DE102019203519A1 - Method for supplying energy to consumers of an on-board network for a vehicle and on-board network for a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Energieversorgung von Verbrauchern (26, 28) eines Bordnetzes (10) für ein Fahrzeug sowie ein Bordnetz (10) für ein Fahrzeug.Es ist vorgesehen, dass ein Verfahren zur Energieversorgung von Verbrauchern (26, 28) eines Bordnetzes (10) für ein Fahrzeug bereitgestellt wird. Solch ein Verfahren umfasst dabei die folgenden Schritte: Koppeln wenigstens einer elektrischen Energieversorgungsquelle (12) mit Verbrauchern (26, 28) in einem Fahrzeug, wobei zwischen der wenigstens einen elektrischen Energieversorgungsquelle (12) und den Verbrauchern (26, 28) eine zentrale Recheneinheit (16) geschaltet ist und zwischen der zentralen Recheneinheit (16) und den jeweiligen Verbrauchern (26, 28) zumindest ein Messeinheitssystem (34) angeordnet ist, so dass jegliche Zustände eines jeweiligen gekoppelten Verbrauchers (26, 28) zentral diagnostiziert werden und in Abhängigkeit der jeweiligen Diagnose situationsabhängig eine jeweilige Abschaltung eines jeweiligen Verbrauchers (26, 28) gemäß eines Priorisierungsbewertungsschrittes bezogen auf den Zustand aller Verbraucher (26, 28) mittels der zentralen Recheneinheit (16) realisiert wird.The invention relates to a method for supplying energy to consumers (26, 28) of an on-board network (10) for a vehicle and to an on-board network (10) for a vehicle. A method for supplying energy to consumers (26, 28) of an on-board network (10) is provided for a vehicle. Such a method comprises the following steps: coupling at least one electrical energy supply source (12) to consumers (26, 28) in a vehicle, with a central processing unit (26, 28) between the at least one electrical energy supply source (12) and the consumers (26, 28). 16) is connected and between the central processing unit (16) and the respective consumers (26, 28) at least one measuring unit system (34) is arranged so that any states of a respective coupled consumer (26, 28) are diagnosed centrally and depending on the respective diagnosis depending on the situation, a respective shutdown of a respective consumer (26, 28) according to a prioritization evaluation step related to the state of all consumers (26, 28) is realized by means of the central processing unit (16).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Energieversorgung von Verbrauchern eines Bordnetzes für ein Fahrzeug sowie ein Bordnetz für ein Fahrzeug.The invention relates to a method for supplying energy to consumers of an on-board network for a vehicle and to an on-board network for a vehicle.
Zukünftige Bordnetze von Automobilen werden nicht nur zunehmend komplexer, sondern weisen auch eine Vielzahl von unterschiedlichsten Verbrauchern auf. Dabei sind in Bezug auf die Sicherheit und einer zuverlässigen Funktionsweise verschiedene Aspekte zu beachten beziehungsweise vor und während eines Betriebszustandes zu organisieren. Zudem ist es gerade bei Konzepten im Zusammenhang mit teil- oder vollautomatisierten Fahren essenziell, dass die sicherheitsrelevanten Funktionen hinsichtlich ihrer Energieversorgung eine höhere Priorität gegenüber weniger wichtigen Funktionen aufweisen. Aktuell werden häufig diese Herausforderungen mittels eines dezentralen Energiemanagements und einer damit verbundenen Analyse der Stromflüsse an dazu befähigten Steuergeräten gelöst. Dabei wird ein hoher Kommunikationsaufwand innerhalb des Fahrzeugs mit einer sich ergebenden hohen Komplexität als Nachteil in Kauf genommen, wobei nicht jedes Steuergerät seinen eigenen aktuellen Stromwert messen kann. Zudem ergeben sich bei dieser Vorgehensweise unterschiedliche Qualitäten der Strommessungen. Aus dem Stand der Technik sind dabei erste Lösungsansätze als bekannt anzusehen.Future vehicle electrical systems will not only be increasingly complex, they will also have a large number of different consumers. With regard to safety and reliable functionality, various aspects must be observed or organized before and during an operating state. In addition, especially with concepts in connection with partially or fully automated driving, it is essential that the safety-relevant functions have a higher priority than less important functions with regard to their energy supply. Currently, these challenges are often solved by means of a decentralized energy management and an associated analysis of the current flows on capable control devices. A high communication effort within the vehicle with the resulting high complexity is accepted as a disadvantage, with not every control device being able to measure its own current value. In addition, this procedure results in different qualities of the current measurements. Initial approaches to a solution are to be regarded as known from the prior art.
So ist aus der Druckschrift
Aus der Druckschrift
Aus der Druckschrift
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Energieversorgung von Verbrauchern eines Bordnetzes für ein Fahrzeug und ein Bordnetz für ein Fahrzeug bereitzustellen, welches ein verbessertes und benutzerdefiniertes Energiemanagement während der Verwendung aufweist.The invention is based on the object of providing a method for supplying energy to consumers of an on-board network for a vehicle and an on-board network for a vehicle which has an improved and user-defined energy management during use.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Verfahren zur Energieversorgung von Verbrauchern eines Bordnetzes für ein Fahrzeug bereitgestellt wird. Solch ein Verfahren umfasst dabei die folgenden Schritte: Koppeln wenigstens einer elektrischen Energieversorgungsquelle mit Verbrauchern in einem Fahrzeug, wobei zwischen der wenigstens einen elektrischen Energieversorgungsquelle und den Verbrauchern eine zentrale Recheneinheit geschaltet ist und zwischen der zentralen Recheneinheit und den jeweiligen Verbrauchern zumindest ein Messeinheitssystem angeordnet ist, so dass jegliche Zustände eines jeweiligen gekoppelten Verbrauchers zentral diagnostiziert werden und in Abhängigkeit der jeweiligen Diagnose situationsabhängig eine jeweilige Abschaltung eines jeweiligen Verbrauchers gemäß eines Priorisierungsbewertungsschrittes bezogen auf den Zustand aller Verbraucher mittels der zentralen Recheneinheit realisiert wird. Die einzelnen Verbindungsleitungen können auch als Zweige bezeichnet werden. An jeweiligen Zweigen können entsprechend separate Verbraucher betrieben werden. Jeder dieser Zweige verfügt beispielsweise über eine Messeinheit beziehungsweise ein Messeinheitensystem auf der Sekundärseite (Verbraucherseite). Die zentrale Recheneinheit kann dabei zentral entscheiden, inwiefern eine priorisierte Schaltung der Verbraucher realisiert werden soll beziehungsweise wird. Es kann also eine exakte Leistungsflussanalyse per zentraler Recheneinheit vollzogen werden, so dass ein verbessertes Energiemanagement auf einfache Weise bereitgestellt werden kann. Die genaue Analyse des jeweiligen Energieflusses bedarf dabei kein dezentrales Energiemanagement. Auch wird somit ein hoher Kommunikationsaufwand innerhalb des Fahrzeugs mit der sich ergebenden hohen Komplexität vermieden. Es wird somit auf einfache Weise und kostengünstig eine zentrale Kenntnis aller Verbraucherzustände ermöglicht, so dass eine einheitliche Schaltstrategie zu einem verbesserten Energiemanagement führt. Eine zentrale, einmalige Umsetzung ermöglicht es entsprechend ein verbessertes Energiemanagement bereitzustellen. Zudem kann auf diese Weise eine Reduzierung der Systemkomplexität erreicht werden.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that a method for supplying energy to consumers of an on-board network for a vehicle is provided. Such a method comprises the following steps: coupling at least one electrical energy supply source to consumers in a vehicle, a central processing unit being connected between the at least one electrical energy supply source and the consumers and at least one measuring unit system being disposed between the central computing unit and the respective consumers, so that any states of a respective coupled consumer are diagnosed centrally and depending on the respective diagnosis, depending on the situation, a respective disconnection of a respective consumer according to a prioritization evaluation step based on the state of all consumers is implemented by means of the central processing unit. The individual connecting lines can also be referred to as branches. Separate consumers can be operated on the respective branches. Each of these branches has, for example, a measuring unit or a measuring unit system on the secondary side (consumer side). The central processing unit can decide centrally to what extent a prioritized switching of the consumer should or will be implemented. An exact power flow analysis can therefore be carried out by a central processing unit, so that improved energy management can be provided in a simple manner. The exact analysis of the respective energy flow does not require a decentralized energy management. A high communication effort within the vehicle with the resulting high complexity is thus also avoided. Central knowledge of all consumer states is thus made possible in a simple and cost-effective manner, so that a uniform switching strategy leads to improved energy management. A central, one-off implementation makes it possible to provide improved energy management accordingly. In addition, the system complexity can be reduced in this way.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Bordnetz für ein Fahrzeug bereitgestellt wird. Solch ein Bordnetz für ein Fahrzeug umfasst dabei wenigstens eine elektrische Energieversorgungsquelle, welche ausgelegt ist, Verbraucher in dem Fahrzeug mit Energie zu versorgen. Hierzu ist vorgesehen, dass zwischen der wenigstens einen elektrischen Energieversorgungsquelle und den Verbrauchern eine zentrale Recheneinheit geschaltet ist und zwischen der zentralen Recheneinheit und den jeweiligen Verbrauchern zumindest ein Messeinheitssystem angeordnet ist, so dass jegliche Zustände eines jeweiligen gekoppelten Verbrauchers zentral diagnostizierbar sind und in Abhängigkeit der jeweiligen Diagnose situationsabhängig eine jeweilige Abschaltung eines jeweiligen Verbrauchers gemäß eines Priorisierungsbewertungsschrittes bezogen auf den Zustand aller Verbraucher mittels der zentralen Recheneinheit realisierbar ist. Die zuvor genannten Vorteile gelten soweit übertragbar auch für das vorgestellte Bordnetz für ein Fahrzeug.In a further preferred embodiment of the invention it is provided that an on-board network is provided for a vehicle. Such an on-board network for a vehicle comprises at least one electrical energy supply source which is designed to supply consumers in the vehicle with energy. For this purpose, it is provided that a central processing unit is connected between the at least one electrical energy supply source and the consumers and at least one measuring unit system is arranged between the central processing unit and the respective consumers, so that any states of a respective coupled consumer can be diagnosed centrally and depending on the respective Diagnosis, depending on the situation, a respective shutdown of a respective consumer according to a prioritization evaluation step based on the state of all consumers can be implemented by means of the central processing unit. The advantages mentioned above also apply to the presented electrical system for a vehicle, insofar as they are transferable.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred embodiments of the invention result from the other features mentioned in the subclaims.
So ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die zentrale Recheneinheit eine benutzerdefiniert einstellbare ePDU (ePDU = electronic Power Distribution Unit = elektronische Stromverteilereinheit) mit angeschlossenem programmierbaren Prozessor ist. Die zuvor genannten Vorteile lassen sich somit noch besser erreichen.In a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the central processing unit is a user-defined adjustable ePDU (ePDU = electronic power distribution unit) with a connected programmable processor. The advantages mentioned above can thus be achieved even better.
Auch ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die jeweiligen Messeinheitssysteme außerhalb der zentralen Recheneinheit angeordnet sind. Die zuvor genannten Vorteile lassen sich somit noch besser erreichen.In a further preferred embodiment of the invention it is also provided that the respective measuring unit systems are arranged outside the central processing unit. The advantages mentioned above can thus be achieved even better.
Ferner ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die jeweiligen Messeinheitssysteme einen identischen Aufbau aufweisen. Die zuvor genannten Vorteile lassen sich somit noch besser erreichen.Furthermore, a further preferred embodiment of the invention provides that the respective measuring unit systems have an identical Have structure. The advantages mentioned above can thus be achieved even better.
Des Weiteren ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass ein jeweiliges Messeinheitssystem räumlich getrennt von der zentralen Recheneinheit betrieben wird. Die zuvor genannten Vorteile lassen sich somit noch besser erreichen.Furthermore, in a further preferred embodiment of the invention it is provided that a respective measuring unit system is operated spatially separated from the central processing unit. The advantages mentioned above can thus be achieved even better.
Auch ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die benutzerdefiniert einstellbare ePDU zumindest ein Halbleiter-Sicherungselement aufweist. Die zuvor genannten Vorteile lassen sich somit noch besser erreichen.In a further preferred embodiment of the invention it is also provided that the user-defined adjustable ePDU has at least one semiconductor fuse element. The advantages mentioned above can thus be achieved even better.
Zudem ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die jeweiligen Messeinheitssysteme mit jeweiligen Verbindungsleitungen mit dem angeschlossenen programmierbaren Prozessor separat gekoppelt sind. Die zuvor genannten Vorteile lassen sich somit noch besser erreichen.In addition, a further preferred embodiment of the invention provides that the respective measuring unit systems are separately coupled to the connected programmable processor by respective connecting lines. The advantages mentioned above can thus be achieved even better.
Auch ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die jeweiligen Verbindungsleitungen, welche die jeweiligen Messeinheitssysteme mit dem angeschlossenen programmierbaren Prozessor separat koppeln, zueinander isoliert vorgesehen sind. Die zuvor genannten Vorteile lassen sich somit noch besser erreichen.In a further preferred embodiment of the invention it is also provided that the respective connecting lines, which separately couple the respective measuring unit systems with the connected programmable processor, are provided isolated from one another. The advantages mentioned above can thus be achieved even better.
Schlussendlich ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass in einer besonderen Ausführungsform des Bordnetzes für ein Fahrzeug die zentrale Recheneinheit eine ePDU mit angeschlossenem Prozessor ist. Die zuvor genannten Vorteile gelten soweit übertragbar auch für diese spezielle Gestaltung des vorgestellten Bordnetzes.Finally, in a further preferred embodiment of the invention, it is provided that, in a special embodiment of the on-board network for a vehicle, the central processing unit is an ePDU with a connected processor. The advantages mentioned above also apply, insofar as they can be transferred, to this special design of the vehicle electrical system presented.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.The various embodiments of the invention mentioned in this application can be advantageously combined with one another, unless stated otherwise in the individual case.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Schaltanordnung eines Bordnetzes für ein Fahrzeug und -
2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Energieversorgung von Verbrauchern eines Bordnetzes.
-
1 a schematic circuit arrangement of an electrical system for a vehicle and -
2 a flow diagram of a method for supplying energy to consumers of an on-board network.
In dieser Ausführung umfasst die zentrale Recheneinheit dazu eine benutzerdefiniert einstellbare ePDU
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- Bordnetz für ein FahrzeugOn-board network for a vehicle
- 1212
- EnergieversorgungsquellePower source
- 1414th
- erste Verbindungsleitungfirst connection line
- 1616
- zentrale Recheneinheitcentral processing unit
- 1818th
- ePDU (ePDU = electronic Power Distribution Unit = elektronische Stromverteilereinheit)ePDU (ePDU = electronic Power Distribution Unit)
- 2020th
- Prozessorprocessor
- 2222nd
- zweite Verbindungsleitungsecond connection line
- 2424
- dritte Verbindungsleitungthird connection line
- 2626th
- QM-VerbraucherQM consumers
- 2828
- ASI-VerbraucherASI consumers
- 3030th
- vierte Verbindungsleitungfourth connecting line
- 3232
- erster Diagnosepunktfirst diagnostic point
- 3333
- fünfte Verbindungsleitungfifth connection line
- 3434
- MesseinheitssystemMeasuring unit system
- 100100
- Flussdiagrammflow chart
- 110110
- erster Schrittfirst step
- 120120
- zweiter Schrittsecond step
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
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