WO2011032749A2 - Steuerung für ein bordnetz für ein kraftfahrzeug und verfahren zum betreiben der steuerung - Google Patents

Steuerung für ein bordnetz für ein kraftfahrzeug und verfahren zum betreiben der steuerung Download PDF

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WO2011032749A2
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sub
electrical system
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board network
energy
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Michael Merkle
Christian Prag
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Robert Bosch Gmbh
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • B60R16/033—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for characterised by the use of electrical cells or batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/08—Three-wire systems; Systems having more than three wires
    • H02J1/082—Plural DC voltage, e.g. DC supply voltage with at least two different DC voltage levels
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/1423—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle with multiple batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/46—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for ICE-powered road vehicles

Definitions

  • the invention relates to a control system for a vehicle electrical system of a motor vehicle, wherein the electrical system with a first sub-board network with a first energy storage, in particular a power battery, a second sub-board network with a second energy storage, in particular a battery, a DC / DC converter, the first sub-board network connects to the second sub-board network, and a generator is formed, wherein the controller is formed with a first switching device for coupling the generator to the first sub-board network.
  • the invention also relates to a method for operating such a controller and to a computer program product.
  • Controls for an electrical system for a motor vehicle are known, wherein the vehicle electrical system is implemented with at least two sub-board networks, which are each operated with different operating voltages.
  • a first sub-board network having a comparatively high first operating voltage, for example approximately 14 V to 42 V, and a second sub-board network having a low second operating voltage, for example approximately 14 V can be operated.
  • a starter of an internal combustion engine is supplied for better efficiency of the first sub-board network with the higher first operating voltage, while conventional onboard power consumers of the second sub-electrical system with electrical energy, in particular at an operating voltage of about 14 V, are supplied.
  • both sub-electrical systems with a separate energy storage ie the first sub-board network with a first energy storage, for example with a power battery, and the second sub-board network with a second energy storage, for example, with a battery formed.
  • Control is coupled to the first sub-board network, the electrical system is fed with the higher first operating voltage and it can also be the first energy storage to be charged.
  • the second sub-board network is connected via a DC / DC converter to the first sub-board network and is supplied with electrical energy by converting the high first operating voltage of the first sub-board network with the DC / DC converter to the low second operating voltage of the second sub-board network.
  • the second energy storage in particular the battery, is charged via the DC / DC converter.
  • a starter of the internal combustion engine in the first sub-board network and other on-board power consumers in the second sub-electrical system can be fed substantially from the separate energy storage, so that during a start of the internal combustion engine, in which a high electrical power is required for the starter, a voltage dip in the second sub-board network is reduced by this is supported by the second energy storage, while the starter is fed substantially from the first energy storage.
  • controller can be used to disconnect the generator via the switching device from the first sub-board network, for example for a "passive" operating mode
  • a controller for a vehicle electrical system for a motor vehicle is formed with a second switching device for coupling the generator to a second sub-board network.
  • the generator can be coupled via the first switching device to the first sub-board network and / or via the second switching device to the second sub-board network, so that electrical energy is fed from the generator into the respective sub-board network.
  • Another idea of the invention is that a consumer in the second sub-electrical system is supplied with electrical energy depending on an operating mode of the motor vehicle from the generator, the first energy store and / or the second energy store. Different operating modes are mentioned below, wherein the vehicle can also be operated simultaneously with a combination of suitable operating modes.
  • a DC / DC converter which connects the two sub-network, form for a reduced compared to the prior art electrical power, in particular smaller dimensions, since the second switching device electrical Power can be fed bypassing the DC / DC converter in the second sub-electrical system.
  • the two switching devices it is possible to selectively feed electrical energy from the generator directly into one or both of the subnetworks connected to the DC / DC converter, wherein, in particular, energy of the generator is also fed into the second subsystem without the DC / DC converter.
  • manufacturing costs or weight of the DC / DC converter, including the electrical system, can be reduced by the DC / DC converter is realized as a simpler or less expensive circuitry, in particular from smaller sized and less expensive components, or even a cool - Direction of the DC / DC converter is reduced.
  • An advantage of the invention is therefore also that the DC / DC converter can be designed in its maximum power substantially minimalist, without resulting in deficits in the functioning of the electrical system.
  • the DC / DC converter can therefore also be dimensioned in particular for a lower power than a maximum power of the vehicle electrical system, in particular of the second sub-electrical system.
  • the power of the vehicle electrical system or a sub-board network refers to the electric power transported via the respective network, for example, to supply one or a plurality of on-board network consumers or else to charge an energy store.
  • the DC / DC converter can be dimensioned for a maximum electrical power, which in this order is increasingly preferably at most 90%, 70%, 50% or even 30% of the maximum power of the electrical system or the second sub-electrical system.
  • the second sub-board network comprises a vehicle electrical system consumer and the DC / DC converter is dimensioned for a lower electrical power than a, in particular maximum, electrical power consumption of the vehicle electrical system consumer.
  • the DC / DC converter can be designed in a particularly minimalistic manner to reduce the costs of the vehicle electrical system.
  • the first sub-board network has at least one first, in particular high, operating voltage and the second sub-board network has a, preferably low, second operating voltage, in particular different from the first operating voltage.
  • the first and the second sub-board network is operated with different operating voltage, the first operating voltage being a multiple, for example twice, three or four times, the second operating voltage. can be operating voltage.
  • different consumers can operate cost-effectively for different operating voltages or operate the first energy storage for increased efficiency or for storing a larger amount of energy at a higher operating voltage than that of the second sub-electrical system.
  • the generator is designed to generate at least the first and the second operating voltage.
  • the generator can be designed as a so-called multi-voltage generator, which can generate at least two different voltages, at the same time or alternatively, ie in chronological succession.
  • the first and the second sub-board network which are operated with different operating voltages, via the respective switching devices in each case simultaneously with the generator couple, if the generator generates two different voltages simultaneously. Otherwise, so if the generator can generate only one of the two operating voltages at a time, either the first sub-board network or the second sub-board network can be coupled to the generator, wherein the respective other sub-board network is decoupled from the generator, ie electrically with the respective switching device is disconnected.
  • the generator is coupled either to the first switching device to the first sub-board network or to the second switching device to the second sub-board network, so it is or is separated from the respective other, non-linked sub-board network. Accordingly, electrical energy from the generator can be fed either via the first switching device into the first sub-board network or via the second switching device into the second sub-board network and consequently both sub-systems can be operated with a generator which can deliver only one voltage at a time, and therefore can be reduced in size, weight-reduced and / or cost-reduced.
  • the first and the second switching device may be formed as a changeover switch, which is reduced compared to two individual switching devices, reduced weight and / or cost reduced feasible and easier to control.
  • the switching devices can be configured as relays or as semiconductor switches, in particular as MOSFETs, so that an additional component complexity and / or additional component costs for the switching devices, in particular for the second switching device, are significantly lower than an additional effort for a correspondingly larger-sized DC / DC converter, if the, in particular entire, power flow instead of the second switching device would have to flow completely through the DC / DC converter in the second sub-electrical system.
  • the energy stores can each be realized as a battery or as a double-layer capacitor. However, it is preferred that the first energy storage as
  • Power battery that is inexpensive to produce and can absorb a relatively large amount of energy in a short time
  • the second energy storage is designed as a battery that can store a large amount of energy in particular over a longer period of time.
  • the flexibility in a distribution of the energy generated by the generator for example, energy short term, especially for a warm start of the engine in the first Energyspei- or long-term, in particular for a later cold start to save in the second energy storage.
  • the generator preferably controlled by the controller, can also be designed as a starter generator, ie simultaneously for a function as a starter motor for the internal combustion engine and for a function as a generator.
  • the starter generator can be in different combinations of its functions and a respective energy flow, ie from the starter generator as a generator in one of the sub-network or, in the opposite direction, from one of the energy storage of the respective sub-network in the starter generator as a starter operate.
  • the electrical system can be realized cheaper by a starter and a generator by a single electric machine, namely the starter generator can be replaced.
  • the motor vehicle for an acceleration process by means of an electric motor, such as the starter genes be supplied as kinetic energy, so that the fuel consumption and C0 2 emissions are reduced.
  • the DC / DC converter can be bypassed by means of the second switching device, so that for the active boosting a much higher power, in particular from the second sub-board network, as a maximum power of the DC / DC converter is available, or the DC / DC Converter is correspondingly smaller dimensioned.
  • the generator can be coupled with the first switching device to the first sub-electrical system and the first energy storage, in particular a power battery, on the first sub-electrical system Energy to be charged.
  • the first energy storage in particular a power battery
  • kinetic energy can be converted by the generator into electrical energy and stored in the first energy store, in particular to use it later for the operating mode "active boosting.”
  • the energy thus stored can also be used for a vehicle electrical system consumer the electrical system is fed.
  • the generator is preferably coupled only with the first switching device to the first sub-electrical system, while with the second switching device of the second sub-board network is disconnected.
  • the generator for generating only a single voltage can be correspondingly simple and operated for high efficiency with the high first operating voltage of the first sub-electrical system.
  • the first electrical energy store can be charged on the first sub-board network and additionally feed electrical energy through the DC / DC converter into the second sub-board network, namely with the second, low operating voltage.
  • the DC / DC converter can be operated at its maximum power, wherein, as mentioned above, this is preferably less than the, in particular maximum, power of the second sub-electrical system.
  • this is preferably less than the, in particular maximum, power of the second sub-electrical system.
  • a further operating mode during a recuperation phase of the motor vehicle in particular in combination with the aforementioned operating mode, electrical energy can be fed from the second energy store in the second sub-electrical system.
  • the electrical system can operate safely and without loss of comfort, even if the DC / DC converter is dimensioned for a lower power than the performance of the second sub-electrical system.
  • the motor vehicle can be operated simultaneously with further mentioned operating modes, in particular also with the start-stop operating mode.
  • the generator in a further operating mode outside a recuperation phase of the motor vehicle, is coupled to the second switching device with the second sub-electrical system. Then, the electrical energy of the generator can be fed via the second switching device and without electrical losses of the DC / DC converter in the second sub-board network for the supply of electrical system consumers.
  • the DC / DC converter can then be designed for a lower electrical power than that fed by the generator into the second sub-electrical system and is therefore more minimalist dimensionable and less expensive to implement. Incidentally, in this mode of operation, the DC / DC converter can also be switched off to save additional energy, including fuel.
  • the first energy store at a lower operating voltage in particular the low second operating voltage of the second electrical system, remain, for example, if it was discharged or not yet charged.
  • the DC / DC converter can be formed only as a buck converter for a conversion of the high first operating voltage of the first sub-board network to the low second operating voltage of the second sub-board network and not for a conversion of a lower voltage to a higher voltage and is therefore less expensive to implement ,
  • electrical energy from the first energy store in the second sub-board network is fed, in particular via the DC / DC converter.
  • the energy obtained from the recuperation and stored in the first energy store can be used to operate a vehicle electrical system consumer on the second sub-electrical system.
  • electrical energy is not only from the generator, which is coupled via the second switching device to the second electrical system, but also via the DC / DC converter from the first energy storage in the second sub-board network - be fed, so that the electrical power of the generator, including the
  • Fuel consumption and C0 2 emissions of the motor vehicle reduce.
  • the generator is disconnected in an operating mode during a Rekuperationsphase the motor vehicle from the second electrical system and coupled with the first switching device to the first sub-electrical system, the generator generates the high first voltage of the first sub-electrical system, and the first energy storage is loaded.
  • the second sub-board network is fed with a, in particular limited, electrical power via the DC / DC converter, the second sub-board network is additionally fed from the second energy store at an energy demand that exceeds this power of the DC / DC converter.
  • the generator with the first switching device is disconnected from the first sub-board network and coupled with the second switching device with the second sub-board network.
  • the generator is operated with the low second voltage of the second sub-electrical system, wherein the electrical power of the generator via the second switching device, bypassing the DC / DC converter is fed into the second sub-electrical system.
  • Onboard power consumers of the second sub-electrical system are thus fed directly from the generator, and it can optionally, depending on the power consumption of the electrical system consumers load the second power storage of the second sub-electrical system.
  • the energy stored in the first energy store during a preceding recuperation phase can be fed into the second sub-board network with the DC / DC converter.
  • the second part of the electrical system is both from the generator via the second switching device and from the first energy storage fed via the DC / DC converter, so that the DC / DC converter is dimensioned only for a partial power, so cost-effective.
  • the generator with the first switching device of the first sub-board network is separated and coupled with the second switching device to the second sub-board network.
  • the energy of the generator flows directly into the second sub-board network and in particular no energy flows via the DC / DC
  • Transducer so that this as already mentioned, is minimally dimensioned and / or can be turned off even in this mode of operation.
  • the object is also achieved by a computer program product which is loadable in a program memory with program instructions for a microcomputer in order to obtain the
  • the microcomputer is preferably part of the controller for the electrical system and in particular designed for switching the switching devices.
  • the computer program product requires few or no additional components in the controller, and is preferable as one
  • the computer program product has the further advantage that it can easily be adapted to individual and specific customer requirements, and an improvement or optimization of individual method steps is possible at low cost in a cost-effective manner.
  • Fig. 1 - Fig. 3 are each a circuit diagram of a vehicle electrical system
  • FIG. 4 shows a flowchart with method steps for operating the vehicle electrical system.
  • FIG. 1 to 3 show a schematic circuit diagram of a vehicle electrical system 3 for a motor vehicle in different operating modes with a first sub-board network 1, a second sub-board network 2, a DC / DC converter 4, the first sub-board network 1 with the second Part-board network 2 connects, and a generator 5, which is driven by an internal combustion engine, not shown, of the motor vehicle.
  • the generator 5 is connected to a port A, the first sub-board network 1 to a port B and the second sub-board network 2 to a port C.
  • the controller 1 1 is formed with a first switching device 6 and a second switching device 7, for coupling the generator 5 to the first sub-board network 1 by means of the first switching device 6 and for coupling the generator 5 to the second sub-board network 2 by means of the second switching device 7.
  • the generator 5, the DC / DC converter 4 and the switching devices 6, 7 are driven by a computer program product which is executed in a microcomputer 12 of the controller 1 1.
  • the controller 1 1 can be used to realize a low-cost recuperation on-board network in which a DC / DC converter 4 connecting the sub-systems 1, 2 is lower in power compared with the prior art, in particular for a lower power than that of the second sub-electrical system 2, is dimensioned so that the electrical system 3 is inexpensive to implement.
  • the generator can be coupled directly to the sub-board networks 1 and 2 by means of the switching devices 6 and 7 without a DC link capacitor.
  • the first sub-board network 1 is operated with a high first operating voltage Ui, for example 14 V to 42 V, and the second sub-board network 2 with a low second operating voltage U 2 , for example 14 V.
  • Each of the sub-electrical systems 1, 2 is in each case formed with an energy store 9, 10, specifically the first sub-electrical system 1 with a power battery 9 as the first energy store, which is designed for the first operating voltage Ui, and the second sub-electrical system 2 with a battery 10 when second energy storage, which is designed for the second operating voltage U 2 .
  • energy stores 9, 10 directly electrical energy of the respective sub-board network 1, 2 can be stored or stored electric energy from the respective energy storage 9, 10 are fed directly into the associated sub-board network 1, 2.
  • the generator 5 is designed as a so-called multi-voltage generator, which can generate different DC voltages, namely at least the two operating voltages Ui, U 2 in time sequence.
  • the generator 5 is designed as a starter generator, which additionally has the function of such a starter, for a start-stop operating mode of the motor vehicle, in which the
  • Internal combustion engine for example, at a short break at a traffic light, stopped and restarted for further travel.
  • the generator 5 is designed so that it can selectively generate only one of the two operating voltages Ui, U 2 at a time. Therefore, the generator 5 is either coupled to the first switching device 6 to the first sub-board network 1 to feed this with the high first operating voltage Ui, or coupled to the second switching device 7 to the second sub-board network 2 to this with the low second operating voltage U 2 to dine.
  • the operation of the electrical system 3 is explained below, wherein in the figures, each marked by arrows, an energy flow, ie a technical flow direction, is shown.
  • FIG. 1 shows a circuit diagram of the electrical system 3 and, in particular, the switching devices 6, 7 of the control unit 1 during a so-called constant driving of the motor vehicle, namely an operating mode of the motor vehicle in which no recuperation takes place and in which no energy from a recuperation phase in the power battery 9 is available.
  • the generator becomes
  • the generator 5 driven by the internal combustion engine to generate electrical energy to supply the electrical system 3, wherein the generator 5 is operated to generate the second operating voltage U 2 to feed electrical energy via the switching device 2 directly into the second sub-electrical system 2.
  • the energy flow substantially to the supply of the electrical system consumers
  • the generator 5 is disconnected from the first sub-board power 1 and the power battery 9 discharged to a lower state of charge, ie at a lower operating voltage, which corresponds to the second operating voltage U 2 of the second sub-electrical system in this case.
  • the DC / DC converter 4 is turned off.
  • the DC / DC converter 4 is designed for a lower electrical power than the one which is maximally fed in this operating mode from the generator 5 via the switching device 7 in the second sub-electrical system 2.
  • the DC / DC converter 4 is in particular also dimensioned for a lower electrical power than a maximum electrical power consumption of the electrical system consumers 8, in particular of a vehicle electrical system consumer, and thus the power of the second sub-electrical system 2 entire vehicle electrical system power. Accordingly, it is smaller in size than the prior art and can be produced more cheaply.
  • FIG. 2 shows a circuit diagram of the electrical system 3 and in particular the switching devices 6, 7 of the controller 1 1 in a further operating mode during a recuperation, in which kinetic energy is converted when braking the motor vehicle with the generator 5 into electrical energy.
  • the generator 5 with the first switching device 6 is connected to the first sub-electrical system 1. pelt and with the second switching device 7 separated from the second sub-board network 2.
  • the power battery 9 is charged on the first part of the electrical system 1 with electrical energy, as shown by arrows marked energy flow in Fig. 2.
  • the generator 5 is operated with the high first operating voltage Ui, for example 32 V, of the first sub-electrical system 1 in order to store as much energy as possible in the power battery 9.
  • the second part of the electrical system 2 is supplied in this mode of operation to a part of electrical energy through the DC / DC converter 4, which converts the higher first operating voltage Ui of the first sub-board network 1 to the lower second operating voltage U 2 of the sub-electrical system 2.
  • the DC / DC converter 4 is dimensioned for a lower electrical power than an electrical power consumption of the vehicle electrical system consumers 8, so that the power requirement of the onboard electrical system 2 is only partially covered by a maximum power of the DC / DC converter 4 , The remaining difference power is taken from the battery 10, so that despite the quasi-minimalist running DC / DC converter 4, the electrical system consumers 8 have been adequately supplied for safe operation of the electrical system 3.
  • Fig. 3 shows a circuit diagram of the electrical system 3 and in particular the switching devices 6, 7 of the controller 1 1 another operating mode, after a recuperation phase, this operating mode substantially corresponds to that shown in FIG. 1, but the power battery 9 is loaded as energy storage in the first sub-electrical system 1 with electrical energy from a previous recuperation.
  • the generator 5 is coupled to the second switching device 7 with the second sub-electrical system 1 and at the same time as the first switching device 6 is disconnected from the first sub-electrical system 1. Accordingly, the wiring systems Consumers 8 supplied essentially by the generator 5 with electrical energy, wherein now, so after the recuperation, the second sub-electrical system 2 is additionally supplied with electrical energy from the power battery 9 of the first sub-electrical system 1 via the DC / DC converter 4. In this case, the DC / DC converter 4 is operated at its maximum power, which, however, as explained in FIG. 1, is lower than that
  • Performance of the second sub-electrical system 2 is.
  • the sub-board network 2 so electric power is fed in this operating mode via two different current paths, namely via the second switching device 7 and via the DC / DC converter 4, in particular, the battery 10 is charged.
  • the generator 5 is only reduced by the maximum power of the DC / DC converter 4 power to
  • the DC / DC converter 4 is therefore not designed for the maximum power of the second sub-electrical system 2, but dimensioned for a lower power and correspondingly less expensive to produce.
  • FIGS. 1 to 3 shows a flow chart with steps of a method for operating the controller 1 1 for an on-board network 3, in particular according to FIGS. 1 to 3, wherein the steps 20 to 24 are executed with the aforementioned computer program product.
  • step 20 an actual and a desired state of the motor vehicle is detected in order to operate it in a suitable operating mode, in particular according to one of the subsequently explained steps 21 to 24.
  • step 21 the motor vehicle is operated at a constant speed according to FIG. 1, in which no recuperation takes place and in which no usable energy from a preceding recuperation phase is available in the first energy store 9.
  • the generator 5 with the first switching device 6 is disconnected from the first sub-electrical system 1 and with the second switching device 7 with the second
  • Part-board network 2 is coupled, this switching state is shown in FIG. 1.
  • the energy of the generator 5 flows into the second sub-board network 2, not via the DC / DC converter 4, so that it is turned off.
  • the power battery 9 is discharged, namely to a voltage which substantially corresponds to the second operating voltage U 2 of the second sub-electrical system 2, so that the DC / DC converter 4, as a simple, small and inexpensive down converter for a conversion of the high first operating voltage Ui of the first sub-board network 1 to the low second operating voltage U 2 of the second sub-electrical system 2 is formed.
  • step 22 the motor vehicle is operated in an operating mode during a recuperation, in which, as shown in FIG. 2, the generator 5 with the second shifting device 7 is disconnected from the second sub-power 2 and with the first shifting device 6 with the first shifting device 6 first sub-board network 1 is coupled.
  • the generator 5 with the second shifting device 7 is disconnected from the second sub-power 2 and with the first shifting device 6 with the first shifting device 6 first sub-board network 1 is coupled.
  • the high first operating voltage Ui of the first sub-electrical system 1 is generated with the generator 5 and the power battery 9 is increasingly charged up to the first operating voltage Ui.
  • the vehicle electrical system consumers 8 are supplied with electrical power via the second sub-electrical system 2 by the DC / DC converter 4 being operated at its maximum power, which, however, is lower than the power consumption of the vehicle electrical system consumers 8. Therefore, in addition to the power fed in by the DC / DC converter 4, further power is drawn from the battery 10 in order to ensure the operation of the vehicle electrical system consumers 8.
  • the step 23 shows an operation mode after a recuperation phase in which the power battery 9 has been charged, so that electric energy is fed to the first sub-electrical system 1 from this.
  • the generator 5 is coupled via the second switching device 7 to the second sub-electrical system 2 and separated from the first sub-electrical system 1 with the first switching device 6.
  • the generator 5 is operated at the low second operating voltage U 2 of the second sub-electrical system 2.
  • the DC / DC converter 4 is operated at its maximum power in order to feed the electric power from the power battery 9 into the second sub-electrical system 2.
  • the power of the DC / DC converter 4 does not suffice to cover the power requirement of the vehicle electrical system consumers 8, the difference power being applied by the generator 5. Since, in this mode of operation, the second sub-electrical system 2 is fed by both the generator 5 and the voltage converter 4, the battery 10 can additionally be charged.
  • the step 24 describes an operation mode in which the engine of the motor vehicle is stopped due to a start-stop operation mode, so that the Generator 5 does not provide electrical power.
  • the electrical system consumers 8 via the battery 10 and, if the power battery 9 is sufficiently charged, supplied via the DC / DC converter 4 with electrical power.

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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

Es wird eine Steuerung (11) für ein Bordnetz (3) eines Kraftfahrzeugs beschrieben, wobei das Bordnetz (3) mit einem ersten Teilbordnetz (1) mit einem ersten Energiespeicher (9), insbesondere einer Leistungsbatterie, einem zweiten Teilbordnetz (2) mit einem zweiten Energiespeicher (10), insbesondere einer Batterie, einem DC/DC-Wandler (4), der das erste Teilbordnetz (1) mit dem zweiten Teilbordnetz (2) verbindet, und einem Generator (5) ausgebildet ist und die Steuerung (11) mit einer ersten Schaltvorrichtung (6) zum Koppeln des Generators (5) mit dem ersten Teilbordnetz (1) ausgebildet ist. Um das Bordnetz (3) kostengünstiger herzustellen, ist die Steuerung (11) mit einer zweiten Schaltvorrichtung (7) zum Koppeln des Generators (5) mit dem zweiten Teilbordnetz (2) ausgebildet.

Description

Beschreibung Titel
Steuerung für ein Bordnetz für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben der Steuerung
Stand der Technik
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerung für ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs, wobei das Bordnetz mit einem ersten Teilbordnetz mit einem ersten Energiespeicher, insbesondere einer Leistungsbatterie, einem zweiten Teilbordnetz mit einem zweiten Energiespeicher, insbesondere einer Batterie, einem DC/DC-Wandler, der das erste Teilbordnetz mit dem zweiten Teilbordnetz verbindet, und einem Generator ausgebildet ist, wobei die Steuerung mit einer ersten Schaltvorrichtung zum Koppeln des Generators mit dem ersten Teilbordnetz ausgebildet ist. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Steuerung und auf ein Computerprogrammprodukt.
Es sind Steuerungen für ein Bordnetz für ein Kraftfahrzeug bekannt, wobei das Bordnetz mit zumindest zwei Teilbordnetzen realisiert ist, die mit jeweils unterschiedlichen Betriebsspannungen betrieben werden. Dabei kann ein erstes Teilbordnetz mit einer vergleichsweise hohen ersten Betriebsspannung, beispielsweise etwa 14 V bis 42 V, und ein zweites Teilbordnetz mit einer niedrigen zweiten Betriebsspannung, beispielsweise etwa 14 V, betrieben werden. Dabei wird ein Starter einer Brennkraftmaschine für einen besseren Wirkungsgrad von dem ersten Teilbordnetz mit der höheren ersten Betriebsspannung versorgt, während herkömmliche Bordnetzverbraucher von dem zweiten Teilbordnetz mit elektrischer Energie, insbesondere bei einer Betriebsspannung von etwa 14 V, versorgt werden. Außerdem ist bekannt, dass beide Teilbordnetze mit einem separaten Energiespeicher, also das erste Teilbordnetz mit einem ersten Energiespeicher, beispielsweise mit einer Leistungsbatterie, und das zweite Teilbordnetz mit einem zweiten Energiespeicher, beispielsweise mit einer Batterie, ausgebildet sind. Mit einem durch die Brennkraftma- schine angetriebenen Generator, der, insbesondere mittels einer Schaltvorrichtung der
Steuerung, mit dem ersten Teilbordnetz gekoppelt ist, wird das Bordnetz mit der höheren ersten Betriebsspannung gespeist und es kann auch der erste Energiespeicher geladen werden. Das zweite Teilbordnetz ist über einen DC/DC-Wandler mit dem ersten Teilbordnetz verbunden und wird mit elektrischer Energie versorgt, indem die hohe ers- te Betriebsspannung des ersten Teilbordnetzes mit dem DC/DC-Wandler zur niedrigen zweiten Betriebsspannung des zweiten Teilbordnetzes gewandelt wird. Dabei wird auch der zweite Energiespeicher, insbesondere die Batterie, über den DC/DC-Wandler geladen. Besonders bei einem Kraftfahrzeug mit einem Start-Stopp-System für einen Start-
Stopp-Betriebsmodus können ein Starter der Brennkraftmaschine in dem ersten Teilbordnetz und weitere Bordnetzverbraucher in dem zweiten Teilbordnetz im Wesentlichen aus den separaten Energiespeichern gespeist werden, sodass während einem Start der Brennkraftmaschine, bei dem eine hohe elektrische Leistung für den Starter benötigt wird, ein Spannungseinbruch in dem zweiten Teilbordnetz reduziert wird, indem dieses durch den zweiten Energiespeicher gestützt wird, während der Starter im Wesentlichen aus dem ersten Energiespeicher gespeist wird.
Ferner kann mit der Steuerung der Generator über die Schaltvorrichtung von dem ers- ten Teilbordnetz getrennt werden, beispielsweise für einen Betriebsmodus„passives
Boosten" des Kraftfahrzeugs, bei dem keine elektrische Energie aus dem Generator entnommen wird, sodass ein größerer Anteil der von der Brennkraftmaschine umgesetzten Energie als Bewegungsenergie des Kraftfahrzeugs genutzt wird. Ferner ist bekannt, dass für eine Rekuperation, beispielsweise beim Bremsen des
Kraftfahrzeugs, Bewegungsenergie mit dem Generator in elektrische Energie, und zwar für einen hohen Wirkungsgrad insbesondere bei der hohen ersten Betriebsspannung des ersten Teilbordnetzes, umgewandelt und im Wesentlichen in dem ersten E- nergiespeicher gespeichert wird. Die DE 102 51 589 A1 beschreibt ein Bordnetz mit zwei Teilbordnetzen mit jeweils einem Energiespeicher. Zur sicheren Versorgung eines Verbrauchers an einem der Teilbordnetze ist dieser über zwei durch Entkopplungsmittel jeweils entkoppelbare Versorgungswege mit einer Versorgungsspannung beaufschlagbar.
Es ist Aufgabe der Erfindung eine Steuerung für ein Bordnetz und Verfahren zum Betreiben der Steuerung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass das Bordnetz kostengünstiger herstellbar ist.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Gegenstand der Patentansprüche 1 , 4 und 1 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Es ist ein Gedanke der Erfindung, dass, zusätzlich zu der zuvor genannten ersten Schalteinrichtung zum Koppeln eines Generators mit einem ersten Teilbordnetz, eine Steuerung für ein Bordnetz für ein Kraftfahrzeug mit einer zweiten Schaltvorrichtung zum Koppeln des Generators mit einem zweiten Teilbordnetz ausgebildet ist. So lässt sich der Generator über die erste Schaltvorrichtung mit dem ersten Teilbordnetz und/oder über die zweite Schaltvorrichtung mit dem zweiten Teilbordnetz koppeln, so dass elektrische Energie aus dem Generator in das jeweilige Teilbordnetz eingespeist wird.
Dabei ist ein weiterer Gedanke der Erfindung, dass ein Verbraucher in dem zweiten Teilbordnetz abhängig von einem Betriebsmodus des Kraftfahrzeugs aus dem Generator, dem ersten Energiespeicher und/oder dem zweiten Energiespeicher mit elektrischer Energie gespeist wird. Unterschiedliche Betriebsmodi werden nachfolgend genannt, wobei das Fahrzeug auch mit einer Kombination geeigneter Betriebsmodi gleichzeitig betrieben werden kann.
Folglich lässt sich ein DC/DC-Wandler, der die beiden Teilbordnetze verbindet, für eine gegenüber dem Stand der Technik reduzierte elektrische Leistung ausbilden, insbesondere verkleinert dimensionieren, da über die zweite Schaltvorrichtung elektrische Leistung unter Umgehung des DC/DC-Wandlers in das zweite Teilbordnetz eingespeist werden kann. Mittels der beiden Schaltvorrichtungen kann also gezielt elektrische Energie aus dem Generator direkt in eines oder in beide an den DC/DC-Wandler angeschlossenen Teilbordnetze eingespeist werden, wobei insbesondere Energie des Generators auch ohne den DC/DC-Wandler in das zweite Teilbordnetz eingespeist werden. So lassen sich Herstellungskosten oder auch Gewicht des DC/DC-Wandlers, also auch des Bordnetzes, reduzieren, indem der DC/DC-Wandler als eine einfachere oder kostengünstigere Schaltungsanordnung, insbesondere auch aus kleiner dimensionierten und kostengünstigeren Bauelementen, realisiert wird oder auch eine Kühlein- richtung des DC/DC-Wandlers verkleinert wird. Ein Vorteil der Erfindung liegt also auch darin, dass der DC/DC-Wandler in seiner maximalen Leistung wesentlich minimalisti- scher ausgelegt werden kann, ohne das daraus Defizite in der Funktionsweise des Bordnetzes entstehen. Der DC/DC-Wandler kann also insbesondere auch für eine geringere Leistung als eine maximale Leistung des Bordnetzes, insbesondere des zweiten Teilbordnetzes, dimensioniert werden. Dabei bezeichnet die Leistung des Bordnetzes beziehungsweise eines Teilbordnetzes die über das jeweilige Netz transportierte elektrische Leistung, beispielsweise zur Versorgung eines oder einer Mehrzahl von Bordnetzverbrauchern oder auch zum Laden eines Energiespeichers. Im Übrigen kann der DC/DC-Wandler für eine maximale elektrische Leistung dimensioniert werden, die in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt höchstens 90 %, 70 %, 50 % oder auch 30 % der maximalen Leistung des Bordnetzes oder des zweiten Teilbordnetzes beträgt. Ferner ist bevorzugt, dass das zweite Teilbordnetz einen Bordnetzverbraucher umfasst und der DC/DC- Wandler für eine geringere elektrische Leistung als eine, insbesondere maximalen, e- lektrische Leistungsaufnahme des Bordnetzverbrauchers dimensioniert ist. So lässt sich der DC/DC-Wandler besonders minimalistisch auslegen, um die Kosten des Bordnetzes zu reduzieren. Es ist bevorzugt, dass das erste Teilbordnetz zumindest eine erste, insbesondere hohe, Betriebsspannung aufweist und das zweite Teilbordnetz eine, insbesondere von der ersten Betriebsspannung verschiedene, vorzugsweise niedrige, zweite Betriebsspannung aufweist. Vorzugsweise wird das erste und das zweite Teilbordnetz mit unterschiedlicher Betriebsspannung betrieben, wobei die erste Betriebsspannung ein Vielfaches, beispielsweise das Doppelte, Dreifache oder Vierfache, der zweiten Be- triebsspannung sein kann. So lassen sich unterschiedliche Verbraucher für unterschiedliche Betriebsspannungen kostengünstig betreiben oder auch der erste Energiespeicher für einen erhöhten Wirkungsgrad oder zum Speichern einer größeren Energiemenge bei einer höheren Betriebsspannung als die des zweiten Teilbordnetzes betreiben.
Dabei oder auch unabhängig davon ist bevorzugt, dass der Generator zur Generierung zumindest der ersten und der zweiten Betriebsspannung ausgebildet ist. Der Generator kann als ein sogenannter Multi-Voltage-Generator ausgebildet sein, der zumindest zwei unterschiedliche Spannungen generieren kann, und zwar gleichzeitig oder auch alternativ, also zeitlich nacheinander. So lassen sich das erste und das zweite Teilbordnetz, die mit unterschiedlichen Betriebsspannungen betrieben werden, über die jeweiligen Schaltvorrichtungen jeweils gleichzeitig mit dem Generator koppeln, falls der Generator zwei unterschiedliche Spannungen gleichzeitig generiert. Andernfalls, also wenn der Generator zu einem Zeitpunkt jeweils nur eine der beiden Betriebsspannungen generieren kann, lässt sich wahlweise das erste Teilbordnetz oder das zweite Teilbordnetz mit dem Generator koppeln, wobei das jeweils andere Teilbordnetz von dem Generator entkoppelt wird, also mit der jeweiligen Schaltvorrichtung elektrisch getrennt wird.
Es ist bevorzugt, dass der Generator entweder mit der ersten Schaltvorrichtung mit dem ersten Teilbordnetz oder mit der zweiten Schaltvorrichtung mit dem zweiten Teilbordnetz gekoppelt wird, wobei er also von dem jeweils anderen, nicht gekoppelten Teilbordnetz getrennt wird beziehungsweise ist. Dementsprechend lässt sich elektrische Energie aus dem Generator wahlweise entweder über die erste Schaltvorrichtung in das erste Teilbordnetz oder über die zweite Schaltvorrichtung in das zweite Teilbordnetz einspeisen und folglich lassen sich beide Teilbordnetze mit einem Generator betreiben, der jeweils nur eine Spannung zu einem Zeitpunkt liefern kann, und deshalb verkleinert, gewichtsreduziert und/oder auch kostenreduziert ausgebildet sein kann. Im Übrigen können dann die erste und die zweite Schaltvorrichtung als ein Wechselschalter ausgebildet sein, der gegenüber zwei einzelnen Schaltvorrichtungen verkleinert, gewichtsreduziert und/oder auch kosten reduziert realisierbar und einfacher ansteuerbar ist. Die Schaltvorrichtungen können als Relais oder auch als Halbleiterschalter, insbesondere als MOSFET, ausgebildet sein, sodass ein zusätzlicher Bauteilaufwand und/oder auch zusätzliche Bauteilkosten für die Schaltvorrichtungen, insbesondere für die zweite Schaltvorrichtung, deutlich geringer sind, als ein Mehraufwand für einen entsprechend größer dimensionierten DC/DC-Wandler, falls der, insbesondere gesamte, Leistungs- fluss statt über die zweite Schaltvorrichtung vollständig über den DC/DC-Wandler in das zweite Teilbordnetz fließen müsste.
Die Energiespeicher können jeweils als eine Batterie oder auch als ein Doppelschicht- kondensator realisiert sein. Es ist jedoch bevorzugt, dass der erste Energiespeicher als
Leistungsbatterie, die kostengünstig herstellbar ist und verhältnismäßig viel Energie in kurzer Zeit aufnehmen kann, und der zweite Energiespeicher als eine Batterie, die eine insgesamt große Energiemenge insbesondere über eine längere Zeitspanne speichern kann, ausgebildet ist.
Insbesondere bei einem Start-Stopp-Betriebsmodus des Kraftfahrzeugs wird durch die Steuerung mit den beiden Schaltvorrichtungen die Flexibilität bei einer Verteilung der mit dem Generator gewonnen Energie erhöht, beispielsweise um Energie kurzfristig, insbesondere für einen Warmstart der Brennkraftmaschine, in dem ersten Energiespei- eher oder langfristig, insbesondere für einen späteren Kaltstart, in dem zweiten Energiespeicher zu speichern.
Ferner kann der Generator, vorzugsweise durch die Steuerung gesteuert, auch als ein Startergenerator, also gleichzeitig für eine Funktion als Startermotor für die Brenn- kraftmaschine sowie für eine Funktion als Generator, ausgebildet sein. Der Startergenerator lässt sich in unterschiedlichen Kombinationen seiner Funktionen und eines jeweiligen Energieflusses, also von dem Startergenerator als Generator in eines der Teilbordnetze oder, in umgekehrter Richtung, aus einem der Energiespeicher der jeweiligen Teilbordnetze in den Startergenerator als Starter, betreiben. So kann das Bordnetz kostengünstiger realisiert werden, indem ein Starter und ein Generator durch eine einzige elektrische Maschine, nämlich den Startergenerator, ersetzt werden.
Außerdem kann bei einem Betriebsmodus„aktives Boosten" gespeicherte Energie aus dem ersten und/oder aus dem zweiten Energiespeicher dem Kraftfahrzeug für einen Beschleunigungsvorgang mittels eines Elektromotors, beispielsweise des Startergene- rators, als Bewegungsenergie zugeführt werden, sodass der Kraftstoffverbrauch und auch C02-Emissionen reduziert werden. Dabei kann insbesondere der DC/DC-Wandler mittels der zweiten Schaltvorrichtung umgangen werden, sodass für das aktive Boosten eine wesentlich höhere Leistung, insbesondere aus dem zweiten Teilbordnetz, als eine maximale Leistung des DC/DC-Wandlers nutzbar ist, beziehungsweise der DC/DC-Wandler entsprechend geringer dimensionierbar ist.
Um einen Kraftstoffverbrauch und/oder auch C02-Emissionen zu reduzieren, kann bei einem Betriebsmodus während einer Rekuperationsphase des Kraftfahrzeugs der Generator mit der ersten Schaltvorrichtung mit dem ersten Teilbordnetz gekoppelt werden und der erste Energiespeicher, insbesondere eine Leistungsbatterie, an dem ersten Teilbordnetz mit elektrischer Energie geladen werden. Dabei lässt sich während eines Bremsvorgangs Bewegungsenergie von dem Generator in elektrische Energie umwandeln und in dem ersten Energiespeicher speichern, insbesondere um sie kurzfristig später für den Betriebsmodus„aktives Boosten" zu verwenden. Im Übrigen kann die so gespeicherte Energie bei Bedarf auch für einen Bordnetzverbraucher in das Bordnetz eingespeist werden.
Vorzugsweise wird bei einem weiteren Betriebsmodus während einer Rekuperationsphase des Kraftfahrzeugs elektrische Energie durch den DC/DC-Wandler in das zweite Teilbordnetz eingespeist, wobei der Generator vorzugsweise nur mit der ersten Schaltvorrichtung mit dem ersten Teilbordnetz gekoppelt ist, während er mit der zweiten Schaltvorrichtung von dem zweiten Teilbordnetz getrennt ist. Dabei kann der Generator zur Generierung von nur einer einzelnen Spannung entsprechend einfach ausgebildet sein und für einen hohen Wirkungsgrad mit der hohen ersten Betriebsspannung des ersten Teilbordnetzes betrieben werden. So lässt sich der erste elektrische Energiespeicher an dem ersten Teilbordnetz laden und zusätzlich elektrische Energie durch den DC/DC-Wandler in das zweite Teilbordnetz, nämlich mit der zweiten niedrigen Betriebsspannung, einspeisen. Im Übrigen kann dabei der DC/DC-Wandler mit seiner maximalen Leistung betrieben werden, wobei diese, wie zuvor genannt, vorzugsweise geringer als die, insbesondere maximale, Leistung des zweiten Teilbordnetzes ist. Somit lässt sich mit dem verkleinert dimensionierten DC/DC-Wandler Energie aus dem Generator statt nur in den ersten Energiespeicher auch zusätzlich in das zweite Teilbordnetz einspeisen. Damit wird ein Wirkungsgrad eines Rekuparationssystems ge- steigert und außerdem ein Kraftstoffverbrauch oder auch C02-Emissionen des Kraftfahrzeugs reduziert.
Bei einem weiteren Betriebsmodus während einer Rekuperationsphase des Kraftfahrzeugs, insbesondere in Kombination mit dem zuvor genannten Betriebsmodus, kann elektrische Energie aus dem zweiten Energiespeicher in das zweite Teilbordnetz eingespeist werden. So lässt sich das Bordnetz sicher und ohne Komforteinbußen betreiben, und zwar auch dann, wenn der DC/DC-Wandler für eine geringere Leistung als die Leistung des zweiten Teilbordnetzes dimensioniert ist. Im Übrigen kann das Kraftfahrzeug mit weiteren genannten Betriebsmodi, insbesondere auch mit dem Start- Stopp-Betriebsmodus, gleichzeitig betrieben werden.
Ferner ist bevorzugt, dass bei einem weiteren Betriebsmodus außerhalb einer Rekuperationsphase des Kraftfahrzeugs der Generator mit der zweiten Schaltvorrichtung mit dem zweiten Teilbordnetz gekoppelt wird. Dann lässt sich die elektrische Energie des Generators über die zweite Schaltvorrichtung und ohne elektrische Verluste des DC/DC-Wandlers in das zweite Teilbordnetz zur Versorgung von Bordnetzverbrauchern einspeisen. Außerdem kann, wie zuvor genannt, der DC/DC-Wandler dann für eine geringere elektrische Leistung als die von dem Generator in das zweite Teilbordnetz eingespeiste ausgebildet sein und ist also minimalistischer dimensionierbar und kostengünstiger realisierbar. Im Übrigen kann bei diesem Betriebsmodus der DC/DC- Wandler auch ausgeschaltet werden, um zusätzliche Energie, also auch Kraftstoff, zu sparen.
Im Übrigen kann der erste Energiespeicher bei einer unteren Betriebsspannung, insbesondere der niedrigen zweiten Betriebsspannung des zweiten Teilbordnetzes, verbleiben, beispielsweise falls er entladen oder noch nicht aufgeladen wurde. Dann lässt sich der DC/DC-Wandler nur als ein Abwärtswandler für eine Wandlung der hohen ersten Betriebsspannung des ersten Teilbordnetzes zu der niedrigen zweiten Betriebsspannung des zweiten Teilbordnetzes und nicht für eine Wandlung einer niedrigeren Spannung zu einer höheren Spannung ausbilden und ist deshalb kostengünstiger realisierbar ist.
Es ist bevorzugt, dass, insbesondere bei einem Betriebsmodus nach einer Rekuperati- onsphase des Kraftfahrzeugs, elektrische Energie aus dem ersten Energiespeicher in das zweite Teilbordnetz eingespeist wird, und zwar insbesondere über den DC/DC- Wandler. Somit lässt sich die aus der Rekuparation gewonnene und in dem ersten E- nergiespeicher gespeicherte Energie zum Betreiben eines Bordnetzverbrauchers an dem zweiten Teilbordnetz nutzen.
Außerdem kann bei einer Kombination dieses und des zuvor genannten Betriebsmodus elektrische Energie nicht nur aus dem Generator, der über die zweite Schaltvorrichtung mit dem zweiten Teilbordnetz gekoppelt ist, sondern zusätzlich auch über den DC/DC-Wandler aus dem ersten Energiespeicher in das zweite Teilbordnetz einge- speist werden, sodass sich die elektrische Leistung des Generators, also auch der
Kraftstoffverbrauch und C02-Emissionen des Kraftfahrzeugs, reduzieren lässt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Generator bei einem Betriebsmodus während einer Rekuperationsphase des Kraftfahrzeugs von dem zweiten Teilbordnetz getrennt und mit der ersten Schaltvorrichtung mit dem ersten Teilbordnetz gekoppelt, wobei der Generator die hohe erste Spannung des ersten Teilbordnetzes generiert, und der erste Energiespeicher geladen wird. Dabei wird das zweite Teilbordnetz mit einer, insbesondere begrenzten, elektrischen Leistung über den DC/DC-Wandler gespeist, wobei das zweite Teilbordnetz bei einem Energiebedarf, der diese Leistung des DC/DC-Wandlers überschreitet, zusätzlich aus dem zweiten Energiespeicher gespeist wird.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird nach einer Rekuperationsphase der Generator mit der ersten Schaltvorrichtung von dem ersten Teilbordnetz getrennt und mit der zweiten Schaltvorrichtung mit dem zweiten Teilbordnetz gekoppelt. Dabei wird der Generator mit der niedrigen zweiten Spannung des zweiten Teilbordnetzes betrieben, wobei die elektrische Leistung des Generators über die zweite Schaltvorrichtung unter Umgehung des DC/DC-Wandlers in das zweite Teilbordnetz eingespeist wird. Bordnetzverbraucher des zweiten Teilbordnetzes werden also unmittelbar von dem Generator gespeist, und es lässt sich gegebenenfalls, je nach Leistungsaufnahme der Bordnetzverbraucher, der zweite Leistungsspeicher des zweiten Teilbordnetzes laden. Zusätzlich kann die in dem ersten Energiespeicher während einer vorhergehenden Rekuperationsphase gespeicherte Energie mit dem DC/DC-Wandler in das zweite Teilbordnetz eingespeist werden. Dann wird das zweite Teilbordnetz sowohl von dem Generator über die zweite Schaltvorrichtung als auch von dem ersten Energiespeicher über den DC/DC-Wandler gespeist, sodass der DC/DC-Wandler nur für eine Teilleistung, also entsprechend kostengünstig, dimensioniert ist.
Es ist ferner eine Ausführungsform bevorzugt, dass bei einer Konstantfahrt, nämlich bei einem Betriebsmodus des Kraftfahrzeugs bei dem keine Rekuperation stattfindet und bei dem keine nutzbare Energie aus einer Rekuperationsphase in dem ersten E- nergiespeicher zur Verfügung steht, der Generator mit der ersten Schaltvorrichtung von dem ersten Teilbordnetz getrennt und mit der zweiten Schaltvorrichtung mit dem zweiten Teilbordnetz gekoppelt wird. So fließt die Energie des Generators unmittelbar in das zweite Teilbordnetz und es fließt insbesondere keine Energie über den DC/DC-
Wandler, sodass dieser wie zuvor genannt, minimalistisch dimensionierbar ist und/oder sogar bei diesem Betriebsmodus ausgeschaltet werden kann.
Die Aufgabe wird außerdem durch ein Computerprogrammprodukt gelöst, das in einem Programmspeicher mit Programmbefehlen für einen Mikrocomputer ladbar ist, um die
Schritte der zuvor oder nachfolgend genannten Verfahren auszuführen, wenn das Programm in dem Mikrocomputer ausgeführt wird. Dabei ist der Mikrocomputer vorzugsweise Bestandteil der Steuerung für das Bordnetz und insbesondere zum Schalten der Schaltvorrichtungen ausgebildet. Das Computerprogrammprodukt erfordert nur wenige oder keine zusätzlichen Bauteile in der Steuerung und lässt sich vorzugsweise als ein
Modul in einer bereits vorhandenen Start-Stopp-Steuerung und/oder Rekuparati- onssteuerung des Fahrzeugs implementieren. Das Computerprogrammprodukt hat den weiteren Vorteil, das es leicht an individuelle und bestimmte Kundenwünsche anpassbar ist, sowie eine Verbesserung oder Optimierung einzelner Verfahrensschritte mit ge- ringem Aufwand kostengünstig möglich ist.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 - Fig. 3 jeweils einen Schaltplan eines Bordnetzes und
Fig. 4 ein Flussdiagramm mit Verfahrensschritten zum Betreiben des Bordnetzes.
Ausführungsformen der Erfindung
Die Fig. 1 bis Fig. 3 zeigen einen schematischen Schaltplan eines Bordnetzes 3 für ein Kraftfahrzeug bei unterschiedlichen Betriebsmodi mit einem ersten Teilbordnetz 1 , ei- nem zweiten Teilbordnetz 2, einem DC/DC-Wandler 4, der das erste Teilbordnetz 1 mit dem zweiten Teilbordnetz 2 verbindet, und einem Generator 5, der von einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs angetrieben wird.
An einer Steuerung 1 1 ist der Generator 5 an einem Port A, das erste Teilbordnetz 1 an einem Port B und das zweite Teilbordnetz 2 an einem Port C angeschlossen. Dabei ist die Steuerung 1 1 mit einer ersten Schaltvorrichtung 6 und einer zweiten Schaltvorrichtung 7 ausgebildet, und zwar zum Koppeln des Generators 5 mit dem ersten Teilbordnetz 1 mittels der ersten Schaltvorrichtung 6 und zum Koppeln des Generators 5 mit dem zweiten Teilbordnetz 2 mittels der zweiten Schaltvorrichtung 7. Insbesondere der Generator 5, der DC/DC-Wandler 4 und die Schaltvorrichtungen 6, 7 werden mit einem Computerprogrammprodukt angesteuert, das in einem Mikrocomputer 12 der Steuerung 1 1 ausgeführt wird. So lässt sich mit der Steuerung 1 1 ein kostengünstiges Rekuperationsbordnetz realisieren, bei dem ein die Teilbordnetze 1 , 2 verbindender DC/DC-Wandler 4 gegenüber dem Stand der Technik für eine geringere Leistung, ins- besondere für eine geringere Leistung als die des zweiten Teilbordnetzes 2, dimensioniert ist, sodass das Bordnetz 3 kostengünstig realisierbar ist. Der Generator ist mittels der Schaltvorrichtungen 6 und 7 direkt mit den Teilbordnetzen 1 und 2 ohne einen Zwi- schenkreiskondensator koppelbar. Das erste Teilbordnetz 1 wird mit einer hohen ersten Betriebsspannung Ui, beispielsweise 14 V bis 42 V, und das zweite Teilbordnetz 2 mit einer niedrigen zweiten Betriebsspannung U2, beispielsweise 14 V, betrieben. Jedes der Teilbordnetze 1 , 2 ist jeweils mit einem Energiespeicher 9, 10 ausgebildet, und zwar das erste Teilbordnetz 1 mit einer Leistungsbatterie 9 als ersten Energiespeicher, der für die erste Betriebs- Spannung Ui ausgebildet ist, und das zweite Teilbordnetz 2 mit einer Batterie 10 als zweiten Energiespeicher, die für die zweite Betriebsspannung U2 ausgebildet ist. In beiden Energiespeichern 9, 10 kann unmittelbar elektrische Energie des jeweiligen Teilbordnetzes 1 , 2 gespeichert werden oder auch gespeicherte elektrische Energie aus dem jeweiligen Energiespeicher 9, 10 in das zugehörige Teilbordnetz 1 , 2 unmit- telbar eingespeist werden.
Der Generator 5 ist als ein sogenannter Multi-Voltage-Generator ausgebildet, der in zeitlicher Abfolge unterschiedliche Gleichspannungen, nämlich zumindest die beiden Betriebsspannungen Ui, U2 erzeugen kann.
Im Übrigen ist es möglich, an dem ersten Teilbordnetz einen nicht dargestellten Starter mit der hohen Spannung Ui zu betreiben, um die Brennkraftmaschine mit einem hohen Wirkungsgrad zu starten. In diesen Ausführungsbeispielen ist der Generator 5 als ein Startergenerator ausgebildet, der zusätzlich die Funktion eines solchen Starters be- sitzt, und zwar für einen Start-Stopp-Betriebsmodus des Kraftfahrzeugs, bei dem die
Brennkraftmaschine beispielsweise bei einer kurzzeitigen Fahrtunterbrechung an einer Ampel, gestoppt und für eine Weiterfahrt wieder gestartet wird.
Um Gewicht zu sparen und das Bordnetz 3 kostengünstig herzustellen, ist der Genera- tor 5, wie zuvor genannt, so ausgebildet, dass er zu einem Zeitpunkt wahlweise nur jeweils eine der beiden Betriebsspannungen Ui, U2 generieren kann. Deshalb wird der Generator 5 entweder mit der ersten Schaltvorrichtung 6 mit dem ersten Teilbordnetz 1 gekoppelt, um dieses mit der hohen ersten Betriebsspannung Ui zu speisen, oder mit der zweiten Schaltvorrichtung 7 mit dem zweiten Teilbordnetz 2 gekoppelt, um dieses mit der niedrigen zweiten Betriebsspannung U2 zu speisen. Der Betrieb des Bordnetzes 3 wird nachfolgend erläutert, wobei in den Figuren, jeweils durch Pfeile markiert, ein Energiefluss, also eine technische Stromrichtung, dargestellt ist.
Nachfolgend werden mittels der Fig. 1 bis der Fig. 3 drei Betriebsmodi des Bordnet- zes 3 erläutert, die im Wesentlichen durch die Schaltvorrichtungen 6, 7 der Steuerung 1 1 gesteuert werden, wobei außerdem der DC/DC-Wandler 4 und der Generator 5 ebenfalls von der Steuerung 1 1 angesteuert werden. Dabei wird der Generator 5 von der Steuerung 1 1 insbesondere zur Erzeugung der Betriebsspannungen Ui, U2 in Abhängigkeit des Betriebsmodus, wie nachfolgend erläutert, angesteuert. Weitere Aus- führungsbeispiele ergeben sich aus Kombination dieser Betriebsmodi, und zwar bei ei- nem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel indem das Bordnetz 3 in zeitlicher Abfolge sowohl in dem Betriebsmodus gemäß der Fig. 1 als auch in den Betriebsmodi der Fig. 2 und der Fig. 3 betrieben wird, und zwar jeweils gleichzeitig mit dem Start- Stopp-Betriebsmodus.
Die Fig. 1 zeigt anhand eines Schaltplans das Bordnetz 3 und insbesondere die Schaltvorrichtungen 6, 7 der Steuerung 1 1 bei einer sogenannten Konstantfahrt des Kraftfahrzeugs, nämlich einem Betriebsmodus des Kraftfahrzeugs, bei dem keine Re- kuperation stattfindet und bei dem keine Energie aus einer Rekuperationsphase in der Leistungsbatterie 9 zur Verfügung steht. Während der Konstantfahrt wird der Generator
5 von der Brennkraftmaschine angetrieben, um elektrische Energie zur Versorgung des Bordnetzes 3 zu generieren, wobei der Generator 5 zur Generierung der zweiten Betriebsspannung U2 betrieben wird, um elektrische Energie über die Schaltvorrichtung 2 unmittelbar in das zweite Teilbordnetz 2 einzuspeisen. Dabei wird, wie durch die Pfeile dargestellt, der Energiefluss im Wesentlichen zur Versorgung der Bordnetzverbraucher
8 aufgewendet. Über die Schaltvorrichtung 6 ist der Generator 5 von dem ersten Teilbordnetz 1 getrennt und die Leistungsbatterie 9 auf einen unteren Ladezustand entladen, also bei einer unteren Betriebsspannung, die in diesem Fall der zweiten Betriebsspannung U2 des zweiten Teilbordnetzes entspricht.
Während der Konstantfahrt des Fahrzeugs ist der DC/DC-Wandler 4 ausgeschaltet. Im Übrigen ist der DC/DC-Wandler 4 für eine geringere elektrische Leistung ausgelegt als diejenige, die bei diesem Betriebsmodus von dem Generator 5 über die Schaltvorrichtung 7 in das zweite Teilbordnetz 2 maximal eingespeist wird. Der DC/DC-Wandler 4 ist insbesondere auch für eine geringere elektrische Leistung als eine maximale elektrische Leistungsaufnahme der Bordnetzverbraucher 8, insbesondere eines Bordnetzverbrauchers, und somit der Leistung des zweiten Teilbordnetzes 2 gesamten Bordnetzleistung dimensioniert. Dementsprechend ist er gegenüber dem Stand der Technik kleiner dimensioniert und kann kostengünstiger hergestellt werden.
Die Fig. 2 zeigt anhand eines Schaltplans das Bordnetz 3 und insbesondere die Schaltvorrichtungen 6, 7 der Steuerung 1 1 bei einem weiteren Betriebsmodus während einer Rekuperationsphase, bei dem Bewegungsenergie beim Abbremsen des Kraftfahrzeugs mit dem Generator 5 in elektrische Energie umgewandelt wird. Dabei ist der Generator 5 mit der ersten Schaltvorrichtung 6 mit dem ersten Teilbordnetz 1 gekop- pelt und mit der zweiten Schaltvorrichtung 7 von dem zweiten Teilbordnetz 2 getrennt. So wird die Leistungsbatterie 9 an dem ersten Teilbordnetz 1 mit elektrischer Energie geladen, wie der durch Pfeile markierte Energiefluss in der Fig. 2 zeigt. Dazu wird der Generator 5 mit der hohen ersten Betriebsspannung Ui, beispielsweise 32 V, des ersten Teilbordnetzes 1 betrieben, um möglichst viel Energie in der Leistungsbatterie 9 zu speichern.
Das zweite Teilbordnetz 2 wird bei diesem Betriebsmodus zu einem Teil mit elektrischer Energie durch den DC/DC-Wandler 4 versorgt, der die höhere erste Betriebsspannung Ui des ersten Teilbordnetzes 1 zu der niedrigeren zweiten Betriebsspannung U2 des Teilbordnetzes 2 wandelt. Wie zuvor genannt, ist auch hier der DC/DC- Wandler 4 für eine geringere elektrische Leistung als eine elektrische Leistungsaufnahme der Bordnetzverbraucher 8 dimensioniert, sodass der Leistungsbedarf des Teilbordnetzes 2 auch durch eine maximale Leistung des DC/DC-Wandlers 4 nur teilweise gedeckt wird. Die verbleibende Differenzleistung wird der Batterie 10 entnommen, sodass trotz des quasi minimalistisch ausgeführten DC/DC-Wandlers 4 die Bordnetzverbraucher 8 hinreichend für einen sicheren Betrieb des Bordnetzes 3 versorgt worden.
Da Rekuperationsphasen nur einen geringen zeitlichen Anteil bei einem Fahrzeugbetrieb einnehmen, kann die genannte Differenzleistung problemlos von der in dem Bordnetz 3 eines herkömmlichen Kraftfahrzeugs ohnehin vorhandenen Batterie 10 aufgebracht werden und können so die Kosten für das gesamte Bordnetz 3 durch die reduzierte Dimensionierung des DC/DC-Wandlers gesenkt werden.
Die Fig. 3 zeigt anhand eines Schaltplans das Bordnetzes 3 und insbesondere die Schaltvorrichtungen 6, 7 der Steuerung 1 1 einen weiteren Betriebsmodus, und zwar nach einer Rekuperationsphase, wobei dieser Betriebsmodus im Wesentlichen dem in der Fig. 1 dargestellten entspricht, wobei jedoch die Leistungsbatterie 9 als Energiespeicher in dem ersten Teilbordnetz 1 mit elektrischer Energie aus einer vorhergehenden Rekuperation geladen ist.
Wie zuvor beschrieben, ist der Generator 5 mit der zweiten Schaltvorrichtung 7 mit dem zweiten Teilbordnetz 1 gekoppelt und gleichzeitig mit der ersten Schaltvorrichtung 6 von dem ersten Teilbordnetz 1 getrennt. Dementsprechend werden die Bordnetz- Verbraucher 8 im Wesentlichen durch den Generator 5 mit elektrischer Energie versorgt, wobei jetzt, also nach der Rekuperationsphase, das zweite Teilbordnetz 2 zusätzlich mit elektrischer Energie aus der Leistungsbatterie 9 des ersten Teilbordnetzes 1 über den DC/DC-Wandler 4 versorgt wird. Dabei wird der DC/DC-Wandler 4 mit sei- ner maximalen Leistung betrieben, die jedoch, wie bei Fig. 1 erläutert, geringer als die
Leistung des zweiten Teilbordnetzes 2 ist. In das Teilbordnetz 2 wird also bei diesem Betriebsmodus über zwei unterschiedliche Strompfade, nämlich über die zweite Schaltvorrichtung 7 und über den DC/DC-Wandler 4 elektrische Energie eingespeist, wobei insbesondere auch die Batterie 10 geladen wird. Außerdem wird dem Generator 5 nur eine um die maximale Leistung des DC/DC-Wandlers 4 verringerte Leistung zum
Betreiben der Bordnetzverbraucher 8 und zum Laden der Batterie 10 entnommen und somit der Kraftstoffverbrauch und C02-Emission der Brennkraftmaschine reduziert. Auch bei diesem Betriebsmodus ist der DC/DC-Wandler 4 also nicht für die maximale Leistung des zweiten Teilbordnetzes 2 ausgebildet, sondern für eine geringere Leis- tung dimensioniert und entsprechend kostengünstiger herstellbar.
Die Fig. 4 zeigt ein Flussdiagramm mit Schritten eines Verfahrens zum Betreiben der Steuerung 1 1 für ein Bordnetz 3, insbesondere gemäß den Fig. 1 bis 3, wobei die Schritte 20 bis 24 mit dem zuvor genannten Computerprogrammprodukt ausgeführt werden.
In dem Schritt 20 wird ein Ist- und ein Sollzustand des Kraftfahrzeugs erfasst, um dieses in einem geeigneten Betriebsmodus, insbesondere nach einem der nachfolgend erläuterten Schritte 21 bis 24, zu betreiben.
In dem Schritt 21 wird das Kraftfahrzeug bei einer Konstantfahrt gemäß der Fig. 1 betrieben, bei der keine Rekuperation stattfindet und bei der keine nutzbare Energie aus einer vorhergehenden Rekuperationsphase in dem ersten Energiespeicher 9 zur Verfügung steht. Dabei wird der Generator 5 mit der ersten Schaltvorrichtung 6 von dem ersten Teilbordnetz 1 getrennt und mit der zweiten Schaltvorrichtung 7 mit dem zweiten
Teilbordnetz 2 gekoppelt, wobei dieser Schaltzustand in der Fig. 1 dargestellt ist. So fließt die Energie des Generators 5 in das zweite Teilbordnetz 2, und zwar nicht über den DC/DC-Wandler 4, sodass dieser ausgeschaltet wird. In diesem Betriebsmodus ist die Leistungsbatterie 9 entladen, und zwar auf eine Spannung, die im Wesentlichen der zweiten Betriebsspannung U2 des zweiten Teilbordnetzes 2 entspricht, sodass der DC/DC-Wandler 4, als ein einfacher, kleiner und kostengünstiger Abwärtswandler für eine Wandlung der hohen ersten Betriebspannung Ui des ersten Teilbordnetzes 1 zu der niedrigen zweiten Betriebsspannung U2 des zweiten Teilbordnetzes 2 ausgebildet ist.
In dem Schritt 22 wir das Kraftfahrzeug bei einem Betriebsmodus während einer Reku- peration betrieben, bei dem, wie in der Fig. 2 dargestellt, der Generator 5 mit der zweiten Schaltvorrichtung 7 von dem zweiten Teilbordnetz 2 getrennt und mit der ersten Schaltvorrichtung 6 mit dem ersten Teilbordnetz 1 gekoppelt wird. Dabei wird mit dem Generator 5 nur die hohe erste Betriebsspannung Ui des ersten Teilbordnetzes 1 generiert und die Leistungsbatterie 9 zunehmend bis auf die erste Betriebsspannung Ui geladen. Bei diesem Betriebsmodus werden die Bordnetzverbraucher 8 über das zweite Teilbordnetz 2 mit elektrischer Leistung versorgt, indem der DC/DC-Wandler 4 bei seiner maximalen Leistung betrieben wird, die jedoch geringer als die Leistungsaufnahme der Bordnetzverbraucher 8 ist. Deshalb wird zusätzlich zu der durch den DC/DC-Wandler 4 eingespeisten Leistung weitere Leistung aus der Batterie 10 entnommen, um den Betrieb der Bordnetzverbraucher 8 sicherzustellen.
Der Schritt 23 zeigt einen Betriebsmodus nach einer Rekuperationsphase, in der die Leistungsbatterie 9 aufgeladen wurde, sodass aus diesem elektrische Energie in das erste Teilbordnetz 1 eingespeist wird. Ferner wird, wie in der Fig. 3 dargestellt, der Generator 5 über die zweite Schaltvorrichtung 7 mit dem zweiten Teilbordnetz 2 gekoppelt und mit der ersten Schaltvorrichtung 6 von dem ersten Teilbordnetz 1 getrennt. Der Generator 5 wird bei der niedrigen zweiten Betriebsspannung U2 des zweiten Teilbordnetzes 2 betrieben. Auch in diesem Betriebsmodus wird der DC/DC-Wandler 4 mit seiner maximalen Leistung betrieben, um die elektrische Leistung aus der Leistungsbatterie 9 in das zweite Teilbordnetz 2 einzuspeisen. Wie zuvor genannt, genügt die Leistung des DC/DC-Wandlers 4 nicht, um den Leistungsbedarf der Bordnetzverbraucher 8 zu decken, wobei die Differenzleistung durch den Generator 5 aufgebracht wird. Da bei diesem Betriebsmodus das zweite Teilbordnetz 2 sowohl durch den Generator 5 als auch durch den Spannungswandler 4 gespeist wird, kann zusätzlich die Batterie 10 geladen werden.
Der Schritt 24 beschreibt einen Betriebsmodus, bei dem die Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs aufgrund eines Start-Stopp-Betriebsmodus gestoppt ist, sodass der Generator 5 keine elektrische Leistung liefert. In diesem Betriebsmodus werden die Bordnetzverbraucher 8 über die Batterie 10 und, sofern die Leistungsbatterie 9 hinreichend geladen ist, über den DC/DC-Wandler 4 mit elektrischer Leistung versorgt. Alle Figuren zeigen lediglich schematische nicht maßstabsgerechte Darstellungen. Im Übri- gen wird insbesondere auf die zeichnerische Darstellungen für die Erfindung als Wesentlich verwiesen.

Claims

Ansprüche
1 . Steuerung (1 1 ) für ein Bordnetz (3) eines Kraftfahrzeugs, wobei das Bordnetz (3) mit einem ersten Teilbordnetz (1 ) mit einem ersten Energiespeicher (9), insbesondere einer Leistungsbatterie, einem zweiten Teilbordnetz (2) mit einem zweiten Energiespeicher (10), insbesondere einer Batterie, einem DC/DC-Wandler (4), der das erste Teilbordnetz (1 ) mit dem zweiten Teilbordnetz (2) verbindet, und einem Generator (5) ausgebildet ist und die Steuerung (1 1 ) mit einer ersten Schaltvorrichtung (6) zum Koppeln des Ge- nerators (5) mit dem ersten Teilbordnetz (1 ) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (1 1 ) mit einer zweiten Schaltvorrichtung (7) zum Koppeln des Generators (5) mit dem zweiten Teilbordnetz (2) ausgebildet ist.
2. Steuerung (1 1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Teilbordnetz (2) einen Bordnetzverbraucher (8) umfasst und der DC/DC- Wandler (4) für eine geringere elektrische Leistung als eine elektrische Leistungsaufnahme des Bordnetzverbrauchers (8) dimensioniert ist.
3. Steuerung (1 1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teilbordnetz (1 ) zumindest eine erste Betriebsspannung (Ui) aufweist und das zweite Teilbordnetz (2) eine zweite, insbesondere von der ersten Betriebsspannung (Ui) verschiedene, zweite Betriebsspannung (U2) aufweist und insbesondere der Generator (5) zur Generierung zumindest der ersten und der zweiten Betriebsspannung (Ui, U2) ausgebildet ist.
4. Verfahren zum Betreiben einer Steuerung (1 1 ), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, für ein Bordnetz (3) eines Kraftfahrzeugs, wobei das Bordnetz (3) mit einem ersten Teilbordnetz (1 ) mit einem ersten Energie- Speicher (9), insbesondere einer Leistungsbatterie, einem zweiten Teilbordnetz (2) mit einem zweiten Energiespeicher (10), insbesondere einer Batterie, einem DC/DC-Wandler (4), der das erste Teilbordnetz (1 ) mit dem zweiten Teilbordnetz (2) verbindet, und einem Generator (5) ausgebildet ist und die Steuerung (1 1 ) mit einer ersten Schaltvorrichtung (6) zum Verbinden des Generators (5) mit dem ersten Teilbordnetz (1 ) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (1 1 ) mit einer zweiten Schaltvorrich- tung (7) zum Koppeln des Generators (5) mit dem zweiten Teilbordnetz (2) ausgebildet ist und dass ein Verbraucher (8) in dem zweiten Teilbordnetz (2) abhängig von einem Betriebsmodus des Kraftfahrzeugs aus dem Generator (5), dem ersten Energiespeicher (9) und/oder dem zweiten Energiespeicher (10) mit elektrischer Energie gespeist wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere bei einem Start-Stopp-Betriebsmodus, der Generator (5) entweder mit der ersten Schaltvorrichtung (6) mit dem ersten Teilbordnetz (1 ) oder mit der zweiten Schaltvorrichtung (7) mit dem zweiten Teilbordnetz (2) gekoppelt wird und elektrische Energie aus dem Generator (5) dementsprechend entweder über die erste Schaltvorrichtung (6) in das erste Teilbordnetz (1 ) oder über die zweite Schaltvorrichtung (7) in das zweite Teilbordnetz (2) eingespeist wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Betriebsmodus während einer Rekuperationsphase des Kraftfahrzeugs der Generator (5) mit der ersten Schaltvorrichtung (6) mit dem ersten Teilbordnetz (1 ) gekoppelt wird und der erste Energiespeicher (9) mit elektrischer Energie geladen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Betriebsmodus während einer Rekuperationsphase des Kraftfahrzeugs elektrische Energie durch den DC/DC-Wandler (4) in das zweite Teilbordnetz (2) eingespeist wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Betriebsmodus während einer Rekuperationsphase des Kraftfahrzeugs elektrische Energie aus dem zweiten Energiespeicher (10) in das zweite Teilbordnetz (2) eingespeist wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Betriebsmodus außerhalb einer Rekuperationsphase des Kraftfahrzeugs der Generator (5) mit der zweiten Schaltvorrichtung (7) mit dem zweiten Teilbordnetz (2) gekoppelt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere bei einem Betriebsmodus nach einer Rekuperati- onsphase des Kraftfahrzeugs elektrische Energie aus dem ersten Energiespeicher (9) in das zweite Teilbordnetz (2) eingespeist wird, und zwar insbesondere über den DC/DC-Wandler (4). Computerprogrammprodukt, das in einen Programmspeicher mit Programmbefehlen für einen Mikrocomputer ladbar ist, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 10 auszuführen.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015223960A (ja) * 2014-05-28 2015-12-14 いすゞ自動車株式会社 車両用電源回路
JP2016193632A (ja) * 2015-03-31 2016-11-17 富士重工業株式会社 車両用電源装置

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012000624A1 (de) * 2012-01-14 2013-07-18 Volkswagen Aktiengesellschaft Kraftfahrzeugbordnetz und Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugbordnetzes
FR2996374B1 (fr) * 2012-10-03 2016-10-28 Valeo Systemes De Controle Moteur Reseau electrique pour vehicule automobile
DE102013205638A1 (de) 2013-03-28 2014-10-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fahrzeugbordnetz
CN105103404A (zh) * 2013-04-03 2015-11-25 株式会社自动网络技术研究所 控制装置、供电控制装置、充电控制方法、充电控制装置以及车辆用电源装置
DE102014204662A1 (de) * 2014-03-13 2015-09-17 Robert Bosch Gmbh Anordnung zum Versorgen eines Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie
EP3276787B1 (de) * 2016-07-29 2019-01-02 Ford Global Technologies, LLC Elektrisches bordnetzsystem für kraftfahrzeuge mit einem konverter und einem hochlastverbraucher

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10251589A1 (de) 2002-11-06 2004-05-19 Robert Bosch Gmbh Bordnetz zur Versorgung mindestens eines Verbrauchers mit erhöhten Anforderungen an die Verfügbarkeit des Bordnetzes

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4550363B2 (ja) * 2001-02-16 2010-09-22 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 自動車用電気システム
DE10305939B4 (de) * 2003-02-12 2017-10-26 Valeo Equipements Electriques Moteur Kraftfahrzeug
US7336002B2 (en) * 2003-02-17 2008-02-26 Denso Corporation Vehicle power supply system
DE102007026164A1 (de) * 2007-06-04 2008-12-11 Ipgate Ag Elektrisches Versorgungssystem für ein Kraftfahrzeug
DE102008012640A1 (de) * 2008-03-05 2009-09-10 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Kopplung mehrerer Teilnetze

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10251589A1 (de) 2002-11-06 2004-05-19 Robert Bosch Gmbh Bordnetz zur Versorgung mindestens eines Verbrauchers mit erhöhten Anforderungen an die Verfügbarkeit des Bordnetzes

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015223960A (ja) * 2014-05-28 2015-12-14 いすゞ自動車株式会社 車両用電源回路
JP2016193632A (ja) * 2015-03-31 2016-11-17 富士重工業株式会社 車両用電源装置

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