EP4536498A1 - Verfahren zur isolationsüberwachung für ein elektrisch betreibbares fahrzeug - Google Patents

Verfahren zur isolationsüberwachung für ein elektrisch betreibbares fahrzeug

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Publication number
EP4536498A1
EP4536498A1 EP23739142.0A EP23739142A EP4536498A1 EP 4536498 A1 EP4536498 A1 EP 4536498A1 EP 23739142 A EP23739142 A EP 23739142A EP 4536498 A1 EP4536498 A1 EP 4536498A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
insulation
vehicle
monitor
subgroup
level
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.)
Pending
Application number
EP23739142.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bastian Blase
Steffen Jakobi
Göran SÄNGER
Markus Gyusok Schauen
Thomas Stark
Christer Thorén
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.)
Siemens Mobility GmbH
Scania CV AB
Original Assignee
Siemens Mobility GmbH
Scania CV AB
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Mobility GmbH, Scania CV AB filed Critical Siemens Mobility GmbH
Publication of EP4536498A1 publication Critical patent/EP4536498A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION 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
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0069—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to the isolation, e.g. ground fault or leak current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION 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
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/11—DC charging controlled by the charging station, e.g. mode 4
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/025—Measuring very high resistances, e.g. isolation resistances, i.e. megohm-meters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/005—Testing of electric installations on transport means
    • G01R31/006—Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks

Definitions

  • the invention relates to a method for insulation monitoring for an electrically operated vehicle, wherein the vehicle has a first plurality of insulation monitors and a second plurality of insulation levels, each insulation level having at least one power electronic component and/or a current-carrying component Component includes, and wherein an insulation measurement on at least one insulation level of the second plurality is carried out by at least one insulation monitor of the first plurality.
  • Insulation monitor installed in such a vehicle.
  • An insulation monitor applies a test voltage to the relevant insulation level for an insulation measurement.
  • insulation monitors are, for example, a main battery, a DC converter (or DC/DC converter), different isolating ground layers or (in overhead line vehicles) a pantograph (or current collector) as corresponding insulation levels or assigned to circuits. Further insulation levels can be provided in particular by further elements in the traction circuit of the vehicle.
  • the individual measurements can influence each other, and this can lead to malfunctions in the insulation monitors and thus to errors in the Insulation monitoring comes.
  • the above-mentioned errors or Disturbances occur accordingly more frequently or less frequently.
  • the insulation monitors at interfaces between the original components of the vehicle and third-party components from other manufacturers are particularly susceptible to failure, not least because of the possible assignment to correspondingly different control devices.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a method by means of which insulation measurements can be carried out in an electrically operated vehicle with several insulation levels that are as free from interference as possible.
  • a method for insulation monitoring for an electrically operated vehicle which has a first plurality of insulation monitors and a second plurality of insulation levels, each insulation level having at least one power electronic component and/or a current-carrying component Component comprises, and wherein for a first time interval an inhibition signal is output to a first subgroup of the first plurality, which comprises at least one first insulation monitor, by a central control unit of the vehicle, which is in particular set up for central control of insulation measurements of the insulation levels .
  • isolation measurements by the insulation monitor(s) of the first subgroup are completely omitted, and that during the first time interval, at least temporarily, an insulation measurement is carried out on at least one isolation level of the second plurality by at least a second one I isolation monitor occurs, which is not part of the first subgroup.
  • An electrically operated vehicle includes in particular a purely electrically operated vehicle, but also a hybrid vehicle, which additionally has an internal combustion engine and/or a fuel cell.
  • the electrical energy for the electrical operation of the vehicle can be provided in particular by an overhead line and/or at least partially by a battery.
  • Isolation monitoring includes, in particular, the monitoring of an isolation state of the relevant isolation level, for example. based on an insulation resistance, which is preferably determined based on a test voltage applied to the relevant insulation level.
  • the vehicle has a first plurality of insulation monitors, each of which is set up to carry out an insulation measurement and/or for a delimited area of a circuit in the vehicle, preferably for an insulation detection. level, to measure an insulation state and in particular an insulation resistance.
  • the vehicle has a second plurality of insulation levels, with each insulation level comprising at least one power electronic component and/or a current-carrying component, in particular of the traction circuit, and/or a ground component.
  • a power electronic component can be provided by a battery (as the main power source or as a power buffer), or even a DC converter;
  • a current-carrying component can also be provided in particular by a current collector.
  • a mass component can in particular be provided by a metallic component in the vehicle such as. B. a vehicle frame, etc. ä .
  • the second plurality can be different or identical to the first plurality.
  • the insulation measurement is not carried out during the first time interval in the individual isolation levels, which are monitored by the insulation monitors of the first subgroup.
  • the first subgroup is preferably to be coordinated with the second insulation monitor in such a way that the first subgroup includes those insulation monitors which control the second insulation monitor at the same time or in quick succession could most likely influence insulation measurements (e.g. as a result of a lack of potential equalization between the insulation levels, which are each assigned to the relevant insulation monitors).
  • the first subgroup includes all isolation monitors, which are related to: The isolation level assigned to the second insulation monitor is assigned to insulation levels adjacent to it.
  • the reliability of the insulation measurement can be improved, and in particular a false positive rate (e.g. in terms of undershooting of minimum resistance values) can be reduced so that unjustified failures of the vehicle fleet can be significantly limited.
  • the periodic sequence of said time intervals for the assigned subgroups is selected such that an isolation level classified as safety-critical has a shorter monitoring interval than an isolation level not classified as safety-critical.
  • An isolation level can be classified as safety-critical in particular if there is a higher risk of contact or a higher risk of an initial error for the relevant components of the isolation level.
  • the first DC-DC converter 10 additionally supplies a battery 28 of the vehicle 1 with power.
  • the battery 28 is intended and set up to power the electric motors 12 in the event of a failure of the external energy supply (e.g due to an externally caused voltage drop or power failure in the overhead line 4).
  • the electric motors 12 as primary consumers, the first DC-DC converter 10, the individual secondary consumers 16 (as well as the second DC-DC converter 26) and the battery 28 are each assigned to individual insulation levels 30a to 30i, which ensure the electrical insulation of the relevant Components of the isolation level should be ensured against other components, apart from the technically intended power flow.
  • the introduction of the separate insulation levels 30a to 30i serves, among other things, the purpose of ensuring that no danger to persons occurs in the event of possible errors, such as galvanic connections to power-carrying components.
  • an inhibition signal 12 (dotted line) is output in an analogous manner from the central control unit 34 to a second subgroup G2 of the insulation monitors 32b to 32i (or to the assigned control devices 38b to 38i), so that through the said Insulation monitors 32b to 32i of the second subgroup G2 no insulation measurement is carried out at the corresponding insulation levels 30b to 30i during this second time interval AT2.
  • those insulation monitors that are not part of the second subgroup G2 can now carry out an insulation measurement on the assigned insulation level using the corresponding test voltage.
  • the first insulation monitor 32a can resume the insulation measurement Ma at the insulation level 30a (not shown).
  • insulation measurements can be carried out successively on all insulation levels 30a to 30i, with individual subgroups of these isolation levels being formed in such a way that the insulation monitors remaining outside the relevant subgroup can carry out their insulation measurement without being influenced by other insulation monitors.
  • the subgroups are configured so that for a specific insulation monitor that is to carry out an insulation measurement in a specific time interval, all other insulation monitors that could influence the said specific insulation monitor during the insulation measurement are included as part of the assigned subgroup can be defined, and therefore no insulation measurement can be carried out as a result of the inhibition signal.
  • a monitoring interval can be created for each individual isolation monitor (not shown) are defined as the entire period in which no insulation measurement is carried out by the insulation monitor in question. These monitoring intervals can also be specified for defining the time intervals and the associated subgroups of isolation monitors, each of which should receive an inhibition signal.
  • the specification can be done dynamically, for example depending on a driving speed, or whether a door of the vehicle is open (in this case it is preferred to reduce the monitoring interval for isolation levels, which include components in the vicinity of the door), or whether a component is generally safety-critical (here too, the monitoring interval for the associated isolation level should preferably be shorter than for isolation levels of non-safety-critical components).

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Abstract

Die Erfindung nennt ein Verfahren zur Isolationsüberwachung für ein elektrisch betreibbares Fahrzeug (1), wobei das Fahrzeug (1) eine erste Mehrzahl an Isolationswächtern (32a-32i) sowie eine zweite Mehrzahl an Isolationsebenen (30a-30i) aufweist, wobei eine Isolationsebene (30a-30i) jeweils wenigstens eine leistungselektronische Komponente und/oder eine stromführende Komponente und/oder eine Massekomponente umfasst, wobei für ein erstes Zeitintervall (ΔT1) durch eine zentrale Steuereinheit (34) des Fahrzeugs (1) ein Inhibitionssignal (I1) an eine erste Untergruppe (G1) der ersten Mehrzahl ausgegeben wird, welche wenigstens einen ersten Isolationswächter (32a) umfasst, wobei infolge des Inhibitionssignals (I1) während des ersten Zeitintervalls (ΔT1) Isolationsmessungen (Ma) durch den oder die Isolationswächter (32a, 32c-32i) der ersten Untergruppe (G1) gänzlich unterbleiben, und wobei während des ersten Zeitintervalls (ΔT1) zumindest zeitweise eine Isolationsmessung (Mb) an wenigstens einer Isolationsebene (30b) der zweiten Mehrzahl durch wenigstens einen zweiten Isolationswächter (32b) erfolgt, welcher nicht Teil der ersten Untergruppe (G1) ist.

Description

Beschreibung
Verfahren zur I solationsüberwachung für ein elektrisch betreibbares Fahrzeug
Die Erfindung betri f ft ein Verfahren zur I solationsüberwachung für ein elektrisch betreibbares Fahrzeug, wobei das Fahrzeug eine erste Mehrzahl an I solationswächtern sowie eine zweite Mehrzahl an I solationsebenen aufweist , wobei eine I solationsebene j eweil s wenigstens eine leistungselektronische Komponente und/oder eine stromführende Komponente umfasst , und wobei eine I solationsmessung an wenigstens einer I solationsebene der zweiten Mehrzahl durch wenigstens einen I solationswächter der ersten Mehrzahl erfolgt .
In elektrisch betreibbaren Fahrzeugen und insbesondere in Fahrzeugen zum Betrieb auf elektri fi zierten Straßen sind leistungselektronische Komponenten und Komponenten der Steuerelektronik oftmals auf verschiedenen I solationsebenen angeordnet , welche entsprechend einzeln isoliert sind . Zur Überwachung der Isolationsebenen sind dabei zumeist mehrere Überwachungsgeräte , sog . Isolationswächter , in einem solchen Fahrzeug eingebaut . Durch einen Isolationswächter wird dabei für eine I solationsmessung an der betref fenden Isolationsebene eine Prüfspannung angelegt .
Bei mehreren I solationsebenen in einem Fahrzeug kann es j edoch zu einer Überschneidung der Wirkbereiche der einzelnen Isolationswächter und somit der zugeordneten Isolationsebenen kommen, wenn diese etwa mehr als einen Anschluss an einen Isolationswächter besitzen . Diese I solationswächter sind beispielsweise einer Haupt-Batterie , einem Gleichstromwandler (bzw . DC/DC-Steller ) , unterschiedlichen trennenden Masse- Layern oder ( in oberleitungsbetriebenen Fahrzeugen) auch einem Pantographen (bzw . Stromabnehmer ) als entsprechenden Isolationsebenen bzw . Stromkreisen zugeordnet . Weitere I solationsebenen können dabei insbesondere durch weitere Elemente im Traktionsstromkreis des Fahrzeugs gegeben sein . Im Falle einer sukzessiven ( oder gar gleichzeitigen) I solationsmessung von mindestens zwei I solationswächtern ohne ausreichenden zeitlichen Abstand für einen Potentialausgleich nach dem Anliegen der Prüfspannung können sich die einzelnen Messungen gegenseitig beeinflussen, und es kann hierdurch zu Störungen der Isolationswächter und somit zu Fehlern bei der Isolationsüberwachung kommen . Je nach eingestellter Wiederholungs frequenz der I solationsmessungen der an einer I solationsebene angeschlossenen I solationswächter können die besagten Fehler bzw . Störungen dabei entsprechend häufiger oder seltener auftreten . Hierbei sind die I solationswächter an Schnittstellen zwischen Originalkomponenten des Fahrzeugs und Drittkomponenten anderer Hersteller ( etwa Stromabnehmern) nicht zuletzt infolge einer möglichen Zuordnung zu entsprechend unterschiedlichen Steuergeräten besonders störungsanfällig .
Fehlerhafte Messergebnisse als sog . „ fault positive" können dabei die Folge sein . Das Vorliegen eines solchen falsch positiven Isolations fehlers wirkt sich negativ auf die Verfügbarkeit des Fahrzeuges aus , welches infolge der Fehlermeldung oftmals nicht mehr weiter betrieben werden kann, obwohl der registrierte Fehler lediglich auf einer wie oben beschriebenen Störung der I solationsmessung beruht , und somit sicher weiterbetrieben werden könnte .
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde , ein Verfahren anzugeben, mittels dessen sich in einem elektrisch betreibbaren Fahrzeug mit mehreren I solationsebenen möglichst störungs freie I solationsmessungen durchführen lassen .
Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur I solationsüberwachung für ein elektrisch betreibbares Fahrzeug, welches eine erste Mehrzahl an I solationswächtern sowie eine zweite Mehrzahl an I solationsebenen aufweist , wobei eine I solationsebene j eweils wenigstens eine leistungselektronische Komponente und/oder eine stromführende Komponente umfasst , und wobei für ein erstes Zeitintervall durch eine zentrale Steuereinheit des Fahrzeugs , welche insbesondere zu einer zentralen Steuerung von I solationsmessungen der I solationsebenen eingerichtet ist , ein Inhibitionssignal an eine erste Untergruppe der ersten Mehrzahl ausgegeben wird, welche wenigstens einen ersten I solationswächter umfasst .
Hierbei ist verfahrensgemäß vorgesehen, dass infolge des Inhibitionssignals während des ersten Zeitintervalls I solationsmessungen durch den oder die I solationswächter der ersten Untergruppe gänzlich unterbleiben, und dass während des ersten Zeitintervalls zumindest zeitweise eine I solationsmessung an wenigstens einer I solationsebene der zweiten Mehrzahl durch wenigstens einen zweiten I solationswächter erfolgt , welcher nicht Teil der ersten Untergruppe ist . Vorteilhafte und teils für sich gesehen erfinderische Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche und der nachfolgenden Beschreibung .
Ein elektrisch betreibbares Fahrzeug umfasst hierbei insbesondere ein rein elektrisch betriebenes Fahrzeug, aber auch ein Hybridfahrzeug, welches zusätzlich einen Verbrennungsmotor und/oder eine Brennstof f zelle aufweist . Die elektrische Energie für den elektrischen Betrieb des Fahrzeugs kann hierbei insbesondere durch eine Oberleitung und/oder wenigstens teilweise durch eine Batterie bereitgestellt werden .
Unter einer I solationsüberwachung ist insbesondere die Überwachung eines I solations zustands der betref fenden I solationsebene umfasst , bspw . anhand eines I solationswiderstands , welcher bevorzugt anhand einer an die betref fende I solationsebene angelegte Prüfspannung ermittelt wird .
Das Fahrzeug weist eine erste Mehrzahl an I solationswächtern auf , welche j eweils dazu eingerichtet sind, eine I solationsmessung durchzuführen und/oder für einen abgegrenzten Bereich einer Schaltung im Fahrzeug, bevorzugt für eine I solationse- bene , einen I solations zustand und insbesondere einen I solationswiderstand zu messen .
Weiter weist das Fahrzeug eine zweite Mehrzahl an Isolationsebenen auf , wobei eine I solationsebene j ewei ls wenigstens eine leistungselektronische Komponente und/oder eine stromführende Komponente insbesondere des Traktionsstromkreises und/oder eine Massekomponente umfasst . Eine derartige leistungselektronische Komponente kann etwa gegeben sein durch eine Batterie ( als Hauptleistungsquelle oder auch als Leistungspuf fer ) , oder auch einen Gleichstromwandler ; eine stromführende Komponente kann insbesondere auch gegeben sein durch einen Stromabnehmer . Eine Massekomponente kann insbesondere gegeben sein durch ein metallisches Bauteil im Fahrzeug wie z . B . einen Fahrzeugrahmen o . ä . Die zweite Mehrzahl kann hierbei unterschiedlich oder identisch zur ersten Mehrzahl sein .
Die zentrale Steuereinheit kann hierbei insbesondere durch eine zentrale Steuereinheit aller wesentlichen Fahrzeugfunktionen des Fahrzeugs gegeben sein, d . h . , das Fahrzeug weist für die Steuerung der wesentlichen Funktionen und insbesondere der Antriebs funktion eine zentrale Steuereinheit auf , welche dann auch das Inhibitionssignal des Verfahrens ausgibt . Die zentrale Steuereinheit kann j edoch auch durch eine für das Verfahren dedi zierte Steuereinheit gegeben sein, sodass ihr die zentrale Rolle lediglich im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zukommt , während die weiteren, wesentlichen Fahrzeugfunktionen ( insbesondere Fahrfunktionen) durch ein anderes bzw . andere Steuergeräte gesteuert werden .
Für ein erstes Zeitintervall gibt nun die zentrale Steuereinheit , bevorzugt über eine bzw . mehrere entsprechend geeignete und eingerichtete Schnittstellen, das Inhibitionssignal für eine erste Untergruppe der ersten Mehrzahl aus , sodass das Inhibitionssignal an wenigstens eine erste Untergruppe der ersten Mehrzahl ausgegeben wird . Die erste Untergruppe weist dabei wenigstens einen ersten I solationswächter auf , und kann dabei noch weitere I solationswächter aufweisen, oder auch durch den ersten I solationswächter abgeschlossen sein .
Das Inhibitionssignal stellt hierbei bevorzugt eine negierte Erlaubnis , also ein Verbot für den bzw . die I solationswächter der ersten Untergruppe dar, während des ersten Zeitintervalls , für welches das Inhibitionssignal ausgegeben wird, eine I solationsmessung durchzuführen . Infolge des Inhibitionssignals unterbleiben somit während des ersten Zeitintervalls die I solationsmessungen für die I solationswächter der ersten Untergruppe gänzlich . Das Unterbleiben kann hierbei insbesondere j eweils durch einzelne Steuergeräte implementiert sein, welche den einzelnen I solationswächtern „vorgeschaltet" sind und welche allgemein die j eweilige I solationsmessung des betref fenden I solationswächters an einer I solationsebene (bzw . an ihren Komponenten) ansteuert . Die Steuergeräte der einzelnen I solationswächter können dabei zur Übertragung des Inhibitionssignals j eweils über entsprechende Schnittstellen mit der zentralen Steuereinheit verbunden sein .
Durch das „Verbot" in Form des Inhibitionssignals für die Isolationswächter der zugeordneten ersten Untergruppe , eine Isolationsmessung durchzuführen, unterbleibt somit in den einzelnen I solationsebenen, welche von den I solationswächtern der ersten Untergruppe überwacht werden, die I solationsmessung während des ersten Zeitintervalls .
Dieses durch das Inhibitionssignal ausgelöste Unterbleiben anderweitiger I solationsmessungen kann nun dazu genutzt werden, dass ein zweiter I solationswächter, welcher nicht Teil der ersten Untergruppe ist , und welcher somit auch nicht infolge des Inhibitionssignals an einer I solationsmessung gehindert ist , genau eine solche durchführen, zumindest zeitweise während des ersten Zeitintervalls . Die erste Untergruppe ist hierbei bevorzugt in der Weise auf den zweiten I solationswächter abzustimmen, dass die erste Untergruppe j ene Isolationswächter umfasst , welche den zweiten I solationswächter bei gleichzeitigen oder schnell aufeinander folgenden Isolationsmessungen am ehesten beeinflussen könnten ( etwa infolge eines fehlenden Potentialausgleichs zwischen den I solationsebenen, welche j eweils den betref fenden I solationswächtern zugeordnet sind) . Insbesondere umfasst dabei die erste Untergruppe all ene I solationswächter, welche bzgl . der dem zweiten I solationswächter zugeordneten I solationsebene benachbarten Isolationsebenen zugeordnet sind .
Dadurch, dass nun während der I solationsmessung durch den zweiten I solationswächter an der ihm zugeordneten I solationsebene keine Störung oder Beeinflussung durch I solationswächter der benachbarten Isolationsebenen erfolgt , kann die Verlässlichkeit der I solationsmessung verbessert werden, und insbesondere eine falsche Positivrate ( etwa hinsichtlich einer Unterschreitung von minimalen Widerstandswerten) verringert werden, sodass ungerechtfertigte Aus fällen der Fahrzeugflotte deutlich begrenzt werden können .
Bevorzugt wird infolge des Inhibitionssignals eine bereits laufende I solationsmessung des ersten I solationswächters an einer zugeordneten I solationsebene der zweiten Mehrzahl unterbrochen . Mit anderen Worten führt das Inhibitionssignal dazu, dass während des ersten Zeitintervalls nicht nur keine neuen I solationsmessungen durch die I solationswächter der ersten Untergruppe gestartet werden, sondern für einen betref fenden I solationswächter auch eine bereits laufende I solationsmessung unterbrochen bzw . abgebrochen wird . Bevorzugt wird in diesem Fall j edwede I solationsmessung der ersten Untergruppe an I solationswächtern abgebrochen . Der Abbruch kann etwa durch einzelne Steuergeräte der j eweiligen I solationswächter implementiert sein . Durch den unmittelbaren Abbruch laufender I solationsmessungen kann für einheitliche Bedingungen hinsichtlich des Potentialausgleichs gesorgt werden .
In einer vorteilhaften Weiterbildung wird nach dem Ende des Inhibitionssignals eine I solationsmessung durch den ersten Isolationswächter an der zugeordneten I solationsebene wieder aufgenommen . Dies bedeutet insbesondere , dass eine zunächst laufende I solationsmessung durch den ersten I solationswächter, welche infolge des Inhibitionssignals bei Beginn des ersten Zeitintervalls unterbrochen wurde , nach Ende des ersten Zeitintervalls und somit nach dem Ende des Inhibitionssignals weitergeführt bzw . wieder begonnen wird . Insbesondere kann hierbei in einem bzw . für ein Steuergerät des j eweiligen Isolationswächters eine I solationsmessung als der „Default" - Zustand vorgegeben werden, sodass diese immer dann erfolgt , wenn gerade von der zentralen Steuereinheit (über die entsprechende Schnittstelle ) kein Inhibitionssignal empfangen wird .
Vorzugsweise wird für die I solationsmessung eine Überwa- chungsspannung an die I solationsebene angelegt . Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass die Überwachungsspannung an die entsprechende (n) Komponenten (n) der I solationsebene ( etwa gegenüber Masse oder einem anderen Referenzpotential ) angelegt wird . Je nach Ausgestaltung des I solationswächters und nach den Komponenten der I solatinosebene kann die Überwachungsspannung dabei üblicherweise einige 10 V bs einige 100 V betragen . Hierdurch lässt sich der ohmsche Widerstand bzw . Spannungsabfall ermitteln, und so anhand von Abweichungen von Nennwerten oder theoretisch ermittelten Werten ein verringerter I solationswiderstand erkennen .
Bevorzugt wird dabei das erste Zeitintervall gewählt in Abhängigkeit einer Zeit für einen Potentialausgleich, welcher nach einem Anlegen der Überwachungsspannung erfolgt , und/oder in Abhängigkeit einer Mindestmessdauer für die leistungselektronische bzw . stromführende Komponente der I solationsebene , und/oder in Abhängigkeit einer maximal zulässigen Dauer ohne I solationsprüfung für die einzelnen I solationsebenen der ersten Mehrzahl und insbesondere der ersten Untergruppe . Insbesondere wird also das erste Zeitintervall zumindest so lange gewählt , dass für die relative Konfiguration der I solationswächter der ersten Untergruppe ein Potentialausgleich möglich ist , bevor der zweite I solationswächter seine I solationsmessung an der betref fenden I solationsebene aufnimmt , und zudem die Mindestmessdauer für eine Komponente der vom zweiten I solationswächter zu überwachenden I solationsebene eingehalten wird . Andererseits ist das erste Zeitintervall bevorzugt kurz genug, dass an den Komponenten der Isolationsebenen, welche durch die I solationswächter der ersten Untergruppe überwacht werden, noch rechtzeitig eine neue I solationsmessung nach Ende des ersten Zeitintervalls wieder stattfinden kann, ohne dass zulässige Maximaldauern für eine Zeit ohne I solationsmessung überschritten werden .
Vorteilhafterweise wird das Inhibitionssignal über eine Kommunikationsschnittstelle und/oder an ein Steuergerät ausgegeben, welches bzw . welche j eweils einem I solationswächter der ersten Untergruppe zugeordnet sind . Dies umfasst insbesondere , dass das Inhibitionssignal von der zentralen Steuereinheit bei entsprechender Verschaltung direkt an die einzelnen Isolationswächter ausgegeben werden kann, oder auch, dass eine Kommunikationsschnittstelle , insbesondere auch auf der einzelnen I solationsebene , das Inhibitionssignal direkt an den betref fenden I solationswächter oder sein Steuergerät weiterleitet .
Bevorzugt erfolgt dabei im dem betref fenden I solationswächter der ersten Untergruppe zugeordneten Steuergerät eine Überwachung des Inhibitionssignals . Insbesondere werden dabei durch das besagte Steuergerät das Unterbleiben der I solationsmessung während des ersten Zeitintervalls infolge des Inhibitionssignals bzw . die Wiederaufnahme der I solationsmessung entsprechend angesteuert . Diese Trennung der Ansteuerung der Isolationsmessungen einer I solationsebene in den eigentlichen Isolationswächter und ein ihm j eweils vorgeschaltetes Steuergerät verringert die Störungsanfälligkeit der I solationsmessungen weiter .
Günstigerweise wird das Inhibitionssignal über einen CAN-Bus des Fahrzeugs übertragen, insbesondere von der zentralen Steuereinheit des Fahrzeugs an den j eweiligen I solationswächter, zumindest mittelbar an das zugehörige Steuergerät . Der Vorteil einer Verwendung eines CAN-Busses liegt in der Verfügbarkeit desselben in nahezu allen modernen Fahrzeugen , überdies kann über den CAN-Bus infolge von dessen funktionsweise das Inhibitionssignal derart ausgegeben werden, dass die zentrale Steuereinheit dieses besonders einfach implementieren kann, etwa im Rahmen des J1939-Protokolls als eine Zeichenfolge „01" , während die anderen Zeichenfolgen „00 , 10 , 11" infolge der Kombination zweier Bits eine deutlich verringerte Fehlerwahrscheinlichkeit aufweisen . Hierdurch werden auch die Aus fälle des Fährbetriebs infolge von Fehlern bei einer I solationsmessung und entsprechenden Maßnahmen verringert .
Als weiter vorteilhaft erweist es sich, wenn nach Beendigung des ersten Zeitintervalls für weitere Zeitintervalle durch die zentrale Steuereinheit des Fahrzeugs sukzessive j eweils ein Inhibitionssignal an entsprechend zugeordnete , weitere Untergruppen der ersten Mehrzahl ausgegeben wird, wobei infolge des Inhibitionssignals während eines betref fenden Zeitintervalls I solationsmessungen durch den oder die I solationswächter der j eweiligen Untergruppe gänzlich unterbleiben, und wobei während des betref fenden Zeitintervalls zumindest zeitweise eine I solationsmessung an wenigstens einer I solationsebene der zweiten Mehrzahl durch einen I solationswächter erfolgt , welcher nicht in der betref fenden Untergruppe enthalten ist .
Dies umfasst mit anderen Worten insbesondere , dass die erste Mehrzahl an I solationswächtern in verschiedene Untergruppen aufgeteilt wird, welche sich auch teilweise überlappen können, j edoch bevorzugt kein vollständiger Überlapp zweier Untergruppen vorliegt . An die I solationswächter einzelner solcher Untergruppen werden nun sukzessive entsprechende Inhibitionssignale ausgegeben, sodass für das j eweilige Zeitintervall des betref fenden Inhibitionssignals eine I solationsmessung j eweils durch die I solationswächter außerhalb der betref fenden Untergruppe durchgeführt werden kann . So lassen sich, durch entsprechende Auswahl der besagten Untergruppen, sukzessive einzelne für den Betrieb kritische Isolationsebenen durch entsprechende I solationswächter überprüfen .
Günstigerweise wird dabei also durch eine periodische Abfolge der besagten Zeitintervalle und entsprechenden I solationsmessungen bzw . dem Unterbleiben derselben in den zugeordneten Untergruppen für wenigstens einige , bevorzugt für j eden I solationswächter der ersten Mehrzahl j eweils ein Überwachungsintervall definiert , welches insbesondere gegeben ist durch die Zeitdauer, in welcher der vorgegebene I solationswächter keine I solationsmessung durchführt . So lassen sich durch entsprechende Abstimmung der Uberwachungsintervalle einzelne Isolationsebenen durch das vorliegende Verfahren überprüfen, ohne dass Sicherheitsschranken unter- bzw . überschritten werden .
Bevorzugt wird dabei die periodische Abfolge der besagten Zeitintervalle für die zugeordneten Untergruppen derart gewählt , dass eine als sicherheitskritisch eingestufte I solationsebene ein kürzeres Uberwachungsintervall aufweist als eine nicht als sicherheitskritisch eingestufte I solationsebene . Eine I solationsebene kann dabei insbesondere als sicherheitskriti sch eingestuft werden, wenn für die betref fenden Komponenten der I solationsebene etwa ein höheres Kontaktrisiko oder ein höheres Risiko eines Erstfehlers besteht .
Vorteilhafterweise wird die periodische Abfolge der besagten Zeitintervalle für die zugeordneten Untergruppen in Abhängigkeit eines Betriebsmodus und/oder einer Betriebsinformation des Fahrzeugs gewählt . Insbesondere kann dies für verschiedene Isolationsebenen unterschiedlich erfolgen, sodass entsprechend unterschiedliche Uberwachungsintervall resultieren . Unter einem Betriebsmodus kann dabei etwa gegeben sein durch eine Fahrt an einer Oberleitung oder auch eine für das Ein- und Aussteigen von Fahrgästen geöf fnete Tür, während das Fahrzeug mit der Oberleitung verbunden bleibt . Hierbei kann insbesondere für I solationsebenen im Türbereich eine häufigere I solationsmessung der betref fenden I solationsebene durchgeführt werden . Unter einer Betriebsinformation kann dabei insbesondere eine Fahrzeuggeschwindigkeit umfasst sein, sodass für bestimmte Komponenten, besonders im Traktionskreis , und den zugeordneten I solationsebenen eine häufigere Überprüfung der I solationseigenschaften erfolgt .
Die Erfindung nennt weiter ein elektrisch betreibbares Fahrzeug, umfassend : eine erste Mehrzahl an I solationswächtern, eine zweite Mehrzahl I solationsebenen, wobei eine I solationsebene j eweils wenigstens eine leistungselektronische Komponente und/oder eine stromführende Komponente umfasst , und eine zentrale Steuereinheit , wobei das Fahrzeug zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens eingerichtet ist .
Das erfindungsgemäße Fahrzeug teilt die Vorzüge des erfindungsgemäßen Verfahrens . Die für das Verfahren und für seine Weiterbildungen angegebenen Vorteile können dabei sinngemäß auf das elektrisch betreibbare Fahrzeug übertragen werden .
Nachfolgend wird ein Aus führungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert . Hierbei zeigen j eweils schematisch :
FIG 1 in einer Seitenansicht ein elektrisch betreibbares Fahrzeug, und
FIG 2 in einem Blockdiagram den Ablauf eines Verfahrens zur I solationsüberwachung für das Fahrzeug nach FIG 1
Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren j eweils mit denselben Bezugs zeichen versehen . In FIG ist schematisch in einer Seitenansicht ein elektrisch betreibbares Fahrzeug 1 dargestellt , welches vorliegend als ein Oberleitungsbus 2 ausgestaltet ist . Andere Ausgestaltungen, bspw . als eine Straßenbahn oder ein anderweitiges , insbesondere oberleitungsversorgtes Fahrzeug, sind ebenfalls denkbar . Ebenfalls kann das Fahrzeug hil fsweise bzw . für Notfälle auch einen Verbrennungsmotor o . ä . aufweisen (nicht dargestellt ) . Das Fahrzeug 1 wird für den elektrischen Betrieb über eine Oberleitung 4 mit elektrischer Leistung versorgt . Hierfür weist das Fahrzeug 1 einen Stromabnehmer 6 auf ( oft auch als Pantograph bezeichnet ) , welcher im Betrieb und insbesondere im Fährbetrieb durch einen nicht näher gezeigten Federmechanismus gegen die Oberleitung 4 gedrückt wird, sodass ein elektrischer Kontakt zwischen dem Stromabnehmer 6 und der Oberleitung 4 hergestellt wird und so die zur Übertragung elektrischer Leistung auf das Fahrzeug 1 ermöglicht wird . Im vorliegenden Aus führungsbeispiel ist der Stromabnehmer 6 elektrisch verbunden mit einem im Fahrzeug 1 angeordneten ersten Gleichspannungswandler 10 ( im vorliegend angenommenen Fall einer Gleichspannung in der Oberleitung 4 ; im nicht dargestellten Fall einer Wechselspannung in der Oberleitung 4 ist stattdessen ein Gleichrichter verwendet ) .
Der erste Gleichspannungswandler 10 ist elektrisch verbunden mit mehreren Elektromotoren 12 , welche j eweils an einem Rad 14 ( oder einer Achse ) des Fahrzeugs 1 angeordnet sind, und das j eweilige Rad 14 (bzw . die j eweilige Achse ) antreiben . Dazu bringt der erste Gleichspannungswandler 10 eine an der Oberleitung 4 anliegende DC-Versorgungsspannung auf eine für den j eweiligen Elektromotor 12 vorgesehene bzw . optimale Betriebsspannung . Hierbei ist sowohl möglich, dass j edes Rad 14 des Fahrzeugs 1 einen eigens zugeordneten Elektromotor 12 aufweist , als auch, dass einzelne Gruppen von Rädern 14 ( etwa die Räder derselben j eweiligen Achse , oder über ein Getriebe auch mehrerer Achsen) durch einen Elektromotor 12 angetrieben werden, sowie , dass einzelne Räder 4 durch keinen Elektromotor 12 angetrieben werden . Die Elektromotoren 12 bilden hierbei die primären Verbraucher der über die Oberleitung 4 be- reitgestellten elektrischen Leistung im Fahrzeug 1 .
Weiter weist das Fahrzeug 1 noch eine Mehrzahl an sekundären Verbrauchern 16 auf , wobei hier beispielhaft und ohne Abschluss der Liste ein Lüfter 18 zur Kühlung der leistungselektronischen Komponenten, eine Temperaturregelung 20 (welche eine nicht näher dargestellte Hei zung und Klimaanlage umfasst ) , eine Beleuchtung 22 und eine Bordelektronik 24 genannt sind, wobei letztgenannte insbesondere die automatische Steuerung und Regelung der Elektromotoren 12 sowie die Elektronik zur Verarbeitung von Steuerbefehlen zur Steuerung des Fahrzeugs 1 durch einen Fahrer umfasst . Die sekundären Verbraucher 16 sind hierbei ebenfalls mit dem ersten Gleichspannungswandler 10 elektrisch verbunden, und beziehen durch diesen ihre Leistung . Hierbei können einzelnen der sekundären Verbraucher 16 noch zusätzliche Gleichspannungswandler vorgeschaltet sein, um die vom ersten Gleichspannungswandler 10 ausgegebene Spannung, welche für den Betrieb der Elektromotoren 12 ausgelegt wird, auf die Betriebsspannung des j eweiligen sekundären Verbrauchers 16 zu stellen . Schematisch ist dies in Figur 1 j edoch lediglich für die Bordelektronik 24 dargestellt , welcher ein zweiter Gleichspannungswandler 26 vorgeschaltet ist , wobei ggf . weitere den sekundären Verbrauchern 16 zugeordnete Gleichspannungswandler nicht dargestellt sind .
Der erste Gleichspannungswandler 10 versorgt zusätzlich noch eine Batterie 28 des Fahrzeugs 1 mit Leistung . Die Batterie 28 ist dazu vorgesehen und eingerichtet , die Elektromotoren 12 bei einem Aus fall der externen Energieversorgung ( etwa durch einen extern bedingten Spannungsabfall bzw. Leistungsausfall in der Oberleitung 4) mit Leistung zu versorgen.
Für einen sicheren Betrieb des Fahrzeugs 1 sind die Elektromotoren 12 als primäre Verbraucher, der erste Gleichspannungswandler 10, die einzelnen sekundären Verbraucher 16 (sowie der zweite Gleichspannungswandler 26) und die Batterie 28 jeweils einzelnen Isolationsebenen 30a bis 30i zugeordnet, welche die elektrische Isolierung der betreffenden Komponenten der Isolationsebene gegen andere Komponenten, abseits vom technisch vorgesehenen Leistungsfluss, sicherstellen sollen. Die Einführung der separaten Isolationsebenen 30a bis 30i dient dabei u.a. dem Zweck, dass bei möglichen Fehlern, also etwa galvanischen Verbindungen zu leistungsführenden Komponenten, keine Gefährdung von Personen eintritt.
Um die besagte Isolierung sicherzustellen, und insbesondere ein Unterschreiten eines Mindestwiderstands der einzelnen Isolationsebenen 30a bis 30i zu vermeiden, liegen an diesen einzelne Isolationswächter 32a bis 32i vor, welche jeweils durch Messvorrichtungen für den besagten Widerstand gegeben sind, und Isolationsmessungen an der betreffenden Isolationsebenen 30a bis 30i durch das jeweilige Anlegen einer Prüfspannung, also mit anderen Worten einer Uberwachungsspan- nung, durchführen.
Hierbei kann es sein, dass aus technischen Gründen (insbesondere temporär bzw. schaltbar, oder auch dauerhaft) ein bestimmter der Isolationswächter 32a bis 32i zwei der Isolationsebenen 30a bis 30i überprüfen muss (nicht dargestellt) . Überdies können sich die beschriebenen Isolationsmessungen an einzelnen Isolationsebenen 30a bis 30i (insbesondere an direkt „benachbarten") durch einen unvollständigen Potential- ausgleich der jeweils in den einzelnen Ebenen angelegten Prüfspannungen gegenseitig beeinflussen, wodurch einzelne Isolationsmessungen ggf . fehlerhaft einen zu geringen Widerstand und somit eine unzureichende I solation für ihre I solationsebene 30a bis 30i messen . Dadurch kann das Fahrzeug 1 infolge einer aufgrund der so fälschlicherweise ungünstigen Isolationsmessung verhängten Sicherheitsmaßnahme vorübergehend gestoppt oder gar außer Betrieb gesetzt werden, obwohl dies aus technischen Gründen tatsächlich nicht nötig wäre .
In FIG 2 ist daher schematisch im einem Blockdiagramm der Ablauf eines Verfahrens zur I solationsüberwachung für das Fahrzeug 1 nach F 1 dargestellt . Das Fahrzeug 1 weist mehrere Isolationsebenen 30a bis 30i auf , welchen j eweils ein I solationswächter 32a bis 32 i zugeordnet ist , und dazu vorgesehen und eingerichtet ist , an der j eweiligen I solationsebene 30a bis 30i eine I solationsmessung durch das Anlegen einer entsprechenden Prüfspannung durchzuführen . Um nun die beschriebene gegenseitige Beeinflussung der verschiedenen I solationsmessungen zu unterbinden, wird durch eine zentrale Steuereinheit 34 des Fahrzeugs 1 während eines ersten Zeitinterwalls ATI ein Inhibitionssignal I I ( gestrichelte Linie ) an eine erste Untergruppe Gl der I solationswächter 32a bis 32 i über entsprechende Kommunikationsschnittstellen 36a bis 36i ausgegeben . Die besagten Kommunikationsschnittstellen 36a bis 36i können hierbei etwa als ein Teil des CAN-Bus ses ausgebildet sein .
Ein erster I solationswächter 32a aus der ersten Untergruppe Gl führt bis zu Beginn des ersten Zeitintervalls ATI eine Isolationsmessung Ma an der zugeordneten I solationsebene 30a durch ( gestrichpunktete Linie ) . Weitere I solationswächter 32c bis 32 i der ersten Untergruppe Gl können ebenfalls bei Beginn des ersten Zeitintervalls ATI eine entsprechende I solations- messung (nicht dargestellt) an der betreffenden Isolationsebene 30c bis 30i durchführen. Das Inhibitionssignal II wird dabei nicht vom ersten Isolationswächter 32a direkt, sondern von einem Steuergerät 38a empfangen, welches dem ersten Isolationswächter 32a zugeordnet ist und dessen Isolationsmessungen ansteuert.
Durch dem Empfang des Inhibitionssignals II über die Kommunikationsschnittstelle 36a unterbricht das Steuergerät 38a die Isolationsmessung Ma des ersten Isolationswächters 32a. Vergleichbares gilt für alle weiteren Isolationswächter 32c bis 32i der ersten Untergruppe Gl, bzw. für deren Steuergeräte 38a, 38c-38i, sodass die 32c bis 32i der ersten Untergruppe Gl mit Beginn des ersten Zeitintervalls ATI sämtliche Isolationsmessungen (nicht dargestellt) einstellen.
Nach einer kurzen Ausgleichszeit Ta zum Potentialausgleich der Prüfspannungen der soeben ausgesetzten Isolationsmessungen beginnt nun ein zweiter Isolationswächter 32b, welcher nicht Teil der ersten Untergruppe Gl ist, an der ihm zugeordneten Isolationsebene 30b eine Isolationsmessung Mb durch das entsprechende Anlegen einer Prüfspannung (gestrichpunktete Linie) .
Dadurch, dass insbesondere die Isolationswächter 32a, 32c benachbarter (d.h., potentiell für Ableit- oder Leckströme geeigneter) Isolationsebenen 30a, 30c nun keine Isolationsmessung durchführen, kann die Isolationsmessung Mb des zweiten Isolationswächters 32b, auch infolge des Potentialausgleichs während der Ausgleichszeit Ta, ohne Beeinflussung der Isolationsmessung Ma (und ggf. anderer Isolationsmessungen der Isolationswächter 32c bis 32i der ersten Untergruppe Gl) durchgeführt werden. Mit dem Ende des ersten Zeitintervalls ATI setzt für die erste Untergruppe Gl der Isolationswächter 32a, 32c bis 32i auch das Inhibitionssignal II aus. Nun wird jedoch während eines zweiten Zeitintervalls ÄT2 in analoger Weise von der zentralen Steuereinheit 34 ein Inhibitionssignal 12 (gepunktete Linie) an eine zweite Untergruppe G2 der Isolationswächter 32b bis 32i ausgegeben (bzw. an die zugeordneten Steuergeräte 38b bis 38i) , sodass durch die besagten Isolationswächter 32b bis 32i der zweiten Untergruppe G2 während dieses zweiten Zeitintervalls AT2 keine Isolationsmessung an den entsprechenden Isolationsebenen 30b bis 30i durchgeführt wird. Nach einer kurzen Ausgleichszeit Tb für den Potential- ausgleich kann nun durch diejenigen Isolationswächter, welche nicht Teil der zweiten Untergruppe G2 sind, eine Isolationsmessung an der zugeordneten Isolationsebene mittels der entsprechenden Prüfspannung durchgeführt werden. Insbesondere kann dabei also der erste Isolationswächter 32a die Isolationsmessung Ma an der Isolationsebene 30a wieder aufnehmen (nicht dargestellt) .
Durch das genannte Vorgehen lassen sich sukzessive Isolationsmessungen an allen Isolationsebenen 30a bis 30i durchführen, wobei einzelne Untergruppen dieser Isolationsebenen derart gebildet werden, dass die jeweils außerhalb der betreffenden Untergruppe verbleibenden Isolationswächter ihre Isolationsmessung ohne eine Beeinflussung durch andere Isolationswächter durchführen können. Mit anderen Worten werden die Untergruppen so konfiguriert, dass für einen bestimmten Isolationswächter, der in einem bestimmten Zeitintervall eine Isolationsmessung durchführen soll, sämtliche anderen Isolationswächter, die den besagten bestimmten Isolationswächter bei der Isolationsmessung beeinflussen könnten, als Teil der zugeordneten Untergruppe definiert werden, und somit infolge des Inhibitionssignals keine I solationsmessung durchführen .
Durch eine Abfolge an Inhibitionssignalen und entsprechenden Zeitintervallen ohne I solationsmessung, sowie durch eine Zuordnung eines bestimmten I solationswächters zu unterschiedlichen Untergruppen von I solationswächtern, welche j eweils ein Inhibitionssignal empfangen und daher in keine I solationsmessung durchführen, kann für j eden einzelnen I solationswächter ein Uberwachungsintervall (nicht dargestellt ) definiert werden als der gesamte Zeitraum, in welchem durch den betref fenden I solationswächter keine I solationsmessung durchgeführt wird . Diese Uberwachungsintervalle können auch vorgegeben werden für die Definition der Zeitintervalle und der zugehörigen Untergruppen an I solationswächtern, die j eweils ein Inhibitionssignal empfangen sollen . Die Vorgabe kann hierbei dynamisch erfolgen, etwa in Abhängigkeit einer Fahrgeschwindigkeit , oder, ob etwa eine Tür des Fahrzeugs geöf fnet ist ( in diesem Fall ist bevorzugt das Uberwachungsintervall für Isolationsebenen, welche Komponenten in der Nähe der Tür umfassen, zu verringern) , oder ob eine Komponente generell si- cherheitskritisch ist ( auch hier ist für die zugehörige I solationsebene das Uberwachungsintervall bevorzugt kürzer zu wählen als für I solationsebenen von nicht sicherheitskritischen Komponenten) .
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Aus führungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde , so ist die Erfindung nicht durch die of fenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen . Bezugszeichenliste
1 (elektrisch betreibbares) Fahrzeug
2 Oberleitungsbus
4 Oberleitung
6 Stromabnehmer
10 erster Gleichspannungswandler
12 Elektromotor
14 Rad
16 sekundäre Verbraucher
18 Lüfter
20 Temperaturregelung
22 Beleuchtung
24 Bordelektronik
26 zweiter Gleichspannungswandler
28 Batterie
30a-30i Isolationsebene
32a-32i Isolationswächter
32a, 32b erster bzw. zweiter Isolationswächter
34 zentrale Steuereinheit
36a-36i Kommunikationsschnittstelle
38a-38i Steuergerät
Gl, G2 erste bzw. zweite Untergruppe
II, 12 Inhibitionssignal
Ma, Mb Isolationsmessung
Ta, Tb Ausgleichszeit
ATI erstes Zeitintervall
ÄT2 zweites Zeitintervall

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Isolationsüberwachung für ein elektrisch betreibbares Fahrzeug (1) , wobei das Fahrzeug (1) eine erste Mehrzahl an Isolationswächtern (32a-32i) sowie eine zweite Mehrzahl an Isolationsebenen (30a-30i) aufweist, wobei eine Isolationsebene (30a-30i) jeweils wenigstens eine leistungselektronische Komponente und/oder eine stromführende Komponente und/oder eine Massekomponente umfasst, wobei für ein erstes Zeitintervall (ATI) durch eine zentrale Steuereinheit (34) des Fahrzeugs (1) ein Inhibitionssignal (II) an eine erste Untergruppe (Gl) der ersten Mehrzahl ausgegeben wird, welche wenigstens einen ersten Isolationswächter (32a) umfasst, wobei infolge des Inhibitionssignals (II) während des ersten Zeitintervalls (ATI) Isolationsmessungen (Ma) durch den oder die Isolationswächter (32a, 32c-32i) der ersten Untergruppe (Gl) gänzlich unterbleiben, und wobei während des ersten Zeitintervalls (ATI) zumindest zeitweise eine Isolationsmessung (Mb) an wenigstens einer Isolationsebene (30b) der zweiten Mehrzahl durch wenigstens einen zweiten Isolationswächter (32b) erfolgt, welcher nicht Teil der ersten Untergruppe (Gl) ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei infolge des Inhibitionssignals (II) eine bereits laufende Isolationsmessung (Ma) des ersten Isolationswächters (32a) an einer zugeordneten Isolationsebene (30a) der zweiten Mehrzahl unterbrochen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei nach dem Ende des Inhibitionssignals (II) eine Isolationsmessung (Ma) durch den ersten Isolationswächter (32a) an der zugeordneten Isolationsebene (30a) wieder aufgenommen wird .
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für die Isolationsmessung (Ma, Mb) eine Überwachungsspannung an die Isolationsebene (30a-30i) angelegt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das erste Zeitintervall (ATI) gewählt wird in Abhängigkeit einer Zeit für einen Potentialausgleich, welcher nach einem Anlegen der Überwachungsspannung erfolgt, und/oder einer Mindestmessdauer für die leistungselektronische bzw. stromführende Komponente der Isolationsebene (30a-30i) , und/ oder einer maximal zulässigen Dauer ohne Isolationsmessung für die einzelnen Isolationsebenen (30a-30i) der ersten Mehrzahl .
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Inhibitionssignal (II) über eine Kommunikationsschnittstelle (36a-36i) und/oder an ein Steuergerät (38a, 38c-38i) ausgegeben wird, welches bzw. welche jeweils einem Isolationswächter (30a, 30c-30i) der ersten Untergruppe (Gl) zugeordnet sind.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei im dem betreffenden Isolationswächter (30a, 30c-30i) der ersten Untergruppe (Gl) zugeordneten Steuergerät (30a, 30c-38i) eine Überwachung des Inhibitionssignals (II) erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, wobei das Inhibitionssignal (II) über einen CAN-Bus des Fahrzeugs (1) übertragen wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach Beendigung des ersten Zeitintervalls (ATI) für weitere Zeitintervalle (AT2) durch die zentrale Steuereinheit (34) des Fahrzeugs (1) sukzessive jeweils ein Inhibitionssignal (12) an entsprechend zugeordnete, weitere Untergruppen (G2) der ersten Mehrzahl ausgegeben wird, wobei infolge des Inhibitionssignals (12) während eines betreffenden Zeitintervalls (ÄT2) Isolationsmessungen (Mb) durch den oder die Isolationswächter (32b) der jeweiligen Untergruppe (G2) gänzlich unterbleiben, und wobei während des betreffenden Zeitintervalls (ÄT2) zumindest zeitweise eine Isolationsmessung (Ma) an wenigstens einer Isolationsebene (30a) der zweiten Mehrzahl durch einen Isolationswächter (32a) erfolgt, welcher nicht in der betreffenden Untergruppe (G2) enthalten ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei durch eine periodische Abfolge der besagten Zeitintervalle (ATI, AT2) und entsprechenden Isolationsmessungen (Ml, Mb) bzw. dem Unterbleiben derselben in den zugeordneten Untergruppen (Gl, G2 ) für wenigstens einige Isolationswächter (32a-32i) der ersten Mehrzahl jeweils ein Uberwachungsinter- vall definiert wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die periodische Abfolge der besagten Zeitintervalle für die zugeordneten Untergruppen derart gewählt wird, dass eine als sicherheitskritisch eingestufte Isolationsebene (30a-30i) ein kürzeres Uberwachungsintervall aufweist als eine nicht als sicherheitskritisch eingestufte Isolationsebene (30a- 30i) .
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, wobei die periodische Abfolge der besagten Zeitintervalle für die zugeordneten Untergruppen (Gl, G2 ) in Abhängigkeit eines Betriebsmodus und/oder einer Betriebsinformation des Fahrzeugs (1) gewählt wird.
13. Elektrisch betreibbares Fahrzeug (1) , umfassend: eine erste Mehrzahl an Isolationswächtern (32a-32i) , eine zweite Mehrzahl Isolationsebenen (30a-30i) , wobei eine Isolationsebene (30a-30i) jeweils wenigstens eine leistungselektronische Komponente und/oder eine stromführende Komponente umfasst, und eine zentrale Steuereinheit (34) , wobei das Fahrzeug (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.
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