DE10145271B4

DE10145271B4 - Energy management device and method for energy management in a vehicle

Info

Publication number: DE10145271B4
Application number: DE10145271A
Authority: DE
Inventors: Manfred Zuber
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2001-09-14
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2021-09-15
Also published as: DE10145271A1

Abstract

Energiemanagementvorrichtung zum Energiemanagement in einem Fahrzeug in Abhängigkeit einer zeitabhängig in einem Energienetz des Fahrzeugs ermittelten Leistungsreserve oder Überlast DP, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin umfaßt:
einen Filter (12) zur Filterung der Leistungsreserve oder Überlast DP, wobei der Filter (12) eine Integratoreinheit (28) umfaßt, die dazu ausgelegt ist,
– jeweils nach einer vorbestimmten Zeitdauer ΔT₁ ermittelte Werte für die Leistungsreserve oder Überlast DP zu einem Summenwert DPI aufzusummieren, bis der Summenwert DPI einen oberen oder einen unteren Schwellenwert erreicht hat,
– einen Reset mit einem neuen Startpunkt für die Zeitdauer ΔT₁ zu initiieren und den Summenwert DPI gleich 0 zu setzen, wenn der Summenwert DPI den oberen oder unteren Schwellenwert erreicht hat,
– eine Zeitdauer ΔT₂ bis zum Erreichen des oberen oder unteren Schwellenwerts zu ermitteln;
– der ermittelten Zeitdauer ΔT₂ in Abhängigkeit davon, ob der obere oder der untere Schwellenwert erreicht wurde, ein Signal...Energy management device for energy management in a vehicle as a function of a power reserve or overload DP determined in a time-dependent manner in an energy network of the vehicle, characterized in that it further comprises:
a filter (12) for filtering the power reserve or overload DP, the filter (12) comprising an integrator unit (28) which is designed to
To add up values for the power reserve or overload DP determined after a predetermined period of time ΔT ₁ to a total value DPI until the total value DPI has reached an upper or a lower threshold value,
Initiate a reset with a new starting point for the duration ΔT ₁ and set the total value DPI to 0 when the total value DPI has reached the upper or lower threshold value,
- Determine a time period ΔT ₂ until the upper or lower threshold value is reached;
- the determined time period ΔT ₂ depending on whether the upper or the lower threshold value has been reached, a signal ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energiemanagementvorrichtung zum Energiemanagement in einem Fahrzeug sowie ein Energiemanagementverfahren zum Energiemanagement in einem Fahrzeug. Sie betrifft insbesondere eine Energiemanagementvorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The present invention relates to an energy management device for energy management in one Vehicle and an energy management process for energy management in a vehicle. It relates in particular to an energy management device according to the preamble of claim 1.

Die zunehmende Anzahl an Verbrauchersystemen in Fahrzeugen stellt für die Energieversorgung eine besondere Herausforderung hinsichtlich Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit dar. Aufgabe ist dabei die bedarfsgerechte Verteilung der erzeugten Energie auf die einzelnen Verbrauchersysteme. Auch ist dafür Sorge zu tragen, daß der Batterie ausreichend Ladestrom zur Verfügung gestellt wird, damit das Fahrzeug auch unter ungünstigsten Betriebsbedingungen stets startfähig bleibt.The increasing number of consumer systems in vehicles represents for the energy supply is a particular challenge capacity and reliability The task is the needs-based distribution of the generated Energy on the individual consumer systems. Care is also to be taken wear that the Battery sufficient charging current is provided so that Vehicle even under the worst Operating conditions always startable remains.

Aus der DE 198 57 916 sind Verbraucherkoordinatoren bekannt, die Leistungen anfordern und Verbrauchergruppen steuern. Die DE 197 45 849 befaßt sich mit der Integration der Generator- und Batteriediagnose in das Energiemanagement. Hierbei wird der Generator zur Kopplung von Antriebs- und Energiemanagement gesteuert. Ein integraler Bestandteil der Regelstrategie besteht darin, die Energienetzspannung konstant zu halten. Weiterhin beschreibt die DE 196 10 927 das schrittweise Zuschalten von Verbrauchern beim bzw. nach einem Motorstart.From the DE 198 57 916 consumer coordinators are known who request services and control consumer groups. The DE 197 45 849 deals with the integration of generator and battery diagnostics into energy management. Here, the generator for controlling the drive and energy management is controlled. An integral part of the control strategy is to keep the power grid voltage constant. Furthermore describes the DE 196 10 927 the step-by-step connection of consumers when or after an engine start.

Allen erwähnten Dokumenten ist der Nachteil gemeinsam, daß sie keine optimale Ausnutzung der verfügbaren Energie ermöglichen, beispielsweise für die Zuschaltung eines Verbrauchers, dessen Energiebedarf bei laufendem Motor nicht mehr vom Generator bereitgestellt werden kann und deshalb zu einer Entladung der Fahrzeugbatterie führt. Ein häufiges Laden und Entladen der Fahrzeugbatterie führt jedoch zu einer deutlichen Reduzierung deren Lebensdauer. Ein Unterbleiben des Zuschaltens des Verbrauchers kann aber zu Einbußen bei Sicherheit und Komfort führen.The disadvantage of all the documents mentioned is common that they do not allow optimal use of the available energy, for example for the connection of a consumer, whose energy needs while running Motor can no longer be provided by the generator and therefore leads to a discharge of the vehicle battery. Frequent loading and unloading of the Vehicle battery leads however, to significantly reduce their lifespan. Failure to do so connecting the consumer can, however, lead to losses Lead safety and comfort.

Die DE 197 09 317 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs, insbesondere zur Verwaltung und Verteilung von elektrischer Leistung in einem Fahrzeug, die von einem Fahrzeuggenerator und einer Fahrzeugbatterie bereitgestellt wird. Ein Verwalter wird mit Informationen über die einzelnen Komponenten im Voraus versorgt. Bei der bereitstellbaren Leistung sind die Temperaturen der Batterie beziehungsweise der Wirkungsgrad des Generators berücksichtigbar. Anhand von festgelegten Prioritäten wird entschieden, welcher Komponente welche Leistungsbeträge zur Verfügung gestellt werden. Diese Druckschrift offenbart die Merkmale des Oberbegriffes von Patentanspruch 1.The DE 197 09 317 relates to a method and a device for controlling a vehicle, in particular for managing and distributing electrical power in a vehicle, which is provided by a vehicle generator and a vehicle battery. An administrator is provided with information about the individual components in advance. The temperatures of the battery and the efficiency of the generator can be taken into account for the power that can be provided. Based on defined priorities, it is decided which components are to be made available to which components. This document discloses the features of the preamble of claim 1.

Die DE 198 38 248 betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung elektrischer Verbraucher, wobei Verbraucher unter Berücksichtigung der Batterieladebilanz zugeschaltet werden können. Die Batterieladebilanz wird überwacht durch Bildung des momentanen Batterieladestromintegrals und Messung der Bordnetzspannung. Auch diese Druckschrift schlägt vor, elektrische Verbraucher entsprechend ihrer Wichtigkeit für den Betrieb des Fahrzeugs zu klassifizieren, bei Vorliegen eines Leistungsengpasses gegebenenfalls abzuschalten oder mit verminderter Leistung zu betreiben.The DE 198 38 248 relates to a method for controlling electrical consumers, consumers can be switched on taking into account the battery charge balance. The battery charge balance is monitored by forming the current battery charging current integral and measuring the vehicle electrical system voltage. This publication also proposes to classify electrical consumers according to their importance for the operation of the vehicle, to switch them off if there is a performance bottleneck, or to operate them with reduced power.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt deshalb darin, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Energiemanagement in einem Kraftfahrzeug bereitzustellen.The object of the present invention is therefore an improved device and an improved one To provide methods for energy management in a motor vehicle.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Energiemanagementvorrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 sowie ein Energiemanagementverfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 29.According to the invention, this object is achieved by an energy management device with the features of claim 1 and an energy management process with the features of claim 29th

Zur Ermittlung einer Leistungsreserve oder Überlast DP wird ergänzend auf die DE 101 45 27 A1 verwiesen.To determine a power reserve or overload DP, supplementary information is provided on the DE 101 45 27 A1 directed.

Die Erkenntnis der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß zwar die Ermittlung einer Leistungsreserve oder Überlast DP sehr vorteilhaft ist im Hin blick auf die Zuschaltung weiterer Verbraucher, um dadurch wirksam eine Erhöhung der Lebensdauer der Fahrzeugbatterie herbeizuführen, jedoch können sich ohne weitere Maßnahmen Schwingungen einstellen, das heißt unkoordinierte Regelvorgänge, die in einem häufigen Ein- und Ausschalten von Verbrauchern resultieren. Die Vorsehung eines Filters zur Verhinderung von derartigen Schwingungen sichert hingegen eine ausreichende Spannungsstabilität des Energienetzes bei Einschalttransienten bzw. bei einem Drehzahlabfall.The knowledge of the present invention is that the determination of a power reserve or overload DP is very advantageous is effective with regard to the connection of additional consumers an increase to bring about the life of the vehicle battery, however without further action Set vibrations, that is, uncoordinated control processes that in a frequent and switching off consumers result. The Providence One Filters to prevent such vibrations, however, secures Sufficient voltage stability of the energy network with switch-on transients or if the speed drops.

Bevorzugt wird einem vorbestimmten Wert der Leistungsreserve oder Überlast DP oder einer Kombination aus einem vorbestimmten Wert der Leistungsreserve oder Überlast DP und einem vorbestimmten Summenwert DPI ein Signal PSV mit einem vorbestimmten Wert zugeordnet. Das Signal PSV ist bevorzugt mit dem vorbestimmten Wert als Impuls vorgegebener Zeitdauer ausgebbar, wenn eine Leistungsreserve oder Überlast DP den vorbestimmten Wert erreicht oder überschreitet oder unterschreitet oder wenn eine Leistungsreserve oder Überlast DP den vorbestimmten Wert der Leistungsreserve oder Überlast DP erreicht oder überschreitet oder unterschreitet und der vorbestimmte Summenwert DPI erreicht ist oder überschritten ist oder unterschritten ist. Insbesondere ist bevorzugt, daß das Signal PSV als Impuls vorgebbarer Zeitdauer ausgebbar ist, wenn der Summenwert OPI den oberen oder den unteren Schwellenwert erreicht hat. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß erst bei Erreichen der Schwellenwerte entsprechende Schaltvorgänge bei den Verbrauchern initiiert werden. Die zwischenzeitlichen Änderungen des Signals DP bzw. des Signals DPI werden somit unterdrückt und führen nicht zu Schaltvorgängen.A signal PSV with a predetermined value is preferably assigned to a predetermined value of the power reserve or overload DP or a combination of a predetermined value of the power reserve or overload DP and a predetermined total value DPI. The signal PSV can preferably be output with the predetermined value as a pulse of a predetermined period of time when a power reserve or overload DP reaches or exceeds or falls below the predetermined value or when a power reserve or overload DP reaches or exceeds or falls below or falls below the predetermined value of the power reserve or overload DP and the predetermined total value DPI has been reached or has been exceeded or has fallen below. In particular, it is preferred that the signal PSV can be output as a pulse of a predefinable time period when the total value OPI has reached the upper or the lower threshold value. This measure ensures that appropriate switching operations are not initiated by the consumers until the threshold values have been reached. The interim changes in the signal DP or the signal DPI are thus suppressed and do not lead to switching operations.

Bevorzugt ist zwischen dem Impuls und einem nachfolgenden Impuls zur Ausgebung eines Signals PSV mindestens ein neutrales Signal N als Impuls vorgebbarer Zeitdauer ausgebbar. Dies resultiert darin, daß keine aufwendigen Steuermaßnahmen zu erfolgen haben, vielmehr die Integration, das heißt die Aufsummierung des Signals DP zum Erhalten des Signals DPI ohne aufwendige Steuermaßnahmen weiter erfolgen kann.Is preferred between the pulse and a subsequent pulse to output a signal PSV at least a neutral signal N can be output as a pulse of a predefinable duration. This results in none complex tax measures have to take place, rather the integration, that is, the summation of the signal DP to receive the signal DPI without complex control measures can continue.

Bevorzugt umfaßt der Filter eine Kontrolleinheit, die dazu ausgelegt ist, das Signal PSV in ein Signal PS zu übersetzen, wobei die Kontrolleinheit wiederum bevorzugt so ausgelegt ist, daß das Signal PSV in ein neutrales Signal PS_N übersetzt wird, wenn das Signal PSV eine gefilterte Leistungsreserve codiert und ein m-tes Signal PSV nach mindestens einem PSV-Signal, das eine Überlast codiert, ist, wobei m bevorzugt eine natürliche Zahl von 1 bis 10, insbesondere von 1 bis 3, ist. Diese Maßnahme führt zu einer verzögerten Hochregelung der Systeme nach einer Überlastphase, das heißt, daß nicht bereits bei einem ersten Wert eines Signals PSV, das eine Leistungs reserve anzeigt, die Systeme bereits wieder hochgeregelt werden, das heißt zunächst abgeschaltete Verbraucher wieder eingeschaltet werden, sondern zur Vermeidung eines andauernden Aus- und Einschaltens zunächst mehrere Leistungsreservewerte abgewartet werden, um davon auszugehen, daß wieder einzuschaltende Verbraucher mit der Aussicht auf einen längeren Einschaltzeitraum wieder eingeschaltet werden können.The filter preferably comprises a control unit which is designed to translate the signal PSV into a signal PS, the control unit again preferably being designed such that the signal PSV is translated into a neutral signal PS _N if the signal PSV is a filtered one Power reserve coded and an m-th signal PSV after at least one PSV signal that encodes an overload, where m is preferably a natural number from 1 to 10, in particular from 1 to 3. This measure leads to a delayed up-regulation of the systems after an overload phase, that is to say that the systems are not already regulated up again at a first value of a signal PSV, which indicates a power reserve, that is to say switched-off consumers are switched on again, but instead To avoid continuous switching off and on, several power reserve values must first be waited for, in order to assume that consumers to be switched on again can be switched on again with the prospect of a longer switch-on period.

Alternativ dazu, daß der Summenwert DPI den oberen oder unteren Schwellenwert erreicht, kann ein zeitlicher Durchschnittwert DPI* des Summenwerts DPI ermittelt werden und entsprechend verfahren werden, wenn dieser zeitliche Durchschnittswert OPI* den oberen oder den unteren Schwellenwert erreicht.Alternatively, the sum value DPI reaches the upper or lower threshold, can be a temporal Average DPI * of the total DPI are determined and accordingly procedure if this time average OPI * the reached the upper or lower threshold.

Die Integratoreinheit ist bevorzugt dazu ausgelegt, einen Reset mit einem neuen Startpunkt für die Zeitdauer ΔT₁ zu initiieren und den Summenwert DPI gleich 0 zu setzen, wenn der ermittelte Verlauf für die Leistungsreserve oder Überlast DP einen Nulldurchgang aufweist. Durch Ausblenden der Vorgeschichte bei einem Nulldurchgang des Signals DP lassen sich, wie die Praxis gezeigt hat, vernünftigere Regelvorgänge erzielen.The integrator unit is preferably designed to initiate a reset with a new starting point for the time period ΔT ₁ and to set the total value DPI to 0 if the determined curve for the power reserve or overload DP has a zero crossing. By hiding the history when the signal DP crosses zero, as practice has shown, more sensible control processes can be achieved.

In bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung weist die Energiemanagementvorrichtung eine Prädiktoreinheit zur Bestimmung einer Leistungsreserve oder Überlast DP in einem Energienetz des Fahrzeugs auf, wobei das Energienetz mindestens eine Batterie und einen Generator des Fahrzeugs umfaßt, wobei die Prädiktoreinheit dazu ausgelegt ist, mindestens folgende Eingangsgrößen zu erfassen: eine maximal abgebbare Leistung P_max des Generators, eine tatsächlich abgegebene Leistung P_gen des Generators, einen Strom I_batt zur Batterie und eine Spannung U_batt der Batterie, wobei die Prädiktoreinheit weiterhin dazu ausgelegt ist, die Leistungsreserve oder Überlast DP aus diesen Eingangsgrößen und einem vorbestimmten Wert für eine Generatorauslastungsbegrenzung K durch den Algorithmus DP = (Pmax – Pgen – K) + (Ibatt·Ubatt)·D + X 1)zu berechnen, wobei der Term D gleich 0 gesetzt wird, wenn I_batt > 0 ist, und wobei Term X gleich 0 oder ungleich 0 ist.In preferred developments of the invention, the energy management device has a predictor unit for determining a power reserve or overload DP in an energy network of the vehicle, the energy network comprising at least one battery and a generator of the vehicle, the predictor unit being designed to record at least the following input variables: a maximum output power P _{max of} the generator, an actually output power P _{gen of} the generator, a current I _batt to the battery and a voltage U _{batt of} the battery, the predictor unit being further designed to _derive the power _reserve or overload DP from these input variables and a predetermined value for a generator utilization limit K by the algorithm DP = (P Max - P gene - K) + (I batt · U batt ) D + X 1) to be calculated, where the term D is set to 0 if I _batt > 0, and where the term X is 0 or not equal to 0.

Dadurch, daß die Leistungsreserve oder Überlast DP zumindest zu den Zeitpunkten ermittelt wird, zu dem eine Bedienperson manuell oder ein Steuergerät automatisch einen Verbraucher zuschalten möchte oder einen bereits zugeschalteten Verbraucher auf eine höherer Energieverbrauchsstufe schalten möchte, kann vorhergesagt werden, ob ein Zuschalten des Verbrauchers problematisch oder kritisch ist und daher unterbleiben sollte. Für den Fall, daß es sich um einen sicherheitsrelevanten Verbraucher handelt, dessen Zuschaltung unbedingt nötig ist, kann eine Priorität vorgesehen werden. Für den Fall, daß die im Bordnetz vorhandene Leistungsreserve das Zuschalten des Verbrauchers mit höherer Priorität nicht gestattet, kann zunächst ein Verbraucher mit niedriger Priorität abgeschaltet werden oder für diesen Fall wird akzeptiert, daß die Versorgung teilweise aus der Fahrzeugbatterie bereitgestellt wird. Durch diese Maßnahme wird ein häufiges Laden und Entladen der Fahrzeugbatterie verhindert und dadurch deren Lebensdauer verlängert. Weiterhin wird eine unerwünschte Überlastung des Bordnetzes des Fahrzeugs und damit gegebenenfalls der Ausfall wichtiger Verbraucher verhindert, was in einem signifikanten Sicherheitszuwachs resultiert. Da die im Energienetz des Fahrzeugs vorhandene Energie dynamisch ermittelt wird, ist die Prädiktion adaptiv, das heißt die Akzeptanzschwelle für die Auslastung des Energienetzes ist abhängig vom Einschaltzustand der Verbrauchersysteme.Because the power reserve or overload DP is determined at least at the times at which an operator manually or a control unit want to automatically switch on a consumer or one that has already been switched on Consumers to a higher Want to switch energy consumption level can be predicted whether switching on the consumer is problematic or critical and therefore should be avoided. For in the event that is a security relevant consumer, whose Connection absolutely necessary is a priority be provided. For in the event that Power reserve available in the on-board electrical system with higher priority not allowed, can initially a consumer with low priority can be switched off or For this Case is accepted that the Supply is partially provided from the vehicle battery. By this measure becomes a common one Prevents charging and discharging of the vehicle battery and thereby its Extended lifespan. It also creates an undesirable overload of the vehicle's electrical system and thus, if necessary, the failure important consumer prevents what in a significant increase in security results. Because the energy present in the vehicle's energy network is determined dynamically, the prediction is adaptive, i.e. the acceptance threshold for the Utilization of the energy network depends on the switch-on state of the Consumer systems.

Die Energiemanagementvorrichtung umfasst eine Leistungsstelleinheit, der das Signal PSV oder das Signal PS übermittelbar ist, wobei die Leistungsstelleinheit dazu ausgelegt ist, das Signal PSV oder das Signal PS in mindestens ein Steuersignal PP für mindestens einen Verbraucher zu übersetzen und das mindestens eine Steuersignal PP an den mindestens einen Verbraucher zu übermitteln. Eine derartige Ergänzung der Energiemanagementvorrichtung stellt sicher, daß die mit der Leistungsreserve oder Überlast korrelierten Signale in entsprechende Signale an die Verbraucher übersetzt werden bzw., daß eine entsprechende Koordination der Ein- und Ausschaltvorgänge der Verbraucher stattfindet.The energy management device comprises a power control unit, to which the signal PSV or the signal PS can be transmitted, the power control unit being designed to translate the signal PSV or the signal PS into at least one control signal PP for at least one consumer, and that at least to transmit a control signal PP to the at least one consumer. Such a supplement to the energy management device ensures that the signals correlated with the power reserve or overload are translated into corresponding signals to the consumers or that the consumers are switched on and off appropriately coordinated.

Bevorzugt ist die Leistungsreserve oder Überlast DP oder das Signal PSV oder das Signal PS in Abhängigkeit von einer Priorität des mindestens einen Verbrauchers und/oder einer Leistungsanforderung des mindestens einen Verbrauchers und/oder einem Betriebszustand des mindestens einen Verbrauchers in das mindestens eine Steuersignal PP durch die Leistungsstelleinheit übersetzbar, wobei die Priorität des mindestens einen Verbrauchers und/oder die Leistungsanforderung des mindestens einen Verbrauchers und/oder der Betriebszustand des mindestens einen Verbrauchers in der Leistungsstelleinheit abgelegt oder durch die Leistungsstelleinheit ermittelbar ist. Eine derartige Weiterbildung der Leistungsstelleinheit erlaubt insbesondere die Berücksichtigung von Prioritäten der Verbraucher, beispielsweise einem vorrangigen Einschalten von sicherheitsrelevanten Verbrauchern gegenüber komfortbezogenen Verbrauchern.The power reserve is preferred or overload DP or the signal PSV or the signal PS depending on a priority of the at least a consumer and / or a performance requirement of at least a consumer and / or an operating state of the at least a consumer into the at least one control signal PP the service unit is translatable, being the priority of the at least one consumer and / or the performance requirement of the at least one consumer and / or the operating state of the stored at least one consumer in the service control unit or can be determined by the service unit. Such one Further training of the service unit allows, in particular, consideration of priorities the consumer, for example a priority switching on of safety-relevant consumers versus comfort-related consumers.

Es kann vorgesehen werden, daß das mindestens eine Steuersignal PP eine stufenweise Erhöhung oder Erniedrigung einer Verbraucherleistung des mindestens einen Verbrauchers codiert. Durch diese Ausbildung muß nicht abgewartet werden, bis die Leistungsreserve für Volllastbetrieb des entsprechenden Verbrauchers im Bordnetz bereitgestellt wird, sondern sobald die erste Leistungsstufe des entsprechenden Verbrauchers erreicht ist, kann dieser, im Anforderungsfall, eingeschaltet werden.It can be provided that at least a control signal PP a gradual increase or decrease Consumer power of the at least one consumer coded. By this training does not have to be waited until the power reserve for full load operation of the corresponding Consumer is provided in the electrical system, but as soon as the the first power level of the corresponding consumer has been reached, can be switched on if required.

Selbstverständlich kann das mindestens eine Steuersignal PP auch eine Ein-/Ausschaltung mindestens eines Verbrauchers codieren. Dies ist von Bedeutung für Verbraucher, die entweder ein- oder ausgeschaltet werden können, das heißt bei denen ein stufenweiser Betrieb keinen Sinn macht, beispielsweise die Aktivierung von Airbags.Of course, at least a control signal PP also switches on / off at least one consumer encode. This is important for consumers who either can be switched on or off, this means where a gradual operation makes no sense, for example the activation of airbags.

Die Leistungsstelleinheit ist weiterhin bevorzugt dazu ausgelegt, eine erste Rückmeldung an den Filter und/oder die Prädiktoreinheit zu initiieren, einen sogenannten Handshake, wenn ein Stellvorgang des mindestens einen Verbrauchers durch das mindestens eine Steuersignal PP initiiert worden ist. Bevorzugt ist die Leistungsstelleinheit auch dazu ausgelegt, eine zweite Rückmeldung an den Filter und/oder die Prädiktoreinheit zu initiieren, wenn ein Stellvorgang des mindestens einen Verbrauchers durch das mindestens eine Steuersignal PP abgeschlossen ist. Diese Maßnahmen steilen sicher, daß es zu keinen Schwingungen kommt. Wenn sich beispielsweise die Einschaltung eines bestimmten Verbrauchers verzögert und die Leistungsstell einheit davon ausgeht, daß dieser Verbraucher bereits eingeschaltet wäre und noch immer Energie im Bordnetz verfügbar ist, so könnte fälschlicherweise ein Einschaltsignal an einen weiteren Verbraucher gesendet werden, wobei dann, wenn beide Verbraucher eingeschaltet sind, eine Überlastsituation besteht. Dies wird wirkungsvoll vermieden, wenn der Einschaltvorgang des erst genannten Verbrauchers abgewartet wird, dann die im Bordnetz verfügbare Energie bestimmt wird, und erst aufgrund dieser Information einen Entscheidung getroffen wird, ob ein weiterer Verbraucher einzuschalten ist, oder nicht.The service unit is still preferably designed to provide a first feedback to the filter and / or the predictor unit to initiate a so-called handshake when an actuation of the at least one consumer by the at least one control signal PP has been initiated. The power control unit is preferred also designed to provide a second feedback to the filter and / or the predictor unit to initiate when an actuation of the at least one consumer is completed by the at least one control signal PP. This activities steep sure it there is no vibration. If, for example, the activation a certain consumer is delayed and the power control unit assumes that this Consumer would already be switched on and still have energy in it Wiring system is available, so could falsely a switch-on signal is sent to another consumer, an overload situation if both consumers are switched on consists. This is effectively avoided when switching on the first named consumer is waited for, then the energy available in the on-board electrical system is determined, and only on the basis of this information a decision is taken whether another consumer is to be switched on, or Not.

Bevorzugt wird dies dadurch realisiert, daß der Filter und/oder die Prädiktoreinheit durch die erste Rückmeldung in einen Wartemodus überführbar ist und/oder durch die zweite Rückmeldung ein Neustart initiierbar ist. Kombiniert werden kann dies mit der Maßnahme, daß die Leistungsreserve oder Überlast DP und/oder der Summenwert DPI und/oder das Signal PS und/oder das Signal PSV durch den Filter und/oder durch die Prädiktoreinheit in dem Wartemodus einen neutralen Wert erhält. Dies bedeutet, daß die Integration weiterhin stattfinden kann, jedoch das Ergebnis, wehrend sich der Filter und/oder die Prädiktoreinheit im Wartemodus befindet unverändert bleibt. Aufwendige Steuerungsmaßnahmen und dergleichen können damit entfallen.This is preferably achieved by that the Filter and / or the predictor unit through the first feedback is put into a waiting mode and / or through the second feedback a restart can be initiated. This can be combined with the Measure, that the Power reserve or overload DP and / or the total value DPI and / or the signal PS and / or that Signal PSV through the filter and / or through the predictor unit receives a neutral value in the waiting mode. This means that integration continues can take place, however, the result while the filter and / or the predictor unit in standby is unchanged remains. Elaborate control measures and the like thus eliminated.

Für den Fall, daß ein zeitlicher Durchschnittswert PS* des Signals PS oder ein zeitlicher Durchschnittswert DP* der Leistungsreserve oder Überlast DP einen Schwellenwert erreicht, kann die Energiemanagementvorrichtung, insbesondere die Leistungsstelleinheit, dazu ausgelegt sein, ein Notabschaltungssignal NAS zu erzeugen und an mindestens eine weitere Leistungsstelleinheit zu übermitteln. Diese Maßnahme führt zu einer weiteren Stabilisierung der Energieversorgung im Bordnetz eines Kraftfahrzeugs, insbesondere in Extremsituationen. Wenn beispielsweise die erste Leistungsstelleinheit ausgelegt ist, Hochleistungsheizsysteme zu regeln und trotz Abschaltung aller derartigen Hochleistungsheizsysteme noch immer ein Überlastzustand besteht, können Verbraucher, die sinnvollerweise über eine weitere Leistungsstelleinheit angesteuert werden, zur Beseitigung der Überlastsituation abgeschaltet werden.For the case that a temporal average value PS * of the signal PS or a temporal Average value DP * of the power reserve or overload DP a threshold reached, the energy management device, in particular the Power control unit, designed to provide an emergency shutdown signal Generate NAS and to at least one other power control unit to transmit. This measure leads to a further stabilization of the energy supply in the vehicle electrical system of a motor vehicle, especially in extreme situations. If, for example the first power control unit is designed, high performance heating systems to regulate and despite switching off all such high-performance heating systems still an overload condition exists, can Consumers who logically have another power unit can be controlled, switched off to eliminate the overload situation become.

Hierbei kann die Leistungsstelleinheit ausgelegt sein, das Notabschaltungssignal NAS an die mindestens eine weitere Leistungsstelleinheit zu übermit teln, wenn der zeitliche Durchschnittswert PS* des Signals PS oder der zeitliche Durchschnittswert DP* der Leistungsreserve oder Überlast DP nach Abschluß des mindestens einen Stellvorgangs des mindestens einen Verbrauchers durch das mindestens eine Steuersignal PP einen Schwellenwert erreicht.The service unit can be designed to send the emergency shutdown signal NAS to the minimum to transmit another power control unit if the time Average value PS * of the signal PS or the average over time DP * of the power reserve or overload DP after completing the at least one actuation of the at least one consumer reached a threshold value by the at least one control signal PP.

Bevorzugt ist hierbei die weitere Leistungsstelleinheit dazu ausgelegt, das Notabschaltungssignal in mindestens ein Steuersignal NASi für mindestens einen weiteren Verbraucher zu übersetzen und das mindestens eine Steuersignal NASi an den mindestens einen weiteren Verbraucher zu übermitteln. Hierdurch kann der Aufwand in der weiteren Leistungsstelleinheit reduziert werden, da die Erzeugung des Steuersignals NASi für alle weiteren Leistungsstelleinheiten in einer Einheit, bevorzugt in der ersten Leistungsstelleinheit bewirkt werden kann.The further power control unit is preferably designed to translate the emergency shutdown signal into at least one control signal NASi for at least one further consumer and to transmit the at least one control signal NASi to the at least one further consumer. This can the effort in the further power control unit can be reduced, since the generation of the control signal NASi for all further power control units can be effected in one unit, preferably in the first power control unit.

Auch das Notabschaltsignal kann in Abhängigkeit von einer Priorität des mindestens einen weiteren Verbrauchers und/oder einer Leistungsanforderung des mindestens einen weiteren Verbrauchers und/oder einem Betriebszustand des mindestens einen weiteren Verbrauchers durch die weitere Leistungsstelleinheit in das mindestens eine Steuersignal NASi übersetzbar sein, wobei die Priorität des mindestens einen weiteren Verbrauchers und/oder die Leistungsanforderung des mindestens einen weiteren Verbrauchers und/oder der Betriebszustand des mindestens einen weiteren Verbrauchers in der weiteren Leistungsstelleinheit abgelegt oder durch die weitere Leistungsstelleinheit ermittelbar ist.The emergency shutdown signal can also be in dependence of a priority of at least one other consumer and / or a performance requirement of the at least one further consumer and / or an operating state of the at least one further consumer by the further power control unit be translatable into the at least one control signal NASi, the priority of at least one other consumer and / or the performance requirement of the at least one further consumer and / or the operating state of the at least one further consumer in the further power control unit filed or can be determined by the further service unit is.

Ebenfalls sinnvoll ist, daß das mindestens eine Steuersignal NASi eine stufenweise Erhöhung oder Erniedrigung einer Verbraucherleistung des mindestens einen weiteren Verbrauchers codiert. Insbesondere für Verbraucher bei denen eine stufenweise Erhöhung oder Erniedrigung einer Verbraucherleistung keinen Sinn macht, kann das mindestens eine Steuersignal NASi eine Ein-/Ausschaitung des mindestens einen weiteren Verbrauchers codieren.It also makes sense that at least a control signal NASi a gradual increase or decrease in a Consumer power of the at least one other consumer coded. Especially for consumers where a gradual increase or lowering consumer performance makes no sense the at least one control signal NASi is an on / off switch of the encode at least one other consumer.

Für den Fall, daß selbst die Notabschaltung keine ausreichende Anhebung des Energieniveaus des Bordnetzes bringt oder alternativ hierzu kann die Leistungsstelleinheit oder die weitere Leistungsstelleinheit dazu ausgelegt sein, ein Leerlaufdrehzahlanhebungssignal zu erzeugen und an ein Motorsteuergerät des Fahrzeugs zu übermitteln, wenn ein zeitlicher Mittelwert von negativen Batterieströmen I_battneg über eine Zeitdauer ΔT₃ einen Schwellenwert erreicht. Durch diese Maßnahme wird eine hohe Batteriezyklisierung, das heißt ein häufiges Laden und Entladen der Fahrzeugbatterie wirksam verhindert und dadurch die Lebensdauer der Fahrzeugbatterie erhöht. Durch den stufenweisen Aufbau des erfindungsgemäßen Energiemanagements in einem Kraftfahrzeug wird somit erst in letzter Instanz die Leerlaufdrehzahl zur Sicherstellung eines ausreichenden Niveaus des Energienetzes erhöht und damit erst in diesem letzten Schritt die Erhöhung der Lebensdauer der Fahrzeugbatterie auf Kosten eines geringfügig höheren Treibstoffverbrauchs garantiert.In the event that even the emergency shutdown does not bring about a sufficient increase in the energy level of the vehicle electrical system, or alternatively, the power control unit or the further power control unit can be designed to generate an idle speed increase signal and to transmit it to an engine control unit of the vehicle if a time average of negative battery currents I _battneg reached a threshold value over a period of time ΔT ₃ . This measure effectively prevents high battery cycling, that is to say frequent charging and discharging of the vehicle battery, and thereby increases the service life of the vehicle battery. As a result of the step-by-step construction of the energy management system according to the invention in a motor vehicle, the idle speed is only increased in the last instance to ensure a sufficient level of the energy network, and only in this last step is the increase in the service life of the vehicle battery guaranteed at the expense of a slightly higher fuel consumption.

Bevorzugt ist die Leistungsstelleinheit oder die weitere Leistungsstelleinheit dazu ausgelegt, ein Leerlaufdrehzahlanhebungssignal zu erzeugen und an das Motorsteuergerät des Fahrzeugs zu übermitteln, wenn der zeitliche Mittelwert von negativen Batterieströmen I_battneg über eine Zeitdauer ΔT₃ nach Abschluß des mindestens einen Stellvorgangs des mindestens einen Verbrauchers durch das mindestens eine Steuersignal PP oder des mindestens einen weiteren Verbrauchers durch das mindestens eine Steuersignal NAS den Schwellenwert erreicht. Durch das Abwarten des Stellvorgangs werden Schwingungsneigungen wirkungsvoll unterdrückt und eine unnötige Leerlaufdrehzahlanhebung vermieden. Die Drehzahlanhebung erfolgt bevorzugt zweistufig und erfolgt bei einem schlechten Ladezustand der Batterie früher als bei aufgeladener Batterie. Dies berücksichtigt damit vorteilhafterweise die die Lebensdauer beeinflussenden Faktoren der Batterie.The power control unit or the further power control unit is preferably designed to generate an idle speed increase signal and to transmit it to the engine control unit of the vehicle if the time average of negative battery _currents I _battneg over a period of time ΔT ₃ after the at least one actuation process of the at least one consumer has been completed by the at least one control signal PP or the at least one further consumer reaches the threshold value through the at least one control signal NAS. By waiting for the adjustment process, tendencies to vibrations are effectively suppressed and an unnecessary increase in idle speed is avoided. The speed increase is preferably carried out in two stages and occurs earlier when the battery is in a poor state of charge than when the battery is charged. This advantageously takes into account the factors of the battery that influence the service life.

Bevorzugt ist deshalb das Motorsteuergerät dazu ausgelegt, die Drehzahl des Motors in Abhängigkeit des Leerlaufdrehzahlanhebungssignal zu steuern. Hierbei ist insbesondere auch daran zu denken, daß nach einer Entspannung der Energiesituation des Bordnetzes die Drehzahl auch wieder rechtzeitig abgesenkt wird.The engine control unit is therefore preferably designed to the speed of the motor depending on the Control idle speed boost signal. Here is particular also to remember that after a Relaxation of the energy situation of the vehicle electrical system the speed too is lowered again in time.

Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele können den Unteransprüchen entnommen werden.Further advantageous exemplary embodiments can the subclaims be removed.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es stellen dar:The following are exemplary embodiments the invention with reference to the accompanying drawings. They represent:

1 in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Energiemanagementvorrichtung; 1 a schematic representation of a first embodiment of an energy management device according to the invention;

2 in schematischer Darstellung eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Energiemanagementvorrichtung; 2 a schematic representation of a second embodiment of an energy management device according to the invention;

3 eine detailliertere schematische Darstellung einer Prädiktoreinheit gemäß der Ausführungsform von 2; 3 a more detailed schematic representation of a predictor unit according to the embodiment of 2 ;

4 ein schematisches Diagramm, aus dem die Abhängigkeit der Leistungsreserve oder Überlast DP von der Batteriespannung U_batt hervorgeht; 4 a schematic diagram showing the dependence of the power _reserve or overload DP on the battery _voltage U _batt ;

5 eine schematische Darstellung der Filtereinheit gemäß dem Ausführungsbeispiel von 2; 5 a schematic representation of the filter unit according to the embodiment of 2 ;

6 beispielhaft den zeitlichen Verlauf und damit die Abhängigkeit der Größen DP, DPI, PS und PSV voneinander; und 6 as an example the temporal course and thus the dependency of the sizes DP, DPI, PS and PSV on each other and

7 den zeitlichen Verlauf diverser Größen für ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. 7 the time course of various sizes for a further embodiment of the invention.

Im folgenden werden für gleiche und gleichwirkende Elemente der verschieden Ausführungsbeispiele durchweg gleiche Bezugszeichen verwendet.The following are for same and elements of the same effect in the different exemplary embodiments are all the same Reference numerals used.

1 zeigt in schematischer Darstellung den Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Energiemanagementvorrichtung. Sie umfaßt eine Prädiktoreinheit 10, der als Eingangsgrößen die Drehzahl n des Verbrennungsmotors, eine mit dem Generator korrelierte Temperatur T, beispielsweise die Kühlwassertemperatur, die vom Generator gelieferte Spannung U_gen, der vom Generator gelieferte Strom I_gen, der aus der Batterie fließende Strom I_batt sowie die Batteriespannung U_batt zugeführt werden. Gemäß der Gleichung DP = (Pmax – Pgen) + Ibatt·Ubatt)·D 2)wird ein Wert für die Leistungsreserve oder Überlast DP berechnet, wobei P_max eine Funktion der Drehzahl n und der Temperatur T ist, P_gen der tatsächlich vom Generator abgegebenen Leistung entspricht und aus dem Produkt I_gen·U_gen ermittelt wird und der Term D = 0 gesetzt wird, wenn I_batt > 0 ist. 1 shows a schematic representation of the structure of a first embodiment of an energy management device according to the invention. It includes a predictor unit 10 which, as input variables, the speed n of the internal combustion engine, a temperature T correlated with the generator, for example the Cooling water temperature, the voltage U _gen supplied by the generator, the current I _gen supplied by the generator, the current I _batt flowing from the battery and the battery _voltage U _{batt are} supplied. According to the equation DP = (P Max - P gene ) + I batt · U batt ) D 2) a value for the power margin or overload DP is calculated, where P _max n is a function of the speed and the temperature T, P _gen of the actually delivered by the generator corresponds and _gene from the product I · U is determined _gen and the term D = 0 is set if I _batt > 0.

Der erste Term entspricht der Leistungsreserve des Generators, während der zweite Term, sofern er ungleich 0 ist, darauf hinweist, daß bereits Energie aus der Fahrzeugbatterie entnommen wird. Sofern der Wert DP > 0 ist, ergibt sich also eine Leistungsreserve in dem Energienetz des Fahrzeugs, während bei DP < 0 das Energienetz bereits im Überlastbereich betrieben wird.The first term corresponds to the performance reserve of the generator while the second term, if it is not equal to 0, indicates that already Energy is taken from the vehicle battery. If the value DP is> 0, the result is thus a power reserve in the vehicle's energy network, while at DP <0 the energy network already in the overload range is operated.

Das Signal DP, das also entweder eine Leistungsreserve oder eine Überlast ausdrückt, wird an einen Filter 12 geleitet, der ausgelegt ist, Schwingungen zu unterdrücken. Hierzu erzeugt er aus dem Signal DP ein Signal PS. Das Signal PS wird einer Leistungsstelleinheit 14 zugeführt, die je nach dem, ob das Signal PS eine Leistungsreserve oder eine Überlast zum Ausdruck bringt, einen Verbraucher 16a, 16i einschaltet oder ausschaltet oder auf eine höhere Leistungsstufe schaltet oder auf eine niedrigere Leistungsstufe schaltet. Andere Verbraucher 18a, 18i werden über eine andere Leistungsstelleinheit 20 gesteuert. Für den Fall, daß trotz weitestgehender Abschaltung der Verbraucher 16a, 16i sich das Energienetz noch immer im Überlastbereich befindet, liefert die Leistungsstelleinheit 14 an die Leistungsstelleinheit 20 ein Notabschaltsignal NAS, worauf die Leistungsstelleinheit 20 gegebenenfalls unter Berücksichtigung deren Priorität Notabschaltsignale NASa, NASi an eine Auswahl der Verbraucher oder alle Verbraucher 18a, 18i sendet. Sofern dies immer noch nicht ausreicht, um das Energienetz aus dem Überlastbereich zu bringen, oder alternativ zu der letztgenannten Maßnahme (Notabschaltsignal) liefert die Leistungstelleinheit 14 ein Leerlaufdrehzahlanhebungssignal n+ an ein Motorsteuergerät 22, welches daraufhin den Motor 24 derart ansteuert, daß dessen Leerlaufdrehzahl steigt. Nach dem das Energienetz durch die jeweilige Maßnahme in einen Zustand versetzt wurde, der eine Leistungsreserve beinhaltet, werden, gegebenenfalls nach einem vorgegebenen Zeitraum oder einer vorgegebenen Vorschrift, die Drehzahl wieder abgesenkt, die Notausschaltsignale zurückgenommen bzw. die Signale PPa, PPi nunmehr zum Einschalten der Verbraucher 16a bis 16i oder um diese auf eine höhere Leistungsstufe zu schalten kreiert.The signal DP, which therefore expresses either a power reserve or an overload, is sent to a filter 12 headed, which is designed to suppress vibrations. For this purpose, it generates a signal PS from the signal DP. The signal PS becomes a power control unit 14 supplied, depending on whether the signal PS expresses a power reserve or an overload, a consumer 16a . 16i switches on or off or switches to a higher power level or switches to a lower power level. Other consumers 18a . 18i are via another power control unit 20 controlled. In the event that despite largely switching off the consumer 16a . 16i the power control unit supplies the energy network is still in the overload range 14 to the service unit 20 an emergency shutdown signal NAS, whereupon the power control unit 20 if necessary, taking into account their priority, emergency shutdown signals NASa, NASi to a selection of consumers or all consumers 18a . 18i sends. If this is still not sufficient to move the energy network out of the overload range, or as an alternative to the latter measure (emergency shutdown signal), the power control unit delivers 14 an idle speed boost signal n + to an engine control unit 22 , which then the engine 24 controls such that its idle speed increases. After the energy network has been put into a state that contains a power reserve by the respective measure, the speed is reduced again, if necessary after a predetermined period of time or a predetermined regulation, the emergency stop signals are withdrawn or the signals PPa, PPi are now used to switch on the consumer 16a to 16i or to switch it to a higher power level.

2 zeigt in schematischer Darstellung den Aufbau eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßem Energiemanagementvorrichtung. Prädiktoreinheit 10 und Filter 12 sind zu einem Block 24 zusammengefaßt und erhalten als Eingangssignal die Drehzahl n, Temperatur T, die aktuelle Generatorleistung P_gen, die Batteriespannung U_batt, den Batteriestrom I_batt, den Generatorstrom I_gen sowie eine Grenzspannung U_grenze. Letztere, wie durch den Pfeil 26 gekennzeichnet, kann abhängig sein vom Einschaltzustand eines oder mehrerer Verbraucher, beispielsweise der Frontscheibenheizung FSH. Insbesondere kann U_grenze für den Fall, daß vorliegend die Frontscheibenheizung eingeschaltet ist, niedriger angesetzt werden als für den Fall, daß die Frontscheibenheizung ausgeschaltet ist. Im Prädiktor ist weiterhin ein Wert K abgelegt, der einer Generatorauslastungsbegrenzung entspricht, das heißt einer Sicherheitsreserve für den Generator. K liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 0 W und 250 W. 2 shows a schematic representation of the structure of a second embodiment of an energy management device according to the invention. predictor 10 and filters 12 are one block 24 summarized and received as input signal the speed n, temperature T, the current generator power P _gen , the battery _voltage U _batt , the battery _current I _batt , the generator _current I _gen and a limit voltage U _limit . The latter, as by the arrow 26 marked, may depend on the switch-on state of one or more consumers, for example the windscreen heater FSH. In particular, U _limit can be set lower for the case in which the windshield heater is switched on than for the case that the windshield heater is switched off. A value K is also stored in the predictor, which corresponds to a generator utilization limit, that is to say a safety reserve for the generator. K is preferably in the range between 0 W and 250 W.

3 zeigt den zweistufigen Aufbau der Prädiktoreinheit 10, wonach zunächst aus der Drehzahl n und der Temperatur T die maximale Leistung berechnet wird und diese neben den anderen bereits genannten Größen zur Erzeugung eines Signals DP verarbeitet wird. Das Signal DP wird ermittelt nach folgender Gleichung: DP = (Pmax – Pgen – K) + (Ibatt·Ubatt)·D – A·Ubatt + (Ibatt – Ugrenze)· B(Igen – Ibatt). 3) 3 shows the two-stage structure of the predictor unit 10 , after which the maximum power is first calculated from the speed n and the temperature T and this is processed in addition to the other variables already mentioned to produce a signal DP. The signal DP is determined using the following equation: DP = (P Max - P gene - K) + (I batt · U batt ) · D - A · U batt + (I batt - U border ) · B (I gene - I batt ). 3)

In dieser Gleichung wird D = 0 gesetzt, wenn I_batt > 0 ist, der Term – A·U_batt stellt einen Sicherheitsterm für Unterspannung bereit, wobei diese nur dann angesetzt wird, wenn U_batt < U_min ist, wobei U_min einer vorgebbaren Untergrenze der Batteriespannung entspricht, bei einem 12 V Netz beispielsweise 12 V. Der Term + (U_batt – U_grenze)·B(I_gen – I_batt) erfaßt die Leistungsdifferenz durch einen Spannungseinbruch, das heißt die Leistungsreserve, die vom Netz geleistet werden kann, ohne daß die Batteriespannung unter eine vorgebbare Grenzspannung U_grenze absinkt. Der Wert B entspricht einem Korrekturfaktor, der vorzugsweise zwischen 0,5 und 2 liegt. Der Term (I_gen – I_batt) stellt den Bordnetzstrom dar, der nicht in die Batterie fließt, das heißt nicht zu Ladezwecken der Batterie dient und dait, zur Bestimmung dieses Leistungsreserveanteils mit der erwähnten Spannungsdifferenz zu multiplizieren ist.In this equation, D = 0 is set if I _batt > 0, the term - A · U _batt provides a safety term for undervoltage, which is only used if U _batt <U _min , where U _{min is} a predefinable one The lower limit of the battery _voltage corresponds, for example, to 12 V in a 12 V network. The term + (U _batt - U _limit ) · B (I _gen - I _batt ) _detects the power difference due to a voltage drop, that is to say the power _reserve that is made by the network can, without the battery _voltage falling below a predetermined limit voltage U _limit . The value B corresponds to a correction factor, which is preferably between 0.5 and 2. The term (I _gen - I _batt ) represents the on-board electrical system _current that does not flow into the battery, i.e. is not used for charging the battery and therefore has to be multiplied by the voltage difference mentioned to determine this power reserve component.

Der Filter 12 ist detaillierter dargestellt in 5, wonach zunächst aus dem Signal DP in einem Integrator 28 das Signal DPI erzeugt wird, aus dem anschließend über eine Kontrolleinheit 30 zur Schwingungsunterdrückung das Signal PS erzeugt wird. Detailliertere Betrachtungen hierzu werden im Zusammenhang mit 6 durchgeführt werden.The filter 12 is shown in more detail in 5 , after which the signal DP in an integrator 28 the signal DPI is generated, from which subsequently via a control unit 30 the signal PS is generated to suppress vibration. More detailed considerations are related to 6 be performed.

Zurück zu 2: Das Signal PS des Blocks 24 wird einer zweigeteilten Leistungsstelleinheit 14a, 14b zugeführt. Vorliegend dient der Block 14a dazu, Signale PPa, PPi an die Verbraucher 16a, 16i zu senden, um auf eine Überlast oder Leistungsreserve zu reagieren. Nach erfolgter Stellaktion liefert der Block 14a ein Handshake-Signal an den Block 24, um den Block 24 über den erfolgten Stellvorgang zu informieren und einen Reset zu erzeugen, um in Anbetracht des erfolgten Stellvorgangs eine Neuermittlung des Signals PS zu initiieren. Hierdurch werden Schwingungsneigungen wirksam unterdrückt. Der Block 14b ist mit dem Motorsteuergerät 22 verbunden, das seinerseits Informationen an den Block 14b liefert, über die Ausführung einer erfolgen Notabschaltung durch das Signal Handshake NAS sowie über den Ein- und Ausschaltzustand der Verbraucher 18a, 18i durch das Signal On/Off 18i. Zu den Verbrauchern 16i, 18i kann hier auch der Generator oder ein Generator des Fahrzeugs zu zählen sein, da bei bestimmten Betriebssituationen unter Umständen die vom Generator am Verbrennungsmotor hervorgerufene Last zu hoch sein kann und damit es vorteilhaft sein kann, die Energieerzeugung dieses Generators zu drosseln oder ganz abzuschalten. Sollten diese Maßnahmen noch nicht zu einer Erholung des Energieniveaus des Bordnetzes geführt haben, ist der Block 14b dazu ausgelegt, gegebenenfalls nach der Durchführung von Notabschaltungen, siehe unten in Zusammenhang mit Block 14b, ein Signal n+ an das Motorsteuergerät 22 zu senden, um eine Erhöhung der Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors zu bewirken. Der Block 14b erhält seinerseits als Eingangssignale den Batteriestrom I_batt und die Batteriespannung U_batt und kann daher feststellen, ob die von Block 14a ausgeführten Maßnahmen bei einer Überlastsituation zu einer Erholung des Systems geführt haben. Sollte dies nicht geglückt sein, sendet der Block 14b ein Notabschaltsignal NAS an eine weitere Steuereinheit 20, die ihrerseits Notabschaltsignals NASa, NASi an Verbraucher 18a, 18i sendet.Back to 2 : The PS signal of the block 24 becomes a two-part power unit 14a . 14b fed. The block serves here 14a to this, signals PPa, PPi to consumers 16a . 16i to respond to an overload or power reserve. After the actuation, the block delivers 14a a handshake signal to the block 24 to the block 24 to inform about the actuating process that has taken place and to generate a reset in order to initiate a new determination of the signal PS in view of the actuating process that has taken place. This effectively suppresses tendencies to vibrate. The block 14b is with the engine control unit 22 connected, which in turn information to the block 14b delivers, via the execution of an emergency shutdown by the signal handshake NAS and the on and off status of the consumers 18a . 18i by the signal on / off 18i , To consumers 16i . 18i The generator or a generator of the vehicle can also be counted here, since in certain operating situations the load caused by the generator on the internal combustion engine can be too high and it can therefore be advantageous to throttle the power generation of this generator or to switch it off completely. If these measures have not yet led to a recovery in the energy level of the vehicle electrical system, the block is 14b designed for this, if necessary after performing an emergency shutdown, see below in connection with block 14b , a signal n + to the engine control unit 22 to send to cause an increase in the idle speed of the engine. The block 14b receives in turn the battery _current I _batt and the battery _voltage U _batt as input _signals and can therefore determine whether that of block 14a implemented measures in an overload situation led to a recovery of the system. If this is not successful, the block sends 14b an emergency shutdown signal NAS to another control unit 20 , which in turn, emergency shutdown signal NASa, NASi to consumers 18a . 18i sends.

Bevorzugt ist die Verbrauchernotabschaltung und die Leerlaufdrehzahlanhebung so dimensioniert, daß diese bei Außentemperaturen von weniger als 5°C nicht aktiv wird, das heißt, daß ein ausreichendes Energieniveau des Bordnetzes aufrechtzuerhalten ist, allein durch Steuerung der Verbraucher 16a, 16i durch die Leistungsstelleinheit 14, 14a. Zu Verbrauchernotabschaltungen und Leerlaufdrehzahlanhebungen soll es bevorzugt nur kommen bei Stadt-, Stau- und Bergfahrten bei hohen Außentemperaturen, insbesondere bei Temperaturen größer als 30°C.The consumer emergency shutdown and the idle speed increase are preferably dimensioned such that they do not become active at outside temperatures of less than 5 ° C., that is to say that a sufficient energy level of the vehicle electrical system is to be maintained solely by controlling the consumers 16a . 16i by the service unit 14 . 14a , Consumer emergency shutdowns and idle speed increases should preferably only occur during city, traffic jam and mountain trips at high outside temperatures, especially at temperatures above 30 ° C.

4 zeigt den Verlauf des Signals DP über der Batteriespannung U_batt am Beispiel eines 12 V Bordnetzes. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung auch für Fahrzeuge mit mehreren Spannungen und mehreren Generatoren einsetzbar, beispielsweise für ein Zweibatteriennetz mit 12 V und 36 V Spannung. Die in 4 dargestellte Abhängigkeit geht von einem linearen Verbraucherverhalten aus. Erfindungsgemäß kann auch nichtlineares Verbraucherverhalten angenommen werden, wobei dies zu einem geänderten Kurvenzug führen würde. In diesem Beispiel ergibt sich eine Generatorleistungsreserve, sobald die Batteriespannung U_batt die Spannung U überschreitet. Sinkt hingegen die Batteriespannung U_batt unter einen vorgebbaren Grenzwert, hier 12,8 V ab, wird die Batterie entladen, was sich in einer negativen Leistungsbilanz für das Signal DP widerspiegelt. 4 shows the course of the signal DP over the battery _voltage U _{batt using} the example of a 12 V electrical system. Of course, the present invention can also be used for vehicles with multiple voltages and multiple generators, for example for a two-battery network with 12 V and 36 V voltage. In the 4 dependency shown assumes a linear consumer behavior. According to the invention, non-linear consumer behavior can also be assumed, which would lead to a change in the curve. In this example, there is a generator power _reserve as soon as the battery voltage U _{batt exceeds} the voltage U. If, on the other hand, the battery _voltage U _{batt falls} below a predefinable limit value, here 12.8 V, the battery is discharged, which is reflected in a negative power balance for the signal DP.

Zurückkommend auf 5 wird zunächst im Integrator 28 das Signal DP alle 100 ms aufsummiert. 6 zeigt den zugehörigen Verlauf des Signals DP sowie des aufsummierten Signals DPI. Sobald das Signal DPI einen oberen Schwellwert, vorliegend 140 Ws, oder einen unteren Schwellwert, vorliegend –140 Ws erreicht, erfolgt ein Reset des DPI-Signals und damit ein Rücksetzen des Integrators 28. Aus der seit dem letzten Reset vergangenen Zeitdauer dt bis zum Erreichen des oberen oder unteren Schwellwerts wird gemäß Tabelle 1 der zugehörige PSV-Wert ermittelt:

Tabelle 1 Coming back on 5 is first in the integrator 28 the signal DP is added up every 100 ms. 6 shows the associated course of the signal DP and the summed signal DPI. As soon as the DPI signal reaches an upper threshold value, in the present case 140 Ws, or a lower threshold value, in the present case -140 Ws, the DPI signal is reset and thus the integrator is reset 28 , The associated PSV value is determined from the time period dt since the last reset until the upper or lower threshold value is reached:

Table 1

Für eine hinreichend schnelle Regelung im Überlastfall kann ein PSV-Wert von 7 durch folgende weitere Bedingungen erreicht werden:

– einzelner DP-Wert unter –40;
– DP-Wert von < –30 bei DPI-Wert unter –30;
– DP-Wert von < –28 bei DPI-Wert unter –40; und
– DP-Wert von < –20 bei DPI-Wert unter –50.

For a sufficiently fast regulation in the event of an overload, a PSV value of 7 can be achieved by the following additional conditions:

- single DP value below –40;
- DP value of <–30 with DPI value below –30;
- DP value of <–28 with DPI value below –40; and
- DP value of <–20 with DPI value below –50.

Ein Vorzeichenwechsel im DP-Signal bewirkt ebenfalls einen Reset des Filters, das heißt das DPI-Signal erhält den Wert 0 und der Zeitraum dt bis zum Erreichen eines Schwellwerts wird von diesem Zeitpunkt an gezählt.A change of sign in the DP signal also causes a reset of the filter, i.e. the DPI-Si gnal receives the value 0 and the period dt until a threshold value is reached is counted from this point in time.

Im vorliegenden Beispiel entstehen damit folgende Schaltzeiten im Filter bei Abregelung:
51 W-Abweichung 2,0 s
150 W-Abweichung 0,7 s
301 W-Abweichung 0,2 s
500 W-Abweichung 0,1 sIn the present example, the following switching times are generated in the filter during curtailment:
51 W deviation 2.0 s
150 W deviation 0.7 s
301 W deviation 0.2 s
500 W deviation 0.1 s

Die Ausgabe des PSV-Signals erfolgt jeweils als Impuls, wenn das DPI-Signal einen Grenzwert erreicht. Der Impuls des Signals PSV wird für einen Takt gesetzt, siehe 6, und danach wieder auf 0 gesetzt.The PSV signal is output as a pulse when the DPI signal reaches a limit. The pulse of the signal PSV is set for one cycle, see 6 , and then reset to 0.

Die Kontrolleinheit 30 zur Schwingungsunterdrückung erzeugt aus dem Signal PSV ein Signal PS und zwar nach folgender Vorschrift: die ersten zwei Werte des PSV-Signals nach einer Überlastphase werden immer ignoriert und im Signal PS zu 0 gesetzt. Alle anderen Werte werden unverändert weitergegeben. Beispielsweise wird in 6 der PSV-Wert von 2, siehe ganz links, unterdrückt, unter der Annahme es handelt sich um den zweiten Lastreserverwert nach einer Überlastphase. Die folgenden Werte des PSV-Signals bis zur nächsten Erholung nach einer Überlastphase werden unver ändert in das Signal PS umgesetzt. Dies führt zu einer verzögerten Hochregelung der Systeme, während die Geschwindigkeit der Abregelung hierdurch nicht beeinflußt wird. Nachdem im PS-Signal ein Wert ungleich 0 gesendet worden ist, stellt die Leistungstelleinheit 14, 14a die neuen Betriebsparameter der Verbraucher 16a, 16i ein. Das Signal DPI wird so lange bei 0 gehalten, bis die Leistungsstelleinheit 14, 14a über einen Handshake anzeigt, daß die Leistungsänderung umgesetzt worden ist.The control unit 30 To suppress vibration, a signal PS is generated from the signal PSV according to the following rule: the first two values of the PSV signal after an overload phase are always ignored and set to 0 in the signal PS. All other values are passed on unchanged. For example, in 6 the PSV value of 2, see far left, is suppressed, assuming it is the second load reserve value after an overload phase. The following values of the PSV signal until the next recovery after an overload phase are converted unchanged into the signal PS. This leads to a delayed up-regulation of the systems, while the speed of the down-regulation is not affected by this. After a value other than 0 has been sent in the PS signal, the power unit sets 14 . 14a the new operating parameters of the consumers 16a . 16i on. The DPI signal is held at 0 until the power control unit 14 . 14a via a handshake indicates that the change in performance has been implemented.

Unter der Annahme von 100 W Schaltstufen kann das Signal PS die in Tabelle 2 dargestellten Werte annehmen:

Tabelle 2 Assuming 100 W switching stages, the signal PS can assume the values shown in Table 2:

Table 2

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Leistungsstelleinheit 14, 14a durch ein Klimabedienteil realisiert, das Heizsysteme 16a, 16i im Hinblick auf das Signal PS wie in Tabelle 3 ansteuert:

Tabelle 3 In a preferred embodiment, the power control unit 14 . 14a realized by an air conditioning control unit that heating systems 16a . 16i with regard to the signal PS as controlled in Table 3:

Table 3

Diskret zu regelnde Verbraucher dürfen hierbei nur zu- oder abgeregelt werden, wenn eine genügend hohe Leistungsdifferenz besteht.Consumers who can be regulated discretely are allowed can only be closed or closed if there is a sufficiently high power difference consists.

Die nachfolgende Tabelle 4 zeigt am Beispiel von 4 Verbrauchern deren Priorität, deren Regelungsart sowie die Leistungsdifferenz zwischen Minimum und Maximum bzw. zwischen zwei Leistungsstufen.

Tabelle 4 The following table 4 uses the example of 4 consumers to show their priority, their type of control and the power difference between minimum and maximum or between two power levels.

Table 4

Mit Bezug auf 7 soll auf einen besonders bevorzugten Algorithmus zur Steuerung der Verbrauchernotabschaltung eingegangen werden. Ziel der Verbrauchernotabschaltung ist es, wertere Systeme, insbesondere Heizsysteme abzuschalten, falls die Regelung der Verbraucher 16a, 16i durch die Leistungsstelleinheit 14a, 14 alleine nicht mehr ausreicht, um eine stabile Energieversorgung sicherzustellen.Regarding 7 a particularly preferred algorithm for controlling the emergency shutdown of consumers is to be dealt with. The aim of the emergency emergency shutdown is to shut down more valuable systems, in particular heating systems, if the regulation of the consumers 16a . 16i by the service unit 14a . 14 alone is no longer sufficient to ensure a stable energy supply.

7 zeigt den zeitlichen Verlauf des PS-Signals, siehe unteres Diagramm, sowie den Verlauf eines Signals PSI, das einer Summation des PS-Signals entspricht, im oberen Diagramm. In der jeweils linken Häfte der Diagramme ist die Notabschaltung nicht aktiviert, in der rechten Hälfte ist sie aktiviert. 7 shows the temporal course of the PS signal, see lower diagram, and the course of a signal PSI, which corresponds to a summation of the PS signal, in the upper diagram. The emergency shutdown is not activated in the left half of the diagrams, it is activated in the right half.

Zunächst sei auf den Fall eingegangen, daß die Notabschaltung inaktiv ist: Die Summation des Signals PS zur Erzeugung des Signals PSI und die zugehörige Bedingung zur Aktivierung der Notabschaltung sind wie folgt:Let’s first look at the case that the Emergency shutdown is inactive: The summation of the signal PS for generation of the signal PSI and the associated The conditions for activating the emergency shutdown are as follows:

1. Die Summation des PS-Signals zur Erzeugung des Signals PSI wird gestartet, wenn die Notabschaltung inaktiv ist und die Summe der Ströme ausgewählter Verbraucher kleiner gleich einem vorgebbaren Schwellwert ist.1. The summation of the PS signal for Generation of the PSI signal is started when the emergency shutdown is inactive and the sum of the flows of selected consumers is less than or equal is a predefinable threshold.

Die Notabschaltung wird dann aktiviert, wenn das Signal PSI den unteren Schwellwert erreicht bzw. unterschreitet und die Integrationsdauer des Signals PSI mehr als eine vorgebbare Zeitdauer gedauert hat und eine Bedienperson des Fahrzeugs einen weiteren Verbraucher aktivieren möchte und der Mittelwert PSIM, der dem Quotienten aus dem unteren Schwellwert durch die Anzahl der PS-Signale ungleich Null seit Start der Summation entspricht, kleiner gleich eine erste vorgebbare Schwelle wird.The emergency shutdown is then activated when the signal PSI reaches or falls below the lower threshold and the integration time of the PSI signal is more than a predeterminable Has lasted time and an operator of the vehicle want to activate additional consumers and the mean PSIM, which is the quotient of the lower threshold by the number the PS signals are not equal to zero since the start of the summation, less than or equal to a first predefinable threshold.

Die Notabschaltung wird weiterhin Aktiviert, wenn, wie im soeben genannten Fall, das Signal PSI den unteren Schwellwert erreicht bzw. unterschreitet und die Integrationsdauer des Signals PSI mehr als eine vorgebbare Zeitdauer gedauert hat, die Bedienperson einen Verbraucher ausschalten möchte und der Mittelwert PSIM eine zweite vorgebbare Schwelle erreicht, die größer ist als die erste SchwelleThe emergency shutdown continues Activates when, as in the case just mentioned, the PSI signal activates the lower one Threshold reached or fallen below and the duration of integration the signal PSI has lasted more than a predeterminable period of time, the operator wants to switch off a consumer and the mean PSIM a second predeterminable threshold is reached that is greater than the first threshold

Beispiel: Schwelle für Summe der Ströme: 42 A; unterer Schwellwert für PSI-Signal: –2000 W; Schwelle für Integrationsdauer: 10 s; erste Schwelle für Mittelwert PSIM: –250 W; zweite Schwelle für PSIM: –150 W.Example: Threshold for sum the streams: 42 A; lower threshold for PSI signal: -2000 W; Threshold for Integration time: 10 s; first threshold for mean PSIM: -250 W; second threshold for PSIM: -150 W.

2. Die Summation des Signals PS zur Erzeugung des Signals PSI wird weiterhin gestartet, wenn die Notabschaltung inaktiv ist, und die Summe der Ströme ausgewählter Verbraucher größer als ein vorgebbarer Schwellwert ist.2. The summation of the signal PS for Generation of the PSI signal continues to start when the emergency shutdown is inactive, and the sum of the flows of selected consumers is greater than is a predefinable threshold.

Dabei wird die Notabschaltung aktiviert, wenn das Signal PSI einen vorgebbaren Schwellwert unterschreitet und die Integrationsdauer PSI mehr als eine vorgebbare Zeitdauer beträgt und die Bedienperson des Fahrzeugs einen weiteren Verbraucher anschalten möchte und der Mittelwert PSIM eine dritte vorgebbare Schwelle erreicht und der letzte PS-Wert weniger als einen vorgebbaren Wert betrug.The emergency shutdown is activated if the signal PSI falls below a predefinable threshold value and the integration period PSI is more than a predefinable period is and the operator of the vehicle switch on another consumer would like to and the mean value PSIM reaches a third predefinable threshold and the last PS value was less than a predeterminable value.

die Notabschaltung wird weiterhin aktiviert, wenn das Signal PSI den vorgebbaren Schwellwert unterschreitet, die Integrationsdauer PSI größer als der vorgebbare Schwellwert ist, die Bedienperson einen weiteren Verbraucher ausschalten möchte und der Mittelwert PSIM eine vierte vorgebbare Schwelle erreicht und der letzte PS-Wert weniger als einen vorgebbarer Wert betrug.the emergency shutdown continues activated when the signal PSI falls below the predefinable threshold value, the integration period PSI greater than the predeterminable threshold is, the operator another Wants to switch off consumers and the mean value PSIM reaches a fourth predefinable threshold and the last PS value was less than a predeterminable value.

Beispiel: Schwelle für Summe der Ströme: 42 A; unterer Schwellwert für PSI-Signal: –2000W; Schwelle für Integrationsdauer: 10 s; dritte Schwelle für Mittelwert PSIM: –200 W; vierte Schwelle für PSIM: –150 W, Schwelle für letzten PS-Wert: 200 W.Example: Threshold for sum the streams: 42 A; lower threshold for PSI signal: -2000W; Threshold for Integration time: 10 s; third threshold for mean PSIM: –200 W; fourth threshold for PSIM: -150 W, threshold for last PS value: 200 W.

Für den Fall, daß die Notabschaltung aktiv ist, gilt folgendes: Solange die Notabschaltung aktiv ist, beträgt der Wert des von der Leistungsstelleinheit 14, 14a gesendeten PS-Signals 0 (IDLE). Diese Maßnahme stellt sicher, daß nicht schon wieder Verbraucher eingeschaltet oder in ihrer Leistungsstufe höher geschaltet werden, obwohl die Notabschaltung noch aktiv ist. Intern wird jedoch das PS-Signal weiter berechnet und sobald eine Grenzbedingung erfüllt ist, siehe oben, wird mit einer Summation der von 0 W verschiedenen internen PS-Signale begonnen, um das Signal PSI zu bilden, unabhängig vom Handshake der Leistungsstelleinheit 14, 14a. Ein Botschaftszähler ZPS dient zur Erfassung der Anzahl der aufsummierten Werte.In the event that the emergency shutdown is active, the following applies: As long as the emergency shutdown is active, the value of the from the power control unit 14 . 14a sent PS signal 0 (IDLE). This measure ensures that consumers are not switched on again or their power level is switched up, even though the emergency shutdown is still active. Internally, however, the PS signal is further calculated and as soon as a limit condition is met, see above, a summation of the internal PS signals other than 0 W is started to form the PSI signal, regardless of the handshake of the power control unit 14 . 14a , A message counter ZPS is used to record the number of totalized values.

Überschreitet das PSI-Signal einen Schwellwert und ist seit dem Start der Integration mindestens eine vorgebbare Zeitdauer, beispielsweise 10 Sekunden, vergangen, so wird der Mittelwert PSIM gebildet (PSIM = PSI/ZPS). Anhand PSIM wird entschieden, ob die Verbrauchernotabschaltung deaktiviert wird.exceeds the PSI signal has a threshold and has been since the start of integration at least one predefinable time period, for example 10 seconds, the average PSIM is formed (PSIM = PSI / ZPS). The PSIM is used to decide whether the emergency shutdown is deactivated becomes.

Die Grenzbedingung zum Start der Summation PSI und die Entscheidungsbedingung zur Deaktivierung der Notabschaltung ist wie folgt: Die Summation PSI wird gestartet, wenn die Notabschaltung aktiv ist und dle Leerlaufdrehzahlanhebung inaktiv ist. Wird während der Berechnung des Signals PSI die Leerfaufdrehzahlanhebung aktiviert, so wird die Berechnung sofort unterbrochen und die Notabschaltung bleibt aktiv.The boundary condition at the start of the Summation PSI and the decision condition to deactivate the Emergency shutdown is as follows: The PSI summation is started, if the emergency stop is active and the idle speed increase is inactive. Will during activated the idle speed increase in the calculation of the signal PSI, the calculation is immediately interrupted and the emergency shutdown remains active.

Die Notabschaltung wird deaktiviert, wenn das Signal PSI den oberen Schwellwert erreicht oder überschreitet und die Integrationsdauer PSI länger war als ein vorgebbarer Schwellwert und PSIM einen fünften vorgebbaren Schwellewert erreicht.The emergency shutdown is deactivated, when the signal PSI reaches or exceeds the upper threshold and the integration period PSI longer was a predefinable threshold and PSIM a fifth predefinable Threshold reached.

Belspiel: oberer Schwellwert für PSI-Signal: 2000 W; Schwelle für Integrationsdauer: 10 s; fünfte Schwelte für Mittelwert PSIM: +170 W.Example: upper threshold for PSI signal: 2000 W; Threshold for Integration time: 10 s; fifth smolder for mean PSIM: +170 W.

In 7, unteres Diagramm, sollen die oben angegebenen Beispielwerte gelten. Es wird zunächst ein PS-Signal von –200 W erzeugt. Es wird angenommen, daß eine der Grenzbedingungen erfüllt ist und deshalb nach dem Handshake (senkrechte Linie) eine Summation, siehe oberes Diagramm, zur Erzeugung des Signal PSI beginnt. Die Anzahl der in die Summation eingegangenen PS-Signalwerte wird als ZPS-Wert mitgezählt. Nach dem fehlenden Handshake auf das vierte PS-Signal ungleich null hin erfolgt eine Summation nach spätestens 5 Sekunden auch ohne Handshake. Positive Werte des PS-Signals führen selbstverständlich zu einer Erhöhung des PSI-Signals, während negative Werte zu einer Verringerung desselben führen. Im vorliegenden Beispiel wurde nach acht PS-Signalen ungleich Null seit Beginn des Aufsummierens der untere Schwellwert erreicht. Die durchschnittliche Überlast beträgt daher –2000 W (der untere Schwellwert) dividiert durch 8 (der Zahl der Sprünge im PSI-Signal bis zu diesem Zeitpunkt), also –250 W, was vorliegend zur Aktivierung der Notabschaltung führt. Die Summation des PSI-Signals startet nach Aktivierung der Notabschaltung bei Null. Wie bereits erwähnt, ist bei aktivierter Notabschaltung im vorliegenden Ausführungsbeispiel kein Handshake verfügbar, so daß ein sogenanntes internes PS-Signal zum Erzeugen des PSI-Signals aufsummiert wird. Vorliegend wird der obere Schwellwert im PSI-Signal nach neun Sprüngen des PSI-Signals erreicht, wodurch sich eins durchschnittliche Reserve zu 2000 W (oberer Schwellwert) dividiert durch 9 (Anzahl der Sprünge bis zum Erreichen des oberen Schwellwerts) also 220 W ergibt, was zu einer Reaktivierung der Notabschaltung führt.In 7 , lower diagram, the sample values given above should apply. First a PS signal of –200 W is generated. It is assumed that one of the limit conditions is fulfilled and therefore after the handshake (vertical line) a summation, see the diagram above, to generate the signal PSI starts. The number of PS signal values included in the summation is counted as a ZPS value. After the missing handshake for the fourth non-zero PS signal, a summation takes place after 5 seconds at the latest, even without a handshake. Positive values of the PS signal naturally lead to an increase in the PSI signal, while negative values lead to a decrease in the same. In the present example, after eight PS signals not equal to zero, the lower threshold value has been reached since the start of summation. The average overload is therefore –2000 W (the lower threshold value) divided by 8 (the number of jumps in the PSI signal up to this point in time), that is –250 W, which in this case leads to the activation of the emergency shutdown. The summation of the PSI signal starts at zero after activation of the emergency shutdown. As already mentioned, when emergency shutdown is activated, no handshake is available in the present exemplary embodiment, so that a so-called internal PS signal is added up to generate the PSI signal. In the present case, the upper threshold in the PSI signal is reached after nine jumps in the PSI signal, which results in an average reserve of 2000 W (upper threshold) divided by 9 (number of jumps until the upper threshold is reached), which is 220 W, which leads to a reactivation of the emergency shutdown.

Eine zweistufige Leerlaufdrehzahlanhebung erfolgt, wenn die Verbrauchernotabschaltung aktiviert ist und die Batteriezyklisierung einen Schwellwert überschreitet. Eine Leerlaufdrehzahlanhebung auf eine erste Stufe erfolgt, wenn der Mittelwert des Integrals der negativen Batterieströme der letzten zwei Minuten weniger als eine erste Schwelle, beispielsweise –5 A, beträgt. Eine Leerlaufdrehzahlanhebung auf die zweite Stufe erfolgt, wenn dieser Mittelwert weniger als eine zweite Schwelle, beispielsweise –15 A, beträgt.A two-stage idle speed increase takes place when the consumer emergency shutdown is activated and the Battery cycling exceeds a threshold. An idle speed boost to a first stage when the mean of the integral of negative battery currents in the last two minutes is less than a first threshold, for example -5 A. A Idle speed increase to the second stage occurs when this Mean value is less than a second threshold, for example -15 A.

Nach erfolgter Leerlaufdrehzahlanhebung wird die Berechnung des Mittelwerts auf Null gesetzt und erneut gestartet.After the idle speed has been increased the calculation of the mean is set to zero and again started.

Das Rücksetzen der Leerlaufdrehzahlanhebung erfolgt ebenfalls schrittweise in der umgekehrten Reihenfolge.Resetting the idle speed boost is also done step by step in the reverse order.

Die Aktivierung der Leerlaufdrehzahlanhebung kann von einer prädizierten Startspannung, das heißt der Spannung abhängig gemacht werden, die bei einem Batteriestart zur Verfügung stehen würde, wenn ein Start des Verbrennungsmotors durchgeführt werden müßte.Activation of the idle speed increase can be predicted by a Starting voltage, that is Voltage dependent that are available when the battery is started would, if the internal combustion engine should be started.

Eine Verbrauchernotabschaltung kann separat auch dann vorgenommen werden, wenn die gemessene Spannung über ein definiertes Zeitintervall einen vorgebbaren Schwellwert unterschreitet. Hierbei wird die gemessene Batteriespannung bevorzugt mit einer geeigneten Grenzfrequenz kleiner als 10 Hz gefiltert.A consumer emergency shutdown can can also be made separately if the measured voltage is above a defined time interval falls below a predefinable threshold. Here, the measured battery voltage is preferred with a suitable limit frequency is filtered less than 10 Hz.

Die folgende Tabelle 5 gibt die erforderliche Unterspannungsdauer für das Auslösen der Verbrauchernotabschaltung in Abhängigkeit des Unterspannungswertes wieder:

Tabelle 5 The following table 5 shows the required undervoltage duration for triggering the consumer emergency shutdown depending on the undervoltage value:

Table 5

Claims

Energy management device for energy management in a vehicle as a function of a power reserve or overload DP determined in a time-dependent manner in an energy network of the vehicle, characterized in that it further comprises: a filter ( 12 ) for filtering the power reserve or overload DP, the filter ( 12 ) an integrator unit ( 28 ), which is designed to add up values for the power reserve or overload DP determined after a predetermined time period ΔT ₁ to a total value DPI until the total value DPI has reached an upper or a lower threshold value, - a reset with a new starting point to initiate for the time period ΔT ₁ and to set the total value DPI to 0 when the total value DPI has reached the upper or lower threshold value, - to determine a time period ΔT ₂ until the upper or lower threshold value has been reached; Assign a signal PSV, which encodes the filtered power reserve or overload, to the determined time period ΔT ₂ , depending on whether the upper or the lower threshold value has been reached; and a power control unit ( 14 . 14a . 14b ), which is designed depending on the signal PSV at least one control signal PP for at least one consumer ( 16a . 16i ) and the at least one control signal PP to the at least one consumer ( 16a . 16i ) to be transmitted.

Energy management device according to claim 1, characterized in that a predetermined value of the power reserve or overload DP or a signal PSV with a predetermined value is assigned to a combination of a predetermined value of the power reserve or overload DP and a predetermined total value DPI.

Energy management device according to claim 2, characterized in that this Signal PSV with the predetermined value as a pulse of a predetermined duration is spendable if a power reserve or overload DP reaches or exceeds or falls below the predetermined value or if a power reserve or overload DP the predetermined Value of the power reserve or overload DP reached or exceeded or falls below and the predetermined total value DPI is reached is or exceeded is or is below.

Energy management device according to one of the preceding Expectations, characterized in that the Signal PSV can be output as a pulse of a predeterminable duration, if the total DPI reaches the upper or lower threshold Has.

Energy management device according to one of claims 3 or 4, characterized in that between the pulse and a subsequent pulse to output a signal PSV at least one neutral signal N as a pulse of a predefinable duration can be spent.

Energy management device according to one of the preceding claims, characterized in that the filter ( 12 ) a control unit ( 30 ) which is designed to translate the signal PSV into a signal PS.

Energy management according to claim 6, characterized in that the control unit ( 30 ) is designed to translate the signal PSV into a neutral signal PS _N if the signal PSV encodes a filtered power reserve and an m th signal PSV after at least one PSV signal that encodes an overload.

Energy management device according to claim 7, characterized characterized in that m a natural Number from 1 to 10, in particular from 1 to 3.

Energy management device according to one of the preceding Expectations, characterized in that the Total DPI reaches the upper or lower threshold, if a time average DPI * of the total value DPI den reached the upper or lower threshold.

Energy management device according to one of the preceding claims, characterized in that the integrator unit ( 28 ) is designed to initiate a reset with a new starting point for the time period ΔT ₁ and to set the total value DPI to 0 if the determined curve for the power reserve or overload DP has a zero crossing.

Energy management device according to one of the preceding claims, characterized in that the energy management device comprises a predictor unit ( 10 ) for determining the power reserve or overload DP in the energy network of the vehicle, the energy network comprising at least one battery and a generator of the vehicle, the predictor unit ( 10 ) is designed to record at least the following input variables: - a maximum output power P _{max of} the generator, - an actually output power of the generator P _gen , - a current I _batt to the battery and - a voltage U _{batt of} the battery, the predictor unit ( 10 ) is further designed to derive the power reserve or overload DP from these input variables and a predetermined value for a generator utilization limitation K by the algorithm DP = (P Max - P gene - K) + (I batt · U batt ) D + X to be calculated, where the term D is set to 0 if I _batt > 0, and the term X is 0 or not equal to 0.

Energy management device according to one of the preceding claims, characterized in that the power control unit ( 14 . 14a . 14b ) is designed to receive the signal PS and convert the signal PS into at least one control signal PP for at least one consumer ( 16a . 16i ) to translate and the at least one control signal PP to the at least one consumer ( 16a . 16i ) to be transmitted.

Energy management device according to one of the preceding claims, characterized in that the signal PSV or the signal PS depending on a priority of the at least one consumer ( 16a . 16i ) and / or a performance requirement of the at least one consumer ( 16a . 16i ) and / or an operating state of the at least one consumer ( 16a . 16i ) in the at least one control signal PP by the power control unit ( 14 . 14a . 14b ) is translatable, the priority of the at least one consumer ( 16a . 16i ) and / or the performance requirement of the at least one consumer ( 16a . 16i ) and / or the operating state of the at least one consumer ( 16a . 16i ) in the service unit ( 14 . 14a . 14b ) stored or by the service unit ( 14 . 14a . 14b ) can be determined.

Energy management device according to one of claims 12 or 13, characterized in that the at least one control signal PP a gradual increase or decrease in a consumer power of the at least one consumer ( 16a . 16i ) coded.

Energy management device according to one of Claims 12 or 13, characterized in that the at least one control signal PP switches the at least one consumer on / off ( 16a . 16i ) coded.

Energy management device according to one of Claims 12 to 15, characterized in that the power control unit ( 14 . 14a . 14b ) is designed to provide initial feedback to the filter ( 12 ) and / or the predictor unit ( 10 ) to initiate when an actuation process of the at least one consumer ( 16a . 16i ) has been initiated by the at least one control signal PP.

Energy management device according to one of Claims 12 to 16, characterized in that the power control unit ( 14 . 14a . 14b ) is designed to send a second feedback to the filter ( 12 ) and / or the predictor unit ( 10 ) to initiate when an actuation process of the at least one consumer ( 16a . 16i ) is completed by the at least one control signal PP.

Energy management device according to one of Claims 16 or 17, characterized in that the filter ( 12 ) and / or the predictor unit ( 10 ) can be switched to a wait mode by the first feedback and / or a restart can be initiated by the second feedback.

Energy management device according to claim 18, characterized in that the power reserve or overload DP and / or the total value DPI and / or the signal PS and / or the signal PSV through the filter ( 12 ) and / or by the predictor unit ( 10 ) receives a neutral value in the waiting mode.

Energy management device according to one of Claims 12 to 19, characterized in that it, in particular the power control unit ( 14 . 14a . 14b ) is designed to generate an emergency shutdown signal and to at least one power control unit ( 14 . 14a . 14b ) to be transmitted when an average time value PS * of the signal PS or an average time value DP * of the power reserve or overload DP reaches a threshold value.

Energy management device according to claim 20, that the power control unit ( 14 . 14a . 14b ) is swept out, the emergency shutdown signal NAS to the at least one further power control unit ( 20 ) to be transmitted if the temporal average value PS * of the signal PS or the temporal average value DP * of the power reserve or overload DP after completion of the at least one actuation process of the at least one consumer ( 16a . 16i ) reached a threshold value by the at least one control signal PP.

Energy management device according to claim 21, characterized in that the further power control unit ( 20 ) is designed to convert the emergency shutdown signal NAS into at least one control signal NASi for at least one further consumer ( 18a . 18i ) to translate and the at least one control signal NASi to the at least one further consumer ( 18a . 18l ) to be transmitted.

Energy management device according to one of Claims 21 or 22, characterized in that the emergency shutdown signal NAS is dependent on a priority of the at least one further consumer ( 18a . 18i ) and / or a performance requirement of the at least one further consumer ( 18a . 18i ) and / or an operating state of the at least one other consumer ( 18a . 18i ) by the additional service unit ( 20 ) into which at least one control signal NASi can be translated, the priority of the at least one further consumer ( 18a . 18i ) and / or the performance requirement of the at least one further consumer ( 18a . 18i ) and / or the operating state of the at least one further consumer ( 18a . 18i ) in the other service unit ( 20 ) or by the other service unit ( 20 ) can be determined.

Energy management device according to one of claims 22 or 23, characterized in that the at least one control signal NASi a gradual increase or decrease in a consumer power of the at least one further consumer ( 18a . 18i ) coded.

Energy management device according to one of Claims 22 or 23, characterized in that the at least one control signal NASi switches the at least one further consumer on / off ( 18a . 18i ) coded.

Energy management device according to one of Claims 12 to 25, characterized in that the power control unit ( 14 . 14a . 14b ) or another power unit ( 20 ) is designed to generate an idle speed increase signal and to an engine control unit ( 22 ) to be transmitted to the vehicle when a time average of negative battery _currents I _battneg reaches a threshold value over a period of time ΔT ₃ .

Energy management device according to Claim 2fi, characterized in that the power control unit ( 14 . 14a . 14b ) or the other service unit ( 20 ) is designed to generate an idle speed increase signal and to the engine control unit ( 22 ) to be transmitted to the vehicle when the time average of negative battery _currents I _battneg over a period of time ΔT ₃ after the at least one actuation process of the at least one consumer has been completed ( 16a . 16i ) by the at least one control signal PP or the at least one further consumer ( 18a . 18i ) reached the threshold value by the at least one control signal NASi.

Energy management device according to one of claims 26 or 27, characterized in that the engine control unit ( 22 ) is designed to control the speed of the engine depending on the idle speed boost signal.

Energy management method for energy management in a vehicle, comprising the following steps: a) summing up values, determined after a predetermined time period ΔT _1, for a power reserve or overload DP in an energy network of the vehicle to a total value DPI until the total value DPI has an upper or a lower threshold value has reached; b) initiate a reset with a new starting point for the time period ΔT ₁ and set the total value DPI to 0 when the total value DPI has reached the upper or lower threshold value; c) Determining a time period ΔT ₂ until the upper or lower threshold value is reached, the determined time period ΔT ₂ depending on whether the upper or the lower threshold value has been reached, a signal PSV, which encodes the filtered power reserve or overload, is assigned ; d) generating at least one control signal PP for at least one consumer ( 16a . 16i ) depending on the signal PSV; and e) transmitting the control signal PP to the at least one consumer ( 16a . 16i ).