DE102022129688A1 - Fahrzeug mit Stromverteiler mit TDR-Messeinrichtung - Google Patents

Fahrzeug mit Stromverteiler mit TDR-Messeinrichtung Download PDF

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    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
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Abstract

Ein Fahrzeug (F) weist ein Energiebordnetz (1) mit mindestens einem Stromverteiler (6A; 6B) mit mehreren Stromversorgungsanschlüssen (12), an welche Stromversorgungsleitungen (8; 8A; 8B) angeschlossen sind, die zu jeweiligen elektrischen Verbrauchern (7) führen, auf, wobei der mindestens eine Stromverteiler mindestens eine TDR-Messeinrichtung (17) aufweist, die dazu eingerichtet ist, mindestens eine der Stromversorgungsleitungen (8A; 8B) mittels Zeitbereichsreflektometrie auf deren Funktionsfähigkeit hin zu überprüfen, jeder überprüfbaren Stromversorgungsleitung ein Schalter (20A; 20B) zugeordnet ist, welcher in einer ersten Schaltstellung die Stromversorgung des zugehörigen Verbrauchers (7) ermöglicht und in einer zweiten Schaltstellung bewirkt, dass die Stromversorgungsleitung den Verbraucher (7) umgeht, für eine Zeitbereichsreflektometrie einer bestimmten Stromversorgungsleitung der Schalter aus der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung umschaltbar ist, dann mittels der TDR-Messeinrichtung (17) eine Zeitbereichsreflektometrie an dieser Stromversorgungsleitung (8A; 8B) durchführbar ist und mit Beendigung der Zeitbereichsreflektometrie der Schalter (20A; 20B) aus der zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung umschaltbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, aufweisend ein Energiebordnetz mit mindestens einem Stromverteiler mit mehreren Stromversorgungsanschlüssen, an welche Stromversorgungsleitungen angeschlossen sind, die zu jeweiligen elektrischen Verbrauchern führen. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Überprüfen einer Funktionsfähigkeit einer Stromversorgungsleitung eines Energiebordnetzes eines Fahrzeugs mittels Zeitbereichsreflektometrie. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar auf Elektrofahrzeuge, insbesondere teil- oder vollautonom fahrende Elektrofahrzeuge.
  • DE 695 29 803 T2 offenbart Vorrichtung zur Diagnose eines Fehlers in einem elektrischen System für ein Fahrzeug, wobei das genannte elektrische System eine Systemsteuerungseinheit aufweist, die über eine Schnittstelle mit einer Mehrzahl elektrischer Bauteile verbunden ist, wobei die genannte Schnittstelle eine Mehrzahl elektrische Zuleitungen aufweist, die mit den genannten Bauteilen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Vorrichtung einen ersten Signalgenerator zum Erzeugen eines Wechselstrom-Testsignals umfasst; eine Schalteinrichtung zum sequentiellen Zuführen des genannten Wechselstrom-Testsignals an alle genannten elektrischen Zuleitungen mit Ausnahme einer elektrischen Zuleitung, die mit einer gemeinsamen Erde des genannten elektrischen Systems verbunden ist, so dass eine Systemausgabe an der gemeinsamen Erde erzeugt wird; eine erste Detektoreinrichtung, die mit der genannten elektrischen Zuleitung verbunden ist, die mit der genannten gemeinsamen Erde verbunden ist, um eine Reihe transitorischer Merkmale des elektrischen Systems auf der Basis der Reaktion des genannten elektrischen Systems auf die Zufuhr des genannten Wechselstrom-Testsignals an jede der elektrischen Zuleitungen zu erfassen; eine Speichereinrichtung, die eine gespeicherte Reihe von Bezugsmerkmalen für das genannte elektrische System für ein Fahrzeug vorsieht; eine Vergleichseinrichtung, welche die erfassten transitorischen Merkmale mit der gespeicherten Reihe von Bezugsmerkmalen vergleicht; und eine Prozessoreinrichtung, die auf die genannte Vergleichseinrichtung anspricht, so dass das Vorhandensein mindestens eines Fehlers diagnostiziert wird, wenn die erfassten transitorischen Merkmale des elektrischen Systems für ein Fahrzeug erheblich von der gespeicherten Reihe von Bezugsmerkmalen für das genannte elektrische System für ein Fahrzeug abweichen.
  • US 5,268,644 offenbart ein elektrisches System eines Kraftfahrzeugs, das einen Kabelbaum enthält, umfasst die dedizierte Testleitung, die durch kritische Anschlüsse und Komponenten verläuft, um eine Erkennung und Isolierung von nicht ordnungsgemäß angeschlossenen Anschlüssen zu ermöglichen. Die dedizierte Testleitung kann durch Erweiterungsstecker, Abschlussstecker und Anschlussblöcke geführt werden. Die Steckverbinderfehlererkennung und -isolierung wird mithilfe der Zeitbereichsreflektometrie nach der Endmontage, während der Fahrzeugwartung oder an Bord während der Fahrzeugnutzung erreicht.
  • US 7,368,919 B2 offenbart ein Verfahren zum Testen eines installierten Kabelbaums. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines Signalquellentestmoduls an einem ersten Knoten im Kabelbaum und eines Messanschlusstestmoduls an einem zweiten Knoten im Kabelbaum. Ein zentrales Verwaltungsmodul zum Steuern der Testmodule koordiniert die Testmodule, um Testsignale zum Durchführen von Tests und zum Aufzeichnen von Testmessungen des installierten Kabelbaums zu senden. Die Testmodule senden die Testmessungen an das Verwaltungsmodul.
  • US 9.250,283 B2 offenbart ein Verfahren und ein System zum Testen eines Kabelbaums. Im Allgemeinen wird ein Kabelbaum verwendet, um viele elektrische Kabel für Strom, Kommunikation und Steuerung zu verlegen. Der Tester umfasst ein Schaltersystem, das es einer oder mehreren TDR-Engines ermöglicht, einen TDR-Stimulus sequentiell an im Wesentlichen alle Drahtpaare im Kabelbaum anzulegen und die resultierenden TDR-Wellenformen zu sammeln. Die Wellenformen werden analysiert, um festzustellen, ob der Kabelbaum den Qualitätsstandards entspricht. In einigen Fällen kann der Tester auch einen Durchgangs-, Widerstands-, Kapazitäts- oder Induktivitätstest am Kabelbaum durchführen. Der Tester kann auch die Temperatur beim Analysieren des Kabelbaums messen und verwenden oder kann Temperaturzyklen, unterschiedliche oder variierende atmosphärische Drücke, Vibrationen, Schütteln oder Stöße auf den Kabelbaum anwenden.
  • US 9,297,848 B2 offenbart, dass zum Testen von Kabelbäumen, wie sie in der Automobilindustrie verwendet werden, modulare Kabelbaumtestsysteme und -geräte bereitgestellt werden. Die Prüfvorrichtung ist konfigurierbar (oder umkonfigurierbar), um mehrere unterschiedliche Arten von Kabelbäumen zu prüfen, die unterschiedliche Konfigurationen hinsichtlich der Anzahl von Drähten, der Anzahl von Schaltkreisen und/oder der Anzahl, Größe oder Art von Verbindern aufweisen.
  • US 2007/0279071 A1 offenbart ein System zum Diagnostizieren einer Verschlechterung mehrerer Drähte in einem elektrischen System, das mehrere Lasten aufweist, die durch die mehreren Drähte mit einer Gleichstromquelle verbunden sind, wobei die mehreren Drähte in einem Bündel nahe der Stromquelle angeordnet sind. Das System umfasst einen Stromsensor, der sich in der Nähe des Bündels befindet, um ein Signal zu erzeugen, das einen Strom in dem Bündel darstellt, einen Signalprozessor, der mit dem Sensor gekoppelt ist, um das Signal von dem Stromsensor zu empfangen, eine Musterdatenbank, die mit dem Signalprozessor gekoppelt ist, um dem Signalprozessor erwartete Mustern von Strömen bereitzustellen, die von den mehreren Lasten gezogen werden, und Mustern von Lichtbögen, die in den mehreren Drähten auftreten können, und eine mit dem Signalprozessor gekoppelte Ausgangsvorrichtung zum Empfangen einer Angabe einer Stelle, an der ein Lichtbogen in der Vielzahl von Drähten aufgetreten ist.
  • US 2013/0221974 A1 offenbart Verfahren und Systeme zum Bestimmen von Leiteranomalien unter Verwendung von Zeitreflektometrie. Das System umfasst eine Datenbank, die dazu konfiguriert ist, Daten bezüglich einer Impedanz mindestens eines Elements einer elektrischen Schaltung zu speichern. Das System umfasst auch einen Impulsgenerator zum Erzeugen eines Signalimpulses. Ein Sender steht mit dem Impulsgenerator in Verbindung, um den Signalimpuls in die elektrische Schaltung zu übertragen. Das System umfasst ferner einen Empfänger zum Empfangen einer Reflexion des Signalimpulses von der elektrischen Schaltung. Ein mit dem Empfänger und der Datenbank kommunizierender Prozessor ist so konfiguriert, dass er einen anormalen Zustand basierend auf der empfangenen Reflexion des Signalimpulses und den in der Datenbank gespeicherten Daten bestimmt.
  • US 2017/0153284 A1 offenbart ein Verfahren zur Diagnose durch Zeitbereichsreflektometrie eines Bündels von Stromleitungen, das einen Eingangspunkt und eine Vielzahl von Abzweigungen enthält, mit den folgenden Schritten: Einfügen von elektrischen Markierungen mit unterschiedlichen Frequenzcharakteristiken auf die Abzweigungen des Bündels; Einspeisen eines Testsignals in das Bündel von dem Eingangspunkt; Empfangen eines Satzes von reflektierten Signalen, die durch Reflexionen des Testsignals in den Zweigen erzeugt werden; Analysieren aller reflektierten Signale durch Identifizieren der Markierungen und durch Zuordnen jedes reflektierten Signals zu einem der Zweige gemäß der Frequenzcharakteristik der in den Zweig eingefügten Markierung; und Identifizieren des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines Defekts in der Verzweigung durch Vergleichen des reflektierten Signals, das der Verzweigung zugeordnet ist, mit einem Modell des reflektierten Signals, das durch Modellieren der Reflexion des Testsignals in der Verzweigung bei Fehlen irgendeines Defekts in der Verzweigung erhalten wird.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine einfach umsetzbare und dauernd verfügbare Möglichkeit bereitzustellen, eine Überprüfung von an einen Stromverteiler eines Energiebordnetzes eines Fahrzeugs angeschlossenen einzelnen Strompfaden auf Leitungs- und/oder Verbindungsfehler hin zu überprüfen.
  • Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Fahrzeug, aufweisend ein Energiebordnetz mit mindestens einem Stromverteiler, welcher Stromverteiler mehrere Stromversorgungsanschlüsse aufweist, an welche Stromversorgungsleitungen angeschlossen sind, die zu jeweiligen elektrischen Verbrauchern bzw. Lasten führen, wobei
    • - der mindestens eine Stromverteiler mindestens eine Zeitbereichsreflektometrie- bzw. TDR-Messeinrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, mindestens eine der Stromversorgungsleitungen, ggf. einschließlich ihrer Verbindung(en) mittels Zeitbereichsreflektometrie(messung) auf deren Funktionsfähigkeit hin zu überprüfen,
    • - jeder so überprüfbaren Stromversorgungsleitung ein Schalter zugeordnet ist, welcher in einer ersten Schaltstellung (auch als „Fahrbetriebsstellung“ bezeichenbar) die Stromversorgung des zugehörigen Verbrauchers ermöglicht und in einer zweiten Schaltstellung (auch als „Messstellung“ bezeichenbar) bewirkt, dass die Stromversorgungsleitung den Verbraucher umgeht,
    • - für eine Zeitbereichsreflektometrie bzw. für eine Durchführung einer Zeitbereichsreflektometrie an einer bestimmten Stromversorgungsleitung der Schalter aus der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung umschaltbar ist,
    • - dann mittels der TDR-Messeinrichtung eine Zeitbereichsreflektometrie(messung) an dieser Stromversorgungsleitung durchführbar ist und
    • - mit Beendigung der Zeitbereichsreflektometrie(messung) der Schalter aus der zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung umschaltbar ist.
  • Dieses Fahrzeug ergibt den Vorteil, dass einzelne an einen Stromverteiler angeschlossene Stromversorgungsleitungen und deren Verbindung mittels Zeitbereichsreflektometrie auf Funktionssicherheit, z.B. auf Fehler und/oder bevorstehende Ausfälle, überprüfbar sind, und zwar praktisch ohne Beeinflussung durch damit verbundene Verbraucher. Dadurch lassen sich die reflektierten Testsignale der Zeitbereichsreflektometrie besonders einfach und zuverlässig auswerten, was insbesondere eine Unterscheidung verschiedener Fehlerarten unterstützt. Noch ein Vorteil besteht darin, dass sich die Zeitbereichsreflektometrie im fertigen Fahrzeug zu praktisch allen Zeiten durchführen lässt, in denen der zugehörige Verbraucher nicht benötigt wird. Zudem ist durch Prüfung einzelner Strompfade (umfassend Stromversorgungsleitungen und Anschlüsse davon) eine einfache Fehlerlokalisation möglich.
  • Die Methode der Zeitbereichsreflektometrie ist auch unter der englischen Bezeichnung „Time Domain Reflectometry“, kurz TDR, bekannt. Bei der Zeitbereichsreflektometrie wird auf eine Stromleitung, ggf. mit angeschlossenem Verbraucher, ein TDR-Testsignal aufgegeben, dessen Reflexion gemessen wird. Dieses Messsignal wird ausgewertet, z.B. mit bekannten Signalformen verglichen, die einer ordnungsgemäßen Leitung oder einer fehlerhaften Leitung entsprechen. Anhand der Form des Messsignals kann also auch nach Fehlerarten differenziert werden. Die Zeitbereichsreflektometrie ist zur Überprüfung von Stromleitungen grundsätzlich bekannt und wird daher hier nicht weiter ausgeführt.
  • Das Fahrzeug kann ein Fahrzeug mit Verbrennermotor oder ein teilweise oder vollständig elektrisch angetriebenes Elektrofahrzeug, xEV, sein, beispielsweise ein Plug-In-Hybridfahrzeug oder ein batteriebetriebenes Fahrzeug, BEV, usw. Das Fahrzeug kann ein teil- oder vollautonom fahrendes Fahrzeug sein. Insbesondere Elektrofahrzeuge, und speziell teil- oder vollautonom fahrende Elektrofahrzeuge, sind auf eine hochzuverlässige Stromversorgung ihrer Verbraucher angewiesen, insbesondere von sicherheitskritischen Verbrauchern wie z.B. einem elektrischen Bremssystem, einer elektrischen Lenkung, Umgebungssensoren, usw.
  • Sind mehrere an den Stromverteiler angeschlossene Stromversorgungsleitungen, insbesondere alle Stromversorgungsleitungen, überprüfbar, kann in einer Weiterbildung jeder der Stromversorgungsleitungen eine jeweilige TDR-Messeinrichtung zugeordnet sein. In einer anderen Weiterbildung kann mindestens eine TDR-Messeinrichtung über ein Schaltnetz mehreren, insbesondere allen, Stromversorgungsleitungen zugeordnet sein, wobei das Schaltnetz insbesondere dazu eingerichtet ist, die TDR-Messeinrichtung mit jeweils einer Stromversorgungsleitung zu verbinden.
  • Dass die TDR-Messeinrichtung dazu eingerichtet ist, mindestens eine der Stromversorgungsleitungen mittels Zeitbereichsreflektometrie auf deren Funktionsfähigkeit hin zu überprüfen, umfasst, dass ein Strompfad überprüft wird, der zwischen dem Test- bzw. Messausgang und dem Test- bzw. Messeingang der TDR-Messeinrichtung liegt und eine bestimmte Stromversorgungsleitung oder einen Abschnitt davon überprüft. Insbesondere kann eine Stromversorgungsleitung einschließlich zumindest ihrer stromverteilerseitigen Verbindung mit dem Stromverteiler (z.B. einer Steckverbindung) überprüft werden.
  • Die TDR-Messeinrichtung weist - insbesondere zwei - Messanschlüsse auf, welche Knoten („Messpunkte“) mit den beiden Stellen des Strompfads bilden, zwischen denen die Zeitbereichsreflektometrie durchgeführt werden soll. Die Messanschlüsse können dauerhaft an die Knoten angeschlossen sein, wobei die TDR-Messeinrichtung dann z.B. nur dann betrieben bzw. aktiviert wird oder zu werden braucht, dass die Zeitbereichsreflektometrie durchgeführt werden soll.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die elektrische Verbindung zwischen mindestens einem der Messanschlüsse, insbesondere zwischen allen Messanschlüssen, und den zugehörigen Messpunkten, durch jeweilige Schalter („Messanschlussschalter“) wahlweise unterbrochen (insbesondere, wenn keine Zeitbereichsreflektometrie durchgeführt wird) oder leitend (insbesondere, wenn eine Zeitbereichsreflektometrie durchgeführt wird) geschaltet werden. Die Messanschlussschalter können eigenständige Komponenten oder in die TDR-Messeinrichtung integriert sein.
  • Die Stromversorgungsleitung kann eine einheitliche Stromversorgungsleitung sein oder kann mindestens zwei seriell verschaltete, als Teilabschnitte dienende Stromversorgungsleitungen gleicher oder unterschiedlicher Art aufweisen, z.B. gesteckte Leitungen, verschraubte Leitungen, Kabel, Stromschienen, usw. Diese können permanent elektrisch leitend miteinander verbunden sein (z.B. durch Verschraubung, Verschweißung, Verlötung, usw.) oder können über Schalter wahlweise elektrisch leitend oder unterbrochen miteinander verbunden sein.
  • Dass die Stromversorgungsleitung zumindest die strombetriebenen Komponenten des Verbrauchers „umgeht“, umfasst insbesondere, dass die strombetriebenen Komponenten des Verbrauchers dann nicht mehr über die Stromversorgungsleitung mit Strom versorgt werden, sondern der zwischen den Messanschlüssen der TDR-Messeinrichtung verlaufende Strompfad (der auch als „TDR-Messpfad“ bezeichnet werden kann) die zu überprüfende Stromversorgungsleitung, ggf. einschließlich zugehöriger Verbindungen, aufweist, aber nicht die strombetriebenen Komponenten des Verbrauchers. Der TDR-Messpfad kann im Bereich des Verbrauchers dann beispielsweise eine der folgenden Ausgestaltungen annehmen, wenn die Stromversorgungsleitung über ein elektrisches Verbindungselement (z.B. ein Steckverbindungselement) mit einem als Stromanschluss des Verbrauchers dienenden Verbindungs(gegen)elements verbunden ist:
    • - der Schalter ist in die Stromversorgungsleitung integriert und z.B. an mindestens einer Ader der Stromversorgungsleitung oder dessen Verbindungselement angeschlossen. In diesem Fall wird der Strom in der zweiten Schaltstellung nicht nur an den strombetriebenen Komponenten des Verbrauchers, sondern auch an der elektrischen Verbindung vorbeigeführt. Dies hat den Vorteil, dass der Verbraucher nicht modifiziert zu werden braucht.
    • - der Schalter ist in den Verbraucher integriert und ist an dem Stromanschluss des Verbrauchers oder zwischen dem Stromanschluss und den strombetriebenen Komponenten angeschlossen. In diesem Fall wird der Strom in der zweiten Schaltstellung an den strombetriebenen Komponenten des Verbrauchers vorbeigeführt, fließt aber - je nach Ausgestaltung - durch mindestens einen Stromanschluss des Verbrauchers und die zugehörige elektrische Leitung. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass auch die Funktionstüchtigkeit der mindestens einen Verbindung überprüfbar ist, z.B. auf lockeren Sitz, Lichtbögen, usw. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die elektrische Verbindung eine Steckverbindung ist.
  • Der Schalter kann ein elektronischer Schalter, insbesondere ein Leistungshalbleiter sein. Der Schalter kann aber auch ein mechanisch schaltender Schalter wie ein Relais sein.
  • Befindet sich der Schalter in seiner ersten Schaltstellung bzw. Fahrbetriebsstellung, kann Strom wie bisher von dem Stromverteiler über die Stromversorgungsleitung zu dem zugehörigen Verbraucher fließen. Befindet sich der Schalter in seiner zweiten Schaltstellung bzw. Messstellung, ist der Verbraucher von der Stromversorgungsleitung abgekoppelt, so dass die TDR-Messung nicht den Verbraucher betrifft.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass für die TDR-Messung bzw. Zeitbereichsreflektometriemessung auch die elektrische Verbindung zwischen einem Stromeingang des Stromverteilers und dem Stromversorgungsanschluss, mit dem die Stromversorgungsleitung verbunden ist, unterbrochen wird. Dadurch wird vorteilhafterweise bewirkt, dass für die TDR-Messung besonders zuverlässig nur die von der TDR-Messeinrichtung erzeugten TDR-Messsignale auf die zu überprüfende Stromversorgungsleitung bzw. den diese aufweisenden Strompfad aufgegeben werden.
  • Es ist eine Ausgestaltung, dass der Stromversorgungsanschluss durch eine elektronische Sicherung (auch als „E-Fuse“ bekannt) abgesichert ist. Das Fahrzeug, z.B. eine Steuereinrichtung wie z.B. ein Bordcomputer davon, kann dazu eingerichtet sein, die elektronische Sicherung zum Durchführen der Zeitbereichsreflektometrie(messung) elektrisch sperrend zu schalten. Die elektronische Sicherung kann zur Durchführung der Zeitbereichsreflektometrie geöffnet bzw. sperrend geschaltet wird. Dies ist vorteilhafterweise besonders einfach und preiswert umsetzbar. Zumindest ein Messanschluss der TDR-Messeinrichtung ist dann vorteilhafterweise elektrisch zwischen der E-Fuse und dem davon abgesicherten Stromversorgungsanschluss angeschlossen, und zwar an dem zu überprüfenden Strompfad. Nach Beendigung der Zeitbereichsreflektometrie kann die elektronische Sicherung wieder geschlossen bzw. leitend geschaltet werden oder alternativ geöffnet bleiben, wenn ein kritischer Fehler in dem Strompfad erkannt worden ist, z.B. ein Lichtbogen. Alternativ oder zusätzlich kann der Verbraucher über seine direkte Ansteuerung durch interne Degradation oder Schaltung stromlos geschalten werden.
  • Es ist eine Ausgestaltung, dass mindestens eine überprüfbare Stromversorgungsleitung eine schirmlose Stromversorgungsleitung ist. Darunter wird insbesondere verstanden, dass die Ader(n) der Leitung - z.B. im Gegensatz zu einem Koaxialkabel - einzeln oder zusammen keine dedizierte Schirmung oder Außenleiter aufweisen.
  • Es ist eine Ausgestaltung, dass mindestens eine schirmlose Stromversorgungsleitung eine verdrillte Stromversorgungsleitung ein Twisted-Pair-Kabel ohne Schirm ist. Twisted-Pair-Kabel ohne Schirm werden auch als „Unshielded Twisted Pair“ (UTP)-Kabel bezeichnet. Das Twisted-Pair-Kabel weist mindestens zwei gegeneinander verdrillte, schirmlose Adern auf. Nicht umfasst sind dann insbesondere „Foiled Unshielded Twisted Pair“ (F/UTP)-Kabel, „Screened Unshielded Twisted Pair“ (S/UTP)-Kabel, „Screened Shielded Twisted Pair“ (S/STP)-Kabel und „Screened Foiled Twisted Pair“ (S/FTP)-Kabel. UTP-Kabel erzeugen durch gegenseitige Verdrillung ihrer Adern eine effektive Schirmung, weisen jedoch keine dedizierte, nur dazu verwendete Schirmung auf.
  • Es ist eine Ausgestaltung, dass
    • - der Schalter im Bereich eines verbraucherseitigen Endes des Twisted-Pair-Kabels angeordnet, der den beiden Adern des Twisted-Pair-Kabels zwischengeschaltet ist,
    • - der Schalter in der ersten Schaltstellung sperrend und in der zweiten Schaltstellung leitend ist und
    • - Messanschlüsse der TDR-Messeinrichtung zur Durchführung der Zeitbereichsreflektometrie mit stromverteilerseitigen Enden einer jeweiligen Ader verbindbar sind.
  • So wird der Vorteil erreicht, dass die beiden Adern eines UTP-Kabels gleichzeitig auf ihre Funktionstüchtigkeit überprüfbar sind, ohne dass die strombetriebenen Komponenten des zugehörigen Verbrauchers in die TDR-Messung involviert ist. Wird das TDR-Messsignal an das stromverteilerseitige Ende einer Ader des UTP-Kabels aufgegeben (ggf. über den entsprechenden elektrischen Kontakt zwischen dem Stromversorgungsanschluss des Stromverteilers und dem Anschlusselement des UTP-Kabels), läuft es durch diese Ader, den Schalter und zurück durch die andere Ader, an deren stromverteilerseitigen Ende (ggf. erst nach dem entsprechenden elektrischen Kontakt zwischen dem Anschlusselement des UTP-Kabels und dem Stromversorgungsanschluss des Stromverteilers) das reflektierte Messignal abgreifbar und folgend auswertbar ist. Der Schalter schließt also die beiden stromverteilerseitigen Enden des UTP-Kabels kurz. In der ersten Schaltstellung des Schalters verlaufen die elektrischen Ströme hingegen zwischen dem Stromverteiler und dem Verbraucher wie bei einem herkömmlichen UTP-Kabel.
  • Dass der Schalter „im Bereich“ des verbraucherseitigen Endes des Twisted-Pair-Kabels angeordnet ist, kann umfassen, dass der Schalter an oder in einem verbraucherseitigen Verbindungselement des Twisted-Pair-Kabels (z.B. einem Steckverbindungselement) angeordnet ist. Der Schalter ist dann insbesondere eine Komponente des Twisted-Pair-Kabels. Der Schalter kann z.B. über eine gesonderte Datenleitung angesteuert werden.
  • Dass der Schalter „im Bereich“ des verbraucherseitigen Endes des Twisted-Pair-Kabels angeordnet ist, kann alternativ umfassen, dass der Schalter in einem Verbindungs(gegen)element (z.B. einem Steckverbindungs(gegen)element) des Verbrauchers oder zwischen dem Verbindungselement und den strombetriebenen Komponenten des Verbrauchers vorhanden ist und also eine Komponente des Verbrauchers darstellt. Dies ergibt den Vorteil, dass auch die elektrische Verbindung zwischen Stromversorgungsleitung und Verbraucher durch Zeitbereichsreflektometrie überprüft werden kann. Zudem können dann herkömmliche UTP-Kabel verwendet werden. Darüber hinaus kann eine Signal- bzw. Datenleitung des Verbrauchers auch dazu verwendet werden, den Schalter anzusteuern.
  • Bei einem Kabel mit mindestens einem Paar aus nicht-verdrillten Adern ohne Schirm (beispielsweise einem Flachbandkabel) kann analog zu dem oben beschriebenen UTP-Kabel vorgegangen werden, z.B. indem ein Schalter den verbraucherseitigen Enden der Adern zwischengeschaltet ist und für eine TDR-Messung analog geschaltet wird.
  • Es ist eine Ausgestaltung, dass mindestens eine schirmlose Stromversorgungsleitung eine ungeschirmte Einzelleitung ist. Dies kann beispielsweise ein Kabel mit einer einzigen kunststoffummantelten Ader oder eine Stromschiene sein.
  • Es ist eine Ausgestaltung, dass dafür
    • - der Schalter einerseits einem Bereich eines verbraucherseitigen Endes der Einzelleitung und andererseits einer Fahrzeugmasse zwischengeschaltet ist,
    • - der Schalter in der ersten Schaltstellung sperrend und in der zweiten Schaltstellung leitend ist und
    • - Messanschlüsse der TDR-Messeinrichtung zur Durchführung der Zeitbereichsreflektometrie einerseits mit dem stromverteilerseitigen Ende der Einzelleitung und andererseits mit der Fahrzeugmasse verbindbar sind.
  • Dies ergibt den Vorteil, dass die Fahrzeugmasse als Rücklaufstrompfad für das TDR-Messsignal dient und dadurch auch Einzelleitungen mittels TDR-Messung überprüfbar sind, ohne dass der zugehörige Verbraucher involviert ist. Die Fahrzeugmasse entspricht also funktional der zweiten Ader eines Paars von Adern. Der Schalter brückt in seiner zweiten Schaltstellung des Verbraucher. Der gesamte überprüfte Strompfad umfasst dann die ungeschirmte Einzelleitung zwischen Stromverteiler und Schalter als einen Abschnitt und den Strompfad über die Masse zwischen dem Schalter und der TDR-Messeinrichtung als dem anderen Abschnitt. Da die Masse in der Regel einen nur geringen Einfluss auf das TDR-Messsignal besitzt, kann die TDR-Messung als Funktionsüberprüfung der ungeschirmten Einzelleitung zwischen Stromverteiler und Schalter und ggf. des zugehörigen Kontakts zu dem Stromversorgungsanschluss angesehen werden.
  • Die elektrische Fahrzeugmasse kann beispielsweise durch die Karosserie gebildet werden. Der Verbraucher kann über eine Masseleitung oder direkt mit der Karosserie verbunden sein.
  • Der „Bereich des verbraucherseitigen Endes der Einzelleitung“ kann analog zum Bereich des verbraucherseitigen Endes des Twisted-Pair-Kabels ausgelegt werden, d.h., ein Anschluss an der Einzelleitung selbst, an einer entsprechenden Weiterführung in einem Verbindungselement oder sogar hinter dem Verbindungselement in dem Verbraucher, aber noch vor den strombetriebenen Komponenten.
  • Es ist eine Ausgestaltung, dass der Schalter einerseits einem verbraucherseitigen Ende der zwischen dem Stromversorgungsanschluss und dem Verbraucher vorhandenen Einzelleitung und andererseits einem Masseanschluss des zugehörigen Verbrauchers oder einem verbraucherseitigen Ende eines von dem Masseanschluss des zugehörigen Verbrauchers zu einer Karosserie führenden Masseleitung zwischengeschaltet ist. So lässt sich der Verbraucher besonders einfach überbrücken.
  • Es ist eine Ausgestaltung, dass das Fahrzeug dazu eingerichtet ist, mindestens eine Aktion auszulösen, wenn als Ergebnis der Zeitbereichsreflektometrie eine merklich verminderte Funktionsfähigkeit der Stromversorgungsleitung und/oder eines Kontakts davon (z.B. ein Wackeln von Steckkontakten, Lichtbögen, usw.) festgestellt wird. Diese eine Aktion kann beispielsweise umfassen:
    • - einen Eintrag in einen Fehlerspeicher;
    • - ein Ausgeben mindestens einer Nachricht, z.B. an einer Nutzer des Fahrzeugs, eine Servicestelle und/oder einen Hersteller des Fahrzeugs;
    • - ein Reduzieren eines maximalen Stromflusses oder sogar ein Unterbrechen eines Stromflusses durch die überprüfte Stromversorgungsleitung.
  • Das Unterbrechen des Stromflusses kann beispielsweise durch ein Auslösen bzw. Sperrendschalten einer diese Stromversorgungsleitung absichernden elektronischen Sicherung erreicht werden.
  • Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum ohne Schirm ist einer Funktionsfähigkeit mindestens einer Stromversorgungsleitung, die an einen Stromverteiler eines Energiebordnetzes eines Fahrzeugs angeschlossen ist und zu einem jeweiligen elektrischen Verbraucher führt, bei dem
    • - außerhalb einer Zeitbereichsreflektometriemessung die Stromversorgungsleitung eine elektrische Verbindung zwischen dem Stromverteiler und dem zugehörigen Verbraucher zur Stromversorgung des Verbrauchers bereitstellt,
    • - zum Durchführen der TDR-Messung bzw. Zeitbereichsreflektometriemessung die Stromversorgungsleitung von dem Verbraucher elektrisch getrennt bzw. abgekoppelt wird, wobei sie dann zumindest einen Teil eines Strompfads bildet, der an Messanschlüsse einer TDR-Messeinrichtung angeschlossen ist
    • - mittels der TDR-Messeinrichtung eine Zeitbereichsreflektometrie an diesem Strompfad durchgeführt wird,
    • - die Stromversorgungsleitung nach Durchführen der Zeitbereichsreflektometrie wieder so verschaltet wird, dass sie eine elektrische Verbindung zwischen dem Stromverteiler und dem zugehörigen Verbraucher bereitstellt und
    • - mindestens eine Aktion ausgelöst wird, wenn als Ergebnis der Zeitbereichsreflektometrie eine merklich verminderte Funktionsfähigkeit der Stromversorgungsleitung festgestellt wird.
  • Das Verfahren kann analog zu dem Fahrzeug ausgebildet werden, und umgekehrt, und weist die gleichen Vorteile auf.
  • So ist es eine Ausgestaltung, dass die Stromleitung zumindest abschnittsweise ein Twisted-Pair-Kabel ohne Schirm und/oder zumindest abschnittsweise eine ungeschirmte Einzelleitung ist.
  • Allgemein wird die Zeitbereichsreflektometrie vorteilhafterweise durchgeführt, wenn der durch die zu überprüfende Stromversorgungsleitung mit Strom bzw. elektrischer Energie versorgte Verbraucher nicht benötigt wird. Beispielsweise kann das Verfahren zumindest für einige Verbraucher bzw. zugehörige Stromversorgungsleitungen im Stand des Fahrzeugs bei laufendem Fahrzeug durchgeführt werden (beispielsweise eine Stromversorgungsleitung zu einem Lenksystem überprüft werden), kurz nach Einschalten bzw. Starten des Fahrzeugs, kurz nach Ausschalten des Fahrzeugs, usw. durchgeführt werden.
  • 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 der Skizze aus 1;
    • 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des Energiebordnetzes aus 1;
    • 4 zeigt einen detaillierteren Ausschnitt aus dem Energiebordnetz aus 3;
    • 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des Energiebordnetzes aus 1; und
    • 6 zeigt Teile des Energiebordnetzes aus 5 in detaillierterer Darstellung.
  • 1 zeigt eine vereinfachte Skizze eines Energiebordnetzes 1 eines Fahrzeugs F. Das Bordnetz 1 weist rein beispielhaft einen Generator 2 (z.B. eine Lichtmaschine) und eine Batterie 3 auf, deren Minuspole über verschraubte Stromkabel Ls an eine als Bezugspotential bzw. Masse dienende Karosserie 4 des Fahrzeugs F angeschlossen sind.
  • Ein Pluspol der Batterie 4 ist über eine verschraubte Stromkabel Ls an einen ersten Stromverteiler 5 angeschlossen, der über ein verschraubtes Stromkabel 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 ein verschraubtes Stromkabel Ls an einen Pluspol des Generators 2 angeschlossen und über ein als Stromversorgungsleitung dienenden Stromkabels 8 an einen Verbraucher 7 angeschlossen. Der Verbraucher 7 ist über eine Steckverbindung EV3 mit einer Stromleitung Lst und darüber wiederum an die Karosserie 4 angeschlossen. Die Stromleitung Lst weist hier beispielhaft zur elektrischen Verbindung mit der Karosserie 4 eine Schraubverbindung auf.
  • Das Stromkabel 8 ist einerseits über ein Verbindungssystem in Form einer Steckverbindung EV1 mit dem zweiten Stromverteiler 6 und andererseits über eine Steckverbindung EV2 an den Verbraucher 7 angeschlossen ist.
  • Der Generator 2, die Batterie 3, die Stromverteiler 5 und 6 sowie der Verbraucher 7 sind mit jeweiligen Messvorrichtungen (o. Abb.) versehen, welche mit Signal- oder Datenleitungen 9 verbunden sind, über die an diesen Komponenten gemessene elektrische Spannungen und/oder Ströme bzw. deren Messwerte an eine Datenverarbeitungseinrichtung, hier in Form eines Bordcomputers 11, übertragbar sind.
  • 2 zeigt einen Ausschnitt aus dem zweiten Stromverteiler 6 des Bordnetzes 1. Der zweite Stromverteiler 6 weist einen Ausgang zu dem ersten Stromverteiler 5 und einen Ausgang in Form eines - insbesondere in ein Gehäuse des zweiten Stromverteilers 6 integrierten - Steckverbindungselements 12 auf. Das Steckverbindungselement 12 ist mit einem Steckverbindungsgegenelement 13 des Stromkabels 8 verbunden, die zusammen die Steckverbindung EV1 bilden. Die Steckverbindung EV2 kann analog ausgestaltet sein. Der zweite Stromverteiler 6 kann ferner mindestens einen weiteren Ausgang aufweisen, wie hier durch einen Verbraucher 14 angedeutet, auf. Dieser kann als Schraubverbindungs- oder als Steckverbindungselement ausgebildet sein.
  • Die Leitungsabsicherung des die Steckverbindung EV1 und das Kabel 8 umfassenden Strompfads, und damit auch des Verbrauchers 7, erfolgt über eine in den zweiten Stromverteiler 6 integrierte, mit dem Steckverbindungselement 12 über eine elektrische Leitung 15 verbundene elektronische Sicherung 16. Die elektronische Sicherung 16 weist einen Sensor (o. Abb.) auf, anhand dessen der durch sie und damit auch durch das Steckverbindungselement 12 bzw. die Steckverbindung EV1 und das Kabel 8 fließende Strom messbar ist. In die elektronische Sicherung 12 sind somit eine Strommessvorrichtung und ggf. auch eine Spannungsmessvorrichtung funktional integriert. Auch andere Leitungen oder Zweige des zweiten Stromverteilers 6 können mit jeweiligen elektronischen Sicherungen abgesichert sein (o. Abb.) und/oder Sensoren zur Messung der durch sie fließenden Ströme aufweisen (o. Abb.).
  • Der Stromverteiler 6 weist ferner eine TDR-Messeinrichtung 17 auf, die ebenfalls über eine Signal- oder Datenleitung 9 mit dem Bordcomputer 11 verbunden ist. Insbesondere kann von dem Bordcomputer 11 entschieden werden, eine Zeitbereichsreflektometriemessung an dem Stromkabel 8 durchzuführen.
  • Zumindest ein Messanschluss 18 der TDR-Messeinrichtung 17 ist an einem jeweiligen Messpunkt 19 mit einer jeweiligen Ader der elektrischen Leitung 15 verbunden, um den Strompfad von dem Messpunkt 19 durch die Steckverbindung EV1 bzw. das dortige Kontaktpaar der jeweiligen Adern und zumindest durch das Strom(versorgungs)kabel 8 mittels Zeitbereichsreflektometrie zu überprüfen. Beispielsweise kann über den Messpunkt 19 ein von der TDR-Messeinrichtung 17 erzeugtes TDR-Testsignal eingespeist werden.
  • 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel 1A des Energiebordnetzes 1. Das Stromkabel 8 liegt hier in Form eines schirmlosen einadrigen Kabels 8A vor, das von einem elektrisch isolierenden Kunststoffmantel umgeben sein kann. Ein Schalter 20A ist einerseits in einem Bereich eines verbraucherseitiges Endes des Stromkabels 8A und andererseits in einem Bereich eines verbraucherseitiges Endes der Stromleitung Lst und damit auch an die Karosserie 4 angeschlossen.
  • In der gezeigten Weiterbildung ist Schalter 20A in den Verbraucher 7 integriert und dazu einerseits an dem verbraucherseitigen Steckverbindungselement der Steckverbindung EV2 angeschlossen und andererseits an dem verbraucherseitigen Steckverbindungselement der Steckverbindung EV3. In der ersten Schaltstellung ist der Schalter 20A offen, so dass dann der Strom wie bisher durch den Verbraucher 7 und dessen elektrische Komponenten fließt. In der zweiten Schaltstellung ist der Schalter 20A geschlossen, so dass die elektrische Komponenten des Verbrauchers dann überbrückt werden. Dies ergibt den Vorteil, dass auch die Steckverbindung EV2 und die Steckverbindung EV3 durch Zeitbereichsreflektometrie überprüft werden können. Zudem können dann herkömmliche Kabel 8A verwendet werden. Insbesondere, falls der Schalter 20A in den Verbraucher 7 integriert ist, kann die Signal- bzw. Datenleitung 9 des Verbrauchers 7 dann auch dazu verwendet werden, den Schalter 20A anzusteuern.
  • Der Schalter 20A ist mittels des Bordcomputers 11 schaltbar bzw. betätigbar und kann in einer Weiterbildung im nicht betätigten Zustand offen sein, was den Vorteil hat, dass bei fehlender Ansteuerung bzw. Spannung die Funktion des Verbrauchers 7 erhalten bleibt. Alternativ kann sich der Schalter 20A bei fehlender Ansteuerung bzw. Spannung autonom in den geschlossenen Zustand begeben. Dadurch wird vorteilhafterweise keine separate Stromversorgung oder Ansteuerung benötigt, wenn die elektronische Sicherung 16 sperrend geschaltet wird.
  • 4 zeigt einen detaillierteren Ausschnitt aus dem Energiebordnetz 1A umfassend Teile des Stromverteilers 6A und die Karosserie 4. Die TDR-Messeinrichtung 17 des Stromverteilers 6A weist zwei Messanschlüsse 18-1 und 18-2 auf, von denen der erste Messanschluss 18-1 an dem Messpunkt 19A-1 an die elektrische Leitung 15 angeschlossen ist und die der zweite Messanschluss 18-2 an dem Messpunkt 19A-2 an die Karosserie 4 bzw. an die dadurch bereitgestellte Masse.
  • Im „normalen" Betrieb des Fahrzeugs F ohne Durchführung einer Zeitbereichsreflektometriemessung an dem Stromkabel 8A ist der Bordcomputer 11 dazu eingerichtet, den Schalter 20A in seiner ersten Schaltstellung offen bzw. sperrend zu halten und die TDR-Messeinrichtung 17 deaktiviert zu halten.
  • Sollen das Stromkabel 8A und die Steckverbindungen EV1, EV2 und EV3 auf Fehler bzw. Funktionstüchtigkeit untersucht werden, kann der Bordcomputer 11 die E-Fuse 16 auslösen und damit öffnen, den Schalter 20A schließen und dann die TDR-Messeinrichtung 17 anweisen, eine Zeitbereichsreflektometriemessung durchzuführen, z.B. indem ein TDR-Testsignal an dem Messpunkt 19A-1, alternativ oder zusätzlich an dem Messpunkt 19A-2, aufgegeben wird. Das reflektierte Messignal kann dann in grundsätzlich bekannter Weise von der TDR-Messeinrichtung 17 gemessen und dort oder von dem Bordcomputer 11 ausgewertet werden, z.B. durch Vergleich mit in einer Datenbank gespeicherten iO- und Fehlersignalen.
  • Der so überprüfte Strompfad reicht von dem Messpunkt 19A-1 durch die Steckverbindung EV1 durch das Stromkabel 8A durch die Steckverbindung EV2, durch den Schalter 20A, durch die Steckverbindung EV3, durch die Leitung Lst und durch die Karosserie 4 zu dem Messpunkt 19A-2. Ist die Funktionsfähigkeit des überprüften Strompfads eingeschränkt (beispielsweise durch einen zu lockeren Kontakt oder Lichtbögen in der Steckverbindungen EV1, EV2 und/oder EV3, Kabelbruch im Stromkabel 8A, usw.) kann z.B. durch den Bordcomputer 11 mindestens eine Aktion ausgelöst werden.
  • 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel 3B des Energiebordnetzes 1, 1 B. 6 zeigt Teile des Energiebordnetzes 1 B in detaillierterer Darstellung.
  • Das Stromkabel 8 liegt nun in Form eines verdrillten Twisted-Pair-Kabels ohne Schirm (UTP-Kabel 8B) vor. Ein Schalter 20B ist im Bereich eines verbraucherseitigen Endes des UTP-Kabels 8B angeordnet - genauer gesagt an dem als Stromanschluss des Verbrauchers 7 dienenden Steckverbindungs(gegen)element - angeordnet, und zwar so, dass er im zweiten Schaltzustand leitend ist und dann die beiden Kontakte 22-1 und 22-2 des Stromanschlusses des Verbrauchers 7 verbindet bzw. kurzschließt. Dadurch werden auch die entsprechenden Kontakte 21-1 bzw. 21-2 des Steckverbindungselements des UTP-Kabels 8B und die damit verbundenen beiden Adern 8B-1, 8B-2 des UTP-Kabels 8B miteinander verbunden bzw. kurzgeschlossen. Dies ergibt den Vorteil, dass auch die Steckverbindung EV2 durch Zeitbereichsreflektometrie überprüft werden kann. Zudem können dann herkömmliche UTP-Kabel 8B verwendet werden. Darüber hinaus kann die Signal- bzw. Datenleitung 9 des Verbrauchers 7 auch dazu verwendet werden, den Schalter 20B anzusteuern.
  • Alternativ kann der Schalter 20B z.B. in dem Steckverbindungselement des UTP-Kabels 8B vorhanden sein und dort den Kontakten 21-1 und 21-2 zwischengeschaltet sein.
  • Der Schalter 20B ist mittels des Bordcomputers 11 schaltbar bzw. betätigbar und vorteilhafterweise im nicht betätigten Zustand offen. Alternativ kann sich auch der Schalter 20B bei fehlender Ansteuerung bzw. Spannung autonom in den geschlossenen Zustand begeben.
  • Der Messanschluss 18-1 der TDR-Messeinrichtung 17 sind nun an einem Messpunkt 19B-1 an denjenigen Strompfad der elektrische Leitung 15 angeschlossen, der über die Steckverbindung EV1 mit der Ader 8B-1 verbunden ist. Analog ist der Messanschluss 18-2 an denjenigen Strompfad der elektrische Leitung 15 angeschlossen, der über die Steckverbindung EV1 mit der Ader 8B-2 verbunden ist. Die Verbindung der Messanschlüsse 18-1 und 18-2 mit den zugehörigen Messpunkten 19B-1 bzw. 19B-2 ist durch Schalter („Messanschlussschalter“) 23-1 bzw. 23-2 wahlweise schließbar oder öffenbar. Die Messanschlussschalter 23-1 und 23-2 können über die Datenleitung 9 des Stromverteilers 6B mit dem Bordcomputer 11 verbunden sein und von diesem angesteuert werden.
  • Im „normalen" Betrieb des Fahrzeugs F ohne Durchführung einer Zeitbereichsreflektometriemessung an dem Stromkabel 8B ist der Bordcomputer 11 dazu eingerichtet, den Schalter 20B in seiner ersten Schaltstellung offen bzw. sperrend zu halten, die Messanschlussschalter 23-1 und 23-2 offen bzw. sperrend zu halten und optional die TDR-Messeinrichtung 17 deaktiviert zu halten.
  • Sollen das UTP-Kabel 8B sowie die Steckverbindungen EV1 und EV2 auf Funktionstüchtigkeit bzw. Fehler untersucht werden, kann der Bordcomputer 11 die E-Fuse 16 auslösen und damit öffnen, die Schalter 20B, 23-1 und 23-2 schließen und dann die TDR-Messeinrichtung 17 anweisen, eine Zeitbereichsreflektometriemessung durchzuführen, z.B. indem ein TDR-Testsignal an dem Messpunkt 19B-1, alternativ oder zusätzlich an dem Messpunkt 19B-2, aufgegeben wird. Das reflektierte Messignal kann dann in grundsätzlich bekannter Weise von der TDR-Messeinrichtung 17 gemessen und dort oder von dem Bordcomputer 11 ausgewertet werden, z.B. durch Vergleich mit in einer Datenbank gespeicherten iO- und Fehlersignalen.
  • Der so überprüfte Strompfad reicht von dem Messpunkt 19B-1 durch die Steckverbindung EV1, durch die Ader 8B-1, durch die Kontakte 21-1 und 22-1, durch den Schalter 20B, durch die Kontakte 21-2 und 22-2, durch die Ader 8B-2 und durch die Steckverbindung EV1 zu dem Messpunkt 19A-2. Ist die Funktionsfähigkeit des überprüften Strompfads eingeschränkt (beispielsweise durch einen zu lockeren Kontakt oder Lichtbögen in der Steckverbindung EV1 und/oder EV2, Kabelbruch im Stromkabel 8A, usw.) kann z.B. durch den Bordcomputer 11 mindestens eine Aktion ausgelöst werden.
  • Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.
  • So können die Messanschlussschalter 23-1 und 23-2 auch zwischen den Messanschlüssen 18-1 bzw. 18-2 und den Messpunkten 19A-1 bzw. 19A-2 des Stromverteilers 6A angeordnet sein, oder in dem Stromverteiler 6B kann auf die Messanschlussschalter 23-1 und 23-2 verzichtet werden.
  • Auch kann beispielsweise anstelle des schirmlosen UTP-Kabels 8B ein schirmloses Kabel mit nicht-verdrillten Adern verwendet werden.
  • Außerdem kann der Verbraucher 7 zusätzlich oder alternativ zum Auslösen der elektronischen Sicherung 16 und dadurch bewirkten Strom- und Spannungslosschalten über eine direkte Ansteuerung des Verbrauchers 7 durch interne Degradation oder Schaltung stromlos geschalten werden.
  • 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.
  • Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Energiebordnetz
    2
    Generator
    3
    Batterie
    4
    Karosserie
    5
    Erster Stromverteiler
    6
    Zweiter Stromverteiler
    6A
    Zweiter Stromverteiler
    6B
    Zweiter Stromverteiler
    7
    Verbraucher
    8
    Stromkabel
    8A
    Einadriges Stromkabel
    8B
    UTP-Stromkabel
    8B-1
    Erste Ader
    8B-2
    Zweite Ader
    9
    Datenleitung
    11
    Bordcomputer
    12
    Steckverbindungselement
    13
    Steckverbindungsgegenelement
    14
    Verbraucher
    15
    Elektrische Leitung
    16
    Elektronische Sicherung
    17
    TDR-Messeinrichtung
    18
    Messanschluss
    18-1
    Erster Messanschluss
    18-2
    Zweiter Messanschluss
    19
    Messpunkt
    19A-1
    Messpunkt
    19A-2
    Messpunkt
    19B-1
    Messpunkt
    19B-2
    Messpunkt
    20A
    Schalter
    20B
    Schalter
    21-1
    Kontakt
    21-2
    Kontakt
    22-1
    Kontakt
    22-2
    Kontakt
    23-1
    Messanschlussschalter
    23-2
    Messanschlussschalter
    EV1
    Steckverbindung
    EV2
    Steckverbindung
    EV-3
    Steckverbindung
    F
    Fahrzeug
    Ls
    Stromkabel
    Lst
    Stromleitung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
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    • US 9250283 B2 [0005]
    • US 9297848 B2 [0006]
    • US 2007/0279071 A1 [0007]
    • US 2013/0221974 A1 [0008]
    • US 2017/0153284 A1 [0009]

Claims (11)

  1. Fahrzeug (F), aufweisend ein Energiebordnetz (1) mit mindestens einem Stromverteiler (6A; 6B) mit mehreren Stromversorgungsanschlüssen (12), an welche Stromversorgungsleitungen (8; 8A; 8B) angeschlossen sind, die zu jeweiligen elektrischen Verbrauchern (7) führen, wobei - der mindestens eine Stromverteiler (6A; 6B) mindestens eine TDR-Messeinrichtung (17) aufweist, die dazu eingerichtet ist, mindestens eine der Stromversorgungsleitungen (8A; 8B) mittels Zeitbereichsreflektometrie auf deren Funktionsfähigkeit hin zu überprüfen, - jeder überprüfbaren Stromversorgungsleitung (8A; 8B) ein Schalter (20A; 20B) zugeordnet ist, welcher in einer ersten Schaltstellung die Stromversorgung des zugehörigen Verbrauchers (7) ermöglicht und in einer zweiten Schaltstellung bewirkt, dass die Stromversorgungsleitung (8A; 8B) zumindest die strombetriebenen Komponenten des Verbrauchers (7) umgeht, - für eine Zeitbereichsreflektometrie einer bestimmten Stromversorgungsleitung (8A; 8B) der Schalter (20A; 20B) aus der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung umschaltbar ist, - dann mittels der TDR-Messeinrichtung (17) eine Zeitbereichsreflektometrie an dieser Stromversorgungsleitung (8A; 8B) durchführbar ist und - mit Beendigung der Zeitbereichsreflektometrie der Schalter (20A; 20B) aus der zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung umschaltbar ist.
  2. Fahrzeug (F) nach Anspruch 1, wobei mindestens eine überprüfbare Stromversorgungsleitung (8A; 8B) eine schirmlose Stromversorgungsleitung ist.
  3. Fahrzeug (F) nach Anspruch 2, wobei mindestens eine schirmlose Stromversorgungsleitung (8A; 8B) ein Twisted-Pair-Kabel (8B) ohne Schirm ist.
  4. Fahrzeug (F) nach Anspruch 3, wobei - der Schalter (20B) im Bereich eines verbraucherseitigen Endes des Twisted-Pair-Kabels (8B) angeordnet ist und den beiden Adern (8B-1, 8B-2) des Twisted-Pair-Kabels (8B) zwischengeschaltet ist, - der Schalter (20B) in der ersten Schaltstellung sperrend und in der zweiten Schaltstellung leitend ist und - Messanschlüsse (18-1, 18-2) derTDR-Messeinrichtung (17) zur Durchführung der Zeitbereichsreflektometrie mit stromverteilerseitigen Enden einer jeweiligen Ader (8B-1, 8B-2) verbindbar sind, insbesondere über jeweilige Messanschlussschalter (23-1, 23-2).
  5. Fahrzeug (F) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei mindestens eine schirmlose Stromversorgungsleitung eine schirmlose Einzelleitung (8A) ist.
  6. Fahrzeug (F) nach Anspruch 5, wobei - der Schalter (20A) einerseits einem Bereich eines verbraucherseitigen Endes der Einzelleitung (8A) und andererseits einer Fahrzeugmasse (4) zwischengeschaltet ist, - der Schalter (20A) in der ersten Schaltstellung sperrend und in der zweiten Schaltstellung leitend ist und - Messanschlüsse (18-1, 18-2) der TDR-Messeinrichtung (17) zur Durchführung der Zeitbereichsreflektometrie einerseits mit dem stromverteilerseitigen Ende der Einzelleitung (8A) und andererseits mit der Fahrzeugmasse (4) verbindbar sind, insbesondere über jeweilige Messanschlussschalter (23-1, 23-2).
  7. Fahrzeug (F) nach Anspruch 6, wobei der Schalter (20A) einerseits einem verbraucherseitigen Ende der Einzelleitung (8A) und andererseits einem Masseanschluss des zugehörigen Verbrauchers (7) oder einem verbraucherseitigen Ende eines von dem Masseanschluss des zugehörigen Verbrauchers (7) zu einer Karosserie (4) führenden Stromleitung (Lst) zwischengeschaltet ist.
  8. Fahrzeug (F) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Fahrzeug (F) dazu eingerichtet ist, mindestens eine Aktion auszulösen, wenn als Ergebnis der Zeitbereichsreflektometrie eine merklich verminderte Funktionsfähigkeit der Stromversorgungsleitung (8A; 8B) und/oder eines Kontakts (EV1, EV2) davon festgestellt wird.
  9. Fahrzeug (F) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mindestens einer der Stromversorgungsanschlüsse (12) durch einen elektronische Sicherung (16) abgesichert ist, mindestens ein Messanschluss (18-1, 18-2) der TDR-Messeinrichtung (17) zwischen der elektronischen Sicherung (16) und dem Stromversorgungsanschluss (12) angeschlossen ist und das Fahrzeug (F) dazu eingerichtet ist, die elektronische Sicherung (16) zum Durchführen der Zeitbereichsreflektometrie elektrisch sperrend zu schalten.
  10. Verfahren zum Überprüfen einer Funktionsfähigkeit mindestens einer Stromversorgungsleitung (8A; 8B), die an einen Stromverteiler (6A; 6B) eines Energiebordnetzes (1) eines Fahrzeugs (F) angeschlossen ist und zu einem jeweiligen elektrischen Verbraucher (7) führt, bei dem - außerhalb einer Zeitbereichsreflektometriemessung die Stromversorgungsleitung (8A; 8B) eine elektrische Verbindung zwischen dem Stromverteiler (6A; 6B) und dem zugehörigen Verbraucher (7) bereitstellt, - zum Durchführen der Zeitbereichsreflektometriemessung die Stromversorgungsleitung (8A; 8B) von dem Verbraucher (7) elektrisch getrennt wird, wobei sie dann zumindest einen Teil eines Strompfads bildet, der an Messanschlüsse (18-1, 18-2) einer TDR-Messeinrichtung (17) angeschlossen ist - mittels der TDR-Messeinrichtung (17) eine Zeitbereichsreflektometrie an diesem Strompfad durchgeführt wird, - die Stromversorgungsleitung (8A; 8B) nach Durchführen der Zeitbereichsreflektometrie wieder so verschaltet wird, dass sie eine elektrische Verbindung zwischen dem Stromverteiler (6A; 6B) und dem zugehörigen Verbraucher (7) bereitstellt und - mindestens eine Aktion ausgelöst wird, wenn als Ergebnis der Zeitbereichsreflektometrie eine merklich verminderte Funktionsfähigkeit der Stromversorgungsleitung (8A; 8B) festgestellt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Stromleitung (8A; 8B) zumindest abschnittsweise ein Twisted-Pair-Kabel ohne Schirm (8B) und/oder zumindest abschnittsweise eine ungeschirmte Einzelleitung (8A) ist.
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