EP3370991A1 - Method for monitoring a vehicle electric supply system - Google Patents

Method for monitoring a vehicle electric supply system

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Publication number
EP3370991A1
EP3370991A1 EP16784183.2A EP16784183A EP3370991A1 EP 3370991 A1 EP3370991 A1 EP 3370991A1 EP 16784183 A EP16784183 A EP 16784183A EP 3370991 A1 EP3370991 A1 EP 3370991A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
component
electrical system
measurements
coupling element
current
Prior art date
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Ceased
Application number
EP16784183.2A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Christian Bohne
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP3370991A1 publication Critical patent/EP3370991A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0092Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption with use of redundant elements for safety purposes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/12Recording operating variables ; Monitoring of operating variables
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00Electric 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
    • B60R16/02Electric 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
    • B60R16/03Electric 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
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/46The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for ICE-powered road vehicles
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0068Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/1423Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle with multiple batteries

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring an electrical
  • On-board network and a vehicle electrical system for carrying out the method are On-board network and a vehicle electrical system for carrying out the method.
  • a highly automatic driving which is also referred to as highly automated driving
  • the vehicle has its own intelligence that could plan ahead and take on the driving task, at least in most driving situations. Therefore, in a highly automatic driving, the electrical supply has a high
  • the wiring harness also plays a role.
  • faults such as interruptions and short circuits can occur in the wiring harness and connectors
  • contact resistances can also be increased.
  • a battery sensor EBS measures the terminal voltage and the battery current of the lead-acid battery in order, for example, via the
  • the document WO 2010121075 A2 describes a method for detecting errors in a circuit arrangement.
  • the cell voltages of a high-voltage battery are used to close from the comparison with a second voltage at a point in the wiring harness during a defined load current to contact resistances in the high-voltage electrical system and in the cell connections. If the contact resistances are too high, charge or discharge currents should be limited to prevent thermal overheating to avoid.
  • the document does not describe how the
  • EBS electronic battery sensor
  • Electronic fuses is known from the document DE 100 36 983 AI, which describes a device for fast short-circuit protection in a power semiconductor.
  • the document DE 103 23 145 A1 describes a method for checking an electrical machine, for example a generator.
  • the generator is connected in a vehicle electrical system of a motor vehicle with a battery and a control unit and is driven by an internal combustion engine of the motor vehicle.
  • the generator with the aid of a battery sensor on the basis of determined measured values of the
  • the method takes into account that, in the case of two-channel on-board networks, coupling elements are provided, for example, in the form of intelligent switches or DC or DC / DC converters between the two on-board networks.
  • the presented method makes it possible, by means of extensions of the method discussed above, to have a single-channel or two-channel vehicle electrical system
  • the presented method also makes it possible to diagnose the power consumption of consumers or electronic fuses
  • the described method allows detection of harness failures, such as supply-to-ground shorts or increased contact resistances, for example:
  • the method makes it possible to selectively control loads or the DC / DC converter in order to selectively check the electrical system on the basis of the conditions thus induced.
  • the procedure sees a comparison of
  • Power supply gets the task to determine the electrical system condition and thus gets an added value compared to competing products.
  • FIG. 1 shows a vehicle electrical system
  • FIG. 2 shows an embodiment of a vehicle electrical system.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a vehicle electrical system.
  • FIG. 4 shows an embodiment of a vehicle electrical system
  • FIG. 5 shows an embodiment of a vehicle electrical system.
  • FIG. 1 shows a vehicle electrical system, which is provided overall with the reference numeral 10 and represents a two-channel vehicle electrical system according to the prior art.
  • the illustration shows a generator or an electric machine 12, which supplies a voltage of 48 V, a first so-called electronic power
  • Distribution unit 14 (electronic power supply unit; ePDU), a first consumer 16, a first battery 18, a first
  • BMS Battery Management System
  • first DC-DC converter 22 that converts the voltage of 48V to a voltage of 14V
  • second ePDU 24 a second load 26
  • second battery 28 with a battery sensor 30
  • second DC-DC converter 32 which converts the voltage of 48 V to a voltage of 14 V
  • third battery 34 with a battery sensor 36
  • safety-relevant consumer Rsla 38 whose function is redundantly satisfied by a consumer Rslb 40
  • a safety-related consumer Rs2a 42 with an internal, redundant load Rs2b 44
  • Figure 2 shows a simplified electrical system, which is provided with the reference numeral 200 and is also referred to as a subnet.
  • the illustration shows a DC-DC
  • Transducer 202 an energy management system 204, a battery 206, a battery sensor 208, and a consumer Rsla 210. Further, a node K1 is designated by reference numeral 212.
  • the battery 206 supplies the entire vehicle electrical system 200.
  • the current on-board network load can be determined via the battery sensor 208. If the drive signals of the consumers are known, the theoretical load load can be determined via this. For example, 100% control means that the rated current of the component must flow.
  • I_EBS I_EBS is illustrated by reference numeral 230.
  • FIG. 3 shows a simplified electrical system, which is provided with the reference numeral 300 and is also referred to as a subnet.
  • the illustration shows a DC-DC converter 302 as a coupling element, a power management system 304, a battery 306 as a power supply, a battery sensor 308, a
  • a node Kl is designated by reference numeral 312. This also has the task to measure the current of the component in order to switch off, if necessary. It may also be turned off to test the ePDU 314 of the DCDC converter 302 here.
  • U_EBS (reference numeral 326) is in the range of battery return voltage.
  • the l_EBS 322 stream can be validated by using the ePDU 314
  • FIG. 4 shows a simplified vehicle electrical system, which is provided with the reference numeral 400 and is also referred to as a subnetwork.
  • the illustration shows a DC-DC converter 402, an energy management system 404, a battery 406, a battery sensor 408, a consumer Rsla 410, an ePDU 414 and a consumer Rs2a 416.
  • a node K1 is designated by reference numeral 412.
  • the diagnoses take place according to the scheme explained above, in particular the first embodiment. However, in order to allocate which consumer can not possibly be switched off, the consumers 410, 416 are deactivated one after the other and the current I_ePDU 424 or the source current is observed. The power does not change after a shutdown command, although a consumer turns off. or should be switched on, while all others
  • the DC-DC converter can also be used to diagnose the wiring harness.
  • the electrical system topology shown in FIG. 6 is assumed.
  • FIG. 5 shows a simplified vehicle electrical system, which is provided with the reference numeral 500 and is also referred to as a subnetwork.
  • the illustration shows a DC-DC converter 502, an energy management system 504, a consumer Rsla 510, a consumer Rs2a 516 and an ePDU 514.
  • FIG. 5 shows a possible implementation of the invention in the very schematically illustrated on-board network 500.
  • the DC-DC converter 502 including a measuring resistor 550 is shown for a current measurement.
  • the voltage measurement is also very simplistic two on-board network component shown, which consists among other things of the engine, control logic, switches and sensors. These represent consumers.
  • This vehicle electrical system component can be, for example, the stability system ESP, the iBooster, the electric power steering or another component. Relevant is a switchable load that generates a current flow that differs significantly between passive and active operation
  • the second load is exemplarily monitored by an electronic fuse, the ePDU 514.
  • an electronic fuse the ePDU 514.
  • the DC / DC converter 502 converts the converter output voltage U_DCDC and the converter current l_DCDC 520 as well as terminal voltage U_RSla / U_RSlb / U_ePDU and possibly the component current l_RSla in the component or in the ePDU l_ePDU measured.
  • the subsequent comparison takes place, for example, in the respective component by transferring the measured values from the DC-DC converter to the component.
  • the component flow For this purpose it is expedient to measure the component flow. From the two voltage measurements and the component current, the resistance in the wiring harness can be determined and checked with threshold values. However, it is expedient if the component is supplied only from the battery, since then the entire chain can be tested.
  • a comparison with previous values which have been stored is expedient in order, if necessary, to note a continuous deterioration or to compare it with the reference to the new condition.
  • the current measurement in the component can be dispensed with if it is determined on the basis of the change in the converter current I_DCDC.
  • the component must be supplied from the DC-DC converter and the change l_DCDC must be tracked simultaneously with the activation of the component. From the change of l_DCDC at input and output
  • an electronic fuse included in the "electronic power distribution unit” is inserted in the wiring harness
  • the ePDU is used to detect the component flow via appropriate measures.
  • the ePDU can be used to narrow the error by the method described above, in which the voltage is detected at the ePDU and compared both with the component voltage U_RE2a and with the converter output voltage U_DCDC.
  • the resistance of the components is well known and defined. This resistance causes depending on Supply voltage, this is measured by the component, a current flow. This means that in these components with defined load resistance in a further embodiment, the current is determined by calculation.
  • Component control and the component current is then the harness resistance in the harness to the ePDU and component detected.
  • the measurements mentioned can be carried out several times.
  • Error memory entry can be generated, a warning lamp can be turned on or safety-related functions such as automatic driving prohibited.
  • the described diagnoses can be carried out on the one hand during a driving cycle, for example on the one hand when the components are inactive and on the other hand when the components are active.
  • the diagnoses described can be carried out before a drive cycle or at the beginning of a drive cycle in order to actively test systems before the start of the journey.
  • components are selectively controlled and, for example, supplied specifically from the battery.
  • the diagnoses can be carried out in a workshop, for example, in which the wire harness and the electrical stores are checked according to the invention at regular intervals.

Abstract

The invention relates to a method for operating a vehicle supply system (200) comprising at least two channels with at least one component (210), and a power supply; a coupling element (202) located between the two channels is used to perform at diagnosis, at least one measurement being taken in the coupling element (202).

Description

Beschreibung Titel  Description title
Verfahren zum Überwachen eines elektrischen Bordnetzes  Method for monitoring an electrical system
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines elektrischen The invention relates to a method for monitoring an electrical
Bordnetzes und ein Bordnetz zum Durchführen des Verfahrens. On-board network and a vehicle electrical system for carrying out the method.
Stand der Technik State of the art
Unter einem Bordnetz ist im automotiven Einsatz die Gesamtheit aller elektrischen Komponenten in einem Kraftfahrzeug zu verstehen. Somit sind davon sowohl elektrische Verbraucher als auch Versorgungsquellen, wie bspw. Generatoren oder elektrische Speicher, wie bspw. Batterien, umfasst. Weiterhin umfasst es auch sämtliche elektrische Verbindungs- und Verteilelemente wie Kabel bzw. Kabelbaum, Stromverteiler und Sicherungskästen. Im Kraftfahrzeug ist darauf zu achten, dass elektrische Energie so verfügbar ist, dass das Kraftfahrzeug jederzeit gestartet werden kann und während des Betriebs eine ausreichende Stromversorgung gegeben ist. Aber auch im abgestellten Zustand sollen elektrische Verbraucher noch für einen angemessenen Zeitraum betreibbar sein, ohne dass ein nachfolgender Start beeinträchtigt wird. Under an electrical system is to be understood in the automotive use, the totality of all electrical components in a motor vehicle. Thus, these include both electrical consumers and supply sources, such as, for example, generators or electrical storage, such as batteries. Furthermore, it also includes all electrical connection and distribution elements such as cable or harness, power distribution and fuse boxes. In the motor vehicle care must be taken to ensure that electrical energy is available in such a way that the motor vehicle can be started at any time and that sufficient power is available during operation. But even when parked, electrical consumers should still be operable for a reasonable period of time, without a subsequent start being impaired.
Zu beachten ist, dass aufgrund der zunehmenden Elektrifizierung von It should be noted that due to the increasing electrification of
Aggregaten sowie der Einführung von neuen Fahrfunktionen die Anforderung an die Zuverlässigkeit der elektrischen Energieversorgung im Kraftfahrzeug stetig steigt. Weiterhin ist zu berücksichtigen, dass zukünftig bei einem Aggregates and the introduction of new driving functions, the requirement for the reliability of the electrical energy supply in the motor vehicle steadily increases. Furthermore, it has to be considered that in the future with a
hochautomatischen Fahren fahrfremde Tätigkeiten in begrenztem Maße zulässig sein sollen. Eine sensorische, regelungstechnische, mechanische und energetische Rückfallebene durch den Fahrer ist in diesem Fall nur noch eingeschränkt vorhanden. Daher besitzt bei einem hochautomatischen Fahren die elektrische Versorgung eine bisher in Kraftfahrzeugen nicht gekannte Sicherheitsrelevanz. Fehler im elektrischen Bordnetz müssen daher zuverlässig und möglichst vollständig erkannt werden. highly automated driving should be permitted to a limited extent. A sensory, regulatory, mechanical and energetic fallback by the driver in this case is limited. Therefore, in a highly automatic driving, the electric power supply has hitherto unknown in motor vehicles Safety relevance. Errors in the electrical system must therefore be reliably and completely recognized.
Unter einem hochautomatischen Fahren, das auch als hochautomatisiertes Fahren bezeichnet wird, ist ein Zwischenschritt zwischen einem assistierten Fahren, bei dem der Fahrer durch Assistenzsysteme unterstützt wird, und einem autonomen Fahren, bei dem das Fahrzeug selbsttätig und ohne Einwirkung des Fahrers fährt, zu verstehen. Beim hochautomatischen Fahren verfügt das Fahrzeug über eine eigene Intelligenz, die vorausplant und die Fahraufgabe zumindest in den meisten Fahrsituationen übernehmen könnte. Daher hat bei einem hochautomatischen Fahren die elektrische Versorgung eine hohe Under a highly automatic driving, which is also referred to as highly automated driving, an intermediate step between an assisted driving in which the driver is assisted by assistance systems, and an autonomous driving in which the vehicle drives automatically and without the driver's intervention, to understand. In the case of highly automatic driving, the vehicle has its own intelligence that could plan ahead and take on the driving task, at least in most driving situations. Therefore, in a highly automatic driving, the electrical supply has a high
Sicherheitsrelevanz. Safety relevance.
Bei Bordnetz-Fehlern in Quellen, Speichern und Verbrauchern spielt auch der Kabelbaum eine Rolle. Im Kabelbaum und Steckern können einerseits Fehler wie Unterbrechungen und Kurzschlüsse auftreten, andererseits können auch Übergangswiderstände erhöht sein. Hierfür gibt es in heutigen Fahrzeugen keine Diagnosen. Hingegen ist es bereits bekannt, die Bordnetzspannung innerhalb von Komponenten zu messen. Sowohl die elektrische Lenkung, das ESP, als auch andere Steuergeräte messen dabei die Klemmenspannung. Darauf wird das Betriebsverhalten der Komponenten angepasst. Dies erfolgt bspw. durch Abschaltung oder Degradierung der Funktion bei Unterspannung, z. B. weniger als 9 V, oder bei Überspannung, bspw. mehr als 16 V. With on-board errors in sources, memories and consumers, the wiring harness also plays a role. On the one hand, faults such as interruptions and short circuits can occur in the wiring harness and connectors, on the other hand, contact resistances can also be increased. There are no diagnoses for this in today's vehicles. On the other hand, it is already known to measure the vehicle electrical system voltage within components. Both the electric steering, the ESP, and other control devices measure the terminal voltage. Then the operating behavior of the components is adjusted. This is done, for example. By switching off or degradation of the function at undervoltage, z. B. less than 9 V, or overvoltage, for example. More than 16 V.
Weiterhin ist bekannt, dass ein Batteriesensor EBS die Klemmenspannung und den Batteriestrom der elektrischen Bleibatterie misst, um bspw. über die Furthermore, it is known that a battery sensor EBS measures the terminal voltage and the battery current of the lead-acid battery in order, for example, via the
Ruhespannung auf den Ladezustand der Batterie zu schließen. Closed circuit voltage to close the state of charge of the battery.
In der Druckschrift WO 2010121075 A2 ist ein Verfahren zum Erfassen von Fehlern in einer Schaltungsanordnung beschrieben. Bei diesem werden die Zellspannungen einer Hochvolt-Batterie dazu genutzt, um aus dem Vergleich mit einer zweiten Spannung an einem Punkt in dem Kabelbaum während eines definierten Laststroms auf Übergangswiderstände im Hochvolt-Bordnetz und in den Zellverbindungen zu schließen. Sind die Übergangswiderstände zu hoch, sollen Lade- bzw. Entladeströme begrenzt werden, um thermische Überhitzung zu vermeiden. In der Druckschrift ist jedoch nicht beschrieben, wie die The document WO 2010121075 A2 describes a method for detecting errors in a circuit arrangement. In this case, the cell voltages of a high-voltage battery are used to close from the comparison with a second voltage at a point in the wiring harness during a defined load current to contact resistances in the high-voltage electrical system and in the cell connections. If the contact resistances are too high, charge or discharge currents should be limited to prevent thermal overheating to avoid. However, the document does not describe how the
Versorgung sicherheitsrelevanter Verbraucher im Niedervoltbordnetz Supply of safety-relevant consumers in the low-voltage on-board electrical system
sicherzustellen ist. is to ensure.
Die Überwachung einer Bleibatterie durch einen elektronischen Batteriesensor (EBS) ist aus der Druckschrift WO 2013/139547 AI bekannt. The monitoring of a lead-acid battery by an electronic battery sensor (EBS) is known from document WO 2013/139547 AI.
Die Überwachung von Verbrauchern durch Schmelzsicherungen bzw. The monitoring of consumers by fuses or
elektronische Sicherungen ist aus der Druckschrift DE 100 36 983 AI, die eine Vorrichtung zur schnellen Kurzschlussabsicherung bei einem Leistungshalbleiter beschreibt, bekannt. Electronic fuses is known from the document DE 100 36 983 AI, which describes a device for fast short-circuit protection in a power semiconductor.
In der Druckschrift DE 103 23 145 AI wird ein Verfahren zur Überprüfung einer elektrischen Maschine, bspw. eines Generators, beschrieben. Der Generator ist dabei in einem Bordnetz eines Kraftfahrzeugs mit einer Batterie und einem Steuergerät verbunden und wird von einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs angetrieben. Bei dem vorgestellten Verfahren wird der Generator mit Hilfe eines Batteriesensors auf Grundlage ermittelter Messwerte des The document DE 103 23 145 A1 describes a method for checking an electrical machine, for example a generator. The generator is connected in a vehicle electrical system of a motor vehicle with a battery and a control unit and is driven by an internal combustion engine of the motor vehicle. In the presented method, the generator with the aid of a battery sensor on the basis of determined measured values of the
Batteriestroms geprüft. Battery currents tested.
Die vorstehend beschriebenen Verfahren betreffen vornehmlich einkanalige Bordnetze mit Generator. Mit der Einführung von automatischen Fahrfunktionen werden jedoch zweikanalige Bordnetze benötigt. The methods described above relate primarily to single-channel vehicle electrical system with generator. With the introduction of automatic driving functions, however, two-channel vehicle electrical systems are needed.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren mit den Merkmalen des Against this background, a procedure with the characteristics of the
Anspruchs 1 und ein Bordnetz gemäß Anspruch 12 vorgestellt. Claim 1 and an electrical system according to claim 12 presented.
Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung. Embodiments emerge from the dependent claims and from the description.
Das Verfahren berücksichtigt, dass bei zweikanaligen Bordnetzen zwischen beiden Bordnetzen Koppelelemente bspw. in Form von intelligenten Schaltern oder Gleichspannungs- bzw. DC/DC-Wandlern vorgesehen sind. Das vorgestellte Verfahren ermöglicht es, durch Erweiterungen der eingangs erörterten Verfahren einkanalige oder zweikanalige Bordnetze mit The method takes into account that, in the case of two-channel on-board networks, coupling elements are provided, for example, in the form of intelligent switches or DC or DC / DC converters between the two on-board networks. The presented method makes it possible, by means of extensions of the method discussed above, to have a single-channel or two-channel vehicle electrical system
Koppelementen systemisch zu diagnostizieren, um die Sensorik in dem EBS und dem DC/DC-Wandler gegeneinander zu plausibilisieren und folgende Fehler zu erkennen: To systematically diagnose the coupling elements in order to make the sensors in the EBS and the DC / DC converter plausible and to recognize the following errors:
- falsche Strommessung im EBS, DC/DC-Wandler, elektronische Sicherung oder Verbraucher, sofern diese vorhanden sind, - incorrect current measurement in the EBS, DC / DC converter, electronic fuse or consumer, if they exist,
- falsche Spannungsmessung im EBS, DC/DC-Wandler, elektronische Sicherung oder Verbraucher, - incorrect voltage measurement in EBS, DC / DC converter, electronic fuse or consumer,
- Ausfall von Batterie oder DC/DC-Wandler. - Failure of battery or DC / DC converter.
Das vorgestellte Verfahren ermöglicht es weiterhin, die Leistungsaufnahme von Verbrauchern zu diagnostizieren bzw. elektronische Sicherungen zu The presented method also makes it possible to diagnose the power consumption of consumers or electronic fuses
plausibilisieren. Dies ermöglicht: plausibility. This makes possible:
- die Überwachung der Leistungsaufnahme von Verbrauchern, - monitoring the power consumption of consumers,
- die Überwachung der korrekten Abschaltung von elektronischen Sicherungen im Überlastfall, - monitoring the correct shutdown of electronic fuses in the event of overload,
- die Überwachung der Ruhestromaufnahme im Standbybetrieb - Monitoring the quiescent current recording in standby mode
Verbrauchern. Consumers.
Darüber hinaus ermöglicht es das beschriebene Verfahren, Kabelbaumfehler erkennen, also beispielsweise Kurzschlüsse von Versorgung zu Masse oder erhöhte Übergangswiderstände, und zwar: In addition, the described method allows detection of harness failures, such as supply-to-ground shorts or increased contact resistances, for example:
- in der Leitung von der Bleibatterie zu einem Knotenpunkt Kl, - in the line from the lead-acid battery to a junction Kl,
- im Sicherungskasten, einschließlich interner Leitungen, Sicherungshaltern, Schmelzsicherungen usw., - in Kabeln und Steckern der einzelnen Komponenten, - in the fuse box, including internal wiring, fuse holders, fuses, etc., - in cables and plugs of the individual components,
- in den Masseleitungen von der jeweiligen Komponente zum Massebolzen an der Karosserie bzw. zum Massepunkt bei Zweileiterbordnetzen. - In the ground lines of the respective component to the ground bolt on the body or to the ground point in Zweileiterbordnetzen.
Es wird somit ein Verfahren zur systemischen Diagnose des elektrischen Bordnetzes durch Zusammenführung vorhandener Signale vorgestellt. Dazu gehört die Anwendung der Kirchoffschen- Knotenregel zur Prüfung der Ströme in einem Netzwerk. Durch Vergleich der Signale vorhandener Stromsensoren bzw. durch Ermittlung des Laststroms anhand von Ansteuersignalen von It is thus presented a method for systemic diagnosis of the electrical system by combining existing signals. This includes the application of the Kirchoffschen node rule for checking the currents in a network. By comparing the signals of existing current sensors or by determining the load current based on drive signals of
Verbrauchern sollten diese gegeneinander geprüft werden. Consumers should be tested against each other.
Weiterhin ermöglicht das Verfahren, gezielt Lasten bzw. den DC/DC-Wandler anzusteuern, um anhand der so herbeigeführten Zustände das elektrische Bordnetz gezielt zu prüfen. Das Verfahren sieht einen Vergleich von Furthermore, the method makes it possible to selectively control loads or the DC / DC converter in order to selectively check the electrical system on the basis of the conditions thus induced. The procedure sees a comparison of
Spannungsmessungen an verschiedenen Stellen im elektrischen Bordnetz, konkret in Energiequellen, Senken und Verteilelementen, vor. In Abhängigkeit des jeweiligen Laststroms, der durch vorhandene Signale bzw. Ansteuersignalen von Verbrauchern ermittelt werden kann, können somit Kurzschlüsse bzw. Voltage measurements at various points in the electrical system, specifically in energy sources, sinks and distribution elements, before. Depending on the respective load current, which can be determined by existing signals or control signals from consumers, thus short circuits or
erhöhte Übergangswiderstände erkannt werden. increased contact resistance can be detected.
Ein Vorteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, vorhandene An advantage of the method described is that existing
Informationen für neue Diagnosen zu nutzen bzw. Komponenten gezielt so zu betreiben, dass neue Informationen über den Zustand des Bordnetzes generiert und somit zusätzliche Messpunkte nicht benötigt werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der DC/DC-Wandler neben der eigentlichen To use information for new diagnoses or to operate components specifically in such a way that new information about the condition of the vehicle electrical system is generated and thus additional measuring points are not required. Another advantage is that the DC / DC converter in addition to the actual
Spannungsversorgung die Aufgabe bekommt, den Bordnetz-Zustand zu ermitteln und somit einen Mehrwert gegenüber Konkurrenzprodukten bekommt. Power supply gets the task to determine the electrical system condition and thus gets an added value compared to competing products.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen. Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Figur 1 zeigt ein Bordnetz. FIG. 1 shows a vehicle electrical system.
Figur 2 zeigt eine Ausführung eines Bordnetzes. FIG. 2 shows an embodiment of a vehicle electrical system.
Figur 3 zeigt eine weitere Ausführung eines Bordnetzes. FIG. 3 shows a further embodiment of a vehicle electrical system.
Figur 4 zeigt eine Ausführung eines Bordnetzes FIG. 4 shows an embodiment of a vehicle electrical system
Figur 5 zeigt noch eine Ausführung eines Bordnetzes. FIG. 5 shows an embodiment of a vehicle electrical system.
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. The invention is schematically illustrated by means of embodiments in the drawings and will be described in detail below with reference to the drawings.
Figur 1 zeigt ein Bordnetz, das insgesamt mit der Bezugsziffer 10 versehen ist und ein zweikanaliges Bordnetz nach dem Stand der Technik darstellt. FIG. 1 shows a vehicle electrical system, which is provided overall with the reference numeral 10 and represents a two-channel vehicle electrical system according to the prior art.
Die Darstellung zeigt einen Generator bzw. eine elektrische Maschine 12, der eine Spannung von 48 V liefert, eine erste sogenannte electronic Power The illustration shows a generator or an electric machine 12, which supplies a voltage of 48 V, a first so-called electronic power
Distribution Unit 14 (elektronische Energieversorgungseinheit; ePDU), einen ersten Verbraucher 16, eine erste Batterie 18, ein erstes Distribution unit 14 (electronic power supply unit; ePDU), a first consumer 16, a first battery 18, a first
Batterieverwaltungssystem 20 (BMS: Battery Management System), einen ersten DC-DC-Wandler 22, der die Spannung von 48 V in eine Spannung von 14 V wandelt, eine zweite ePDU 24, einen zweiten Verbraucher 26, eine zweite Batterie 28 mit einem Batteriesensor 30, einen zweiten DC-DC-Wandler 32, der die Spannung von 48 V in eine Spannung von 14 V wandelt, eine dritte Batterie 34 mit einem Batteriesensor 36, einen sicherheitsrelevanten Verbraucher Rsla 38, dessen Funktion redundant durch einen Verbraucher Rslb 40 erfüllt wird, einen sicherheitsrelevanten Verbraucher Rs2a 42 mit einem internen, redundanten Verbraucher Rs2b 44. Battery Management System (BMS) 20, a first DC-DC converter 22 that converts the voltage of 48V to a voltage of 14V, a second ePDU 24, a second load 26, a second battery 28 with a battery sensor 30, a second DC-DC converter 32, which converts the voltage of 48 V to a voltage of 14 V, a third battery 34 with a battery sensor 36, a safety-relevant consumer Rsla 38, whose function is redundantly satisfied by a consumer Rslb 40 . a safety-related consumer Rs2a 42 with an internal, redundant load Rs2b 44.
Figur 2 zeigt ein vereinfachtes Bordnetz, das mit der Bezugsziffer 200 versehen ist und auch als Teilnetz bezeichnet wird. Die Darstellung zeigt einen DC-DC-Figure 2 shows a simplified electrical system, which is provided with the reference numeral 200 and is also referred to as a subnet. The illustration shows a DC-DC
Wandler 202, ein Energiemanagementsystem 204, eine Batterie 206, einen Batteriesensor 208 und einen Verbraucher Rsla 210. Weiterhin ist ein Knoten Kl mit Bezugsziffer 212 gekennzeichnet. Der DC/DC-Wandler 202 speist als Stromquelle in dieses Teilnetz eine Strom l_DcDc 220 und versorgt die Gesamtheit aller Verbraucher, die hier vereinfacht durch den Verbraucher Rsla 210 dargestellt sind, mit dem Strom l_Consumer 222 und lädt die Batterie 206 mit einem Strom l_Batt 224. Es gilt also gemäß dem ersten 1. Kirchhoffsches Gesetz: l_Batt + l_Consumer = l_DcDc (1) Transducer 202, an energy management system 204, a battery 206, a battery sensor 208, and a consumer Rsla 210. Further, a node K1 is designated by reference numeral 212. The DC / DC converter 202 feeds a current l_DcDc 220 as a current source into this subnetwork and supplies all the consumers, which here are represented simply by the consumer Rsla 210, with the current I_Consumer 222 and charges the battery 206 with a current I_Batt 224 So according to the first 1. Kirchoffoff law: l_Batt + l_Consumer = l_DcDc (1)
Wird der DC-DC-Wandler 202 ausgeschaltet, d. h. l_DcDc = 0, gilt: l_Consumer = l_Batt, (2) d. h. der Batteriestrom kehrt sich um, die Batterie 206 versorgt das gesamte Bordnetz 200. Somit kann über den Batteriesensor 208 die aktuelle Bordnetzlast ermittelt werden. Sind die Ansteuersignale der Verbraucher bekannt, kann darüber die theoretische Verbraucherlast ermittelt werden. Beispielsweise bedeuten 100% Ansteuerung, dass der Nennstrom der Komponente fließen muss. When the DC-DC converter 202 is turned off, i. H. l_DcDc = 0, the following applies: l_Consumer = l_Batt, (2) d. H. the battery current is reversed, the battery 206 supplies the entire vehicle electrical system 200. Thus, the current on-board network load can be determined via the battery sensor 208. If the drive signals of the consumers are known, the theoretical load load can be determined via this. For example, 100% control means that the rated current of the component must flow.
In einer ersten Ausführungsform des vorgestellten Verfahrens werden beispielsweise alle Verbraucher abgeschaltet. Dies wird auch als aktive In a first embodiment of the presented method, for example, all consumers are turned off. This is also called active
Diagnose bezeichnet, oder es wird alternativ gewartet, bis alle Verbraucher melden, dass sie zur Zeit inaktiv sind. Dies wird als passive Diagnose  Diagnostics, or alternatively wait until all consumers report that they are currently inactive. This is called a passive diagnosis
bezeichnet. Es gilt dann: l_Consumer = 0 (3) Ist der DC-DC-Wandler 202 zu dieser Zeit ebenfalls ausgeschaltet, d. h. I_DCDC = 0, muss sich in diesem Fall l_EBS = 0 gelten. I_EBS ist mit Bezugsziffer 230 verdeutlicht. designated. It then applies: l_Consumer = 0 (3) If the DC-DC converter 202 is also switched off at this time, ie I_DCDC = 0, then l_EBS = 0 must apply in this case. I_EBS is illustrated by reference numeral 230.
Ist l_EBS O kann entweder a) der vom Batteriesensor 208 gemessene Strom falsch sein If I_EBS O, either a) the current measured by the battery sensor 208 may be incorrect
oder or
b) es können Verbraucher weiterhin aktiv sein. b) Consumers can continue to be active.
Um dies zu plausibilisieren, wird der DC-DC-Wandler 202 eingeschaltet. Wird die Bordnetzspannung auf den Wert der Batterieruhespannung eingestellt, wird die Batterie nicht geladen, d. h. I_EBS= 0, und der DC/DC-Wandler 202 versorgt lediglich die Verbraucher. Sind die Verbraucher weiterhin abgeschaltet, muss gelten: l_DCDC = l_Consumer = 0 (4) To make it plausible, the DC-DC converter 202 is turned on. If the vehicle electrical system voltage is set to the value of the battery return voltage, the battery will not be charged. H. I_EBS = 0, and the DC / DC converter 202 only supplies the loads. If the consumers are still switched off, the following must apply: l_DCDC = l_Consumer = 0 (4)
Ist ebenfalls l_DCDC Φ 0, sind somit Verbraucher unberechtigt aktiv. If l_DCDC Φ 0, consumers are thus also unauthorized.
Ist l_DCDC = l_Consumer = 0 jedoch l_EBS Φ 0, liegt in diesem Fall ein Fehler im Batteriesensor 208 vor. If l_DCDC = l_Consumer = 0 but l_EBS Φ 0, there is an error in the battery sensor 208 in this case.
Nach dem gleichen Schema kann in einer zweiten Ausführungsform According to the same scheme, in a second embodiment
vorgegangen werden, wenn wie in Figur 4 gezeigt ist, der oder die Verbraucher von einer elektrischen Sicherung (ePDU) überwacht wird. proceed as shown in Figure 4, the one or more consumers of an electrical fuse (ePDU) is monitored.
Figur 3 zeigt ein vereinfachtes Bordnetz, das mit der Bezugsziffer 300 versehen ist und auch als Teilnetz bezeichnet wird. Die Darstellung zeigt einen DC-DC- Wandler 302 als Koppelelement, ein Energiemanagementsystem 304, eine Batterie 306 als Energieversorgung, einen Batteriesensor 308, einen Figure 3 shows a simplified electrical system, which is provided with the reference numeral 300 and is also referred to as a subnet. The illustration shows a DC-DC converter 302 as a coupling element, a power management system 304, a battery 306 as a power supply, a battery sensor 308, a
Verbraucher Rsla 310 als Komponente und eine ePDU 314. Weiterhin ist ein Knoten Kl mit Bezugsziffer 312 gekennzeichnet. Auch diese hat die Aufgabe, den Strom der Komponente zu messen, um ggf. abzuschalten. Es kann hier ebenfalls zur Prüfung der ePDU 314 der DCDC-Wandler 302 abgeschaltet werden. Consumers Rsla 310 as a component and an ePDU 314. Furthermore, a node Kl is designated by reference numeral 312. This also has the task to measure the current of the component in order to switch off, if necessary. It may also be turned off to test the ePDU 314 of the DCDC converter 302 here.
Ist l_DCDC (Bezugsziffer 320) = 0, kann geprüft werden, ob gilt: l_EBS (Bezugsziffer 322) = - l_ePDU (Bezugsziffer 324) (5) If l_DCDC (reference numeral 320) = 0, it can be checked whether: 1_EBS (reference numeral 322) = - 1_ePDU (reference numeral 324) (5)
Sofern diese Prüfung fehlt schlägt, wird wiederum die Spannung des DCDC- Wandlers 302 auf einen Wert eingestellt, bei der l_EBS = 0, d. h. U_EBS (Bezugsziffer 326) ist im Bereich der Batterieruhespannung. If this test fails, the voltage of the DCDC converter 302 is again set to a value at which I_EBS = 0, d. H. U_EBS (reference numeral 326) is in the range of battery return voltage.
In diesem Fall kann geprüft werden, ob gilt: l_DCDC = - l_ePDU (6) Schlägt auch diese Prüfung fehl, so kann daraus geschlossen werden, dass l_ePDU 324 fehlerhaft ist, im anderen Fall ist l_EBS 322 fehlerhaft. In this case it can be checked whether: l_DCDC = - l_ePDU (6) If this check also fails, it can be concluded that l_ePDU 324 is faulty, otherwise l_EBS 322 is faulty.
Der Strom l_EBS 322 kann validiert werden, indem die ePDU 314 die The l_EBS 322 stream can be validated by using the ePDU 314
Verbraucher vom Bordnetz 300 trennt. Consumer disconnects from the electrical system 300.
Wird die Batterie 306 nun geladen oder die Spannung des DCDC-Wandlers 302 auf eine Spannung oberhalb der Gasungsspannung der Batterie 306 gesetzt und ist l_DCDC - l_EBS, so kann darauf geschlossen werden, dass l_EBS 322 falsch gemessen wird. If the battery 306 is now charged or the voltage of the DCDC converter 302 is set to a voltage above the gassing voltage of the battery 306 and l_DCDC is -1_EBS, it can be concluded that I_EBS 322 is being measured incorrectly.
In einer dritten Ausführungsform werden durch die ePDU zwei oder mehr Verbraucher versorgt. Es wird hierzu auf Figur 4 verwiesen. Figur 4 zeigt ein vereinfachtes Bordnetz, das mit der Bezugsziffer 400 versehen ist und auch als Teilnetz bezeichnet wird. Die Darstellung zeigt einen DC-DC- Wandler 402, ein Energiemanagementsystem 404, eine Batterie 406, einen Batteriesensor 408, einen Verbraucher Rsla 410, eine ePDU 414 und einen Verbraucher Rs2a 416. Weiterhin ist ein Knoten Kl mit Bezugsziffer 412 gekennzeichnet. In a third embodiment, two or more consumers are powered by the ePDU. Reference is made to FIG. 4. FIG. 4 shows a simplified vehicle electrical system, which is provided with the reference numeral 400 and is also referred to as a subnetwork. The illustration shows a DC-DC converter 402, an energy management system 404, a battery 406, a battery sensor 408, a consumer Rsla 410, an ePDU 414 and a consumer Rs2a 416. Furthermore, a node K1 is designated by reference numeral 412.
Die Diagnosen laufen nach dem vorstehend erläuterten Schema insbesondere der ersten Ausführungsform ab. Um allerdings zuzuordnen, welcher Verbraucher möglichweise nicht abgeschaltet werden kann, werden die Verbraucher 410, 416 nacheinander deaktiviert und der Strom l_ePDU 424 bzw. der Quellenstrom beobachtet. Ändert sich der Strom nach einem Abschaltbefehl nicht, obwohl ein Verbraucher ab. bzw. zugeschaltet werden soll, während alle anderen The diagnoses take place according to the scheme explained above, in particular the first embodiment. However, in order to allocate which consumer can not possibly be switched off, the consumers 410, 416 are deactivated one after the other and the current I_ePDU 424 or the source current is observed. The power does not change after a shutdown command, although a consumer turns off. or should be switched on, while all others
Verbraucher deaktiviert sind, so ist davon auszugehen, dass der Verbraucher nicht getrennt werden kann. Dies weist auf einen Defekt hin. Consumers are disabled, it can be assumed that the consumer can not be separated. This indicates a defect.
Der DC-DC-Wandler kann weiterhin dazu genutzt werden, um den Kabelbaum zu diagnostizieren. Beispielhaft wird die in Figur 6 gezeigte Bordnetz-Topologie angenommen. The DC-DC converter can also be used to diagnose the wiring harness. By way of example, the electrical system topology shown in FIG. 6 is assumed.
Figur 5 zeigt ein vereinfachtes Bordnetz, das mit der Bezugsziffer 500 versehen ist und auch als Teilnetz bezeichnet wird. Die Darstellung zeigt einen DC-DC- Wandler 502, ein Energiemanagementsystem 504, einen Verbraucher Rsla 510, einen Verbraucher Rs2a 516 und eine ePDU 514. FIG. 5 shows a simplified vehicle electrical system, which is provided with the reference numeral 500 and is also referred to as a subnetwork. The illustration shows a DC-DC converter 502, an energy management system 504, a consumer Rsla 510, a consumer Rs2a 516 and an ePDU 514.
Figur 5 zeigt eine mögliche Umsetzung der Erfindung in dem sehr schematisch dargestellten Bordnetz 500. Auf der linken Seite ist der DC-DC-Wandler 502 einschließlich eines Messwiderstands 550 für eine Strommessung abgebildet. Der Übersichtlichkeit halber nicht abgebildet ist die Spannungsmessung. Auf der rechten Seite ist ebenfalls sehr stark vereinfacht zwei Bordnetzkomponente dargestellt, welche u.a. aus Motor, Ansteuerlogik, Schalter und Sensorik besteht. Diese stellen Verbraucher dar. Diese Bordnetzkomponente kann beispielsweise das Stabilitätssystem ESP, der iBooster, die elektrische Lenkung (electric power steering) oder eine andere Komponente sein. Relevant ist eine schaltbare Last die einen Stromfluss erzeugt, der sich zwischen passiven und aktiven Betrieb signifikant unterscheidet Figure 5 shows a possible implementation of the invention in the very schematically illustrated on-board network 500. On the left side of the DC-DC converter 502 including a measuring resistor 550 is shown for a current measurement. For the sake of clarity, not shown is the voltage measurement. On the right side is also very simplistic two on-board network component shown, which consists among other things of the engine, control logic, switches and sensors. These represent consumers. This vehicle electrical system component can be, for example, the stability system ESP, the iBooster, the electric power steering or another component. Relevant is a switchable load that generates a current flow that differs significantly between passive and active operation
(beispielsweise > 10 A). (eg> 10 A).
Auch innerhalb dieser Komponente gibt es eine Messung der Also within this component there is a measurement of
Versorgungsspannung gegen Masse. Weiterhin wird der Komponentenstrom gemessen. Auch dies ist bei einigen Komponenten bereits heute der Fall. In einer Variante der Erfindung kann auf die Messung des Komponentenstroms verzichtet werden. Supply voltage to ground. Furthermore, the component current is measured. Again, this is already the case for some components today. In a variant of the invention can be dispensed with the measurement of the component current.
Die zweite Last wird exemplarisch durch eine elektronische Sicherung, die ePDU 514, überwacht. Bei dem vorgestellten Verfahren werden bereits heute vorhandene, vorstehend genannte Komponenten verwendet. The second load is exemplarily monitored by an electronic fuse, the ePDU 514. In the presented method already existing, above-mentioned components are used.
Wenn die Komponente, z. B. das ESP, sich im Standby befindet, d. h. der MikroController aktiv ist, ohne dass der Motor bestromt wird, werden vom DC/DC- Wandler 502 die Wandlerausgangsspannung U_DCDC und der Wandlerstrom l_DCDC 520 sowie Klemmenspannung U_RSla/ U_RSlb/U_ePDU und ggf. der Komponentenstrom l_RSla in der Komponente bzw. in der ePDU l_ePDU gemessen. If the component, z. B. the ESP, is in standby, d. H. the microcontroller is active without the motor being energized, the DC / DC converter 502 converts the converter output voltage U_DCDC and the converter current l_DCDC 520 as well as terminal voltage U_RSla / U_RSlb / U_ePDU and possibly the component current l_RSla in the component or in the ePDU l_ePDU measured.
Der anschließende Vergleich findet beispielsweise in der jeweiligen Komponente statt, indem die Messwerte von dem DC-DC-Wandler zur Komponente übertragen werden. In einer alternativen Lösung ist auch ein Übertragen zu einem anderen Steuergerät oder zu einer anderen Bordnetz- Komponente möglich. Die Wertepaare werden abschließend gespeichert. The subsequent comparison takes place, for example, in the respective component by transferring the measured values from the DC-DC converter to the component. In an alternative solution, it is also possible to transmit to another control unit or to another onboard power supply component. The value pairs are finally saved.
Sobald die Komponente aktiv ist, werden die gleichen Messwerte aufgenommen. Die Komponente kann entweder für einen Selbsttest aktiviert werden, bei dem auch der Kabelbaum durch das dargestellte Verfahren geprüft wird. Andererseits kann auch gewartet werden, bis die Komponente durch Benutzung aktiv ist. Wichtig ist, dass ein definierter Strom über die Komponente fließt. Es werden nachfolgend drei Fälle unterschieden: Fall A) As soon as the component is active, the same measured values are recorded. The component can either be activated for a self-test in which the harness is also tested by the illustrated method. On the other hand, it is also possible to wait until the component is active through use. It is important that a defined current flows over the component. Three cases are distinguished below: Case A)
Hierfür ist es zweckmäßig, den Komponentenstrom zu messen. Aus den beiden Spannungsmesswerten und dem Komponentenstrom kann der Widerstand im Kabelbaum ermittelt werden und mit Schwellwerten geprüft werden. Dabei ist jedoch zweckmäßig, wenn die Komponente nur aus der Batterie versorgt wird, da dann die gesamte Kette geprüft werden kann.  For this purpose it is expedient to measure the component flow. From the two voltage measurements and the component current, the resistance in the wiring harness can be determined and checked with threshold values. However, it is expedient if the component is supplied only from the battery, since then the entire chain can be tested.
In einer Variante der Erfindung ist ein Vergleich mit früheren Werten, die gespeichert wurden, zweckmäßig, um ggf. eine kontinuierliche Verschlechtern zu bemerken oder um mit der Referenz zum Neuzustand zu vergleichen. In a variant of the invention, a comparison with previous values which have been stored is expedient in order, if necessary, to note a continuous deterioration or to compare it with the reference to the new condition.
In einer Variante kann auf die Strommessung in der Komponente verzichtet werden, wenn dieser anhand der Änderung des Wandlerstromes l_DCDC ermittelt wird. Dazu muss die Komponente aus dem DC-DC-Wandler versorgt werden und gleichzeitig mit der Aktivierung der Komponente die Änderung l_DCDC verfolgt werden. Aus der Änderung von l_DCDC beim Ein- und In a variant, the current measurement in the component can be dispensed with if it is determined on the basis of the change in the converter current I_DCDC. For this, the component must be supplied from the DC-DC converter and the change l_DCDC must be tracked simultaneously with the activation of the component. From the change of l_DCDC at input and output
Ausschalten der Komponente kann auf den Strom in die Komponente Turning off the component may affect the current in the component
geschlossen werden. getting closed.
Fall B) Case B)
In einer weiteren Ausführungsform ist eine elektronische Sicherung, enthalten i der "electronic Power Distribution Unit", in den Kabelbaum eingefügt,  In another embodiment, an electronic fuse included in the "electronic power distribution unit" is inserted in the wiring harness,
beispielsweise anstelle der Sicherungsbox. In dieser Ausführungsform wird die ePDU dazu genutzt, den Komponentenstrom über geeignete Maßnahmen zu erfassen. for example, instead of the backup box. In this embodiment, the ePDU is used to detect the component flow via appropriate measures.
Weiterhin kann die ePDU dazu genutzt werden, um über das oben beschriebene Verfahren den Fehler näher einzugrenzen, in dem die Spannung an der ePDU erfasst wird und sowohl mit der Komponentenspannung U_RE2a als auch mit der Wandlerausgangsspannung U_DCDC verglichen wird. Furthermore, the ePDU can be used to narrow the error by the method described above, in which the voltage is detected at the ePDU and compared both with the component voltage U_RE2a and with the converter output voltage U_DCDC.
Fall C) Case C)
Insbesondere bei Heizungen ist der Widerstandswert der Komponenten genau bekannt und definiert. Dieser Widerstandswert versursacht je nach Versorgungsspannung, diese wird von der Komponente gemessen, einen Stromfluss. Das bedeutet, dass bei diesen Komponenten mit definiertem Lastwiderstand in einer weiteren Ausführungsform der Strom rechnerisch ermittelt wird. Especially with heaters, the resistance of the components is well known and defined. This resistance causes depending on Supply voltage, this is measured by the component, a current flow. This means that in these components with defined load resistance in a further embodiment, the current is determined by calculation.
Über die jeweiligen Spannungsabfälle während und außerhalb der About the respective voltage drops during and outside of the
Komponentenansteuerung und über den Komponentenstrom wird dann der Kabelbaumwiderstand im Leitungssatz zur ePDU und zur Komponente erfasst. Zur Steigerung der Robustheit können die genannten Messungen mehrmals durchgeführt werden. Component control and the component current is then the harness resistance in the harness to the ePDU and component detected. To increase the robustness, the measurements mentioned can be carried out several times.
Überschreitet der Kabelbaumwiderstand einen Schwellwert, kann ein If the harness resistance exceeds a threshold, a
Fehlerspeichereintrag erzeugt werden, eine Warnlampe eingeschaltet werden oder sicherheitsrelevante Funktionen wie automatisches Fahren verboten werden. Error memory entry can be generated, a warning lamp can be turned on or safety-related functions such as automatic driving prohibited.
Die beschriebenen Diagnosen können einerseits während eines Fahrzyklus durchgeführt werden, beispielsweise einerseits wenn die Komponenten inaktiv und andererseits wenn die Komponenten aktiv sind. The described diagnoses can be carried out on the one hand during a driving cycle, for example on the one hand when the components are inactive and on the other hand when the components are active.
Die beschriebenen Diagnosen können in einer weiteren Ausführungsform vor einem Fahrzyklus bzw. zu Beginn eines Fahrzyklus durchgeführt werden, um Systeme vor Fahrtbeginn aktiv zu prüfen. Hierzu werden Komponenten gezielt angesteuert und beispielsweise gezielt aus der Batterie versorgt. In a further embodiment, the diagnoses described can be carried out before a drive cycle or at the beginning of a drive cycle in order to actively test systems before the start of the journey. For this purpose, components are selectively controlled and, for example, supplied specifically from the battery.
In einer weiteren Ausführungsform können die Diagnosen in einer Werkstatt durchgeführt werden, beispielsweise in dem in regelmäßigen Intervallen der Kabelbaum und die elektrischen Speicher erfindungsgemäß geprüft werden. In a further embodiment, the diagnoses can be carried out in a workshop, for example, in which the wire harness and the electrical stores are checked according to the invention at regular intervals.
Dadurch wird erreicht, dass für sicherheitsrelevante Fahrfunktionen das elektrische System des Fahrzeugs in ordnungsgemäßem Zustand ist. This ensures that the electrical system of the vehicle is in proper condition for safety-relevant driving functions.

Claims

Ansprüche claims
1. Verfahren zum Betreiben eines Bordnetzes (200, 300, 400, 500), das mindestens zwei Kanäle mit zumindest einer Komponente und eine 1. A method for operating a vehicle electrical system (200, 300, 400, 500), the at least two channels with at least one component and a
Energieversorgung umfasst, wobei zwischen den beiden Kanälen ein Energy supply includes, with between the two channels
Koppelelement vorgesehen ist, wobei das Koppelelement dazu verwendet wird, um eine Diagnose durchzuführen, indem in diesem mindestens eine Messung vorgenommen wird, Coupling element is provided, wherein the coupling element is used to perform a diagnosis by at least one measurement is made in this,
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem erste Messungen bei einer ersten Stromaufnahme wenigstens einer der mindestens einen Komponente und zweite Messungen bei einer zweiten Stromaufnahme wenigstens einer der mindestens einen Komponente durchgeführt werden und die ersten Messungen und die zweiten Messungen miteinander verglichen werden und anhand dessen bestimmt wird, ob die wenigstens eine der mindestens einen Komponente bestimmungsgemäß arbeitet. 2. The method of claim 1, wherein the first measurements are performed at a first power consumption of at least one of the at least one component and second measurements at a second power consumption of at least one of the at least one component and the first measurements and the second measurements are compared with each other and based it is determined whether the at least one of the at least one component works as intended.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die wenigstens eine der mindestens einen Komponente ein- und ausgeschaltet wird. 3. The method of claim 1 or 2, wherein the at least one of the at least one component is switched on and off.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem als Koppelelement DC-DC-Wandler (202, 302, 402, 502) verwendet wird. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the coupling element DC-DC converter (202, 302, 402, 502) is used.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem eine Strommessung in dem Koppelelement durchgeführt wird. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein a current measurement is carried out in the coupling element.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem eine 6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein a
Spannungsmessung in dem Koppelelement durchgeführt wird  Voltage measurement is performed in the coupling element
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem eine Diagnose eines Kabelbaums des Bordnetzes (200, 300, 400, 500) durchgeführt wird. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein a diagnosis of a wiring harness of the electrical system (200, 300, 400, 500) is performed.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem ein Vergleich mit von einem Batteriesensor (208, 308, 408) ermittelten Werten durchgeführt wird. 8. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein a comparison with by a battery sensor (208, 308, 408) determined values is performed.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, das bei einem Neustart des Bordnetzes (200, 300, 400, 500) durchgeführt wird. 9. The method according to any one of claims 1 to 8, which is carried out at a restart of the electrical system (200, 300, 400, 500).
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, das zu Beginn eines 10. The method according to any one of claims 1 to 8, at the beginning of a
Fahrzyklus durchgeführt wird. Driving cycle is performed.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, das mittels eines 11. The method according to any one of claims 1 to 10, by means of a
Computerprogramms durchgeführt wird.  Computer program is performed.
12. Bordnetz, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, das mindestens zwei Kanäle mit zumindest einer 12. vehicle electrical system, in particular for carrying out a method according to one of claims 1 to 11, the at least two channels with at least one
Komponente und eine Energieversorgung umfasst, wobei zwischen den beidenComponent and includes a power supply, being between the two
Kanälen ein Koppelelement vorgesehen ist, wobei das Bordnetz (200, 300, 400, 500) dazu eingerichtet ist, das Koppelelement dazu zu verwenden, um eine Diagnose durchzuführen, indem in diesem mindestens eine Messung vorgenommen wird. Channels a coupling element is provided, wherein the electrical system (200, 300, 400, 500) is adapted to use the coupling element to perform a diagnosis by at least one measurement is made in this.
13. Bordnetz nach Anspruch 12, die weiterhin dazu eingerichtet ist, erste Messungen bei einer ersten Stromaufnahme wenigstens einer der mindestens einen Komponente und zweite Messungen bei einer zweiten Stromaufnahme wenigstens einer der mindestens einen Komponente durchzuführen und die ersten Messungen und die zweiten Messungen miteinander zu vergleichen und anhand dessen zu bestimmen, ob die wenigstens eine der mindestens einen Komponente bestimmungsgemäß arbeitet. 13. Vehicle electrical system according to claim 12, which is further configured to perform first measurements at a first current consumption of at least one of the at least one component and second measurements at a second current consumption of at least one of the at least one component and to compare the first measurements and the second measurements and determining whether the at least one of the at least one component operates as intended.
14. Bordnetz nach Anspruch 12 oder 13, das ein Energiemanagementsystem (204, 304, 404, 504) aufweist. 14. The electrical system according to claim 12 or 13, which has an energy management system (204, 304, 404, 504).
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