DE102018216191A1

DE102018216191A1 - Process for operating a fault-tolerant electrical system

Info

Publication number: DE102018216191A1
Application number: DE102018216191.7A
Authority: DE
Inventors: Georg Schill; Jian Tian; Marco Beckmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-09-24
Filing date: 2018-09-24
Publication date: 2020-03-26

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines fehlertoleranten Bordnetzes (50), das mindestens ein Teilbordnetz (80, 90) umfasst, wobei dem mindestens einen Teilbordnetz (80, 90) ein Koppelelement (82, 92) zugeordnet ist, durch das ein Strom fließt, der zu einer Belastung des mindestens einen Koppelelements (82, 92) führt, wobei eine Regelung des Stroms, der durch das mindestens eine Koppelelement (82, 92) fließt, mit einem Regler vorgenommen wird, wobei im Rahmen der Regelung ein maximal zulässiger Strom als Führungsgröße der Regelung vorgegeben wird, der mit dem Strom, der durch das mindestens eine Koppelement (82, 92) fließt, verglichen wird.Method for operating a fault-tolerant electrical system (50), which comprises at least one sub-electrical system (80, 90), wherein the at least one sub-electrical system (80, 90) is assigned a coupling element (82, 92) through which a current flows which leads to a Loads of the at least one coupling element (82, 92), the current flowing through the at least one coupling element (82, 92) being regulated by a controller, with a maximum permissible current as a reference variable for the regulation as part of the regulation is specified, which is compared with the current flowing through the at least one coupling element (82, 92).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines fehlertoleranten Bordnetzes und eine Anordnung zum Durchführen des Verfahrens.The invention relates to a method for operating a fault-tolerant vehicle electrical system and an arrangement for performing the method.

Stand der TechnikState of the art

Unter einem Bordnetz, das auch als Energieversorgungsnetz bezeichnet werden kann, ist im automotiven Einsatz die Gesamtheit aller elektrischen Komponenten in einem Kraftfahrzeug zu verstehen. Somit sind davon sowohl elektrische Verbraucher als auch Versorgungsquellen, wie bspw. Batterien, umfasst. Im Kraftfahrzeug ist darauf zu achten, dass elektrische Energie so verfügbar ist, dass das Kraftfahrzeug jederzeit gestartet werden kann und während des Betriebs eine ausreichende Stromversorgung gegeben ist. Aber auch im abgestellten Zustand sollen elektrische Verbraucher noch für einen angemessenen Zeitraum betreibbar sein, ohne dass ein nachfolgender Start beeinträchtigt wird.An on-board electrical system, which can also be referred to as an energy supply network, is to be understood in automotive use as the entirety of all electrical components in a motor vehicle. This includes both electrical consumers and supply sources, such as batteries. In the motor vehicle, care must be taken to ensure that electrical energy is available in such a way that the motor vehicle can be started at any time and that there is an adequate power supply during operation. But even when switched off, electrical consumers should still be able to be operated for a reasonable period of time without a subsequent start being impaired.

Aufgrund der zunehmenden Elektrifizierung von Aggregaten sowie der Einführung von neuen Fahrzeugfunktionen, wie bspw. einem automatischen, hochautomatischen oder autonomen Fahren, steigt die Anforderung an die Zuverlässigkeit der elektrischen Energieversorgung im Kraftfahrzeug. Dabei ist insbesondere zu beachten, dass die Anzahl an leistungselektrischen Systemen stetig anwächst. Wenn eines dieser Systeme ausfällt, kann es dazu kommen, dass die Bordnetzspannung außerhalb des normalen Betriebsbereichs gerät, was zu einer Beeinträchtigung des Komforts und der Sicherheit der Fahrzeuginsassen führen kann.Due to the increasing electrification of assemblies and the introduction of new vehicle functions, such as automatic, highly automatic or autonomous driving, the demands on the reliability of the electrical energy supply in the motor vehicle are increasing. It should be noted in particular that the number of power electrical systems is growing steadily. If one of these systems fails, the vehicle electrical system voltage may fall outside the normal operating range, which can impair the comfort and safety of the vehicle occupants.

Es wird daher angestrebt, fehlertolerante Bordnetzkomponenten zu entwickeln, die es erlauben, die Sicherheit der Fahrzeuge zu erhöhen. Dies ist insbesondere bei Fahrzeugen, die ein automatisches oder gar autonomes Fahren gestatten, von Bedeutung.The aim is therefore to develop fault-tolerant electrical system components that make it possible to increase vehicle safety. This is particularly important for vehicles that allow automatic or even autonomous driving.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Anordnung nach Anspruch 9 vorgestellt. Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung.Against this background, a method according to claim 1 and an arrangement according to claim 9 are presented. Embodiments result from the dependent claims and from the description.

Das vorgestellte Verfahren dient zum Betreiben eines Bordnetzes, das mindestens ein Teilbordnetz aufweist, dem wiederum ein Koppelement zugeordnet ist. Dieses Koppelelement, das bspw. als Schalter ausgebildet ist, verbindet das Teilbordnetz mit dem restlichen Bordnetz, bspw. einem Basisbordnetz. Als weiteres Koppelelement zwischen dem Basisbordnetz und dem Teilbordnetz oder mehreren Teilbordnetzen, bspw. zwei Teilbordnetzen, kann z. B. ein Gleichspannungswandler vorgesehen sein.The method presented is used to operate an on-board electrical system that has at least one partial on-board electrical system, which in turn is assigned a coupling element. This coupling element, which is designed, for example, as a switch, connects the sub-electrical system to the rest of the electrical system, for example a basic electrical system. As a further coupling element between the base electrical system and the sub-electrical system or several sub-electrical systems, for example two sub-electrical systems, z. B. a DC-DC converter can be provided.

Es wird nunmehr angestrebt, die Belastung des Koppelelements, das dem Teilbordnetz zugeordnet ist, zu reduzieren. Die Belastung wird dabei durch einen Strom, der durch das Koppelelement, bspw. durch einen Schalter, fließt, verursacht. Der Strom durch das Koppelelement kann bspw. gemessen oder auch berechnet werden. Es erfolgt nunmehr eine Regelung des Stroms, der dem Teilbordnetz oder den Teilbordnetzen zugeführt wird und somit auch durch das oder die Koppelelemente fließt. Bei dieser Stromregelung wird ein maximal zulässiger Strom, der durch das Koppelelement fließt, berücksichtigt.The aim now is to reduce the load on the coupling element that is assigned to the sub-electrical system. The load is caused by a current flowing through the coupling element, for example through a switch. The current through the coupling element can be measured or calculated, for example. The current that is supplied to the sub-electrical system or the sub-electrical systems and thus also flows through the coupling element (s) is now regulated. With this current control, a maximum permissible current that flows through the coupling element is taken into account.

Der Stromregelung kann auch eine Spannungsregelung vorgeschaltet sein. Wird bspw. als zusätzliches Koppelelement ein Gleichspannungswandler verwendet, so kann in der Spannungsregelung in Abhängigkeit des maximal zulässigen Stroms durch das Koppelement eine Referenzspannung für den Gleichspannungswandler als Führungsgröße der Spannungsregelung vorgegeben werden. The current regulation can also be preceded by a voltage regulation. If, for example, a DC-DC converter is used as an additional coupling element, a reference voltage for the DC-DC converter can be specified as a reference variable for the voltage regulation in the voltage control as a function of the maximum permissible current through the coupling element.

Mit dem vorgestellten Verfahren ist es nunmehr möglich, die Belastung eines Koppelelements, wie bspw. eines Schalters, durch den Strom, der durch das Koppelelement fließt, zu verringern. Weiterhin können die Kosten für dieses Koppelelement reduziert werden. Darüber hinaus ist es auf einfache Weise möglich, das Koppelelement, bspw. den Schalter, zu dimensionieren, da der maximale Strom, der durch dieses fließt, begrenzt werden kann.With the method presented, it is now possible to reduce the load on a coupling element, such as a switch, by the current flowing through the coupling element. Furthermore, the costs for this coupling element can be reduced. In addition, it is easily possible to dimension the coupling element, for example the switch, since the maximum current that flows through it can be limited.

Die beschriebene Anordnung ist zur Durchführung des vorgestellten Verfahrens eingerichtet. Diese ist in Hardware und/oder Software implementiert. So kann die Vorrichtung in einem Steuergerät des Fahrzeugs integriert und/oder abgelegt sein oder auch als ein Steuergerät ausgebildet sein. Es wird hierin ebenfalls ein Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens und ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm abgelegt ist, vorgestellt. Ebenfalls vorgestellt wird ein Bordnetz, in dem das Verfahren durchgeführt werden kann.The arrangement described is set up to carry out the method presented. This is implemented in hardware and / or software. For example, the device can be integrated and / or stored in a control unit of the vehicle or can also be designed as a control unit. A computer program for carrying out the method and a machine-readable storage medium on which the computer program is stored are also presented here. An electrical system is also presented, in which the method can be carried out.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen.Further advantages and refinements of the invention result from the description and the accompanying drawings.

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.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own without departing from the scope of the present invention.

Figurenliste Figure list

1 shows in a block diagram an electrical system according to the prior art, which is not fault-tolerant.
2nd shows an execution of a fault-tolerant electrical system, which is set up to carry out the method presented.
3rd shows in a block diagram an execution of the presented regulation within the scope of the described method.
4th shows a block diagram of an embodiment of the method presented.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.The invention is illustrated schematically in the drawings using embodiments and is described in detail below with reference to the drawings.

1 zeigt ein herkömmliches Bordnetz bzw. Energieversorgungsnetz 10, bei dem keine Funktion vorgesehen ist, die einen fehlertoleranten Betrieb ermöglicht. Die Darstellung zeigt einen Verbraucher R_SRHV 12, eine Batterie B 14, einen Generator A 16, einen Gleichspannungswandler 18, einen Schalter CD1 20 als Koppelelement, eine Batterie B1 22, einen Verbraucher R_B 24 und einen Verbraucher R_SR1 26. 1 shows a conventional electrical system or power supply network 10th , in which no function is provided that enables fault-tolerant operation. The illustration shows a consumer R _SRHV 12th , a battery B 14 , a generator A 16 , a DC converter 18th , a switch CD1 20th as a coupling element, a battery B1 22 , a consumer R _B 24th and a consumer R _SR1 26 .

Der maximale Strom durch den Schalter CD1 20 entspricht der gesamten Last. Ein maximaler Ladestrom durch den Schalter kann begrenzt werden, indem der Ausgangsstrom i_dc 30 des Gleichspannungswandlers 18 begrenzt wird.The maximum current through the switch CD1 20th corresponds to the total load. A maximum charging current through the switch can be limited by the output current i _dc 30th of the DC converter 18th is limited.

2 zeigt ein Bordnetz mit Fehlertoleranzfunktion, das insgesamt mit der Bezugsziffer 50 bezeichnet ist und in dem das vorgestellte Verfahren durchgeführt werden kann. 2nd shows an electrical system with fault tolerance function, the total with the reference number 50 is designated and in which the presented method can be carried out.

Die Darstellung zeigt eine elektrische Maschine EM 52, einen Widerstand R_SRHV 54, eine Batterie BHV 56, einen Gleichspannungswandler 58, der einen Ausgangsstrom i_dc 60 ausgibt, und einen Widerstand R_B 62, durch den ein Strom i_RB 64 fließt. Bei dieser Ausführung ist der Gleichspannungswandler 58 zwischen einer Hochvolt- (HV) Seite 70 mit in diesem Fall 48 V und einer Niedervoltseite 72 mit in diesem Fall 12 V an einer Klemme 30, die mit Bezugsziffer 74 bezeichnet ist, angeordnet.The illustration shows an electrical machine EM 52 , a resistor R _SRHV 54 , a battery BHV 56 , a DC converter 58 which has an output current i _dc 60 outputs, and a resistor R _B 62 through which a current i _RB 64 flows. This version is the DC converter 58 between a high-voltage (HV) side 70 with 48 V in this case and a low voltage side 72 with in this case 12 V on one terminal 30th that with reference number 74 is designated.

Weiterhin sind ein erstes Teilbordnetz 80 bzw. ein erster Kanal und ein zweites Teilbordnetz 90 bzw. ein zweiter Kanal angeschlossen. Das erste Teilbordnetz 80 ist über ein erstes Koppelelement CD1 82 angeschlossen, durch das ein Strom i₁ 83 fließt. Weiterhin umfasst das erste Teilbordnetz 80 eine Batterie B₁ 84 und einen Verbraucher R_SR1 86. Mit Bezugsziffer 88 ist Klemme 30_1 bezeichnet. Das zweite Teilbordnetz 90 ist über ein zweites Koppelelement CD2 92 angeschlossen, durch das ein Strom i₂ 93 fließt. Weiterhin umfasst das zweite Teilbordnetz 90 eine Batterie B₂ 94 und einen Verbraucher R_SR2 96. Mit Bezugsziffer 98 ist Klemme 30_2 bezeichnet.Furthermore, a first sub-electrical system 80 or a first channel and a second sub-electrical system 90 or a second channel is connected. The first sub-electrical system 80 is via a first coupling element CD1 82 connected through which a current i ₁ 83 flows. The first sub-electrical system also includes 80 a battery B ₁ 84 and a consumer R _SR1 86 . With reference number 88 is clamp 30_1 designated. The second electrical system 90 is via a second coupling element CD2 92 connected through which a current i ₂ 93 flows. The second sub-electrical system also includes 90 a battery B ₂ 94 and a consumer R _SR2 96 . With reference number 98 is clamp 30_2 designated.

Wie in 2 gezeigt ist, sind zwei Teilbordnetze 80, 90 bzw. Kanäle in diesem Bordnetz 50 vorgesehen. Im Allgemeinen kann ein Schalter oder ein Gleichspannungswandler als Koppelelement CD1 82 und/oder CD2 92 verwendet werden. Üblicherweise ist der Strom i₁ 83 oder i₂ 93 durch das Koppelement CD1 82 bzw. CD2 92 viel kleiner als der Ausgangsstrom i_dc 60 des Gleichspannungswandlers 58. So wird bspw. ein Gleichspannungswandler mit Hochvolt/12 V bei 3 kW bei diesem Aufbau verwendet. Der maximale Ausgangsstrom des Gleichspannungswandlers 58 beträgt bis zu 250 A.As in 2nd is shown are two partial on-board systems 80 , 90 or channels in this electrical system 50 intended. In general, a switch or a DC / DC converter can be used as coupling element CD1 82 and / or CD2 92 be used. The current i is usually ₁ 83 or i ₂ 93 through the coupling element CD1 82 or CD2 92 much smaller than the output current i _dc 60 of the DC converter 58 . For example, a DC / DC converter with high voltage / 12 V at 3 kW is used in this configuration. The maximum output current of the DC / DC converter 58 is up to 250 A.

Zu beachten ist jedoch, dass die gesamte sicherheitsrelevante Last im ersten Teilbordnetz 80 und im zweiten Teilbordnetz 90 jeweils etwa 800 W beträgt. Dies bedeutet, dass der maximale Durchschnittsstrom durch das erste Koppelelement CD1 82 oder das zweite Koppelelement CD2 92 unter 100 A liegt. Aufgrund eines weiten SOC-Bereichs (SOC: State of Charge) der Batterien B₁ 84 und B₂ 94 kann die Batteriespannung von B₁ 84 und B₂ 94 unter der nominellen Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers 58, der auch als Hauptgleichspannungswandler dient, liegen.However, it should be noted that the entire safety-related load in the first sub-electrical system 80 and in the second electrical system 90 is about 800 W each. This means that the maximum average current through the first coupling element CD1 82 or the second coupling element CD2 92 is less than 100 A. Due to a wide SOC range (SOC: State of Charge) of batteries B ₁ 84 and B ₂ 94 the battery voltage of B ₁ 84 and B ₂ 94 below the nominal output voltage of the DC-DC converter 58 , which also serves as the main DC-DC converter.

Üblicherweise hat ein Gleichspannungswandler eine einstellbare Ausgangsspannung, bspw. 8 V bis 16 V, die an das tatsächliche Spannungsniveau von zumindest einem sicherheitsrelevanten Bordnetz vor Schließen des entsprechenden schalterbasierten Koppelelements angepasst werden kann.A DC voltage converter usually has an adjustable output voltage, for example 8 V to 16 V, which can be adapted to the actual voltage level of at least one safety-relevant vehicle electrical system before the corresponding switch-based coupling element is closed.

Dies führt zu einem äußerst hohen Strom durch das Koppelelement CD1 82 und CD2 92 aufgrund der Spannungsdifferenz zwischen der Ausgangsspannung des Gleichspannungswandler 58 und der Batterie, wenn Schalter als Koppelelemente CD1 82 CD2 92 verwendet werden. Im schlimmsten Fall ist der Strom durch den Schalter CD1 82 oder Schalter CD2 92 gleich dem maximalen Strom aus dem Gleichspannungswandler 58, was weit über dem maximal erlaubten Strom durch den Schalter CD1 82 und den Schalter CD2 92 liegt. Dieses Problem wird auch dann nicht vermieden, wenn eine Begrenzung des maximalen Stroms bei dem Gleichspannungswandler 58 vorgesehen ist. Folglich muss ein großer Schalter verwendet werden, was hohe Kosten für den Schalter und erhöhte Leistungsverluste zur Folge hat, so dass die Systemeffizienz reduziert wird. Darüber hinaus können die anderen Lasten in dem Bordnetz 50 nicht weiter durch den Gleichspannungswandler 58 versorgt werden, wenn die Begrenzung des maximal erlaubten Stroms des Gleichspannungswandlers induziert durch eine hohe Spannungsdifferenz zwischen der Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers 58 und der Batterie aktiv ist.This leads to an extremely high current through the coupling element CD1 82 and CD2 92 due to the voltage difference between the output voltage of the DC-DC converter 58 and the battery if switches as coupling elements CD1 82 CD2 92 be used. In the worst case, the current is through the switch CD1 82 or switch CD2 92 equal to the maximum current from the DC converter 58 what is far above the maximum allowed current through the switch CD1 82 and the switch CD2 92 lies. This problem is not avoided even if the maximum current in the DC-DC converter is limited 58 is provided. As a result, a large switch must be used, which results in high switch costs and increased power losses, so that system efficiency is reduced. In addition, the other loads in the vehicle electrical system 50 no further through the DC-DC converter 58 are supplied when the limitation of the maximum allowed current of the DC-DC converter is induced by a high voltage difference between the output voltage of the DC-DC converter 58 and the battery is active.

Das vorgestellte Verfahren, das nachstehend unter Bezugnahme auf die 3 und 4 näher erläutert wird, stellt Methoden bereit, den Gleichspannungswandler zu steuern bzw. zu regeln, wobei die Stromführungsfähigkeit, d. h. der maximal zu führende Strom, der Schalter berücksichtigt wird.The method presented below, with reference to the 3rd and 4th is explained in more detail, provides methods to control or regulate the DC / DC converter, taking into account the current carrying capability, ie the maximum current to be carried by the switch.

Die Darstellungen der 3 und 4 zeigen Regelungs- bzw. Steuerverfahren, die dazu dienen, den maximalen Strom durch Schalter für jedes Teilbordnetz zu begrenzen. Bei diesen Regelungsverfahren wird der Strom durch den Schalter jedes Teilbordnetzes gemessen. Wenn der Strom durch den Schalter höher als der erlaubte Strom ist, wird die Pl-Regelung aktiv. In der Zwischenzeit werden die Schalterregelungshinweise 1 und 2 jeweils an das elektronische Energiemanagement (EEM) gegeben, durch die das EEM mit anderen Signalen Schalterentscheidungen vornehmen kann. Dies bedeutet, dass das EEM die Schalter wahlweise öffnet oder schließt.The representations of the 3rd and 4th show regulation or control methods that serve to limit the maximum current through switches for each sub-electrical system. With these control methods, the current through the switch of each sub-electrical system is measured. If the current through the switch is higher than the permitted current, the PI control becomes active. In the meantime, the switch regulation notices 1 and 2nd given to the electronic energy management system (EEM), through which the EEM can make switch decisions with other signals. This means that the EEM either opens or closes the switches.

3 zeigt eine Regelung 100 zum Regeln der Spannung Vref 102 und damit der Referenzspannung, die vom Gleichspannungswandler (Bezugsziffer 92 in 2) ausgegeben werden soll. Diese Referenzspannung 102 wird mit der Spannung V_ist 104 verglichen, d. h. mit der Spannung, die der Gleichspannungswandler tatsächlich ausgibt. Die Differenz von Vref 102 und V_ist 104 wird einem ersten Regler 106, typischerweise einem PI-Regler, zugeführt, Ausgangsgröße ist der Referenzstrom I_ref 108, der mit dem Strom i_dc 110 und damit dem Strom aus dem Gleichspannungswandler verglichen wird. Die sich ergebende Differenz wird in einen zweiten Regler 112 eingegeben, der Ausgang des zweiten Reglers 112 geht in einen Generator 114 für ein PWM- (Pulsweitenmodulation) Signal ein, mit dem wiederum der Gleichspannungswandler angesteuert wird. Daraus ergibt sich der Strom i_dc 110, d. h. der Strom aus dem Gleichspannungswandler bzw. der Ausgangsstrom des Gleichspannungswandlers. 3rd shows a scheme 100 for regulating the voltage Vref 102 and thus the reference voltage generated by the DC / DC converter (reference number 92 in 2nd ) should be output. This reference voltage 102 V is the _voltage 104 compared, ie with the voltage that the DC-DC converter actually outputs. The difference from Vref 102 and V _is 104 becomes a first controller 106 , typically supplied to a PI controller, the output variable is the reference current I _ref 108 that with the current i _dc 110 and thus the current from the DC-DC converter is compared. The resulting difference is in a second controller 112 entered, the output of the second controller 112 goes into a generator 114 for a PWM (pulse width modulation) signal, which in turn is used to control the DC / DC converter. The current i _dc results from this 110 , ie the current from the DC-DC converter or the output current of the DC-DC converter.

Der Strom i_dc 110 teilt sich auf in einen Strom i₁ 120 für ein erstes Teilbordnetz 122 und einen Strom i₂ 124 für ein zweites Teilbordnetz 126. Im ersten Teilbordnetz 122 befinden sich eine erste Batterie 130 und parallel zu dieser ein Verbraucher R_SR1 132 und ein erster Schalter CD1134. Weiterhin ist ein Leitungswiderstand R₁ 136 eingetragen. Im zweiten Teilbordnetz 126 befinden sich eine zweite Batterie 140 und parallel zu dieser ein Verbraucher R_SR1 142 sowie ein zweiter Schalter CD2 144. Weiterhin ist ein Leitungswiderstand R₂ 146 eingetragen.The current i _dc 110 divides into a current i ₁ 120 for a first sub-electrical system 122 and a current i ₂ 124 for a second electrical system 126 . In the first electrical system 122 there is a first battery 130 and parallel to this a consumer R _SR1 132 and a first switch CD1134. There is also a line resistance R ₁ 136 registered. In the second electrical system 126 there is a second battery 140 and parallel to this a consumer R _SR1 142 and a second switch CD2 144 . There is also a line resistance R ₂ 146 registered.

4 zeigt in einem Blockdiagramm eine Ausführung der Anordnung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens, die insgesamt mit der Bezugsziffer 200 bezeichnet ist. Die Darstellung zeigt einen ersten Pl-Regler 202 und einen zweiten Pl-Regler 204. In den ersten Pl-Regler 202 geht ein eine Differenz aus dem gemessenen Strom i₂ 206 am zweiten Schalter und einem maximal erlaubten Strom 208 am zweiten Schalter. In den zweiten Pl-Regler 204 geht ein eine Differenz aus dem gemessenen Strom i₁ 210 am ersten Schalter und einem maximal erlaubten Strom 212 am ersten Schalter. Die Ausgänge der beiden Pl-Regler 202 und 204 gehen zusammen mit einer Ausgangsspannungsreferenz 214 in einen ersten Block 220 für eine erste Regelungsentscheidung ein. 4th shows in a block diagram an embodiment of the arrangement for performing the method described, the total with the reference number 200 is designated. The illustration shows a first PI controller 202 and a second PI controller 204 . In the first PI controller 202 there is a difference from the measured current i ₂ 206 at the second switch and a maximum allowed current 208 at the second switch. In the second PI controller 204 is a difference from the measured current i ₁ 210 at the first switch and a maximum allowed current 212 at the first counter. The outputs of the two PI controllers 202 and 204 go along with an output voltage reference 214 in a first block 220 for a first regulatory decision.

Ausgänge dieses Blocks 220 sind ein erster Regelungshinweis 222 für den ersten Schalter und ein zweiter Regelungshinweis 224 für den zweiten Schalter. Die Regelungshinweise 222 und 224, die auch als Regelungsflagge bezeichnet werden können, gehen an die EEM. Ein weiterer Ausgang 230 des ersten Blocks 220 geht an einen zweiten Block 240 für eine zweite Regelungsentscheidung. In diesen zweiten Block geht auch ein Signal 242 einer Fehlererkennung 244 ein. Weiterhin gehen ein über eine erste Nachschlagetabelle 250 und eine zweite Nachschlagetabelle 252 die Größen Spannung V_B1 260 der ersten Batterie, Temperatur T 262, Spannung V_DCDC 264 des Gleichspannungswandlers und die Spannung V_B2 266 der zweiten Batterie.Outputs of this block 220 are a first regulatory notice 222 for the first switch and a second regulation note 224 for the second switch. The regulatory information 222 and 224 , which can also be called the regulatory flag, go to the EEM. Another exit 230 of the first block 220 goes to a second block 240 for a second regulatory decision. A signal also goes into this second block 242 an error detection 244 on. Furthermore go over a first lookup table 250 and a second lookup table 252 the sizes voltage V _B1 260 the first battery, temperature T 262 , Voltage V _DCDC 264 of the DC-DC converter and the voltage V _B2 266 the second battery.

Ausgang der Anordnung 200 ist die Ausgangsspannungsreferenz Vref 102, die auch in 3 gezeigt ist, des Gleichspannungswandlers.Output of the arrangement 200 is the output voltage reference Vref 102 who also in 3rd is shown, the DC-DC converter.

Es werden somit bei dem Regelungsverfahren zwei Ausgänge von zwei Pl-Spannungsreglern mit der maximal erlaubten Spannungsgrenze des Gleichspannungswandlers von der EEM verglichen. Dabei wird der minimale Wert der Ausgabe des PI-Reglers als Ausgangsspannungsreferenz des Gleichspannungswandlers im normalen Zustand verwendet. Liegt ein Fehler bei der Stromerfassung bei dem ersten Schalter oder dem zweiten Schalter vor, wird die entsprechende Spannungsdifferenzerfassung zwischen der Batteriespannung und der Spannungsausgabe des Gleichspannungswandlers aktiv, um indirekt bzw. mittelbar den Strom durch den Schalter zu begrenzen.The control method thus compares two outputs from two PI voltage regulators with the maximum permitted voltage limit of the DC-DC converter by the EEM. The minimum value of the output of the PI controller is used as the output voltage reference of the DC-DC converter in the normal state. If there is an error in the current detection in the first switch or the second switch, the corresponding voltage difference detection between the battery voltage and the voltage output of the DC / DC converter becomes active in order to indirectly or indirectly limit the current through the switch.

Claims

Method for operating a fault-tolerant on-board electrical system (50), which comprises at least one partial on-board electrical system (80, 90, 122, 126), the at least one partial on-board electrical system (80, 90, 122, 126) being assigned a coupling element (82, 92) that a current flows that causes a load on the at least one Coupling element (82, 92) leads, wherein a regulation of the current flowing through the at least one coupling element (82, 92) is carried out with a controller (106, 108), with a maximum permissible current being within the scope of the regulation (100) is specified as the reference variable of the control (100), which is compared with the current flowing through the at least one coupling element (82, 92).

Procedure according to Claim 1 , in which a signal is derived from an output of the controller (106, 108) with which the coupling element (82, 92) is controlled.

Procedure according to Claim 2 , in which the signal is fed to an electronic energy management system which optionally opens or closes the at least one coupling element (82, 92).

Procedure according to one of the Claims 1 to 3rd , in which a DC-DC converter (58) is provided as an additional coupling element.

Procedure according to Claim 4 , in which a reference voltage (102) of the direct voltage converter (58) is specified as the manipulated variable of the at least one current control, which is regulated with a further regulator, the manipulated variable of which represents a current that flows from the direct voltage converter (58), which in turn is still A further regulator is regulated, the current flowing from the DC / DC converter (58) determining a current flowing through the at least one coupling element (82, 92).

Procedure according to one of the Claims 1 to 5 , in which an error detection is carried out, the at least one coupling element (82, 92) being controlled as a function of a result of the error detection.

Procedure according to one of the Claims 1 to 6 , in which a switch (134, 144) is used as the at least one coupling element (82, 92).

Procedure according to one of the Claims 1 to 7 , which is carried out in an electrical system (50) with a first electrical system (80, 122) and a second electrical system (90, 126), both electrical systems (80, 90, 122, 126) each having a switch (134, 144) as Coupling element (82, 92) is assigned.

Arrangement for operating an electrical system (50) which is used to carry out a method according to one of the Claims 1 to 8th is set up.

Arrangement after Claim 9 , which includes electronic energy management.