-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Energiemanagement eines Bordnetzes
eines Fahrzeugs.
-
Durch
die zunehmende Ausstattung von Fahrzeugen mit sicherheitsrelevanten
elektrischen Verbrauchern, wie z. B. mit Steuergeräten, elektrisch betriebenen
Bremsen, z. B. elektromechanischen oder elektrohydraulischen Bremsen,
elektrisch betriebener Lenkung, z. B. elektromechanischer oder elektrohydraulischer
Lenkung, elektrisch betriebener Beschleunigung, z. B. elektronischen,
pneumatischen Servogas, sind die Stabilität und die Ausfallsicherheit
elektrischer Bordnetze von großer
Bedeutung.
-
Dabei
kommt es aufgrund derartiger elektrischer Verbraucher und durch
die so genannte Drive-by-Wire-Technik zu einem zunehmenden Bedarf an
elektrischer Energie im Fahrzeug. Bedingt durch den hohen Energiebedarf
einiger elektrischer Verbraucher kann es zu großen Schwankungen im zeitlichen
Verlauf des Energieverbrauchs kommen. Ein Verfahren zum Energiemanagement
wird daher immer wichtiger. Vor allem muss bei einem derartigen Verfahren
beachtet werden, dass das Bordnetz jederzeit ausreichend elektrische
Energie liefert, um sicherheitsrelevante Fahrfunktionen ausführen zu
können.
-
Aus
der
DE 199 60 079
A1 ist beispielsweise ein Verfahren zur Ein- bzw. Abschaltung
von verschiedenen Klassen von Verbrauchern mittels Schaltelementen
im Rahmen eines von einem Steuergerät durchgeführten Energiemanagements, insbesondere in
einem Kraftfahrzeug bekannt. Die Ansteuerung der Schaltelemente
erfolgt so, dass die gewählten
Prioritäten
für die
Ansteuerung der Schaltelemente während
des Betriebes, also dynamisch verändert werden können. Damit
ist eine betriebszustandsabhängige
Anpassung der Schaltprioritäten
während
des laufenden Betriebs möglich.
Die Abschaltung von Verbrauchern erfolgt mittels Veränderung
der Schaltpriorität
so, dass die Wahrnehmbarkeit der Betriebszustände möglichst unterdrückt wird.
Dabei können
die Prioritäten
auch nach personenspezifischen Kriterien verändert werden. Eine prädiktive
Vorausschau ist nicht möglich.
-
Aus
der
DE 103 41 907
A1 ist ein Verfahren zum Energiemanagement bekannt, durch
das starke Schwankungen des Stromverbrauchs im Bordnetz, insbesondere
Stromverbrauchsspitzen, die durch einen sehr hohen Einschaltstrom
von elektrischen Stellmotoren und Magnetventilen entstehen, zeitlich besser
verteilt werden. Um dies zu erreichen, arbeitet das Verfahren zum
Energiemanagement prädiktiv, d.h.
es ermittelt sowohl die im folgenden Zeitintervall vorhandene Energie
als auch den aufgrund von Zuschaltwünschen erforderlichen Energiebedarf
und wählt
zuzuschaltende Verbraucher entsprechend ihrer Priorität und einer
gegenwärtigen
Toleranzzeit, innerhalb derer ein Verbraucher nach Äußerung seines Zuschaltwunsches
spätestens
eingeschaltet werden muss, aus. Hierbei wird die Toleranzzeit laufend
angepasst.
-
Bei
diesem bisher bekannten prädiktiven Verfahren
zum Energiemanagement besteht das Problem, dass die Verbraucher
nach einer statisch oder dynamisch festgelegten Priorität oder Klasse abgeschaltet
oder gedrosselt werden. Für
den Fall, dass einer der Verbraucher mehr als die verfügbare Energie
benötigt,
erfolgt die Zuschaltung des Verbrauchers anhand der ermittelten
Toleranzzeit zeitverzögert
oder es werden andere Verbraucher abgeschaltet. Die prädiktive
Komponente ist hierbei auf die Zuschaltanforderungen beschränkt. Die
Leistungsfähigkeit
wird jeweils aktuell zu Beginn des Überwachungszeitraumes ermittelt.
-
Allen
vorbekannten Verfahren fehlt es an einer durchgängig in die Zukunft orientierten
Prognose der Leistungsfähigkeit
eines Bordnetzes. Ebenso fehlt es den bekannten Energiemanagementsystemen
an einer Vernetzung mit weiteren prognostizierenden Systemen im
Fahrzeugbordnetz.
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren
anzugeben, bei dem eine prädiktive
Prognose zum Energiemanagement verbessert wird. Es weiterhin eine
Aufgabe der Erfindung technische Synergieeffekte durch eine sinnvolle
Vernetzung des Energiemanagements mit weiteren prädiktiven
Systemen im Fahrzeugbordnetz nutzbar zu machen.
-
Die
Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, welches die in Anspruch
1 angegebenen Merkmale aufweist.
-
Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und
in der folgenden Beschreibung offenbart.
-
Beim
erfindungsgemäßen Verfahren
zum Energiemanagement eines Bordnetzes eines Fahrzeugs mit einem
Generator, zumindest einem Energiespeicher sowie Verbrauchern sind
die Verbraucher in mehrere Klassen einteilbar, wobei anhand von
Zustandsdaten des Generators und des Energiespeichers eine verfügbare Energie
für einen
zukünftigen
Zeitbereich prognostiziert wird und anhand von Zuschaltanforderungen
von Verbrauchern für
den diesen Zeitbereich eine für
die Zuschaltanforderungen erforderliche Energieleistung ermittelt
werden.
-
Erfindungsgemäß wird für den vorgegebenen
Zeitbereich für
die ans Energiemanagement und ans Bordnetz angeschlossenen Verbraucher
jeweils eine aktuelle Energiekapazität mit der Dimension einer Leistungsfähigkeit
für die
im aktuellen Prognosezeitraum bis zu dessen Ende mindestens verfügbare Energie
bestimmt. Anhand der aufsummierten voraussichtlichen Energieverbräuche der
im aktuellen Prognosezeitraum anstehenden Zuschaltanforderungen
für die
angeschlossenen Verbraucher wird die im Prognosezeitraum angeforderte
Energie mit der im Prognosezeitraum mindestens zur Verfügung stehenden
Energiekapazität
verglichen. Reicht im Prognosezeitraum die prognostizierte Energiekapazität für alle Energieanforderungen
aus den Zuschaltanforderungen aus, werden die betreffenden Verbraucher
der Zuschaltanforderungen unabhängig voneinander
geschaltet. Reicht die im Prognosezeitraum mindestens vorhandene
Energiekapazität
nicht für
alle anstehenden Zuschaltanforderungen aus, werden die betreffenden
Verbraucher in Abhängigkeit
ihrer Sicherheitsklasse und der zur Verfügung stehenden Energiekapazität geschaltet.
Hierbei werden die Verbraucher einer Sicherheitsklasse weiterhin
unabhängig
voneinander geschaltet, während
die Zuschaltanforderungen der nicht sicherheitsrelevanten Verbraucher
mit einem Auswahlalgorithmus solange berücksichtigt, wie deren aufsummierter
Energiebedarf zusammen mit dem maximal möglichen Energiebedarf der Verbraucher
der Sicherheitsklasse die im Prognosezeitraum vorhandene Energiekapazität nicht übersteigt.
Mit anderen Worten: Für
eine vorgegebene Anzahl von elektrischen Verbrauchern einer Sicherheitsklasse
wird der maximale Energiebedarf im Prognosezeitraum separat ermittelt
und von der im Prognosezeitraum verfügbaren Energiekapazität abgezogen
und nur wenn dann noch eine Restkapazität vorhanden ist, werden weitere
Zuschaltanforderungen von Verbrauchern außerhalb der Sicherheitsklasse
solange berücksichtigt,
bis auch diese Restkapazität
rein rechnerisch verteilt ist.
-
Nach
Ablauf eines jeden Prognosezeitraums wird aus den aktuellen Zustandsdaten
des Bordnetzes für
den dann folgenden Prognosezeitraum eine neue aktualisierte Prognose
für die
dann zur Verfügung
stehende Energiekapazität
ermittelt und diese auf die Zuschaltanforderungen der angeschlossenen Verbraucher
nach den zuvor beschriebnen Auswahlregeln neu verteilt.
-
Der
Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass mittels eines derartigen
prädiktiven
Energiemanagementverfahrens, bei welchem für einen Prognosezeitraum eine
aktuelle Energiekapazität
für die
verfügbare
Energie systembezogen ermittelt wird, die aktuellen Umgebungseinflüsse wie
Batteriezustand und Umgebungstemperatur optimal berücksichtigt werden
können
und gleichzeitig ohne Einbuße
an Sicherheit eine maximal mögliche
Anzahl an nicht sicherheitsrelevanten Verbrauchern zugeschaltet
werden können.
Die mindestens zur Verfügung
stehende Energiekapazität
wird dabei aus den Zustandsdaten für Generator und Energiespeicher
jeweils auf das Ende des jeweiligen Prognosezeitraums berechnet. Hierdurch
wird vermieden, dass im Prognosezeitraum durch unkontrolliertes
Zuschalten von zusätzlichen
Verbrauchern eine sicherheitsgefährdende Überlastung
des Bordnetzes auftreten kann. Durch die Bemessung der Zeitdauer
des Prognosezeitraums lässt
sich das Energiemanagement optimal auf die Sicherheitsbedürfnisse
verschiedener Fahrzeuge oder Fahrzeugkonfigurationen anpassen. Der Prognosezeitraum
ist hierbei stets mindestens soweit vorausschauend in die Zukunft
zu richten, wie für eine
Vollbremsung des Fahrzeugs bis zum Stillstand benötigt wird.
-
Vorteilhafter
Weise kann die Bemessung des Prognosezeitraumes auch aus dem aktuellen
Fahrzeugzustand, hierbei besonders aus der maximal möglichen
Fahrzeuggeschwindigkeit und der je nach Umgebungsbedingung möglichen
maximalen Bremsverzögerung,
dynamisiert und jeweils auf den Fahrzeugzustand aktualisiert ermittelt
werden. Hierzu wird aus der maximal möglichen Fahrzeuggeschwindigkeit
und aktueller maximal möglicher Bremsverzögerung die
Anhaltezeit des Fahrzeugs berechnet und für die Bemessung des nächsten anstehenden
Prognosezeitraums zugrunde gelegt.
-
Besonders
bevorzugt können
Abstandswarnsysteme oder Fahrbahnverfolgungssysteme so genannte
Fahrspurassistenten (Lane Keeping) mit in das erfindungsgemäße prädiktive
Energiemanagementsystem miteinbezogen werden. Aus dem Signal eines
Abstandsradars kann z. B. der Abstand zum nächsten Fahrzeug oder zum nächsten Hindernis
ermittelt werden und als zur Verfügung stehender aktueller Anhalteweg
mit in die Berechnung des Prognosezeitraumes oder/und mit in die
Berechnung der prognostizierten Energiekapazität einbezogen werden.
-
Umgekehrt
kann bei Einbeziehung eines Abstandswarnsystems aus der aktuell
prognostizierten Energiekapazität
eine aktuell maximal mögliche Bremsleistung
ermittelt und aus der Fahrzeuggeschwindigkeit und der aktuell möglichen
maximalen Bremsleistung ein Mindestabstand zu einem voraus liegenden
Hindernis ermittelt werden, innerhalb dessen eine Vollbremsung ohne
Kollision bei der aktuellen Energiekapazität möglich bleibt. Diese Funktion kann
mit Einleiten einer automatischen Notbremsung verbunden werden,
wenn dieser von der prognostizierten Energiekapazität abhängige Mindestabstand unterschritten
wird. Hierdurch können
Fahrzeuge auch dann noch sicher mit Notlaufeigenschaften betrieben
werden, wenn aus Gründen
einer knappen Energiekapazität
nicht mehr die volle Bremsleistung zur Verfügung steht.
-
Die
Einbeziehung von Fahrspurassistenten in das prädiktive Energiemanagement ermöglicht zusätzlich die
Erkennung von Gefahrensituationen, die sich aus überhöhten Kurvengeschwindigkeiten
ergeben. Je nach vorhandener prognostizierter Energiekapazität kann hierbei
vorbeugend mit automatisiert eingeleiteten Bremsmanövern vorausschauend
eingegriffen werden. Ist die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend
der Analyse des Fahrspurassistenten für ein sicheres Durchfahren
der voraus liegenden Kurve zu hoch, kann mit einem Bremsmanöver auf
eine sichere Kurvengeschwindigkeit abgebremst werden. Reicht nach
diesem vorbeugenden Bremsmanöver
die prognostizierte Energiekapazität nicht mehr für einen
sicheren Betrieb des Fahrzeugs aus, kann entweder in einen Notlauf,
mit einer an die noch vorhandene mögliche Bremsleistung angepasste
maximale Fahrzeuggeschwindigkeit, geschaltet werden und dem Fahrer
eine Mögliche
Warnung ausgegeben werden, oder das Fahrzeug wird so schnell wie
noch möglich
zum Stehen gebracht.
-
Vorzugsweise
wird für
den Prognosezeitraum die jeweilige Energiekapazität für die jeweils aus
dem Bordnetz verfügbare
Energie und die jeweilige im Prognosezeitraum mögliche und betreffend der Sicherheitssysteme
notwendige Energieanforderung aus den aktuellen Verbraucherdaten
und den Zustandsdaten des aktuellen Bordnetzes mittels Regression
ermittelt.
-
Bei
einer bevorzugten Regression kann der Batteriezustand und die Leistungsabgabe
des Bordnetzgenerators jeweils mit einem Batteriesensor und mit
der Generatorregelung über
die Zeit erfasst werden. Das differenzielle dynamische Verhalten
beider Einheiten wird dann jeweils in ein Kalman Filter mit unendlichem
Horizont eingespeist. Auf diese Weise kann die für die nächsten Sekunden oder Minuten
zur Verfügung
stehende Energie und damit die Energiekapazität am Ende des Prognosezeitraums
extrapoliert werden.
-
Für die Einhaltung
eines sicheren Fahrzustandes werden bei einem drohenden Überschreiten der
Energiekapazität
die anstehenden Zuschaltanforderungen für elektrische Verbraucher ohne
Sicherheitsrelevanz zunächst
unterbunden und bei frei werdender Energiekapazität zeitverzögert und/oder
gedrosselt ausgeführt.
-
Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
-
Dabei
zeigen:
-
1 ein
Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Energiemanagement eines Bordnetzes,
-
2 ein
Energie-Zeit-Diagramm für
die verfügbare
Energie des Bordnetzes,
-
3 ein
Diagramm zur Darstellung des Zusammenhangs der verfügbaren Energie
für mehrere sicherheitsrelevante
Verbraucher,
-
4 bis 8 verschiedene
Energie-Zeit-Diagramme für
verschiedene Ausführungsbeispiele
zur prädiktiven
Steuerung von elektrischen Verbrauchern.
-
Einander
entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
-
1 zeigt
schematisch eine Vorrichtung 1 zum Energiemanagement eines
Bordnetzes 2 eines Fahrzeugs mit einem Generator 3,
zumindest einem Energiespeicher 4 sowie mit mehreren elektrischen Verbrauchern 5,
die über
den Generator 3 oder den Energiespeicher 4 mit
Energie versorgt werden. Der Generator 3 ist mit einem
Verbrennungsmotor 6 verbunden.
-
Beim
Betrieb des Bordnetzes 2 werden zur Durchführung eines
Energiemanagements Zuschalt- oder Einschaltanforderungen eines oder
mehrerer Verbraucher 5 ermittelt und einem Steuergerät 7 zugeführt. Darüber hinaus
werden dem Steuergerät 7 Zustandsdaten
des Generators 3, des Energiespeichers 4 und des
Verbrennungsmotors 6 zugeführt. Die Zustandsdaten des
Energiespeichers 4 werden beispielsweise von einem zugehörigen Batterie-Steuergerät 8 an
das Steuergerät 7 übermittelt. Das
Steuergerät 7 ist
in diesem Ausführungsbeispiel ein
Bordnetz-Steuergerät
und dient der Steuerung und Regelung des Bordnetzes 2.
Alternativ können die
Steuergeräte 7 und 8 auch
als ein gemeinsames Steuergerät
ausgebildet sein.
-
Im
Gegensatz zu Energiemanagementsystemen, bei denen ein Eingriff erst
nach Feststellung eines Energiemangels durch Abschalten von Verbrauchern 5 erfolgt,
wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
zum Energiemanagement eine prädiktive Steuerung
der Verbraucher 5 verwirklicht.
-
Hierzu
werden mittels des Steuergeräts 7 Zustandsdaten
Z3 bzw. Z4 des Generators 3 und des Energiespeichers 4 fortlaufend
erfasst und ermittelt. Anhand der ermittelten Zustandsdaten wird
bestimmt, wie viel Energie in einem vorgegebenen Zeitbereich noch
zur Verfügung
steht. In 2 ist beispielhaft ein Energie-Zeit-Diagramm
dargestellt, in welchem die verfügbare
Energieabgabe des Energiespeichers 4 (Kurve KI) und des
Generators 3 (Kurve KII) und die daraus resultierende verfügbare Energie
(Kurve KIII) des Bordnetzes für
einen vorgegebenen Zeitbereich dargestellt sind. Die verfügbare Energie
wird dabei für
einen zukünftigen
Zeitbereich, den Prognosezeitraum, beispielsweise für die nächsten Sekunden
oder Minuten, in bekannter Weise anhand von Modellen, z. B. mittels
eines Kalman-Filters, ermittelt.
-
Darüber hinaus
werden im Prognosezeitraum laufend Zuschaltanforderungen von Verbrauchern 5 erfasst
und geprüft.
Anhand der ermittelten Zuschaltanforderungen der Verbraucher 5 wird
die von den Verbrauchern angeforderte Energie jeweils aktuell bestimmt.
-
Für einen
sicheren Betrieb des Fahrzeugs ist das Steuergerät 7 um eine Sicherheitsfunktion
erweitert, bei welcher für
eine vorgegebene Anzahl von sicherheitsrelevanten Systemen, wie
z. B. eine elektrisch betriebene Bremseinheit 5a, eine
elektrisch betriebene Lenkeinheit 5b und die Systeme zur
Energieversorgung des Bordnetzes, also Bordnetzgenerator, Bordnetzbatterie
und geg. der Verbrennungsmotor für
den Antrieb des Bordnetzgenerators, für den Prognosezeitraum jeweils
eine am Ende des Prognosezeitraum noch mindestens zur Verfügung stehende
Energiekapazität
bestimmt.
-
Darüber hinaus
wird die aktuell angeforderte Energie der nicht sicherheitsrelevanten
Verbraucher bestimmt. Anschließend
wird für
mindestens zwei der sicherheitsrelevanten Verbraucher, nämlich für die Lenkeinheit
und die Bremseinheit die für
den sicheren Betrieb des Fahrzeugs notwendige Mindestenergie bestimmt
und von der prognostizierten Energiekapazität abgezogen. Der verbleibende
Rest an Energiekapazität
kann im Prognosezeitraum auf die Zuschaltanforderungen der nicht
sicherheitsrelevanten Verbraucher vom Energiemanagement verteilt
werden. Die Energieverteilung erfolgt hierbei mit einem Auswahlalgorithmus,
der je nach Bordnetzzustand und je nach Art der Verbraucher die
eine Zuschaltanforderung angemeldet haben, die Auswahl mit unterschiedlichen
Auswahlstrategien vornehmen kann. Wird die prognostizierte Energiekapazität durch
die Energiesumme aus den Zuschaltanforderungen aller Verbraucher 5a bis 5c unterschritten,
so werden die Zuschaltanforderungen der Verbraucher 5a bis 5c vollständig und
insbesondere unabhängig
voneinander ausgeführt.
-
Für den Fall,
dass nur einer der aktuell erforderlichen Energiewerte eines der
nicht sicherheitsrelevanten Verbraucher 5a bis 5c die
Energiekapazität überschreitet,
kann dieser Verbraucher, falls möglich, mit
reduzierter Leistungsaufnahme zugeschaltet und bedient werden.
-
Für den Fall
dass der Auswertealgorithmus feststellt, dass die Energiekapazität durch
eine Energiesumme aus mehreren, verschiedenen Zuschaltanforderungen überschritten
werden würde,
können die
Zuschaltanforderungen unterdrückt
und zeitlich auf später
verschoben werden. In einem späteren Prognosezeitraum,
z.b nach der Warmlaufphase des Fahrzeugs oder während einer Überlandfahrt,
sollte sich die Energiekapazität
des Fahrzeugs soweit erhöht
haben, dass alle Zuschaltanforderungen berücksichtigt werden können.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
des Energiemanagement Systems können
für die
Berechnung der mindestens notwendigen Energiereserven, die zu einem
sicheren Betrieb des Fahrzeugs notwendig sind, die Abhängigkeiten
der drei sicherheitsrelevanten Systeme Energieversorgung, Bremseinheit
und Lenkungseinheit untereinander berücksichtigt werden. In einer
einfachen Ausführungsform kann
man einfach die jeweils benötigten
Maximalenergien von Bremseinheit und Lenkwinkeleinheit aufsummieren
und durch die Sicherheitsfunktion gegenüber weiteren Zuschaltanforderungen
absichern. Berücksichtigt
man jedoch die Abhängigkeiten
der sicherheitsrelevanten Systeme untereinander, lassen sich Notlauffunktionen
des Fahrzeugs bei reduzierter Energiekapazität einrichten. In 3 ist
beispielhaft der Zusammenhang der drei sicherheitsrelevanten Systeme
Energieversorgung, Bremseinheit und Lenkungseinheit mathematisch
anhand einer Kreisfunktion K abgebildet.
-
Für jedes
sicherheitsrelevante System wird ein maximaler Schwellwert SWa bis
SWc für
die verfügbare
Energie bestimmt. Der jeweilige maximale Schwellwert SWa bis SWc
kann dabei vorgegeben oder anhand der Zustandsdaten des Energiespeichers 3,
des Generators 4 und den bekannten Energieverbräuchen von
Bremseinheit und Lenkeinheit separat ermittelt werden. Die drei
Schwellwerte legen hierbei einen Kreis bzw. eine mathematische Kreisfunktion
eindeutig fest. Die Kreisfunktion K bestimmt dabei die Sicherheitsgrenze
des Energiemanagements für
die ausgewählten
sicherheitsrelevanten Systeme. Energetische Zustände innerhalb der aufgespannten
Kreisfläche
sind Fahrzeugzustände,
die sicherheitskritisch, was den Energiezustand angeht, unbedenklich
sind.
-
Ein
Notlaufprogramm für
das Fahrzeug kann nun eingerichtet werden. Hierzu wird z. B. die
Kreisfunktion mit der aktuellen prognostizierten Energiekapazität als einer
der drei Schwellwerte aufgebaut. Bei bekannten Energieverbräuchen der
Bremssysteme und des Lenksystems lassen sich aus der Kreisfunktion
und einem Fahrzeugmodell die maximal möglichen Bremsleistungen ermitteln,
die mit diesem aktuellen Bordnetzzustand gesichert möglich sind. Über das
Fahrzeugmodell kann dann die Maximalgeschwindigkeit ermittelt werden,
die das Fahrzeug höchstens
fahren darf, um mit der eingeschränkten Energiekapazität in einer
Notsituation noch sicher zum Stehen gebracht werden zu können.
-
Darüber hinaus
kann das erfindungsgemäße Energiemanagement
mit Werten anderer Fahrzeugsysteme, beispielsweise mit einem vorbeugenden Kurvenwarnsystem
oder einem vorbeugenden Abstands- oder Kollisionswarnsystem, verknüpft werden.
Wird beispielsweise mittels des vorbeugenden Kurvenwarnsystems eine
zu schnelle Fahrzeuggeschwindigkeit für eine voraus liegende Kurve
identifiziert, so wird eine prädiktive
Bremsung eingeleitet, bei der die oben beschriebene Sicherheitsfunktion berücksichtigt
wird. Dabei wird die maximal mögliche Energieabgabe
für die
Bremseinheit in Abhängigkeit von
der prognostizierten Energiekapazität ermittelt. Ist danach die
Energiekapazität
für einen
uneingeschränkten
Betrieb zu gering, wird nach der prädiktiven Bremsung in den oben
beschriebenen Notlauf geschaltet, so dass das Fahrzeug bis zu einer
Besserung der Energiekapazität
nur noch entsprechend der gültigen
prognostizierten Energiekapazität
beschleunigt werden kann. Ebenso kann bei einer zu geringen Distanz
zu einem vorausfahrenden Fahrzeug eine derartige prädiktive
Bremsung eingeleitet werden und anschließend in ein Notlaufprogramm gewechselt
werden.
-
In
den 4 bis 8 sind verschiedene Aspekte
für ein
prädiktives
Energiemanagement verschiedener Verbraucher 5 dargestellt.
-
In
den 4 bis 6 ist beispielhaft die aktuell
erforderliche Energie für
die Bremseinheit 5a als elektrischer Verbraucher 5 dargestellt
(siehe Kurve KIV). Aufgrund der Überschreitung
der prognostizierten Energiekapazität (siehe Kurve KIII) für die verfügbare Energie
durch die aktuell erforderliche Energie für die Bremseinheit 5a (siehe 4,
Kurve KIV) können
untergeordnete weitere Verbraucher 5, z. B. ein Blinker 5d,
abgeschaltet, gedrosselt oder verzögert geschaltet werden (siehe 4,
gestrichelte Kurve KV).
-
In 5 ist
beispielhaft die Überschreitung des
gesamten aktuellen Energiebedarfs über die prognostizierte Energiekapazität für die verfügbare Energie
im Bordnetz dargestellt. Aufgrund der Sicherheitsrelevanz der Bremseinheit 5a wird
deren Zuschaltanforderung unverändert
ausgeführt.
Der untergeordnete Blinker 5d wird zeitverzögert gesetzt, so
dass die maximal verfügbare
Energie unterschritten bleibt (siehe 6). Als
weitere Verbraucher 5, welche in Klassen unterteilt sind,
können
die Hupe, das Licht, die Klimaanlage, die Heizung, das Radio, etc.
entsprechend geschaltet, d.h. ausgeschaltet oder zeitverzögert bzw.
gedrosselt geschaltet werden.
-
Die 7 und 8 dienen
zur Erläuterung der
Notlauffunktion, die mit dem erfindungsgemäßen Energiemanagement ebenfalls
eingerichtet werden kann. Bei bekannter prognostizierter Energiekapazität und bei
bekannten Bremsenergieverläufen
können
bei knapper Energiekapazität
die maximal möglichen
Bremsenergieverbräuche,
die für
eine Notbremsung bis zum Stillstand des Fahrzeugs noch zur Verfügung stehen
aus der prognostizierten Energiekapazität ermittelt werden. Es ist
das diejenige Bremsenergie, die die prognostizierte Energiekapazität gerade
nicht übersteigt.
Zu dieser gesichert noch möglichen
Bremsleistung kann dann mit einem rechnerischen Fahrzeugmodell,
die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden, die noch
sicher abgebremst werden kann.