DE102017213091A1

DE102017213091A1 - System zum Kontrollieren mehrerer Funktionen eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102017213091A1
Application number: DE102017213091.1A
Authority: DE
Inventors: Markus Baranyai
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2017-07-28
Filing date: 2017-07-28
Publication date: 2019-01-31

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System (10) zum Kontrollieren mehrerer Funktionen eines Fahrzeugs (2), wobei das Fahrzeug (2) ein Brennstoffzellensystem (4) und mindestens eine weitere Vorrichtung (6, 8) aufweist, wobei das System (10) ein primäres Steuergerät (12) und mindestens ein sekundäres Steuergerät (14) aufweist, wobei das primäre Steuergerät (12) dazu ausgebildet ist, mindestens eine Funktion des Brennstoffzellensystems (4) zu kontrollieren, wobei das mindestens eine sekundäre Steuergerät (14) dazu ausgebildet ist, mindestens eine Funktion der mindestens einen weiteren Vorrichtung (6, 8) zu kontrollieren.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zum Kontrollieren mehrerer Funktionen eines Fahrzeugs, ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Kontrollieren mehrerer Funktionen eines Fahrzeugs.
Ein Fahrzeug weist mehrere Aggregate und/oder Vorrichtungen auf, mit denen das Fahrzeug u. a. anzutreiben ist. Dabei ist mindestens ein derartiges Aggregat als Motor des Fahrzeugs ausgebildet. Sämtliche Funktionen, die zum Betreiben des mindestens einen Aggregats erforderlich sind, werden von einem Steuergerät durchgeführt, das im Fall eines als Motor ausgebildeten Aggregats auch als Motorsteuergerät ausgebildet sein und/oder bezeichnet werden kann. Mit diesem Motorsteuergerät sind Funktionen zu steuern, mit denen fahrzeugseitige Anforderungen, die an das mindestens eine Aggregat gestellt werden, erfüllt werden. Somit sind viele Funktionen bzw. Funktionalitäten in einem Steuergerät verankert. Weiterhin ergibt sich, dass spezifische Funktionen für ein bestimmtes Aggregat des Fahrzeugs über alle Varianten des Fahrzeugs mitgeschleppt werden, obwohl dies eventuell nicht erforderlich ist.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Luftversorgung eines Brennstoffzellensystems, das bspw. in einem Kraftfahrzeug angeordnet ist, sind aus der Druckschrift EP 0 629 013 A2 bekannt. Dabei wird zur Regelung des gesamten Brennstoffzellensystems ein Steuergerät verwendet.
Ein Brennstoffzellensystem für ein Fahrzeug, wobei in diesem Brennstoffzellensystem Brennstoff zirkuliert, ist aus der Druckschrift DE 102 53 944 A1 bekannt. Dabei ist dem Brennstoffzellensystem ein Brennstoffzellensteuergerät zugeordnet.
Die Druckschrift DE 103 93 844 B4 beschreibt ein integriertes Leistungssystem, das auf einem einzelnen Chip aufgebaut ist, auf dem mindestens eine Brennstoffzelle ausgebildet ist. Dabei werden Gase, die in die mindestens eine Brennstoffzelle fließen, mit einem Brennstoffzellensteuergerät geregelt.
Vor diesem Hintergrund war es eine Aufgabe, ein Brennstoffzellensystem eines Fahrzeugs gezielt zu steuern.
Diese Aufgabe wird mit einem System, einem Fahrzeug und einem Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausführungsformen des Systems, des Fahrzeugs und des Verfahrens gehen aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung hervor.
Das erfindungsgemäße System ist zum Kontrollieren mehrerer Funktionen eines Fahrzeugs ausgebildet. Dabei weist das Fahrzeug ein Brennstoffzellensystem und mindestens eine weitere Vorrichtung bzw. mindestens ein weiteres Aggregat auf. Das System weist ein primäres Steuergerät bzw. je nach Definition ein Brennstoffzellensteuergerät und mindestens ein sekundäres Steuergerät bzw. je nach Definition ein Vorrichtungssteuergerät oder Fahrzeugsteuergerät auf. Das primäre Steuergerät ist dazu ausgebildet, mindestens eine Funktion des Brennstoffzellensystems zu kontrollieren, d. h. zu steuern und/oder zu regeln. Das mindestens eine sekundäre Steuergerät ist dazu ausgebildet, mindestens eine Funktion der mindestens einen weiteren Vorrichtung zu kontrollieren, d. h. zu steuern und/oder zu regeln.
Üblicherweise ist das mindestens eine primäre Steuergerät dazu ausgebildet, ausschließlich die mindestens eine Funktion des Brennstoffzellensystems zu kontrollieren.
Alternativ oder ergänzend ist das mindestens eine sekundäre Steuergerät dazu ausgebildet, ausschließlich die mindestens eine Funktion der mindestens einen weiteren Vorrichtung zu kontrollieren.
Das System weist in Ausgestaltung lediglich ein bzw. genau ein sekundäres Steuergerät auf, das dazu ausgebildet ist, die mindestens eine Funktion der mindestens einen weiteren Vorrichtung zu kontrollieren. Es ist jedoch auch möglich, dass das System mehrere sekundäre Steuergeräte aufweist, die dazu ausgebildet sind, die mindestens eine Funktion der mindestens einen weiteren Vorrichtung zu kontrollieren.
Das erfindungsgemäße Fahrzeug weist ein Brennstoffzellensystem, mindestens eine weitere Vorrichtung und eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems auf.
Das Brennstoffzellensystem ist u. a. dazu ausgebildet, elektrische Energie zum Antreiben des Fahrzeugs bereitzustellen und hierzu die elektrische Energie aus chemischer Energie zu wandeln und/oder zu gewinnen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Kontrollieren mehrerer Funktionen eines Fahrzeugs vorgesehen, wobei das Fahrzeug ein Brennstoffzellensystem und mindestens eine weitere Vorrichtung sowie ein primäres Steuergerät und mindestens ein sekundäres Steuergerät aufweist. Dabei wird mit dem primären Steuergerät mindestens eine Funktion des Brennstoffzellensystems kontrolliert, d. h. gesteuert und/oder geregelt. Mit dem mindestens einen sekundären Steuergerät wird mindestens eine Funktion der mindestens einen weiteren Vorrichtung des Fahrzeugs kontrolliert, d. h. gesteuert und/oder geregelt.
Hierbei ist es möglich, dass die mindestens eine Funktion des Brennstoffzellensystems mit dem primären Steuergerät und unabhängig davon die mindestens eine Funktion der mindestens einen weiteren Vorrichtung mit dem mindestens einen sekundären Steuergerät gesteuert wird. Es ist jedoch auch möglich, dass die Steuergeräte des Systems untereinander Signale, die Informationen zu Betriebsparametern des Brennstoffzellensystems und der mindestens einen Vorrichtung aufweisen bzw. beinhalten, austauschen.
Mit dem System und dem Verfahren ist es nunmehr möglich, Funktionen zum Betreiben des Brennstoffzellensystems dem primären Steuergerät zuzuordnen und diese mit diesem primären Steuergerät zu kontrollieren und/oder deren Ausführung zu kontrollieren. Mit dem mindestens einen sekundären Steuergerät ist es möglich, Funktionen der mindestens einen Vorrichtung bzw. des mindestens einen Aggregats des Fahrzeugs zu kontrollieren bzw. eine Ausführung dieser Funktionen zu kontrollieren. Somit werden die Funktionen des Brennstoffzellensystems und der mindestens einen weiteren Vorrichtung durch Aufteilen der Funktionen auf unterschiedliche Steuergeräte voneinander getrennt. In dem System und somit auch in dem Fahrzeug ist ein allein für das Brennstoffzellensystem vorgesehenes separates primäres Steuergerät vorgesehen, das je nach Definition auch als Brennstoffzellensteuergerät ausgebildet und/oder zu bezeichnen ist. Das mindestens eine sekundäre Steuergerät ist je nach Definition als Vorrichtungssteuergerät ausgebildet und/oder zu bezeichnen. Mit den Steuergeräten des Systems sind Funktionen des Brennstoffzellensystems einerseits sowie Funktionen der mindestens einen weiteren Vorrichtung andererseits unabhängig voneinander zu kontrollieren, wodurch das Brennstoffzellensystem und die mindestens eine Vorrichtung unabhängig voneinander betreibbar sind. Die mindestens eine weitere Vorrichtung des Fahrzeugs ist in möglicher Ausgestaltung ebenfalls zum Antreiben des Fahrzeugs vorgesehen und bspw. als Motor und/oder Maschine, bspw. Elektromaschine, ausgebildet.
Das primäre Steuergerät ist an das Brennstoffzellensystem bzw. an ein entsprechendes Brennstoffzellenaggregat angebunden und steuert dieses an. Hierbei werden u. a. Betriebsparameter des Brennstoffzellensystems sowie eines Brennstoffs kontrolliert und somit überwacht, wobei bspw. Ist-Werte derartiger Betriebsparameter an Soll-Werte angepasst werden.
Mit dem mindestens einen sekundären Steuergerät ist es möglich, Betriebsparameter der mindestens einen weiteren Vorrichtung des Fahrzeugs zu kontrollieren. Derartige Betriebsparameter umfassen bspw. eine Leistung und/oder eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs, wobei ausgehend von dem mindestens einen sekundären Steuergerät Ist-Werte der Betriebsparameter an Soll-Werte angepasst werden. Somit ist es u. a. möglich, eine von einem Fahrer des Fahrzeugs gewünschte Leistung des Fahrzeugs anzupassen. Außerdem ist es möglich, durch Kontrollieren mindestens eines Betriebsparameters der mindestens einen weiteren Vorrichtung eine definierbare Betriebsstrategie des Fahrzeugs einzustellen. Mit dem mindestens einen sekundären Steuergerät ist somit eine Fahrbarkeit des Fahrzeugs zu kontrollieren.
Jedes der Steuergeräte des vorgestellten Systems umfasst in Ausgestaltung eine Recheneinheit, bspw. einen Rechenkern, mit dem eine Software zum Kontrollieren einer jeweils vorgesehenen Funktion ausführbar ist.
Das primäre Steuergerät bzw. Brennstoffzellensteuergerät des Systems ist unabhängig von einer speziellen Ausgestaltung eines Fahrzeugs, das ein Brennstoffzellensystem aufweist, in dieses integrierbar. Das vorgestellte System sowie das vorgestellte Verfahren sind für unterschiedliche Fahrzeuge modular einsetzbar, wobei jedes dieser unterschiedlichen Fahrzeuge ein zu kontrollierendes Brennstoffzellensystem sowie mindestens eine weitere Vorrichtung aufweist. Somit ist es möglich, das primäre Steuergerät des Systems neben mindestens einem weiteren Steuergerät des jeweiligen Fahrzeugs einzusetzen. Somit ist das primäre Steuergerät unabhängig von einem Fahrzeug verwendbar und somit auch für unterschiedliche Fahrzeuge modular einsetzbar.
Durch einen Einsatz des Systems ist es u. a. möglich, eine Vernetzung von Leitungen zum Übertragen von Signalen zum Kontrollieren des Brennstoffzellensystems und der mindestens einen Vorrichtung einfacher auszugestalten.
Da das primäre Steuergerät unabhängig von dem mindestens einen weiteren sekundären Steuergerät betreibbar ist, ergibt sich u. a., dass zum Durchführen eines Wakeups bzw. eines Aufweckverfahrens eines jeweiligen Steuergeräts entweder nur das primäre Steuergerät für das Brennstoffzellensystem oder das mindestens eine sekundäre Steuergerät für die mindestens eine weitere Vorrichtung des Fahrzeugs aufzuwecken ist.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand einer Ausführungsform in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung schematisch und ausführlich beschrieben.
1 zeigt in schematischer Darstellung Details einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems sowie eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs.
Das in 1 schematisch dargestellte Fahrzeug 2 weist ein Brennstoffzellensystem 4 als eine primäre Vorrichtung sowie weitere, sekundäre Vorrichtungen 6, 8 auf.
Außerdem weist das Fahrzeug 2 die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems 10 auf, das als Komponenten ein primäres Steuergerät 12 und ein weiteres, sekundäres Steuergerät 14 aufweist. Dabei wird bei einem Betrieb des Fahrzeugs 2 das Brennstoffzellensystem 4 sowie mindestens eine der weiteren Vorrichtungen 6, 8 betrieben.
Hierbei ist vorgesehen, dass mindestens eine Funktion des Brennstoffzellensystems 4 mit dem primären Steuergerät 12 kontrolliert wird. Je nach Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, das mit dem System 10 durchführbar ist, wird mindestens eine Funktion der mindestens einen weiteren Vorrichtung 6, 8 des Fahrzeugs 2 von dem sekundären Steuergerät 14 kontrolliert. Das primäre Steuergerät 12 ist auch als Brennstoffzellensteuergerät ausgebildet und/oder zu bezeichnen, wohingegen das sekundäre Steuergerät 14 auch als Vorrichtungssteuergerät oder Fahrzeugsteuergerät ausgebildet und/oder zu bezeichnen ist. Weiterhin ist die mindestens eine Funktion des Brennstoffzellensystems 4 durch das primäre Steuergerät 12 unabhängig von der mindestens einen Funktion der mindestens einen weiteren Vorrichtung 6, 8 kontrollierbar.
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 Patentliteratur

EP 0629013 A2 [0003]
DE 10253944 A1 [0004]
DE 10393844 B4 [0005]

Claims

System zum Kontrollieren mehrerer Funktionen eines Fahrzeugs (2), wobei das Fahrzeug (2) ein Brennstoffzellensystem (4) und mindestens eine weitere Vorrichtung (6, 8) aufweist, wobei das System (10) ein primäres Steuergerät (12) und mindestens ein sekundäres Steuergerät (14) aufweist, wobei das primäre Steuergerät (12) dazu ausgebildet ist, mindestens eine Funktion des Brennstoffzellensystems (4) zu kontrollieren, wobei das mindestens eine sekundäre Steuergerät (14) dazu ausgebildet ist, mindestens eine Funktion der mindestens einen weiteren Vorrichtung (6, 8) zu kontrollieren.
System nach Anspruch 1, bei dem das mindestens eine primäre Steuergerät (12) dazu ausgebildet ist, ausschließlich die mindestens eine Funktion des Brennstoffzellensystems (4) zu kontrollieren.
System nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das mindestens eine sekundäre Steuergerät (14) dazu ausgebildet ist, ausschließlich die mindestens eine Funktion der mindestens einen weiteren Vorrichtung (6, 8) zu kontrollieren.
System nach einem der voranstehenden Ansprüche, das genau ein sekundäres Steuergerät (14) aufweist, das dazu ausgebildet ist, die mindestens eine Funktion der mindestens einen weiteren Vorrichtung (6, 8) zu kontrollieren.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das mehrere sekundäre Steuergeräte (14) aufweist, die dazu ausgebildet sind, die mindestens eine Funktion der mindestens einen weiteren Vorrichtung (6, 8) zu kontrollieren.
System nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem das primäre Steuergerät (12) dazu ausgebildet ist, die mindestens eine Funktion des Brennstoffzellensystems (4) unabhängig von der mindestens einen Funktion der mindestens einen weiteren Vorrichtung (6, 8) zu steuern.
Fahrzeug, das ein Brennstoffzellensystem (4), mindestens eine weitere Vorrichtung (6, 8) und ein System (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche aufweist.
Verfahren zum Kontrollieren mehrerer Funktionen eines Fahrzeugs (2), wobei das Fahrzeug (2) ein Brennstoffzellensystem (4) und mindestens eine weitere Vorrichtung (6, 8) sowie ein primäres Steuergerät (12) und mindestens ein sekundäres Steuergerät (14) aufweist, wobei mit dem primären Steuergerät (12) mindestens eine Funktion des Brennstoffzellensystems (4) kontrolliert wird, wobei mit dem mindestens einen sekundären Steuergerät (14) mindestens eine Funktion der mindestens einen weiteren Vorrichtung (6, 8) kontrolliert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die mindestens eine Funktion des Brennstoffzellensystems (4) mit dem primären Steuergerät (12) und unabhängig davon die mindestens eine Funktion der mindestens einen weiteren Vorrichtung (6, 8) mit dem mindestens einen sekundären Steuergerät (14) gesteuert wird.