DE102022211191B3

DE102022211191B3 - Warnsystem für eine elektrisch angetriebene Lastkraftwagenanordnung mit einer Antriebseinheit, die eine Alarmanlage aufweist, und mit einem Aufbau, der eine Alarmgebeeinrichtung aufweist

Info

Publication number: DE102022211191B3
Application number: DE102022211191.5A
Authority: DE
Inventors: Frank Seemann; Andre Ehrsam; Martin Mach; Zbynek Stepan; Vladimir DVORAK; Gabriel Scherer; Marco Wolf
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2022-10-21
Filing date: 2022-10-21
Publication date: 2024-01-11
Anticipated expiration: 2042-10-22

Abstract

Warnsystem für eine elektrisch angetriebene Lastkraftwagenanordnung mit einer Antriebseinheit, die eine Alarmanlage aufweist, und mit einem Aufbau, umfassend: eine Alarmgebeeinrichtung, und ein High Voltage Interlock Loop System mit einer elektrisch leitenden Schleifen-Verbindung, in der eine erste elektrische Komponente am Aufbau angeordnet ist, wobei das High Voltage Interlock Loop System so ausgeführt ist, dass es ein Alarmsignal ausgibt, wenn die Schleifen-Verbindung unterbrochen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Warnsystem für eine elektrisch angetriebene Lastkraftwagenanordnung mit einer Antriebseinheit, die eine Alarmanlage aufweist, und mit einem Aufbau, der eine Alarmgebeeinrichtung aufweist. Die Erfindung betrifft weiter eine Alarmanlage mit einem solchen Warnsystem und eine elektrisch angetriebene Lastkraftwagenanordnung mit einer Antriebseinheit, einem Aufbau und der Alarmanlage.
Allgemein sollen Diebstahlwarnanlagen den Diebstahl von Fahrzeugen und Gegenständen, die sich in ihm befinden, durch akustische und optische Signale erschweren.
Abhängig von der Ausführung des Systems können alle Türen, die Motorhaube, Fahrzeugbewegung, der Innenraum sowie Manipulation an der Batterie überwacht werden.
Bei unberechtigtem Zugriffsversuch werden Hupe und Lichtanlage des Fahrzeugs in Gang gesetzt, um auf den Diebstahlversuch aufmerksam zu machen.
Weiterhin gibt es auch Pkw-Anhänger, die in die Diebstahlwarnanlage eingebunden sind. Bei verriegeltem Fahrzeug löst dabei der Alarm aus, sobald die elektrische Verbindung zum Anhänger unterbrochen wird.
Aus US 4 737 763 A ist beispielsweise eine Alarmanlage für eine Zugmaschinen-Auflieger-Kombination aus dem Stand der Technik bekannt, bei der eine elektrische Verbindung auf Unterbrechung überwacht wird.
Weiterer Stand der Technik ist beispielsweise aus US 2007-241869 A1 bekannt.
Da immer mehr Fahrzeuge, insbesondere auch Lastkraftwagenanordnungen, elektrifiziert werden, steigt auch die Anzahl an elektrischen Komponenten, welche nicht in der Fahrzeug-Diebstahlwarnanlage integriert sind. Gerade in dem Bereich von Lastkraftwagenanordnung mit einer Antriebseinheit und mit einem Aufbau kann dies elektrischen Komponenten, welche in dem Aufbau angeordnet sind, betreffen.
Weiterhin ist die Verwendung von High Voltage Interlock Loop's (HVIL) in elektrifizierten Fahrzeugen ebenso Stand der Technik und findet bisher Anwendung in der Detektion von Eingriffen in das Hochvoltnetz des Fahrzeugs. Durch eine Signalschleife, die durch jede Komponente geführt werden kann, ist es möglich, die korrekte Verbindung aller Leitungen zu den Komponenten zu überwachen und sicherzustellen sowie die Komponenten stromfrei zu schalten, sollte die Signalschleife unterbrochen sein.
Aus dem Stand der Technik ist eine Verwendung eines HVIL beispielsweise aus US 2009-73624 A1 oder US 2019-128948 A1 bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Warnsystem mit reduzierten Fehlalarmen für elektrische Komponenten bereitzustellen, die an dem Aufbau von einer Lastkraftwagenanordnung mit einer Antriebseinheit und einem Aufbau angeordnet sind.
Diese Aufgabe wird durch ein Warnsystem nach Anspruch 1 gelöst. Weiterhin wird die Aufgabe gelöst durch eine Alarmanlage nach Anspruch 7 und eine elektrisch angetriebene Lastkraftwagenanordnung nach Anspruch 8.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, den Figuren und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.
Warnsystem für eine elektrisch angetriebene Lastkraftwagenanordnung mit einer Antriebseinheit, die eine Alarmanlage aufweist, und mit einem Aufbau umfassend:

eine Alarmgebeeinrichtung, und ein High Voltage Interlock Loop System mit einer elektrisch leitenden Schleifen-Verbindung, in der eine erste elektrische Komponente am Aufbau angeordnet ist, wobei das High Voltage Interlock Loop System so ausgeführt ist, dass es ein Alarmsignal ausgibt, wenn die Schleifen-Verbindung unterbrochen wird.

Elektrisch angetriebene Lastkraftwagenanordnung sind Lkws bestehend aus einer Antriebseinheit (Zugmaschine) mit einem Aufbau, wobei die Antriebseinheit einen elektrifizierten Antriebsstrang aufweist. Aufbauten benötigen für die Ausführung der vorgesehenen Nebenfunktionen eine Energieversorgung, die zumeist von der Antriebseinheit bereitgestellt wird. Bei Antriebseinheiten mit einem elektrifizierten Antriebsstrang kann diese Energie als elektrische Energie von der Batterie der Antriebseinheit bereitgestellt werden. Der Aufbau muss diese Energie unter Umständen in die gewünschte Energieform wandeln, z. B. hydraulische oder pneumatische Energie.
Somit ändern sich mit der Umstellung auf elektrisch angetriebene Nutzfahrzeuge die Nebenantriebsmöglichkeiten. Für Aufbauten, welche die Arbeitsfunktionen erfüllen, wird eine neue Schnittstelle zu der Antriebseinheit (Zugmaschine) benötigt, um die Aufbauten zu betreiben. Eine neue Schnittstelle ist die Batterie der Antriebseinheit. Um der Batterie Energie zu entnehmen und einen Drehstrommotor zu betreiben, benötigt man einen Inverter (DC/AC). Bei bekannten Lösungen werden für die Funktionen Fahren, Arbeitsfunktion und Batterie laden jeweils eigene Inverter verwendet. Diese Komponenten sind nicht in die Diebstahlwarnanlage des Fahrzeugs integriert.
Mit Energie von der Batterie der Antriebseinheit (Zugmaschine) der Lastkraftwagenanordnung gespeist, führt der Aufbau beispielsweise die Arbeitsfunktion eines Silo-Kompressors, eines Schneckenförderers, eines Betonmischers, eines Kippers, eines Kranes, eines Luftkompressors oder andere typische Arbeitsfunktionen von Aufbauten aus.
Weitere Komponenten, die in einer elektrisch leitenden Schleifen-Verbindung integriert sein können, sind Komponenten der Leistungselektronik in der Antriebseinheit, wie zum Beispiel eine Stromverteilereinheit (Power Distribution Unit, PDU), welche Funktionen ausführt wie das Bereitstellen von Energie für Nebenantriebe (Power Take-Off, PTO), Ladevorgänge, Sicherung für die Batterie, Energiemanagement, Abgabe von Energie an das Netz (Power to Grid) und Fahrerassistenzsysteme (auch: Advanced Driver Assistance Systems, ADAS).
Solche Komponenten sind oft bereits durch ein High Voltage Interlock Loop (HVIL) System gesichert. Dieses System ist eine Sicherheitsvorrichtung in Fahrzeugen mit einem Hochspannungsbordnetz wie beispielsweise hybriden oder elektrischen Fahrzeugen.
Diese Sicherheitsvorrichtung dient dem Schutz von Personen, die während der Herstellung (Zusammenbau), Reparatur, Wartung oder Betrieb der Fahrzeuge in Kontakt mit Hochspannungskomponenten kommen können.
Das HVIL-System funktioniert wie ein Schutzschalter, der die Komponenten stromfrei schaltet, sollte sie elektrisch leitende Schleifen-Verbindung (Signalschleife) unterbrochen sein.
Somit kann mittels eines HVIL-Systems detektiert werden, ob Komponenten, die in der Schleifen-Verbindung integriert (angeordnet) sind, manipuliert oder entnommen werden. Es kann bereits detektiert werden, ob Steckverbindungen von den Komponenten gelöst werden.
Sind die diese Komponenten in einem angeschlossenen Fach untergebracht, kann bereits, z. B. über einen Schalter, detektiert werden, ob ein Zugang, z. B. eine Wartungsklappe, zu diesem Fach geöffnet wurde.
Nach einer solchen Detektion einer Unterbrechung kann ein Alarmsignal ausgegeben werden, welches in einer Steuerung z. B., des Aufbaus beispielsweise weiterverarbeitet wird und dann an die Antriebseinheit weitergeleitet wird, wobei die Alarmanlage der Antriebseinheit dann den Alarm auslöst.
Folglich kann das System somit in die Alarmanlage der Antriebseinheit eingebunden sein und es muss keine weitere Alarmanlage im Aufbau bereitgestellt werden.
Weiterhin kann nach einer solchen Detektion einer Unterbrechung, z. B. durch Manipulation oder einen versuchten Diebstahl kann auch die im Warnsystem vorhandene Alarmgebeeinrichtung auslöst werden. Es könne auch die Alarmgebeeinrichtung des Warnsystems und die Alarmanlage der Antriebseinheit ausgelöst werden.
Alternativ kann statt des High Voltage Interlock Loop (HVIL) auch eine andere Art von Signalschleife verwendet werden, um einen Diebstahl oder eine Manipulation zu detektieren.
Mit der stetig wachsenden Zahl an elektrifizierten Fahrzeugen und der Einführung von elektrifizierten Systemen sind sämtliche Komponenten, die dieses System mit sich bringt, besonders gefährdet im Hinblick auf Diebstahl, da sie keine eigene Warnanlage besitzen. Gerade auf Baustellen ist die Gefahr von Diebstahl besonders hoch und für Täter attraktiv, da Baustellen über Nacht oft nicht beleuchtet und leicht zugänglich sind. Ohne die Komponenten der PDU (Power Distribution Unit) ist das System nicht funktionsfähig, deshalb bedarf der Schutz der teuren Komponenten einer Lösung. Die PDU ist eine Art Box, in der sich verschiedene Controller, Inverter, Schalter und Verteiler befinden. Die PDU ist fest mit dem Fahrzeug verbunden und hat Verbindungen zur Fahrzeugbatterie und zum Arbeitsaufbau (Kran, Kippmulde usw.) der Lastkraftwagenanordnung. Diese Verbindungen können als Steckverbindungen ausgeführt sein, was je nach Anwendung Komfort bedeute (Plugand-Play).
Um den Ausfall des elektrifizierten Systems durch Diebstahl zu verhindern, ist es möglich, dass in Komponenten und Leitungen vorhandene High Voltage Interlock Loop (HVIL) System zu nutzen, um der Diebstahlwarnanlage des Fahrzeugs mitteilen zu können, dass ein unbefugter Zugriffsversuch stattfindet. Das High Voltage Interlock Loop System ist eine Signalschleife, welche durch alle Komponenten und Leitungen geführt wird. Beim Lösen von Steckverbindern an Komponenten wird diese Schleife geöffnet. Diese Signalunterbrechung wird von der Steuerung des elektrifizierten Systems detektiert und der Steuerung des Fahrzeugs mitgeteilt, was zum Auslösen der bereits vorhandenen Diebstahlwarnanlage führt.
Alternativ kann statt des High Voltage Interlock Loop (HVIL) auch eine andere Art von Signalschleife verwendet werden, um einen Diebstahl oder eine Manipulation zu detektieren.
Hauptmerkmal der Erfindungsmeldung ist, dass das elektrifizierte System eine Manipulation oder einen versuchten Diebstahl detektiert und die im Fahrzeug vorhandene Diebstahlwarnanlage auslöst.
Es gibt Ausführungen, bei denen der Aufbau eine zweite elektrische Komponente umfasst, welche in der Schleifen-Verbindung angeordnet ist, wobei die erste Komponente und die zweite Komponente in Reihe geschaltet sind.
Die zweite elektrische Komponente kann wie die erste Komponente eine Vielzahl von Bauteilen der Leistungselektronik umfassen, wie beispielsweise eine der folgenden Komponenten: einen Inverter (DC/AC), Controller, Schalter oder Verteiler.
Bei dieser Reihenschaltung wird die zweite Komponente mit der gleichen Schleifen-Verbindung verbunden wie die erste Komponente. Dadurch wird im Vergleich zu einem separaten Anschluss an das HVIL-System an der Länge der Schleifen-Verbindung und damit auch an der Kabellänge gespart.
Allerdings kann somit nicht detektiert werden, an welcher Komponente die Schleifen-Verbindung unterbrochen wurde.
Es gibt Ausführungen, bei denen das High Voltage Interlock Loop System eine weitere elektrisch leitende Schleifen-Verbindung umfasst, in der eine dritte Komponente des Aufbaus angeordnet ist, wobei das High Voltage Interlock Loop System weiterhin dazu ausgelegt ist, ein Alarmsignal auszugeben, wenn die Schleifen-Verbindung oder die weitere Schleifen-Verbindung unterbrochen wird.
Die dritte elektrische Komponente kann, wie die erste Komponente, eine Vielzahl von Bauteilen der Leistungselektronik umfassen, wie beispielsweise eine der folgenden Komponenten: einen Inverter (DC/AC), Controller, Schalter oder Verteiler.
Grundsätzlich können die zweite und dritte Komponente sämtliche Bauteile umfassen, die im Kontext der ersten Komponente benannt sind.
Bei dieser Parallelschaltung wird die dritte Komponente mit einer weiteren Schleifen-Verbindung verbunden. Dadurch wird im Vergleich zu einem in Reihe geschalteten Anschluss an das HVIL-System an der Länge der Schleifen-Verbindung und damit auch an Kabel vergrößert.
Allerdings kann somit detektiert werden, in welcher Schleifen-Verbindung eine Unterbrechung ist und damit Rückschluss auf eine Komponente gezogen werden.
Ist eine Mischung aus Parallel- und Reihenschaltungen implementiert, so kann eine Manipulation oder ein versuchter Diebstahl zumindest auf alle Komponenten in der unterbrochenen Schleifen-Verbindung eingegrenzt werden.
Da eine Manipulation an Komponenten die Funktion dieser Komponenten beeinträchtigen kann, kann eine Eingrenzung auf Komponenten eine mögliche Fehlersuche und Instandsetzungszeit verkürzen.
Es gibt Ausführungen, bei denen eine Steuerung, die dazu ausgelegt ist, das Alarmsignal des High Voltage Interlock Loop Systems zu empfangen und basierend auf dem Alarmsignal die Alarmgebeeinrichtung zu steuern, sodass die Alarmgebeeinrichtung einen Alarm ausgibt.
Nach einer Detektion einer Unterbrechung wird ein Alarmsignal ausgegeben, welches in der Steuerung z. B. des Aufbaus beispielsweise weiterverarbeitet wird und dann die Alarmgebeeinrichtung den Alarm auslöst.
Folglich kann das System somit eine separate Alarmanlage sein, die unabhängig von der Antriebseinheit funktioniert. Dadurch können die elektrischen Komponenten des Aufbaus auch geschützt werden, wenn der Aufbau ohne Antriebseinheit abgestellt ist.
Erfindungsgemäße Ausführungen, umfassend eine Steuerung, die dazu ausgelegt ist, das Alarmsignal des High Voltage Interlock Loop Systems zu empfangen und ein Signal basierend auf dem Alarmsignal an eine Steuerung eines Controller Area Networks der Antriebseinheit und somit an die Alarmanlage der Antriebseinheit abzugeben.
Nach einer Detektion einer Unterbrechung wird ein Alarmsignal ausgegeben, welches in der Steuerung z. B. des Aufbaus beispielsweise weiterverarbeitet wird und dann an die Antriebseinheit weitergeleitet wird, wobei die Alarmanlage der Antriebseinheit dann den Alarm auslöst.
Folglich kann das System somit in die Alarmanlage der Antriebseinheit eingebunden sein und es muss keine weitere Alarmanlage im Aufbau bereitgestellt werden. Dabei wird das standardisierte Controller Area Network (CAN) verwendet, an das der Aufbau mit der Steuerung angeschlossen sein muss.
Bei erfindungsgemäßen Ausführungen ist die Steuerung dazu ausgelegt, das Signal ebenfalls unter Berücksichtigung von GPS-Daten oder einem Betriebszustand der Lastkraftwagenanordnung an die Steuerung des Controller Area Networks der Antriebseinheit abzugeben.
Es können für die Steuerung beispielsweise Bereiche der GPS-Daten oder Betriebszustände der Lastkraftwagenanordnung definiert werden, in denen die Detektionsschwellenwerte angepasst sind.
In GPS-Daten Bereichen, für die häufige Diebstähle bekannt sind, kann eine Sensitivität des Warnsystems erhöht sein oder entschieden werden, was für ein Alarm ausgegeben wird (Audiosignal, Lichtsignal in der Fahrerkabine).
Weiterhin können Betriebszustände definiert werden, wie zum Beispiel das Parken entweder auf der Baustelle oder auf einem Autobahnrastplatz und es kann somit einbezogen werden, ob der Fahrer sich in dem Betriebszustand in der Fahrerkabine befinden kann, um beispielsweise nur den Fahrer zu alarmieren oder weitreichend Aufmerksamkeit zu erzeugen.
Weiter ist bei erfindungsgemäßen Ausführungen der Steuerung die Abgabe des Signals an die Steuerung des Controller Area Networks der Antriebseinheit in vordefinierten Bereichen der GPS-Daten oder vordefinierten Betriebszuständen der Lastkraftwagenanordnung blockiert.
Diese Bereiche der GPS-Daten können beispielsweise abgesperrte Höfe der Besitzer der Lastkraftwagenanordnung oder von Werkstätten sein, wobei hier kein Alarm ausgelöst werden muss.
Vordefinierte Betriebszustände können zum Beispiel Reparaturen oder Wartungsarbeiten beinhalten.
Es gibt Ausführungen, bei denen die Steuerung dazu ausgelegt ist, nach dem Empfangen des Alarmsignals des High Voltage Interlock Loop Systems eine Abgabe eines Alarms via des Global System for Mobile Communications oder einer App zu steuern.
Diese Alarmmöglichkeit ermöglicht es beispielsweise den Besitzer, die Polizei, einen Sicherheitsdienst oder den Fahrer der Lastkraftwagenanordnung über einen ausgelösten Alarm zu informieren. Falls der Fahrer bereits vor Ort ist, kann zum Schutz des Fahrers jedoch auch der Besitzer oder direkt die Polizei oder ein Sicherheitsdienst informiert werden.
Es gibt Ausführungen, bei denen die erste elektrische Komponente eines der folgenden Bauteile umfasst: Controller, Inverter; Schalter oder Verteiler.
Die erste elektrische Komponente kann grundsätzlich alle gängigen Bauteile der Leistungselektronik umfassen, die benötigt werden, um eine Energiewandlung von der elektrischen Energie der Batterie der Antriebseinheit in die benötigte Energieform für die Arbeitsfunktion des Aufbaus zu wandeln. Dazu können auch elektrische Motoren, Pumpen oder Kompressoren gehören.
Es gibt Ausführungen, bei denen eine Alarmanlage des Aufbaus mit einem Warnsystem, welches die Alarmgebeeinrichtung umfasst, wie oben beschrieben ausgeführt ist.
Es gibt eine elektrisch angetriebene Lastkraftwagenanordnung mit einer Antriebseinheit, die eine Alarmanlage aufweist, und mit einem Aufbau, der die obige Alarmanlage mit einem Warnsystem, welches die Alarmgebeeinrichtung umfasst, aufweist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Darin zeigt:

1 eine Lastkraftwagenanordnung mit einer Alarmanlage mit erfindungsgemäßem Warnsystem;
2 eine Alarmanlage mit einem erfindungsgemäßen Warnsystem;
3 eine Alarmanlage mit einem erfindungsgemäßen Warnsystem; und
4 eine Alarmanlage mit einem erfindungsgemäßen Warnsystem.

In 1 ist eine Lastkraftwagenanordnung mit einer Alarmanlage mit erfindungsgemäßem Warnsystem nach einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
Die Lastkraftwagenanordnung umfasst eine Antriebseinheit 1 und einen Aufbau 2, wobei der Aufbau 2 als Kipper ausgeführt ist.
Die Antriebseinheit 1 umfasst eine Batterie 3 und eine Stromverteilereinheit 4 (Power Distribution Unit, PDU), sowie eine Lichtsignalgebeeinheit 40 und eine Audiosignalgebeeinheit 50, die zusammen mit einer Steuereinheit 30 des Controller Area Networks (CAN) eine Alarmanlage bilden.
Der Aufbau 2 umfasst eine als Hydraulikeinheit ausgeführten Energiewandeleinheit 5 und eine Nebenantriebseinheit 6 (Power Take-Off, PTO), die die Energie für die Arbeitsfunktion des Aufbaus 2 bereitzustellen.
Weiterhin sind eine Lichtsignalgebeeinheit 24 und eine Audiosignalgebeeinheit 26 beispielhaft am Aufbau angeordnet und bilden die Alarmgebeeinrichtung. Zusammen mit einer Steuerung (220, 320, 420 in 2, 3 und 4) bilden sie eine separate Alarmanlage, die innerhalb eines Warnsystems (200, 300, 400 in 2, 3 und 4) angeordnet ist. Die Lichtsignalgebeeinheit 24 und die Audiosignalgebeeinheit 26 und die Steuerung (220, 320, 420 in 2, 3 und 4) können zudem überall an der Lastkraftwagenanordnung angeordnet sein, müssen aber an dem Aufbau 2 angeordnet sein, wenn die Alarmgebeeinrichtung und die Steuerung (220, 320, 420 in 2, 3 und 4) unabhängig von der Antriebseinheit 1 als Alarmanlage fungieren sollen.
Die Stromverteilereinheit 4 und die Nebenantriebseinheit 6 sind über Signalverbindungen mit der Steuereinheit 30 des CAN verbunden. Dies ist beispielsweise durch eine Verbindung mit dem CAN bewerkstelligt.
Weiterhin ist die Stromverteilereinheit 4 elektrisch mit der Batterie verbunden und die Nebenantriebseinheit 6 ist elektrisch mit der Stromverteilereinheit 4 verbunden.
Somit stellt die Stromverteilereinheit 4 die elektrische Energie aus der Batterie für die Nebenantriebseinheit 6 bereit, beispielsweise mittels DC/AC Invertern. Die Nebenantriebseinheit 6 verwendet die elektrische Energie bzw. wandelt die Energie auf die Eingangsenergie, die von der Energiewandeleinheit 5 benötigt wird und gibt diese Energie an die Energiewandeleinheit 5 ab.
Die Energiewandeleinheit 5 wandelt die Energie in die Energie, die zur Ausführung der Arbeitsfunktion des Aufbaus 2 benötigt wird.
Im Beispiel des hier gezeigten Kippers wandelt der die Stromverteilereinheit 4 den Gleichstrom der Batterie 3 in Wechselstrom und gibt diesen an die Nebenantriebseinheit 6 weiter.
Die Nebenantriebseinheit 6 betreibt mit dem Wechselstrom beispielsweise einen Elektromotor, welcher eine Hydraulikpumpe in der Hydraulikeinheit antreibt und somit den hydraulischen Druck für die Arbeitsfunktion des Kippers bereitstellt.
Somit befinden sich in dem Aufbau 2 elektrische Komponenten, deren Diebstahl attraktiv sein kann. Da ein High Voltage Interlock Loop System ein Sicherheitssystem ist, sind diese elektrischen Komponenten ebenfalls in eine elektrisch leitende Schleifen-Verbindung (Signalschleife) eines solchen High Voltage Interlock Loop Systems eingebunden.
Die elektrischen Komponenten sind in der Energiewandeleinheit 5 und der Nebenantriebseinheit 6 des Aufbaus 2 angeordnet. Auch das High Voltage Interlock Loop System kann dort angeordnet sein. Das High Voltage Interlock Loop System kann allerdings auch in der Antriebseinheit angeordnet sein und eine oder mehrere elektrisch leitende Schleifen-Verbindungen (Signalschleifen) aufweisen, die die elektrischen Komponenten des Aufbaus einbinden. Die Einbindung der elektrischen Komponenten wird in 2 bis 4 weiter thematisiert.
In 2 ist eine Alarmanlage mit einem erfindungsgemäßen Warnsystem nach einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
Eine Alarmanlage 10 umfasst einen Lichtsignalgeber 40, einen Audiosignalgeber 50, eine Steuereinheit 30 eines Controller Area Networks (CAN) und ein Warnsystem 200. Dabei sind der Lichtsignalgeber 40, der Audiosignalgeber 50 und die Steuereinheit 30 in der Antriebseinheit (1 in 1) angeordnet.
Das Warnsystem 200 umfasst ein High Voltage Interlock Loop System 210 mit einer elektrisch leitenden Schleifen-Verbindung, die durch die erste bis vierte elektrische Komponente 212, 214, 216 und 218 geführt ist. Zusätzlich umfasst das Warnsystem 200 eine Steuereinheit 220. Die Anzahl der elektrischen Komponenten ist beispielhaft gewählt. Es ist immer zumindest eine elektrische Komponente in der elektrisch leitenden Schleifen-Verbindung angeordnet, es können jedoch beliebig viele sein.
Zudem umfasst das Warnsystem 200 einen Lichtsignalgeber 224 und einen Audiosignalgeber 226, die mit der Steuerung 220 verbunden sind, wobei die Steuerung 220 dazu ausgelegt ist, den Lichtsignalgeber 224 und den Audiosignalgeber 226 zu steuern, sodass diese einen Alarm ausgeben.
Somit kann ein Alarm zum einen durch die Alarmanlage der Antriebseinheit (1 in 1) und zum anderen durch die Alarmanlage bestehend aus zumindest Steuerung 220, Lichtsignalgeber 224 oder Audiosignalgeber 226 ausgegeben werden. Eine gleichzeitige Abgabe eines Alarms ist ebenfalls möglich.
Die elektrischen Komponenten 212, 214, 216 und 218 sind in der elektrisch leitenden Schleifen-Verbindung in Reihe geschaltet angeordnet. Wird an eine dieser Komponenten manipuliert oder ein Diebstahl versucht, wird die elektrisch leitende Schleifen-Verbindung dort unterbrochen. Eine Unterbrechung kann dabei keiner der Komponenten zugeordnet werden, jedoch wird weniger Kabel benötigt, um die elektrisch leitende Schleifen-Verbindung herzustellen.
Diese Unterbrechung wird durch das High Voltage Interlock Loop System 210 gemessen, wenn ein elektrisches Signal, welches von dem High Voltage Interlock Loop System 210 durch die elektrisch leitende Schleifen-Verbindung gesendet wird, sich beim Empfangen am anderen Ende der elektrisch leitenden Schleifen-Verbindung verändert hat oder gar nicht mehr gemessen wird. Dabei kann das High Voltage Interlock Loop System 210 beispielsweise eine Spannung oder einen Strom des elektrischen Signals messen. Für die Veränderung können somit beispielsweise auch Schwellenwerte verwendet werden, mit denen zumindest ein Messwert des elektrischen Signals verglichen wird. Dabei kann je nach Auslegung eine Unterbrechung detektiert werden, wenn der zumindest eine Messwert kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist.
Wird durch das High Voltage Interlock Loop System 210 eine Unterbrechung der elektrisch leitenden Schleifen-Verbindung gemessen, so wird von dem High Voltage Interlock Loop System 210 ein Alarmsignal ausgegeben.
Die Steuerung 220 ist mit dem High Voltage Interlock Loop System 210 verbunden und empfängt das Alarmsignal. Mit dem Eingang des Alarmsignals gibt die Steuerung 220 über die Verbindung zu der Steuerung 30 des CAN ein Signal an diese Steuerung 30 ab.
Die Steuerung 30 steuert den Lichtsignalgeber 40 und den Audiosignalgeber 50 und setzt diese in Gang, um einen Alarm auszulösen. Die Steuerung 30, der Lichtsignalgeber 40 und der Audiosignalgeber 50 fungieren somit als die in der Antriebseinheit angeordnete Alarmanlage.
Die Steuereinheit 220 kann als alternative auch weitere Datenquellen verwenden und das Signal unter Berücksichtigung dieser an die Steuerung 30 des CAN weitergeben. Weitere Datenquellen können beispielsweise GPS-Daten oder ein Abrufen eines Betriebszustandes der Lastkraftwagenanordnung sein.
Mittels der GPS-Daten können Bereiche definiert werden, in denen beispielsweise eine Abgabe des Signals blockiert wird. Solch ein Bereich kann beispielsweise ein abgeschlossenes bzw. umzäuntes Werksgelände, beispielsweise des Besitzers der Lastkraftwagenanordnung sein. Solch ein Bereich kann aber auch eine Werkstatt sein.
In anderen Beriechen kann die Abgabe des Signals aber auch mit einer höheren Sensitivität durchgeführt werden (geringere Veränderung des elektrischen Signals durch die elektrisch leitende Schleifen-Verbindung, Schwellenwert näher an Messwert bei Normalzustand). Solche Bereiche können beispielsweise Parkplätze von Raststätten, Baustellen oder Bereiche mit häufigen Diebstählen in der Vergangenheit sein.
Aufgrund des Betriebszustandes kann beispielsweise die Ausgabe des Signals an die Steuerung 30 blockiert werde, wenn der Betriebszustand beispielsweise der einer Wartung oder Instandsetzung ist. Weiterhin können Betriebszustände definiert werden, wie zum Beispiel das Parken entweder auf der Baustelle oder auf einem Autobahnrastplatz und es kann somit einbezogen werden, ob der Fahrer sich in dem Betriebszustand in der Fahrerkabine befinden kann, um beispielsweise nur den Fahrer zu alarmieren oder weitreichend Aufmerksamkeit zu erzeugen.
Die Steuerung 220 kann dazu ausgelegt sein, nach dem Empfangen des Alarmsignals des High Voltage Interlock Loop Systems 210 eine Abgabe eines Alarms via des Global System for Mobile Communications oder einer App zu steuern.
Diese Alarmmöglichkeit ermöglicht es beispielsweise der Besitzer, die Polizei, ein Sicherheitsdienst oder der Fahrer der Lastkraftwagenanordnung über einen ausgelösten Alarm zu informieren. Falls der Fahrer bereits vor Ort ist, kann zum Schutz des Fahrers jedoch auch der Besitzer oder direkt die Polizei oder ein Sicherheitsdienst informiert werden.
Die erste elektrische Komponente 212 kann eines der folgenden Bauteile umfasst: Controller, Inverter; Schalter oder Verteiler.
Die erste elektrische Komponente 212 kann grundsätzlich alle gängigen Bauteile der Leistungselektronik umfassen, welche benötigt werden, um eine Energiewandlung von der elektrischen Energie der Batterie der Antriebseinheit in die benötigte Energieform für die Arbeitsfunktion des Aufbaus zu wandeln. Dazu können auch elektrische Motoren, Pumpen oder Kompressoren gehören.
In 3 ist eine Alarmanlage mit einem erfindungsgemäßen Warnsystem nach einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
Die Alarmanlage 10 in 3 ist größtenteils gleich zu der Alarmanlage 10 der 2 und der zugehörigen Beschreibung. Auf eine redundante Beschreibung wird demnach verzichtet und lediglich auf die Unterschiede eingegangen.
Die dargestellte erste bis vierte Komponente 312, 314, 316, 318 sind durch jeweils separate elektrisch leitende Schleifen-Verbindungen parallel geschaltet angeordnet und mit dem High Voltage Interlock Loop Systems 310 verbunden. Wird an eine dieser Komponenten manipuliert oder ein Diebstahl versucht, wird die jeweilige elektrisch leitenden Schleifen-Verbindung dort unterbrochen. Eine Unterbrechung kann dabei der jeweiligen Komponenten zugeordnet werden. Jedoch wird mehr Kabel benötigt, um die elektrisch leitenden Schleifen-Verbindung herzustellen. Das Vorwissen, an welcher der Komponenten manipuliert wurde, kann jedoch den entstandenen Wartungsaufwand reduzieren, da eine Suche gegenüber der in 2 gezeigten Anordnung entfällt.
In 4 ist eine Alarmanlage mit einem erfindungsgemäßen Warnsystem nach einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
Die Alarmanlage 10 in 4 ist eine Mischform der Alarmanlagen 10 der 2 und 3 der zugehörigen Beschreibung. Auf eine redundante Beschreibung wird demnach verzichtet und lediglich auf die Unterschiede eingegangen.
Die dargestellte erste und zweite elektrische Komponente 412 und 414 sind in Reihe geschaltet in einer elektrisch leitenden Schleifen-Verbindung angeordnet, während die dritte und vierte elektrische Komponente 416 und 418 ebenfalls in Reihe geschaltet in einer weiteren elektrisch leitenden Schleifen-Verbindung angeordnet sind. Somit sind die Reihenschaltungen von der erst und zweiten elektrischen Komponenten 412 und 414 parallel zu der Reihenschaltung der dritten und vierten elektrischen Komponente 416 und 418 geschaltet und mit dem High Voltage Interlock Loop Systems 410 verbunden. Wird an eine dieser Komponenten manipuliert oder ein Diebstahl versucht, wird die jeweilige elektrisch leitenden Schleifen-Verbindung dort unterbrochen. Eine Unterbrechung kann dabei einer Gruppe von Komponenten in der jeweiligen elektrisch leitenden Schleifen-Verbindung zugeordnet werden. Sowohl in Bezug auf die benötigte Kabellänge, als auch die benötigte Fehlersuche nach einer Manipulation ist dieses Ausführungsbeispiel ein Kompromiss zwischen den Ausführungsbeispielen, die in 2 und 3 dargestellt und der zugehörigen Beschreibung beschrieben sind.
Die gezeigten Ausführungsbeispiele sind als weitere Erklärung der vorliegenden Erfindung zu verstehen. Eine Kombination der Ausführungsbeispiele ist vorgesehen. Für genauen Umfang der Erfindung wird auf die folgenden Ansprüche verwiesen.
Bezugszeichen

1: Antriebseinheit
2: Aufbau
10: Alarmanlage
24, 26, 224, 226; 324, 326, 424, 426: Alarmgebeeinrichtung
30: Steuerung des Controller Area Networks
200, 300, 400: Warnsystem
210, 310, 410: High Voltage Interlock Loop System
212, 312, 412: erste elektrische Komponente
214, 314, 414: zweite elektrische Komponente
216, 316, 416: dritte elektrische Komponente
218, 318, 418: vierte elektrische Komponente
220, 320, 420: Steuerung

Claims

Warnsystem (200, 300, 400) für eine elektrisch angetriebene Lastkraftwagenanordnung mit einer Antriebseinheit (1), die eine Alarmanlage aufweist, und mit einem Aufbau (2), umfassend: eine Alarmgebeeinrichtung (24, 26, 224, 226; 324, 326, 424, 426), und ein High Voltage Interlock Loop System (210, 310, 410) mit einer elektrisch leitenden Schleifen-Verbindung, in der eine erste elektrische Komponente (212, 312, 412) am Aufbau angeordnet ist, wobei das High Voltage Interlock Loop System (210, 310, 410) so ausgeführt ist, dass es ein Alarmsignal ausgibt, wenn die Schleifen-Verbindung unterbrochen wird, eine Steuerung (220, 320, 420), die dazu ausgelegt ist, das Alarmsignal des High Voltage Interlock Loop Systems (210, 310, 410) zu empfangen und basierend auf dem Alarmsignal das Signal ebenfalls unter Berücksichtigung von GPS-Daten oder einem Betriebszustand der Lastkraftwagenanordnung an ein Controller Area Network (30) der Antriebseinheit (1) abzugeben, wobei die Abgabe des Signals an das Controller Area Network (30) der Antriebseinheit (1) in vordefinierten Bereichen der GPS-Daten oder vordefinierten Betriebszuständen der Lastkraftwagenanordnung blockiert wird.
Warnsystem (200, 400) nach Anspruch 1, wobei der Aufbau (2) eine zweite elektrische Komponente (214, 414) umfasst, welche in der Schleifen-Verbindung angeordnet ist, wobei die erste Komponente (212, 412) und die zweite Komponente (214, 414) in Reihe geschaltet sind.
Warnsystem (300, 400) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das High Voltage Interlock Loop System (310, 410) eine weitere elektrisch leitende Schleifen-Verbindung umfasst, in der eine dritte Komponente (316, 416) des Aufbaus angeordnet ist, wobei das High Voltage Interlock Loop System (310, 410) weiterhin dazu ausgelegt ist ein Alarmsignal auszugeben, wenn die Schleifen-Verbindung oder die weitere Schleifen-Verbindung unterbrochen wird.
Warnsystem (200, 300, 400) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuerung (220, 320, 420) dazu ausgelegt ist, das Alarmsignal des High Voltage Interlock Loop Systems (210, 310, 410) zu empfangen und basierend auf dem Alarmsignal die Alarmgebeeinrichtung (224, 226; 324, 326, 424, 426) zu steuern, sodass die Alarmgebeeinrichtung (224, 226; 324, 326, 424, 426) einen Alarm ausgibt.
Warnsystem (200, 300, 400) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuerung (220, 320, 420) dazu ausgelegt ist, nach dem Empfangen des Alarmsignals des High Voltage Interlock Loop Systems (210, 310, 410) eine Abgabe eines Alarms via des Global System for Mobile Communications oder einer App zu steuern.
Das Warnsystem (200, 300, 400) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Komponente (212, 312, 412) eines der folgenden Bauteile umfasst: Controller, Inverter; Schalter oder Verteiler ist.
Alarmanlage (10) des Aufbaus mit einem Warnsystem (200, 300, 400), welches die Alarmgebeeinrichtung (24, 26, 224, 226; 324, 326, 424, 426) umfasst, nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
Elektrisch angetriebene Lastkraftwagenanordnung mit einer Antriebseinheit (1), die eine Alarmanlage (40, 50) aufweist, und mit einem Aufbau (2), der die Alarmanlage (10) nach Anspruch 7 aufweist.