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用于測(cè)定聯(lián)鎖環(huán)的狀態(tài)的電路設(shè)備和方法與流程

文檔序號(hào):11634218閱讀:418來源:國(guó)知局
用于測(cè)定聯(lián)鎖環(huán)的狀態(tài)的電路設(shè)備和方法與流程

本發(fā)明涉及一種用于測(cè)定(ermitteln)聯(lián)鎖環(huán)(verriegelungsleiterschleife)的狀態(tài)的電路設(shè)備,其中所述聯(lián)鎖環(huán)就其而言被設(shè)立用于監(jiān)控高壓部件。此外,本發(fā)明涉及一種具有已提到的電路設(shè)備和已提到的聯(lián)鎖環(huán)的接觸防護(hù)電路(bereuhrungsschutzschaltung),以及涉及一種具有已提到的接觸防護(hù)電路的車輛。此外,本發(fā)明還涉及一種用于測(cè)定已提到的聯(lián)鎖環(huán)的狀態(tài)的方法。



背景技術(shù):

現(xiàn)代車輛(尤其是混合動(dòng)力車輛或者電動(dòng)車輛)包括高壓車載電網(wǎng)支路或高壓部件、譬如牽引電池、電機(jī)、功率電子裝置和/或超級(jí)電容器,它們的工作電壓遠(yuǎn)高于60伏特并且甚至高于450伏特。高于60伏特的電壓對(duì)于人和動(dòng)物而言是有生命危險(xiǎn)的。因此,給這些高壓部件配備有各種接觸防護(hù)元件,在這些接觸防護(hù)元件激活時(shí)用信號(hào)通知針對(duì)人和動(dòng)物的可能的危險(xiǎn),這些危險(xiǎn)源自這些高壓部件。在此,這些接觸防護(hù)元件例如作為鎖定元件而構(gòu)造在高壓部件的插塞接觸部或者插塞連接部上或者構(gòu)造在這些高壓部件的殼體上。如果這些高壓部件的插塞接觸部或者插塞連接部被分離或者這些高壓部件的殼體被打開,則激活這些接觸防護(hù)元件。

此外,給現(xiàn)代車輛配備有接觸防護(hù)電路,所述接觸防護(hù)電路包括電聯(lián)鎖環(huán)(英語(yǔ)為“interlock-loop”或者“inter-lock-loop-circuit(聯(lián)鎖環(huán)電路)”)。接觸防護(hù)電路利用這些聯(lián)鎖環(huán)來監(jiān)控接觸防護(hù)元件。如果這些接觸防護(hù)元件以先前已提到的方式被激活,那么這些聯(lián)鎖環(huán)被電中斷。如果對(duì)聯(lián)鎖環(huán)的這樣的中斷由相對(duì)應(yīng)的接觸防護(hù)電路檢測(cè)到,那么這些接觸防護(hù)電路例如將相對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)發(fā)送給涉及到的高壓部件并且使這些高壓部件停用(deaktivieren)。高壓部件的停用例如通過將高壓部件與高壓車載電網(wǎng)支路或與車載電網(wǎng)電分離來實(shí)現(xiàn),通過切斷所述高壓部件(如超級(jí)電容器)關(guān)斷或者通過給所述高電壓部件卸載來實(shí)現(xiàn)。

如果在這些接觸防護(hù)電路中(尤其是在聯(lián)鎖環(huán)中)出現(xiàn)故障,則可能發(fā)生:高壓部件在不危險(xiǎn)的情況下錯(cuò)誤地被停用,或者相反地,在危險(xiǎn)的情況下未可靠地被停用并且因此成為人和動(dòng)物的危險(xiǎn)源。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

由此,本發(fā)明的任務(wù)在于,能夠?qū)崿F(xiàn)可靠地保護(hù)人和動(dòng)物免遭由于高壓部件(尤其是車輛的高壓部件)造成的危險(xiǎn)。

該任務(wù)通過獨(dú)立權(quán)利要求的主題來解決。有利的構(gòu)建方案是從屬權(quán)利要求的主題。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面,提供了一種用于測(cè)定電聯(lián)鎖環(huán)的狀態(tài)的電路設(shè)備,尤其是車輛(特別是混合動(dòng)力車輛/電動(dòng)車輛)的接觸防護(hù)電路的用于測(cè)定電聯(lián)鎖環(huán)的狀態(tài)的電路設(shè)備,其中所述聯(lián)鎖環(huán)就其而言被設(shè)立為用于監(jiān)控至少一個(gè)高壓部件、尤其是車輛(特別是混合動(dòng)力車輛/電動(dòng)車輛)的至少一個(gè)高壓部件。

該電路設(shè)備包括電源端子(stromanschluss),通過該電源端子,該電路設(shè)備與電壓源或該電壓源的正電源端子電連接。

此外,該電路設(shè)備包括接地端子,通過該接地端子,該電路設(shè)備與電接地電連接。

此外,該電路設(shè)備包括正端子和負(fù)端子。該電路設(shè)備通過該正端子與聯(lián)鎖環(huán)的一個(gè)線路端部電連接,并且通過該負(fù)端子與聯(lián)鎖環(huán)的另一線路端部電連接。

此外,該電路設(shè)備包括測(cè)量裝置,該測(cè)量裝置被設(shè)立為,當(dāng)?shù)谝浑娏鳎òň哂袨?安培的電流強(qiáng)度的電流在內(nèi))從電源端子通過負(fù)端子流向接地端子時(shí),在負(fù)端子處測(cè)量第一電壓電勢(shì)(即作為第一電勢(shì)測(cè)量值)。此外,該測(cè)量裝置被設(shè)立為,當(dāng)(由于例如其他電流強(qiáng)度或者相反的電流流動(dòng)方向)偏離于第一電流的第二電流(包括具有為0安培的電流強(qiáng)度的電流在內(nèi))從電源端子通過負(fù)端子流向接地端子時(shí),在負(fù)端子處測(cè)量第二電壓電勢(shì)(即作為第二電勢(shì)測(cè)量值)。為此,該測(cè)量裝置具有信號(hào)輸入端,通過該信號(hào)輸入端,該測(cè)量裝置與負(fù)端子電連接并且測(cè)量在負(fù)端子處的電壓電勢(shì)。

此外,該電路設(shè)備還包括測(cè)定裝置,該測(cè)定裝置在信號(hào)輸入端側(cè)與測(cè)量裝置的信號(hào)輸出端電連接。該測(cè)定裝置包括比較單元,該比較單元被設(shè)立為,將由測(cè)量裝置轉(zhuǎn)發(fā)的第一電勢(shì)測(cè)量值與第一電勢(shì)參考值和第二電勢(shì)參考值相比較,并且將由該測(cè)量裝置轉(zhuǎn)發(fā)的第二電勢(shì)測(cè)量值與第三電勢(shì)參考值和第四電勢(shì)參考值相比較。此外,該測(cè)定裝置被設(shè)立為,基于該比較單元的比較結(jié)果測(cè)定,負(fù)端子是否與正端子、電源端子或者接地端子電短路,或者負(fù)端子是否不與這三個(gè)端子中的任何端子(即正端子、電源端子或接地端子)電短路。

該電路設(shè)備可以優(yōu)選地構(gòu)造在電路載體上,其中該測(cè)定裝置例如可以被構(gòu)造為微處理器??商孢x地,該電路設(shè)備可以分散地分布到多個(gè)電路載體上地被構(gòu)造。

本發(fā)明所基于的認(rèn)知是:存在可能的各種故障源,所述故障源使聯(lián)鎖環(huán)轉(zhuǎn)移到各種有故障的狀態(tài)中。在可能的有故障的狀態(tài)下,如下三個(gè)故障狀態(tài)對(duì)于聯(lián)鎖環(huán)的功能性是特別相關(guān)的,或?qū)τ谌撕蛣?dòng)物而言是特別危險(xiǎn)的,并且因此必須與聯(lián)鎖環(huán)的其余的有故障的狀態(tài)明確分離而且分開地被對(duì)待。這些狀態(tài)是:

-在聯(lián)鎖環(huán)中的電中斷;

-聯(lián)鎖環(huán)與電壓源電短路;

-聯(lián)鎖環(huán)與電接地電短路。

基于所述認(rèn)知,在本發(fā)明的范圍內(nèi)曾尋找如下解決方案:利用該解決方案可以相對(duì)于彼此并且相對(duì)于其余的有故障的狀態(tài)明確地且可靠地測(cè)定這三個(gè)故障狀態(tài)。

作為該解決方案,因此曾提供了一種具有測(cè)量裝置的電路設(shè)備,利用該測(cè)量裝置可以在聯(lián)鎖環(huán)的與該電路設(shè)備的負(fù)端子電連接的線路端部處測(cè)量電壓電勢(shì)。在該線路端部處的電壓電勢(shì)是降落在聯(lián)鎖環(huán)的已提到的線路端部與電接地之間的電壓。在此,該電壓根據(jù)聯(lián)鎖環(huán)的狀態(tài)改變,尤其是根據(jù)聯(lián)鎖環(huán)的先前已提到的三個(gè)相關(guān)的故障狀態(tài)改變。

但是在本發(fā)明的范圍內(nèi)曾確定,先前已提到的在聯(lián)鎖環(huán)中的其余的有故障的狀態(tài)也導(dǎo)致上面已提到的電壓的改變。此外曾確定的是:在該電路設(shè)備自身中也可能出現(xiàn)導(dǎo)致已提到的電壓的改變的故障。

盡管如此,為了能夠?qū)⑦@三個(gè)相關(guān)的故障狀態(tài)彼此間并且與聯(lián)鎖環(huán)中的其余的有故障的狀態(tài)和在該電路設(shè)備中的故障明確且可靠地分離,在本發(fā)明的范圍內(nèi)曾設(shè)置:在不同的電流的情況下執(zhí)行對(duì)已提到的電壓的至少兩次測(cè)量,其中所述電流由于其電流強(qiáng)度或者電流流動(dòng)方向而彼此不同。經(jīng)過多次測(cè)量(至少兩次測(cè)量),獲得已提到的電壓或相對(duì)應(yīng)的電壓電勢(shì)的至少兩個(gè)電勢(shì)測(cè)量值,連接在下游的測(cè)定裝置接著將所述電勢(shì)測(cè)量值分別與至少兩個(gè)預(yù)先所測(cè)定的電勢(shì)參考值相比較。所述比較結(jié)果接著被測(cè)定裝置相互進(jìn)行邏輯關(guān)聯(lián)并且與事先所測(cè)定的邏輯(參考)關(guān)聯(lián)相比較,所述關(guān)聯(lián)分別被分配給相應(yīng)的先前所描述的三個(gè)故障狀態(tài)、聯(lián)鎖環(huán)的無故障的狀態(tài)以及不相關(guān)的其余的故障狀態(tài)。

基于這些邏輯關(guān)聯(lián)的比較結(jié)果,接著可以明確地且可靠地測(cè)定聯(lián)鎖環(huán)的當(dāng)前狀態(tài)、尤其是在三個(gè)相關(guān)的故障狀態(tài)方面的當(dāng)前狀態(tài)。

由此提供了如下可能性,利用該可能性可以安全地監(jiān)控車輛(特別是混合動(dòng)力車輛或者電動(dòng)車輛)的高壓部件、尤其是牽引電池、功率電子裝置、電機(jī)、超級(jí)電容器(所謂的“super-cap”),并且因此可以可靠地保護(hù)人和動(dòng)物免遭由于高壓部件造成的危險(xiǎn)。

優(yōu)選地,該電路設(shè)備此外還包括可控的(尤其是以受控的方式可接通/可關(guān)斷的)電流源,該電流源連接在負(fù)端子與接地端子之間并且被設(shè)立為提供先前已提到的兩個(gè)電流(包括具有為0安培的電流強(qiáng)度的電流在內(nèi))。

在此,該電流源優(yōu)選地構(gòu)造為恒流源,或者構(gòu)造為可擴(kuò)展的(skalierbar)或可調(diào)制的電流源。

該電流源優(yōu)選地包括電流鏡像電路,該電流鏡像電路被設(shè)立為提供與負(fù)載無關(guān)的電流,該電流與電壓源的工作電壓中的電壓波動(dòng)無關(guān)地保持恒定。

該電路設(shè)備優(yōu)選地包括限流電路,該限流電路電連接在電源端子與正端子之間以及電連接在電源端子與負(fù)端子或測(cè)量裝置之間。該限流電路用于限制流經(jīng)聯(lián)鎖環(huán)或電路設(shè)備的電流,并且因此用于保護(hù)該電路設(shè)備不受過壓或者過流危害。

優(yōu)選地,該電路設(shè)備此外還包括跨接電阻(ueberbrueckungswiderstand),該跨電阻電連接在電源端子與負(fù)端子之間或電連接在正端子與負(fù)端子之間。當(dāng)聯(lián)鎖環(huán)并且因此在正端子與負(fù)端子之間的電連接中斷時(shí),該跨接電阻用于跨接聯(lián)鎖環(huán)。

該測(cè)量裝置優(yōu)選地包括保護(hù)電路單元,該保護(hù)電路單元連接在測(cè)量裝置的信號(hào)輸出端與測(cè)定裝置的信號(hào)輸入端之間,并且該保護(hù)電路單元被設(shè)立為,保護(hù)該測(cè)定裝置不受過壓和/或欠壓危害。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供了一種接觸防護(hù)電路,用于監(jiān)控至少一個(gè)高壓部件、尤其是車輛(特別是混合動(dòng)力車輛或者電動(dòng)車輛)的至少一個(gè)高壓部件。在此,接觸防護(hù)電路包括用于監(jiān)控至少一個(gè)高壓部件的電聯(lián)鎖環(huán)和先前所描述的用于測(cè)定該聯(lián)鎖環(huán)的狀態(tài)的電路設(shè)備。在此,該電路設(shè)備通過正端子與該聯(lián)鎖環(huán)的一個(gè)電線路端部電連接,而通過負(fù)端子與該聯(lián)鎖環(huán)的另一電線路端部電連接。

根據(jù)本發(fā)明的還有另一方面,提供了一種車輛、尤其是混合動(dòng)力車輛或者電動(dòng)車輛,該車輛包括至少一個(gè)高壓部件、尤其是牽引電池、功率電子裝置、電機(jī)和/或超級(jí)電容器,以及包括至少一個(gè)先前所描述的接觸防護(hù)電路,用于監(jiān)控所述至少一個(gè)高壓部件。

根據(jù)本發(fā)明的還有另一方面,提供了一種用于利用上面所描述的電路設(shè)備來測(cè)定先前所描述的電聯(lián)鎖環(huán)的狀態(tài)的方法。

根據(jù)該方法,生成第一電流(包括具有為0安培的電流強(qiáng)度的電流在內(nèi)),該第一電流從該電路設(shè)備的電源端子通過負(fù)端子流向該電路設(shè)備的接地端子。在第一電流流動(dòng)(或也沒有電流流動(dòng))期間,在該電路設(shè)備的負(fù)端子處測(cè)量到電壓電勢(shì)作為第一電勢(shì)測(cè)量值。該第一電勢(shì)測(cè)量值緊接著與第一電勢(shì)參考值和第二電勢(shì)參考值相比較,其中第二電勢(shì)參考值大于第一電勢(shì)參考值。

此外,生成(由于例如其他的電流強(qiáng)度或者相反的電流流動(dòng)方向)偏離于第一電流的第二電流(包括具有為0安培的電流強(qiáng)度的電流),該第二電流同樣從該電路設(shè)備的電源端子通過負(fù)端子流向該電路設(shè)備的接地端子。在第二電流流動(dòng)(或也沒有電流流動(dòng))期間,在該電路設(shè)備的負(fù)端子處測(cè)量到電壓電勢(shì)作為第二電勢(shì)測(cè)量值。該第二電勢(shì)測(cè)量值緊接著與第三電勢(shì)參考值和第四電勢(shì)參考值相比較,其中第四電勢(shì)參考值大于第三電勢(shì)參考值。

如果第一電勢(shì)測(cè)量值在第一電勢(shì)參考值與第二電勢(shì)參考值之間并且同時(shí)第二電勢(shì)測(cè)量值大于第四電勢(shì)參考值,則識(shí)別出聯(lián)鎖環(huán)的無故障的、閉合的并且因此導(dǎo)電的狀態(tài)。

只要上面已提到的在兩個(gè)測(cè)量到的電勢(shì)測(cè)量值與四個(gè)電勢(shì)參考值之間的兩個(gè)邏輯關(guān)聯(lián)不是同時(shí)存在,就認(rèn)為是聯(lián)鎖環(huán)的有故障的狀態(tài)。

優(yōu)選地,如果第一電勢(shì)測(cè)量值小于第一電勢(shì)參考值并且同時(shí)第二電勢(shì)測(cè)量值大于第四電勢(shì)參考值,則識(shí)別出聯(lián)鎖環(huán)的電中斷。

此外,如果第一電勢(shì)測(cè)量值大于第二電勢(shì)參考值并且同時(shí)第二電勢(shì)測(cè)量值大于第四電勢(shì)參考值,則優(yōu)選地識(shí)別出該電路設(shè)備的負(fù)端子或聯(lián)鎖環(huán)電短路到該電路設(shè)備的電源端子或電短路到該電壓源的正電源端子。

類似地,如果第一電勢(shì)測(cè)量值小于第一電勢(shì)參考值并且同時(shí)第二電勢(shì)測(cè)量值小于第三電勢(shì)參考值,則優(yōu)選地識(shí)別出聯(lián)鎖環(huán)電短路到接地端子或電短路到電接地。

如果不存在上面已提到的邏輯關(guān)聯(lián),則認(rèn)為是聯(lián)鎖環(huán)或電路設(shè)備的另一不可明確分配的有故障的狀態(tài)。

倘使上面所描述的電路設(shè)備的有利的構(gòu)建方案另外可轉(zhuǎn)用于上面已提到的接觸防護(hù)電路或者可轉(zhuǎn)用于上面已提到的車輛或可轉(zhuǎn)用于上面已提到的方法,上面所描述的電路設(shè)備的這些有利的構(gòu)建方案也應(yīng)被視為該接觸防護(hù)電路、該車輛或方法的有利的構(gòu)建方案。

類似地,倘使上面所描述的方法的有利的構(gòu)建方案另外可轉(zhuǎn)用于上面所描述的電路設(shè)備、可轉(zhuǎn)用于上面已提到的接觸電路或者可轉(zhuǎn)用于上面已提到的車輛,上面所描述的方法的這些有利的構(gòu)建方案也應(yīng)被視為該電路設(shè)備、該接觸防護(hù)電路或該車輛的有利的構(gòu)建方案。

附圖說明

在下文中參照所附的附圖更詳細(xì)地闡述了本發(fā)明的示例性實(shí)施形式。在此:

圖1以示意性電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施形式的具有電路設(shè)備的接觸防護(hù)電路;

圖2以流程圖示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施形式的用于利用所述電路設(shè)備測(cè)定電聯(lián)鎖環(huán)的狀態(tài)的方法。

具體實(shí)施方式

圖1示出了在該圖中未示出的電動(dòng)車輛的用于該電動(dòng)車輛的一個(gè)或者多個(gè)高壓部件hk的接觸防護(hù)電路bs,所述高壓部件hk例如包括牽引電池、電機(jī)、超級(jí)電容器以及功率電子電路。

這些高壓部件hk的工作電壓遠(yuǎn)高于60伏特,并且因此對(duì)于人和動(dòng)物而言是有生命危險(xiǎn)的。為了保護(hù)人和動(dòng)物不受有生命危險(xiǎn)的電擊危害,所述高壓部件hk經(jīng)過相對(duì)應(yīng)的殼體或者其他絕緣措施而與環(huán)境電絕緣。如果所述高壓部件hk的一個(gè)或者多個(gè)殼體或者一個(gè)或者多個(gè)絕緣措施例如受外部機(jī)械影響而損傷或者無意地被打開或被停用,那么對(duì)于人和動(dòng)物而言即將發(fā)生由于電擊引起的生命危險(xiǎn)。

為了抵制這一點(diǎn),接觸防護(hù)電路bs包括聯(lián)鎖環(huán)vs,用于監(jiān)控高壓部件hk或所述高壓部件hk的殼體或者所述高壓部件hk的其他絕緣措施。

聯(lián)鎖環(huán)vs構(gòu)造為如下電線路:該電線路具有第一線路端部le1和第二線路端部le2;并且該聯(lián)鎖環(huán)vs包括一個(gè)或者多個(gè)可控的開關(guān)st,根據(jù)所述高壓部件hk或所述高壓部件hk的殼體或者所述高壓部件hk的其他絕緣措施的狀態(tài),所述可控的開關(guān)st可以以隨后要描述的方式被閉合或者被斷開。如果所有開關(guān)st都無故障地閉合,則聯(lián)鎖環(huán)vs“閉合”,其中這兩個(gè)線路端部le1、le2彼此電短路。但是如果至少一個(gè)開關(guān)st斷開,則聯(lián)鎖環(huán)vs被中斷,并且這兩個(gè)線路端部le1、le2彼此電“分離”。

此外,接觸防護(hù)電路bs包括電路設(shè)備sv,所述接觸防護(hù)電路bs利用該電路設(shè)備sv測(cè)定所述聯(lián)鎖環(huán)vs的狀態(tài),并且根據(jù)所述聯(lián)鎖環(huán)vs的狀態(tài)識(shí)別出潛在的危險(xiǎn)。

所述電路設(shè)備sv具有正端子pa和負(fù)端子na。所述電路設(shè)備sv通過所述正端子pa與所述聯(lián)鎖環(huán)vs的第一線路端部le1電連接。所述電路設(shè)備sv通過所述負(fù)端子na與所述聯(lián)鎖環(huán)vs的第二線路端部le2電連接。

此外,所述電路設(shè)備sv具有第一電源端子sa1,通過所述第一電源端子sa1,所述電路設(shè)備sv電連接在電動(dòng)車輛的低壓車載電網(wǎng)支路的在該圖中未示出的外部直流電壓源上。所述直流電壓源為該電路設(shè)備sv提供工作電壓vss,該工作電壓vss遠(yuǎn)低于60伏特。

此外,該電路設(shè)備sv具有第二電源端子sa2和第三電源端子sa3,所述第二電源端子sa2和第三電源端子sa3的運(yùn)行方式隨后予以描述。

此外,該電路設(shè)備sv具有接地端子ml,通過所述接地端子ml,所述電路設(shè)備sv電連接在電接地ms(電動(dòng)車輛的車身)上。

此外,該電路設(shè)備sv包括限流電路sb,該限流電路sb電連接在第一電源端子sa1與正端子pa之間,或電連接在第一電源端子sa1與負(fù)端子na之間。在此,該限流電路sb構(gòu)造為具有星形點(diǎn)st的星形電路形式,并且包括在第一電源端子sa1與星形點(diǎn)st之間的第一電流路徑sd1、在正端子pa與星形點(diǎn)st之間的第二電流路徑sd2以及在星形點(diǎn)st與負(fù)端子na之間的第三電流路徑sd3。

在第一電流路徑sd1中,限流電路sb具有第一電阻r11。在第二電流路徑sd2中,限流電路sb具有第二電阻r12和第三電阻r13,所述第二電阻r12和所述第三電阻r13彼此并聯(lián)連接。在第三電流路徑sd3中,限流電路sb具有跨接電阻rb。該跨接電阻rb也可以布置在第一電流路徑sd1中。類似地,該限流電路sb可以視實(shí)施方式而定包括更多或者更少的電阻。

此外,該電路設(shè)備sv包括電流源sq,該電流源sq電連接在負(fù)端子na與接地端子ml之間或電連接在跨接電阻rb與接地端子ml之間。

電流源sq構(gòu)造為以受控的方式可開關(guān)的電流源,并且可以產(chǎn)生具有至少兩個(gè)不同的電流值(諸如0或者10毫安)的電流。為此,該電流源sq包括電流鏡像電路sp和自鎖的(selbstsperrend)n溝道m(xù)osfetmt,用于提供如下恒定電流:所述恒定電流可以與負(fù)載無關(guān)地或與施加在第一電源端子sa1上的工作電壓vss無關(guān)地被生成,并且所述恒定電流并不受工作電壓vss的電壓波動(dòng)影響。

該電流鏡像電路sp就其而言包括參考電流路徑rd和負(fù)載電流路徑ld,其中這兩個(gè)電流路徑rd、ld彼此盡可能地鏡像對(duì)稱地構(gòu)造。

參考電流路徑rd包括雙極性晶體管bt1和電阻r21,該雙極性晶體管bt1和該電阻r21串聯(lián)連接。類似地,負(fù)載電流路徑ld包括另一雙極性晶體管bt2和另一電阻r22,所述另一雙極性晶體管bt2和所述另一電阻r22串聯(lián)連接。在此,這兩個(gè)雙極性晶體管bt1、bt2由相同的結(jié)構(gòu)類型構(gòu)成并且相同地被確定尺寸。這兩個(gè)電阻r21、r22按照電流鏡像電路sp的電流放大系數(shù)而被確定尺寸。

這兩個(gè)雙極性晶體管bt1、bt2的基極端子彼此電連接,并且與參考電流路徑側(cè)的雙極性晶體管bt1的集電極端子電連接,以及通過另一電阻r23與電路設(shè)備sv的先前已提到的第二電源端子sa2電連接。

通過第二電源端子sa2,給電流鏡像電路sp施加如下恒定的直流電壓:該恒定的直流電壓遠(yuǎn)低于60伏特。

該負(fù)載電流路徑ld在正電壓側(cè)電連接在負(fù)端子na上。

在負(fù)電壓側(cè),負(fù)載電流路徑ld和參考電流路徑rd彼此電連接,并且與接地端子ml和因此與電接地ms電連接。

該參考電流路徑rd在正電壓側(cè)和通過集電極端子與先前已提到的n溝道m(xù)osfetmt的漏極端子電連接。

n溝道m(xù)osfetmt因此通過漏極端子與參考電流路徑側(cè)的雙極性晶體管bt1的集電極端子電連接,并且與這兩個(gè)雙極性晶體管bt1、bt2的基極端子電連接。

mosfetmt通過源極端子與接地端子ml電連接,并且因此與電接地ms電連接。

通過柵極端子,mosfetmt與信號(hào)端子ss電連接,控制信號(hào)通過所述信號(hào)端子ss被施加在柵極端子上,用于開關(guān)mosfetmt。此外,該柵極端子通過下拉(pull-down)電阻r24電連接在接地端子ml上。

此外,該電路設(shè)備sv包括測(cè)量裝置ma,該測(cè)量裝置ma同樣電連接在負(fù)端子na與接地端子ml之間。

該測(cè)量裝置ma包括測(cè)量路徑md,該測(cè)量路徑md在電路設(shè)備sv的負(fù)端子na與接地端子ml之間延伸,并且該測(cè)量路徑md包括第一電阻r31、第二電阻r32以及電容器c,該第一電阻r31、該第二電阻r32以及該電容器c串聯(lián)連接在負(fù)端子na與接地端子ml之間。在此,這兩個(gè)電阻r31、r32用于使電壓電勢(shì)φ穩(wěn)定,所述電壓電勢(shì)φ由測(cè)量裝置ma以隨后要描述的方式予以測(cè)量。電容器c補(bǔ)償在該測(cè)量路徑md中的電壓波動(dòng)。

該測(cè)量裝置ma包括保護(hù)電路單元se,該保護(hù)電路單元se就其而言包括兩個(gè)二極管d1、d2,所述二極管d1、d2串聯(lián)地并且在其相應(yīng)的正向方向上指向電路設(shè)備sv的先前已提到的第三電源端子sa3地連接在該第三電源端子sa3與接地端子ml之間。

保護(hù)電路單元se通過中間抽頭mb電連接在測(cè)量路徑mp的連接點(diǎn)ap1上,該中間抽頭mb將這兩個(gè)二極管d1、d2彼此電連接,所述連接點(diǎn)ap1將兩個(gè)電阻r31、r32彼此電連接。

保護(hù)電路單元se設(shè)立為,將在負(fù)端子na處測(cè)量到的測(cè)量信號(hào)的信號(hào)值限制在施加在第三電源端子sa3處的電壓電勢(shì)與接地電勢(shì)之間,并且因此保護(hù)隨后要描述的測(cè)定裝置ea不受由于過壓造成的過載危害。

此外,該電路設(shè)備sv包括先前提及的測(cè)定裝置ea,所述測(cè)定裝置ea通過信號(hào)輸入端sg利用測(cè)量路徑mp的連接點(diǎn)ap2以信號(hào)技術(shù)與測(cè)量裝置ma連接,其中連接點(diǎn)ap2將測(cè)量裝置ma的電容器c與第二電阻r32彼此電連接并且同時(shí)構(gòu)造測(cè)量裝置ma的信號(hào)輸出端。

測(cè)定裝置ea包括比較器kp(即比較單元),該比較器kp將由測(cè)量裝置ma轉(zhuǎn)發(fā)的測(cè)量值直接與預(yù)給定的參考值相比較??商孢x地或者附加地,測(cè)定裝置ea包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器,該模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器設(shè)立為,將由測(cè)量裝置ma測(cè)量到的并且傳送給該測(cè)定裝置ea的模擬測(cè)量值轉(zhuǎn)換成如下數(shù)字測(cè)量值:該數(shù)字測(cè)量值接著由測(cè)定裝置ea與事先被測(cè)定的并且被存儲(chǔ)為數(shù)字變量的參考值相比較。

隨后,依據(jù)圖2并且結(jié)合在要監(jiān)控的高壓部件hk中的以及在聯(lián)鎖環(huán)vs中的各種狀態(tài),將描述先前所描述的接觸防護(hù)電路bs的運(yùn)行方式。

接觸防護(hù)電路bs借助聯(lián)鎖環(huán)vs、尤其是借助聯(lián)鎖環(huán)vs中的一個(gè)或多個(gè)開關(guān)st來監(jiān)控高壓部件hk的殼體和其他絕緣措施的狀態(tài)。在此,尤其是測(cè)定和識(shí)別如下狀態(tài):

狀態(tài)1:只要高壓部件hk的殼體無故障地閉合,并且只要高壓部件hk的絕緣措施無故障地正常運(yùn)轉(zhuǎn),并且因此只要高壓部件hk與環(huán)境安全地電絕緣,聯(lián)鎖環(huán)vs中的開關(guān)st就以本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方式(參見出版文獻(xiàn)wo2009/112165)保持閉合。在這些無故障的狀態(tài)下,聯(lián)鎖環(huán)vs的第一線路端部le1和第二線路端部le2通過閉合的開關(guān)st彼此電短路。

狀態(tài)2:高壓部件hk的一個(gè)或者多個(gè)殼體或一個(gè)或者多個(gè)絕緣措施由于例如機(jī)械影響一受到損害或者一被無意地打開或被停用,一個(gè)或者多個(gè)開關(guān)st就以本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方式(參見出版文獻(xiàn)wo2009/112165)斷開。因此,聯(lián)鎖環(huán)vs被中斷,并且聯(lián)鎖環(huán)vs的這兩個(gè)線路端部le1、le2彼此電分離。

狀態(tài)3:由于有故障的端子或者其他故障,本身閉合(即未電分離)的聯(lián)鎖環(huán)vs可以在第一電源端子sa1處并且因此在外部電壓源處電短路。

狀態(tài)4:類似地,由于有故障的端子或者其他故障,本身閉合(并且因此未電分離)的聯(lián)鎖環(huán)vs可能在接地端子ml處并且因此在電接地ms處電短路。

其他狀態(tài):也存在聯(lián)鎖環(huán)vs的其他狀態(tài),所述其他狀態(tài)不能明確地被分配給聯(lián)鎖環(huán)vs的確定的故障行為??墒牵@些狀態(tài)明確地與先前已提到的狀態(tài)1至4不同。

聯(lián)鎖環(huán)vs的先前已提到的狀態(tài)由電路設(shè)備sv以隨后要描述的方式來識(shí)別:

為了檢驗(yàn)存在上面已提到的狀態(tài)中的何種狀態(tài),在根據(jù)方法步驟s100的第一測(cè)量過程中,第一控制信號(hào)通過信號(hào)端子ss被施加給電流源sq的mosfetmt的柵極端子,其中所述第一控制信號(hào)具有為“邏輯零”的信號(hào)電平(通常具有為0伏特的信號(hào)電壓)。結(jié)果,mosfetmt斷開,并且參考電流路徑側(cè)的雙極性晶體管bt1閉合。由此,電流源sq成為在工作中的(aktiv),并且生成恒定的直流電流ii,該直流電流i1流經(jīng)負(fù)載電流路徑ld,并且因此,該直流電流i1從第一電源端子sa1通過負(fù)載電流路徑ld流向接地端子ml。

如果存在上面已提到的狀態(tài)1(高壓部件hk的殼體和其他絕緣措施無故障)并且因此在聯(lián)鎖環(huán)vs中的所有開關(guān)st閉合,則由電流源sq生成的直流電流i1以由限流電路sb劃分的方式流動(dòng),并且部分地經(jīng)過限流電路sb的電阻r12、r13流向聯(lián)鎖環(huán)vs而且部分地直接流向跨接電阻rb。

施加在第一電源端子sa1上的工作電壓vss接著降落在電阻r11、r12、r13和跨接電阻rb以及電阻r22上。在負(fù)端子na處,因此電壓電勢(shì)φ(或在負(fù)端子na與接地端子ml之間的電壓)可以被測(cè)量,該電壓電勢(shì)φ的值小于工作電壓vss的值,但是(由于三個(gè)電阻r12、r13和rb因閉合的聯(lián)鎖環(huán)vs得到的三重并聯(lián)電路)接近該值。

如果存在上面已提到的狀態(tài)2(殼體中的一個(gè)打開或者其他絕緣措施中的一個(gè)有故障),并且因此相對(duì)應(yīng)的開關(guān)st斷開而且因此聯(lián)鎖環(huán)vs也中斷,則由電流源sq生成的直流電流i1從第一電源端子sa1僅僅通過跨接電阻rb流向接地端子ml。

由于聯(lián)鎖環(huán)vs中斷,沒有電流通過兩個(gè)電阻r12、r13而流經(jīng)并聯(lián)的電流路徑sd2。由此,在第一電源端子sa1與負(fù)端子na之間的整個(gè)電阻將略微大于在狀態(tài)1下的三重并聯(lián)電路的整個(gè)電阻。因此,在負(fù)端子na處可以測(cè)量如下電壓電勢(shì)φ:該電壓電勢(shì)φ的值低于工作電壓vss的值,并且也低于在狀態(tài)1下測(cè)量到的電壓電勢(shì)φ的值。

如果存在上面已提到的狀態(tài)3(聯(lián)鎖環(huán)vs在電源端子sa1處電短路),并且因此負(fù)端子na在電源端子sa1處電短路,那么在負(fù)端子na處測(cè)量如下電壓電勢(shì)φ:該電壓電勢(shì)φ的值接近工作電壓vss的值。

如果存在上面已提到的狀態(tài)4(聯(lián)鎖環(huán)vs在接地端子ml處電短路)并且因此負(fù)端子na在接地端子ml處電短路,則在負(fù)端子na處測(cè)量如下電壓電勢(shì)φ:該電壓電勢(shì)φ的值接近接地電勢(shì)的值。

根據(jù)另一方法步驟s200,在負(fù)端子na處的電壓電勢(shì)φ由測(cè)量裝置ma測(cè)量,并且作為第一電勢(shì)測(cè)量值φ1而被轉(zhuǎn)發(fā)給測(cè)定裝置ea。

根據(jù)另一方法步驟s300,測(cè)定裝置ea緊接著將第一電勢(shì)測(cè)量值φ1與預(yù)給定的第一電勢(shì)參考值ur1和預(yù)給定的第二電勢(shì)參考值ur2相比較,其中適用:ur1<ur2。

此外,在根據(jù)另一方法步驟s400的第二測(cè)量過程中,第二控制信號(hào)通過信號(hào)端子ss被施加給mosfetmt的柵極端子,該第二控制信號(hào)具有為“邏輯1”的信號(hào)電平(通常具有為5伏特的電壓)。結(jié)果,mosfetmt閉合,并且兩個(gè)雙極性晶體管bt1、bt2斷開。由此,電流源sq成為不在工作中的。因此,沒有電流或具有為0安培的電流強(qiáng)度的電流i2從第一電源端子sa1通過負(fù)載電流路徑ld流向接地端子ml。

如果存在狀態(tài)1、2或者3,那么在負(fù)端子na處測(cè)量如下電壓電勢(shì)φ:該電壓電勢(shì)φ的值(作為第二電勢(shì)測(cè)量值φ2)接近工作電壓vss的值。

如果存在上面已提到的狀態(tài)4,那么在負(fù)端子na處測(cè)量如下電壓電勢(shì):該電壓電勢(shì)的值接近接地電勢(shì)的值。

根據(jù)另一方法步驟s500,在負(fù)端子na處的電壓電勢(shì)φ由測(cè)量裝置ma測(cè)量,并且作為第二電勢(shì)測(cè)量值φ2被轉(zhuǎn)發(fā)給測(cè)定裝置ea。

接著根據(jù)另一方法步驟s600,測(cè)定裝置ea緊接著將第二電勢(shì)測(cè)量值φ2與預(yù)給定的第三電勢(shì)參考值ur3和預(yù)給定的第四電勢(shì)參考值ur4相比較,其中適用:ur3<ur4。

如果第一電勢(shì)測(cè)量值φ1在第一電勢(shì)參考值ur1與第二電勢(shì)參考值ur2之間并且同時(shí)第二電勢(shì)測(cè)量值φ2大于第四電勢(shì)參考值ur4(即當(dāng)滿足如下邏輯關(guān)聯(lián):url<φl(shuí)<ur2&ur4<φ2時(shí)),那么識(shí)別出:存在狀態(tài)1,并且聯(lián)鎖環(huán)vs無故障地閉合。

如果第一電勢(shì)測(cè)量值φ1小于第一電勢(shì)參考值ur1并且同時(shí)第二電勢(shì)測(cè)量值φ2大于第四電勢(shì)參考值ur4(即當(dāng)滿足如下邏輯關(guān)聯(lián):φl(shuí)<url&ur4<φ2時(shí)),那么識(shí)別出:存在狀態(tài)2,并且開關(guān)st之一斷開,而且因此聯(lián)鎖環(huán)vs電中斷。

如果第一電勢(shì)測(cè)量值φ1大于第二電勢(shì)參考值ur2并且同時(shí)第二電勢(shì)測(cè)量值φ2大于第四電勢(shì)參考值ur4(即滿足如下邏輯關(guān)聯(lián):ur2<φ1&ur4<φ2),那么識(shí)別出:存在狀態(tài)3,并且聯(lián)鎖環(huán)vs電短路到第一電源端子sa1或電壓源。

如果第一電勢(shì)測(cè)量值φ1小于第一電勢(shì)參考值ur1并且同時(shí)第二電勢(shì)測(cè)量值φ2小于第三電勢(shì)參考值ur3(即當(dāng)滿足如下邏輯關(guān)聯(lián):φl(shuí)<url&φ2<ur3時(shí)),那么識(shí)別出:存在狀態(tài)4,并且聯(lián)鎖環(huán)vs電短路到接地端子ml或電接地ms。

如果在兩個(gè)電勢(shì)測(cè)量值φ1、φ2與四個(gè)電勢(shì)參考值ur1、ur2、ur3和ur4之間存在偏離于上面所描述的關(guān)聯(lián)的邏輯關(guān)聯(lián),那么識(shí)別出:存在先前已提到的不可明確分配的其他狀態(tài)之一。

如果識(shí)別出有故障的狀態(tài)2,那么測(cè)定裝置ea經(jīng)過發(fā)出信號(hào)而在電動(dòng)車輛的在該圖中未示出的中央控制設(shè)備上發(fā)出,并且促使該中央控制設(shè)備例如經(jīng)過給電動(dòng)車輛的車載電網(wǎng)卸載或者經(jīng)過與電動(dòng)車輛的車載電網(wǎng)電分離來使高壓部件hk停用。

如果識(shí)別出有故障的狀態(tài)3或者4,那么測(cè)定裝置ea例如經(jīng)過發(fā)出另一信號(hào)而在該圖中未示出的車輛信號(hào)顯示設(shè)備上給出,并且使該電動(dòng)車輛的駕駛員注意該有故障的狀態(tài),使得該駕駛員將該電動(dòng)車輛引入車輛車間,以維修接觸防護(hù)電路bs。

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