elektronische Sicherung 12 zum Auslösen anzusteuern und zu überprüfen, ob für die im Rahmen des Ansteuerns der elektronischen Sicherung 12 bestimmten Werte Ue-fuse, Ie-fuse, Uload, Iload und/oder daraus abgeleitete Werte ΔU [Doff], ΔU [Don] mindestens eine vorgegebene Relation zutrifft, welche einen Hinweis darauf gibt, ob die elektronische Sicherung 12 ordnungsgemäß ansteuerbar ist.In addition, the on-
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.Of course, the present invention is not limited to the exemplary embodiment shown.
Allgemein kann unter „ein“, „eine“ usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von „mindestens ein“ oder „ein oder mehrere“ usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck „genau ein“ usw.In general, “a”, “an” etc. can be understood to mean a singular or a plural, in particular in the sense of “at least one” or “one or more” etc., as long as this is not explicitly excluded, e.g. by the expression “exactly on” etc.
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- BordnetzOn-board electrical system
- 22
- Generatorgenerator
- 33
- Batteriebattery
- 44
- Karosseriebody
- 55
- Erster StromverteilerFirst power distributor
- 66
- Zweiter StromverteilerSecond power distributor
- 77
- Verbraucherconsumer
- 88th
- KabelCable
- 99
- DatenleitungData line
- 1010
- BordcomputerOn-board computer
- 1111
- Verbraucherconsumer
- 1212
- Elektronische SicherungElectronic backup
- 1414
- Leitungspfadconduction path
- 1515
- SteckverbindungselementPlug connection element
- 1616
- SteckverbindungsgegenelementPlug connection mating element
- DD
- StrombegrenzungsfunktionCurrent limiting function
- DoffDoff
- Deaktivierte StrombegrenzungsfunktionDisabled current limiting function
- DonDon
- Aktivierte StrombegrenzungsfunktionEnabled current limiting function
- FF
- Fahrzeugvehicle
- Ie-fuseIe-fuse
- Strom durch die elektronische SicherungCurrent through the electronic fuse
- IloadIload
- Strom zu dem Verbraucherelectricity to the consumer
- ImaxImax
- Maximaler Strom bei aktivierter StrombegrenzungsfunktionMaximum current with current limiting function activated
- LsLs
- Verschraubte StromleitungScrewed power cable
- LstLst
- Stromleitungpower line
- SVPSVP
- StromversorgungspfadPower supply path
- S1S1
- Erste SteckverbindungFirst plug connection
- S2S2
- Zweite SteckverbindungSecond plug connection
- Ue-fuseUe fuse
- Spannung an der elektronischen SicherungVoltage at the electronic fuse
- UloadUload
- Spannung an dem VerbraucherVoltage at the consumer
- tt
- ZeitTime
- tonvolume
- Zeitpunkt der Aktivierung der StrombegrenzungsfunktionTime of activation of the current limiting function
- ΔUΔU
- Spannungsdifferenzvoltage difference
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102019120567 A1 [0005]DE 102019120567 A1 [0005]
- DE 102020106210 A1 [0006]DE 102020106210 A1 [0006]
Claims (10)
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---|---|---|---|
DE102022114330.9A DE102022114330A1 (en) | 2022-06-08 | 2022-06-08 | Diagnosing measurements on a vehicle power supply path |
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DE102022114330.9A Pending DE102022114330A1 (en) | 2022-06-08 | 2022-06-08 | Diagnosing measurements on a vehicle power supply path |
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-
2022
- 2022-06-08 DE DE102022114330.9A patent/DE102022114330A1/en active Pending
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