DE102016215564A1 - Leistungsversorgung von Fahrzeugkomponenten im Notbetrieb - Google Patents

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Abstract

Ein Notbetrieb eines Fahrzeugs soll sicherer ausgeführt werden können. Dazu wird ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Netzes eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, bei dem ein Wert eines Parameters betreffend eine aktuelle Situation einer Stromversorgung von elektrischen Komponenten (SRT, ELW, EPAS etc.) des elektrischen Netzes (TN1, TN2) des Kraftfahrzeugs ermittelt wird und nur diejenigen elektrischen Komponenten des Netzes, die nicht für einen vordefinierten Notbetrieb des Kraftfahrzeugs notwendig sind, in Abhängigkeit von dem ermittelten Wert abgeschaltet werden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Netzes eines Kraftfahrzeugs. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein solches elektrisches Netz. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit dem genannten elektrischen Netz.
  • Um die Stromversorgung in Kraftfahrzeugen zu optimieren und sicherzustellen, werden derzeit Steuergeräte, die nicht aktiv sind, teilweise abgeschaltet beziehungsweise von der Buskommunikation abgetrennt (Partial Networking). Dies dient vornehmlich der Ruhestromeinsparung beziehungsweise Energieeinsparung.
  • Ein weiterer Aspekt bei der Stromversorgung ist, dass in manchen Betriebsfällen (z.B. Bremsen beim Fahren im ausgekuppelten Zustand (Coasting-Betrieb)) die zur Verfügung stehende Versorgungsleistung nicht ausreichend ist beziehungsweise nur durch Verbrauch aus der Batterie gesichert werden kann. Durch zunehmende Automatisierung wird sich aufgrund von aktiven Sensoren, Auswerteeinheiten und Aktuatoren der Strombedarf zudem weiterhin erhöhen. Im schlimmsten Fall könnte dies zu einem Zusammenbruch der Versorgung führen und damit die Sicherheit des Betriebs des Kraftfahrzeugs gefährden.
  • Des Weiteren erfordern automatisierte Fahrzeuge ab der Automobilnorm SAE Level 3 ein sogenanntes „Fail Operational“. Dies bedeutet, dass bei Ausfall der Versorgung das Fahrzeug noch immer in den sicheren Zustand gebracht werden kann.
  • Derzeitige Lösungen, die Versorgung auch in Notfällen aufrechtzuerhalten, bestehen darin, eine erhöhte Generatorleistung beziehungsweise eine Stützung und Versorgung über eine oder mehrere Batterien zu gewährleisten. Außerdem wird das genannte „Partial Networking“ bereitgestellt. Zudem wird Rekuperation bislang dazu verwendet und ausgelegt, um die Batterie zu laden, aber nicht um das Fahrzeug in den Stillstand zu bringen.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Netzes eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, bei dem auch ein Notbetrieb sicher gewährleistet ist. Darüber hinaus soll ein entsprechendes elektrisches Netz angegeben werden.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie ein elektrisches Netz nach Anspruch 12. Ferner wird entsprechend der vorliegenden Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem solchen elektrischen Netz bereitgestellt. Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beziehungsweise des erfindungsgemäßen Netzes ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Erfindungsgemäß wird also ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Netzes eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Ein solches elektrisches Netz umfasst in der Regel eine oder mehrere Stromquellen (z.B. Batterie, Generator etc.) sowie zahlreiche elektrische Verbraucher. All diese elektrischen Verbraucher und Energie- beziehungsweise Stromquellen können als elektrische Komponenten des elektrischen Netzes zusammengefasst werden.
  • Bei dem Verfahren erfolgt ein Ermitteln eines Werts eines Parameters betreffend eine aktuelle Situation einer Stromversorgung von elektrischen Komponenten des elektrischen Netzes des Kraftfahrzeugs. Es wird also eine Größe ermittelt, die die Versorgungssituation des elektrischen Netzes aktuell widerspiegelt. Ein entsprechender Parameter des elektrischen Netzes kann die elektrische Spannung oder eine Information von außerhalb des Fahrzeugs sein. Eine solche Information kann beispielsweise von einem car2X-System stammen, womit das Versorgungsnetz des Fahrzeugs entsprechend konditioniert werden kann. Ebenso kann die Information von einer Bremse oder Lenkung stammen, wenn diese Information eventuell auf eine Notsituation hinweist.
  • Es erfolgt nun zum Beispiel bei einem Notbetrieb ein Abschalten nur derjenigen elektrischen Komponenten des Netzes, die nicht für den vordefinierten Notbetrieb des Kraftfahrzeugs notwendig sind in Abhängigkeit von dem ermittelten Wert. Dies bedeutet, dass all diejenigen elektrischen Komponenten, die für den Notbetrieb unumgänglich sind, angeschaltet bleiben. Dabei ist unter dem Abschalten zu verstehen, dass die abzuschaltenden Komponenten, insbesondere die Verbraucher, von einer primären Stromversorgung (z.B. Hauptbatterie) getrennt werden. Dieses Abschalten der unnötigen Komponenten für den Notbetrieb hat den Vorteil, dass der Notbetrieb sicher durchgeführt werden kann. Somit kann beispielsweise gewährleistet werden, dass nur die notwendigsten Komponenten (insbesondere von der Primärstromquelle) mit elektrischer Energie versorgt werden.
  • In einer speziellen Ausgestaltung des Verfahrens weist das elektrische Netz des Kraftfahrzeugs eine erste Gruppe von Komponenten, die für den vordefinierten Notbetrieb notwendig sind, und eine zweite Gruppe von Komponenten, die für den vordefinierten Notbetrieb nicht notwendig sind, auf, und bei dem Abschalten wird die erste Gruppe von der zweiten Gruppe elektrisch getrennt. Insbesondere kann die erste Gruppe von Komponenten ein erstes Teilnetz des elektrischen Netzes des Kraftfahrzeugs und die zweite Gruppe ein zweites Teilnetz bilden. Bei dem Abschalten wird dann das erste Teilnetz von dem zweiten Teilnetz getrennt. Das gruppenweise Schalten der Komponenten hat den Vorzug eines geringen Schaltungsaufwands.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung wird die erste und/oder die zweite Gruppe von Komponenten dynamisch bestimmt. Dies bedeutet, dass nicht von vorneherein festliegt, welche elektrischen Komponenten des Netzes zur ersten Gruppe, die nicht abgeschaltet werden, und welche elektrischen Komponenten zur zweiten Gruppe, die abgeschaltet werden, gehören. Vielmehr wird beispielsweise in Abhängigkeit von dem Wert des Parameters betreffend die aktuelle Situation entschieden, welche Komponenten zu welcher Gruppe gehören. Diese Gruppenzugehörigkeit hängt auch damit zusammen, wie die Notbetriebszustände definiert sind.
  • In einer weiteren Ausgestaltung kann der ermittelte Wert für eine Vorhersage bezüglich einer Versorgung der elektrischen Komponente des elektrischen Netzes genutzt werden, und das Abschalten erfolgt in Abhängigkeit von der Vorhersage. Es wird also aufgrund des ermittelten Werts der aktuellen Situation eine Vorhersage getroffen über die Versorgungssituation in dem elektrischen Netz. Abhängig von dieser Vorhersage kann es notwendig sein, gewisse Komponenten abzuschalten, um einen eventuellen Notbetrieb sicher gewährleisten zu können. Mit der Vorhersage ist also auch ein zukünftiger Notbetrieb sicher zu gewährleisten.
  • Das Abschalten der nicht notwendigen Komponenten für den Notbetrieb kann temporär erfolgen. Die Komponenten werden also nicht dauerhaft abgeschaltet beziehungsweise von einer primären Energiequelle getrennt, sondern zeitlich begrenzt. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn absehbar ist, dass der Notbetrieb selbst nur zeitlich begrenzt stattfindet. Nach dem Notbetrieb kann also eine (automatische) Reaktivierung der abgeschalteten Komponenten erfolgen.
  • Der Parameter, der die aktuelle Situation der Stromversorgung des elektrischen Netzes betrifft, kann beispielsweise ein Spannungsabfall des elektrischen Netzes sein. Wenn zum Beispiel ein plötzlicher Spannungsabfall erfolgt, kann dies der Auslöser für einen Notbetrieb sein. Dabei wird also unter Umständen nicht nur der jeweilige Spannungswert alleine betrachtet, sondern auch der Zeitverlauf des Spannungswerts, also beispielsweise der Gradient. So kann beispielsweise bei einem raschen Spannungsabfall der Notbetrieb eher erforderlich sein als bei einem langsameren Spannungsabfall.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung bedeutet das Abschalten ein Trennen der betroffenen Komponenten von einer Primärversorgungseinrichtung, und die betroffenen Komponenten werden von einer Sekundärversorgungseinrichtung weiter versorgt. Die Primärversorgungseinrichtung kann beispielsweise die Hauptbatterie des Kraftfahrzeugs sein, von der die betroffenen Komponenten im Notbetrieb getrennt werden. In diesem Fall können sie beispielsweise von einem Generator, einem Umrichter, einer weiteren Batterie oder einem Kondensator weiter versorgt werden. Dies bedeutet, dass die „abgeschalteten“ Komponenten keineswegs funktionslos sind, sondern durch die sekundäre Versorgung ihre Funktion (zumindest eingeschränkt) aufrecht erhalten können.
  • Bei dem Notbetrieb kann es sich um einen Nothalt des Kraftfahrzeugs handeln, wobei bei dem Abschalten alle für den Nothalt nicht notwendigen Komponenten abgeschaltet werden. Dies bedeutet, dass nur diejenigen Komponenten des elektrischen Netzes beziehungsweise des Kraftfahrzeugs angeschaltet beziehungsweise an der Primärversorgungseinrichtung angekoppelt bleiben, die für das Durchführen des Nothalts essentiell sind. Damit erhalten diese Komponenten des elektrischen Netzes die höchste Priorität, um einen sicheren Zustand des Fahrzeugs zu erreichen.
  • Bei dem Notbetrieb kann Energie durch Rekuperation für die nicht abgeschalteten Komponenten gewonnen werden. Insbesondere ist dies günstig, falls es sich bei dem Notbetrieb um einen Nothalt handelt. In diesem Fall kann dann die restliche kinetische Energie des Kraftfahrzeugs teilweise in elektrische Energie umgewandelt werden, um das Anhalten des Fahrzeugs gegebenenfalls noch sicherer zu gestalten.
  • Die durch Rekuperation gewonnene Energie kann beispielsweise in einem Kondensator gespeichert werden. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Kondensator um einen sogenannten „Superkondensator“, der eine wesentliche höhere Leistungsdichte als die konventioneller Batterien hat. Ein solcher Kondensator lässt sich wesentlich rascher laden und entladen.
  • In einer weiteren Ausgestaltung können bei dem Abschalten alle redundanten Komponenten des elektrischen Netzes abgeschaltet werden. Es wird also die Sicherheit, dass die jeweils redundanten Systeme auf jeden Fall funktionieren, zugunsten der Sicherheit, dass die für den Betrieb essentiellen Funktionen gegeben sind, reduziert. Dadurch aber kann der Notbetrieb eher fehlerfrei gewährleistet werden.
  • Die oben genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch ein elektrisches Netz für ein Kraftfahrzeug mit mehreren elektrischen Komponenten, umfassend eine Erfassungseinrichtung zum Ermitteln eines Wert eines Parameters betreffend eine aktuelle Situation einer Stromversorgung der elektrischen Komponenten des elektrischen Netzes und eine Schalteinrichtung zum Abschalten nur derjenigen der elektrischen Komponenten des Netzes, die nicht für einen vordefinierten Notbetrieb des Kraftfahrzeugs notwendig sind, in Abhängigkeit von dem ermittelten Wert der Erfassungseinrichtung.
  • Die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren geschilderten Vorteile und Variationsmöglichkeiten gelten sinngemäß auch für das erfindungsgemäße elektrische Netz. Hierzu können die oben geschilderten einzelnen Verfahrensmerkmale als funktionelle Merkmale gesehen werden, die mit entsprechenden Mitteln ausgeführt werden.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das elektrische Netz als elektrische Komponenten eine Servolenkung, einen Bremskraftverstärker, und ein Getriebesteuergerät auf, die von dem Abschalten nicht betroffen sind. Darüber hinaus können auch andere für den Notbetrieb notwendigen Komponenten beziehungsweise Funktionen von dem Abschalten nicht betroffen sein. Hingegen können beispielsweise der Starter, das Gebläse, etwaige Elektromotoren, das Türsteuergerät, ein Steuergerät zum Beheben von Drehmomentlücken, eine Sensorik, eine Katalysatorsteuerung und/oder eine Lichtmaschine abgeschaltet beziehungsweise von der Primärversorgungseinrichtung getrennt werden. Mit den nicht abgeschalteten Komponenten könnte dann beispielsweise ein Nothalt durchgeführt werden.
  • Wie die obigen Ausführungen bereits andeuten, kann das elektrische Netz vorteilhaft in einem Kraftfahrzeug genutzt werden. In diesem Fall steigt also nicht nur die Sicherheit beim Betrieb des elektrischen Netzes, sondern auch die Sicherheit beim Betrieb des Kraftfahrzeugs.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, die eine schematische Ansicht eines elektrischen Kraftfahrzeugnetzes zeigt, von dem eine Gruppe von Komponenten gemeinsam abgeschaltet werden kann.
  • Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. Dabei ist zu beachten, dass die einzelnen Merkmale nicht nur in den jeweils geschilderten Merkmalskombinationen, sondern auch in Alleinstellung oder in anderen technisch sinnvollen Merkmalskombinationen realisiert werden können.
  • Im Zusammenhang mit der Figur wird für ein beispielhaftes elektrisches Netz eines Kraftfahrzeugs, dessen Struktur mit einzelnen Komponenten detaillierter dargestellt. Das elektrische Netz besitzt für die Stromversorgung eine primäre Energiequelle, nämlich beispielsweise eine Batterie BAT. Alternativ kann es sich natürlich auch um eine Brennstoffzelle oder einen anderen Lieferanten elektrischer Energie handeln. In dem vorliegenden Beispiel ist als zusätzliche Energiequelle beziehungsweise als Energiespeicher ein sogenannter Superkondensator DLC vorgesehen. Dieser ist in der Lage, sehr rasch Energie aufzunehmen und abzugeben.
  • Die beiden Stromquellen BAT und DLC versorgen hier ein erstes Teilnetz TN1. Die Stromquellen beziehungsweise Versorgungseinrichtungen BAT und DLC können auch als Komponenten des elektrischen Netzes beziehungsweise des Teilnetzes TN1 betrachtet werden.
  • Weitere Komponenten des Teilnetzes TN1 sind im vorliegenden Beispiel eine Servolenkung EPAS (Electric Power Assisted Steering) sowie ein Bremskraftverstärker EHBS (Electro Hydraulic Brake System) und eine Getriebesteuerung GS.
  • Die im Zusammenhang mit dem Teilnetz TN1 beschriebenen Komponenten (eventuell mit Ausnahme des Superkondensators DLC) können für einen vorbestimmten Notbetrieb (z.B. Nothalt) notwendig sein. Es ist also von übergeordneter Bedeutung, diese Komponenten beziehungsweise das Teilnetz TN1 mit Strom zu versorgen.
  • Das elektrische Netz gemäß dem Beispiel der Figur besitzt ein zweites Teilnetz TN2, das für die Sicherheit weniger relevante Komponenten enthält. Diese Komponenten sind eher dem Komfortbereich beziehungsweise dem Normalbetrieb zuzuschreiben. Sie sind in der Regel weniger sicherheitsrelevant.
  • Eine Komponente dieses zweiten Teilnetzes TN2 ist beispielsweise ein Starter SRT. Eine weitere Komponente kann beispielsweise das Gebläse BLW sein. Auch ein Elektromotor EM zum Antrieb des Fahrzeugs oder für eine Komfortfunktion kann Komponente des zweiten Teilnetzes TN2 sein. Ferner ist in dem gewählten Beispiel der Figur ein Türsteuergerät TSG, eine Lichtmaschine LM und ein Katalysatorsteuergerät CAT in das zweite Teilnetz TN2 als Komponente integriert. Eine oder weitere Sensoren SNS und ein elektronischer Booster EB zum Beheben von Drehmomentlücken können ebenfalls Komponenten des zweiten Teilnetzes TN2 sein. Dies ist jedoch nur eine rein beispielhafte Aufzählung von Komponenten des zweiten Teilnetzes. Es können natürlich auch weitere Komponenten vorgesehen sein, wie die mit „...“ gekennzeichneten Komponenten in der Figur symbolisieren. Natürlich können auch andere oder weniger als die dargestellten Komponenten das zweite Teilnetz charakterisieren.
  • Im normalen Betriebszustand ist vorgesehen, dass die Batterie BAT nicht nur das erste Teilnetz TN1, sondern auch das zweite Teilnetz TN2 mit Strom versorgt. Für einen vorbestimmten Notbetrieb (etwa Nothalt) kann nun aber vorgesehen sein, dass das zweite Teilnetz TN1 mittels eines Schalters S von dem ersten Teilnetz TN1 bezüglich der Versorgung getrennt wird. Dieses Trennen der beiden Teilnetze kann bedeuten, dass die Komponenten des zweiten Teilnetzes komplett abgeschaltet werden. Gegebenenfalls ist aber in dem zweiten Teilnetz noch eine andere Energiequelle (z.B. Lichtmaschine LM) vorhanden, die auch nach dem Trennen Energie liefert und eine oder mehrere Komponenten des zweiten Teilnetzes noch mit Strom versorgt. In diesem Fall werden die betroffenen Komponenten des zweiten Teilnetzes nach dem Trennen nicht zwangsläufig komplett abgeschaltet.
  • Das zweite Teilnetz TN2 kann zum Beispiel auch unterteilt sein, sodass mehr als zwei Teilnetze vorhanden sind. Die Komponenten eines Teilnetzes können als Gruppe bezeichnet werden. Andererseits kann eine Gruppe von Komponenten auch eine andere logische Einheit sein, die unabhängig von den Versorgungsnetzen beziehungsweise den Teilnetzen TN1, TN2 und so weiter ist.
  • Im Folgenden werden einige konkrete Anwendungsbeispiele beschrieben. Stabile und verbrauchsoptimierte elektrische Netze, in denen zahlreiche Komponenten zur Stromversorgung miteinander gekoppelt sind, erlauben auch die Umsetzung einer sogenannten Fail-Operational-Versorgung für automatisiertes Fahren, z.B. ein sicheres Anhalten. Die folgenden drei Beispiele zeigen vorteilhafte Ausführungsvarianten:
    • a) Die Versorgungsarchitektur im Fahrzeug besteht beispielsweise aus zwei Kreisen. Im Normalbetrieb, d.h. wenn stabile Versorgung gegeben ist, sind beide Kreise miteinander verbunden. Um die Versorgung auch in sämtlichen Betriebsfällen sicherzustellen, ist eine zweistufige Degradation des Versorgungskonzepts möglich. Wird einer oder mehrere Parameter des elektrischen Netzes überwacht, daraus eine Voraussage erzeugt und gegebenenfalls eine Versorgungsknappheit prognostiziert beziehungsweise als wahrscheinlicher eingestuft, werden bestimmte Funktionen/Geräte abgeschaltet (Partial Network), die nicht fahrrelevant und sicherheitskritisch sind, also für den hier vorgesehenen Notbetrieb nicht notwendig sind. Die beiden Versorgungskreise beziehungsweise Teilnetze TN1 und TN2 bleiben jedoch untereinander weiterhin verbunden.
  • Die Effizienz und Anzahl der abschaltbaren Geräte kann durch folgende Maßnahmen deutlich gesteigert werden. Beispielsweise können niedrig priorisierte Funktionen im Falle einer höher priorisierten Funktion temporär abgeschaltet werden, falls bestimmte Randbedingungen erfüllt sind. Beispielsweise kann beim Fahren im ausgekuppelten Zustand und bei einer bestimmten Leerlaufdrehzahl des Motors im Stand eine temporäre Abschaltung beziehungsweise Reduzierung von Verbrauchern (z.B. Klimaanlage, Sitzheizung aus beziehungsweise für eine Zeit x reduziert aktiv, falls eine Komforteinbuße durch den Nutzer nicht bemerkbar ist, etc.) erlaubt sein.
  • Die Effizienz der Versorgung kann auch dadurch gesteigert werden, dass Funktionen in Steuergeräten fahrsituationsoptimiert auf Geräte gruppiert und lokalisiert werden. Eine solche Gruppierung kann sowohl statisch (z.B. variantenspezifische Rekonfiguration) als auch dynamisch (fahrsituationsabhängige dynamische Rekonfiguration während der Laufzeit) erfolgen. Damit nimmt die Anzahl der möglicherweise temporär abschaltbaren Geräte zu, da nur immer Teile des Steuergeräts relevant für die Fahrsituation sind.
  • In einer zweiten Stufe der Degradation kann, um in einem Notfall die Versorgung der Fahrfunktion und Sicherheitsfunktionen schnell sicherzustellen, bei einem plötzlichen Spannungsabfall die Versorgung in zwei unabhängige Kreise aufgeteilt werden. Der eine Kreis versorgt die fahrrelevanten, sicherheitskritischen Funktionen aus einem beziehungsweise zwei Energiespeichern. Der zweite Kreis ist nur mit „Komfortverbrauchern“ gekoppelt und bezieht die Energie direkt aus dem Generator oder DC/DC-Wandler (ein Kreis mit den gekoppelten Verbrauchern bildet ein Teilnetz).
    • b) Die Aufteilung in zwei Versorgungskreise, die die Bildung von zwei Teilnetzen ermöglichen, erlaubt durch den Einsatz eines schnellen Energiespeichers weitere Optimierungen. So kann ein Fail-Operational-Betrieb für Nothalt realisiert werden. Im Falle einer Unterversorgung werden beispielsweise die Kreise aufgetrennt. Dadurch reduziert sich der Gesamtverbrauch der für einen Nothalt nötig ist, da nur noch die Nothalt-relevanten Geräte versorgt werden müssen (z.B. Teilnetz TN1). Durch das Abbremsen lässt sich gegebenenfalls über Rekuperation die Energie für die Notversorgung erzeugen. Zur Pufferung der Energie wird vorzugsweise ein schneller Energiespeicher eingesetzt (z.B. Superkondensator), der somit als Redundanzversorgung zur konventionellen Batterie BAT dienen kann. Die Rekuperationsenergie kann durch schnelle Energiespeicher aufgenommen beziehungsweise abgegeben werden. Dies ermöglicht ein energieoptimiertes Fahren, aber auch ein Speichern von Energie zur Überbrückung von Versorgungsengpässen beziehungsweise einen Ausgleich bei vorausgesagten Versorgungsengpässen ohne Funktionseinschränkung.
    • c) Redundante Funktionen (z.B. zweifach ausgelegte Brems- und/oder Lenkungssysteme), welche in einer bestimmten Fahrsituation nicht genutzt werden, können (temporär) abgeschaltet werden. Zum anderen können im Falle von automatisiertem Fahren beziehungsweise manuellem Fahren Funktionen abgeschaltet werden, die nicht vom Automatisierungssystem benötigt werden. So ist es beispielsweise bei automatisiertem Fahren auf der Basis einer Radarkamera nicht notwendig, das Fernlicht einzuschalten. Auch können beispielsweise Teile im Instrumentencluster abgeschaltet werden. Gegebenenfalls ist bei dem automatisierten Fahren auch die Scheibenheizung unnötig. Umgekehrt können auch beim manuellen Fahrbetrieb Teile vom Automatisierungssystem abgeschaltet werden (z.B. redundante Sensoren, Anzeigeelemente und so weiter). Damit kann der Stromverbrauch reduziert werden und dem Fahrer die Fahrsituation verdeutlicht werden.
  • Durch das erfindungsgemäße Abschalten beziehungsweise Trennen von Verbrauchern, die im entsprechenden Betriebsfall keine Relevanz haben, lassen sich mehrere Vorteile erreichen. Zum einen muss die Energieerzeugung für bestimmte Funktionen wie Coasting, Start-Stopp in spezifischen Situationen nicht durchgeführt werden, sodass Effizienzmaßnamen (z.B. Coasting) öfter ausgeführt werden können, ohne das Bordnetz zu belasten beziehungsweise die Batterie zu stark zu belasten. Außerdem kann die Versorgung für Notfunktionen sicher zur Verfügung gestellt werden und muss nicht auf den Worst-Case „alle Funktionen an“ ausgelegt werden. Des Weiteren kann eine vorgehaltene, redundante Versorgung von Fail-Operational-Systemen stark reduziert werden und auf den jeweiligen Betriebsfall optimiert werden. Somit wird die Batterielebenszeit durch niedrigere Belastung und reduzierte Entladezyklen erhöht.
  • Bezugszeichenliste
    • BAT
      Batterie
      BLW
      Gebläse
      CAT
      Katalysatorsteuergerät
      DLC
      Kondensator
      EHBS
      Bremskraftverstärker
      EPAS
      Servolenkung
      GS
      Getriebesteuerung
      LM
      Lichtmaschine
      SRT
      Starter
      TN1
      erstes Teilnetz
      TN2
      zweites Teilnetz
      TSG
      Türsteuergerät
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Automobilnorm SAE Level 3 [0004]

Claims (14)

  1. Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Netzes (TN1, TN2) eines Kraftfahrzeugs, gekennzeichnet durch – Ermitteln eines Wert eines Parameters betreffend eine aktuelle Situation einer Stromversorgung von elektrischen Komponenten des elektrischen Netzes (TN1, TN2) des Kraftfahrzeugs und – Abschalten nur derjenigen elektrischen Komponenten des Netzes, die nicht für einen vordefinierten Notbetrieb des Kraftfahrzeugs notwendig sind, in Abhängigkeit von dem ermittelten Wert.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das elektrische Netz (TN1, TN2) des Kraftfahrzeugs eine erste Gruppe von Komponenten (EPAS, EHBS, DLC, BAT, GS), die für den vordefinierten Notbetrieb notwendig sind, und eine zweite Gruppe der Komponenten (SRT, BLW, EM, TSG, LM, CAT, SNS, EB), die für den vordefinierten Notbetrieb nicht notwendig sind, aufweist, und bei dem Abschalten die erste Gruppe von der zweiten Gruppe elektrisch getrennt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die erste und/oder die zweite Gruppe von Komponenten dynamisch bestimmt wird/werden.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der ermittelte Wert für eine Vorhersage bezüglich einer Versorgung der elektrischen Komponenten des elektrischen Netzes (TN1, TN2) genutzt wird, und das Abschalten in Abhängigkeit von der Vorhersage erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Abschalten temporär erfolgt.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Parameter einen Spannungsabfall des elektrischen Netzes (TN1, TN2) betrifft.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Abschalten ein Trennen der betroffenen Komponenten von einer Primärversorgungseinrichtung (BAT) bedeutet, und die betroffenen Komponenten von einer Sekundärversorgungseinrichtung weiter versorgt werden.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Notbetrieb ein Nothalt des Kraftfahrzeugs ist, und bei dem Abschalten alle für den Nothalt nicht notwendigen Komponenten abgeschaltet werden.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei dem Notbetrieb Energie durch Rekuperation für die nicht abgeschalteten Komponenten gewonnen wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die durch Rekuperation gewonnene Energie in einem Kondensator (DLC) gepuffert wird.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei dem Abschalten alle redundanten Komponenten des elektrischen Netzes (TN1, TN2) abgeschaltet werden.
  12. Elektrisches Netz (TN1, TN2) für ein Kraftfahrzeug mit mehreren elektrischen Komponenten, gekennzeichnet durch – eine Erfassungseinrichtung zum Ermitteln eines Wert eines Parameters betreffend eine aktuelle Situation einer Stromversorgung der elektrischen Komponenten des elektrischen Netzes (TN1, TN2) und – einer Schalteinrichtung (S) zum Abschalten nur derjenigen der elektrischen Komponenten des Netzes (TN1, TN2), die nicht für einen vordefinierten Notbetrieb des Kraftfahrzeugs notwendig sind, in Abhängigkeit von dem ermittelten Wert der Erfassungseinrichtung.
  13. Elektrisches Netz (TN1, TN2) nach Anspruch 12, das als elektrische Komponenten eine Servolenkung (EPAS), einen Bremskraftverstärker (EHBS) und ein Getriebesteuergerät (GS) aufweist, die von dem Abschalten nicht betroffen sind.
  14. Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Netz (TN1, TN2) nach Anspruch 12 oder 13.
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