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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Systems eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
DE 10 2015 226 061 A1 ist ein Verfahren für ein dynamisches Energiemanagement in einem Kraftfahrzeug bekannt, wobei das Kraftfahrzeug eine elektrische Energiequelle und elektrische Verbraucher aufweist. In dem Verfahren werden eine maximal abgebbare Leistung der elektrischen Energiequelle und eine aktuell bereitgestellte Leistung der elektrischen Energiequelle an die elektrischen Verbraucher des Kraftfahrzeugs ermittelt. Weiterhin werden eine zu einem künftigen Zeitpunkt eintretende Fahrzeugsituation und eine zu dem künftigen Zeitpunkt benötigte Leistung für die elektrischen Verbraucher des Kraftfahrzeugs basierend auf der prädiktierten eintretenden Fahrzeugsituation prädiktiert. Ferner wird basierend auf der prädiktierten benötigten Leistung, der aktuell bereitgestellten Leistung und der maximal abgebbaren Leistung ermittelt, ob die elektrische Energiequelle die für den künftigen Zeitpunkt benötigte Leistung abgeben kann. Falls die elektrische Energiequelle die für den künftigen Zeitpunkt benötigte Leistung nicht abgeben kann, wird ein Leistungsdefizit der elektrischen Energiequelle basierend auf der benötigten Leistung, der aktuell bereitgestellten Leistung und der maximal abgebbaren Leistung ermittelt. Auch werden abzuschaltende Leistungsverbraucher des Kraftfahrzeugs derart ermittelt, dass die Leistungssumme der abzuschaltenden Leistungsverbraucher dazu geeignet ist, das Leistungsdefizit zumindest teilweise auszugleichen. Weiterhin erfolgen ein Abschalten der ermittelten abzuschaltenden Leistungsverbraucher und ein Bereitstellen der benötigten Leistung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Systems eines Fahrzeugs anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gelöst, welches die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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In dem Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Systems eines Fahrzeugs wird in einer Steuerung elektrischer Verbraucher bei einer Überschreitung einer vorgegebenen elektrischen Belastung im System bei einer Aktivierung zumindest eines elektrischen Verbrauchers zumindest ein bereits aktivierter, eine Komfortfunktion erzeugender elektrischer Verbraucher zumindest für einen Zeitraum der Aktivierung des elektrischen Verbrauchers deaktiviert.
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Erfindungsgemäß wird eine maximal zulässige elektrische Belastbarkeit zumindest eines elektrischen Leistungsverteilers in Abhängigkeit einer Temperatur in einer Umgebung des Leistungsverteilers vorgegeben. Anhand aktivierter elektrischer Verbraucher und anhand von für diese hinterlegten Energieverbräuchen wird ein aktueller elektrischer Auslastungsgrad des zumindest einen Leistungsverteilers ermittelt. Weiterhin werden statistische Aktivierungs- und Deaktivierungsgewohnheiten zumindest eines Fahrzeugnutzers ermittelt. In Abhängigkeit des aktuellen Auslastungsgrads und der Aktivierungs- und Deaktivierungsgewohnheiten wird ein zukünftiger elektrischer Auslastungsgrad des Leistungsverteilers prädiziert und in Abhängigkeit des zukünftigen elektrischen Auslastungsgrads des Leistungsverteilers wird die Steuerung der elektrischen Verbraucher durchgeführt.
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In einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, befinden sich im Allgemeinen mehrere elektrische Leistungsverteiler, über welche bauraumspezifisch eine Anzahl von elektrischen Verbrauchern mit elektrischer Energie versorgt wird. Eine Dimensionierung der Leistungsverteiler, von Zuleitungen und Kontaktierungen hängt von einer elektrischen Gesamtleistung aller mit dem jeweiligen Leistungsverteiler gekoppelten Verbraucher ab. Mittels des Verfahrens ist es möglich, dass ein Energieverbrauch von so genannten Kurzzeitverbrauchern, wie beispielsweise elektrischen Fensterhebern oder elektrischen Sitzverstellungen, nicht mehr in eine Berechnung zur Dimensionierung eines Leistungsverteilers, der Zuleitungen und Kontaktierungen einbezogen werden muss, da sich aufgrund der Steuerung der elektrischen Verbraucher gemäß dem Verfahren ein maximal anzunehmender elektrischer Energieverbrauch reduziert.
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Somit kann eine geringere Dimensionierung oder ein Downsizing des zumindest einen Leistungsverteilers realisiert werden. Die zu dieser Dimensionierung erforderlichen und vom Verfahren verwendeten Informationen und Messwerte müssen nicht durch zusätzliche Sensoren erfasst werden, sondern sind in heutigen Fahrzeugen bereits hinterlegt oder in einfacher Weise hinterlegbar. Weiterhin ist auch eine einfache Integration des Verfahrens in ein bereits bestehendes Fahrzeugsystem möglich.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigt:
- 1 schematisch ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Betrieb eines elektrischen Systems eines Fahrzeugs.
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In der einzigen 1 ist ein Blockschaltbild eines möglichen Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 1 zum Betrieb eines elektrischen Systems 2 eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, dargestellt. Zur Steuerung des elektrischen Systems 2 umfasst die Vorrichtung 1 eine Steuereinheit 3.
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Das elektrische System 2 des Fahrzeugs umfasst zumindest einen Leistungsverteiler 4 und eine Mehrzahl von mit dem Leistungsverteiler 4 gekoppelten elektrischen Verbrauchern 5.1 bis 5.n.
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Im Allgemeinen umfassen die elektrischen Verbraucher 5.1 bis 5.n eines Kraftfahrzeugs eine große Anzahl von Verbrauchern 5.1 bis 5.n, so genannte Kurzzeitverbraucher, die lediglich eine sehr begrenzte Zeit mit elektrischer Energie versorgt werden müssen. Solche Verbraucher 5.1 bis 5.n sind beispielsweise elektrische Fensterheber oder auch eine elektrische Sitzverstellung.
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Eine Dimensionierung des Leistungsverteilers 4, von Zuleitungen und Kontaktierungen desselben hängt von einer elektrischen Gesamtleistung aller mit dem Leistungsverteiler 4 gekoppelten Verbraucher 5.1 bis 5.n ab.
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Um den Leistungsverteiler 4 sowie dessen Zuleitungen und Kontaktierungen kleiner dimensionieren zu können, wird in einer mittels der Steuereinheit 3 durchgeführten Steuerung elektrischer Verbraucher 5.1 bis 5.n bei einer Überschreitung einer vorgegebenen elektrischen Belastung im System 2 bei einer Aktivierung zumindest eines elektrischen Verbrauchers 5.1 bis 5.n, insbesondere eines Kurzzeitverbrauchers, zumindest ein bereits aktivierter, eine Komfortfunktion erzeugender elektrischer Verbraucher 5.1 bis 5.n, insbesondere Langzeitverbraucher, zumindest für einen Zeitraum der Aktivierung des elektrischen Kurzzeitverbrauchers deaktiviert. Das heißt, durch temporäre Deaktivierung eines so genannten Komfortverbrauchers, wie beispielsweise einer Sitzheizung oder einer so genannten Panelheizung, kann der zusätzliche Energiebedarf des Kurzzeitverbrauchers kompensiert werden.
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Bei der Steuerung wird weiterhin eine maximal zulässige elektrische Belastbarkeit des Leistungsverteilers 4 in Abhängigkeit einer Temperatur in einer Umgebung desselben vorgegeben. Das heißt, in Abhängigkeit einer Umgebungstemperatur wird eine maximal zulässige Strombelastbarkeit des Leistungsverteilers 4 nach oben oder unten korrigiert, da bei niedrigen Temperaturen der Leistungsverteiler 4 eine höhere Stromtragfähigkeit aufweist.
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Weiterhin wird anhand aktivierter elektrischer Verbraucher 5.1 bis 5.n und anhand von für diese hinterlegten und insbesondere über ein Bussystem verfügbaren Energieverbräuchen ein aktueller elektrischer Auslastungsgrad des Leistungsverteilers 4 ermittelt. Hierbei bilden so genannte Stammdaten einer Fahrzeugausstattung und die elektrische Leistung und daraus resultierende Energieverbräuche von der Fahrzeugausstattung abhängiger elektrischer Verbraucher 5.1 bis 5.n eine wichtige Basis für die Berechnung des aktuellen elektrischen Auslastungsgrads des Leistungsverteilers 4.
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Anhand dieser Informationen und vergangenheitsbezogener Informationen des Leistungsverteilers 4 wird ein Abschaltszenario für die Verbraucher 5.1 bis 5.n ermittelt, damit die vorgegebene maximal zulässige elektrische Belastung des Leistungsverteilers 4 nicht überschritten wird.
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Als vergangenheitsbezogene Informationen werden statistische Aktivierungs- und Deaktivierungsgewohnheiten zumindest eines Fahrzeugnutzers ermittelt, welche eine zuverlässige Basis für eine fundierte Prädiktion eines zu erwartenden Energieverbrauchs der elektrischen Verbraucher 5.1 bis 5.n ist. Das heißt, in Abhängigkeit des aktuellen Auslastungsgrads des Leistungsverteilers 4 und der Aktivierungs- und Deaktivierungsgewohnheiten wird ein zukünftiger elektrischer Auslastungsgrad des Leistungsverteilers 4 prädiziert, wobei in Abhängigkeit des zukünftigen elektrischen Auslastungsgrads des Leistungsverteilers 4 die Steuerung der elektrischen Verbraucher 5.1 bis 5.n durchgeführt wird.
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Sollte beispielsweise ein Gesamtenergieverbrauch zu einer Überschreitung der maximal zulässigen elektrischen Belastbarkeit führen, beispielsweise weil elektrische Fensterheber kontinuierlich bewegt werden, wird ein so genannter Spielschutz aktiviert und die elektrischen Fensterheber werden zumindest kurzzeitig deaktiviert.
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In einer möglichen Ausgestaltung werden Erwärmungskennlinien des Leistungsverteilers 4 und der Umgebung desselben berücksichtigt. Hierbei wird ein Betrag vorgegeben, um welchen die maximale elektrische Belastbarkeit des Leistungsverteilers 4 bis zum Erreichen einer vorgegebenen Grenztemperatur des Leistungsverteilers 4 überschritten werden darf. Somit kann ein Überstrom für einen vorgegebenen Zeitraum zugelassen werden, bevor Temperaturgrenzen überschritten werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- System
- 3
- Steuereinheit
- 4
- Leistungsverteiler
- 5.1 bis 5.n
- Verbraucher
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015226061 A1 [0002]
