DE102015013302A1 - Method for controlling an electrical energy management in a vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Energie- und Leistungsmanagements (M) in einem Fahrzeug, wobei erfindungsgemäß Informationen einer Fahrbahn, einer Fahrzeugumgebung und einer Trajektorie eines aktiven Fahrzeugfahrwerks (2) des Fahrzeugs erfasst und zur Ermittlung eines elektrischen Energiebedarfs verwendet werden und in Abhängigkeit des ermittelten elektrischen Energiebedarfs das elektrische Energie- und Leistungsmanagement (M) gesteuert wird.The invention relates to a method for controlling an electrical energy and power management (M) in a vehicle, wherein according to the invention, information of a road, a vehicle environment and a trajectory of an active vehicle chassis (2) of the vehicle detected and used to determine an electrical energy demand and in Dependence of the determined electrical energy demand, the electrical energy and power management (M) is controlled.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Energiemanagements in einem Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for controlling an electrical energy management in a vehicle according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 10 2008 047 446 A1 ist eine Streckenlängenberechnungsvorrichtung zur Berechnung der kürzesten Streckenlänge zwischen einer Vielzahl von Punkten mit aufgetretenen Ereignissen, die sich auf ein mobiles Objekt beziehen, bekannt. Weiterhin ist ein Streckenlängenberechnungsverfahren, ein Streckenlängenberechnungsprogramm und eine Fahrzeugklimaanlage und Steuerung für in mobilem Objekt montierte Vorrichtung bekannt.From the DE 10 2008 047 446 A1 For example, a route length calculating device is known for calculating the shortest route length between a plurality of points having occurred events relating to a mobile object. Further, a route length calculation method, a route length calculation program and a vehicle air conditioner and mobile object-mounted device controller are known.

Aus der DE 10 2009 013 175 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung eines Energiemanagements in einem Fahrzeug bekannt. Hierbei werden Prognosen von zu erwartenden Verkehrszuständen erstellt und Parameter des Energiemanagements des Fahrzeugs in Abhängigkeit von den erstellten Prognosen gesteuert.From the DE 10 2009 013 175 A1 a method for controlling an energy management in a vehicle is known. Here, forecasts of expected traffic conditions are created and parameters of the energy management of the vehicle are controlled depending on the forecasts that have been generated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Energiemanagements in einem Fahrzeug anzugeben.The invention is based on the object to provide a comparison with the prior art improved method for controlling an electrical energy management in a vehicle.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.The object is achieved by the features specified in claim 1.

In dem Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Energiemanagements in einem Fahrzeug werden erfindungsgemäß Fahrbahndaten einer vorausliegenden Fahrbahn, Umgebungsdaten einer Fahrzeugumgebung und Trajektoriedaten einer Trajektorie eines aktiven Fahrzeugfahrwerks des Fahrzeugs erfasst, wobei anhand der erfassten Daten, wie Fahrbahndaten, Umgebungsdaten und/oder Trajektoriedaten ein elektrischer Energiebedarf ermittelt wird und in Abhängigkeit des ermittelten elektrischen Energiebedarfs das elektrische Energie- und Leistungsmanagement vorausschauend gesteuert wird.In the method for controlling an electrical energy management system in a vehicle, according to the invention, lane data of a preceding lane, surroundings data of a vehicle environment and trajectory data of a trajectory of an active vehicle chassis of the vehicle are detected, wherein based on the acquired data, such as lane data, environmental data and / or trajectory data, an electrical energy requirement is determined is and the electrical energy and power management is controlled in a forward-looking manner depending on the determined electrical energy demand.

Das aktive Fahrzeugfahrwerk ist ein Federungs-Dämpfungssystem, welches übliche Wank-, Nick- und Vertikalbewegungen einer Karosserie des Fahrzeugs bei unterschiedlichen Fahrsituationen kompensiert oder bei Seitenwind stabilisiert.The active vehicle chassis is a suspension damping system which compensates for the usual roll, pitch and vertical movements of a body of the vehicle in different driving situations or stabilized in crosswinds.

Zur Deckung des elektrischen Energiebedarfs des aktiven Fahrzeugfahrwerks ist das elektrische Energie- und Leistungsmanagement in vorausschauender Weise steuerbar. Hierbei ist zumindest eine elektrische Energieversorgung im Fahrzeug derart steuerbar, dass der zu erwartende oder erforderliche Energie- und Leistungsbedarf des aktiven Fahrzeugfahrwerks vorausschauend ausgeglichen wird.To cover the electrical energy requirements of the active vehicle chassis, the electrical energy and power management can be controlled in a forward-looking manner. In this case, at least one electrical energy supply in the vehicle is controllable such that the expected or required energy and power requirement of the active vehicle chassis is compensated in a forward-looking manner.

Insbesondere ist mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Auftrittshäufigkeit von Spannungs- und Leistungsschwankungen und/oder Spannungs- und Leistungseinbrüchen verringert. Solche elektrischen Schwankungen und/oder Einbrüche erfolgen, wenn das aktive Fahrzeugfahrwerk kurzfristig einen hohen elektrischen Energiebedarf zur Kompensation der Wank-, Nickt- oder Vertikalbewegungen abruft.In particular, an occurrence frequency of voltage and power fluctuations and / or voltage and power drops is reduced by means of the method according to the invention. Such electrical fluctuations and / or burglaries occur when the active vehicle chassis briefly retrieves a high electrical energy requirement to compensate for roll, Nickt- or vertical movements.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.Embodiments of the invention will be explained in more detail below with reference to a drawing.

Dabei zeigt:Showing:

1 schematisch ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Steuerung eines elektrischen Energie- und Leistungsmanagements. 1 schematically a block diagram of a device for controlling an electric power and power management.

Die einzige 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Steuerung eines elektrischen Energie- und Leistungsmanagements M und zum Betrieb eines nicht näher dargestellten Fahrzeugs mit einem aktiven Fahrzeugfahrwerk 2.The only 1 shows a device 1 for controlling an electrical energy and power management M and for operating a vehicle, not shown, with an active vehicle chassis 2 ,

Das aktive Fahrzeugfahrwerk 2 ist ein Federungs-Dämpfungssystem, welches übliche Wank- und Nickbewegungen einer Karosserie des Fahrzeugs beim Anfahren, Lenken, in Kurven und beim Bremsen kompensiert oder bei Seitenwind stabilisiert. Zudem gleicht das aktive Fahrzeugfahrwerk 2 Vertikalbewegungen, wie zum Beispiel beim Überfahren einer Boden-, Tempo-, und/oder Bremsschwelle, durch aktive Federung und passive Dämpfung aus. Insbesondere sind eine Fahrdynamik und ein Fahrkomfort durch automatische Anpassung einer Fahrzeugfahrwerkeinstellung an unterschiedliche Fahrsituationen optimiert.The active vehicle chassis 2 is a suspension damping system, which compensates for the usual rolling and pitching movements of a body of the vehicle when starting, steering, cornering and braking or stabilized in crosswinds. In addition, the active vehicle chassis resembles 2 Vertical movements, such as when crossing a ground, tempo, and / or braking threshold, by active suspension and passive damping. In particular, driving dynamics and driving comfort are optimized by automatically adapting a vehicle suspension setting to different driving situations.

Die Vorrichtung 1 umfasst eine Anzahl von Fahrerassistenzvorrichtungen zur Unterstützung eines Fahrers in unterschiedlichen Fahrsituationen. Zum Beispiel sind die Fahrerassistenzvorrichtungen mit einer Bilderfassungseinheit zur Erfassung von Fahrbahndaten E1 einer Fahrbahn, insbesondere einer Fahrbahnoberfläche, gekoppelt.The device 1 includes a number of driver assistance devices to assist a driver in different driving situations. For example, the driver assistance devices are coupled to an image acquisition unit for detecting road data E1 of a road, in particular a road surface.

Beispielsweise ist die Bilderfassungseinheit eine Kameraeinheit, insbesondere eine Stereokamera, die zusätzlich Umgebungsdaten E2 einer Umgebung des Fahrzeugs erfasst. Zudem sind Trajektoriedaten E3 einer Trajektorie des Fahrzeugs, insbesondere Daten einer Spur- und/oder Abstandsregelung, erfassbar. Alternativ kann eine andere geeignete Erfassungs- und/oder Sensoreinheit zur Ermittlung der Daten E1 bis E3 verwendet werden.By way of example, the image acquisition unit is a camera unit, in particular a stereo camera, which additionally records environmental data E2 of an environment of the vehicle. In addition, trajectory data E3 of a trajectory of the vehicle, in particular data of a lane and / or distance control, can be detected. Alternatively, another suitable Detection and / or sensor unit are used to determine the data E1 to E3.

Beispielsweise umfassen die Fahrerassistenzvorrichtungen einen Abstandsregeltempomat, eine Lenkassistenzvorrichtung, eine Notbremsassistenzvorrichtung, eine Spur- und/oder Objekterkennungsvorrichtung, eine Spurhalteassistenzvorrichtung, einen Spurregler und eine Nachtsichtassistenzvorrichtung. Diese Fahrerassistenzvorrichtungen sind insbesondere zur Unterstützung eines teilautomatisierten, automatisierten oder autonomen Fahrens vorgesehen.For example, the driver assistance devices include a proximity control, a steering assistance device, an emergency brake assist device, a lane and / or object detection device, a lane keeping assistance device, a tracking controller, and a night vision assistance device. These driver assistance devices are provided in particular for supporting a partially automated, automated or autonomous driving.

In einer Weiterbildung der Vorrichtung 1 sind Änderungen einer Längs- und Querbeschleunigung des Fahrzeugs anhand von Fahrervorgaben am Fahrpedal und Bremspedal in einem vorgegebenen Zeitraum erfassbar.In a further development of the device 1 are changes in a longitudinal and lateral acceleration of the vehicle based on driver presets on the accelerator pedal and brake pedal detected in a given period.

Zusätzlich sind bevorstehende Eingriffe, insbesondere Brems- und Lenkeingriffe, kollisionsvermeidender Fahrerassistenzvorrichtungen bereits während einer Warnkaskade dieser Fahrerassistenzvorrichtungen erfassbar.In addition, impending interventions, in particular braking and steering interventions, of collision-avoiding driver assistance devices can already be detected during a warning cascade of these driver assistance devices.

Zur Verarbeitung und Auswertung der erfassten Fahrbahndaten E1, Umgebungsdaten E2 und Trajektoriedaten E3 umfasst die Vorrichtung 1 zumindest eine Steuereinheit 3. Beispielsweise ist die Steuereinheit 3 eine Bordnetzsteuereinheit.For processing and evaluation of the detected roadway data E1, environmental data E2 and trajectory data E3, the device comprises 1 at least one control unit 3 , For example, the control unit 3 an on-board network control unit.

Die Steuereinheit 3 verarbeitet die erfassten Fahrbahndaten E1, Umgebungsdaten E2 und Trajektoriedaten E3 und ermittelt anhand dieser einen elektrischen Energiebedarf des aktiven Fahrzeugfahrwerks 2. Des Weiteren ist die Steuereinheit 3 zur Steuerung und Durchführung des elektrischen Energie- und Leistungsmanagements M im Bordnetz des Fahrzeugs vorgesehen. Das elektrische Energie- und Leistungsmanagement M steuert elektrische Energieflüsse und stellt gleichzeitig die elektrische Energieversorgung und einen elektrischen Energie- und Leistungsbedarf für unterschiedliche elektrische Verbraucher V im Fahrzeug sicher. Hierbei kann mittels koordinierten Schaltens, insbesondere Zu- oder Abschaltens von elektrischen Verbrauchern V beispielsweise Spitzenlasten reduziert werden. Dies wird insbesondere im elektrischen Energie- und Leistungsmanagement M koordiniert.The control unit 3 processes the detected lane data E1, environmental data E2 and trajectory data E3 and uses this to determine an electrical energy requirement of the active vehicle chassis 2 , Furthermore, the control unit 3 for controlling and implementing the electrical energy and power management M provided in the electrical system of the vehicle. The electrical energy and power management M controls electrical energy flows and simultaneously ensures the electrical energy supply and electrical energy and power requirements for different electrical loads V in the vehicle. In this case, by means of coordinated switching, in particular switching on or off of electrical consumers V, for example, peak loads can be reduced. This is coordinated in particular in the electrical energy and power management M.

In Abhängigkeit des ermittelten elektrischen Energiebedarfs des aktiven Fahrzeugfahrwerks 2 wird das elektrische Energie- und Leistungsmanagement M im Bordnetz gesteuert. Insbesondere können ein elektrischer Energie- und Leistungsbedarf des aktiven Fahrzeugfahrwerks 2 für vorgegebene Fahrsituationen vorausschauend bestimmt werden. Hierbei werden mittels der Steuerung des elektrischen Energie- und Leistungsmanagements M zu erwartende elektrische Leistungsschwankungen aufgrund gezielter Steuerung der elektrischen Energieflüsse ausgeglichen.Depending on the determined electrical energy requirement of the active vehicle chassis 2 the electrical energy and power management M is controlled in the electrical system. In particular, an electrical energy and power requirement of the active vehicle chassis 2 be determined foreseen for given driving situations. Here, by means of the control of the electrical energy and power management M expected electrical power fluctuations due to targeted control of electrical energy flows are compensated.

Diese Leistungsschwankungen treten auf, wenn sich das aktive Fahrzeugfahrwerk 2 kurzfristig an unterschiedliche Fahrsituationen anpasst, wobei zur kurzfristigen Kompensation unterschiedlicher Wank-, Nick- und/oder Vertikalbewegungen ein hoher elektrischer Leistungsbedarf anfällt. Zur Verringerung und/oder gar Vermeidung dieser Leistungsschwankungen wird das elektrische Energie- und Leistungsmanagement M vorausschauend gesteuert.These power fluctuations occur when the active vehicle chassis 2 adapts to different driving situations at short notice, whereby a high electrical power requirement is incurred for the short-term compensation of different rolling, pitching and / or vertical movements. To reduce and / or even avoid these power fluctuations, the electrical energy and power management M is controlled in a forward-looking manner.

Somit sind in vorteilhafter Weise elektrische Spannungsschwankungen und/oder Spannungseinbrüche des Bord- bzw. eines elektrischen Versorgungsnetzes des Fahrzeugs verringert.Thus, electrical voltage fluctuations and / or voltage dips of the on-board or an electrical supply network of the vehicle are reduced in an advantageous manner.

Nachfolgend wird ein Beispiel für die Steuerung des elektrischen Energie- und Leistungsmanagements M des Fahrzeugs unter Berücksichtigung des Leistungsprofils L des aktiven Fahrzeugfahrwerks 2 näher beschrieben.The following is an example of the control of the electric power and power management M of the vehicle considering the power profile L of the active vehicle chassis 2 described in more detail.

Durch die Bilderfassungseinheit werden Fahrbahndaten E1 der Fahrbahnoberfläche, insbesondere eines Fahrbahnoberflächenverlaufs, in Fahrtrichtung ermittelt. Hierbei werden die Fahrbahndaten E1 beispielsweise in der Steuereinheit 3 zur Ermittlung einer Fahrbahnbeschaffenheit ausgewertet.Roadway data E1 of the road surface, in particular of a road surface course, in the direction of travel are determined by the image acquisition unit. Here, the road data E1, for example, in the control unit 3 evaluated to determine a road condition.

Weiterhin werden die Umgebungs- und Trajektoriedaten E2, E3 zur Ermittlung anstehender Änderungen der Längs- und Querbeschleunigungen des Fahrzeugs verarbeitet. Zudem werden Objekte, wie zum Beispiel Bremsschwellen und/oder Straßenschäden, in der Fahrspur des Fahrzeugs erkannt und eine zu erwartende Änderung der Vertikalbewegung des Fahrzeugs ermittelt.Furthermore, the ambient and trajectory data E2, E3 are processed to determine pending changes in the longitudinal and lateral accelerations of the vehicle. In addition, objects, such as braking thresholds and / or road damage, detected in the lane of the vehicle and determines an expected change in the vertical movement of the vehicle.

Die ermittelten Daten E1 bis E3, wie erfasste Fahrbahndaten E1, Umgebungsdate E2 und Trajektoriedate E3, werden durch die Steuereinheit 3 an ein Steuergerät 2.1 für das aktive Fahrzeugfahrwerk 2 übermittelt. Anschließend wird vom aktiven Fahrzeugfahrwerk 2, insbesondere vom Steuergerät 2.1, in Abhängigkeit von den erfassten Fahrbahndaten E1, Umgebungsdaten E2 und Trajektoriedaten E3 der zu erwartende elektrische Energiebedarf des aktiven Fahrzeugfahrwerks 2 ermittelt. Hierbei wird ein vorausschauendes Leistungsprofil L zur Bestimmung des zu erwartenden elektrischen Energiebedarfs generiert.The determined data E1 to E3, such as detected road data E1, environmental data E2 and Trajektoriedate E3, by the control unit 3 to a control unit 2.1 for the active vehicle chassis 2 transmitted. Subsequently, the active vehicle chassis 2 , in particular from the control unit 2.1 in dependence on the detected roadway data E1, environmental data E2 and trajectory data E3, the expected electrical energy requirement of the active vehicle chassis 2 determined. In this case, a predictive power profile L is generated for determining the expected electrical energy requirement.

Dieses Leistungsprofil L wird der Steuereinheit 3 zur Regelung des elektrischen Energiemanagements M und damit dem elektrischen Energie- und Leistungsmanagement M übermittelt.This power profile L becomes the control unit 3 to control the electrical energy management M and thus the electrical energy and power management M transmitted.

Das Leistungsprofil L umfasst generierte Werte, insbesondere eine erforderliche elektrische Leistung und Spannung, zum Ausgleich der zu erwartenden Wank-, Nick und/oder Vertikalbewegungen des Fahrzeugs. Insbesondere werden mögliche Leistungs- und Spannungsschwankungen aufgrund einer zu erwartenden Aktivität des aktiven Fahrzeugfahrwerks 2 ermittelt und ausgewertet. The power profile L comprises generated values, in particular a required electric power and voltage, to compensate for the expected rolling, pitching and / or vertical movements of the vehicle. In particular, possible power and voltage fluctuations are due to an expected activity of the active vehicle chassis 2 determined and evaluated.

Das elektrische Energie- und Leistungsmanagement M des Bordnetzes wird somit unter Berücksichtigung des elektrischen Leistungsprofils L des aktiven Fahrzeugfahrwerks 2 und des Energiebedarfs zum Ausgleich erwartender elektrischer Leistungs- und Spannungsschwankungen im Bordnetz mittels der Steuereinheit 3 gesteuert.The electrical energy and power management M of the electrical system is thus taking into account the electrical power profile L of the active vehicle chassis 2 and the energy demand to compensate for expected electrical power and voltage fluctuations in the electrical system by means of the control unit 3 controlled.

Beispielsweise wird zum Ausgleich von Leistungs- und/oder Spannungsschwankungen eine Generatorleistung und/oder -spannung erhöht oder verringert. Zusätzlich können bzw. kann die Leistungs- und/oder Spannungsschwankungen mittels Abschaltung und/oder Leistungsreduzierung unterschiedlicher elektrischer Verbraucher V ausgeglichen werden.For example, a generator power and / or voltage is increased or decreased to compensate for power and / or voltage fluctuations. In addition, the power and / or voltage fluctuations can be compensated for by switching off and / or reducing the power of different electrical consumers V.

Mittels des beschriebenen Verfahrens zur Steuerung des elektrischen Energiemanagements M kann der elektrische Energiebedarf des aktiven Fahrzeugfahrwerks 2 in vorausschauender Weise gedeckt werden.By means of the described method for controlling the electrical energy management M, the electrical energy requirement of the active vehicle chassis 2 be covered in a forward-looking manner.

Zudem ist dieses Verfahren in unterschiedlichen Fahrzeugen mit Fahrzeugassistenzvorrichtungen und aktivem Fahrzeugfahrwerk 2 anwendbar.In addition, this method is in different vehicles with vehicle assistance devices and active vehicle chassis 2 applicable.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Vorrichtungcontraption
22
aktives Fahrzeugfahrwerkactive vehicle chassis
2.12.1
Steuergerätcontrol unit
33
Steuereinheitcontrol unit
LL
Leistungsprofilperformance profile
MM
elektrisches Energie- und Leistungsmanagementelectrical energy and power management
E1E1
Fahrbahndatenroad data
E2E2
UmgebungsdatenEnvironmental data
E3E3
Trajektoriedatentrajectory data
VV
elektrischer Verbraucherelectrical consumer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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  • DE 102009013175 A1 [0003] DE 102009013175 A1 [0003]

Claims (3)

Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Energie- und Leistungsmanagements (M) in einem Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass – Fahrbahndaten (E1) einer vorausliegenden Fahrbahn, Umgebungsdaten (E2) einer Fahrzeugumgebung und Trajektoriedaten (E3) einer Trajektorie eines aktiven Fahrzeugfahrwerks (2) des Fahrzeugs erfasst werden, wobei – anhand der erfassten Fahrbahndaten (E1), der Umgebungsdaten (E2) und/oder der Trajektoriedaten (E3) ein elektrischer Energiebedarf ermittelt wird und – in Abhängigkeit des ermittelten elektrischen Energiebedarfs das elektrische Energie- und Leistungsmanagement (M) gesteuert wird,Method for controlling electrical energy and power management (M) in a vehicle, characterized in that - lane data (E1) of a preceding lane, surroundings data (E2) of a vehicle environment and trajectory data (E3) of a trajectory of an active vehicle chassis ( 2 ) of the vehicle are detected, wherein - based on the detected road data (E1), the environmental data (E2) and / or the trajectory data (E3) an electrical energy requirement is determined and - depending on the determined electrical energy requirement, the electrical energy and power management (M ) is controlled Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der erfassten Fahrbahndaten (E1), Umgebungsdaten (E2) und Trajektoriedaten (E3) zumindest eine zu erwartende Wank-, Nick- und/oder Vertikalbewegung des aktiven Fahrzeugfahrwerks (2) erfasst werden bzw. wird.A method according to claim 1, characterized in that in dependence on the detected road data (E1), environmental data (E2) and trajectory data (E3) at least one expected roll, pitch and / or vertical movement of the active vehicle chassis ( 2 ). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der erfassten Fahrbahndaten (E1), Umgebungsdaten (E2) und Trajektoriedaten (E3) ein vorausschauendes Leistungsprofil (L) für das aktive Fahrzeugfahrwerk (2) ermittelt wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that depending on the detected roadway data (E1), environmental data (E2) and trajectory data (E3) a predictive power profile (L) for the active vehicle chassis ( 2 ) is determined.
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