DE102014203900A1 - Method and device for vehicle conditioning of a motor vehicle before starting an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (1) zur Fahrzeugkonditionierung eines Kraftfahrzeugs vor dem Starten einer Brennkraftmaschine, umfassend mindestens eine erste elektrische Energiequelle (E1) auf einem ersten Spannungsniveau (U1), mindestens einen elektrischen Verbraucher (4) und mindestens ein Mittel zur Erzeugung mindestens eines Aktivierungssignals (A1, A2), wobei die Vorrichtung (1) derart ausgebildet ist, dass zur Fahrzeugkonditionierung der mindestens eine elektrische Verbraucher (4) durch das mindestens eine Aktivierungssignal (A1, A2) mit der ersten elektrischen Energiequelle (E1) vor dem Startvorgang verbunden wird, wobei der mindestens eine elektrische Verbraucher (4) oder eine diesem zugeordnete Komponente von einem ersten Zustand (Z1) in einen zweiten Zustand (Z2) überführt wird, bevor der Startvorgang der Brennkraftmaschine durchgeführt werden kann, wobei die Vorrichtung (1) mindestens eine zweite elektrische Energiequelle (E2) aufweist, die über mindestens ein schaltbares Trennelement (2) mit der ersten elektrischen Energiequelle (E1) verbunden ist, wobei die Vorrichtung (1) derart ausgebildet ist, dass durch das Aktivierungssignal (A1, A2) das Trennelement (2) derart angesteuert wird oder das Trennelement (2) derart ausgebildet ist, dass die zweite elektrische Energiequelle (E2) mindestens die elektrische Versorgung des mindestens einen elektrischen Verbrauchers (4) während der Fahrzeugkonditionierung unterstützt.The invention relates to a method and a device (1) for vehicle conditioning of a motor vehicle before starting an internal combustion engine, comprising at least one first electrical energy source (E1) at a first voltage level (U1), at least one electrical consumer (4) and at least one means for Generation of at least one activation signal (A1, A2), wherein the device (1) is designed such that for vehicle conditioning the at least one electrical load (4) by the at least one activation signal (A1, A2) with the first electrical energy source (E1) the at least one electrical load (4) or a component associated therewith is transferred from a first state (Z1) to a second state (Z2) before the starting process of the internal combustion engine can be carried out, wherein the device (1 ) has at least one second electrical energy source (E2), which practice at least one switchable separating element (2) is connected to the first electrical energy source (E1), the device (1) being designed such that the separating element (2) is activated in such a way by the activating signal (A1, A2) or the separating element ( 2) is designed such that the second electrical energy source (E2) supports at least the electrical supply of the at least one electrical load (4) during vehicle conditioning.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fahrzeugkonditionierung eines Kraftfahrzeugs vor dem Starten einer Brennkraftmaschine. The invention relates to a method and a device for vehicle conditioning of a motor vehicle before starting an internal combustion engine.

Bevor eine Brennkraftmaschine durch einen Starter angeworfen werden kann, müssen je nach Ausführungsform des Kraftfahrzeugs verschiedene elektrische Verbraucher von einem Ruhezustand in einen Betriebszustand gebracht werden. Beispiele für solche Verbraucher können beispielsweise Steuergeräte oder beispielsweise eine Benzinpumpe sein. Diese Phase zur Vorbereitung kann als Fahrzeugkonditionierung bezeichnet werden. Before an internal combustion engine can be started by a starter, depending on the embodiment of the motor vehicle, various electrical consumers must be brought from an idle state to an operating state. Examples of such consumers may be, for example, control devices or, for example, a gasoline pump. This preparation phase may be referred to as vehicle conditioning.

Bei einem herkömmlichen Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine als einziges Antriebsmittel und einer Batterie als elektrische Energiequelle ist die Batterie gleichzeitig Bordnetzbatterie und Starterbatterie. Dabei wird die Batterie entsprechend stark vor und während des Startvorgangs belastet. In a conventional motor vehicle with an internal combustion engine as the only drive means and a battery as an electrical energy source, the battery is at the same time on-board battery and starter battery. The battery is correspondingly heavily loaded before and during the starting process.

Zur Lösung dieses Problems sind verschiedene Zwei-Batterien-Systeme vorgeschlagen worden, wobei eine Starterbatterie und Bordnetzbatterie vorgesehen sind. Ziel ist es dabei, dass die Starterbatterie einen ausreichenden Ladezustand aufweist, um die hohen Starterströme liefern zu können. To solve this problem, various two-battery systems have been proposed, wherein a starter battery and electrical system battery are provided. The aim here is that the starter battery has a sufficient state of charge to deliver the high starter currents can.

Aus der DE 10 2011 011 007 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit einem Bordnetz bekannt, das auf einem niedrigen Spannungspegel betrieben wird. Hierzu ist eine Niederspannungsbatterie zum Versorgen des Bordnetzes mit dem niedrigen Spannungspegel vorgesehen. Weiter ist eine Hochspannungsbatterie vorgesehen, mit der ein höherer Spannungspegel als der niedrigere Spannungspegel bereitstellbar ist. Dabei ist ein Spannungswandler, genauer ein DC/DC-Wandler, zum Wandeln des höheren Spannungspegels zu dem niedrigen Spannungspegel vorgesehen, sodass das Bordnetz auch von der Hochspannungsbatterie versorgbar ist, wobei die Niederspannungsbatterie die einzige Batterie in dem Kraftfahrzeug ist, die direkt den niedrigen Spannungspegel liefert. Dabei ist die Niederspannungsbatterie mittels eines Schalters an das Bordnetz angeschlossen. Weiter ist die Niederspannungsbatterie direkt mit dem Starter verbunden. Der Schalter wird dabei so gesteuert, dass im Fall des Startens eines Motors bzw. einer Brennkraftmaschine durch den Starter das Bordnetz ausschließlich von der Hochspannungsbatterie versorgt ist. Über die Versorgung von elektrischen Verbrauchern zur Fahrzeugkonditionierung offenbar t die Druckschrift nichts. From the DE 10 2011 011 007 A1 a motor vehicle is known with a vehicle electrical system, which is operated at a low voltage level. For this purpose, a low-voltage battery for supplying the electrical system with the low voltage level is provided. Furthermore, a high-voltage battery is provided with which a higher voltage level than the lower voltage level can be provided. In this case, a voltage converter, more precisely a DC / DC converter, provided for converting the higher voltage level to the low voltage level, so that the electrical system is also supplied by the high-voltage battery, the low-voltage battery is the only battery in the motor vehicle directly to the low voltage level supplies. The low-voltage battery is connected by means of a switch to the electrical system. Furthermore, the low-voltage battery is connected directly to the starter. The switch is controlled so that in the case of starting a motor or an internal combustion engine by the starter, the electrical system is supplied exclusively by the high-voltage battery. About the supply of electrical consumers for vehicle conditioning t the publication nothing.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verfahren zur Fahrzeugkonditionierung eines Kraftfahrzeugs zur Verfügung zu stellen sowie eine Vorrichtung zur Fahrzeugkonditionierung zu schaffen, mittels derer eine erste elektrische Energiequelle hinsichtlich der Lade-Entlade-Zyklen während der Fahrzeugkonditionierung weniger belastet wird. The invention is based on the technical problem of providing a method for vehicle conditioning of a motor vehicle as well as to provide a device for vehicle conditioning, by means of which a first electrical energy source is less loaded with regard to the charge-discharge cycles during vehicle conditioning.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. The solution of the technical problem results from the method with the features of claim 1 and a device with the features of claim 8. Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Das Verfahren zur Fahrzeugkonditionierung eines Kraftfahrzeugs vor dem Starten einer Brennkraftmaschine erfolgt mittels mindestens einer ersten elektrischen Energiequelle auf einem ersten Spannungsniveau, wobei zur Fahrzeugkonditionierung mindestens ein elektrischer Verbraucher durch mindestens ein Aktivierungssignal mit der ersten elektrischen Energiequelle vor dem Startvorgang verbunden wird. Die erste elektrische Energiequelle ist beispielsweise eine Blei-Säure- oder Li-Ionen-Batterie. Das Aktivierungssignal für einen bevorstehenden Startvorgang liefert beispielsweise ein Tür-Steuergerät und/oder ein Steuergerät einer Zentralverriegelung und/oder ein Bordnetz- oder Hybrid-Steuergerät. The method for vehicle conditioning of a motor vehicle before starting an internal combustion engine by means of at least a first electrical energy source at a first voltage level, wherein for vehicle conditioning at least one electrical load is connected by at least one activation signal with the first electrical energy source prior to starting. The first electrical energy source is, for example, a lead-acid or Li-ion battery. The activation signal for an imminent starting operation, for example, provides a door control unit and / or a control unit of a central locking and / or a vehicle electrical system or hybrid control unit.

Der mindestens eine elektrische Verbraucher oder eine diesem zugeordnete Komponente wird von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand überführt, bevor der Startvorgang durchgeführt werden kann. Beispielsweise wird ein Steuergerät vom ausgeschalteten Zustand oder schlafenden Zustand in den Wachzustand überführt. Alternativ oder ergänzend kann ein elektrischer Heizwiderstand eine Komponente auf eine bestimmte Betriebstemperatur erwärmen und/oder eine elektrische Pumpe den Druck einer Betriebsflüssigkeit erhöhen. The at least one electrical load or a component associated therewith is transferred from a first state to a second state before the starting process can be carried out. For example, a controller is switched from the off state or sleeping state to the awake state. Alternatively or additionally, an electrical heating resistor can heat a component to a specific operating temperature and / or an electric pump can increase the pressure of a working fluid.

Weiter ist mindestens eine zweite elektrische Energiequelle vorgesehen, die über mindestens ein Trennelement mit der ersten elektrischen Energiequelle verbunden ist. Dabei kann das zweite Spannungsniveau der zweiten elektrischen Energiequelle kleiner, gleich oder größer als das erste Spannungsniveau der ersten elektrischen Energiequelle sein. Das Trennelement ist dabei abhängig von den ersten und zweiten Spannungsniveaus. Beispielsweise kann das Trennelement als Schalter (z.B. Relais oder Leistungshalbleiterschalter), als Diode oder als DC/DC-Wandler ausgebildet sein. Bei den erstgenannten Trennelementen dürfen die Spannungsniveaus nicht zu weit auseinanderliegen und das zweite Spannungsniveau sollte größer/gleich dem ersten Spannungsniveau sein. Daher können Mittel zur Erfassung der Spannungslagen vorhanden sein, die ein Schalten des Trennelements nur erlauben, wenn das zweite Spannungsniveau über dem ersten Spannungsniveau liegt. Ein DC/DC-Wandler kann hingegen bei jedem Verhältnis von erstem und zweiten Spannungsniveau zum Einsatz kommen. Furthermore, at least one second electrical energy source is provided, which is connected via at least one separating element to the first electrical energy source. In this case, the second voltage level of the second electrical energy source may be smaller than, equal to or greater than the first voltage level of the first electrical energy source. The separating element is dependent on the first and second voltage levels. For example, the separating element can be designed as a switch (eg relay or power semiconductor switch), as a diode or as a DC / DC converter. In the case of the first-mentioned separating elements, the voltage levels must not be too far apart and the second voltage level should be greater than or equal to the first voltage level. Therefore, means for detecting the voltage levels may be present, which allow switching of the separating element only when the second voltage level is above the first voltage level. A DC / DC converter, on the other hand, can be used Any ratio of the first and second voltage levels are used.

Durch das Aktivierungssignal wird das Trennelement derart angesteuert, dass die zweite elektrische Energiequelle mindestens die elektrische Versorgung des mindestens einen elektrischen Verbrauchers während der Fahrzeugkonditionierung unterstützt. Alternativ ist das Trennelement derart ausgebildet, dass dieses ohne aktive Auslösung die Unterstützung durch die zweite elektrische Energiequelle bewirkt, wobei dabei das Trennelement beispielsweise als Diode ausgebildet ist, die allein aufgrund der vorliegenden Spannungsniveaus in Durchflussrichtung gepolt ist. By the activation signal, the separating element is driven such that the second electrical energy source supports at least the electrical supply of the at least one electrical load during vehicle conditioning. Alternatively, the separating element is designed such that it causes the support by the second electrical energy source without active triggering, wherein the separator is formed for example as a diode, which is polarized solely in the flow direction due to the present voltage levels.

Durch Unterstützung der ersten elektrischen Energiequelle kann diese hinsichtlich Zyklenfestigkeit geringer ausgelegt werden bzw. die Lebensdauer der ersten elektrischen Energiequelle wird verlängert. By supporting the first electrical energy source, it can be made smaller in terms of cycle stability and the life of the first electrical energy source is extended.

In einer Ausführungsform ist das Trennelement als DC/DC-Wandler ausgebildet, wobei durch das Aktivierungssignal der DC/DC-Wandler derart eingestellt wird, dass auf der Seite der ersten Spannungsquelle eine Spannung über einer offenen Klemmspannung des ersten Energiespeichers eingestellt wird. Dies bewirkt, dass die zweite elektrische Energiequelle die Versorgung des mindestens einen elektrischen Verbrauchers nicht nur unterstützt, sondern vollständig übernimmt und gleichzeitig die erste elektrische Energiequelle lädt, d.h. die erste elektrische Energiequelle wird durch die Fahrzeugkonditionierung nicht belastet. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Fahrzeugkonditionierung bei einer höheren Spannung erfolgt, sodass diese schneller verläuft, da aufgrund der höheren Spannungslage elektrische Verbraucher schneller vom ersten in den zweiten Zustand überführt werden können. Nachfolgend wird zwischen dem ersten Spannungsniveau und der offenen Klemmspannung nicht weiter unterschieden. Anschaulich stellt die offene Klemmspannung das erste Spannungsniveau im Ruhestand dar, wobei das erste Spannungsniveau durch Lade- und Entladevorgänge im Betrieb schwanken kann. Ist das zweite Spannungsniveau kleiner als das erste Spannungsniveau, so wird der DC/DC-Wandler als Aufwärts-Wandler betrieben. Entsprechend wird der DC/DC-Wandler als Abwärts-Wandler betrieben, wenn das zweite Spannungsniveau größer als das erste Spannungsniveau ist. Da Abwärts-Wandler erheblich preisgünstiger realisiert werden können, ist das zweite Spannungsniveau vorzugsweise größer als das erste Spannungsniveau. In one embodiment, the separating element is designed as a DC / DC converter, wherein the DC / DC converter is adjusted by the activation signal in such a way that on the side of the first voltage source, a voltage is set above an open clamping voltage of the first energy store. This causes the second electrical energy source not only to support the supply of the at least one electrical load, but to completely take over and at the same time charge the first electrical energy source, i. the first electrical energy source is not loaded by the vehicle conditioning. A further advantage is that the vehicle conditioning takes place at a higher voltage, so that it runs faster, because due to the higher voltage level electrical consumers can be transferred faster from the first to the second state. Subsequently, no further distinction is made between the first voltage level and the open terminal voltage. Clearly, the open clamping voltage represents the first voltage level in retirement, wherein the first voltage level can fluctuate during loading and unloading operations. If the second voltage level is less than the first voltage level, then the DC / DC converter is operated as an up converter. Accordingly, the DC / DC converter operates as a buck converter when the second voltage level is greater than the first voltage level. Since down converters can be realized significantly cheaper, the second voltage level is preferably greater than the first voltage level.

In einer weiteren Ausführungsform bleibt das Trennelement bis unmittelbar vor dem Startvorgang durchgeschaltet, um so die erste Spannungsquelle maximal zu entlasten. Je nach Ausgestaltung kann dann für den Startvorgang das Trennelement durchgeschaltet bleiben oder wieder gesperrt werden. Dabei kann die Versorgung des Starters durch die erste elektrische Energiequelle und/oder die zweite elektrische Energiequelle erfolgen. Dabei erfolgt bei einer bevorzugten Ausführungsform die Versorgung des Starters durch die zweite elektrische Energiequelle, wobei das zweite Spannungsniveau größer als das erste Spannungsniveau ist, wodurch die notwendigen Starterströme reduziert werden. In a further embodiment, the separating element remains switched on until immediately before the starting process in order to maximally relieve the first voltage source. Depending on the configuration, the separating element can then remain switched on or be locked again for the starting process. The supply of the starter can be effected by the first electrical energy source and / or the second electrical energy source. In this case, in a preferred embodiment, the supply of the starter by the second electrical energy source, wherein the second voltage level is greater than the first voltage level, whereby the necessary starter currents are reduced.

In einer weiteren Ausführungsform ist mindestens ein Mittel zur Erfassung oder Ermittlung einer Umgebungstemperatur und/oder einer Komponententemperatur vorgesehen, wobei die Aktivierung des Trennelements oder eine eingestellte Spannung abhängig von der erfassten oder ermittelten Umgebungstemperatur und/oder Komponententemperatur erfolgt. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass insbesondere bei tiefen Temperaturen um 0°C und tiefer das Problem der Belastung aufgrund der Fahrzeugkonditionierung verschärft ist. Dies liegt zum einen an der geringen Leistungsfähigkeit der ersten Energiequelle aufgrund erhöhter Innenwiderstände als auch an einem erhöhten Leistungsbedarf der elektrischen Verbraucher, beispielsweise weil sich die Viskosität der Betriebsflüssigkeiten erhöht oder mehr Heizenergie zum Aufheizen auf eine vorbestimmte Betriebstemperatur notwendig ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass überhaupt nur unterhalb einer vorgegebenen Grenztemperatur das Verfahren durchgeführt wird, wobei die Grenztemperatur vorzugsweise zwischen 10°C bis –10°C liegt. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die eingestellte Spannung am DC/DC-Wandler abhängig von der Temperatur ist und beispielsweise bei niedrigeren Temperaturen erhöht wird. Weiter kann auch vorgesehen sein, dass Grenzwert und Erhöhung kombiniert werden, also nach Unterschreitung des Grenzwertes das Verfahren beginnt, wobei zusätzlich mit abnehmenden Temperaturen die eingestellte Spannung erhöht wird. In a further embodiment, at least one means for detecting or determining an ambient temperature and / or a component temperature is provided, wherein the activation of the separating element or a set voltage is dependent on the detected or determined ambient temperature and / or component temperature. This is based on the finding that, especially at low temperatures around 0 ° C and lower, the problem of the load due to vehicle conditioning is exacerbated. This is due to the low performance of the first energy source due to increased internal resistance as well as an increased power requirement of the electrical consumers, for example, because the viscosity of the operating fluids increases or more heating energy is required for heating to a predetermined operating temperature. It can be provided that the process is carried out at all only below a predetermined limit temperature, wherein the limit temperature is preferably between 10 ° C to -10 ° C. Alternatively, it can be provided that the set voltage at the DC / DC converter is dependent on the temperature and is increased, for example, at lower temperatures. Furthermore, it can also be provided that limit value and increase are combined, ie, after the limit value has been undershot, the method begins, with the set voltage being additionally increased with decreasing temperatures.

In einer weiteren Ausführungsform liegt die zweite elektrische Energiequelle auf einem zweiten Spannungsniveau, wobei das zweite Spannungsniveau größer als das erste Spannungsniveau der ersten elektrischen Energiequelle ist, wobei die zweite elektrische Energiequelle durch das Aktivierungssignal mit mindestens einem weiteren elektrischen Verbraucher verbunden ist.  In a further embodiment, the second electrical energy source is at a second voltage level, wherein the second voltage level is greater than the first voltage level of the first electrical energy source, wherein the second electrical energy source is connected by the activation signal with at least one further electrical consumer.

Beispielsweise ist der weitere elektrische Verbraucher ein PTC-Heizelement, um eine Komponente zu erwärmen, beispielsweise im Bereich einer Betriebsflüssigkeit, wodurch deren Viskosität erniedrigt wird, sodass wiederum die elektrische Energie für eine zugeordnete elektrische Pumpe reduziert wird, die mit der ersten elektrischen Energiequelle verbunden ist. For example, the further electrical load is a PTC heating element to heat a component, for example in the region of a working fluid, whereby its viscosity is lowered, so that in turn reduces the electrical energy for an associated electric pump, which is connected to the first electrical energy source ,

In einer weiteren Ausführungsform ist der mindestens eine elektrische Verbraucher mindestens eine elektrische Pumpe, mittels derer zur Fahrzeugkonditionierung mindestens eine Betriebsflüssigkeit auf einen vorgegebenen Druck gebracht wird. Beispielsweise ist die elektrische Pumpe eine Kraftstoffpumpe. Alternativ oder ergänzend ist die Pumpe eine Pumpe für Hydraulikflüssigkeit für ein Getriebe, insbesondere Doppelkupplungsgetriebe. Ist das Kraftfahrzeug beispielsweise als Hybridfahrzeug mit Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet, so muss die eine Kupplung geschlossen werden, um Elektromaschine und Brennkraftmaschine für den Startvorgang zu verbinden. In a further embodiment, the at least one electrical load is at least one electric pump, by means of which at least one operating fluid is brought to a predetermined pressure for vehicle conditioning. For example, the electric pump is a fuel pump. Alternatively or additionally, the pump is a pump for hydraulic fluid for a transmission, in particular dual-clutch transmission. If the motor vehicle is designed, for example, as a hybrid vehicle with a dual-clutch transmission, the one clutch must be closed in order to connect the electric machine and the internal combustion engine for the starting procedure.

Wie bereits ausgeführt, erfolgt in einer bevorzugten Ausführungsform das Starten des Starters durch die zweite elektrische Energiequelle. As already stated, in a preferred embodiment, the starter is started by the second electrical energy source.

Hinsichtlich der Ausgestaltung der Vorrichtung wird vollinhaltlich auf die vorangegangenen Ausführungen Bezug genommen. With regard to the embodiment of the device, reference is made in full to the preceding statements.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Fahrzeugkonditionierung eines Kraftfahrzeugs. The invention will be explained in more detail below with reference to a preferred embodiment. The sole FIGURE shows a schematic block diagram of a device for vehicle conditioning of a motor vehicle.

In der 1 ist eine Vorrichtung 1 zur Fahrzeugkonditionierung eines Kraftfahrzeugs vor dem Starten einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine mittels eines Starters S dargestellt. Die Vorrichtung 1 weist eine erste elektrische Energiequelle E1 auf, die auf einem ersten Spannungsniveau U1 liegt. Des Weiteren weist die Vorrichtung 1 eine zweite elektrische Energiequelle E2 auf, die auf einem zweiten Spannungsniveau U2 liegt. Zwischen der ersten elektrischen Energiequelle E1 und der zweiten elektrischen Energiequelle E2 ist ein Trennelement 2 in Form eines DC/DC-Wandlers 3 angeordnet. Weiter weist die Vorrichtung 1 mindestens einen elektrischen Verbraucher 4 auf, der durch ein Aktivierungssignal A2 mit der ersten elektrischen Energiequelle E1 vor dem Startvorgang verbunden wird. Weiter weist die Vorrichtung 1 mindestens einen weiteren elektrischen Verbraucher 5 auf, der durch ein Aktivierungssignal A2 mit der zweiten elektrischen Energiequelle E2 verbunden wird. In the 1 is a device 1 for vehicle conditioning of a motor vehicle before starting an internal combustion engine, not shown, by means of a starter S. The device 1 has a first electrical energy source E1, which is at a first voltage level U1. Furthermore, the device 1 a second electrical energy source E2, which is at a second voltage level U2. Between the first electrical energy source E1 and the second electrical energy source E2 is a separating element 2 in the form of a DC / DC converter 3 arranged. Next, the device 1 at least one electrical consumer 4 which is connected by an activation signal A2 to the first electric power source E1 before starting. Next, the device 1 at least one other electrical consumer 5 which is connected by an activation signal A2 to the second electric power source E2.

Die Vorrichtung 1 weist weiter ein erstes elektrisches Steuergerät 6, einen Temperatursensor 7 sowie ein zweites elektrisches Steuergerät 8 auf. The device 1 further includes a first electrical control unit 6 , a temperature sensor 7 and a second electrical control unit 8th on.

Zur weiteren Erläuterung sei angenommen, dass das Kraftfahrzeug ein Hybridfahrzeug ist, wobei die erste elektrische Energiequelle E1 eine Bordnetzbatterie ist und beispielsweise auf einem Spannungsniveau U1 = 12 V liegt. Die zweite elektrische Energiequelle E2 ist eine Traktionsbatterie und liegt beispielsweise auf einem Spannungsniveau U2 = 480 V. In diesem Fall kann der DC/DC-Wandler 3 als einfacher unidirektionaler Abwärtswandler ausgebildet sein. Der mindestens eine elektrische Verbraucher 4 ist beispielsweise eine Kraftstoffpumpe für die Brennkraftmaschine und/oder eine elektrische Pumpe für eine Betriebsflüssigkeit wie beispielsweise eine Hydraulikpumpe für ein Doppel-Kupplungsgetriebe, über das die Elektromaschine und die Brennkraftmaschine miteinander verbindbar sind, wobei die Elektromaschine auch die Starterfunktion übernehmen kann. In diesem Fall ist der Starter 5 auch die Elektromaschine für die Traktion. Der weitere elektrische Verbraucher 5 ist beispielsweise ein PTC-Heizelement, das das Getriebegehäuse und/oder die Hydraulikflüssigkeit erwärmt. For further explanation, it is assumed that the motor vehicle is a hybrid vehicle, wherein the first electrical energy source E1 is a vehicle electrical system battery and, for example, at a voltage level U1 = 12 V. The second electrical energy source E2 is a traction battery and is for example at a voltage level U2 = 480 V. In this case, the DC / DC converter 3 be designed as a simple unidirectional down converter. The at least one electrical consumer 4 For example, is a fuel pump for the internal combustion engine and / or an electric pump for a working fluid such as a hydraulic pump for a double clutch transmission via which the electric machine and the internal combustion engine are connected to each other, wherein the electric machine can also take over the starter function. In this case, the starter 5 also the electric machine for traction. The further electrical consumer 5 For example, a PTC heating element that heats the transmission housing and / or the hydraulic fluid.

Das erste Steuergerät 6 ist beispielsweise ein Tür-Steuergerät und das zweite Steuergerät 8 ist beispielsweise ein Hybrid-Steuergerät oder ein Bordnetz-Steuergerät. The first controller 6 is for example a door control unit and the second control unit 8th is for example a hybrid control unit or a vehicle electrical system control unit.

Erfasst nun das erste Steuergerät 6 ein Signal, aus dem auf den Wunsch des Kraftfahrzeugführers geschlossen werden kann, die Brennkraftmaschine zu starten, so erzeugt diese ein erstes Aktivierungssignal A1, das an das zweite Steuergerät 8 übermittelt wird. Das Signal für das erste Steuergerät 6 kann beispielsweise das Öffnen einer Fahrzeugtür, das Entriegeln der Zentralverriegelung oder ein Signal von einem externen Endgerät sein. Beispielsweise übermittelt der Kraftfahrzeugführer den Wunsch per Smartphone oder PC. Das zweite Steuergerät 8 empfängt das erste Aktivierungssignal A1 und wertet die Temperatur T des Temperatursensors 7 aus, der beispielsweise die Umgebungstemperatur erfasst. Das zweite Steuergerät 8 erzeugt dann ein zweites Aktivierungssignal A2, mit dem der DC/DC-Wandler 3 eingeschaltet wird, wobei dieser derart eingestellt wird, dass der DC /DC-Wandler 3 an der Seite der ersten elektrischen Energiequelle E1 eine Spannung U1 + ∆U zur Verfügung stellt (∆U > 0). ∆U kann dabei abhängig von der Temperatur T gewählt werden. Gleichzeitig oder kurz zeitlich versetzt zur Einschaltung des DC/DC-Wandlers 3 wird der elektrische Verbraucher 4 mit der ersten elektrischen Energiequelle E1 verbunden. Da U1 + ∆U größer als die offene Klemmspannung U1 der ersten Energiequelle E1 ist, wird diese geladen und gleichzeitig der Verbraucher 4 bestromt. Aufgrund der höheren Spannung gelangt der Verbraucher 4 schneller von einem ersten Zustand Z1 in einen zweiten Zustand Z2, der notwendig ist, um den Startvorgang durchzuführen. Ist der Verbraucher 4 eine Pumpe, so ist der zweite Zustand Z2 beispielsweise ein vorbestimmter Druck der Betriebsflüssigkeit. Ist dieser Zustand Z2 erreicht, so erzeugt das zweite Steuergerät 8 das Startsignal S1 oder gibt das Startsignal S2 frei, wobei dieses durch eine andere Komponente erzeugt wird, und der Startvorgang wird durchgeführt. Die Zeit vom Aktivierungssignal A2 bis zum Erreichen des Zustandes Z2 beträgt beispielsweise 10 bis 30 Sekunden. Now capture the first controller 6 a signal from which can be concluded on the request of the motor vehicle driver to start the internal combustion engine, this generates a first activation signal A1, the second control unit 8th is transmitted. The signal for the first controller 6 may be, for example, opening a vehicle door, unlocking the central locking or a signal from an external terminal. For example, the motor vehicle driver transmits the request via smartphone or PC. The second control unit 8th receives the first activation signal A1 and evaluates the temperature T of the temperature sensor 7 which, for example, detects the ambient temperature. The second control unit 8th then generates a second activation signal A2 to which the DC / DC converter 3 is turned on, wherein this is set such that the DC / DC converter 3 at the side of the first electric power source E1 provides a voltage U1 + ΔU (ΔU> 0). ΔU can be selected depending on the temperature T. At the same time or a short time offset to the switching on of the DC / DC converter 3 becomes the electrical consumer 4 connected to the first electric power source E1. Since U1 + ΔU is greater than the open terminal voltage U1 of the first power source E1, this is charged and at the same time the consumer 4 energized. Due to the higher voltage reaches the consumer 4 faster from a first state Z1 to a second state Z2, which is necessary to perform the starting process. Is the consumer 4 a pump, so the second state Z2, for example, a predetermined pressure of the operating fluid. If this state Z2 is reached, then the second control device generates 8th the start signal S1 or releases the start signal S2, which is generated by another component, and the starting operation is performed. The time from Activation signal A2 until reaching the state Z2 is for example 10 to 30 seconds.

Die Vorteile sind, dass einerseits die erste elektrische Energiequelle E1 nicht belastet wird und daher eine geringere Zyklenfestigkeit aufweisen muss. Des Weiteren ist bei Fahrtantritt die erste elektrische Energiequelle E1 stets ausreichend geladen und muss nicht frühzeitig während der Fahrt bei einem im Regelfall schlechteren Wirkungsgrad nachgeladen werden. Im Ergebnis können dadurch CO2-Emissionen reduziert werden. Schließlich erfolgt die Fahrzeugkonditionierung im Regelfall schneller als bei einer Fahrzeugkonditionierung ausschließlich aus der ersten elektrischen Energiequelle E1. The advantages are that, on the one hand, the first electrical energy source E1 is not loaded and therefore must have a lower cycle stability. Furthermore, the first electrical energy source E1 is always sufficiently charged when starting to drive and does not have to be recharged prematurely while driving at a generally worse efficiency. As a result, CO 2 emissions can be reduced. Finally, the vehicle conditioning is usually faster than in a vehicle conditioning exclusively from the first electrical energy source E1.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102011011007 A1 [0005] DE 102011011007 A1 [0005]

Claims (10)

Verfahren zur Fahrzeugkonditionierung eines Kraftfahrzeugs vor dem Starten einer Brennkraftmaschine mittels mindestens einer ersten elektrischen Energiequelle (E1) auf einem ersten Spannungsniveau (U1), wobei zur Fahrzeugkonditionierung mindestens ein elektrischer Verbraucher (4) durch mindestens ein Aktivierungssignal (A1, A2) mit der ersten elektrischen Energiequelle (E1) vor dem Startvorgang verbunden wird, wobei der mindestens eine elektrische Verbraucher (4) oder eine diesem zugeordnete Komponente von einem ersten Zustand (Z1) in einen zweiten Zustand (Z2) überführt wird, bevor der Startvorgang der Brennkraftmaschine durchgeführt werden kann, wobei mindestens eine zweite elektrische Energiequelle (E2) vorgesehen ist, die über mindestens ein Trennelement (2) mit der ersten elektrischen Energiequelle (E1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Aktivierungssignal (A1, A2) das Trennelement (2) derart angesteuert wird oder das Trennelement (2) derart ausgebildet ist, dass die zweite elektrische Energiequelle (E2) mindestens die elektrische Versorgung des mindestens einen elektrischen Verbrauchers (4) während der Fahrzeugkonditionierung unterstützt. Method for vehicle conditioning of a motor vehicle before starting an internal combustion engine by means of at least one first electrical energy source (E1) at a first voltage level (U1), wherein at least one electrical consumer ( 4 ) is connected by at least one activation signal (A1, A2) with the first electrical energy source (E1) before the starting process, wherein the at least one electrical consumer ( 4 ) or a component associated therewith is transferred from a first state (Z1) to a second state (Z2) before the starting process of the internal combustion engine can be carried out, wherein at least one second electrical energy source (E2) is provided which is connected via at least one separating element (Z2). 2 ) is connected to the first electrical energy source (E1), characterized in that by the activation signal (A1, A2) the separating element ( 2 ) is driven in such a way or the separating element ( 2 ) is configured such that the second electrical energy source (E2) at least the electrical supply of the at least one electrical load ( 4 ) during vehicle conditioning. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (2) als DC/DC-Wandler (3) ausgebildet ist, wobei durch das Aktivierungssignal (A1, A2) der DC/DC-Wandler (3) derart eingestellt wird, dass auf der Seite der ersten Spannungsquelle (E1) eine Spannung (U1 + ∆U) über einer offenen Klemmspannung (U1) des ersten Energiespeichers (E1) eingestellt wird. Method according to claim 1, characterized in that the separating element ( 2 ) as a DC / DC converter ( 3 ) is formed, wherein by the activation signal (A1, A2) of the DC / DC converter ( 3 ) is set such that on the side of the first voltage source (E1), a voltage (U1 + ΔU) is set above an open terminal voltage (U1) of the first energy store (E1). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (2) mindestens bis unmittelbar vor dem Startvorgang durchgeschaltet bleibt. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the separating element ( 2 ) remains switched on at least until immediately before the starting process. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Mittel zur Erfassung oder Ermittlung einer Umgebungstemperatur (T) und/oder einer Komponententemperatur vorgesehen ist, wobei die Aktivierung des Trennelements (2) und/oder eine eingestellte Spannung (U1 + ∆U) abhängig von der erfassten oder ermittelten Umgebungstemperatur (T) und/oder Komponententemperatur erfolgt. Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one means for detecting or determining an ambient temperature (T) and / or a component temperature is provided, wherein the activation of the separating element ( 2 ) and / or a set voltage (U1 + ΔU) depends on the detected or determined ambient temperature (T) and / or component temperature. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite elektrische Energiequelle (E2) auf einem zweiten Spannungsniveau (U2) liegt, wobei das zweite Spannungsniveau (U2) größer als das erste Spannungsniveau (U1) der ersten elektrischen Energiequelle (E1) ist, wobei die zweite elektrische Energiequelle (E2) durch das Aktivierungssignal (A1, A2) mit mindestens einem weiteren elektrischen Verbraucher (5) verbunden wird. Method according to one of Claims 2 to 4, characterized in that the second electrical energy source (E2) is at a second voltage level (U2), the second voltage level (U2) being greater than the first voltage level (U1) of the first electrical energy source (E1 ), wherein the second electrical energy source (E2) by the activation signal (A1, A2) with at least one further electrical consumer ( 5 ) is connected. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine elektrische Verbraucher (4) mindestens eine elektrische Pumpe ist, mittels derer zur Fahrzeugkonditionierung mindestens eine Betriebsflüssigkeit auf einen vorgegebenen Druck gebracht wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one electrical consumer ( 4 ) is at least one electric pump, by means of which for vehicle conditioning at least one operating fluid is brought to a predetermined pressure. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Starter (S) zum Starten der Brennkraftmaschine durch die zweite elektrische Energiequelle (E2) versorgt wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that a starter (S) for starting the internal combustion engine by the second electrical energy source (E2) is supplied. Vorrichtung (1) zur Fahrzeugkonditionierung eines Kraftfahrzeugs vor dem Starten einer Brennkraftmaschine, umfassend mindestens eine erste elektrische Energiequelle (E1) auf einem ersten Spannungsniveau (U1), mindestens einen elektrischen Verbraucher (4) und mindestens ein Mittel zur Erzeugung mindestens eines Aktivierungssignals (A1, A2), wobei die Vorrichtung (1) derart ausgebildet ist, dass zur Fahrzeugkonditionierung der mindestens eine elektrische Verbraucher (4) durch das mindestens eine Aktivierungssignal (A1, A2) mit der ersten elektrischen Energiequelle (E1) vor dem Startvorgang verbunden wird, wobei der mindestens eine elektrische Verbraucher (4) oder eine diesem zugeordnete Komponente von einem ersten Zustand (Z1) in einen zweiten Zustand (Z2) überführt wird, bevor der Startvorgang der Brennkraftmaschine durchgeführt werden kann, wobei die Vorrichtung (1) mindestens eine zweite elektrische Energiequelle (E2) aufweist, die über mindestens ein schaltbares Trennelement (2) mit der ersten elektrischen Energiequelle (E1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) derart ausgebildet ist, dass durch das Aktivierungssignal (A1, A2) das Trennelement (2) derart angesteuert wird oder das Trennelement (2) derart ausgebildet ist, dass die zweite elektrische Energiequelle (E2) mindestens die elektrische Versorgung des mindestens einen elektrischen Verbrauchers (4) während der Fahrzeugkonditionierung unterstützt. Contraption ( 1 ) for vehicle conditioning of a motor vehicle before starting an internal combustion engine, comprising at least one first electrical energy source (E1) at a first voltage level (U1), at least one electrical consumer ( 4 ) and at least one means for generating at least one activation signal (A1, A2), the device ( 1 ) is configured such that for vehicle conditioning the at least one electrical consumer ( 4 ) is connected by the at least one activation signal (A1, A2) with the first electrical energy source (E1) before the starting process, wherein the at least one electrical load ( 4 ) or a component associated therewith is transferred from a first state (Z1) to a second state (Z2) before the starting process of the internal combustion engine can be carried out, the device ( 1 ) has at least one second electrical energy source (E2), which is connected via at least one switchable separating element (E2). 2 ) is connected to the first electrical energy source (E1), characterized in that the device ( 1 ) is designed such that by the activation signal (A1, A2) the separating element ( 2 ) is driven in such a way or the separating element ( 2 ) is configured such that the second electrical energy source (E2) at least the electrical supply of the at least one electrical load ( 4 ) during vehicle conditioning. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (2) als DC/DC-Wandler (3) ausgebildet ist, wobei die Vorrichtung (1) derart ausgebildet ist, dass durch das Aktivierungssignal (A1, A2) der DC/DC-Wandler (3) derart eingestellt wird, dass auf der Seite der ersten Spannungsquelle (E1) eine Spannung (U1 + ∆U) über einer offenen Klemmspannung (U1) des ersten Energiespeichers (E1) eingestellt wird. Apparatus according to claim 8, characterized in that the separating element ( 2 ) as a DC / DC converter ( 3 ), wherein the device ( 1 ) is designed such that by the activation signal (A1, A2) of the DC / DC converter ( 3 ) is set such that on the side of the first voltage source (E1), a voltage (U1 + ΔU) is set above an open terminal voltage (U1) of the first energy store (E1). Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite elektrische Energiequelle (E2) auf einem zweiten Spannungsniveau (U2) liegt, wobei das zweite Spannungsniveau (U2) größer als das erste Spannungsniveau (U1) der ersten elektrischen Energiequelle (E1) ist, wobei die zweite elektrische Energiequelle (E2) durch das Aktivierungssignal (A1, A2) mit mindestens einem weiteren elektrischen Verbraucher (5) verbunden ist. Apparatus according to claim 9, characterized in that the second electrical energy source (E2) is at a second voltage level (U2), wherein the second voltage level (U2) is greater is the first voltage level (U1) of the first electrical energy source (E1), the second electrical energy source (E2) being connected to at least one further electrical consumer (A1, A2) by the activation signal (A1, A2). 5 ) connected is.
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