DE102016208663A1 - Method and control unit for voltage adjustment in a vehicle electrical system - Google Patents

Method and control unit for voltage adjustment in a vehicle electrical system Download PDF

Info

Publication number
DE102016208663A1
DE102016208663A1 DE102016208663.4A DE102016208663A DE102016208663A1 DE 102016208663 A1 DE102016208663 A1 DE 102016208663A1 DE 102016208663 A DE102016208663 A DE 102016208663A DE 102016208663 A1 DE102016208663 A1 DE 102016208663A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
electrical system
reference point
components
primary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102016208663.4A
Other languages
German (de)
Inventor
Martin Lamprecht
Christopher Deisler
Dominik Kerler
Christian Pichler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE102016208663.4A priority Critical patent/DE102016208663A1/en
Publication of DE102016208663A1 publication Critical patent/DE102016208663A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/1423—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle with multiple batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/46—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for ICE-powered road vehicles

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betrieb eines Bordnetzes eines Fahrzeugs beschrieben, wobei das Bordnetz N Komponenten, N ≥ 1, mit Spannungs-Anforderungen für jeweils zumindest einen von M Bezugspunkten, M > 1, aufweist und wobei die N Komponenten Prioritätswerte aufweisen. Das Verfahren umfasst das Auswählen eines primären Bezugspunktes aus den M Bezugspunkten in Abhängigkeit von den Prioritätswerten. Außerdem umfasst das Verfahren das Anpassen einer Spannung im Bordnetz auf eine Wunschspannung zumindest einer der N Komponenten für den primären Bezugspunkt, sofern dies unter Berücksichtigung von Spannungs-Anforderungen der N Komponenten zulässig ist.A method is described for operating an on-board network of a vehicle, wherein the vehicle electrical system has N components, N ≥ 1, with voltage requirements for at least one of M reference points, M> 1, and wherein the N components have priority values. The method includes selecting a primary reference point from the M reference points in dependence on the priority values. In addition, the method comprises adapting a voltage in the electrical system to a desired voltage of at least one of the N components for the primary reference point, if this is permissible taking into account voltage requirements of the N components.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Steuereinheit zur Einstellung der Bordnetzspannung in einem Bordnetz eines Fahrzeugs.The invention relates to a method and a corresponding control unit for adjusting the vehicle electrical system voltage in a vehicle electrical system of a vehicle.

Ein Fahrzeug umfasst typischerweise ein Bordnetz, insbesondere ein sogenanntes Niedervolt-Bordnetz (z. B. im Bereich von 12 V oder 48 V), über das diverse elektrische Verbraucher (z. B. ein Starter für einen Verbrennungsmotor, Beleuchtungskomponenten, Heiz- und/oder Kühlkomponenten, etc.) des Fahrzeugs betrieben werden. Das Bordnetz umfasst dabei meist einen Energiespeicher (z. B. einen Blei-Akkumulator und/oder eine LiIonen-basierte Batterie) zur Speicherung von elektrischer Energie und einen Generator (z. B. eine sogenannte Lichtmaschine), der eingerichtet ist, elektrische Energie für den Betrieb der ein oder mehreren elektrischen Verbraucher und/oder zur Speicherung im elektrischen Energiespeicher zu generieren. Die unterschiedlichen Komponenten (Verbraucher, Energiespeicher, Generator, etc.) sind dabei über Leitungen des Bordnetzes miteinander gekoppelt.A vehicle typically comprises a vehicle electrical system, in particular a so-called low-voltage vehicle electrical system (for example in the range of 12 V or 48 V), via which various electrical consumers (for example a starter for an internal combustion engine, lighting components, heating and / or or cooling components, etc.) of the vehicle. In this case, the vehicle electrical system usually comprises an energy store (eg a lead accumulator and / or a Li ion-based battery) for storing electrical energy and a generator (eg a so-called alternator) that is set up with electrical energy for to generate the operation of one or more electrical loads and / or for storage in the electrical energy storage. The different components (consumers, energy storage, generator, etc.) are coupled together via lines of the electrical system.

Die unterschiedlichen Komponenten eines Bordnetzes haben typischerweise unterschiedliche Anforderungen in Bezug auf die Spannung, die an den jeweiligen Komponenten anliegen muss, um eine korrekte Funktionalität der Komponenten sicherzustellen. Diese Anforderungen werden heute typischerweise in Bezug auf einen bestimmten Spannungs-Messpunkt im Bordnetz angegeben, eingeregelt und überwacht. Dabei können sich aufgrund von sich ändernden Spannungsabfällen an den Leitungen des Bordnetzes Ungenauigkeiten in Bezug auf die Überwachung der Anforderungen der unterschiedlichen Bordnetz-Komponenten ergeben.The different components of a vehicle electrical system typically have different voltage requirements that must be applied to the respective components in order to ensure correct functionality of the components. Today, these requirements are typically specified, regulated and monitored in relation to a specific voltage measurement point in the electrical system. This may result inaccuracies in terms of monitoring the requirements of the different electrical system components due to changing voltage drops on the lines of the electrical system.

Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, ein Verfahren und eine entsprechende Steuereinheit bereitzustellen, durch die die diversen Anforderungen von unterschiedlichen Komponenten eines Bordnetzes mit erhöhter Genauigkeit berücksichtigt werden können.The present document deals with the technical problem to provide a method and a corresponding control unit, by which the diverse requirements of different components of a vehicle electrical system can be taken into account with increased accuracy.

Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u. a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The object is solved by the independent claims. Advantageous embodiments are u. a. in the dependent claims.

Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb eines Bordnetzes eines Fahrzeugs (insbesondere eines Straßenkraftfahrzeugs) beschrieben. Das Bordnetz umfasst N Komponenten (z. B. ein oder mehrere elektrische Verbraucher und ein oder mehrere elektrische Energiespeicher), mit N ≥ 1 (wobei N eine natürliche Zahl ist, typischerweise N > 1, z. B. N gleich 10, 20 oder mehr). Dabei weist jede Komponente ein oder mehrere Spannungs-Anforderungen für zumindest einen von M Bezugspunkten, mit M > 1 (wobei M eine natürliche Zahl ist, z. B. M gleich 2, 3 oder mehr), auf. Die Bezugspunkte sind dabei typischerweise an unterschiedlichen Stellen innerhalb des Bordnetzes angeordnet. Insbesondere weisen die Bezugspunkte typischerweise voneinander unterschiedliche Bezugspunkt-Spannungen auf. Für jeden der M Bezugspunkte weist typischerweise zumindest eine der N Komponenten eine Spannungs-Anforderung auf. Mit anderen Worten, die Komponenten des Bordnetzes des Fahrzeugs können Spannungs-Anforderungen für mehrere unterschiedlich angeordnete Bezugspunkte im Bordnetz aufweisen. So können die Bezugspunkte für Spannungs-Anforderungen im physikalischen Energiebordnetz relativ nah bei den jeweiligen Komponenten angeordnet werden. Des Weiteren können so die Spannungs-Anforderungen der einzelnen Komponenten mit einer erhöhten Genauigkeit berücksichtigt werden. Dies ist insbesondere dadurch möglich, dass die Spannungen an den Bezugspunkten nicht substantiell von den Spannungen an den ausschlaggebenden Komponenten abweichen, da nicht durch einen substantiellen Spannungsabfall über eine Leitung eine signifikante Abweichung der Werte verursacht wird.According to one aspect, a method for operating a vehicle electrical system of a vehicle (in particular a road motor vehicle) is described. The on-board network includes N components (eg, one or more electrical loads and one or more electrical energy stores), where N≥1 (where N is a natural number, typically N> 1, eg, N equals 10, 20, or more). In this case, each component has one or more stress requirements for at least one of M reference points, where M> 1 (where M is a natural number, eg M is equal to 2, 3 or more). The reference points are typically arranged at different locations within the electrical system. In particular, the reference points typically have mutually different reference point voltages. For each of the M reference points, typically at least one of the N components has a voltage requirement. In other words, the components of the vehicle electrical system of the vehicle may have voltage requirements for several differently arranged reference points in the electrical system. Thus, the reference points for voltage requirements in the physical energy on-board network can be arranged relatively close to the respective components. Furthermore, the voltage requirements of the individual components can be taken into account with increased accuracy. This is possible, in particular, in that the voltages at the reference points do not differ substantially from the voltages at the decisive components, since a significant deviation in the values is not caused by a substantial voltage drop across a line.

Die Spannungs-Anforderungen einer Komponente für einen Bezugspunkt können umfassen: eine Minimalspannung, die an dem Bezugspunkt nicht unterschritten werden sollte (bzw. darf); und/oder eine Maximalspannung, die an dem Bezugspunkt nicht überschritten werden sollte (bzw. darf); und/oder eine Wunschspannung, die an dem Bezugspunkt vorliegen sollte. Des Weiteren kann ein maximaler bzw. minimaler Spannungsgradient (d. h. eine maximale bzw. minimale Veränderung der Spannung über die Zeit) angefordert werden.The voltage requirements of a component for a reference point may include: a minimum voltage that should not be undercut at the reference point; and / or a maximum voltage which should (or may not) be exceeded at the reference point; and / or a desired voltage that should be present at the reference point. Furthermore, a maximum or minimum voltage gradient (i.e., a maximum or minimum change in voltage over time) may be requested.

Das Verfahren kann das Auswählen (zumindest) eines primären Bezugspunktes aus den M Bezugspunkten umfassen. In diesem Zusammenhang können Prioritätswerte für die Komponenten bzw. für die Spannungs-Anforderungen der Komponenten ermittelt werden. Diese Prioritätswerte können sich dabei ggf. zeitlich ändern (z. B. in Abhängigkeit von einem Zustand des Bordnetzes, einem Zustand der Komponenten und/oder einem Zustand des Fahrzeugs). Der Prioritätswert einer Komponente kann anzeigen, mit welcher Priorität die Spannungs-Anforderung, insbesondere eine Wunschspannung, der Komponente einzuhalten ist. Dabei kann je nach Situation, die Wunschspannung einer anderen Komponente höher priorisiert werden. Der primäre Bezugspunkt kann dann in Abhängigkeit von den Prioritätswerten, insbesondere in Abhängigkeit von einem Maximalwert der Prioritätswerte, ausgewählt werden. Beispielsweise kann der Bezugspunkt, der die Wunschspannung mit dem höchsten Prioritätswert aufweist, als der primäre Bezugspunkt ausgewählt werden. Die Komponente mit der höchstprioren Wunschspannung kann dann als die primäre Komponente bezeichnet werden. Je nach Zustand des Bordnetzes kann dabei eine unterschiedliche primäre Komponente aus den N Komponenten ausgewählt werden.The method may include selecting (at least) a primary reference point from the M reference points. In this context, priority values for the components or for the voltage requirements of the components can be determined. These priority values may possibly change over time (eg as a function of a state of the vehicle electrical system, a state of the components and / or a state of the vehicle). The priority value of a component may indicate with which priority the voltage requirement, in particular a desired voltage, of the component is to be adhered to. Depending on the situation, the desired voltage of another component can be prioritized higher. The primary reference point can then be selected as a function of the priority values, in particular as a function of a maximum value of the priority values. For example, the reference point having the desired voltage with the highest priority value may be the primary reference point to be selected. The component with the highest priority desired voltage may then be referred to as the primary component. Depending on the condition of the vehicle electrical system, a different primary component can be selected from the N components.

Das Verfahren umfasst weiter, das Anpassen einer Spannung im Bordnetz auf die Wunschspannung zumindest einer der N Komponenten für den primären Bezugspunkt. Dabei kann die Spannung im Bordnetz insbesondere derart angepasst werden, dass die Spannung am primären Bezugspunkt der Wunschspannung der primären Komponente (auch als primäre Wunschspannung bezeichnet) entspricht. Die Anpassung auf die Wunschspannung erfolgt dabei typischerweise nur insoweit, als dies unter Berücksichtigung von Spannungs-Anforderungen der N Komponenten zulässig ist.The method further comprises adjusting a voltage in the electrical system to the desired voltage of at least one of the N components for the primary reference point. In this case, the voltage in the vehicle electrical system can in particular be adapted such that the voltage at the primary reference point corresponds to the desired voltage of the primary component (also referred to as primary desired voltage). The adaptation to the desired voltage is typically carried out only insofar as this is permissible under consideration of voltage requirements of the N components.

Das Verfahren kann weiter umfassen, das Ermitteln einer Spannungs-Abweichung an dem primären Bezugspunkt, auf Basis der Spannungs-Anforderung zumindest einer der N Komponenten (insbesondere der primären Komponente) für den primären Bezugspunkt. Das Ermitteln der Spannungs-Abweichung an dem primären Bezugspunkt kann umfassen, das Ermitteln einer von einer Komponente für den primären Bezugspunkt angeforderten Wunschspannung als eine primäre Wunschspannung. Insbesondere kann die Wunschspannung der primären Komponente als die primäre Wunschspannung ermittelt werden. Des Weiteren kann eine Ist-Spannung an dem primären Bezugspunkt ermittelt werden. Die Spannungs-Abweichung an dem primären Bezugspunkt kann dann auf Basis der (Differenz aus der) primären Wunschspannung und der Ist-Spannung ermittelt werden.The method may further include determining a voltage deviation at the primary reference point based on the voltage requirement of at least one of the N components (especially the primary component) for the primary reference point. Determining the voltage deviation at the primary reference point may include determining a desired voltage requested by a component for the primary reference point as a primary desired voltage. In particular, the desired voltage of the primary component may be determined as the primary desired voltage. Furthermore, an actual voltage can be determined at the primary reference point. The voltage deviation at the primary reference point can then be determined based on the (difference between) the primary desired voltage and the actual voltage.

Außerdem kann das Verfahren umfassen, das Anpassen der Spannung im Bordnetz in Abhängigkeit von der Spannungs-Abweichung und unter Berücksichtigung (insbesondere bei Einhaltung) der Spannungs-Anforderungen der N Komponenten. Insbesondere kann die Spannung im Bordnetz derart angepasst werden, dass an keinem der M Bezugspunkte eine von einer Komponente für diesen Bezugspunkt angeforderte Minimalspannung unterschritten wird und/oder eine von einer Komponente für diesen Bezugspunkt angeforderte Maximalspannung überschritten wird und/oder eine Anforderung an den erlaubten Spannungsgradient verletzt wird.In addition, the method may include adjusting the voltage in the vehicle electrical system as a function of the voltage deviation and taking into account (in particular while maintaining) the voltage requirements of the N components. In particular, the voltage in the vehicle electrical system can be adjusted such that no minimum voltage required by a component for this reference point is undershot at any of the M reference points and / or a maximum voltage requested by a component for this reference point is exceeded and / or a request for the permitted voltage gradient get hurt.

Durch die Berücksichtigung einer Wunschspannung bzw. einer Spannungs-Abweichung für den primären Bezugspunkt und durch die Berücksichtigung der Spannungs-Anforderungen aller Komponenten des Bordnetzes kann eine präzise Einstellung der Spannung in einem Bordnetz (insbesondere in Bezug auf die Wunschspannung zumindest einer Komponente) erfolgen. Dabei können durch die Betrachtung mehrerer Bezugspunkte die Spannungs-Anforderungen der unterschiedlichen Komponenten individueller und mit erhöhter Genauigkeit berücksichtigt werden. Insbesondere können für die Komponenten jeweils Bezugspunkte innerhalb des Bordnetzes gewählt werden, die (im Mittel) einen reduzierten Abstand (und damit kürzere Bordnetz-Leitungen und damit geringere Leitungswiderstände) zu den Komponenten aufweisen. Somit können die Anforderungen der Komponenten mit erhöhter Genauigkeit spezifiziert und berücksichtigt werden.By considering a desired voltage or a voltage deviation for the primary reference point and by taking into account the voltage requirements of all components of the electrical system can be a precise adjustment of the voltage in a vehicle electrical system (in particular with respect to the desired voltage of at least one component). By considering several reference points, the voltage requirements of the different components can be taken into account individually and with increased accuracy. In particular, reference points within the vehicle electrical system can each be selected for the components, which (on average) have a reduced distance (and thus shorter on-board network lines and thus lower line resistance) to the components. Thus, the requirements of the components can be specified and taken into account with increased accuracy.

Das Anpassen der Spannung im Bordnetz kann umfassen, das Ermitteln der Ist-Spannung für einen bestimmten Bezugspunkt. Des Weiteren können auf Basis der Spannungs-Anforderungen für den bestimmten Bezugspunkt, eine mögliche Bezugspunkt-Minimalspannung und eine mögliche Bezugspunkt-Maximalspannung und/oder ein erlaubter Spannungsgradient für den bestimmten Bezugspunkt ermittelt werden. Auf Basis der Ist-Spannung, der möglichen Bezugspunkt-Minimalspannung und der möglichen Bezugspunkt-Maximalspannung und/oder des erlaubten Spannungsgradienten für den bestimmten Bezugspunkt können dann eine maximal mögliche Spannungsabsenkung und eine maximal mögliche Spannungsanhebung für den bestimmten Bezugspunkt ermittelt werden. Die Spannung im Bordnetz kann dann derart angepasst werden, dass die maximal mögliche Spannungsabsenkung und die maximal mögliche Spannungsanhebung für den bestimmten Bezugspunkt nicht überschritten werden.Adjusting the voltage in the electrical system may include determining the actual voltage for a particular reference point. Furthermore, based on the voltage requirements for the particular reference point, a possible minimum reference point voltage and a maximum reference point potential and / or an allowable voltage gradient for the particular reference point may be determined. On the basis of the actual voltage, the possible reference point minimum voltage and the possible reference point maximum voltage and / or the permitted voltage gradient for the particular reference point, a maximum possible voltage reduction and a maximum possible voltage boost for the particular reference point can then be determined. The voltage in the vehicle electrical system can then be adjusted in such a way that the maximum possible voltage reduction and the maximum possible voltage boost for the specific reference point are not exceeded.

Insbesondere können für jeden der M Bezugspunkte eine maximal mögliche Spannungsabsenkung und eine maximal mögliche Spannungsanhebung ermittelt werden. Basieren darauf können eine maximal mögliche Spannungsabsenkung und eine maximal mögliche Spannungsanhebung im Bordnetz insgesamt ermittelt werden. Die Spannung im Bordnetz kann dann derart angepasst werden, dass die maximal mögliche Spannungsabsenkung und die maximal mögliche Spannungsanhebung im Bordnetz insgesamt nicht überschritten werden. Die Spannungs-Anforderungen der einzelnen Komponenten können so in zwei Werten (der maximal möglichen Spannungsabsenkung und der maximal möglichen Spannungsanhebung für das Bordnetz) aggregiert und somit in effizienter Weise bei der Spannungs-Anpassung berücksichtigt werden.In particular, a maximum possible voltage reduction and a maximum possible voltage boost can be determined for each of the M reference points. Based on this, a maximum possible voltage reduction and a maximum possible voltage boost in the electrical system can be determined in total. The voltage in the vehicle electrical system can then be adjusted so that the maximum possible voltage reduction and the maximum possible voltage boost in the electrical system are not exceeded altogether. The voltage requirements of the individual components can thus be aggregated in two values (the maximum possible voltage reduction and the maximum possible voltage boost for the vehicle electrical system) and thus be taken into account in an efficient manner in the voltage adjustment.

Beispielsweise kann die Spannung im Bordnetz um die Spannungs-Abweichung geändert (z. B. angehoben oder abgesenkt) werden, wenn die Spannungs-Abweichung im Rahmen der maximal möglichen Spannungsabsenkung und der maximal möglichen Spannungsanhebung im Bordnetz liegt. Andererseits kann die Spannung im Bordnetz um die maximal mögliche Spannungsabsenkung bzw. um die maximal mögliche Spannungsanhebung im Bordnetz geändert (z. B. abgesenkt bzw. angehoben werden). So kann die Einstellung der Spannung im Bordnetz in präziser und zuverlässiger Weise erfolgen.For example, the voltage in the electrical system can be changed by the voltage deviation (for example, raised or lowered), if the voltage deviation is within the maximum possible voltage reduction and the maximum possible voltage boost in the electrical system. On the other hand, the voltage in the electrical system to the maximum possible voltage reduction or to the maximum possible boost in the vehicle electrical system changed (eg lowered or raised). Thus, the adjustment of the voltage in the electrical system can be done in a precise and reliable manner.

Das Anpassen der Spannung im Bordnetz kann somit umfassen, das Ermitteln, auf Basis der Spannungs-Anforderungen der N Komponenten, einer maximal möglichen Spannungsabsenkung und einer maximal möglichen Spannungsanhebung im Bordnetz. Die Spannung im Bordnetz kann dann in einem durch die maximal mögliche Spannungsabsenkung und durch die maximal mögliche Spannungsanhebung definierten Rahmen derart angepasst werden, dass die Spannungs-Abweichung reduziert, insbesondere minimiert, wird.Adjusting the voltage in the electrical system can thus include determining, based on the voltage requirements of the N components, a maximum possible voltage reduction and a maximum possible voltage boost in the electrical system. The voltage in the vehicle electrical system can then be adjusted in a frame defined by the maximum possible voltage reduction and by the maximum possible voltage boost in such a way that the voltage deviation is reduced, in particular minimized.

Das Anpassen der Spannung im Bordnetz kann umfassen, das Ermitteln, auf Basis der Spannungs-Anforderungen für den bestimmten Bezugspunkt, eines minimalen (negativen) bzw. maximalen (positiven) zeitlichen Spannungsgradienten für den bestimmten Bezugspunkt bzw. für das Bordnetz. Eine Spannungsabsenkung kann dann derart erfolgen, dass der minimale zeitliche Spannungsgradient nicht unterschritten wird. Andererseits kann eine Spannungsanhebung derart erfolgen, dass der maximale zeitliche Spannungsgradient nicht überschritten wird. So können Anforderungen der N Komponenten in Bezug auf die Geschwindigkeit von Spannungs-Änderungen berücksichtigt werden.Adjusting the voltage in the vehicle electrical system may include determining, based on the voltage requirements for the particular reference point, a minimum (negative) or maximum (positive) time voltage gradient for the particular reference point or for the electrical system. A voltage reduction can then take place in such a way that the minimum temporal voltage gradient is not undershot. On the other hand, a voltage boost can be made such that the maximum temporal voltage gradient is not exceeded. Thus, requirements of the N components with respect to the speed of voltage changes can be considered.

Wie oben dargelegt, kann die Komponente, auf Basis dessen der primäre Bezugspunkt ausgewählt wird, als die primäre Komponente bezeichnet werden. Die maximal mögliche Spannungsabsenkung und die maximal mögliche Spannungsanhebung im Bordnetz kann ggf. nur auf Basis der Spannungs-Anforderungen der N Komponenten ermittelt werden, für die die Prioritätswerte eine gleiche oder eine höhere Priorität anzeigen als der Prioritätswert der primären Komponente.As stated above, the component on the basis of which the primary reference point is selected may be referred to as the primary component. The maximum possible voltage reduction and the maximum possible voltage boost in the electrical system may possibly only be determined on the basis of the voltage requirements of the N components for which the priority values indicate an equal or a higher priority than the priority value of the primary component.

Insbesondere können im Rahmen des Verfahrens Prioritätswerte für eine Minimalspannung, für eine Maximalspannung und für eine Wunschspannung der einzelnen Komponenten ermittelt werden. So kann in präziser Weise spezifiziert werden, welche Spannungs-Anforderungen mit welcher Priorität einzuhalten sind. Der primäre Bezugspunkt kann in Abhängigkeit von den Prioritätswerten für die Wunschspannung der einzelnen Komponenten ausgewählt werden. Insbesondere kann der Bezugspunkt als primärer Bezugspunkt ausgewählt werden, für den der Prioritätswert für die Wunschspannung einer Komponente die höchste Priorität anzeigt.In particular, priority values for a minimum voltage, for a maximum voltage and for a desired voltage of the individual components can be determined within the scope of the method. It is thus possible to specify in a precise manner which voltage requirements must be met with which priority. The primary reference point may be selected depending on the priority values for the desired voltage of the individual components. In particular, the reference point may be selected as the primary reference point for which the priority value for the desired voltage of a component indicates the highest priority.

Die maximal mögliche Spannungsabsenkung und die maximal mögliche Spannungsanhebung im Bordnetz kann ggf. nur auf Basis der ein oder mehreren Spannungs-Anforderungen der N Komponenten ermittelt werden, für die die Prioritätswerte in Bezug auf die Minimalspannung und/oder in Bezug auf die Maximalspannung eine gleich hohe oder höhere Priorität aufweisen als der Prioritätswert für die Wunschspannung der primären Komponente. Eine Beschränkung der Anpassung der Spannung im Bordnetz kann somit ggf. nur aufgrund von gleich- oder höherprioren Minimalspannungs- bzw. Maximalspannungs-Anforderungen an den (ggf. anderen) Bezugspunkten des Bordnetzes erfolgen. Durch die Berücksichtigung von Prioritätswerten für die Spannungs-Anforderungen der anderen Komponenten kann die Flexibilität und Genauigkeit bei der Anpassung der Spannung in einem Bordnetz weiter erhöht werden.The maximum possible voltage reduction and the maximum possible voltage boost in the vehicle electrical system may possibly only be determined on the basis of the one or more voltage requirements of the N components for which the priority values with respect to the minimum voltage and / or with respect to the maximum voltage are the same or higher priority than the priority value for the desired voltage of the primary component. A restriction of the adaptation of the voltage in the on-board network can thus possibly take place only on the basis of equal or higher-priority minimum voltage or maximum voltage requirements at the (possibly other) reference points of the vehicle electrical system. By considering priority values for the voltage requirements of the other components, the flexibility and accuracy in adjusting the voltage in a vehicle electrical system can be further increased.

Im Rahmen des Verfahrens kann (an einem Zeitpunkt) eine Mehrzahl von primären Bezugspunkten ermittelt werden (z. B. bei Vorliegen von gleichen Prioritätswerten). Die Spannungs-Abweichung kann dann auf Basis der Spannungs-Abweichungen von jeweils zumindest einer Komponente für jeden der Mehrzahl von primären Bezugspunkten ermittelt werden (z. B. als Kompromiss der primären Wunschspannungen der unterschiedlichen primären Komponenten an den unterschiedlichen primären Bezugspunkten). So können die Anforderungen von mehreren hochprioren Komponenten berücksichtigt werden.Within the scope of the method, a plurality of primary reference points can be determined (at one point in time) (eg if identical priority values are present). The voltage deviation may then be determined based on the voltage deviations of at least one component for each of the plurality of primary reference points (eg, as a compromise of the primary desired voltages of the different primary components at the different primary reference points). Thus, the requirements of several high priority components can be considered.

Das Verfahren wird typischerweise iterativ für eine Sequenz von Zeitpunkten ausgeführt (z. B. mit einer Frequenz von 10 Hz oder höher). Dabei können sich die primären Bezugspunkte zeitlich ändern (z. B. aufgrund von Zustandsänderungen im Bordnetz). Beispielsweise können sich die Spannungs-Anforderungen, die Prioritäten und/oder die Ist-Zustände der einzelnen Komponenten zeitlich ändern. Des Weiteren können sich die betrachteten Bezugspunkte im Bordnetz zeitlich ändern. Als Folge daraus können sich die primären Bezugspunkte zeitlich ändern.The method is typically performed iteratively for a sequence of times (eg, at a frequency of 10 Hz or higher). The primary reference points may change over time (eg due to changes in the state of the vehicle electrical system). For example, the voltage requirements, the priorities and / or the actual states of the individual components may change over time. Furthermore, the considered reference points in the electrical system can change over time. As a result, the primary reference points may change over time.

Das Anpassen der Spannung im Bordnetz kann insbesondere das Regeln einer Spannung bzw. das Anpassen einer Soll-Spannung für eine Spannungsregelung umfassen. Beispielsweise kann das Bordnetz einen Generator umfassen, der eingerichtet ist, elektrische Energie mit einer Generatorspannung für das Bordnetz zu erzeugen. Die Generatorspannung liegt dabei typischerweise an Klemmen des Generators an. Die Generatorspannung kann durch einen Spannungsregler in Abhängigkeit von einer Soll-Generatorspannung geregelt werden. Das Anpassen der Spannung im Bordnetz kann umfassen, das Ermitteln der Soll-Generatorspannung als Vorgabe an einen Spannungsregler des Generators, in Abhängigkeit von der Spannungs-Abweichung und unter Berücksichtigung der Spannungs-Anforderungen der N Komponenten. Die Soll-Generatorspannung des Generators kann somit iterativ angepasst werden, um die Spannungs-Anforderungen an unterschiedlichen Bezugspunkten im Bordnetz einzuhalten und um an sich ggf. ändernden Bezugspunkten eine Wunschspannung einzustellen.The adaptation of the voltage in the electrical system can in particular include the regulation of a voltage or the adaptation of a desired voltage for a voltage regulation. For example, the electrical system may include a generator that is configured to generate electrical energy with a generator voltage for the electrical system. The generator voltage is typically applied to terminals of the generator. The generator voltage can be regulated by a voltage regulator as a function of a desired generator voltage. Adjusting the voltage in the electrical system may include determining the desired generator voltage as a default to a voltage regulator of the generator, as a function of the voltage deviation and taking into account the voltage requirements of the N components. The nominal generator voltage of Generators can thus be adjusted iteratively to comply with the voltage requirements at different reference points in the electrical system and to adjust to possibly changing reference points a desired voltage.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Steuereinheit für ein Bordnetz eines Fahrzeugs beschrieben, wobei das Bordnetz N Komponenten, N ≥ 1, mit Spannungs-Anforderungen in Bezug auf jeweils zumindest einen von M Bezugspunkten, M > 1, aufweist und wobei für jeden der M Bezugspunkte typischerweise zumindest eine der N Komponenten eine Spannungs-Anforderung aufweist. Des Weiteren können die N Komponenten Prioritätswerte aufweisen. Die Steuereinheit ist eingerichtet, einen primären Bezugspunkt aus den M Bezugspunkten auszuwählen (insbesondere basierend auf den Prioritätswerten). Außerdem ist die Steuereinheit eingerichtet, eine Spannung im Bordnetz auf eine Wunschspannung bzw. in Abhängigkeit von einer Wunschspannung zumindest einer der N Komponenten für den primären Bezugspunkt anzupassen, sofern dies unter Berücksichtigung der Spannungs-Anforderungen der N Komponenten zulässig ist. Zu diesem Zweck kann auf Basis der Spannungs-Anforderung zumindest einer der N Komponenten für den primären Bezugspunkt, eine Spannungs-Abweichung an dem primären Bezugspunkt ermittelt werden. Die Spannung im Bordnetz kann dann in Abhängigkeit von der Spannungs-Abweichung und unter Berücksichtigung der Spannungs-Anforderungen der N Komponenten angepasst werden.According to a further aspect, a control unit for a vehicle electrical system is described, wherein the vehicle electrical system has N components, N ≥ 1, with voltage requirements with respect to at least one of M reference points, M> 1, and wherein for each of the M reference points typically at least one of the N components has a voltage requirement. Furthermore, the N components may have priority values. The control unit is arranged to select a primary reference point from the M reference points (in particular based on the priority values). In addition, the control unit is adapted to adapt a voltage in the electrical system to a desired voltage or in response to a desired voltage of at least one of the N components for the primary reference point, if this is allowed taking into account the voltage requirements of the N components. For this purpose, based on the voltage requirement of at least one of the N components for the primary reference point, a voltage deviation at the primary reference point can be determined. The voltage in the electrical system can then be adjusted depending on the voltage deviation and taking into account the voltage requirements of the N components.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug (insbesondere ein Straßenkraftfahrzeug z. B. ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Steuereinheit umfasst.According to a further aspect, a vehicle (in particular a road motor vehicle, for example a passenger car, a truck or a motorcycle) is described, which comprises the control unit described in this document.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z. B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.In another aspect, a software (SW) program is described. The SW program may be set up to run on a processor (eg, on a control device of a vehicle) and thereby perform the method described in this document.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.In another aspect, a storage medium is described. The storage medium may include a SW program that is set up to run on a processor and thereby perform the method described in this document.

Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Desweiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.It should be understood that the methods, devices and systems described herein may be used alone as well as in combination with other methods, devices and systems described in this document. Furthermore, any aspects of the methods, devices, and systems described herein may be combined in a variety of ways. In particular, the features of the claims can be combined in a variety of ways.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigenFurthermore, the invention will be described in more detail with reference to exemplary embodiments. Show

1 ein Blockdiagramm eines beispielhaften Bordnetzes eines Fahrzeugs; und 1 a block diagram of an exemplary electrical system of a vehicle; and

2 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Betrieb eines Bordnetzes. 2 a flowchart of an exemplary method for operating a vehicle electrical system.

Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der präzisen Überwachung und Einhaltung der unterschiedlichen Anforderungen von Komponenten eines Bordnetzes. In diesem Zusammenhang zeigt 1 beispielhafte Komponenten eines Bordnetzes 100. Das Bordnetz 100 umfasst einen Generator 103, der eingerichtet ist, elektrische Energie (insbesondere einen Gleichstrom mit einer bestimmten Generatorspannung 113) zu generieren, um ein oder mehrere elektrische Verbraucher 104 des Bordnetzes 100 zu betreiben und/oder um einen oder mehrere elektrischen Energiespeicher 102 des Bordnetzes 100 zu laden. Der Generator 103, die ein oder mehreren Energiespeicher 102 und die ein oder mehreren elektrischen Verbraucher 104 sind über Leitungen 105 miteinander verbunden.As stated above, the present document deals with the precise monitoring and compliance with the different requirements of components of a vehicle electrical system. In this context shows 1 exemplary components of a vehicle electrical system 100 , The electrical system 100 includes a generator 103 , which is adapted to electrical energy (in particular a direct current with a specific generator voltage 113 ) to generate one or more electrical consumers 104 of the electrical system 100 to operate and / or to one or more electrical energy storage 102 of the electrical system 100 to load. The generator 103 containing one or more energy stores 102 and the one or more electrical consumers 104 are over lines 105 connected with each other.

Der Generator 103 umfasst typischerweise einen Spannungsregler 106, der eingerichtet ist, die Generatorspannung 113 an den Klemmen des Generators 103 auf eine vorgegebene Soll-Generatorspannung 133 zu regeln. Die Soll-Generatorspannung 133 kann von einer Steuereinheit 101 des Bordnetzes 100 vorgegeben werden. Die Steuereinheit 101 (z. B. ein Energiemanagementsystem) kann eingerichtet sein, die Soll-Generatorspannung 133 auf Basis von Bordnetz-Information anzupassen (z. B. in Abhängigkeit von einer bestimmten Zielgröße zu regeln).The generator 103 typically includes a voltage regulator 106 that is set up, the generator voltage 113 at the terminals of the generator 103 to a predetermined setpoint generator voltage 133 to regulate. The nominal generator voltage 133 can be from a control unit 101 of the electrical system 100 be specified. The control unit 101 (eg, an energy management system) may be configured, the desired generator voltage 133 based on on-board network information (eg to regulate depending on a specific target variable).

Die Bordnetz-Information kann anhand von Messeinrichtungen an unterschiedlichen Messpunkten (bzw. Bezugspunkten) 122, 123 im Bordnetz 100 erfasst werden. Beispielsweise kann die Bordnetz-Information die Spannungen (bzw. Spannungswerte) an unterschiedlichen Bezugspunkten 122, 123 im Bordnetz 100 umfassen. In dem in 1 dargestellten Beispiel umfasst die Bordnetz-Information die Generatorspannung 113 (an einem Messpunkt 123 direkt an den Klemmen des Generators 103) und die Speicherspannung 112 (an einem Messpunkt 122 direkt an den Klemmen des Energiespeichers 102). Alternativ oder ergänzend kann ein Bezugspunkt 122, 123 an ein oder mehreren Verbrauchern 104 des Bordnetzes 100 angeordnet sein (um ein oder mehrere Spannungs-Anforderungen der ein oder mehreren Verbraucher 104 zu berücksichtigen). Die Steuereinheit 101 kann dann z. B. eingerichtet sein, die Spannung an einem der Messpunkte bzw. Bezugspunkte 122, 123 auf einen bestimmten Zielwert zu regeln. Insbesondere kann die Steuereinheit 101 eingerichtet sein, die Soll-Generatorspannung 133 derart anzupassen, dass die Spannung an einem der Bezugspunkte 122, 123 auf einen bestimmten Zielwert eingestellt wird.The vehicle electrical system information can be measured at different measuring points (or reference points) by means of measuring devices. 122 . 123 in the electrical system 100 be recorded. For example, the electrical system information, the voltages (or voltage values) at different reference points 122 . 123 in the electrical system 100 include. In the in 1 As shown, the on-board electrical system information includes the generator voltage 113 (at a measuring point 123 directly at the terminals of the generator 103 ) and the memory voltage 112 (at a measuring point 122 directly at the terminals of the energy storage 102 ). Alternatively or additionally, a reference point 122 . 123 to one or more consumers 104 of board network 100 be arranged (to one or more voltage requirements of one or more consumers 104 to be considered). The control unit 101 can then z. B. be set, the voltage at one of the measuring points or reference points 122 . 123 to settle on a specific target value. In particular, the control unit 101 be set, the desired generator voltage 133 adapt so that the voltage at one of the reference points 122 . 123 set to a specific target value.

Die unterschiedlichen Komponenten 102, 103, 104 des Bordnetzes 100 weisen typischerweise unterschiedliche Anforderungen in Bezug auf eine Spannung auf, die in dem Bordnetz 100 bereitgestellt wird. Die ein oder mehreren Spannungs-Anforderungen einer Komponente 102, 103, 104 können dabei relativ zu einem Bezugspunkt 122, 123 im Bordnetz 100 angegeben werden. Beispielsweise kann von einem elektrischen Verbraucher 104 des Bordnetzes 100 gefordert werden, dass die Speicherspannung 112 (an dem Bezugspunkt 122)

  • • einen bestimmten Minimalwert Umin nicht unterschreitet;
  • • einen bestimmten Maximalwert Umax nicht überschreitet;
  • • bei einem bestimmten Wunschwert UW liegt (der typischerweise zwischen Umin und Umax liegt; und/oder
  • • einen minimalen bzw. maximalen zeitlichen Spannungsgradienten dU/dt nicht überschreitet.
The different components 102 . 103 . 104 of the electrical system 100 typically have different requirements with respect to a voltage in the electrical system 100 provided. The one or more voltage requirements of a component 102 . 103 . 104 can relative to a reference point 122 . 123 in the electrical system 100 be specified. For example, from an electrical consumer 104 of the electrical system 100 be required that the memory voltage 112 (at the reference point 122 )
  • • does not fall below a certain minimum value U min ;
  • • does not exceed a certain maximum value U max ;
  • Is at a certain desired value U W (which is typically between U min and U max , and / or
  • • does not exceed a minimum or maximum voltage gradient dU / dt .

Die ein oder mehreren Anforderungen einer Komponente 102, 103, 104 können typischerweise mit hoher Genauigkeit für die Klemmen der jeweiligen Komponente 102, 103, 104 angegeben werden. Um jedoch die Anforderungen aller Komponenten 102, 103, 104 eines Bordnetzes 100 berücksichtigen zu können, werden die Anforderungen aller Komponenten 102, 103, 104 in Bezug auf genau einen Bezugspunkt 122 des Bordnetzes 100 angegeben. Die Spannung im Bordnetz 100 kann dann (unter Berücksichtigung der Anforderungen aller Komponenten 102, 103, 104) an diesem einen Bezugspunkt 122 eingestellt werden. Dabei sinkt jedoch die Genauigkeit, mit der die Anforderungen einer Komponente 102, 103, 104 berücksichtigt werden können, mit steigendem Abstand von dem Bezugspunkt 122 (insbesondere aufgrund des Spannungsabfalls an den Leitungen 105 des Bordnetzes 100). Es wäre daher vorteilhaft, die Anforderungen einer Komponente 102, 103, 104 des Bordnetzes 100 in Bezug auf einen Bezugspunkt 122, 123 einstellen zu können, der sich möglichst nah an der Komponente 102, 103, 104 befindet. So können die Anforderungen der einzelnen Komponenten 102, 103, 104 mit erhöhter Genauigkeit berücksichtigt werden.The one or more requirements of a component 102 . 103 . 104 can typically with high accuracy for the terminals of each component 102 . 103 . 104 be specified. However, the requirements of all components 102 . 103 . 104 of a vehicle electrical system 100 be able to take into account the requirements of all components 102 . 103 . 104 in relation to exactly one reference point 122 of the electrical system 100 specified. The voltage in the electrical system 100 can then (taking into account the requirements of all components 102 . 103 . 104 ) at this one reference point 122 be set. However, this reduces the accuracy with which the requirements of a component 102 . 103 . 104 can be considered, with increasing distance from the reference point 122 (Especially due to the voltage drop on the lines 105 of the electrical system 100 ). It would therefore be advantageous to the requirements of a component 102 . 103 . 104 of the electrical system 100 in relation to a reference point 122 . 123 to be able to adjust as close as possible to the component 102 . 103 . 104 located. So can the requirements of each component 102 . 103 . 104 be taken into account with increased accuracy.

Um den (durchschnittlichen) Abstand, bzw. Leitungswiderstand oder (typischen) Spannungsabfall, zwischen einer Komponente 102, 103, 104 und dem jeweiligen Bezugspunkt 122, 123 für diese Komponente 102, 103, 104 zu reduzieren, kann die Anzahl M der Bezugspunkte 122, 123 erhöht werden. An,m sind die Anforderungen einer Komponente n relativ zu dem Bezugspunkt m, wobei das Bordnetz 100 n = 1, ..., N Komponenten 102, 103, 104 und m = 1, ..., M Bezugspunkte 122, 123 umfasst. Die Anforderungen An,m einer Komponente n können umfassen,

  • • eine Minimalspannung U n,m / min an dem Bezugspunkt m;
  • • eine Maximalspannung U n,m / max an dem Bezugspunkt m;
  • • eine Wunschspannung U n,m / w an dem Bezugspunkt m, mit U n,m / min ≤ U n,m / w ≤ U n,m / max; und/oder
  • • einen minimalen bzw. maximalen zeitlichen Spannungsgradienten
    Figure DE102016208663A1_0002
By the (average) distance, or line resistance or (typical) voltage drop, between a component 102 . 103 . 104 and the respective reference point 122 . 123 for this component 102 . 103 . 104 can reduce the number M of reference points 122 . 123 increase. A n, m are the requirements of a component n relative to the reference point m, wherein the electrical system 100 n = 1, ..., N components 102 . 103 . 104 and m = 1, ..., M reference points 122 . 123 includes. The requirements A n, m of a component n may include
  • • a minimum voltage U n, m / min at the reference point m;
  • • a maximum voltage U n, m / max at the reference point m;
  • • a desired voltage U n, m / w at the reference point m, with U n, m / min ≤ U n, m / w ≤ U n, m / max; and or
  • • a minimum or maximum temporal voltage gradient
    Figure DE102016208663A1_0002

Des Weiteren können für die einzelnen Komponenten 102, 103, 104 Prioritäten bzw. Prioritätswerte Pn, n = 1, ..., N, angegeben werden, die anzeigen, welchen Stellenwert die Wunschspannung U n,m / w einer Komponente 102, 103, 104 relativ zu der Wunschspannung U n,m / w einer anderen Komponente 102, 103, 104 hat.Furthermore, for the individual components 102 . 103 . 104 Priorities or priority values P n , n = 1, ..., N, are given, indicating the importance of the desired voltage U n, m / w a component 102 . 103 . 104 relative to the desired voltage U n, m / w another component 102 . 103 . 104 Has.

Es ergeben sich somit für mehrere Bezugspunkte 122, 123 Mengen von Spannungs-Anforderungen, die an den Bezugspunkten 122, 123 einzuhalten sind. Dabei kann eine Wunschspannung im Bordnetz 100 zu einem bestimmten Zeitpunkt tk typischerweise nur in Bezug auf einen bestimmten Bezugspunkt (und in Bezug auf die Spannungs-Anforderungen einer Komponente) eingestellt werden. Zu einem Zeitpunkt tk kann daher aus den M Bezugspunkten 122, 123 (ggf. genau) ein primärer Bezugspunkt m(tk) ∈ {1, ..., M} ausgewählt werden. Zu diesem Zweck können beispielsweise die Prioritätswerte Pn(tk), n = 1, ..., N, der Komponenten 102, 103, 104 zum Zeitpunkt tk betrachtet werden, und es kann die Komponente 102, 103, 104 mit dem höchsten Prioritätswert Pn(tk) ermittelt werden. Der Bezugspunkt der Komponente n(tk) mit der höchsten Priorität Pn(tk) kann dann als der primäre Bezugspunkt m(tk) zum Zeitpunkt tk ausgewählt werden. Die Komponente n(tk) mit der höchsten Priorität Pn(tk) kann als die primäre Komponente bezeichnet werden.There are thus several reference points 122 . 123 Sets of voltage requirements that are at the reference points 122 . 123 are to be kept. This can be a desired voltage in the electrical system 100 At a given time t k, typically only with respect to a particular reference point (and with respect to the voltage requirements of a component) can be set. At a time t k can therefore from the M reference points 122 . 123 (possibly exactly) a primary reference point m (t k ) ∈ {1, ..., M} are selected. For this purpose, for example, the priority values P n (t k ), n = 1,..., N, of the components 102 . 103 . 104 at time t k , and it may be the component 102 . 103 . 104 with the highest priority value P n (t k ). The reference point of the component n (t k ) with the highest priority P n (t k ) can then be selected as the primary reference point m (t k ) at the time t k . The component n (t k ) having the highest priority P n (t k ) may be referred to as the primary component.

Es kann dann die Ist-Spannung

Figure DE102016208663A1_0003
an dem primären Bezugspunkt m(tk) ermittelt werden. Des Weiteren kann die Wunschspannung
Figure DE102016208663A1_0004
der primären Komponente ermittelt werden, sowie eine Spannungs-Abweichung
Figure DE102016208663A1_0005
Diese Abweichung kann z. B. als Regelabweichung eines Regel-Algorithmus betrachtet werden, und es kann eine Stellgröße S(tk) (z. B. die Soll-Generatorspannung 133 als Vorgabe an den Spannungsregler 106 des Generators 103) ermittelt werden, um die Abweichung Δ(tk) zu reduzieren. Beispielsweise kann die Soll-Generatorspannung 133 um Δ(tk) abgesenkt bzw. angehoben werden (je nach Vorzeichen der Spannungs-Abweichung). Dabei kann das Absenken bzw. das Anheben der Soll-Generatorspannung 133 in Abhängigkeit von dem minimalen (negativen) bzw. maximalen (positiven) Spannungsgradienten der Komponenten erfolgen. Insbesondere kann die Soll-Generatorspannung 133 derart um Δ(tk) abgesenkt bzw. angehoben werden, dass die minimalen (negativen) bzw. maximalen (positiven) zeitlichen Spannungsgradienten der Komponenten nicht überschritten werden.It can then be the actual voltage
Figure DE102016208663A1_0003
at the primary reference point m (t k ). Furthermore, the desired tension
Figure DE102016208663A1_0004
the primary component, as well as a voltage deviation
Figure DE102016208663A1_0005
This deviation can z. B. be considered as a control deviation of a control algorithm, and it may be a manipulated variable S (t k ) (eg., The target generator voltage 133 as default to the voltage regulator 106 of the generator 103 ) are determined to reduce the deviation Δ (t k ). For example, the desired generator voltage 133 can be lowered or raised by Δ (t k ) (depending on the sign of the voltage deviation). In this case, the lowering or raising of the setpoint generator voltage 133 as a function of the minimum (negative) or maximum (positive) voltage gradient of the components. In particular, the desired generator voltage 133 be lowered or raised by Δ (t k ) such that the minimum (negative) or maximum (positive) voltage gradients of the components are not exceeded.

Bei der Ermittlung der Stellgröße S(tk) ist jedoch zu beachten, dass durch die Stellgröße S(tk) auch die Anforderungen An,m der verbleibenden Komponenten (d. h. aller anderen Komponenten, abgesehen von der primären Komponente) eingehalten werden. Zu diesem Zweck kann für jeden Bezugspunkt, auf Basis der Komponenten-Anforderungen An,m für diesen Bezugspunkt, ermittelt werden:

  • • eine Minimalspannung U m / min für diesen Bezugspunkt m, als max(U n,m / min) der Anforderungen für diesen Bezugspunkt m;
  • • eine Maximalspannung U m / max für diesen Bezugspunkt m, als min(U n,m / max) der Anforderungen für diesen Bezugspunkt m; und/oder
  • • ein minimaler bzw. maximaler Spannungsgradient
    Figure DE102016208663A1_0006
    wobei der Betrag des Spannungsgradienten als Minimum der zulässigen Beträge der Spannungsgradienten der Komponenten für diesen Bezugspunkt m ermittelt werden kann.
When determining the manipulated variable S (t k ), however, it should be noted that the requirements A n, m of the remaining components (ie all other components, apart from the primary component) are also met by the manipulated variable S (t k ). For this purpose, for each reference point, on the basis of the component requirements A n, m for this reference point, it can be determined:
  • • a minimum voltage Rpm for this reference point m, as max (U n, m / min) the requirements for this reference point m;
  • • a maximum voltage U m / max for this reference point m, as min (U n, m / max) the requirements for this reference point m; and or
  • • a minimum or maximum voltage gradient
    Figure DE102016208663A1_0006
    wherein the magnitude of the voltage gradient may be determined as a minimum of the allowable amounts of voltage gradients of the components for that reference point m.

Es ergeben sich somit für die M Bezugspunkte 122, 123 Randbedingungen U m / min und U m / max, die bei der Ermittlung der Stellgröße S(tk) berücksichtigt werden müssen. Zu diesem Zweck kann prädiziert werden (z. B. durch eine Simulation des Bordnetzes 100, insbesondere der Spannungen an den unterschiedlichen Bezugspunkten 122, 123) wie sich die Stellgröße S(tk) auf die Spannungen Um an den unterschiedlichen Bezugspunkten 122, 123 auswirken würde. Es kann dann die Stellgröße S(tk) ausgewählt werden, die zum einen die Abweichung Δ(tk) möglichst stark reduziert und zum anderen gewährleistet, dass die Bezugspunkt-Anforderungen U m / min und U m / max eingehalten werden.This results in the M reference points 122 . 123 boundary conditions Rpm and U m / max, which must be taken into account when determining the manipulated variable S (t k ). For this purpose can be predicted (eg by a simulation of the electrical system 100 , in particular the voltages at the different reference points 122 . 123 ) as the manipulated variable S (t k ) on the voltages U m at the different reference points 122 . 123 would affect. It is then possible to select the manipulated variable S (t k ) which, on the one hand, reduces the deviation Δ (t k ) as much as possible and, on the other hand, ensures that the reference point requirements Rpm and U m / max be respected.

Das o. g. Verfahren kann dann für einen Folgezeitpunkt tk+1 wiederholt werden. Dabei kann sich z. B. aufgrund von geänderten Prioritäten Pn(tk+1) ein anderer primärer Bezugspunkt m(tk+1) ergeben. Es können somit die Anforderungen von Komponenten 102, 103, 104 eines Bordnetzes 100 in Bezug auf mehrere Bezugspunkte 122, 123 zuverlässig und präzise eingehalten werden.The above-mentioned method can then be repeated for a subsequent time t k + 1 . It may be z. B. due to changed priorities P n (t k + 1 ) give another primary reference point m (t k + 1 ). It can thus meet the requirements of components 102 . 103 . 104 of a vehicle electrical system 100 in relation to several reference points 122 . 123 be maintained reliably and accurately.

Die ein oder mehreren Energiespeicher 102 und die ein oder mehreren Verbraucher 104 eines Bordnetzes 100 können somit individuelle Komponenten-Anforderungen An,m an die Spannung an ihren Anschlussklemmen und damit Anforderungen an die Spannungslage im Energiebordnetz 100 aufweisen. Diese können sein: Einhalten einer Höchstspannungsgrenze U n,m / max, Einhalten einer Mindestspannungsgrenze U n,m / min, und/oder Einstellen einer Wunschspannung U n,m / w. The one or more energy storage 102 and the one or more consumers 104 of a vehicle electrical system 100 Thus, individual component requirements A n, m to the voltage at their terminals and thus requirements for the voltage level in the power cord 100 exhibit. These can be: Maintaining a maximum voltage limit U n, m / max, Maintaining a minimum voltage limit U n, m / min, and / or setting a desired voltage U n, m / w.

In dem Energiebordnetz 100 können mehrere Spannungsmessstellen 122, 123 (bzw. Bezugspunkte) definiert werden. Die Speicher 102 und Verbraucher 103 können ihre jeweiligen Anforderungen An,m bezogen auf jeweils eine der Spannungsmessstellen 122, 123 kommunizieren. Die Anforderungen An,m können priorisiert werden und zumindest eine Wunschspannung U n,m / w kann unter Einhaltung von Mindest- und Maximalspannungsgrenzen eingeregelt werden.In the power cord network 100 can have multiple voltage measuring points 122 . 123 (or reference points) are defined. The stores 102 and consumers 103 can their respective requirements A n, m with respect to each one of the voltage measuring points 122 . 123 communicate. The requirements A n, m can be prioritized and at least one desired voltage U n, m / w can be adjusted in compliance with minimum and maximum voltage limits.

Die Steuereinheit 101 des Bordnetzes 100 ermittelt alle Spannungsanforderungen (Höchst-, Mindest-, Wunschspannung) der Bordnetzkomponenten 102, 103, 104 jeweils mit Spannungswert, Bezugspunkt und Priorität. Es kann dann zu einem bestimmten Zeitpunkt tk ein primärer Bezugspunkt m(tk) als die Spannungsmessstelle 122, 123 ausgewählt werden, auf die sich die höchstpriore Wunschspannungsanforderung im Bordnetz 100 (als „primäre Zielvorgabe”) bezieht.The control unit 101 of the electrical system 100 Determines all voltage requirements (maximum, minimum, desired voltage) of the vehicle electrical system components 102 . 103 . 104 each with voltage value, reference point and priority. It may then at a certain time t k a primary reference point m (t k ) as the voltage measuring point 122 . 123 be selected, to which the highest priority desired voltage requirement in the electrical system 100 (as the "primary target").

Die Vergabe der Prioritäten kann dabei situationsabhängig (ggf. prädiktiv) erfolgen. Ggf. können bei Komponenten mit gleicher Priorität zwei oder mehrere Bezugspunkte als primäre Bezugspunkte ausgewählt werden. In diesem Fall kann z. B. die Abweichung Δ(tk) auf Basis der Abweichungen an den mehreren primären Bezugspunkten ermittelt werden. Beispielsweise kann eine mittlere Abweichung ermittelt werden. Beispielsweise kann in einem solchen Fall die Spannungs-Abweichung derart ermittelt werden, dass sich eine gleiche Spannungsabweichung von der Wunschspannung an den zwei oder mehr primären Bezugspunkten ergibt.The allocation of priorities can be situation-dependent (possibly predictive). Possibly. For example, two or more reference points may be selected as primary reference points for the same priority components. In this case, z. B. the deviation Δ (t k ) are determined based on the deviations at the plurality of primary reference points. For example, a mean deviation can be determined. For example, in such a case, the voltage deviation can be determined such that a same voltage deviation from the desired voltage at the two or more primary reference points.

Die Zielabweichung Δ(tk) an den ein oder mehreren primären Bezugspunkten m(tk) kann als die Differenz zwischen der Spannungsanforderung

Figure DE102016208663A1_0007
und der aktuell gemessenen Spannung
Figure DE102016208663A1_0008
an der Messstelle m(tk) ermittelt werden.The target deviation Δ (t k ) at the one or more primary reference points m (t k ) may be taken as the difference between the voltage requirement
Figure DE102016208663A1_0007
and the currently measured voltage
Figure DE102016208663A1_0008
be determined at the measuring point m (t k ).

Die relevante Minimalanforderung U m / min für einen Bezugspunkt m ist das Maximum aller Mindestspannungsanforderungen U n,m / min für den Bezugspunkt m. Dabei können ggf. nur die Mindestspannungsanforderungen U n,m / min berücksichtigt werden, deren Priorität höher oder gleich der Priorität der primären Zielvorgabe (d. h. der Priorität der Wunschspannung der primären Komponente) ist. Die erlaubte Spannungsabsenkung an einem Bezugspunkt m ist die Differenz aus der aktuell gemessenen Spannung U m / ist an dem Bezugspunkt m und der relevanten Minimalanforderung U m / min an dem Bezugspunkt m.The relevant minimum requirement Rpm for a reference point m is the maximum of all minimum voltage requirements U n, m / min for the reference point m. If necessary, only the minimum voltage requirements U n, m / min whose priority is greater than or equal to the priority of the primary target (ie the priority of the desired voltage of the primary component). The permitted voltage reduction at a reference point m is the difference between the currently measured voltage U m / is at the reference point m and the relevant minimum requirement Rpm at the reference point m.

In analoger Weise ist die relevante Maxmalanforderung U m / max für einen Bezugspunkt m das Minimum aller Maximalspannungsanforderungen U n,m / max für den Bezugspunkt m. Dabei können ggf. nur die Maximalspannungsanforderungen U n,m / max berücksichtigt werden, deren Priorität höher oder gleich der Priorität der primären Zielvorgabe (d. h. der Priorität der Wunschspannung der primären Komponente) ist. Die erlaubte Spannungsanhebung an dem Bezugspunkt m ist die Differenz aus der relevanten Maximalanforderung U m / max an dem Bezugspunkt m und der aktuell gemessenen Spannung U m / ist an dem Bezugspunkt m.In an analogous way, the relevant maxmal request is U m / max for a reference point m, the minimum of all maximum voltage requirements U n, m / max for the reference point m. If necessary, only the maximum voltage requirements U n, m / max whose priority is greater than or equal to the priority of the primary target (ie the priority of the desired voltage of the primary component). The permitted voltage boost at the reference point m is the difference from the relevant maximum requirement U m / max at the reference point m and the currently measured voltage U m / is at the reference point m.

Als eine globale Minimalanforderung kann die Minimalanforderung des Bezugspunktes mit der geringsten erlaubten Spannungsabsenkung betrachtet werden. Als eine global erlaubte Spannungsabsenkung ergibt sich somit die erlaubte Spannungsabsenkung an dem Bezugspunkt mit der globalen Minimalanforderung. In analoger Weise kann als globale Maximalanforderung die Maximalanforderung des Bezugspunktes mit der geringsten erlaubten Spannungsanhebung betrachtet werden. Die global erlaubte Spannungsanhebung ist dann die erlaubte Spannungsanhebung am Bezugspunkt der erlaubten globalen Maximalanforderung.As a global minimum requirement, the minimum requirement of the reference point with the lowest permitted voltage reduction can be considered. As a globally permitted voltage reduction thus results in the allowable voltage reduction at the reference point with the global minimum requirement. In an analogous manner, the maximum requirement of the reference point with the lowest permitted voltage boost can be considered as the global maximum requirement. The globally permitted voltage boost is then the permitted voltage boost at the reference point of the allowed global maximum demand.

Aus den o. g. Bedingungen kann dann eine koordinierte Zielvorgabe bestimmt werden. Ist die Zielabweichung an dem primären Bezugspunkt m(tk) größer als die global erlaubte Spannungsanhebung, so kann die globale Maximalanforderung gewählt werden. Ist die negative Zielabweichung an dem primären Bezugspunkt m(tk) größer als die global erlaubte Spannungsabsenkung, so kann die globale Minimalanforderung gewählt werden. In allen anderen Fällen kann die primäre Zielvorgabe Δ(tk) gewählt werden. Dabei kann auf Basis der Abweichung Δ(tk) die Soll-Generatorspannung 133 als Vorgabe für den Spannungsregler 106 des Generators 103 ermittelt bzw. angepasst werden.From the above conditions, a coordinated target can then be determined. If the target deviation at the primary reference point m (t k ) is greater than the globally permitted voltage boost, then the global maximum requirement can be selected. If the negative target deviation at the primary reference point m (t k ) is greater than the globally permitted voltage reduction, the global minimum requirement can be selected. In all other cases, the primary target Δ (t k ) can be selected. In this case, based on the deviation .DELTA. (T k ), the target generator voltage 133 as default for the voltage regulator 106 of the generator 103 determined or adapted.

Die Auswahl eines primären Bezugspunktes und die Anpassung der Spannung können in relativ kleinen Zeitabständen (z. B. alle 100 ms) zyklisch wiederholt werden. So können die Anforderungen der unterschiedlichen Bordnetz-Komponenten 102, 104, 104 in robuster Weise eingehalten werden.The selection of a primary reference point and the adjustment of the voltage can be cyclically repeated at relatively small time intervals (eg every 100 ms). This is how the requirements of the various wiring systems components can be 102 . 104 . 104 be adhered to in a robust manner.

Die koordinierte Zielvorgabe (Spannungswert, Bezugspunkt) kann dabei zu den jeweiligen Zeitpunkten tk einem Regler zur Einregelung an dem jeweiligen Bezugspunkt übergeben werden.The coordinated target specification (voltage value, reference point) can be transferred to the respective time points t k to a regulator for adjustment at the respective reference point.

Zu Testzwecken kann Eingangs jede Spannungsanforderung mit einer eindeutigen ID versehen werden. Diese kann bei jeder Auswahl berücksichtigt und gespeichert werden, so dass am Ende die ID der koordinierten Zielvorgabe die ID derjenigen Spannungsanforderung ist, die den Ausgang bestimmt.For test purposes, input can be provided with a unique ID for each voltage request. This can be taken into account and stored with each selection, so that in the end the ID of the coordinated target is the ID of the voltage request that determines the output.

2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 200 zum Betrieb eines Bordnetzes 100 eines Fahrzeugs. Das Bordnetz 100 umfasst N Komponenten 102, 103, 104, mit einer natürlichen Zahl N ≥ 1 (typischerweise N > 1), wobei die N Komponenten 102, 103, 104 Spannungs-Anforderungen für jeweils zumindest einen von M Bezugspunkten 122, 123, mit einer ganzen Zahl M > 1, aufweisen. Des Weiteren kann für jeden der M Bezugspunkte 122, 123 zumindest eine der N Komponenten 102, 103, 104 eine Spannungs-Anforderung aufweisen. Mit anderen Worten, das Bordnetz 100 weist mehrere Bezugspunkte 122, 123 auf (an denen z. B. eine Bezugspunkt-Spannung gemessen werden kann). Für jeden dieser Bezugspunkte 122, 123 gibt es mindestens eine Komponente 102, 103, 104, die eine Spannungs-Anforderung für diesen Bezugspunkt 122, 123 definieren kann. Es liegen in dem Bordnetz 100 somit Spannungs-Anforderungen für unterschiedliche Bezugspunkte 122, 123 vor. Die Bezugspunkte 122, 123 sind dabei typischerweise über Leitungen 105 des Bordnetzes 100 miteinander verbunden. Aufgrund von Spannungsabfällen an den Leitungen 105 weisen die Bezugspunkte 122, 123 typischerweise unterschiedliche Bezugspunkt-Spannungen auf. Die unterschiedlichen Komponenten 102, 103, 104 können dabei unterschiedliche Prioritätswerte bzw. Prioritäten aufweisen. 2 shows a flowchart of an exemplary method 200 for the operation of a vehicle electrical system 100 of a vehicle. The electrical system 100 includes N components 102 . 103 . 104 , with a natural number N ≥ 1 (typically N> 1), where the N components 102 . 103 . 104 Voltage requirements for at least one of M reference points 122 . 123 , with an integer M> 1. Furthermore, for each of the M reference points 122 . 123 at least one of the N components 102 . 103 . 104 have a voltage requirement. In other words, the electrical system 100 has several reference points 122 . 123 (where, for example, a reference point voltage can be measured). For each of these reference points 122 . 123 There is at least one component 102 . 103 . 104 which is a voltage requirement for this reference point 122 . 123 can define. It is in the electrical system 100 thus voltage requirements for different reference points 122 . 123 in front. The reference points 122 . 123 are typically via lines 105 of the electrical system 100 connected with each other. Due to voltage drops on the lines 105 have the reference points 122 . 123 typically different reference point voltages. The different components 102 . 103 . 104 can have different priority values or priorities.

Das Verfahren 200 umfasst das Auswählen 201 eines primären Bezugspunktes 122 aus den M Bezugspunkten 122, 123. Wie in diesem Dokument dargelegt, kann ein primärer Bezugspunkt 122 beispielsweise auf Basis von Prioritätswerten der Spannungs-Anforderungen der einzelnen Komponenten 102, 103, 104 ausgewählt werden. Insbesondere kann der Bezugspunkt 122 mit der höchstprioren Wunschspannung als primärer Bezugspunkt ausgewählt werden.The procedure 200 includes selecting 201 a primary reference point 122 from the M reference points 122 . 123 , As stated in this document, a primary reference point may be 122 for example based on priority values of the voltage requirements of the individual components 102 . 103 . 104 to be selected. In particular, the reference point 122 with the highest priority voltage selected as the primary reference point.

Das Verfahren 200 kann weiter umfassen, das Anpassen 203 einer Spannung 113 im Bordnetz 100 auf die Wunschspannung zumindest einer der N Komponenten 102, 103, 104 für den primären Bezugspunkt 122. Dabei kann die Spannung 113 im Bordnetz 100 insbesondere derart angepasst werden, dass die Spannung am primären Bezugspunkt der Wunschspannung der Komponente 102, 103, 104 entspricht, die für die Auswahl des primären Bezugspunktes 122 verwendet wurde. Mit anderen Worten, die Spannung 113 im Bordnetz 100 kann derart angepasst werden, dass die Spannung am primären Bezugspunkt der primären Wunschspannung der primären Komponente entspricht. Die Anpassung auf die Wunschspannung erfolgt dabei typischerweise nur insoweit, als dies unter Berücksichtigung von Spannungs-Anforderungen der N Komponenten 102, 103, 104 zulässig ist.The procedure 200 can further include customizing 203 a tension 113 in the electrical system 100 to the desired voltage of at least one of the N components 102 . 103 . 104 for the primary reference point 122 , The tension can be 113 in the electrical system 100 in particular be adapted such that the voltage at the primary reference point of the desired voltage of the component 102 . 103 . 104 corresponds to that for the selection of the primary reference point 122 has been used. In other words, the tension 113 in the electrical system 100 can be adjusted so that the voltage at the primary reference corresponds to the primary desired voltage of the primary component. The adaptation to the desired voltage is typically carried out only insofar as this, taking into account voltage requirements of the N components 102 . 103 . 104 is permissible.

Zur Anpassung der Spannung 113 im Bordnetz 100 kann das Verfahren 200 umfassen, das Ermitteln 202 einer Spannungs-Abweichung an dem primären Bezugspunkt 122, auf Basis der Spannungs-Anforderung zumindest einer der N Komponenten 102, 103, 104 für den primären Bezugspunkt 122. Außerdem kann das Verfahren 200 umfassen, das Anpassen 203 der Spannung 113 im Bordnetz 100 (insbesondere das Anpassen der Generatorspannung eines Generators 103 des Bordnetzes 100 bzw. das Anpassen der Soll-Generatorspannung 133) in Abhängigkeit von der Spannungs-Abweichung und unter Berücksichtigung (insbesondere bei Einhaltung) der Spannungs-Anforderungen der N Komponenten 102, 103, 104.To adjust the voltage 113 in the electrical system 100 can the procedure 200 include, identifying 202 a voltage deviation at the primary reference point 122 based on the voltage requirement of at least one of the N components 102 . 103 . 104 for the primary reference point 122 , In addition, the process can 200 include, customizing 203 the tension 113 in the electrical system 100 (In particular, adjusting the generator voltage of a generator 103 of the electrical system 100 or adjusting the nominal generator voltage 133 ) as a function of the voltage deviation and taking into account (in particular when complying) the voltage requirements of the N components 102 . 103 . 104 ,

Das Verfahren 200 kann somit zunächst nach Priorität der Anforderungen einen primären Spannungsbezugspunkt 122, 123 auswählen. Anschließend kann die gewünschte Sollspannung am gewählten (primären) Bezugspunkt eingestellt werden. Dies kann ggf. durch höherpriore Minimal- und Maximalspannungsanforderungen der weiteren Spannungsmesstellen bzw. Bezugspunkte beschränkt werden.The procedure 200 Thus, first, according to the priority of the requirements, a primary voltage reference point 122 . 123 choose. Then the desired setpoint voltage can be set at the selected (primary) reference point. This can possibly be limited by higher-priority minimum and maximum voltage requirements of the other voltage measuring points or reference points.

Das Verfahren 200 ermöglicht es, in präziser und robuster Weise Spannungsanforderungen für mehrere Spannungsmessstellen 122, 123 in einem Bordnetz 100 priorisiert derart zu konsolidieren, dass eine mit höchster Priorität angeforderte Spannung an dem jeweils zugeordneten Bezugspunkt unter Einhaltung aller relevanten Spannungsgrenzen eingeregelt werden kann. Insbesondere können durch das Verfahren 200 Spannungsanforderungen für mehrere Spannungsbezugspunkte priorisiert aufgelöst und zu einer einzigen Erzeugersollspannungsvorgabe konsolidiert werden. Relevante Minimal- und Maximalspannungsanforderungen können dabei berücksichtigt werden.The procedure 200 enables precise and robust voltage requirements for multiple voltage measurement points 122 . 123 in a vehicle electrical system 100 prioritized consolidate such that a requested with the highest priority voltage at the respectively assigned reference point can be adjusted in compliance with all relevant voltage limits. In particular, by the method 200 Priority to resolving voltage requirements for multiple voltage reference points and consolidating them into a single setpoint generator voltage specification. Relevant minimum and maximum voltage requirements can be taken into account.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.The present invention is not limited to the embodiments shown. In particular, it should be noted that the description and figures are intended to illustrate only the principle of the proposed methods, apparatus and systems.

Claims (15)

Verfahren (200) zum Betrieb eines Bordnetzes (100) eines Fahrzeugs, wobei das Bordnetz (100) N Komponenten (102, 103, 104), N ≥ 1, mit Spannungs-Anforderungen für jeweils zumindest einen von M Bezugspunkten (122, 123), M > 1, aufweist; wobei die N Komponenten (102, 103, 104) Prioritätswerte aufweisen; wobei das Verfahren (200) umfasst, – Auswählen (201) eines primären Bezugspunktes (122) aus den M Bezugspunkten (122, 123) in Abhängigkeit von den Prioritätswerten; und – Anpassen (203) einer Spannung (113) im Bordnetz (100) auf eine Wunschspannung zumindest einer der N Komponenten (102, 103, 104) für den primären Bezugspunkt (122), sofern dies unter Berücksichtigung von Spannungs-Anforderungen der N Komponenten (102, 103, 104) zulässig ist.Procedure ( 200 ) for the operation of a vehicle electrical system ( 100 ) of a vehicle, wherein the electrical system ( 100 ) N components ( 102 . 103 . 104 ), N ≥ 1, with stress requirements for at least one of M reference points ( 122 . 123 ), M>1; where the N components ( 102 . 103 . 104 ) Have priority values; the method ( 200 ), - Select ( 201 ) of a primary reference point ( 122 ) from the M reference points ( 122 . 123 ) depending on the priority values; and - Customize ( 203 ) of a voltage ( 113 ) in the electrical system ( 100 ) to a desired voltage of at least one of the N components ( 102 . 103 . 104 ) for the primary reference point ( 122 ), provided that the voltage requirements of the N components ( 102 . 103 . 104 ) is allowed. Verfahren (200) gemäß Anspruch 1, wobei die Spannungs-Anforderungen einer Komponente (102, 103, 104) für einen Bezugspunkt (122, 123) umfassen, – eine Minimalspannung, die an dem Bezugspunkt (122, 123) nicht unterschritten werden sollte; und/oder – eine Maximalspannung, die an dem Bezugspunkt (122, 123) nicht überschritten werden sollte; und/oder – eine Wunschspannung, die an dem Bezugspunkt (122, 123) vorliegen sollte; und/oder – ein zeitlicher Spannungsgradient, der an dem Bezugspunkt (122, 123) nicht überschritten werden sollte.Procedure ( 200 ) according to claim 1, wherein the voltage requirements of a component ( 102 . 103 . 104 ) for a reference point ( 122 . 123 ), - a minimum voltage which is at the reference point ( 122 . 123 ) should not fall below; and / or - a maximum voltage at the reference point ( 122 . 123 ) should not be exceeded; and / or a desired voltage that is at the reference point ( 122 . 123 ) should be available; and / or - a temporal voltage gradient, which at the reference point ( 122 . 123 ) should not be exceeded. Verfahren (200) gemäß Anspruch 2, wobei die Spannung (113) im Bordnetz (100) derart angepasst wird, dass an keinem der M Bezugspunkte – eine von einer Komponente (102, 103, 104) für diesen Bezugspunkt (122, 123) angeforderte Minimalspannung unterschritten wird; und/oder – eine von einer Komponente (102, 103, 104) für diesen Bezugspunkt (122, 123) angeforderte Maximalspannung überschritten wird.Procedure ( 200 ) according to claim 2, wherein the voltage ( 113 ) in the electrical system ( 100 ) is adjusted such that at none of the M reference points - one of a component ( 102 . 103 . 104 ) for this reference point ( 122 . 123 ) is fallen below requested minimum voltage; and / or - one of a component ( 102 . 103 . 104 ) for this reference point ( 122 . 123 ) requested maximum voltage is exceeded. Verfahren (200) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 3, wobei das Verfahren (200) umfasst, – Ermitteln einer von einer Komponente (102, 103, 104) für den primären Bezugspunkt (122) angeforderten Wunschspannung als eine primäre Wunschspannung; – Ermitteln einer Ist-Spannung an dem primären Bezugspunkt (122); und – Ermitteln einer Spannungs-Abweichung an dem primären Bezugspunkt (122) auf Basis der primären Wunschspannung und auf Basis der Ist-Spannung, um die Spannung (113) im Bordnetz (100) anzupassen. Procedure ( 200 ) according to any one of claims 2 to 3, wherein the process ( 200 ), determining one of a component ( 102 . 103 . 104 ) for the primary reference point ( 122 ) requested desired voltage as a primary desired voltage; Determining an actual voltage at the primary reference point ( 122 ); and - determining a voltage deviation at the primary reference point ( 122 ) based on the primary desired voltage and on the basis of the actual voltage to the voltage ( 113 ) in the electrical system ( 100 ). Verfahren (200) gemäß Anspruch 4, wobei das Anpassen (203) der Spannung (113) im Bordnetz (100) umfasst, – Ermitteln der Ist-Spannung für einen bestimmten Bezugspunkt (123); – Ermitteln, auf Basis der Spannungs-Anforderungen für den bestimmten Bezugspunkt (123), einer möglichen Bezugspunkt-Minimalspannung und einer möglichen Bezugspunkt-Maximalspannung für den bestimmten Bezugspunkt (123); und – Ermitteln, auf Basis der Ist-Spannung, der möglichen Bezugspunkt-Minimalspannung und der möglichen Bezugspunkt-Maximalspannung für den bestimmten Bezugspunkt (123), einer maximal möglichen Spannungsabsenkung und einer maximal möglichen Spannungsanhebung für den bestimmten Bezugspunkt (123); und – Anpassen (203) der Spannung (113) im Bordnetz (100), so dass die maximal mögliche Spannungsabsenkung und die maximal mögliche Spannungsanhebung für den bestimmten Bezugspunkt (123) nicht überschritten werden.Procedure ( 200 ) according to claim 4, wherein said fitting ( 203 ) of tension ( 113 ) in the electrical system ( 100 ), - determining the actual voltage for a specific reference point ( 123 ); Determine, based on the voltage requirements for the particular reference point ( 123 ), a possible reference point minimum voltage and a possible reference point maximum voltage for the particular reference point ( 123 ); and determining, based on the actual voltage, the possible reference point minimum voltage and the possible reference maximum voltage for the particular reference point ( 123 ), a maximum possible voltage reduction and a maximum possible voltage boost for the particular reference point ( 123 ); and - Customize ( 203 ) of tension ( 113 ) in the electrical system ( 100 ), so that the maximum possible voltage reduction and the maximum possible voltage boost for the particular reference point ( 123 ) are not exceeded. Verfahren (200) gemäß Anspruch 5, wobei das Anpassen (203) der Spannung (113) im Bordnetz (100) umfasst, – Ermitteln der maximal möglichen Spannungsabsenkung und der maximal möglichen Spannungsanhebung für die M Bezugspunkte (123); – basieren darauf, Ermitteln einer maximal möglichen Spannungsabsenkung und einer maximal möglichen Spannungsanhebung im Bordnetz (100); – Ändern der Spannung (113) im Bordnetz (100) um die Spannungs-Abweichung zu der primären Wunschspannung, wenn die Spannungs-Abweichung im Rahmen der maximal möglichen Spannungsabsenkung und der maximal möglichen Spannungsanhebung im Bordnetz (100) liegt; und – ansonsten, Ändern der Spannung (113) im Bordnetz (100) um die maximal mögliche Spannungsabsenkung bzw. um die maximal mögliche Spannungsanhebung im Bordnetz (100).Procedure ( 200 ) according to claim 5, wherein said fitting ( 203 ) of tension ( 113 ) in the electrical system ( 100 ), determining the maximum possible voltage reduction and the maximum possible voltage boost for the M reference points ( 123 ); - are based on determining a maximum possible voltage reduction and a maximum possible voltage boost in the electrical system ( 100 ); - change the voltage ( 113 ) in the electrical system ( 100 ) by the voltage deviation to the primary desired voltage, if the voltage deviation within the maximum possible voltage reduction and the maximum possible voltage boost in the electrical system ( 100 ) lies; and - otherwise, changing the voltage ( 113 ) in the electrical system ( 100 ) to the maximum possible voltage reduction or to the maximum possible voltage boost in the electrical system ( 100 ). Verfahren (200) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 6, wobei das Anpassen (203) der Spannung (113) im Bordnetz (100) umfasst, – Ermitteln, auf Basis der Spannungs-Anforderungen für den bestimmten Bezugspunkt (123), eines minimalen bzw. maximalen zeitlichen Spannungsgradienten für den bestimmten Bezugspunkt (123); und – Anpassen (203) der Spannung (113) im Bordnetz (100), so dass der minimale bzw. maximale zeitliche Spannungsgradient nicht unterschritten bzw. überschritten wird.Procedure ( 200 ) according to one of claims 5 to 6, wherein the fitting ( 203 ) of tension ( 113 ) in the electrical system ( 100 ), determined on the basis of the voltage requirements for the particular reference point ( 123 ), a minimum or maximum temporal voltage gradient for the particular reference point ( 123 ); and - Customize ( 203 ) of tension ( 113 ) in the electrical system ( 100 ), so that the minimum or maximum temporal voltage gradient is not exceeded or exceeded. Verfahren (200) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei – das Verfahren (200) umfasst, Ermitteln einer Mehrzahl von primären Bezugspunkten (122); und – die Spannungs-Abweichung auf Basis der Spannungs-Abweichungen von jeweils zumindest einer Komponente (102, 103, 104) für jeden der Mehrzahl von primären Bezugspunkten (122) ermittelt wird.Procedure ( 200 ) according to one of claims 4 to 7, wherein - the method ( 200 ), determining a plurality of primary reference points ( 122 ); and - the voltage deviation based on the voltage deviations of at least one component ( 102 . 103 . 104 ) for each of the plurality of primary reference points ( 122 ) is determined. Verfahren (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Anpassen (203) der Spannung (113) im Bordnetz (100) umfasst, – Ermitteln, auf Basis der Spannungs-Anforderungen der N Komponenten (102, 103, 104), einer maximal möglichen Spannungsabsenkung und einer maximal möglichen Spannungsanhebung im Bordnetz (100); und – Anpassen der Spannung (113) im Bordnetz (100) in einem durch die maximal mögliche Spannungsabsenkung und durch die maximal mögliche Spannungsanhebung definierten Rahmen, derart, dass die Spannungs-Abweichung reduziert, insbesondere minimiert, wird.Procedure ( 200 ) according to one of the preceding claims, wherein the adaptation ( 203 ) of tension ( 113 ) in the electrical system ( 100 ), based on the voltage requirements of the N components ( 102 . 103 . 104 ), a maximum possible voltage reduction and a maximum possible voltage boost in the electrical system ( 100 ); and - adjusting the voltage ( 113 ) in the electrical system ( 100 ) in a frame defined by the maximum possible voltage reduction and by the maximum possible voltage boost, such that the voltage deviation is reduced, in particular minimized. Verfahren (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – der Prioritätswert einer Komponente (102, 103, 104) anzeigt, mit welcher Priorität die Spannungs-Anforderung, insbesondere eine Wunschspannung, der Komponente (102, 103, 104) einzuhalten ist; und – der primäre Bezugspunkt (122) insbesondere in Abhängigkeit von einem Maximalwert der Prioritätswerte ausgewählt wird.Procedure ( 200 ) according to one of the preceding claims, wherein - the priority value of a component ( 102 . 103 . 104 ) indicates with which priority the voltage requirement, in particular a desired voltage, of the component ( 102 . 103 . 104 ) is to be observed; and - the primary reference point ( 122 ) is selected in particular as a function of a maximum value of the priority values. Verfahren (200) gemäß Anspruch 10 mit Rückbezug auf Anspruch 9, wobei – der primäre Bezugspunkt (122) für eine primäre Komponente aus den N Komponenten (102, 103, 104) ausgewählt wird; – die maximal mögliche Spannungsabsenkung und die maximal mögliche Spannungsanhebung im Bordnetz (100) nur auf Basis der Spannungs-Anforderungen der N Komponenten (102, 103, 104) ermittelt werden, für die die Prioritätswerte eine gleiche oder eine höhere Priorität anzeigen als der Prioritätswert der primären Komponente.Procedure ( 200 ) according to claim 10 with reference to claim 9, wherein - the primary reference point ( 122 ) for a primary component of the N components ( 102 . 103 . 104 ) is selected; - the maximum possible voltage reduction and the maximum possible voltage boost in the electrical system ( 100 ) based only on the voltage requirements of the N components ( 102 . 103 . 104 ) for which the priority values indicate an equal or higher priority than the priority value of the primary component. Verfahren (200) gemäß Anspruch 11, wobei – das Verfahren (200) umfasst, Ermitteln von Prioritätswerten für eine Minimalspannung, eine Maximalspannung und eine Wunschspannung der einzelnen Komponenten (102, 103, 104); – der primäre Bezugspunkt (122) in Abhängigkeit von den Prioritätswerten für die Wunschspannung der einzelnen Komponenten ausgewählt wird; und – die maximal mögliche Spannungsabsenkung und die maximal mögliche Spannungsanhebung im Bordnetz (100) nur auf Basis der Spannungs-Anforderungen der N Komponenten (102, 103, 104) ermittelt werden, für die die Prioritätswerte in Bezug auf die Minimalspannung und/oder in Bezug auf die Maximalspannung eine gleich hohe oder höhere Priorität aufweisen als der Prioritätswert für die Wunschspannung der primären Komponente.Procedure ( 200 ) according to claim 11, wherein - the method ( 200 ), determining priority values for a minimum voltage, a Maximum voltage and a desired voltage of the individual components ( 102 . 103 . 104 ); - the primary reference point ( 122 ) is selected depending on the priority values for the desired voltage of the individual components; and - the maximum possible voltage reduction and the maximum possible voltage boost in the electrical system ( 100 ) based only on the voltage requirements of the N components ( 102 . 103 . 104 ) for which the priority values with respect to the minimum voltage and / or with respect to the maximum voltage have an equal to or higher priority than the priority value for the desired voltage of the primary component. Verfahren (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren (200) iterativ für eine Sequenz von Zeitpunkten ausgeführt wird.Procedure ( 200 ) according to any one of the preceding claims, wherein the process ( 200 ) is iteratively executed for a sequence of times. Verfahren (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – das Bordnetz (100) einen Generator (103) umfasst, der eingerichtet ist, elektrische Energie mit einer Generatorspannung (113) für das Bordnetz (100) zu erzeugen; und – das Anpassen (203) der Spannung (113) im Bordnetz (100) umfasst, Ermitteln einer Soll-Generatorspannung (133) als Vorgabe an einen Spannungsregler (106) des Generators (103), in Abhängigkeit von der Wunschspannung und unter Berücksichtigung der Spannungs-Anforderungen der N Komponenten (102, 103, 104).Procedure ( 200 ) according to one of the preceding claims, wherein - the electrical system ( 100 ) a generator ( 103 ), which is arranged to supply electrical energy with a generator voltage ( 113 ) for the electrical system ( 100 ) to create; and - customizing ( 203 ) of tension ( 113 ) in the electrical system ( 100 ), determining a desired generator voltage ( 133 ) as default to a voltage regulator ( 106 ) of the generator ( 103 ), depending on the desired voltage and taking into account the voltage requirements of the N components ( 102 . 103 . 104 ). Steuereinheit (101) für ein Bordnetz (100) eines Fahrzeugs, wobei das Bordnetz (100) N Komponenten (102, 103, 104), N ≥ 1, mit Spannungs-Anforderungen in Bezug auf jeweils zumindest einen von M Bezugspunkten (122, 123), M > 1, aufweist; wobei die N Komponenten (102, 103, 104) Prioritätswerte aufweisen; wobei die Steuereinheit (101) eingerichtet ist, – in Abhängigkeit von den Prioritätswerten einen primären Bezugspunkt (122) aus den M Bezugspunkten (122, 123) auszuwählen; und – eine Spannung (113) im Bordnetz (100) auf eine Wunschspannung zumindest einer der N Komponenten (102, 103, 104) für den primären Bezugspunkt (122) anzupassen, sofern dies unter Berücksichtigung der Spannungs-Anforderungen der N Komponenten (102, 103, 104) zulässig ist.Control unit ( 101 ) for a vehicle electrical system ( 100 ) of a vehicle, wherein the electrical system ( 100 ) N components ( 102 . 103 . 104 ), N ≥ 1, with stress requirements with respect to at least one of M reference points ( 122 . 123 ), M>1; where the N components ( 102 . 103 . 104 ) Have priority values; the control unit ( 101 ), - depending on the priority values, a primary reference point ( 122 ) from the M reference points ( 122 . 123 ); and - a tension ( 113 ) in the electrical system ( 100 ) to a desired voltage of at least one of the N components ( 102 . 103 . 104 ) for the primary reference point ( 122 ), provided this takes into account the voltage requirements of the N components ( 102 . 103 . 104 ) is allowed.
DE102016208663.4A 2016-05-19 2016-05-19 Method and control unit for voltage adjustment in a vehicle electrical system Pending DE102016208663A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016208663.4A DE102016208663A1 (en) 2016-05-19 2016-05-19 Method and control unit for voltage adjustment in a vehicle electrical system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016208663.4A DE102016208663A1 (en) 2016-05-19 2016-05-19 Method and control unit for voltage adjustment in a vehicle electrical system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016208663A1 true DE102016208663A1 (en) 2017-11-23

Family

ID=60255444

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016208663.4A Pending DE102016208663A1 (en) 2016-05-19 2016-05-19 Method and control unit for voltage adjustment in a vehicle electrical system

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102016208663A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10224388A1 (en) * 2002-05-28 2003-12-11 Volkswagen Ag Dynamic, safety-relevant high-current consumer in a motor vehicle
DE102007035904A1 (en) * 2007-07-31 2009-02-05 Continental Automotive Gmbh User identification device
DE102011122420A1 (en) * 2011-12-24 2013-06-27 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for determining the absence of voltage in a high-voltage electrical system and an electric high-voltage system
DE102013222394A1 (en) * 2012-11-28 2014-11-20 Gm Global Technology Operations, Llc Methods and systems for controlling a boost converter
DE102013224509A1 (en) * 2013-11-29 2015-06-03 Robert Bosch Gmbh An electrical energy storage device and method of operating an electrical energy storage device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10224388A1 (en) * 2002-05-28 2003-12-11 Volkswagen Ag Dynamic, safety-relevant high-current consumer in a motor vehicle
DE102007035904A1 (en) * 2007-07-31 2009-02-05 Continental Automotive Gmbh User identification device
DE102011122420A1 (en) * 2011-12-24 2013-06-27 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for determining the absence of voltage in a high-voltage electrical system and an electric high-voltage system
DE102013222394A1 (en) * 2012-11-28 2014-11-20 Gm Global Technology Operations, Llc Methods and systems for controlling a boost converter
DE102013224509A1 (en) * 2013-11-29 2015-06-03 Robert Bosch Gmbh An electrical energy storage device and method of operating an electrical energy storage device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017118606A1 (en) Power conversion for low voltage bus in electrified vehicle
DE19857916A1 (en) Method and device for controlling electrical consumers in a vehicle
DE112015003701T5 (en) System of parallel connected generators and method for load balancing therein by means of a serial communication network
DE102017209948A1 (en) METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLLING MOTORS
DE10150378A1 (en) Determining available power from on-board battery and generator system in vehicle, using models to determine reserve power available from each, and adding results
EP1702808A2 (en) Device for voltage supply of consumers in a vehicle power grid using multiple generators
EP2884295A1 (en) Systems and methods for the designing and testing of hybrid energy stores
EP1683681B1 (en) System and method for controlling the power distribution within a vehicle distribution network
DE112010003227B4 (en) SYSTEM AND METHOD FOR COMPENSATING INPUT CURRENT WITH PARALLEL POWER SUPPLIES
DE102008037638B4 (en) Method for updating minimum and maximum energy storage values
DE102011080598B4 (en) Method for adjusting the power consumption of a plurality of electrical consumers in an on-board power system of a motor vehicle
DE102016208663A1 (en) Method and control unit for voltage adjustment in a vehicle electrical system
DE102017116647B4 (en) Calibration of the supply voltage for lighting systems
WO2017059998A1 (en) Determining an operating strategy for a local storage device
DE102017212659A1 (en) Method for operating an electrical overall on-board network, control unit and motor vehicle
DE102020110155A1 (en) Battery resistance measuring device
DE10015917A1 (en) Method and device for regulating the parallel operation of DC-DC converters
DE102008040696A1 (en) Generator output voltage regulating method for motor vehicle, involves regulating charge condition value of battery of motor vehicle to preset charge condition value by battery regulator
DE102019212762A1 (en) Method for determining a power share, operating method, control unit, energy storage arrangement and power grid
DE102019214731A1 (en) Method for operating a hybrid energy system
DE102019122867A1 (en) METHOD FOR REGULATING ELECTRICAL POWER FLOWS
EP2801497B1 (en) Charging device and method for operating a charging device
DE102021201628B4 (en) Computer-implemented method and device for coding and processing high-dimensional sensor path data from a sensor unit for controlling a vehicle
DE102013203843A1 (en) Operating strategy for an electrical power system of a motor vehicle
DE102007024200A1 (en) Device for supplying power to the electrical system of a motor vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed