Fahrzeug

B e s c h r e i b u n g

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für eine elektrische Funktionsprüfung bei einem Fahrzeug. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Prüfsystem für eine elektrische Funktionsprüfung bei einem Fahrzeug.

Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, elektrische Schaltvorrichtungen, wie zum Beispiel Schütze oder Relais, bei einem elektrischen Netz eines Fahrzeuges zum Unterbrechen und/oder Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen einem Energiespeicher des Fahrzeuges und mindestens einer elektrischen Komponente des Fahrzeuges einzusetzen. So werden beispielsweise in einem Elektro- und/oder Hybridfahrzeug zum sicheren Trennen des Energiespeichers vom Fahrzeug oder vom Ladegerät üblicherweise Hochvoltschütze als Schaltvorrichtungen verwendet. Dabei ist es erforderlich, dass mittels einer Funktionsprüfung die Funktionsfähigkeit der Schaltvorrichtung überwacht wird. Von besonderer Relevanz ist dabei die zuverlässige Erkennung von kritischen Zuständen der Schaltvorrichtung, wie beispielsweise eines Schützklebers. Beispielsweise ist aus der US 2012/0191294 A1 ein Verfahren zur Diagnose einer Schaltvorrichtung bekannt.

Es hat sich dabei der Nachteil ergeben, dass die Funktionsprüfung oft aufwendig ist, und oft nicht ausreichende Informationen über den Fehlerzustand liefert. Weiter sind bekannte Prüfsysteme und/oder Verfahren zur Funktionsprüfung häufig komplex und nur mit hohem Kostenaufwand herzustellen. Auch ist die Zuverlässigkeit der Funktionsprüfung oft nur eingeschränkt.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voransteht beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Vorzugsweise soll eine verbesserte und/oder zuverlässigere und/oder aussagekräftigere Funktionsprüfung bereitgestellt werden, welche einfach und kostengünstig umgesetzt werden kann.

Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Prüfsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Prüfsystem und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.

Die Aufgabe wird bevorzugt gelöst durch ein Verfahren für eine elektrische Funktionsprüfung bei einem Fahrzeug mit mindestens einem elektrischen Energiespeicher und mindestens einer mit dem Energiespeicher elektrisch verbindbaren elektrischen Komponente eines elektrischen Netzes des Fahrzeuges. Hierbei ist das Fahrzeug bevorzugt als ein Elektrofahrzeug oder als ein Hybridfahrzeug, besonders bevorzugt als ein Personenkraftfahrzeug oder ein Lastkraftfahrzeug ausgeführt. Vorzugsweise umfasst das Fahrzeug das elektrische Netz, zum Beispiel ein Bordnetz und/oder Gleichspannungsbordnetz (DC Bus), wobei das Netz besonders bevorzugt als Hochvoltnetz ausgeführt ist. Bevorzugt umfasst das Fahrzeug die (mindestens eine) elektrische Komponente, welche zum Beispiel als eine Hochvolt-Komponente des elektrischen Netzes des Fahrzeuges ausgeführt sein kann. Ferner ist es denkbar, dass das Netz noch weitere Komponenten, zum Beispiel eine zweite und/oder dritte Komponente aufweist. Zudem umfasst das Netz mindestens eine elektrische Schaltvorrichtung zur, vorzugsweise vollständigen, Unterbrechung und/oder Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen dem Energiespeicher und der elektrischen Komponente, und/oder zur elektrischen Versorgung der Komponente, durch einen Schaltvorgang der elektrischen Schaltvorrichtung. Der elektrische Energiespeicher ist bevorzugt als eine wiederaufladbare Batterie und/oder als ein Batteriesystem und/oder als mindestens eine Batteriezelle des Fahrzeuges ausgeführt. Vorzugsweise erfolgt durch den Energiespeicher eine elektrische Versorgung der mindestens einen elektrischen Komponente des Netzes, beispielsweise nur dann, wenn die elektrische Schaltvorrichtung geschlossen ist und/oder die elektrische Verbindung herstellt.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst bevorzugt zumindest die nachfolgenden Schritte, welche besonders bevorzugt (zur Funktionsprüfung) zeitlich nacheinander oder in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden:

- definiertes Ansteuern, vorzugsweise des Schaltvorgangs bzw. zum Schalten, der elektrischen Schaltvorrichtung, wodurch vorzugsweise ein definierter angesteuerter Zustand der elektrischen Schaltvorrichtung angesteuert wird (das definierte Ansteuern kann z. B. auch aus einem Unterlassen des erneuten Ansteuerns bestehen, wenn z. B. bereits der gewünschte Soll-Funktionszustand vorliegen sollte),

- elektrisches Verbinden des Energiespeichers mit einem (elektrischen) Diagnosenetzwerk des Netzes, wodurch ein Gesamtpotentialunterschied zum Betreiben des Diagnosenetzwerkes durch den Energiespeicher geliefert wird und/oder lieferbar ist,

- Erfassen eines für einen Funktionszustand der elektrischen Schaltvorrichtung spezifischen Diagnosepotentialunterschiedes an einem Diagnosepfad des Diagnosenetzwerkes, wobei der Diagnosepotentialunterschied als ein Teil des Gesamtpotentialunterschiedes, vorzugsweise durch einen Spannungsteiler, gebildet ist,

- Vergleichen und/oder Zuordnen des erfassten Diagnosepotentialunterschiedes mit (bzw. zu) mindestens einem vordefinierten Vergleichspotentialbereich, bevorzugt zur Zuordnung zu einem ersten oder einen zweiten oder einen dritten oder einen weiteren Vergleichspotentialbereich, wodurch ein Vergleichsergebnis bestimmt wird und/oder bestimmbar ist,

- Bestimmen des Funktionszustandes der elektrischen Schaltvorrichtung anhand des bestimmten Vergleichsergebnisses. Es wird somit der Vorteil erzielt, dass die Funktionsprüfung vereinfacht und besonders zuverlässig durch die Auswertung des Diagnosepotentialunterschiedes, d. h. dem Vergleichen und/oder Zuordnen des erfassten Diagnosepotentialunterschiedes mit (oder zu) dem Vergleichspotentialbereich, erfolgen kann. Vorzugsweise ist es dabei vorgesehen, dass ausschließlich ein einziger Potentialunterschied, d. h. der Diagnosepotentialunterschied, gemeinsam für alle zu bestimmenden Funktionszustände und/oder für alle zu prüfenden Schaltvorrichtungen ausgewertet wird, um den jeweiligen Funktionszustand zu bestimmen. Bevorzugt ist dabei eine Voraussetzung für die Funktionsprüfung, dass zuvor der elektrische Energiespeicher mit dem Diagnosenetzwerk des Netzes elektrisch verbunden wird. Unter dem "elektrischen Verbinden" wird in diesem Zusammenhang verstanden, dass ein Stromfluss ermöglicht wird und/oder ein Stromkreis geschlossen wird und/oder eine elektrisch leitende Verbindung (zum Beispiel durch ein Schaltelement) herbeigeführt wird und/oder ein Sperrwiderstand verringert wird und/oder ein Isolationswiderstand verringert wird. Vorzugsweise wird durch das elektrische Verbinden des Energiespeichers mit dem Diagnosenetzwerk der Gesamtpotentialunterschied zum Beispiel als Versorgungsspannung für das Diagnosenetzwerk bereitgestellt, um das Betreiben des Diagnosenetzwerkes, d. h. zum Beispiel die Bereitstellung des Diagnosepotentialunterschiedes, zu ermöglichen. Besonders bevorzugt wird durch das elektrische Verbinden eine elektrische Unterbrechung des Stromkreises aufgehoben, wobei unter der Unterbrechung nicht zwangsläufig eine vollständige galvanische Trennung bzw. Entkopplung verstanden wird, sondern zum Beispiel auch eine Erhöhung eines Sperrwiderstandes bzw. Isolationswiderstandes verstanden werden kann. Die Erfassung und/oder Messung des Diagnosepotentialunterschiedes ermöglicht es dabei, zum Beispiel auch ohne ein Schalten der Schaltvorrichtungen zu erkennen, welche Schaltvorrichtung gemäß dem tatsächlichen Zustand der Schaltvorrichtung geschaltet ist. Bevorzugt kann daher das definierte Ansteuern der elektrischen Schaltvorrichtung auch eine Ansteuerung gemäß dem Normalbetrieb sein, so dass gemäß der Funktionsprüfung der aktuelle Zustand der Schaltvorrichtung im Normalbetrieb erfasst wird, und vorzugsweise für die Funktionsprüfung kein zusätzliches Schalten der Schaltvorrichtung erfolgt. Vorzugsweise wird zur Funktionsprüfung ausschließlich nur eine einzige Spannungsmessung durchgeführt, d. h. es erfolgt nur eine einzige Erfassung nur des einen Diagnosepotentialunterschieds. Bevorzugt kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass der Diagnosepfad des Diagnosenetzwerkes einen Strompfad zur gemeinsamen Stromführung nach einer Zusammenführung weiterer Strompfade, zum Beispiel von Prüfpfaden, des Diagnosenetzwerkes ist. Zum Beispiel wird zum Erfassen des Diagnosepotentialunterschiedes mindestens ein Abgriff im Diagnosepfad zur Spannungsmessung genutzt, bevorzugt durch ein Spannungsmessgerät und/oder durch eine Diagnosevorrichtung und/oder durch eine

Diagnosepotentialunterschiedmessvorrichtung. Weiter ist bevorzugt vorgesehen, dass zur Funktionsprüfung auch der Gesamtpotentialunterschied erfasst wird, zum Beispiel durch eine Spannungsmessung durch die Diagnosevorrichtung und/oder durch eine Gesamtpotentialunterschiedmessvorrichtung. Vorzugsweise umfasst die Auswertung des Diagnosepotentialunterschiedes und/oder die Bestimmung des Funktionszustandes und/oder des Vergleichsergebnisses neben dem Vergleich des erfassten Diagnosepotentialunterschiedes mit dem Vergleichspotentialbereich noch weitere Vergleiche und/oder Zuordnungen und/oder arithmetische Operationen und/oder Heranziehung des erfassten Gesamtpotentialunterschiedes. Dies hat den Vorteil, dass ein besonders genaues und aussagekräftiges Ergebnis der Funktionsprüfung ermittelt werden kann.

Es ist ferner denkbar, dass nach dem Bestimmen des Funktionszustands der bestimmte Funktionszustand, vorzugsweise als tatsächlicher Zustand der Schaltvorrichtung, mit dem angesteuerten Zustand verglichen wird, wodurch ein Funktionsergebnis bestimmt wird. Mit anderen Worten wird durch das definierte Ansteuern der elektrischen Schaltvorrichtung ein Soll-Zustand (angesteuerter Zustand) bestimmt, wobei allerdings im Fehlerzustand der Schaltvorrichtung der tatsächliche Zustand der Schaltvorrichtung von dem angesteuerten Zustand abweichen kann. Anhand des bestimmten Funktionszustands kann somit vorzugsweise der tatsächliche Zustand der elektrischen Schaltvorrichtung bestimmt werden, um vorteilhafterweise einen sicheren Betrieb des Netzes zu gewährleisten.

Optional kann es vorgesehen sein, dass das elektrische Verbinden des Energiespeichers mit dem Diagnosenetzwerk durch ein Schalten eines Diagnoseschaltelements erfolgt, wodurch ein Stromfluss durch ein Diagnoseprüfelement, vorzugsweise im Diagnosepfad, im Diagnosenetzwerk eingeleitet wird, und wodurch bevorzugt ein zum Stromfluss proportionaler Diagnosepotentialunterschied am Diagnoseprüfelement bereitgestellt wird. Bevorzugt können auch zumindest zwei oder mehrere elektrische Schaltvorrichtungen vorgesehen sein, wobei für jede der Schaltvorrichtungen der jeweilige Funktionszustand, zum Beispiel offen oder geschlossen, ermittelt werden kann, vorzugsweise nur anhand einer einzigen Erfassung des (einzigen) Diagnosepotentialunterschiedes, besonders bevorzugt durch (nur / ausschließlich) eine (einzige) Spannungsmessung. Vorzugsweise bildet dabei das Diagnoseprüfelement mit mindestens einem weiteren Prüfelement des Diagnosenetzwerkes einen Spannungsteiler, so dass der Diagnosepotentialunterschied als ein Teil (d. h. als eine Teilspannung) des Gesamtpotentialunterschiedes gebildet ist. Vorzugsweise ist das Diagnoseschaltelement als ein elektrischer, vorzugsweise fernsteuerbarer, Schalter ausgeführt, und verhindert bevorzugt (im Normalbetrieb) im geöffneten Zustand ein permanentes Entladen des Energiespeichers über das Diagnosenetzwerk. Die Prüfelemente, wie zum Beispiel das Diagnoseprüfelement, des Diagnosenetzwerkes sind jeweils beispielsweise als ohmsche Widerstände und/oder Impedanzen, wie zum Beispiel Spulen oder Kondensatoren, ausgebildet, und besonders bevorzugt unterschiedlich und/oder mit unterschiedlichen Widerstandswerten und/oder hochohmig ausgebildet.

Des Weiteren kann es im Rahmen der Erfindung von Vorteil sein, wenn mindestens zwei elektrische Schaltvorrichtungen des Netzes mit jeweiligen Funktionszuständen vorgesehen sind, und für die Funktionszustände jeweils unterschiedliche spezifische Vergleichspotentialbereiche definiert sind, und vorzugsweise anhand des Vergleichsergebnisses der jeweilige Funktionszustand als ein Fehlerzustand bestimmt wird, wodurch eine fehlerhafte elektrische Schaltvorrichtung identifiziert wird. Mit anderen Worten kann anhand des Vergleichsergebnisses und/oder durch den Vergleich und/oder das Zuordnen eines einzigen (gemeinsamen) erfassten Diagnosepotentialunterschiedes und/oder des Vergleichs und/oder des Zuordnens mit (bzw. zu) verschiedenen Vergleichspotentialbereichen ein Fehlerzustand der jeweiligen Schaltvorrichtungen bestimmt werden, d. h. eine funktionierende (z. B. offene) Schaltvorrichtung oder eine defekte (z. B. geschlossene) Schaltvorrichtung bestimmt werden. Bevorzugt sind dabei die Vergleichspotentialbereiche Wertebereiche für mögliche Spannungswerte des Diagnosepotentialunterschiedes. Vorzugsweise ist ein erster Vergleichspotentialbereich vorgesehen, welcher für einen normalen Funktionszustand sämtlicher (z. B. zu prüfender) elektrischer Schaltvorrichtungen spezifisch ist. Des Weiteren ist zum Beispiel ein zweiter Vergleichspotentialbereich vorgesehen, welcher für eine defekte erste Schaltvorrichtung (in einem defekten Funktionszustand) spezifisch ist, und/oder ein dritter Vergleichspotentialbereich vorgesehen, welcher für eine defekte zweite Schaltvorrichtung (in dem defekten Funktionszustand) spezifisch ist. Auch ist es denkbar, dass weitere Schaltvorrichtungen des Netzes vorgesehen sind, wobei dann auch weitere Vergleichspotentialbereiche, welche für die jeweiligen weiteren Schaltvorrichtungen spezifisch sind, vorgesehen sein können.

Bevorzugt werden die Vergleichspotentialbereiche jeweils dadurch bestimmt, dass für einen für den jeweiligen Funktionszustand der jeweiligen (elektrischen) Schaltvorrichtung spezifischen Wert des Diagnosepotentialunterschieds ein (Werte-) Bereich um diesen Wert gebildet wird, z. B. unter Berücksichtigung von Toleranzen wie Messtoleranzen und/oder Widerstandstoleranzen. Dieser Wertebereich wird dann z. B. digital gespeichert, z. B. in einem nicht-flüchtigen Speicher einer Diagnosevorrichtung. Es kann z. B. mindestens einer der folgenden Funktionszustände, bevorzugt Fehlerzustände, vorgesehen sein und/oder bestimmt werden, und/oder voneinander und/oder von normalen Funktionszuständen der jeweiligen Schaltvorrichtungen unterschieden werden:

ein normaler Funktionszustand der sämtlichen Schaltvorrichtungen, z. B. bei Zuordnung des erfassten Diagnosepotentialunterschieds zu einen ersten Vergleichspotentialbereich,

ein offener (Funktions-) Zustand der ersten und/oder zweiten und/oder weiteren elektrischen Schaltvorrichtung,

ein geschlossener und/oder klebender und/oder defekter (Funktions- und/oder Fehler-) Zustand der ersten Schaltvorrichtung, z. B. bei Zuordnung des erfassten Diagnosepotentialunterschieds zu einen zweiten Vergleichspotentialbereich, ein geschlossener und/oder klebender und/oder defekter (Funktions- und/oder Fehler-) Zustand der zweiten Schaltvorrichtung, z. B. bei Zuordnung des erfassten Diagnosepotentialunterschieds zu einen dritten Vergleichspotentialbereich, ein geschlossener und/oder klebender und/oder defekter (Funktions- und/oder Fehler-) Zustand der weiteren Schaltvorrichtung, z. B. bei Zuordnung des erfassten

Diagnosepotentialunterschieds zu einen weiteren Vergleichspotentialbereich. Ein weiterer Vorteil kann im Rahmen der Erfindung erzielt werden, wenn zur Bestimmung des Funktionszustands der elektrischen Schaltvorrichtung und/oder weiterer elektrischer Schaltvorrichtungen ausschließlich ein einziger Diagnosepotentialunterschied, bevorzugt als ein einziger elektrischer Spannungswert, erfasst wird, und vorzugsweise mit einer von der Anzahl der zu bestimmenden Funktionszuständen und/oder Schaltvorrichtungen abhängigen Anzahl von Vergleichspotentialbereichen verglichen wird, um das Vergleichsergebnis zu bestimmen. Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass das Diagnosenetzwerk derart ausgeführt ist, dass sich in Abhängigkeit von einer Änderung der Funktionszustände die Eigenschaften des Diagnosenetzwerkes (wie z. B. Widerstandswerte und/oder Potentiale des Diagnosenetzwerkes) ändern, so dass vorzugsweise durch eine Auswertung eines einzigen Diagnosepotentialunterschiedes bzw. einer einzigen Spannung erkannt werden kann, welchen Funktionszustand die jeweiligen Schaltvorrichtungen haben. Dies ermöglicht eine besonders einfache und schnelle sowie kostengünstige Funktionsprüfung von ein oder mehreren Schaltvorrichtungen.

Des Weiteren kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass bei der Funktionsprüfung, vorzugsweise zumindest vor und/oder bei dem Erfassen des Diagnosepotentialunterschiedes, die Versorgung der elektrischen Komponente durch den Energiespeicher eingeschränkt wird, vorzugsweise durch eine Reduzierung oder vollständige Unterbrechung der Versorgung der elektrischen Komponente. Bevorzugt kann dabei die elektrische Komponente als ein Verbraucher des Netzes, aber vorzugsweise auch als eine Energiequelle wie ein Ladegerät ausgeführt sein. Entsprechend wird vorzugsweise unter der Versorgung der elektrischen Komponente auch allgemein eine elektrische Verbindung und/oder Energieübertragung, auch zum Beispiel von der elektrischen Komponente an den Energiespeicher, verstanden. Die Unterbrechung der Versorgung ermöglicht dabei bevorzugt, dass die Funktionsprüfung auch bei einem spannungsfreien Netz, bevorzugt bei einem spannungsfreien und/oder deaktiven DC-Bus, beispielsweise auch durch einen UDS (Unified Diagnostic Services), durchgeführt werden kann. Es ist ferner denkbar, dass der bestimmte Funktionszustand ein Fehlerzustand der elektrischen Schaltvorrichtung, vorzugsweise eine unterbliebene und/oder fehlerhafte Ausführung der Ansteuerung, vorzugsweise ein unterbliebenes Öffnen, besonders bevorzugt ein Schützkleber, der elektrischen Schaltvorrichtung ist. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass zum Beispiel bei der Funktionsprüfung durch das definierte Ansteuern der mindestens einen elektrischen Schaltvorrichtung ein Öffnen jeder der elektrischen Schaltvorrichtungen angesteuert wird. Bevorzugt wird dabei zur Funktionsprüfung zunächst das definierte Ansteuern derart durchgeführt, dass sämtliche Schaltvorrichtungen geöffnet werden. So kann durch eine Auswertung des Vergleichsergebnisses eine geschlossene Schaltvorrichtung identifiziert werden, welche somit als fehlerhaft diagnostiziert werden kann.

Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Prüfsystem für eine elektrische Funktionsprüfung bei einem Fahrzeug, aufweisend:

- mindestens einen elektrischen Energiespeicher, vorzugsweise einen Hochvolt- Speicher und/oder ein wiederaufladbares Hochvolt-Batteriesystem, für ein elektrisches Netz, vorzugsweise Hochvolt-Netz, des Fahrzeuges, welcher vorzugsweise zur elektrischen Versorgung mindestens einer mit dem Energiespeicher elektrisch verbindbaren elektrischen Komponente des Netzes dient,

- mindestens eine elektrische Schaltvorrichtung des Netzes, vorzugsweise ein Relais und/oder Schütz, zur, bevorzugt vollständigen, Unterbrechung und/oder Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen dem (elektrischen) Energiespeicher und der elektrischen Komponente durch einen Schaltvorgang der elektrischen Schaltvorrichtung, vorzugsweise durch ein Öffnen und/oder Schließen der elektrischen Schaltvorrichtung,

wobei ein Diagnosenetzwerk mit einem Diagnoseschaltelement zur Funktionsprüfung der elektrischen Schaltvorrichtung am Netz vorgesehen ist, und das Diagnoseschaltelement, vorzugsweise ein elektrischer Schalter, zwischen dem Energiespeicher und einem Diagnoseprüfelement, vorzugsweise einem Widerstand und/oder einer Impedanz, in einem Diagnosepfad des Diagnosenetzwerkes angeordnet ist, wobei das Diagnoseschaltelement zur Initiierung der Funktionsprüfung schaltbar ist. Hierbei ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Diagnosenetzwerk für jede der mindestens einen elektrischen Schaltvorrichtungen mindestens einen (für die jeweilige elektrische Schaltvorrichtung) spezifischen Prüfpfad aufweist, welcher mit den (z. B. sämtlichen) Hauptkontakten der jeweiligen elektrischen Schaltvorrichtung elektrisch verbunden ist. Vorzugsweise ist der Prüfpfad mit der elektrischen Schaltvorrichtung, für welche der Prüfpfad spezifisch ist, derart verbunden, dass die elektrische Schaltvorrichtung im Stromkreis des Prüfpfads integriert ist. Bevorzugt ist der Prüfpfad mit den Hauptkontakten derart elektrisch verbunden, dass der jeweilige Prüfpfad durch einen Funktionszustand der jeweiligen elektrischen Schaltvorrichtung elektrisch beeinflussbar ist, zum Beispiel so dass sich ein geöffneter Funktionszustand der jeweiligen elektrischen Schaltvorrichtung in anderer Weise auf einen Diagnosepotentialunterschied auswirkt als ein geschlossener Funktionszustand der jeweiligen elektrischen Schaltvorrichtung. Hierzu ist bevorzugt jeder Prüfpfad mit dem Diagnosepfad des Diagnosenetzwerkes elektrisch verbunden, so dass anhand eines erfassbaren Diagnosepotentialunterschiedes an dem Diagnosepfad der Funktionszustand bestimmbar ist. Bevorzugt unterscheidet sich dabei der Hauptkontakt von den Hilfskontakten der Schaltvorrichtung, welche beispielsweise lediglich zur Ansteuerung der Schaltvorrichtung dienen. Dagegen sind zum Beispiel die Hauptkontakte dazu ausgeführt, die Unterbrechung und/oder Herstellung der elektrischen Verbindung direkt durchzuführen. Bevorzugt sind dabei mindestens zwei oder mehrere elektrische Schaltvorrichtungen vorgesehen, wobei entsprechend für jede dieser Schaltvorrichtungen ein zugeordneter spezifischer Prüfpfad des Diagnosenetzwerkes vorgesehen ist. Sämtliche Prüfpfade sind dabei zum Beispiel mit dem nur einen Diagnosepfad des Diagnosenetzwerkes elektrisch verbunden, so dass anhand des einen einzigen erfassbaren Diagnosepotentialunterschiedes an den Diagnosepfad der jeweilige Funktionszustand der jeweiligen Schaltvorrichtungen, d. h. vorzugsweise jeder einzelne Funktionszustand sämtlicher Schaltvorrichtungen, bestimmbar ist. Mit anderen Worten kann durch die Erfassung und Auswertung eines einzigen Diagnosepotentialunterschiedes der Funktionszustand (z. B. offen oder geschlossen) für die einzelnen Schaltvorrichtungen bestimmt werden, so dass zum Beispiel ein erster Funktionszustand einer ersten elektrischen Schaltvorrichtung von einem zweiten Funktionszustand einer zweiten elektrischen Schaltvorrichtung unterschieden werden kann und/oder unterscheidbar ist. Damit bringt das erfindungsgemäße Prüfsystem die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren beschrieben worden sind.

Gemäß einem weiteren Vorteil kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die mindestens eine elektrische Schaltvorrichtung jeweils als eine (z. B. fernsteuerbare) Schaltvorrichtung, vorzugsweise als eine Hochvolt-Schaltvorrichtung und/oder ein elektrisches Relais und/oder ein elektrisches Schütz, ausgebildet ist, und bevorzugt das Netz als Hochvolt-Bordnetz des Fahrzeuges ausgeführt ist. Vorzugsweise kann weiter das Prüfelement als eine, bevorzugt hochohmige, Impedanz und/oder als ein hochohmiger Widerstand ausgeführt sein. Dies ermöglicht ein zuverlässiges Unterbrechen und/oder Herstellen der elektrischen Verbindung zwischen dem Energiespeicher und der elektrischen Komponente, so dass die Funktionsprüfung bei nicht aktiviertem Hochvolt-Bus und so zum Beispiel auch über einen Werkstatttester durchgeführt werden kann. Es ist ferner denkbar, dass die elektrische Schaltvorrichtung als eine elektrische Sicherung zum Unterbrechen eines Stromkreises im Fehlerfall (z. B. bei Überstrom) und/oder als Hochvoltrelais und/oder als Hochvoltschütz ausgeführt ist. Bevorzugt unterscheidet sich die Schaltvorrichtung bezogen auf die technischen Eigenschaften und/oder Spezifikationen von dem Schaltelement, wie zum Beispiel dem Diagnoseschaltelement, wobei das Schaltelement lediglich als einfacher Schalter zum Schalten von Strömen im Diagnosenetzwerk ausgeführt ist. Vorzugsweise ist das Diagnosenetzwerk auf der Hochvoltseite des Netzes angeordnet, wobei vorzugsweise im Gegensatz zur Schaltvorrichtung durch das Schaltelement aufgrund der hochohmigen Impedanzen des Diagnosenetzwerkes nur geringe Ströme geschaltet werden müssen und/oder können. Besonders bevorzugt ist dabei das Diagnosenetzwerk (z. B. permanent) zumindest teilweise im Netz des Fahrzeuges integriert. Dies ermöglicht eine schnelle und zuverlässige Funktionsprüfung im Fahrzeug.

Des Weiteren kann es im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass mindestens eine erste elektrische Schaltvorrichtung des Netzes, vorzugsweise in einem positiven Strompfad des Netzes, und eine zweite elektrische Schaltvorrichtung des Netzes, bevorzugt in einem negativen Strompfad des Netzes, und/oder weitere elektrische Schaltvorrichtungen des Netzes, jeweils zur vollständigen Unterbrechung und/oder Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen dem Energiespeicher und der elektrischen Komponente, und/oder zur Durchführung einer weiteren Netzfunktion, vorgesehen sind. Die weitere Netzfunktion ist beispielsweise eine Zuschaltung eines Ladegeräts und/oder eine Vorladefunktion. Auf diese Weise können beispielsweise beliebig viele Schaltvorrichtungen verwendet und durch die Funktionsprüfung geprüft werden, wobei hierzu das Diagnosenetzwerk kostengünstig und einfach durch weitere Prüfpfade und/oder Schaltelemente erweiterbar ist. Die weiteren Schaltelemente können dabei beispielsweise dazu dienen, die weiteren Prüfpfade zur Prüfung der weiteren Schaltvorrichtungen zu aktivieren. Bevorzugt sind der positive Pfad und der negative Pfad jeweils mit unterschiedlichen elektrischen Polen des Energiespeichers verbunden, so dass eine zuverlässige Unterbrechung der elektrischen Verbindung möglich ist. Vorteilhaft ist zudem, wenn für jede der elektrischen Schaltvorrichtungen, vorzugsweise genau oder mindestens, ein spezifischer Prüfpfad, vorzugsweise mit mindestens einem zugeordneten Prüfelement, vorgesehen ist, wobei jeder der Prüfpfade mit dem einen Diagnosepfad des Diagnosenetzwerkes als ein gemeinsamer Diagnosepfad elektrisch verbunden ist, so dass vorzugsweise anhand des einen erfassbaren Diagnosepotentialunterschiedes an dem Diagnosepfad der Funktionszustand für sämtliche der elektrischen Schaltvorrichtungen (jeweils einzeln und/oder unterscheidbar) bestimmbar ist. So kann schnell und zuverlässig durch eine einzige Spannungsmessung der Funktionszustand für verschiedene Schaltvorrichtungen bestimmt werden.

Es kann ferner vorgesehen sein, dass das Diagnosenetzwerk mindestens ein Abschaltelement aufweist, welches zur Abschaltung einer elektrischen Versorgung der elektrischen Komponente und/oder zur Abschaltung der Funktionsprüfung geschaltet wird, so dass vorzugsweise bei geöffneter elektrischer Schaltvorrichtung und/oder bei geöffnetem Diagnoseschaltelement, ein, vorzugsweise vollständiges, Unterbinden des Stromflusses und/oder ein vorzugsweise vollständiges Unterbrechen der elektrischen Verbindung zwischen dem Energiespeicher und einem ersten Teilbereich des Diagnosenetzwerkes einerseits und der elektrischen Komponente und einem zweiten Teilbereich des Diagnosenetzwerkes andererseits erfolgt. Dabei ist es beispielsweise möglich, dass das Diagnosenetzwerk mindestens ein Schaltelement umfasst, wobei ein erstes Schaltelement als ein Diagnoseschaltelement zur Initiierung der Funktionsprüfung geschaltet wird, so dass vorzugsweise bei geschlossenem zweiten Schaltelement, vorzugsweise dem Abschaltelement, eine vollständige elektrische Verbindung des Energiespeichers mit dem Diagnosenetzwerk erfolgt. Bevorzugt ist dabei das Abschaltelement derart steuerungstechnisch mit den elektrischen Schaltvorrichtungen verbunden, dass bei einer vollständigen Abschaltung und/oder Unterbindung der Versorgung der Komponenten sowohl die elektrischen Schaltvorrichtungen als auch das Abschaltelement angesteuert wird. Auf diese Weise kann zuverlässig eine elektrische Energieübertragung zwischen dem Energiespeicher und den Komponenten unterbunden werden, so dass aufgrund des Diagnosenetzwerkes kein Energieverlust auftritt. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Prüfsystems,

Fig. 2 eine weitere schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen

Prüfsystems,

Fig. 3 eine weitere schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen

Prüfsystems, Fig. 4 eine weitere schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen

Prüfsystems.

Anhand der Fig. 1 bis 4 wird schematisch ein erfindungsgemäßes Prüfsystem 1 dargestellt und ein erfindungsgemäßes Verfahren veranschaulicht. Das erfindungsgemäße Prüfsystem 1 umfasst mindestens einen elektrischen Energiespeicher 2 für ein elektrisches Netz 5 eines Fahrzeuges. Der Energiespeicher 2 dient dabei zur elektrischen Versorgung mindestens einer mit dem Energiespeicher 2 elektrisch verbindbaren elektrischen Komponente 4 des Netzes 5. Die elektrische Verbindung ist bevorzugt nur dann vollständig hergestellt, wenn eine erste elektrische Schaltvorrichtung 40a und eine zweite elektrische Schaltvorrichtung 40b geschlossen sind, d. h. ein geschlossener Funktionszustand der ersten und zweiten elektrischen Schaltvorrichtung 40a, 40b vorliegt. Zudem ist eine weitere elektrische Schaltvorrichtung 40c gezeigt, welche beispielsweise als Vorlade-Schütz ausgeführt ist. Sämtliche elektrische Schaltvorrichtungen 40 können dabei beispielsweise als Schütz und/oder Relais ausgeführt sein.

Es ist zudem ersichtlich, dass die erste elektrische Schaltvorrichtung 40a in einem positiven Strompfad 6 des Netzes 5 und die zweite elektrische Schaltvorrichtung 40b in einem negativen Strompfad 7 des Netzes 5 angeordnet sind. Die gezeigte Anordnung ist selbstverständlich nur beispielhaft. Zur Funktionsprüfung der Schaltvorrichtung 40 ist weiter ein Diagnosenetzwerk 50 vorgesehen, welches ein Diagnoseschaltelement 21 als Schalter zum Unterbrechen oder Schließen des Stromkreises des Diagnosenetzwerkes 50 aufweist. Selbstverständlich können auch weitere Schaltelemente 20, wie beispielsweise ein in Fig. 4 gezeigtes Abschaltelement 22, vorgesehen sein. Das Diagnoseschaltelement 21 dient dabei zum Beispiel zum Initiieren der Funktionsprüfung bei geschlossenem Abschaltelement 22, und vorzugsweise dient das Abschaltelement 22 zum vollständigen Unterbinden des Stromflusses von einem ersten Teilbereich des Diagnosenetzwerkes 50 zu einem zweiten Teilbereich des Diagnosenetzwerkes 50 (bei geöffnetem Diagnoseschaltelement 21). So ist in Fig. 1 erkennbar, dass der erste Teilbereich (aufweisend z. B. die Prüfelemente R1 , R3 und R4) des Diagnosenetzwerkes 50 mit dem Energiespeicher 2 verbunden ist und der zweite Teilbereich (aufweisend z. B. die Prüfelemente R2, R5 und R6) des Diagnosenetzwerkes 50 mit der mindestens einer elektrischen Komponente 4 verbunden ist. Ohne Einsatz des Abschaltelements 22 ist daher bei geöffneten Schaltvorrichtungen 40 sowie bei geöffnetem Diagnoseschaltelement 21 dennoch ein Stromfluss vom ersten Teilbereich in den zweiten Teilbereich möglich. Durch eine Öffnung des Abschaltelements 22 kann daher gemäß Fig. 4 der Stromkreis vollständig unterbrochen werden.

Zur Funktionsprüfung umfasst das Diagnosenetzwerk 50 mehrere Prüfelemente 60, welche beispielsweise jeweils als Impedanz und/oder hochohmiger Widerstand ausgeführt sind. Als ein erstes Prüfelement 60 ist beispielsweise ein Diagnoseprüfelement 61 in einem Diagnosepfad 52 des Diagnosenetzwerkes 50 vorgesehen. In Prüfpfaden 55 des Diagnosenetzwerkes 50 sind ferner weitere Prüfelemente 60 angeordnet. So ist in einem ersten Prüfpfad 55a, welcher für eine erste elektrische Schaltvorrichtung 40a spezifisch ausgeführt ist, ein Prüfelement R2 vorgesehen. Weiter ist in einem zweiten Prüfpfad 55b, welcher für eine zweite elektrische Schaltvorrichtung 40b spezifisch ausgeführt ist, ein Prüfelement R5 vorgesehen. Des Weiteren ist (optional, wie durch eine gestrichelte Linie gekennzeichnet) in einem weiteren Prüfpfad 55c, welcher für eine weitere elektrische Schaltvorrichtung 40c spezifisch ausgeführt ist, ein Prüfelement R6 angeordnet. Auch ist es denkbar, dass das Diagnosenetzwerk 50 Prüfelemente 60 aufweist, welche für sämtliche elektrische Schaltvorrichtungen 40 relevant sind, wie schematisch durch die Prüfelemente R1 und R3 gezeigt ist. Von besonderer Bedeutung ist dabei das Diagnoseprüfelement 61 , welches auch mit R4 gekennzeichnet ist und ebenfalls elektrisch mit sämtlichen zu prüfenden Schaltvorrichtungen 40 verbunden ist, sofern das Diagnoseschaltelement 21 geschlossen ist. Die gezeigte Position des Diagnoseschaltelements 21 ist beispielhaft und es kann selbstverständlich auch zwischen den Prüfelementen R1 und R3 liegen. Zur Funktionsprüfung erfolgt dann ein Erfassen eines für einen Funktionszustand der elektrischen Schaltvorrichtung 40, d. h. vorzugsweise der ersten elektrischen Schaltvorrichtung 40a und der zweiten elektrischen Schaltvorrichtung 40b und der weiteren elektrischen Schaltvorrichtung 40c, spezifischen Diagnosepotentialunterschiedes 70 an dem Diagnosepfad 52 des Diagnosenetzwerkes 50, wobei der Diagnosepotentialunterschied 70 als ein Teil eines Gesamtpotentialunterschiedes 65 (z. B. der Betriebsspannung des Diagnosenetzwerks 50) gebildet ist. Bevorzugt erfolgt für die Funktionsprüfung auch eine Erfassung des Gesamtpotentialunterschiedes 65, welcher zum Beispiel der Ausgangsspannung des Energiespeichers 2 entspricht. Zur Durchführung der Funktionsprüfung und/oder Erfassung und/oder Auswertung ist vorzugsweise eine Diagnosevorrichtung 30 vorgesehen, wobei durch eine

Gesamtpotentialunterschiedmessvorrichtung 80 der Diagnosevorrichtung 30 der Gesamtpotentialunterschied 65 erfasst und durch eine

Diagnosepotentialunterschiedmessvorrichtung 90 der Diagnosevorrichtung 30 der Diagnosepotentialunterschied 70 erfasst werden kann. Sämtliche elektrische Schaltvorrichtungen 40 werden dabei beispielsweise derart angesteuert, dass im normalen (funktionsfähigen) Funktionszustand der Schaltvorrichtungen ein Öffnen der Schaltvorrichtungen 40 erfolgt. Wenn nun die Schaltvorrichtungen 40 in Ordnung und damit geöffnet sind, liegt der erfasste Diagnosepotentialunterschied 70 (d. h. der erfasste Spannungswert) in einem Bereich um V1. Die Spannung V1 beträgt dabei:

R4

VI = V2 (— + R3 + R4)

V2 bezeichnet dabei den erfassten und/oder vorbekannten Gesamtpotentialunterschied 65, z. B. einer Spannung mindestens einer Zelle des Energiespeichers. Diese Berechnung kann beispielsweise durch die Diagnosevorrichtung 30 durch digital durchführbare arithmetische Operationen durchgeführt werden. Wird dabei festgestellt, dass der erfasste Diagnosepotentialunterschied 70 in dem Bereich um diesen Wert V1 liegt, zum Beispiel durch den Vergleich und/oder das Zuordnen des erfassten Diagnosepotentialunterschiedes 70 mit dem (z. B. ersten) Vergleichspotentialbereich, so kann davon ausgegangen werden, dass sämtliche elektrische Schaltvorrichtungen 40 funktionsfähig sind. Ein um den Wert V1 definierter Bereich ist damit z. B. der erste Vergleichspotentialbereich. Gemäß Fig. 2 ist eine Situation gezeigt, in welcher die erste elektrische Schaltvorrichtung 40a einen defekten Funktionszustand aufweist. Anders als die zweite elektrische Schaltvorrichtung 40b befindet sich dabei die erste elektrische Schaltvorrichtung 40a im geschlossenen Zustand (bzw. klebt). Während der Diagnosepotentialunterschied 70 gemäß Fig. 1 in einem Bereich um V1 als einen ersten Vergleichspotentialbereich liegt, liegt nunmehr der Diagnosepotentialunterschied 70 in einem Bereich W als ein zweiter Vergleichspotentialbereich. Die Spannung VT beträgt in diesem Fall:

RA

VI' = V2

(Ä1 | |Ä2) + R3 + R4

Wird also durch ein Zuordnen und/oder gemäß dem Vergleich des erfassten Diagnosepotentialunterschiedes 70 mit dem zweiten vordefinierten Vergleichspotentialbereich festgestellt, dass der erfasste Diagnosepotentialunterschied 70 in diesem zweiten Vergleichspotentialbereich liegt, so kann davon ausgegangen werden, dass die erste elektrische Schaltvorrichtung 40a sich im defekten Funktionszustand befindet. Die entsprechende hierfür spezifische Veränderung des Diagnosenetzwerkes 50 wird schematisch als Ersatzschaltbild durch Fig. 2 dargestellt.

Weiter ist in Fig. 3 schematisch als Ersatzschaltbild die spezifische Änderung des Diagnosenetzwerkes 50 dargestellt, wenn die zweite elektrische Schaltvorrichtung 40b sich im defekten Funktionszustand befindet. In diesem Fall liegt der Diagnosepotentialunterschied 70 aufgrund der geschlossenen zweiten Schaltvorrichtung 40b in einem Bereich um die Spannung V1", welche sich wie folgt berechnen lässt:

VI" = V2 ^R4 ( 3+R4)| |R5

(R3+R4) (R3+R4)| |R5+R1 Der Bereich um die Spannung V1" bildet entsprechend den dritten Vergleichspotentialbereich. VT und VT' bilden entsprechend einen für den jeweiligen Funktionszustand der jeweiligen (elektrischen) Schaltvorrichtung 40 spezifischen Wert des Diagnosepotentialunterschiedes 70. Für die weitere elektrische Schaltvorrichtung 40c kann selbstverständlich in gleicher Weise ein weiterer Vergleichspotentialbereich berechnet und genutzt werden.

Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsform, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bez u g s ze i c h e n l i ste

1 Prüfsystem 2 Energiespeicher, Batterie

4 Komponente

5 Bordnetz, Netz

6 positiver Strom pfad von 5

7 negativer Strompfad von 5

20 Schaltelement

21 Diagnoseschaltelement

22 Abschaltelement

30 Diagnosevorrichtung

40 elektrische Schaltvorrichtung

40a erste elektrische Schaltvorrichtung

40b zweite elektrische Schaltvorrichtung

40c weitere elektrische Schaltvorrichtung

50 Diagnosenetzwerk 52 Diagnosepfad

55 Prüfpfad

55a erster Prüfpfad

55b zweiter Prüfpfad

55c weiterer Prüfpfad

60 Prüfelement, Impedanz

61 Diagnoseprüfelement Gesamtpotentialunterschied

Diagnosepotentialunterschied Gesamtpotentialunterschiedmessvorrichtung Diagnosepotentialunterschiedmessvorrichtung