DE10213732A1 - Bordnetz und Verfahren für die elektrische Versorgung von elektrischen Lasten in einem Fahrzeug - Google Patents
Bordnetz und Verfahren für die elektrische Versorgung von elektrischen Lasten in einem FahrzeugInfo
- Publication number
- DE10213732A1 DE10213732A1 DE10213732A DE10213732A DE10213732A1 DE 10213732 A1 DE10213732 A1 DE 10213732A1 DE 10213732 A DE10213732 A DE 10213732A DE 10213732 A DE10213732 A DE 10213732A DE 10213732 A1 DE10213732 A1 DE 10213732A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- load
- current
- node
- load node
- wiring harness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
- H02J1/08—Three-wire systems; Systems having more than three wires
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
- B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
- B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
- H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
- H02J2310/46—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for ICE-powered road vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
Abstract
Bordnetz für die Versorgung von elektrischen Lasten in einem Fahrzeug mit Strom, bei dem einfache Verbindungskabel eingesetzt werden können und ein effizientes Strommanagement möglich ist, umfassend eine zentrale Steuereinheit 1; mindestens zwei Leitungsstränge 3, 5, 7, 9 als Hauptleitungsstränge, die jeweils elektrisch mit einem Stromausgang 2, 4, 6, 8 der zentralen Steuereinheit 1 verbunden sind, mindestens einen Lastknotenpunkt 10 bis 21 je Hauptleitungsstrang, der zumindest eine elektrische Last steuert, der zwei Stromanschlüssen 22, 23, 26 bis 29, 35 aufweist, die sowohl als Stromeingang als auch als Stromausgang schaltbar sind; wobei die Lastknotenpunkte 10 bis 21 jeweils eines Leitungsstranges 3, 5, 7, 9 seriell miteinander verbunden sind, wobei jeweils der am weitesten von der zentralen Steuereinheit 1 entfernt angeordnete Lastknotenpunkt 18, 19, 20, 21 eines Leitungsstranges 3, 5, 7, 9 als Endknotenpunkt 18, 19, 20, 21 fungiert und mit mindestens einem weiterem Endknotenpunkt 18, 19, 20, 21 verbunden ist und im Normalbetrieb diejenigen Stromanschlüsse 29, 35 der Endknotenpunkte 18, 19, 20, 21, mittels derer diese jeweils mit einem anderen Endknotenpunkt 18, 19, 20, 21 verbunden...
Description
- Die Erfindung betrifft ein fehlertolerantes Bordnetz für die elektrische Versorgung von elektrischen Lasten in einem Fahrzeug, bei dem auch bei einer Unterbrechung oder bei einem Kurzschluß einer elektrischen Verbindung eine elektrische Last mit Strom versorgt werden kann.
- Ein solches Bordnetz zeigt US 5 917 249, bei dem mehrere Lastknotenpunkte, die jeweils ein oder mehrere elektrische Lasten versorgen, ringförmig elektrisch miteinander verbunden sind. Eine zentrale Steuereinheit versorgt den Ring mit Strom. Im Normalbetrieb ist der Ring geschlossen. Zur Erkennung von Unterbrechungen oder Kurzschlüssen in einer elektrischen Leitung zwischen zwei Lastknotenpunkten oder zwischen der zentralen Steuereinheit und einem Lastknotenpunkt sind die Verbindungskabel speziell ausgeführt. Diese weisen eine Stromleitung, eine Datenleitung sowie eine beide umgebende leitfähige Ummantelung auf. Ein konstantes Spannungspotential ist an die elektrisch leitfähige Ummantelung angelegt. Je nach Spannungsabfall in der Ummantelung kann bereits in einem frühen Stadium festgestellt werden, ob das Kabel z. B. aufgrund von Verschleiß beschädigt ist. Somit wird frühzeitig ein Fehler in den elektrischen Verbindungen erkannt. Sobald ein solcher Fehler in einem der Verbindungskabel erkannt wird, werden die Stromanschlüsse derjenigen Lastknotenpunkte, mit denen das Verbindungskabel verbunden ist, abgeschaltet, so dass dieser Leitungsabschnitt nicht mehr benutzt werden kann. Da an dem gesamten Ring eine konstante Spannung angelegt ist, sind somit weiterhin sämtliche Lastknotenpunkte mit Strom versorgt.
- Nachteilig ist jedoch, daß dieses Bordnetz aufwendige Verbindungskabel benötigt. Ferner ist im Normalbetrieb an dem gesamten Ring eine konstante Spannung angelegt, so daß beim Betrieb der Lasten nicht ermittelt werden kann, wie hoch der Leistungsdurchsatz durch die einzelnen Lastknotenpunkte ist. Dies macht es unmöglich, ein effizientes Strommanagement der einzelnen Lastknotenpunkte vorzusehen, da hierfür erforderlich ist, daß festgestellt werden kann, wie hoch die Ströme bzw. die Leistung ist, die von der zentralen Steuereinheit über einen Lastknotenpunkt weiter zu den nachfolgenden Lastknotenpunkten geleitet wird. Nur so lassen sich Überlastungen einzelner Leitungsabschnitte oder einzelner Lastknotenpunkte vermeiden.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein eingangs genanntes Bordnetz bereitzustellen, bei dem einfache Verbindungskabel eingesetzt werden können und ein effizientes Strommanagement möglich ist.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Bordnetz für die Versorgung von elektrischen Lasten in einem Fahrzeug mit Strom umfassend
- - eine zentrale Steuereinheit,
- - die mit einer elektrischen Stromquelle verbindbar ist und
- - die mindestens zwei Stromausgänge aufweist,
- - mindestens zwei Leitungsstränge als Hauptleitungsstränge,
die jeweils elektrisch mit einem der Stromausgänge der zentralen Steuereinheit verbunden sind, - - mindestens einen Lastknotenpunkt je Hauptleitungsstrang,
der zumindest eine elektrische Last steuert
der zwei Stromanschlüssen aufweist, die jeweils sowohl als Stromeingang als auch als Stromausgang schaltbar sind, und
der eine Stromsteuereinheit aufweist,
die den von der jeweiligen Last aufgenommenen Strom und den Strom an als Stromausgang geschalteten Stromanschlüssen erfaßt und
mittels der die Stromanschlüsse umschaltbar oder abschaltbar sind, - - ein Kommunikationsnetz,
das sämtliche Lastknotenpunkte zumindest mit der zentralen Steuereinheit verbindet, - - die Lastknotenpunkte jeweils eines Leitungsstranges seriell miteinander verbunden sind, indem jeweils ein Stromanschluß eines Lastknotenpunktes zweier miteinander verbundener Lastknotenpunkte elektrisch mit einem Stromanschluß des jeweilig anderen Lastknotenpunktes verbunden ist und indem ,der Stromanschluß eines Lastknotenpunkts des jeweiligen Leitungsstrangs mit einem der Stromausgänge der zentralen Steuereinheit elektrisch verbunden ist,
- - jeweils der am weitesten von der zentralen Steuereinheit entfernt angeordnete Lastknotenpunkt eines Leitungsstranges als Endknotenpunkt fungiert und mit mindestens einem Endknotenpunkt eines weiteren Leitungsstranges leitungsmäßig verbunden ist und
- - im Normalbetrieb diejenigen Stromanschlüsse der Endknotenpunkte, mittels derer jeweils ein Endknotenpunkt mit einem anderen Endknotenpunkt verbunden ist, als Stromeingang geschaltet oder abgeschaltet sind,
- Das Bordnetz weist mindestens zwei Hauptleitungsstränge auf, die zwar miteinander verbunden sind, wobei die Verbindung im Normalbetrieb jedoch abgeschaltet ist. Somit lässt sich für jeden Lastknotenpunkt eines Leitungsstrangs die maximale Stromaufnahme der nachfolgenden Lastknotenpunkte feststellen. Durch Vergleich der tatsächlichen Stromaufnahme mit der maximal zu erwartenden Stromaufnahme kann festgestellt werden, ob ein Kurzschluß in einem der nachfolgenden Leitungsabschnitte oder Lastknotenpunkte entstanden ist. Ferner kann bei Unterschreiten eines Grenzwertes davon ausgegangen werden, daß eine nachfolgende Leitung unterbrochen ist.
- Somit kann unter Verwendung einfacher herkömmlicher Verbindungskabel ein Bordnetz geschaffen werden, bei dem Fehler in Form von Unterbrechungen oder Kurzschlüssen erkannt werden. Ferner lässt sich aufgrund der Verbindung der Endknotenpunkte miteinander diese Verbindung für eine Stromversorgung nutzen, wenn in einem ersten Leitungsstrang eine Stromverbindung fehlerhaft ist und die nachfolgenden Lastknotenpunkte in diesem Leitungsstrang nicht mehr mit Strom versorgt werden können, in dem, die Verbindung zwischen den Endknotenpunkten für die Stromversorgung genutzt wird.
- Bei einem Fehler in einem Leitungsstrang kann der Leitungsstrang ab der fehlerhaften Stelle dadurch abgeschaltet werden, daß derjenige Stromanschluß des letzten versorgten Lastknotenpunktes, der mit dem fehlerhaften elektrischen Verbindungskabel oder dem fehlerhaften Lastknotenpunkt verbunden ist, als Stromeingang umgeschaltet oder abgeschaltet wird.
- Vorzugsweise sind sämtliche Stromanschlüsse aller Lastknotenpunkte stets als Stromeingang geschaltet und derart umschaltbar, das sie sowohl als Stromeingang als auch als Stromausgang fungieren können. Somit lässt sich ein zunächst nicht versorgter Lastknotenpunkt an einem der beiden Stromanschlüsse mit einer Stromquelle verbinden, so daß der Lastknotenpunkt mit Strom versorgt ist und eine erste Kommunikation zwischen der zentralen Steuereinheit und dem Lastknotenpunkt stattfinden kann. Sofern der Lastknotenpunkt daraufhin zur Versorgung eines weiteren seriell geschalteten Lastknotenpunktes dienen soll, kann einer der Stromanschlüsse als Stromausgang umgeschaltet werden, wobei dieser mit dem zu verbindenden Lastknotenpunkt in elektrischer Verbindung steht.
- Um eine möglichst hohe Redundanz zu gewährleisten, sind sämtliche Endknotenpunkte einen Ring bildend miteinander verbunden. Somit kann, im Fall das mehr als zwei Hauptleitungsstränge vorhanden sind, ein defekter Leitungsstrang von allen übrigen Hauptleitungssträngen versorgt werden.
- Komplexe Netzwerke können dadurch aufgebaut werden, daß in der Stromleitung zwischen zwei Lastknotenpunkten oder zwischen einem Lastknotenpunkt und der zentralen Steuereinheit eine Abzweigung zu einer Stromleitung eines weiteren Leitungsstranges als Nebenleitungsstrang vorgesehen ist, wobei der Nebenleitungsstrang mindestens einen Lastknotenpunkt aufweist, wobei der am weitesten von der zentralen Steuereinheit entfernt angeordnete Lastknotenpunkt des Nebenleistungsstrangs als Endknotenpunkt fungiert, der mit zumindest einem anderen Endknotenpunkt verbunden ist.
- Die Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren für die Versorgung von elektrischen Lasten in einem Fahrzeug mit Strom mittels eines voranbeschriebenen Bordnetzes gelöst, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst:
- 1. Ermitteln, ob ein Lastknotenpunkt nicht mit Strom versorgt wird,
- 2. Feststellen, ob Lastknotenpunkte des fehlerhaften Leitungsstranges mit Strom versorgt werden,
- 3. wenn Lastknotenpunkte des fehlerhaften Leitungsstranges
mit Strom versorgt werden,
- - Ermitteln des am weitesten von der zentralen Steuereinheit entfernten mit Strom versorgten Lastknotenpunkts, der als neuer Endknotenpunkt fungiert,
- 4. Auswählen eines anderen Leitungsstranges, dessen Endknotenpunkt mit dem am weitesten von der zentralen Steuereinheit entfernten nicht mit Strom versorgten Lastknotenpunkt (letzter nicht versorgter Lastknotenpunkt) des fehlerhaften Leitungsstranges verbunden ist,
- 5. Umschalten desjenigen Stromanschlusses des Endknotenpunktes des ausgewählten anderen Leitungsstranges als Stromausgang, der mit dem letzten nicht versorgten Lastknotenpunkt verbunden ist,
- 6. Bestimmen des letzten nicht versorgten Lastknotenpunkts als neuen Endknotenpunkt des ausgewählten anderen Leitungsstranges, und
- 7. wenn der neue Endknotenpunkt des ausgewählten anderen
Leitungsstranges mit einem weiteren nicht mit Strom
versorgten Lastknotenpunkt des fehlerhaften Leitungsstranges
verbunden ist,
- - Fortfahren mit den Verfahrensschritten ab Verfahrensschritt 5.
- Bei diesem Verfahren wird zunächst festgestellt, an welcher Stelle ein Leitungsstrang fehlerhaft ist. Wenn ein Lastknotenpunkt des fehlerhaften Leitungsstrangs noch mit Strom versorgt ist, fungiert dieser als Endknotenpunkt, wobei derjenige Stromanschluß, der mit der Fehlerstelle verbunden ist, abgeschaltet oder als Stromeingang geschaltet wird. Daraufhin wird von einem weiteren Leitungsstrang ein Endknotenpunkt ausgewählt, der mit dem fehlerhaften Leitungsstrang verbunden ist. Der bis dahin nicht genutzte Verbindungsabschnitt zwischen den ursprünglichen beiden Endknotenpunkten wird dadurch freigeschaltet, daß derjenige Stromanschluß des Endknotenpunktes des ausgewählten anderen Leitungsstrangs als Stromausgang umgeschaltet wird, der mit dem fehlerhaften Leitungsstrangs verbunden ist. Nachdem der ursprüngliche Endknotenpunkt des fehlerhaften Leitungsbaums wieder mit Strom versorgt ist, wird dieser als neuer Endknotenpunkt des ausgewählten anderen Leitungsstrangs bestimmt. Sofern weitere nicht mit Strom versorgte Lastknotenpunkte des fehlerhaften Leitungsstrangs vorliegen, wiederholt sich dieses Verfahren.
- Um sicherzustellen, daß der ausgewählte andere Leitungsstrang nicht mit einer schadhaften Stelle des fehlerhaften Leitungsbaums verbunden wird, insbesondere wenn es sich bei dem Fehler um einen Kurzschluß handelt, ist vorgesehen, daß nach dem Umschalten des Stromanschlusses folgender Verfahrensschritt vorgesehen ist:
- - Überprüfen, ob der letzte nicht versorgte Lastknotenpunkt funktionstüchtig ist, und
- - wenn der letzte nicht versorgte Lastknotenpunkt nicht funktionstüchtig ist, Umschalten des Stromanschlusses als Stromausgang oder Abschalten des Stromanschlusses sowie Beenden des Verfahrens.
- Ein Strommanagement kann dadurch gewährleistet werden, daß in der zentralen Steuereinheit die maximalen Stromaufnahmen der einzelnen Lasten gespeichert werden, daß die zentrale Steuereinheit über das Kommunikationsnetz jedem Lastknotenpunkt mitteilt, wie groß die maximale Stromaufnahme der in Stromrichtung hinter dem jeweiligen Lastknotenpunkt angeordneten Lasten in demselben Leitungsstrang ist, wobei dieser Wert als oberer Grenzwert in dem jeweiligen Lastknotenpunkt gespeichert wird, daß die Lastknotenpunkte den Strom an ihren als Stromausgang geschalteten Stromanschlüssen erfassen und jeweils mit dem gespeicherten oberen Grenzwert vergleichen und daß bei Überschreitung des oberen Grenzwertes der jeweilige Lastknotenpunkt seinen als Stromausgang geschalteten Stromanschluß als Stromeingang umschaltet oder diesen abschaltet.
- Somit kann ein Kurzschluß von jedem Lastknotenpunkt festgestellt werden. Sobald ein Kurzschluß festgestellt wurde, wird zum Schutz der noch funktionsfähigen Lastknotenpunkte der fehlerhafte Teil des Leitungsstrangs abgeschaltet.
- Um auch bei Unterbrechungen von Leitungen sicherzustellen, daß die noch versorgten Lastknotenpunkte nicht mit der fehlerhaften Stelle verbunden sind und um somit die Gefahr zukünftiger Kurzschlüsse zu vermeiden, kann vorgesehen sein, daß in jedem Lastknotenpunkt ein unterer Grenzwert für den Strom an den als Stromausgang geschalteten Stromanschlüssen gespeichert wird und daß bei Unterschreiten des unteren Grenzwertes der jeweilige Lastknotenpunkt seinen als Stromausgang geschalteten Stromanschluß als Stromeingang umschaltet oder diesen abschaltet.
- Ein Kurzschluß in einer Last, die von einem Lastknotenpunkt gesteuert wird, wird dadurch ermittelt, daß in den Lastknotenpunkten ein Maximalwert für die maximale Stromaufnahme der jeweiligen Last gespeichert wird und daß die Lastknotenpunkte den Strom zu der jeweiligen Last erfassen und mit dem gespeicherten Maximalwert vergleichen und daß bei Überschreiten des gespeicherten Maximalwerts der jeweilige Lastknotenpunkt seine Last abschaltet.
- Entsprechend kann bei einer Unterbrechung einer Zuleitung zwischen einem Lastknotenpunkt und einer elektrischen Last die elektrische Last vorsorglich dadurch abgeschaltet werden, daß in den Lastenknotenpunkten jeweils ein Minimalwert für die minimale Stromaufnahme der jeweiligen Last gespeichert wird, daß die Lastknotenpunkte den Strom zu der jeweiligen Last erfassen und mit dem gespeicherten Minimalwert vergleichen und daß bei Unterschreiten des gespeicherten Minimalwerts der jeweilige Lastknotenpunkt seine Last abschaltet.
- Sobald ein Fehler wie vorangehend erläutert festgestellt wurde, kann ein Verfahren nach den Ansprüchen 5 oder 6 angeschlossen werden, um möglichst viele Lastknotenpunkte mit Strom zu versorgen. Hierzu ist vorgesehen, daß sich nach Umschalten oder Abschalten des Stromanschlusses als Stromausgang ein Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6 anschließt, und daß daraufhin die zentrale Steuereinheit über das Kommunikationsnetz jedem Lastknotenpunkt mitteilt, wie groß die veränderte maximale Stromaufnahme der in Stromrichtung hinter dem jeweiligen Lastknotenpunkt angeordneten Lasten in demselben Leitungsstrang ist, wobei dieser Wert als oberer Grenzwert in dem jeweiligen Lastknotenpunkt gespeichert wird.
- Ein Leistungsmanagement kann dadurch stattfinden, daß die zentrale Steuereinheit ausgewählten Lastknotenpunkten zur Versorgung von Lasten, deren Priorität bezogen auf die Sicherheit des Fahrzeuges gering ist, ein Signal zum Abschalten der jeweiligen Last sendet. Somit kann insbesondere dann, wenn fehlerhafte Leitungsstränge von weiteren Leitungssträngen mit Strom versorgt werden, eine Überlastung einzelner Verbindungsabschnitte oder Lastknotenpunkte vermieden werden.
- Bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele werden im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.
- Hierin zeigt
- Fig. 1 ein Bordnetz mit vier Leitungssträngen im Normalbetrieb;
- Fig. 2 das Bordnetz gemäß Fig. 1, wobei in einem Leitungsstrang eine Stromleitung unterbrochen ist;
- Fig. 3 das Bordnetz gemäß Fig. 2, wobei ein nicht versorgter Lastknotenpunkt des fehlerhaften Leitungsstrangs von einem anderen Leitungsstrang versorgt ist;
- Fig. 4 das Bordnetz gemäß Fig. 2, wobei sämtliche hinter der Fehlerstelle liegenden Lastknotenpunkte des fehlerhaften Leitungsstrangs von einem anderen Leitungsstrang versorgt sind;
- Fig. 5 das Bordnetz gemäß Fig. 4, wobei eine weitere Stromleitung unterbrochen ist;
- Fig. 6 das Bordnetz gemäß Fig. 1, wobei ein Lastknotenpunkt ausgefallen ist;
- Fig. 7 ein Bordnetz gemäß Fig. 1, wobei ein Leitungsstrang um einen Nebenleitungsstrang erweitert ist;
- Fig. 8 eine erste Ausführungsform eines Stromanschlusses mit Transistor und
- Fig. 9 eine zweite Ausführungsform eines Stromanschlusses eines Lastknotenpunkts mit Relais.
- Das Bordnetz gemäß Fig. 1 ist im Normalbetrieb, d. h. im fehlerfreien Arbeitszustand, dargestellt. Es umfaßt eine zentrale Steuereinheit 1, die mit einer elektrischen Stromquelle, die hier nicht dargestellt ist, verbindbar ist. Die zentrale Steuereinheit 1 kann z. B. einen Sicherungskasten des Fahrzeugs umfassen, bzw. diesem zugeordnet sein. Die elektrische Stromquelle wird in der Regel durch einen Generator oder eine Batterie dargestellt sein. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist die zentrale Steuereinheit 1 einen ersten Stromausgang 2 zum Versorgen eines ersten Leitungsstrangs 3, einen zweiten Stromausgang 4 zum Versorgen eines zweiten Leitungsstrangs 5, einen dritten Stromausgang 6 zum Versorgen eines dritten Leitungsstrangs 7, sowie einen vierten Stromausgang 8 zum Versorgen eines vierten Leitungsstrangs 9 auf. Sämtliche Leitungsstränge 3, 5, 7, 9 fungieren als Hauptleitungsstränge, die direkt mit der zentralen Steuereinheit 1 verbunden sind. Die Leitungsstränge 3, 5, 7, 9 weisen jeweils einen ersten Lastknotenpunkt 10, 11, 12, 13, einen zweiten Lastknotenpunkt 14, 15, 16, 17 sowie einen dritten Lastknotenpunkt 18, 19, 20, 21 auf. Die Lastknotenpunkte 10 bis 21 dienen jeweils zur Versorgung und zur Steuerung einer elektrischen Last des Fahrzeugs, die hier nicht dargestellt ist. Hierbei kann es sich beispielsweise um die Lichtanlage, den Starter, das Motormanagement oder andere elektrische Lasten handeln.
- Die Lastknotenpunkte 10 bis 21 jeweils eines Leitungsstrangs 3, 5, 7, 9 sind seriell miteinander verschaltet. Der erste Lastknotenpunkt 10 des ersten Leitungsstrangs 3 weist hierzu einen ersten Stromanschluß 22 und einen zweiten Stromanschluß 23 auf. Mittels einer Stromleitung 24 ist der erste Stromanschluß 22 des ersten Lastknotenpunkts 10 mit dem ersten Stromausgang 2 der zentralen Stromeinheit 1 verbunden. Der erste Stromanschluß 22 des ersten Lastknotenpunkts 10 ist hierbei als Stromeingang geschaltet, so daß ein Strom in Richtung des in Fig. 1 dargestellten Pfeils fließen kann. Der zweite Stromanschluß 23 des ersten Lastenknotenpunkts 10 ist über eine weitere Stromleitung 25 mit einem ersten Stromanschluß 26 des zweiten Lastknotenpunkts 14 des ersten Leitungsstrangs 3 verbunden. Hierbei ist der zweite Stromanschluß 23 des ersten Lastknotenpunkts 10 als Stromausgang und der erste Stromanschluß 26 des zweiten Lastknotenpunkts 14 als Stromeingang geschaltet, so daß ein Strom in Richtung des dargestellten Pfeils fließen kann. Sämtliche übrigen Lastknotenpunkte 11 bis 21 sind entsprechend dem ersten Lastknotenpunkt 10 aufgebaut und mit den Lastknotenpunkten 10 bis 21 des jeweiligen Leitungsstrangs seriell verbunden. Im Normalbetrieb fließt Strom in den Stromleitungen wie jeweils mit einem Pfeil gekennzeichnet.
- Die dritten Lastknotenpunkte 18, 19, 20, 21 fungieren als Endknotenpunkte. Dies wird anhand des dritten Lastknotenpunkts 18 des ersten Leitungsstrangs 3 näher erläutert. Der erste Stromanschluß 28 des dritten Lastknotenpunkts 18 ist über eine Stromleitung 30 mit dem zweiten Stromanschluß 27 des zweiten Lastknotenpunkts 14 verbunden. Hierbei ist wie vorangehend erläutert der erste Stromanschluß 28 des dritten Lastknotenpunkts 18 als Stromeingang und der zweite Stromanschluß 27 des zweiten Lastknotenpunkts 14 als Stromausgang geschaltet. Damit der dritte Lastknotenpunkt 18 als Endknotenpunkt fungieren kann, ist sein zweiter Stromanschluß 29 nicht als Stromausgang geschaltet. Der zweite Stromanschluß 29 ist bei der in Fig. 1 dargestellten Situation vollständig abgeschaltet, kann jedoch auch als Stromeingang geschaltet sein, wie nachfolgend noch beschrieben wird. Die übrigen dritten Lastknotenpunkte 19, 20, 21 sind entsprechend geschaltet.
- Sämtliche Lastknotenpunkte 10 bis 21 sind über ein Kommunikationsnetz 40 mit der zentralen Steuereinheit 1 verbunden, um Informationen mit der zentralen Steuereinheit 1 auch untereinander austauschen zu können.
- Zusätzlich sind sämtliche dritte Lastknotenpunkte 18, 19, 20, 21, die wie vorangehend beschrieben als Endknotenpunkte dienen, über Stromleitungen 31, 32, 33, 34 miteinander verbunden, wobei die Stromleitungen 31, 32, 33, 34 jeweils mit dem zweiten Stromanschluß der dritten Lastknotenpunkte 18, 19, 20, 21, die jeweils abgeschaltet sind, in Verbindung stehen, so daß kein Strom in den Stromleitungen 31, 32, 33, 34 fließt, sofern das Bordnetz im Normalbetrieb arbeitet.
- Fig. 2 zeigt das Bordnetz gemäß Fig. 1, wobei im ersten Leitungsstrang 3 ein Fehler aufgetreten ist. Zwischen dem ersten Lastknotenpunkt 10 und dem zweiten Lastknotenpunkt 14 des ersten Leitungsstrangs 3 ist die elektrische Verbindung unterbrochen. Somit sind der zweite Lastknotenpunkt 14 und der dritte Lastknotenpunkt 18 nicht mehr mit Strom versorgt.
- Ein solcher Fehler ist denkbar, wenn die Stromleitung zwischen den beiden Lastknotenpunkten 10, 14 gebrochen ist. Um in einem solchen Fall einen Kurzschluß zu vermeiden, der später an der Fehlerstelle auftreten kann, kann vorgesehen sein, daß der erste Lastknotenpunkt 10 seinen zweiten Stromanschluß 23 abschaltet. Hierbei kann der Lastknotenpunkt 10 mittels einer ihm zugeordneten Stromsteuereinheit selbst den Stromfluß an seinem zweiten Stromanschluß 23 überprüfen und bei einer Unterschreitung eines unteren Grenzwertes den zweiten Stromanschluß 23 umschalten oder abschalten. Ebenso ist es denkbar, daß der erste Lastknotenpunkt 10 in einem solchen Fall zunächst über das Kommunikationsnetz 40 eine Meldung an die zentrale Steuereinheit 1 sendet, die dann entscheidet, ob der zweite Stromanschluß 23 des ersten Lastknotenpunkts 10 abgeschaltet werden soll oder nicht und gegebenenfalls ein entsprechendes Signal zurücksendet. Der erste Lastknotenpunkt 10 des ersten Leitungsstrangs 3 ist somit der letzte versorgte Lastknotenpunkt des ersten Leitungsstrangs 3 und fungiert somit als Endknotenpunkt.
- Zur Versorgung der von der zentralen Steuereinheit 1 aus betrachtet hinter der Fehlerstelle liegenden Lastknotenpunkte 14, 18 mit Strom, wird beispielsweise der zweite Leitungsstrang 5 ausgewählt, dessen dritter Lastknotenpunkt 19, der als Endknotenpunkt fungiert, dazu mit den im ersten Leitungsstrang 3 liegenden zweiten Lastknotenpunkt 14 und dritten Lastknotenpunkt 18 verbunden wird. Der zweite Stromanschluß 35 des dritten Lastknotenpunkts 19 des zweiten Leitungsstrangs 5 wird hierzu als Stromausgang umgeschaltet, so daß Strom zwischen dem zweiten Stromanschluß 35 des dritten Lastknotenpunkts 19 des zweiten Leitungsstrangs 5 und dem zweiten Stromanschluß 29 des dritten Lastknotenpunkts 18 des ersten Leitungsstrangs 3 fließen kann. Hierzu muß jedoch auch der zweite Stromanschluß 29 des dritten Lastknotenpunkts 18 als Stromeingang geschaltet sein. Um dies gewährleisten zu können, kann vorgesehen sein, daß sämtliche Stromanschlüsse eines Lastknotenpunkts 10 bis 21 automatisch als Stromeingang geschaltet werden, sobald die Lastknotenpunkte 10 bis 21 nicht mit Strom versorgt sind. Ferner können die Stromanschlüsse jeweils so geschaltet sein, daß sie stets als Stromeingang fungieren können und derart umschaltbar sind, daß sie sowohl als Stromeingang als auch als Stromausgang fungieren. Wenn die Lastknotenpunkte 10 bis 21 nicht mit Strom versorgt sind, müssen die Stromanschlüsse lediglich eine Stromzufuhr gewährleisten können, die es erlaubt, eine Kommunikation über das Kommunikationsnetz 40 mit den Lastknotenpunkten 10 bis 21 aufnehmen zu können.
- Wie in Fig. 3 dargestellt ist daraufhin zunächst ein Stromfluß ausgehend von der zentralen Steuereinheit 1 über die Lastknotenpunkte 11, 15, 19 des zweiten Leitungsstrangs 5 über die Stromleitung 31 zum dritten Lastknotenpunkt 18 des ersten Leitungsstrangs 3 gewährleistet. Der dritte Lastknotenpunkt 18 des ersten Leitungsstrangs 3 fungiert somit als neuer Endknotenpunkt des zweiten Leitungsstrangs 5.
- Danach wird diese Verfahrensweise wiederholt, bis auch der zweite Lastknotenpunkt 14 des ersten Leitungsstrangs 3 vom zweiten Leitungsstrang 5 mit Strom versorgt ist und als Endknotenpunkt des zweiten Leitungsstrangs 5 fungiert, wie in Fig. 4 dargestellt.
- Fig. 5 zeigt ein weiteres Szenario eines Fehlers. Das Bordnetz gemäß Fig. 4 weist hierbei eine weitere Fehlerstelle zwischen dem ersten Lastknotenpunkt 11 und dem zweiten Lastknotenpunkt 15 des zweiten Leitungsstrangs 5 auf. Somit wären jeweils die zweiten Lastknotenpunkte 14, 15 und die dritten Lastknotenpunkte 18, 19 des ersten Leitungsstrangs 3 bzw. des zweiten Leitungsstrangs 5 nicht mit Strom versorgt. Nach einem Verfahren, das gemäß dem oben beschriebenen Verfahren abläuft, übernimmt der dritte Leitungsstrang 7 die Versorgung der nicht mit Strom versorgten Lastknotenpunkte 14, 15, 18, 19, so daß wieder sämtliche Lastknotenpunkte 10 bis 21 mit Strom versorgt sind.
- Fig. 6 zeigt das Bordnetz gemäß Fig. 1, wobei der zweite Lastknotenpunkt 14 des ersten Leitungsstrangs 3 ausgefallen ist. Dies kann z. B. durch einen Kurzschluß hervorgerufen worden sein. Es ist steuerungsmäßig vorgesehen, daß jedem Lastknotenpunkt 10 bis 21 ein maximaler Grenzwert übermittelt wird, der der maximalen Stromaufnahme der nachfolgenden Lastknotenpunkte desselben Leitungsstrangs entspricht. Im vorliegenden Fall wurde somit im ersten Lastknotenpunkt 10 ein maximaler Grenzwert gespeichert, der der maximal zulässigen Stromaufnahme der nachfolgenden Lastknotenpunkte 14, 18 entspricht. In dem Fall, daß im Lastknotenpunkt 14 ein Kurzschluß aufgetreten ist, wird dieser Grenzwert überschritten. Der Lastknotenpunkt 10 überprüft dies an seinem als Stromausgang geschalteten zweiten Stromanschluß 23 und vergleicht die aktuelle Stromaufnahme an diesem mit dem von ihm gespeicherten oberen Grenzwert. Da dieser durch den Kurzschluß überschritten wird, schaltet der erste Lastknotenpunkt 10 seinen zweiten Stromanschluß 23 als Stromeingang um oder schaltet ihn vollständig ab. Ebenso ist denkbar, daß der erste Lastknotenpunkt 10 eine Fehlermeldung an die zentrale Steuereinheit 1 sendet, die dann wiederum einen Befehl an den ersten Lastknotenpunkt 10 sendet, den zweiten Stromanschluß 23 ab- oder umzuschalten.
- Nach dem Ab- oder Umschalten des zweiten Stromanschlusses 23 des ersten Lastknotenpunkts 10 sind der zweite Lastknotenpunkt 14 und der dritte Lastknotenpunkt 18 nicht mehr mit Strom versorgt. Daraufhin wird der dritte Lastknotenpunkt 18 des ersteh Leitungsstrangs 3 über den zweiten Leitungsstrang 5 mit Strom versorgt. Im weiteren Versuch, den zweiten Lastknotenpunkt 14 über den dritten Lastknotenpunkt 18 mit Strom zu versorgen würde wieder ein Kurzschluß entstehen. Um dies zu vermeiden, wird zunächst kurz überprüft, ob der zweite Lastknotenpunkt 14 funktionstüchtig ist. Sobald ein überhöhter Strom gemessen wird, muß davon ausgegangen werden, daß dieser Lastknotenpunkt nicht mehr mit Strom versorgt werden kann, so daß der dritte Lastknotenpunkt 18 als Endknotenpunkt des zweiten Leitungsstrangs 5 dient und der defekte Lastknotenpunkt 14 abgeschaltet bleibt.
- Fig. 7 zeigt ein Bordnetz gemäß Fig. 1, wobei ein fünfter Leitungsstrang 36 vorgesehen ist. Der fünfte Leitungsstrang 36 weist einen ersten Lastknotenpunkt 37 und einen zweiten Lastknotenpunkt 38 auf, die seriell geschaltet sind. Der erste Lastknotenpunkt 37 ist über eine Stromleitung 39 mit der Stromleitung 25 zwischen dem ersten Lastknotenpunkt 10 und dem zweiten Lastknotenpunkt 14 des ersten Leitungsstrangs 3 verbunden. Der zweite Lastknotenpunkt 38 des fünften Leitungsstrangs 36 dient als Endknotenpunkt und ist mit der Stromleitung 34 zwischen dem dritten Lastknotenpunkt 18 des ersten Leitungsstrangs und dem dritten Lastknotenpunkt 21 des vierten Leitungsstrang 9 verbunden.
- In dieser Art können mehrere Nebenleitungsstränge vorgesehen werden, so daß eine hohe Komplexität des Bordnetzes erzielbar ist und eine hohe Redundanz zur Versorgung aller Lastknotenpunkte gewährleistet ist.
- Ferner kann das Bordnetz so aufgebaut sein, daß ein Lastknotenpunkt als zentrale Steuereinheit für ein oder mehrere Unterleitungsbäume dient.
- Fig. 8 zeigt das Schaltbild einer ersten Ausführung für einen Stromanschluß 41 eines beliebigen Lastknotenpunktes. Der Stromanschluß umfasst einen selbstsperrenden MOSFET 42 (selbstsperrender Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekt-Transistor) sowie eine Diode 43.
- Der Source-Anschluß 44 des MOSFET 42 ist mit einer externen Stromleitung 45 verbunden. Die externe Stromleitung 45 kann z. B. zu einem weiteren Lastknotenpunkt oder zu einer zentralen Steuereinheit wie vorangehend beschrieben führen. Der Drain- Anschluß 46 des MOSFET 42 ist mit einer internen Stromleitung 47 verbunden und führt zu einer Kommunikationseinheit des Lastknotenpunkts, mittels der eine Kommunikation zwischen dem Lastknotenpunkt und der zentralen Steuereinheit hergestellt werden kann. Ferner führt die interne Stromleitung 47 zu einer Stromsteuereinheit, welche zum einen eine elektrische Last des Fahrzeugs steuert sowie zum anderen den Stromanschluß 41 umschalten kann.
- Da es sich um einen selbstsperrenden MOSFET 42 handelt, ist zwischen dem Source-Anschluß 44 und Drain-Anschluß 46 kein Stromfluß möglich, solange keine Spannung am Gate-Anschluß 48 des MOSFET 42 anliegt. Somit ist gewährleistet, daß der Stromanschluß 41 grundsätzlich abgeschaltet ist. Um jedoch eine vorsorgliche Stromversorgung des Lastknotenpunktes zu gewährleisten, wenn dieser nicht mit Strom versorgt ist, ist die Diode 43 parallel zum MOSFET 42 zwischen dem Source-Anschluß 44 und dem Drain-Anschluß 46 geschaltet und weist eine Durchlassrichtung vom Source-Anschluß 44 zum Drain-Anschluß 46 auf. Somit kann zur vorsorglichen Stromversorgung des Lastknotenpunktes ein Strom an den Source-Anschluß 44 angelegt werden, der zumindest mit einem geringfügigen Teil durch die Diode 43 geleitet wird, um die Kommunikationseinheit und Stromsteuereinheit des Lastknotenpunktes zunächst mit Strom zu versorgen.
- Daraufhin kann der Lastknotenpunkt mit der zentralen Steuereinheit kommunizieren und gegebenenfalls eine Spannung an den Gate-Anschluß 48 anlegen, um eine endgültige Stromversorgung auch der Last des Lastknotenpunktes zu gewährleisten. Bei einem Stromausfall oder nach Abschalten des Lastknotenpunktes ist somit immer eine vorsorgliche Stromversorgung der Kommunikationseinheit und der Stromsteuereinheit gewährleistet.
- Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Stromanschlusses 49 eines Lastknotenpunkts, welcher ein Relais 50 und eine Diode 51 umfasst. Das Relais 50 schaltet einen Schalter 57, der einen ersten Anschluß 52 aufweist über den der Schalter 57 mit einer externen Stromleitung 53 verbunden ist, die wie bei der Ausführung des Stromanschlusses gemäß Fig. 8 beschrieben, mit einem weiterem Lastknotenpunkt oder einer zentralen Steuereinheit verbunden sein kann. Ferner weist der Schalter 57 einen zweiten Anschluß 54 auf, über den der Schalter 57 mit einer internen Stromleitung 55 zur Versorgung einer Kommunikationseinheit, einer Stromsteuereinheit sowie einer elektrischen Last verbunden ist. Das Relais 50 ist über einen dritten Anschluß 56 betätigbar. Das Relais 50 ist derart ausgeführt, daß im Fall, daß am dritten Anschluß 56 keine Spannung anliegt, der Schalter 57 geöffnet ist. Erst wenn eine Spannung an den dritten Anschluß 56 angelegt wird, wird der Schalter 57 geschlossen. Die Funktionsweise entspricht somit der des Stromanschlusses gemäß Fig. 8. Bezugszeichenliste 1 zentrale Steuereinheit
2 erster Stromausgang
3 erster Leitungsstrang
4 zweiter Stromausgang
5 zweiter Leitungsstrang
6 dritter Stromausgang
7 dritter Leitungsstrang
8 vierter Stromausgang
9 vierter Leitungsstrang
10 erster Lastknotenpunkt
11 erster Lastknotenpunkt
12 erster Lastknotenpunkt
13 erster Lastknotenpunkt
14 zweiter Lastknotenpunkt
15 zweiter Lastknotenpunkt
16 zweiter Lastknotenpunkt
17 zweiter Lastknotenpunkt
18 dritter Lastknotenpunkt
19 dritter Lastknotenpunkt
20 dritter Lastknotenpunkt
21 dritter Lastknotenpunkt
22 erster Stromanschluß
23 zweiter Stromanschluß
24 Stromleitung
25 Stromleitung
26 erster Stromanschluß
27 zweiter Stromanschluß
28 erster Stromanschluß
29 zweiter Stromanschluß
30 Stromleitung
31 Stromleitung
32 Stromleitung
33 Stromleitung
34 Stromleitung
35 zweiter Stromanschluß
36 fünfter Leitungsstrang
37 erster Lastknotenpunkt
38 zweiter Lastknotenpunkt
39 Stromleitung
40 Kommunikationsnetz
41 Stromanschluß
42 MOSFET
43 Diode
44 Source-Anschluß
45 externe Stromleitung
46 Drain-Anschluß
47 interne Stromleitung
48 Gate-Anschluß
49 Stromanschluß
50 Relais
51 Diode
52 erster Anschluß
53 externe Stromleitung
54 zweiter Anschluß
55 interne Stromleitung
56 dritter Anschluß
57 Schalter
Claims (12)
1. Bordnetz für die Versorgung von elektrischen Lasten in
einem Fahrzeug mit Strom umfassend
eine zentrale Steuereinheit (1),
die mit einer elektrischen Stromquelle verbindbar ist und
die mindestens zwei Stromausgänge (2, 4, 6, 8) aufweist,
mindestens zwei Leitungsstränge (3, 5, 7, 9) als Hauptleitungsstränge,
die jeweils elektrisch mit einem der Stromausgänge (2, 4, 6, 8) der zentralen Steuereinheit (1) verbunden sind,
mindestens einen Lastknotenpunkt (10 bis 21) je Haupt- Leitungsstrang,
der zumindest eine elektrische Last steuert,
der zwei Stromanschlüssen (22, 23, 26 bis 29, 35) aufweist, die jeweils sowohl als Stromeingang als auch als Stromausgang schaltbar sind, und
der eine Stromsteuereinheit aufweist,
die den von der jeweiligen Last aufgenommenen Strom und den Strom an als Stromausgang geschalteten Stromanschlüssen (22, 23, 26 bis 29, 35) erfaßt und
mittels der die Stromanschlüsse (22, 23, 26 bis 29, 35) umschaltbar oder abschaltbar sind,
ein Kommunikationsnetz (40),
das sämtliche Lastknotenpunkte (10 bis 21) zumindest mit der zentralen Steuereinheit (1) verbindet,
wobei
die Lastknotenpunkte (10 bis 21) jeweils eines Leitungsstranges (3, 5, 7, 9) seriell miteinander verbunden sind, indem jeweils ein Stromanschluß (22, 23, 26 bis 29, 35) eines Lastknotenpunktes (10 bis 21) zweier miteinander verbundener Lastknotenpunkte elektrisch mit einem Stromanschluß (22, 23, 26 bis 29, 35) des jeweilig anderen Lastknotenpunktes (10 bis 21) verbunden ist und indem der Stromanschluß (22) eines Lastknotenpunkts (10, 11, 12, 13) des jeweiligen Leitungsstrangs (3, 5, 7, 9) mit einem der Stromausgänge (2, 4, 6, 8) der zentralen Steuereinheit (1) elektrisch verbunden ist,
jeweils der am weitesten von der zentralen Steuereinheit (1) entfernt angeordnete Lastknotenpunkt (18, 19, 20, 21) eines Leitungsstranges (3, 5, 7, 9) als Endknotenpunkt (18, 19, 20, 21) fungiert und mit mindestens einem Endknotenpunkt (18, 19, 20, 21) eines weiteren Leitungsstranges (3, 5, 7, 9) leitungsmäßig verbunden ist und
im Normalbetrieb diejenigen Stromanschlüsse (29, 35) der Endknotenpunkte (18, 19, 20, 21), mittels derer jeweils ein Endknotenpunkt (18, 19, 20, 21) mit einem anderen Endknotenpunkt (18, 19, 20, 21) verbunden ist, als Stromeingang geschaltet oder abgeschaltet sind.
eine zentrale Steuereinheit (1),
die mit einer elektrischen Stromquelle verbindbar ist und
die mindestens zwei Stromausgänge (2, 4, 6, 8) aufweist,
mindestens zwei Leitungsstränge (3, 5, 7, 9) als Hauptleitungsstränge,
die jeweils elektrisch mit einem der Stromausgänge (2, 4, 6, 8) der zentralen Steuereinheit (1) verbunden sind,
mindestens einen Lastknotenpunkt (10 bis 21) je Haupt- Leitungsstrang,
der zumindest eine elektrische Last steuert,
der zwei Stromanschlüssen (22, 23, 26 bis 29, 35) aufweist, die jeweils sowohl als Stromeingang als auch als Stromausgang schaltbar sind, und
der eine Stromsteuereinheit aufweist,
die den von der jeweiligen Last aufgenommenen Strom und den Strom an als Stromausgang geschalteten Stromanschlüssen (22, 23, 26 bis 29, 35) erfaßt und
mittels der die Stromanschlüsse (22, 23, 26 bis 29, 35) umschaltbar oder abschaltbar sind,
ein Kommunikationsnetz (40),
das sämtliche Lastknotenpunkte (10 bis 21) zumindest mit der zentralen Steuereinheit (1) verbindet,
wobei
die Lastknotenpunkte (10 bis 21) jeweils eines Leitungsstranges (3, 5, 7, 9) seriell miteinander verbunden sind, indem jeweils ein Stromanschluß (22, 23, 26 bis 29, 35) eines Lastknotenpunktes (10 bis 21) zweier miteinander verbundener Lastknotenpunkte elektrisch mit einem Stromanschluß (22, 23, 26 bis 29, 35) des jeweilig anderen Lastknotenpunktes (10 bis 21) verbunden ist und indem der Stromanschluß (22) eines Lastknotenpunkts (10, 11, 12, 13) des jeweiligen Leitungsstrangs (3, 5, 7, 9) mit einem der Stromausgänge (2, 4, 6, 8) der zentralen Steuereinheit (1) elektrisch verbunden ist,
jeweils der am weitesten von der zentralen Steuereinheit (1) entfernt angeordnete Lastknotenpunkt (18, 19, 20, 21) eines Leitungsstranges (3, 5, 7, 9) als Endknotenpunkt (18, 19, 20, 21) fungiert und mit mindestens einem Endknotenpunkt (18, 19, 20, 21) eines weiteren Leitungsstranges (3, 5, 7, 9) leitungsmäßig verbunden ist und
im Normalbetrieb diejenigen Stromanschlüsse (29, 35) der Endknotenpunkte (18, 19, 20, 21), mittels derer jeweils ein Endknotenpunkt (18, 19, 20, 21) mit einem anderen Endknotenpunkt (18, 19, 20, 21) verbunden ist, als Stromeingang geschaltet oder abgeschaltet sind.
2. Bordnetz nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stromanschlüsse (22, 23, 26 bis 29, 35) aller
Lastknotenpunkte (10 bis 21) stets als Stromeingang
geschaltet sind und derart umschaltbar sind, daß sie sowohl
als Stromeingang als auch als Stromausgang fungieren.
3. Bordnetz nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß sämtliche Endknotenpunkte (18, 19, 20, 21) einen Ring
bildend miteinander verbunden sind.
4. Bordnetz nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Stromleitung (25) zwischen zwei
Lastknotenpunkten (10, 14) oder zwischen einem Lastknotenpunkt und der
zentralen Steuereinheit eine Abzweigung zu einer
Stromleitung (39) eines weiteren Leitungsstranges (36) als
Nebenleitungsstrang vorgesehen ist, wobei der
Nebenleitungsstrang mindestens einen Lastknotenpunkt (37, 38) aufweist,
wobei der am weitesten von der zentralen Steuereinheit (1)
entfernt angeordnete Lastknotenpunkt (38) des
Nebenleitungsstrangs als Endknotenpunkt fungiert, der mit
zumindest einem anderen Endknotenpunkt (18, 19, 20, 21)
verbunden ist.
5. Verfahren für die Versorgung von elektrischen Lasten in
einem Fahrzeug mit Strom mittels eines Bordnetzes gemäß
einem der Ansprüche 1 bis 4 gekennzeichnet durch die
Verfahrensschritte:
1. Ermitteln, ob ein Lastknotenpunkt (14, 18) nicht mit
Strom versorgt wird,
2. Feststellen, ob Lastknotenpunkte (10) des fehlerhaften
Leitungsstranges (3) mit Strom versorgt werden,
3. wenn Lastknotenpunkte (10) des fehlerhaften
Leitungsstranges (3) mit Strom versorgt werden,
Ermitteln des am weitesten von der zentralen
Steuereinheit (1) entfernten mit Strom versorgten
Lastknotenpunkts (10), der als neuer Endknotenpunkt
fungiert,
4. Auswählen eines anderen Leitungsstranges (5), dessen
Endknotenpunkt (19) mit dem am weitesten von der
zentralen Steuereinheit (1) entfernten nicht mit Strom
versorgten Lastknotenpunkt (18) (letzter nicht
versorgter Lastknotenpunkt) des fehlerhaften
Leitungsstranges (3) verbunden ist,
5. Umschalten desjenigen Stromanschlusses (35) des
Endknotenpunktes (19) des ausgewählten anderen
Leitungsstranges (5) als Stromausgang, der mit dem letzten
nicht versorgten Lastknotenpunkt (18) verbunden ist,
6. Bestimmen des letzten nicht versorgten
Lastknotenpunkts (18) als neuen Endknotenpunkt des ausgewählten
anderen Leitungsstranges (5), und
7. wenn der neue Endknotenpunkt (18) des ausgewählten
anderen Leitungsstranges (5) mit einem weiteren nicht
mit Strom versorgten Lastknotenpunkt (14) des
fehlerhaften Leitungsstranges (3) verbunden ist,
- Fortfahren mit den Verfahrensschritten ab
Verfahrensschritt 5.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß nach dem Umschalten des Stromanschlusses folgender
Verfahrensschritt vorgesehen ist:
- Überprüfen, ob der letzte nicht versorgte
Lastknotenpunkt (18) funktionstüchtig ist, und
- wenn der letzte nicht versorgte Lastknotenpunkt (18)
nicht funktionstüchtig ist, Umschalten des
Stromanschlusses (35) als Stromausgang oder Abschalten des
Stromanschlusses (35) sowie Beenden des Verfahrens.
7. Verfahren für die Versorgung von elektrischen Lasten in
einem Fahrzeug mit Strom mittels eines Bordnetzes gemäß
einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der zentralen Steuereinheit (1) die maximalen Stromaufnahmen der einzelnen Lasten gespeichert werden,
daß die zentrale Steuereinheit (1) über das Kommunikationsnetz (40) jedem Lastknotenpunkt (10 bis 21) mitteilt, wie groß die maximale Stromaufnahme der in Stromrichtung hinter dem jeweiligen Lastknotenpunkt angeordneten Lasten in demselben Leitungsstrang (3, 5, 7, 9) ist, wobei dieser Wert als oberer Grenzwert in dem jeweiligen Lastknotenpunkt (10 bis 21) gespeichert wird,
daß die Lastknotenpunkte (10 bis 21) den Strom an ihren als Stromausgang geschalteten Stromanschlüssen (22, 23, 26 bis 29, 35) erfassen und jeweils mit dem gespeicherten oberen Grenzwert vergleichen und
daß bei Überschreitung des oberen Grenzwertes der jeweilige Lastknotenpunkt seinen als Stromausgang geschalteten Stromanschluß (22, 23, 26 bis 29, 35) als Stromeingang umschaltet oder diesen abschaltet.
daß in der zentralen Steuereinheit (1) die maximalen Stromaufnahmen der einzelnen Lasten gespeichert werden,
daß die zentrale Steuereinheit (1) über das Kommunikationsnetz (40) jedem Lastknotenpunkt (10 bis 21) mitteilt, wie groß die maximale Stromaufnahme der in Stromrichtung hinter dem jeweiligen Lastknotenpunkt angeordneten Lasten in demselben Leitungsstrang (3, 5, 7, 9) ist, wobei dieser Wert als oberer Grenzwert in dem jeweiligen Lastknotenpunkt (10 bis 21) gespeichert wird,
daß die Lastknotenpunkte (10 bis 21) den Strom an ihren als Stromausgang geschalteten Stromanschlüssen (22, 23, 26 bis 29, 35) erfassen und jeweils mit dem gespeicherten oberen Grenzwert vergleichen und
daß bei Überschreitung des oberen Grenzwertes der jeweilige Lastknotenpunkt seinen als Stromausgang geschalteten Stromanschluß (22, 23, 26 bis 29, 35) als Stromeingang umschaltet oder diesen abschaltet.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß in jedem Lastknotenpunkt (10 bis 21) ein unterer
Grenzwert für den Strom an den als Stromausgang
geschalteten Stromanschlüssen gespeichert wird und
daß bei Unterschreiten des unteren Grenzwertes der
jeweilige Lastknotenpunkt (10 bis 21) seinen als Stromausgang
geschalteten Stromanschluß (22, 23, 26 bis 29, 35) als
Stromeingang umschaltet oder diesen abschaltet.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß in den Lastknotenpunkten (10 bis 21) ein Maximalwert für die maximale Stromaufnahme der jeweiligen Last gespeichert wird und
daß die Lastknotenpunkte (10 bis 21) den Strom zu der jeweiligen Last erfassen und mit dem gespeicherten Maximalwert vergleichen und
daß bei Überschreiten des gespeicherten Maximalwerts der jeweilige Lastknotenpunkt (10 bis 21) eine Last abschaltet.
daß in den Lastknotenpunkten (10 bis 21) ein Maximalwert für die maximale Stromaufnahme der jeweiligen Last gespeichert wird und
daß die Lastknotenpunkte (10 bis 21) den Strom zu der jeweiligen Last erfassen und mit dem gespeicherten Maximalwert vergleichen und
daß bei Überschreiten des gespeicherten Maximalwerts der jeweilige Lastknotenpunkt (10 bis 21) eine Last abschaltet.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß in den Lastenknotenpunkten (10 bis 21) jeweils ein Minimalwert für die minimale Stromaufnahme der jeweiligen Last gespeichert wird,
daß die Lastknotenpunkte (10 bis 21) den Strom zu der jeweiligen Last erfassen und mit dem gespeicherten Minimalwert vergleichen und
daß bei Unterschreiten des gespeicherten Minimalwerts der jeweilige Lastknotenpunkt (10 bis 21) seine Last abschaltet.
daß in den Lastenknotenpunkten (10 bis 21) jeweils ein Minimalwert für die minimale Stromaufnahme der jeweiligen Last gespeichert wird,
daß die Lastknotenpunkte (10 bis 21) den Strom zu der jeweiligen Last erfassen und mit dem gespeicherten Minimalwert vergleichen und
daß bei Unterschreiten des gespeicherten Minimalwerts der jeweilige Lastknotenpunkt (10 bis 21) seine Last abschaltet.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich nach Umschalten oder Abschalten des Stromanschlusses als Stromausgang ein Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6 anschließt, und
daß daraufhin die zentrale Steuereinheit (1) über das Kommunikationsnetz (40) jedem Lastknotenpunkt (10 bis 21) mitteilt, wie groß die veränderte maximale Stromaufnahme der in Stromrichtung hinter dem jeweiligen Lastknotenpunkt (10 bis 21) angeordneten Lasten in demselben Leitungsstrang (3, 5, 7, 9) ist, wobei dieser Wert als oberer Grenzwert in dem jeweiligen Lastknotenpunkt (10 bis 21) gespeichert wird.
daß sich nach Umschalten oder Abschalten des Stromanschlusses als Stromausgang ein Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6 anschließt, und
daß daraufhin die zentrale Steuereinheit (1) über das Kommunikationsnetz (40) jedem Lastknotenpunkt (10 bis 21) mitteilt, wie groß die veränderte maximale Stromaufnahme der in Stromrichtung hinter dem jeweiligen Lastknotenpunkt (10 bis 21) angeordneten Lasten in demselben Leitungsstrang (3, 5, 7, 9) ist, wobei dieser Wert als oberer Grenzwert in dem jeweiligen Lastknotenpunkt (10 bis 21) gespeichert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zentrale Steuereinheit (1) ausgewählten
Lastknotenpunkten (10 bis 21) zur Versorgung von Lasten, deren
Priorität bezogen auf die Sicherheit des Fahrzeuges gering
ist, ein Signal zum Abschalten der jeweiligen Last sendet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10213732A DE10213732B4 (de) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | Verfahren für die elektrische Versorgung von elektrischen Lasten in einem Fahrzeug |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10213732A DE10213732B4 (de) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | Verfahren für die elektrische Versorgung von elektrischen Lasten in einem Fahrzeug |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10213732A1 true DE10213732A1 (de) | 2003-10-23 |
DE10213732B4 DE10213732B4 (de) | 2005-02-03 |
Family
ID=28458411
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10213732A Expired - Fee Related DE10213732B4 (de) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | Verfahren für die elektrische Versorgung von elektrischen Lasten in einem Fahrzeug |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10213732B4 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005005236A1 (de) * | 2005-02-02 | 2006-08-10 | Universität Kassel | Fahrzeug mit einem Bordnetz und einer Mehrzahl von elektrischen Lasten |
DE102014213743A1 (de) * | 2014-07-15 | 2016-01-21 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Zonaler Kabelbaum für ein Fahrzeug |
EP3103670A1 (de) * | 2015-06-10 | 2016-12-14 | Rolls-Royce Corporation | Fehleridentifikation und -isolierung in einem elektrischen antriebssystem |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19716826A1 (de) * | 1997-04-22 | 1998-11-19 | Stn Atlas Elektronik Gmbh | Stromversorgungsnetz, insbesondere Schiffsbordnetz |
US5917249A (en) * | 1995-09-05 | 1999-06-29 | Hitachi, Ltd. | Apparatus for driving electrical loads provided at a vehicle |
DE19916452C2 (de) * | 1999-04-12 | 2001-10-25 | Rheinmetall Landsysteme Gmbh | Vorrichtung für einen Powerring |
-
2002
- 2002-03-26 DE DE10213732A patent/DE10213732B4/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5917249A (en) * | 1995-09-05 | 1999-06-29 | Hitachi, Ltd. | Apparatus for driving electrical loads provided at a vehicle |
DE19716826A1 (de) * | 1997-04-22 | 1998-11-19 | Stn Atlas Elektronik Gmbh | Stromversorgungsnetz, insbesondere Schiffsbordnetz |
DE19916452C2 (de) * | 1999-04-12 | 2001-10-25 | Rheinmetall Landsysteme Gmbh | Vorrichtung für einen Powerring |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005005236A1 (de) * | 2005-02-02 | 2006-08-10 | Universität Kassel | Fahrzeug mit einem Bordnetz und einer Mehrzahl von elektrischen Lasten |
DE102005005236B4 (de) * | 2005-02-02 | 2006-11-16 | Universität Kassel | Fahrzeug mit einem Bordnetz und einer Mehrzahl von elektrischen Lasten |
DE102014213743A1 (de) * | 2014-07-15 | 2016-01-21 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Zonaler Kabelbaum für ein Fahrzeug |
EP3103670A1 (de) * | 2015-06-10 | 2016-12-14 | Rolls-Royce Corporation | Fehleridentifikation und -isolierung in einem elektrischen antriebssystem |
KR20160145511A (ko) * | 2015-06-10 | 2016-12-20 | 롤스-로이스 코포레이션 | 전기 추진 시스템 내의 고장 식별 및 격리 |
US10243355B2 (en) | 2015-06-10 | 2019-03-26 | Rolls-Royce North American Technologies, Inc. | Fault identification and isolation in an electric propulsion system |
KR102556747B1 (ko) * | 2015-06-10 | 2023-07-17 | 롤스-로이스 코포레이션 | 전기 추진 시스템 내의 고장 식별 및 격리 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10213732B4 (de) | 2005-02-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE112017002159B4 (de) | Schaltvorrichtung für ein Bordnetz, sowie Bordnetzsystem | |
DE69726213T2 (de) | Elektrisches Energieverteilungssystem | |
DE102017104958B4 (de) | Batteriespeichersystem | |
DE102019201068B4 (de) | Stromversorgungssystem | |
DE102008010979A1 (de) | Bordnetz für ein Kraftfahrzeug | |
DE102017114339A1 (de) | Sichere Energieversorgungseinrichtung für ein Fahrzeug | |
EP3952053A1 (de) | Verfahren zum betreiben eines batteriesystems | |
WO2020229047A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur energieversorgung eines elektrischen verbrauchers eines fahrzeugs | |
DE102006052318A1 (de) | Kraftfahrzeug | |
DE112017002454B4 (de) | Relaisvorrichtung | |
DE10235788A1 (de) | Elektrisches Verbindungssystem für ein Kraftfahrzeug | |
DE102015101235A1 (de) | Elektrisches Energieversorgungssystem für ein Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Energieversorgungssystems | |
EP3759782A1 (de) | Batterieanschluss für fahrzeugbordnetz | |
DE102018100746A1 (de) | Fehlertolerantes Batteriespeichersystem und Bordnetz | |
DE10317362B4 (de) | Fahrzeugbordnetz und Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugbordnetzes | |
DE102014010183B4 (de) | Energieversorgungsvorrichtung insbesondere für ein Flugzeug, ein Automobil oder eine Hausversorgung | |
DE10213732B4 (de) | Verfahren für die elektrische Versorgung von elektrischen Lasten in einem Fahrzeug | |
WO2023020779A1 (de) | Ladevorrichtung und verfahren zum laden mindestens eines elektrofahrzeugs | |
WO2018215501A1 (de) | Redundantes gleichspannungsnetz | |
DE102020115692A1 (de) | Bordnetz für ein Fahrzeug | |
DE102020111256A1 (de) | Schaltanordnung zum bidirektionalen Laden eines elektrischen Energiespeichers, sowie bidirektionale Ladeschnittstelle mit einer Schaltanordnung und Verfahren zum bidirektionalen Laden eines elektrischen Energiespeichers | |
DE102019203517A1 (de) | Verfahren zur Energieversorgung von Verbrauchern eines Bordnetzes für ein Fahrzeug, sowie ein Bordnetz für ein Fahrzeug | |
DE102023203599B3 (de) | Verteilervorrichtung für ein Hochvoltsystem eines elektrischen Fahrzeugs | |
DE102019203519B4 (de) | Verfahren zur Energieversorgung von Verbrauchern eines Bordnetzes für ein Fahrzeug sowie Bordnetz für ein Fahrzeug | |
DE102019203518B4 (de) | 1Verfahren zur Energieversorgung von Verbrauchern eines Bordnetzes für ein Fahrzeug sowie ein Bordnetz für ein Fahrzeug |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Representative=s name: HARWARDT NEUMANN MUELLER & PARTNER PATENTANWAELTE, 5 |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |