DE102009054133B4

DE102009054133B4 - Vehicle electrical system, method and device for operating the vehicle electrical system

Info

Publication number: DE102009054133B4
Application number: DE102009054133.0A
Authority: DE
Inventors: Dr. Lang Thomas
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2009-11-20
Filing date: 2009-11-20
Publication date: 2022-03-31
Anticipated expiration: 2029-11-21
Also published as: DE102009054133A1

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Bordnetzes (BN) für ein Kraftfahrzeug umfassend mehrere dynamische Verbraucher (L), die jeweils eine Schnittstelle aufweisen und jeweils ausgebildet sind, zumindest eine zugeordnete vorgegebene Funktion auszuführen, wobei der oder die dynamischen Verbraucher einer vorgegebenen ersten Auswahl der dynamischen Verbraucher (L) jeweils ausgebildet sind, zu einem vorgegebenen Einschaltzeitpunkt ein zugeordnetes vorgegebenes Einschaltwunschsignal (SESW) mittels der Schnittstelle zu übertragen und solange zu warten, bis ein dem jeweiligen dynamischen Verbraucher zugeordnetes vorgegebenes Einschaltsignal (SES) diesem bereitgestellt wird, und nach dem Bereitstellen des zugeordneten Einschaltsignals (SES) eine Ausführung der zumindest einen zugeordneten vorgegebenen Funktion zu starten, wobei bei dem Verfahren- das Einschaltwunschsignal (SESW) empfangen wird,- abhängig von dem empfangenen Einschaltwunschsignal (SESW) der dem empfangenen Einschaltwunschsignal (SESW) zugeordnete dynamische Verbraucher (L) ermittelt wird,- abhängig von dem ermittelten dynamischen Verbraucher (L1, L2) eine diesem zugeordnete vorgegebene Priorität (A, B, C) ermittelt wird,- abhängig von der ermittelten Priorität (A, B, C) ein Wert einer Verzögerungsdauer (TD) ermittelt wird,- die Verzögerungsdauer (TD) gewartet wird,- nach Ablauf der Verzögerungsdauer (TD) dem ermittelten dynamischen Verbraucher (L) das zugeordnete vorgegebene Einschaltsignal (SES) bereitgestellt wird, wobei- abhängig von der ermittelten zugeordneten Priorität (A, B, C) ermittelt wird, ob bereits dynamische Verbraucher (L) anderer Priorität (A, B, C) aktiv sind,- abhängig davon der Wert der Verzögerungsdauer (TD) ermittelt wird, wobei- eine Funktionsdauer (TON) desjenigen bereits aktiven dynamischen Verbrauchers (L) anderer Priorität (A, B, C) ermittelt wird, der die längste Funktionsdauer aufweist, wobei die Funktionsdauer repräsentativ ist für eine Zeitdauer zwischen einem Beginn und einem Ende der Ausführung der zumindest einen vorgegebenen Funktion des jeweiligen dynamischen Verbrauchers,- dem Wert der Verzögerungsdauer (TD) in etwa ein Wert der ermittelten Funktionsdauer (TON) zugeordnet wird.Method for operating an on-board network (BN) for a motor vehicle comprising a plurality of dynamic consumers (L), each having an interface and each designed to carry out at least one assigned predetermined function, the dynamic consumer or consumers being a predetermined first selection of the dynamic consumers ( L) are each designed to transmit an assigned, specified switch-on request signal (SESW) at a specified switch-on time by means of the interface and to wait until a specified switch-on signal (SES) assigned to the respective dynamic load is provided to it, and after the assigned switch-on signal has been provided (SES) to start an execution of the at least one assigned predetermined function, in which case the switch-on request signal (SESW) is received, uordered dynamic consumer (L) is determined, - depending on the determined dynamic consumer (L1, L2), a predetermined priority (A, B, C) assigned to this is determined, - depending on the determined priority (A, B, C). value of a delay time (TD) is determined, - the delay time (TD) is waited for, - after the delay time (TD) has elapsed, the determined dynamic load (L) is provided with the assigned predetermined switch-on signal (SES), depending on the determined assigned Priority (A, B, C) it is determined whether dynamic consumers (L) of other priority (A, B, C) are already active, - depending on which the value of the delay time (TD) is determined, with - a function time (TON) of that already active dynamic load (L) of a different priority (A, B, C) that has the longest functional duration is determined, with the functional duration being representative of a period of time between the beginning and end of A Execution of the at least one predetermined function of the respective dynamic consumer, - the value of the delay time (TD) is assigned approximately a value of the determined function time (TON).

Description

Die Erfindung betrifft ein Bordnetz für ein Kraftfahrzeug, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben des Bordnetzes.The invention relates to an electrical system for a motor vehicle, a method and a device for operating the electrical system.

In modernen Kraftfahrzeugen werden hohe Anforderungen an ein elektrisches Bordnetz mit einem elektrischen Energiespeicher gestellt. So müssen beispielsweise eine Vielzahl von Verbrauchern des Kraftfahrzeugs durch das Bordnetz versorgt werden.In modern motor vehicles, high demands are placed on an on-board electrical system with an electrical energy store. For example, a large number of consumers in the motor vehicle must be supplied by the vehicle electrical system.

Die Dokumente DE 103 41 907 A1 , DE 102 32 539 A1 , DE10 2004 038741 A1 , DE10 2004 021998 A1 und DE10 2005 044829 A1 betreffen ein Verfahren zum Energiemanagement, Energie- und Verbrauchermanagement in einem elektrischen Bordnetz, ein Verfahren zum Verwalten des Energiebedarfs elektrischer Verbraucher in einem elektrischen Netz, ein Energieversorgungssystem für ein Fahrzeug und zugehöriges Energieverteilungsverfahren und ein Energiemanagementsystem für ein Kraftfahrzeug.The documents DE 103 41 907 A1 , DE 102 32 539 A1 , DE10 2004 038741 A1 , DE10 2004 021998 A1 and DE10 2005 044829 A1 relate to a method for energy management, energy and consumer management in an electrical system, a method for managing the energy requirements of electrical consumers in an electrical network, an energy supply system for a vehicle and associated energy distribution method and an energy management system for a motor vehicle.

Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, ein Bordnetz, ein Verfahren und eine korrespondierende Vorrichtung zum Betreiben des Bordnetzes zu schaffen, das bzw. die einen zuverlässigen Betrieb von Verbrauchern ermöglicht. Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The object on which the invention is based is to create an on-board power supply, a method and a corresponding device for operating the on-board power supply, which enables consumers to be operated reliably. The object is solved by the features of the independent patent claims. Advantageous developments of the invention are characterized in the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Bordnetz für ein Kraftfahrzeug angegeben, das mehrere dynamische Verbraucher umfasst. Die dynamischen Verbraucher weisen jeweils eine Schnittstelle auf und sind jeweils ausgebildet, zumindest eine zugeordnete vorgegebene Funktion auszuführen. Der oder die dynamischen Verbraucher einer vorgegebenen ersten Auswahl der dynamischen Verbraucher sind jeweils ausgebildet, zu einem vorgegebenen Einschaltzeitpunkt, ein zugeordnetes vorgegebenes Einschaltwunschsignal mittels der Schnittstelle zu übertragen und solange zu warten, bis ein dem jeweiligen dynamischen Verbraucher zugeordnetes vorgegebenes Einschaltsignal diesem bereitgestellt wird. Der oder die dynamischen Verbraucher der vorgegebenen ersten Auswahl sind ferner ausgebildet, nach dem Bereitstellen des zugeordneten Einschaltsignals eine Ausführung der zumindest einen zugeordneten vorgegebenen Funktion zu starten.According to a first aspect, an on-board electrical system for a motor vehicle is specified, which includes a number of dynamic loads. The dynamic consumers each have an interface and are each designed to carry out at least one assigned, specified function. The dynamic load or loads of a predefined first selection of the dynamic loads are each designed to transmit an assigned predefined switch-on request signal via the interface at a predefined switch-on time and to wait until a predefined switch-on signal assigned to the respective dynamic load is provided to it. The dynamic load or loads of the predefined first selection are also designed to start an execution of the at least one assigned predefined function after the assigned switch-on signal has been provided.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts sind der oder die dynamischen Verbraucher einer zweiten vorgegebenen Auswahl der dynamischen Verbraucher jeweils ausgebildet, zu dem vorgegebenen Einschaltzeitpunkt ein zugeordnetes vorgegebenes Einschaltstatussignal zu übertragen und in etwa zeitgleich die Ausführung der zumindest einen vorgegebenen zugeordneten Funktion zu starten.In an advantageous embodiment of the first aspect, the dynamic load or loads of a second predefined selection of the dynamic loads are each designed to transmit an assigned predefined switch-on status signal at the predefined switch-on time and to start the execution of the at least one predefined assigned function at about the same time.

Ferner können die dynamischen Verbraucher, so z.B. der ersten und/oder zweiten Auswahl, ausgebildet sein, ein jeweiliges vorgegebenes Ausschaltstatussignal vor einem Ausschalten des jeweiligen Verbrauchers zu übermitteln. Das jeweilige Ausschaltstatussignal repräsentiert einen ausgeschalteten Zustand des jeweiligen Verbrauchers.Furthermore, the dynamic loads, e.g. the first and/or second selection, can be designed to transmit a respective predetermined switch-off status signal before the respective load is switched off. The respective switch-off status signal represents a switched-off state of the respective consumer.

Dies hat den Vorteil, dass die dynamischen Verbraucher zumindest der ersten Auswahl, sehr flexibel betreibbar sind. Ein Zeitpunkt, an dem eine Funktionsausführung des jeweiligen dynamischen Verbrauchers, die repräsentativ ist für die Ausführung der zumindest einen zugeordneten vorgegebenen Funktion des jeweiligen dynamischen Verbrauchers, gestartet wird, kann zeitlich hinter dem vorgegebenen Einschaltzeitpunkt liegen. Durch eine derartige zeitliche Verschiebung der Funktionsausführungen der dynamischen Verbraucher, kann eine maximal überlagerte Stromaufnahme verhindert werden und das Bordnetz stabilisiert werden.This has the advantage that the dynamic loads, at least the first selection, can be operated very flexibly. A point in time at which a functional execution of the respective dynamic load, which is representative for the execution of the at least one assigned predefined function of the respective dynamic load, is started can be after the predefined switch-on time. A maximum superimposed power consumption can be prevented and the vehicle electrical system can be stabilized by such a time shift in the functional execution of the dynamic consumers.

Dynamische Verbraucher zeichnen sich dadurch aus, dass deren jeweilige Stromaufnahme einen vorgegebenen Verbraucherstromschwellenwert überschreitet und/oder deren jeweilige Stromaufnahme eine Stromanstiegsgeschwindigkeit aufweist, die einen vorgegebenen Verbraucherstromanstiegsschwellenwert überschreitet. Vorzugsweise ist auch eine Funktionsdauer, die repräsentativ ist für eine Zeitdauer zwischen einem Beginn und einem Ende der Ausführung der zumindest einen vorgegebenen Funktion, sehr kurz, so z.B. kleiner als 0,25 s. Neben den dynamischen Verbrauchern kann das Bordnetz auch Verbraucher, so z.B. Langzeitverbraucher, aufweisen, die nicht derartige Ströme aufnehmen und/oder derartige Stromanstiegsgeschwindigkeiten aufweisen.Dynamic consumers are characterized in that their current consumption exceeds a predetermined consumer current threshold value and/or their respective current consumption has a current rise rate that exceeds a predetermined consumer current rise threshold value. A function duration, which is representative of a period of time between the beginning and end of the execution of the at least one specified function, is preferably also very short, for example less than 0.25 s Long-term consumers that do not draw such currents and/or have such current slew rates.

Gemäß einem zweiten und dritten Aspekt werden ein Verfahren und eine korrespondierende Vorrichtung zum Betreiben eines Bordnetzes gemäß dem ersten Aspekt angegeben. Dabei wird das Einschaltwunschsignal empfangen und abhängig von dem empfangenen Einschaltwunschsignal der dem empfangenen Einschaltwunschsignal zugeordnete dynamische Verbraucher ermittelt. Abhängig von dem ermittelten dynamischen Verbraucher wird eine diesem zugeordnete vorgegebene Priorität ermittelt. Abhängig von der ermittelten Priorität wird ein Wert einer Verzögerungsdauer ermittelt, die dann gewartet wird. Nach Ablauf der Verzögerungsdauer wird dem ermittelten dynamischen Verbraucher das zugeordnete vorgegebene Einschaltsignal bereitgestellt.According to a second and third aspect, a method and a corresponding device for operating a vehicle electrical system according to the first aspect are specified. The switch-on request signal is received and the dynamic load associated with the received switch-on request signal is determined as a function of the received switch-on request signal. Depending on the determined dynamic load, a predetermined priority assigned to it is determined. Depending on the determined priority, a value of a delay time is determined, which is then awaited. After the delay time has elapsed, the determined dynamic load is provided with the assigned, predetermined switch-on signal.

Dies trägt dazu bei, dass bei einer kritischen Bordnetzspannung den Verbrauchern in dem Bordnetz, insbesondere sicherheitsrelevanten Verbrauchern, mehr Leistung zur Verfügung steht, da die dynamischen Verbraucher aufgrund ihrer zeitlich verzögerten Funktionsausführung das Bordnetz vorzugsweise nicht zusätzlich belasten und somit einen Einbruch der Bordnetzspannung nicht verstärken. Ferner können Verbraucher länger verfügbar sein, da eine Gefahr einer Unterspannungsabschaltung reduziert ist. Auch können bei einer vorgegebenen Kapazität des Energiespeichers beispielsweise mehrere zusätzliche Verbraucher angeschlossen und versorgt werden. Dies ermöglicht bei einer vorgegebenen Anzahl von Verbrauchern in dem Bordnetz auch eine Verwendung eines Energiespeichers mit geringerer Kapazität. Zusätzlich kann eine Lebensdauer des verwendeten Energiespeichers verlängert werden, da z.B. eine Sulfatierung des Energiespeichers aufgrund einer Reduzierung des maximalen von dem Energiespeicher bereitgestellten Bordnetzstromes vermindert wird. Es ist auch mit weniger Fehlerspeichereinträgen aufgrund von Unterspannungsabschaltungen von Verbrauchern zu rechnen. Weitere Komponenten des Bordnetzes, so z.B. Spannungswandler und/oder weitere Energiespeicher, können gegebenenfalls kleiner dimensioniert werden oder ganz entfallen, da dynamische Verbraucher beispielsweise durch die weiteren Komponenten, so z.B. zur Stützung einer Spannung und/oder eines Stromes, nicht mehr versorgt werden müssen. Ferner kann beispielsweise eine kurzzeitige Leistungsabgabe des Energiespeichers für elektrische Antriebe, so z.B. in Hybrid- oder Elektrofahrzeugen, erhöht werden, insbesondere dann, wenn ein Ladezustand des Energiespeichers gering und/oder eine Temperatur niedrig ist.This contributes to the consumers in the vehicle electrical system, in particular safety-relevant consumers, having more power available when the vehicle electrical system voltage is critical, since the dynamic consumers preferably do not additionally load the vehicle electrical system due to their time-delayed functional execution and thus do not increase a drop in the vehicle electrical system voltage. Furthermore, loads can be available longer because the risk of an undervoltage shutdown is reduced. With a given capacity of the energy store, for example, several additional loads can also be connected and supplied. With a predetermined number of consumers in the vehicle electrical system, this also makes it possible to use an energy store with a lower capacity. In addition, the service life of the energy store used can be extended since, for example, sulfation of the energy store due to a reduction in the maximum vehicle electrical system current provided by the energy store is reduced. Fewer fault memory entries can also be expected due to undervoltage shutdowns by consumers. Other components of the vehicle electrical system, such as voltage converters and/or other energy stores, can optionally be dimensioned smaller or omitted entirely, since dynamic consumers, for example, no longer have to be supplied by the other components, such as for supporting a voltage and/or a current. Furthermore, for example, a short-term power output of the energy store for electric drives, for example in hybrid or electric vehicles, can be increased, particularly when the state of charge of the energy store is low and/or the temperature is low.

Für die Verzögerungsdauer kann abhängig von der Priorität auch ein Neutralwert, so z.B. 0 s, ermittelt werden. Das jeweilige Einschaltwunschsignal ist repräsentativ für den dynamischen Verbraucher, der dieses übertragen hat. Mittels des bereitgestellten Einschaltsignals kann beispielsweise ein Schaltelement, so z.B. ein Relais, angesteuert werden, mittels dessen der jeweilige dynamische Verbraucher derart angesteuert werden kann, dass dieser seine Funktionsausführung startet. Alternativ oder zusätzlich kann der jeweilige dynamische Verbraucher der ersten vorgegebenen Auswahl ausgebildet sein, das dem jeweiligen dynamischen Verbraucher zugeordnete vorgegebene Einschaltsignal mittels der Schnittstelle zu empfangen und nach dem Empfang des zugeordneten Einschaltsignals die Ausführung der zumindest einen zugeordneten vorgegebenen Funktion zu starten.Depending on the priority, a neutral value, e.g. 0 s, can also be determined for the delay time. The respective switch-on request signal is representative of the dynamic load that transmitted it. By means of the switch-on signal provided, a switching element, such as a relay, can be controlled, for example, by means of which the respective dynamic load can be controlled in such a way that it starts its functional execution. Alternatively or additionally, the respective dynamic load of the first predefined selection can be designed to receive the predefined switch-on signal assigned to the respective dynamic load via the interface and to start the execution of the at least one assigned predefined function after receiving the assigned switch-on signal.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des zweiten und dritten Aspekts wird eine Bordnetzspannung und/oder ein Bordnetzstrom und/oder eine Bordnetzstromanstiegsgeschwindigkeit des Bordnetzes ermittelt. Die Ermittlung des Wertes der jeweiligen Verzögerungsdauer wird freigegeben, wenn die ermittelte Bordnetzspannung kleiner ist als der vorgegebene Bordnetzspannungsschwellenwert und/oder der Bordnetzstrom größer ist als der vorgegebene Bordnetzstromschwellenwert und/oder die ermittelte Bordnetzstromanstiegsgeschwindigkeit größer ist als der vorgegebene Bordnetzstromanstiegsschwellenwert. Dies ermöglicht eine Überprüfung, ob mittels des Bordnetzes ein weiterer dynamischer Verbraucher betreibbar ist. Ferner kann beispielsweise das zugeordnete Einschaltsignal dem ermittelten dynamischen Verbraucher in etwa unverzögert bereitgestellt werden, wenn die Ermittlung des Wertes der Verzögerungsdauer nicht freigegeben wird. Dadurch kann eine jeweilige Funktionsausführung der dynamischen Verbraucher, auch beispielsweise unabhängig von ihrer zugeordneten Priorität, in etwa unverzögert gestartet werden, wenn das Bordnetz entsprechend belastbar ist. Ferner kann die Ermittlung der Verzögerungsdauer eingespart werden.In an advantageous embodiment of the second and third aspect, a vehicle electrical system voltage and/or an vehicle electrical system current and/or a vehicle electrical system current rise rate of the vehicle electrical system is determined. The determination of the value of the respective delay period is released if the vehicle electrical system voltage determined is less than the specified vehicle electrical system voltage threshold and/or the vehicle electrical system current is greater than the specified vehicle electrical system current threshold and/or the vehicle electrical system current increase rate determined is greater than the specified vehicle electrical system current increase threshold value. This enables a check to be made as to whether another dynamic load can be operated using the vehicle electrical system. Furthermore, for example, the assigned switch-on signal can be provided to the determined dynamic consumer approximately without a delay if the determination of the value of the delay period is not enabled. As a result, a respective functional execution of the dynamic loads can be started approximately without a delay, also for example independently of their assigned priority, if the vehicle electrical system can be loaded accordingly. Furthermore, the determination of the delay time can be saved.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des zweiten und dritten Aspekts wird das Einschaltstatussignal empfangen und abhängig davon der dem empfangenen Einschaltstatussignal zugeordnete dynamische Verbraucher ermittelt. Abhängig von dem ermittelten dynamischen Verbraucher wird die zugeordnete Auswahl ermittelt und abhängig davon wird die Ermittlung des Wertes der Verzögerungsdauer freigegeben. Wird die zweite Auswahl und/oder die höchste Priorität ermittelt, kann die Funktionsausführung des entsprechenden dynamischen Verbrauchers in etwa unverzögert gestartet werden.In a further advantageous refinement of the second and third aspect, the switch-on status signal is received and the dynamic load assigned to the received switch-on status signal is determined as a function thereof. The assigned selection is determined as a function of the determined dynamic consumer and, depending on this, the determination of the value of the delay duration is released. If the second selection and/or the highest priority is determined, the execution of the function of the corresponding dynamic consumer can be started approximately without a delay.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des zweiten und dritten Aspekts wird die Funktionsdauer desjenigen bereits aktiven dynamischen Verbrauchers anderer Priorität ermittelt, der die längste Funktionsdauer aufweist. Dem Wert der Verzögerungsdauer wird in etwa ein Wert der ermittelten Funktionsdauer zugeordnet. Eine derartige Verzögerung kann dazu beitragen, dass eine zeitlich parallele Funktionsausführung von dynamischen Verbrauchern unterschiedlicher Priorität reduziert wird. In a further advantageous refinement of the second and third aspect, the service life of that already active dynamic load of a different priority which has the longest service life is determined. A value of the determined function duration is approximately assigned to the value of the delay duration. Such a delay can contribute to the fact that a temporally parallel execution of functions by dynamic consumers with different priorities is reduced.

Alternativ oder zusätzlich wird die Verzögerungsdauer auch abhängig von den empfangenen Ausschaltstatussignalen der Verbraucher, so z.B. der Verbraucher anderer Priorität, ermittelt.Alternatively or additionally, the delay time is also determined as a function of the switch-off status signals received from the consumers, e.g. consumers with a different priority.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Bordnetzes,
2 ein Stromverlauf eines dynamischen Verbrauchers,
3, 4 Ablaufdiagramme,
5 ein Zeitdiagramm,
6 eine Steuereinheit,
7, 9 Strom- und Spannungsverläufe des Bordnetzes,
8, 10 Tabellen.

Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the schematic drawings. Show it:

1 a schematic representation of a vehicle electrical system,
2 a current curve of a dynamic consumer,
3 , 4 flow charts,
5 a time chart,
6 a control unit,
7 , 9 Current and voltage curves of the vehicle electrical system,
8th , 10 tables.

Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Elements of the same construction or function are provided with the same reference symbols across the figures.

In 1 ist ein Bordnetz BN für ein Kraftfahrzeug schematisch dargestellt. Es umfasst einen Generator G, einen Energiespeicher BAT, einen Sensor S_BAT und mehrere dynamische Verbraucher L. Dem Bordnetz BN ist ferner eine Steuereinheit CTRL zugeordnet, die mit dem Sensor S_BAT, so z.B. ein Batteriesensor, elektrisch gekoppelt ist. Der Sensor S_BAT umfasst einen Spannungssensor S_U zum Ermitteln einer Bordnetzspannung U_BN, und einen Stromsensor S_I zum Ermitteln eines Bordnetzstromes I_BN. Die ermittelte Bordnetzspannung U_BN und der ermittelte Bordnetzstrom I_BN werden der Steuereinheit CTRL bereitgestellt, die ausgebildet ist, abhängig von dem ermittelten Bordnetzstrom I_BN eine Bordnetzstromanstiegsgeschwindigkeit RI_BN zu ermitteln. Die dynamischen Verbraucher L sind jeweils mit der Bordnetzspannung U_BN beaufschlagbar und umfassen jeweils eine Schnittstelle, so z.B. eine Busschnittstelle, um Daten mit der Steuereinheit CTRL austauschen zu können.In 1 a vehicle electrical system BN for a motor vehicle is shown schematically. It includes a generator G, an energy store BAT, a sensor S_BAT and several dynamic loads L. The vehicle electrical system BN is also assigned a control unit CTRL, which is electrically coupled to the sensor S_BAT, such as a battery sensor. The sensor S_BAT includes a voltage sensor S_U for determining a vehicle electrical system voltage U_BN, and a current sensor S_I for determining a vehicle electrical system current I_BN. The determined vehicle electrical system voltage U_BN and the determined vehicle electrical system current I_BN are made available to the control unit CTRL, which is designed to determine a vehicle electrical system current rate of rise RI_BN depending on the determined vehicle electrical system current I_BN. The dynamic loads L can each be charged with the vehicle electrical system voltage U_BN and each have an interface, for example a bus interface, in order to be able to exchange data with the control unit CTRL.

Den dynamischen Verbrauchern L ist jeweils zumindest eine vorgegebene Funktion zugeordnet, so z.B. eine Lenkfunktion, wenn der dynamische Verbraucher beispielsweise als elektromechanische Servolenkung ausgebildet ist. Die dynamischen Verbraucher L sind dadurch charakterisiert (2), dass ihre jeweilige Stromaufnahme einen vorgegebenen Verbraucherstromschwellenwert I_LTH, so z.B. 15 A, und/oder eine Stromanstiegsgeschwindigkeit einen vorgegebenen Verbraucherstromanstiegsschwellenwert, so z.B. 300 A/s, überschreitet. Das Bordnetz BN kann auch weitere Verbraucher umfassen, so z.B. Langzeitverbraucher.At least one predetermined function is assigned to each of the dynamic loads L, for example a steering function if the dynamic load is designed as an electromechanical power steering system, for example. The dynamic loads L are characterized by ( 2 ) that their current consumption exceeds a predetermined consumer current threshold value I_LTH, eg 15 A, and/or a current rise rate exceeds a predetermined consumer current rise threshold value, eg 300 A/s. The vehicle electrical system BN can also include other consumers, such as long-term consumers.

Die Steuereinheit CTRL ist ausgebildet, eine Funktionsausführung der jeweiligen dynamischen Verbraucher L derart zu verzögern, dass der resultierende Bordnetzstrom I_BN und ein resultierender Einbruch der Bordnetzspannung U_BN reduziert werden und das Bordnetz BN unempfindlich gegen kurzzeitig bereitzustellende Verbraucherströme I_L wird. Dabei kann die jeweilige Verzögerung derart erfolgen, dass ein vorgegebener Minimalwert der Bordnetzspannung U_BN, so z.B. 9 V, nicht unterschritten wird. Auch kann mittels der Steuereinheit CTRL eine Ausschaltung der dynamischem Verbraucher L, insbesondere von induktiven dynamischen Verbrauchern, derart verzögert werden, dass ein vorgegebener Maximalwert der Bordnetzspannung U_BN, so z.B. 16 V, nicht überschritten wird. Ferner kann aufgrund des verzögerten Starts der jeweiligen Funktionsausführung ein Auftreten einer maximalen Überlagerung von Verbraucherströmen I_L reduziert werden. Die Steuereinheit CTRL kann beispielsweise als Komponente eines Energiemanagementsystems des Kraftfahrzeugs oder eines Spannungswandlers ausgebildet sein, der beispielsweise in dem Kraftfahrzeug, so z.B. einem Hybrid- oder Elektrofahrzeug, Energie von einem Hochvoltnetz in das Bordnetz BN und umgekehrt überträgt.The control unit CTRL is designed to delay functional execution of the respective dynamic consumer L in such a way that the resulting vehicle electrical system current I_BN and a resulting dip in the vehicle electrical system voltage U_BN are reduced and the vehicle electrical system BN becomes insensitive to consumer currents I_L to be provided briefly. The respective delay can take place in such a way that the vehicle electrical system voltage U_BN does not fall below a specified minimum value, e.g. 9 V. The control unit CTRL can also be used to delay switching off the dynamic loads L, in particular inductive dynamic loads, in such a way that a predefined maximum value of the vehicle electrical system voltage U_BN, e.g. 16 V, is not exceeded. Furthermore, the occurrence of a maximum superimposition of load currents I_L can be reduced due to the delayed start of the respective function execution. The control unit CTRL can be designed, for example, as a component of an energy management system of the motor vehicle or a voltage converter which, for example in the motor vehicle, e.g. a hybrid or electric vehicle, transmits energy from a high-voltage network to the on-board network BN and vice versa.

Die dynamischen Verbraucher L können beispielsweise einer ersten vorgegebenen Auswahl oder einer zweiten vorgegebenen Auswahl zugeordnet sein. Der oder die dynamischen Verbraucher der ersten Auswahl sind jeweils ausgebildet, zu einem vorgegebenen Einschaltzeitpunkt ein zugeordnetes vorgegebenes Einschaltwunschsignal SESW mittels der Schnittstelle zu übertragen und solange zu warten, bis ein dem jeweiligen dynamischen Verbraucher zugeordnetes vorgegebenes Einschaltsignal SES diesem bereitgestellt wird. Erst nach der Bereitstellung des zugeordneten Einschaltsignals SES startet der jeweilige dynamische Verbraucher L die zugeordnete Funktionsausführung. Der oder die dynamischen Verbraucher der zweiten Auswahl sind jeweils ausgebildet, zu einem vorgegebenen Einschaltzeitpunkt ein zugeordnetes vorgegebenes Einschaltstatussignal SESST mittels der Schnittstelle zu übertragen und in etwa zeitgleich die zugeordnete Funktionsausführung zu starten.The dynamic loads L can be assigned to a first predefined selection or a second predefined selection, for example. The dynamic consumer(s) of the first selection are each designed to transmit an associated specified switch-on request signal SESW via the interface at a specified switch-on time and to wait until a specified switch-on signal SES assigned to the respective dynamic consumer is provided to the latter. Only after the provision of the assigned switch-on signal SES does the respective dynamic load L start the assigned functional execution. The dynamic consumer(s) of the second selection are each designed to transmit an assigned predefined switch-on status signal SESST at a predefined switch-on time via the interface and to start the assigned functional execution at approximately the same time.

Das Bordnetz BN kann beispielsweise als 14V-Bordnetz oder auch als Hochvoltbordnetz, so z.B. in einem Elektro- oder Hybridfahrzeug, ausgebildet sein. Die zeitverzögerte Funktionsausführung kann den Energiespeicher BAT entlasten, wenn beispielsweise ein hohes Drehmoment durch den Elektroantrieb angefordert wird. Hohe Stromanstiegsgeschwindigkeiten der dynamischen Verbraucher L können typischerweise von dem Generator G aufgrund seiner mechanischen Trägheit nicht ausgeregelt werden, so dass die dem jeweiligen dynamischen Verbraucher L zugeordnete kurzzeitige Leistungsaufnahme von dem Energiespeicher BAT bereitgestellt wird, der beispielsweise als Bleiakkumulator oder Hochvoltspeicher, so z.B. Ni-Metall-Hydrid-Akkumulator, ausgebildet sein kann.The vehicle electrical system BN can be designed, for example, as a 14V vehicle electrical system or as a high-voltage vehicle electrical system, e.g. in an electric or hybrid vehicle. The time-delayed execution of the function can relieve the energy store BAT if, for example, a high torque is required by the electric drive. High current rise rates of the dynamic consumers L typically cannot be corrected by the generator G due to its mechanical inertia, so that the short-term power consumption assigned to the respective dynamic consumer L is provided by the energy storage device BAT, which is, for example, a lead-acid battery or high-voltage storage device, e.g. Ni-metal -Hydride accumulator, can be formed.

Die dynamischen Verbraucher L des Bordnetzes BN werden vorzugsweise in unterschiedliche vorgegebene Prioritäten A, B, C eingeteilt. Eine höchste Priorität A wird beispielsweise allen dynamischen Verbraucher L zugeordnet, die bezüglich ihrer Verfügbarkeit die höchsten Anforderungen haben, so z.B. Steuergeräte und/oder Leistungselektroniken, die fahrdynamische Regeleingriffe vornehmen, und/oder dynamische Verbraucher der zweiten vorgegebenen Auswahl. Dynamische Verbraucher der Priorität A erfordern vorzugsweise einen in etwa unverzögerten Start ihrer Funktionsausführung. Eine Priorität B oder C wird beispielsweise allen dynamischen Verbrauchern zugeordnet, die geringere Anforderungen bezüglich ihrer Verfügbarkeit haben und die eine zeitverzögerte zugeordnete Funktionsausführung erlauben, so z.B. ein elektrisch schaltbares Getriebe, eine Sekundärluftpumpe oder ein elektrisch geregelter Ventiltrieb, elektrische Hydraulikpumpen, die ein Druckspeichermedium aufweisen.The dynamic consumers L of the vehicle electrical system BN are preferably divided into different predefined priorities A, B, C. For example, a highest priority A is given to all dynami Assigned cal consumers L, which have the highest requirements in terms of their availability, such as control units and / or power electronics that make driving dynamics control interventions, and / or dynamic consumers of the second predetermined selection. Dynamic loads of priority A preferably require an approximately instantaneous start of their function execution. A priority B or C is assigned, for example, to all dynamic consumers that have lower requirements in terms of their availability and that allow a time-delayed assigned functional execution, such as an electrically shiftable transmission, a secondary air pump or an electrically controlled valve train, electric hydraulic pumps that have a pressure storage medium.

Anhand eines Ablaufdiagramms (3) wird ein Verfahren zum Betreiben des Bordnetzes BN erläutert. Das Verfahren wird beispielsweise als Programm, das in der Steuereinheit CTRL gespeichert ist, ausgeführt. Die Steuereinheit CTRL kann auch als Vorrichtung zum Betreiben des Bordnetzes BN bezeichnet werden.Using a flowchart ( 3 ) A method for operating the vehicle electrical system BN is explained. The method is executed, for example, as a program that is stored in the control unit CTRL. The control unit CTRL can also be referred to as a device for operating the vehicle electrical system BN.

Das Programm wird in einem Schritt S0 gestartet. In einem Schritt S2 wird das Einschaltwunschsignals SESW und/oder das Einschaltstatussignal SESST eines der dynamischen Verbraucher L empfangen. Anhand des empfangenen Einschaltwunschsignals SESW und/oder des Einschaltstatussignals SESST wird der zugeordnete dynamische Verbraucher L ermittelt. In einem Schritt S4 wird die dem ermittelten dynamischen Verbraucher L zugeordnete Priorität A, B, C ermittelt, so z.B. anhand einer in der Steuereinheit CTRL gespeicherten Tabelle. In einem Schritt S6 wird ermittelt, ob der jeweilige ermittelte dynamische Verbraucher L der Priorität A und/oder der zweiten Auswahl zugeordnet ist. Ist dies der Fall, wird in einem Schritt S18 dem ermittelten dynamischen Verbraucher L das zugeordnete Einschaltsignal SES in etwa unverzögert bereitgestellt. Ist der ermittelte dynamische Verbraucher L der zweiten Auswahl zugeordnet, kann das Programm in dem Schritt S20 beendet oder alternativ in dem Schritt S2 erneut ausgeführt werden.The program is started in a step S0. In a step S2, the switch-on request signal SESW and/or the switch-on status signal SESST of one of the dynamic consumers L is received. The associated dynamic consumer L is determined on the basis of the received switch-on request signal SESW and/or the switch-on status signal SESST. In a step S4, the priority A, B, C assigned to the determined dynamic load L is determined, for example using a table stored in the control unit CTRL. In a step S6, it is determined whether the dynamic consumer L determined in each case is assigned priority A and/or the second selection. If this is the case, in a step S18 the determined dynamic consumer L is provided with the assigned turn-on signal SES approximately without a delay. If the determined dynamic consumer L is assigned to the second selection, the program can be ended in step S20 or, alternatively, executed again in step S2.

Ist die Bedingung in dem Schritt S6 nicht erfüllt, wird in einem Schritt S8 überprüft, ob die von dem Sensor S_BAT ermittelte Bordnetzspannung U_BN größer ist als ein vorgegebener Bordnetzspannungsschwellenwert U_TH, so z.B. 9 V. Ist diese Bedingung erfüllt, wird in einem Schritt S10 überprüft, ob der von dem Sensor S_BAT ermittelte Bordnetzstrom I_BN kleiner ist als ein vorgegebener Bordnetzstromschwellenwert I_TH, so z.B. 150 A. Ist auch diese Bedingung erfüllt, wird in einem Schritt S12 überprüft, ob die ermittelte Bordnetzstromanstiegsgeschwindigkeit RI_BN kleiner ist als ein vorgegebener Bordnetzstromanstiegsschwellenwert RI_TH, so z.B. 30000 A/s. Ist auch diese Bedingung erfüllt, wird in dem Schritt S18 dem dynamischen Verbraucher L das Einschaltsignal SES bereitgestellt. Ist beispielsweise zumindest eine der Bedingungen in den Schritten S8 bis S12 nicht erfüllt, wird in einem Schritt S14 die Verzögerungsdauer TD ermittelt und in dem Schritt S16 gesetzt und entsprechend gewartet, so z.B. mittels eines Zeitgebers TIMER. Nach Ablauf der Verzögerungsdauer TD wird in dem Schritt S18 das jeweilige Einschaltsignal SES bereitgestellt. In dem Schritt S20 wird das Programm beendet oder alternativ in dem Schritt S2 erneut ausgeführt.If the condition in step S6 is not met, a step S8 checks whether the vehicle electrical system voltage U_BN determined by the sensor S_BAT is greater than a specified vehicle electrical system voltage threshold value U_TH, for example 9 V. If this condition is met, a check is carried out in step S10 whether the vehicle electrical system current I_BN determined by the sensor S_BAT is less than a specified vehicle electrical system current threshold value I_TH, for example 150 A. If this condition is also met, it is checked in a step S12 whether the vehicle electrical system current increase rate RI_BN determined is smaller than a specified vehicle electrical system current increase threshold value RI_TH, so eg 30000 A/s. If this condition is also met, the switch-on signal SES is made available to the dynamic consumer L in step S18. If, for example, at least one of the conditions in steps S8 to S12 is not met, the delay time TD is determined in step S14 and set in step S16 and there is a corresponding wait, e.g. by means of a timer TIMER. After the delay period TD has elapsed, the respective switch-on signal SES is provided in step S18. The program is ended in step S20 or, alternatively, executed again in step S2.

In 4 ist der Schritt S14 dargestellt, der in einem Schritt S14_0 gestartet wird. In einem Schritt S14_2 wird ermittelt, ob dynamische Verbraucher L anderer Priorität gerade ihre zumindest eine zugeordnete vorgegebene Funktion ausführen. Ist dies der Fall, wird in einem Schritt S14_4 eine Funktionsdauer TON desjenigen bereits aktiven dynamischen Verbrauchers L anderer Priorität ermittelt, der die längste Funktionsdauer TON aufweist. Dies kann beispielsweise anhand einer weiteren in der Steuereinheit CTRL gespeicherten Tabelle erfolgen, deren Tabellenwerte beispielsweise anhand von Fahrzeugerprobungen und/oder Feldversuchen ermittelt wurden. In einem Schritt S14_6 wird der Verzögerungsdauer TD die ermittelte Funktionsdauer TON zugeordnet. Alternativ oder zusätzlich können der Verzögerungszeit TD auch vorgegebene Werte zugeordnet werden, wobei diese beispielsweise derart vorgegeben sind, dass zu dem Starzeitpunkt der jeweiligen Funktionsausführung die dynamischen Verbraucher der anderen Prioritäten schon ausgeschaltet sind. Dies ermöglicht, dass Überlagerungen von Stromspitzen aktiv zu unterbinden. Auch können die dynamischen Verbraucher L ausgebildet sein, jeweils ein Ausschaltstatussignal zu übermitteln, das vor einem Ausschalten des jeweiligen Verbrauchers übermittelt wird und einen ausgeschalteten Zustand des jeweiligen Verbrauchers L repräsentiert. Abhängig von dem Ausschaltstatussignal des jeweiligen Verbrauchers L anderer Priorität kann alternativ oder zusätzlich die Verzögerungsdauer TD ermittelt werden. Sind keine dynamischen Verbraucher anderer Priorität aktiv, wird in einem Schritt S14_8 die Verzögerungsdauer TD auf einen Wert null gesetzt.In 4 the step S14 is shown, which is started in a step S14_0. In a step S14_2, it is determined whether dynamic consumers L of a different priority are currently executing their at least one assigned predefined function. If this is the case, in a step S14_4 a function duration TON of that already active dynamic consumer L of a different priority that has the longest function duration TON is determined. This can be done, for example, using another table stored in the control unit CTRL, whose table values have been determined, for example, using vehicle tests and/or field tests. In a step S14_6, the determined function duration TON is assigned to the delay duration TD. Alternatively or additionally, the delay time TD can also be assigned predefined values, these being predefined in such a way, for example, that the dynamic consumers of the other priorities are already switched off at the start time of the respective function execution. This makes it possible to actively prevent superimposition of current peaks. The dynamic loads L can also be designed to transmit a switch-off status signal in each case, which is transmitted before the respective load is switched off and represents a switched-off state of the respective load L. As an alternative or in addition, the delay time TD can be determined as a function of the switch-off status signal of the respective consumer L with a different priority. If no dynamic consumers of a different priority are active, the delay time TD is set to a value of zero in a step S14_8.

In 5 sind mehrere Einschaltszenarien dargestellt. Meldet sich beispielsweise ein dynamischer Verbraucher der Priorität C mit dem zugeordneten Einschaltwunschsignal SESW zu einem Zeitpunkt t0 an und sind keine dynamischen Verbraucher anderer Priorität aktiv, so erfolgt ein in etwa unverzögerter Start der Funktionsausführung des dynamischen Verbrauchers der Priorität C. Ist aber zum Zeitpunkt t0 beispielsweise ein dynamischer Verbraucher der Priorität B und/oder der Priorität A aktiv, wird die längste Funktionsdauer TON ermittelt, so z.B. 0,25 s, und die Verzögerungsdauer TD entsprechend gesetzt. Der Start der Funktionsausführung des dynamischen Verbrauchers der Priorität C verschiebt sich entsprechend auf Zeitpunkte t2, t4, t6. Typischerweise ist neben der ermittelten Verzögerungsdauer TD noch eine Verzögerung, so z.B. 0,1 s, aufgrund der Übertragungszeitdauer des Einschaltsignals SES zu berücksichtigen.In 5 several switch-on scenarios are shown. If, for example, a priority C dynamic consumer logs in with the assigned switch-on request signal SESW at time t0 and no other priority dynamic consumers are active, the functional execution of the priority C dynamic consumer starts almost immediately a priority B and/or priority A dynamic consumer active, the longest function duration TON is determined, for example 0.25 s, and the delay duration TD is set accordingly. The start of the functional execution of the priority C dynamic consumer is shifted accordingly to times t2, t4, t6. Typically, in addition to the determined delay period TD, a delay, for example 0.1 s, must also be taken into account due to the transmission time period of the switch-on signal SES.

In 6 ist die Steuereinheit CTRL schematisch dargestellt. Sie umfasst jeweils einen Eingang für ein Spannungssignal, mittels dessen ein Wert der Bordnetzspannung übertragen wird, und einen Eingang für ein Stromsignal, mittels dessen ein Wert des Bordnetzstroms I_BN übertragen wird, und einen Eingang für das Einschaltwunschsignal SESW. Die Signale können beispielsweise jeweils vor deren Weiterverarbeitung mittels eines jeweiligen Filters F, so z.B. einem Tiefpassfilter, gefiltert werden. Ferner ist ein Ausgang für das Einschaltsignal SES vorgesehen. Anhand des bereitgestellten Bordnetzstromes I_BN wird die Bordnetzstromanstiegsgeschwindigkeit RI_BN ermittelt, so z.B. mittels eines Mikroprozessors. Mittels Vergleichseinheiten COMP1, COMP2, COMP3, so z.B. Komparatoren, wird jeweils der Wert der Bordnetzspannung U_BN und des Bordnetzstroms I_BN und die ermittelte Bordnetzstromanstiegsgeschwindigkeit RI_BN mit dem jeweils entsprechenden Schwellenwert verglichen. In einer Logikeinheit LU wird geprüft, ob die vorgegebenen Schwellenwerte eingehalten werden. Davon abhängig wird die Verzögerungsdauer TD ermittelt und einem Zeitgeber TIMER als Wartezeit vorgegeben. Nach einem Ablauf der Verzögerungsdauer TD erfolgt die Bereitstellung des Einschaltsignals SES an den jeweiligen dynamischen Verbraucher L. Es kann auch eine Halteeinheit HOLD vorgesehen sein, die ausgebildet ist, den jeweiligen dynamischen Verbraucher L während seiner Funktionsausführung aktiv zu halten, so z.B. durch weitere Vorgabe des Einschaltsignals SES, auch wenn zumindest einer der vorgegebenen Schwellenwerte nicht eingehalten wird. Ist dem jeweiligen dynamischen Verbraucher die Priorität A zugeordnet, so wird in etwa zeitgleich zum Empfang des Einschaltwunschsignals SESW das Einschaltsignal SES bereitgestellt. Ist der jeweilige dynamische Verbraucher der zweiten Auswahl zugeordnet, so wird vorzugsweise nur sein Einschaltstatussignal SESST registriert und vorzugsweise für die Ermittlung von Verzögerungsdauern TD berücksichtigt (4).In 6 the control unit CTRL is shown schematically. It comprises an input for a voltage signal, by means of which a value of the vehicle electrical system voltage is transmitted, and an input for a current signal, by means of which a value of the vehicle electrical system current I_BN is transmitted, and an input for the switch-on request signal SESW. The signals can be filtered, for example, by means of a respective filter F, such as a low-pass filter, before they are processed further. An output for the switch-on signal SES is also provided. The vehicle electrical system current rate of increase RI_BN is determined using the vehicle electrical system current I_BN provided, for example by means of a microprocessor. Using comparison units COMP1, COMP2, COMP3, such as comparators, the value of vehicle electrical system voltage U_BN and vehicle electrical system current I_BN and the determined vehicle electrical system current rise rate RI_BN are compared with the corresponding threshold value. A logic unit LU checks whether the specified threshold values are being complied with. Depending on this, the delay time TD is determined and specified as a waiting time in a timer TIMER. After the delay period TD has elapsed, the switch-on signal SES is provided to the respective dynamic consumer L. A holding unit HOLD can also be provided, which is designed to keep the respective dynamic consumer L active during its functional execution, e.g. by further specifying the Turn-on signal SES, even if at least one of the predetermined thresholds is not met. If priority A is assigned to the respective dynamic load, the switch-on signal SES is provided approximately at the same time as the switch-on request signal SESW is received. If the respective dynamic load is assigned to the second selection, then preferably only its switch-on status signal SESST is registered and preferably taken into account for determining delay times TD ( 4 ).

7 zeigt einen zeitlichen Verlauf eines ersten Bordnetzstroms I_BN1 und einer ersten Bordnetzspannung U_BN1 (gestrichelt) basierend auf vorgegebenen Energiespeicherparametern des Energiespeichers BAT, so z.B. einem konstanten vorgegebenen Grundstrom I_B, so z.B. 100 A, einer vorgegebenen Kapazität C, so z.B. 80 Ah, einem vorgegebenen Ladezustand SOC, so z.B. 50 %, und einer vorgegebenen Temperatur TEMP, so z.B. -10°C. Als Grundstrom I_B kann der Strom bezeichnet werden, der dauerhaft, so z.B. mehr als 1 s, dem Energiespeicher BAT entnommen wird, so z.B. durch die Langzeitverbraucher. Der jeweilige Verlauf resultiert aus einem zeitgleichen Start der jeweiligen Funktionsausführung alle dynamischen Verbraucher L zu einem Zeitpunkt t7. Daraus resultiert ein maximaler erster Bordnetzstrom I_BN1 max zeitnah zu dem Zeitpunkt t7 und in etwa zeitgleich eine minimale erste Bordnetzspannung U_BN1_min. Die erste Bordnetzspannung U_BN1 kann beispielsweise so stark absinken, dass diese nicht mehr in einem für die Verbraucher des Bordnetzes BN zulässigen Spannungsbereich liegt, so dass diese gegebenenfalls ihren Betrieb aufgrund einer Unterspannung einstellen oder zumindest einschränken. Zusätzlich kann es aufgrund der Unterspannung bei Verbrauchern ohne Leistungsregelung dazu führen, dass diese einen noch höheren Verbraucherstrom I_L dem Energiespeicher entnehmen, wodurch die Bordnetzspannung U_BN noch weiter absinkt und das Bordnetz BN dadurch instabil wird. 7 shows a time profile of a first vehicle electrical system current I_BN1 and a first vehicle electrical system voltage U_BN1 (dashed) based on specified energy storage parameters of the energy store BAT, such as a constant specified base current I_B, such as 100 A, a specified capacity C, such as 80 Ah, a specified state of charge SOC, such as 50%, and a specified temperature TEMP, such as -10°C. The current that is continuously drawn from the energy store BAT, for example for more than 1 s, for example by the long-term consumers, can be referred to as the basic current I_B. The respective course results from a simultaneous start of the respective functional execution of all dynamic consumers L at a point in time t7. This results in a maximum first vehicle electrical system current I_BN1 max close to time t7 and a minimum first vehicle electrical system voltage U_BN1 _min approximately at the same time. The first vehicle electrical system voltage U_BN1 can, for example, drop so much that it is no longer in a voltage range permissible for the consumers of the vehicle electrical system BN, so that they may stop or at least limit their operation due to an undervoltage. In addition, due to the undervoltage in consumers without power regulation, it can lead to them drawing an even higher consumer current I_L from the energy store, as a result of which the vehicle electrical system voltage U_BN drops even further and the vehicle electrical system BN becomes unstable as a result.

Ferner zeigt 7 einen zeitlichen Verlauf eines zweiten Bordnetzstromes I_BN2 und einer zweiten Bordnetzspannung U_BN2 (durchgezogene Linie) basierend auf den vorgegebenen Energiespeicherparametern. Dieser Verlauf resultiert aus zeitverzögerten Starts der jeweiligen Funktionsausführung der jeweiligen dynamischen Verbraucher L. Vorzugsweise wird zum Zeitpunkt t7 die Funktionsausführung aller dynamischen Verbraucher der Priorität A gestartet, so z.B. eine elektromechanische Servolenkung, eine elektrohydraulische Bremse, eine dynamische Stabilitätskontrolle und eine Aktivlenkung. Der zu dem Zeitpunkt t7 resultierende zweite Bordnetzstrom I_BN2 ist in etwa halb so groß wie der maximale erste Bordnetzstrom I_BN1_max und auch die zweite Bordnetzspannung U_BN2 sinkt nur leicht im Vergleich zu der minimalen ersten Bordnetzspannung U_BN1_min. Zu einem Zeitpunkt t8, so z.B. 0,16 s nach dem Zeitpunkt t7, wird die Funktionsausführung der dynamischen Verbraucher der Priorität B und zu einem Zeitpunkt t9, so z.B. 0,26 s nach dem Zeitpunkt t7, die Funktionsausführung der dynamischen Verbraucher der Priorität C gestartet. Gegebenenfalls sind die jeweils zuvor aktivierten dynamischen Verbraucher schon wieder ausgeschaltet zu den Zeitpunkten t8 und t9. Das jeweilige Einschaltwunschsignal SESW wurde von allen dynamischen Verbrauchern zu dem Zeitpunkt t7 an die Steuereinheit CTRL übertragen. Eine minimale zweite Bordnetzspannung U_BN2_min wird nach dem Zeitpunkt t9 erreicht. Im Vergleich zu der ersten Bordnetzspannung U_BN1 ist ein maximaler Einbruch der zweiten Bordnetzspannung U_BN2 deutlich reduziert. Furthermore shows 7 a time profile of a second vehicle electrical system current I_BN2 and a second vehicle electrical system voltage U_BN2 (solid line) based on the specified energy storage parameters. This course results from delayed starts of the respective functional execution of the respective dynamic consumers L. The functional execution of all dynamic consumers of priority A is preferably started at time t7, eg electromechanical power steering, electrohydraulic brakes, dynamic stability control and active steering. The second vehicle electrical system current I_BN2 resulting at time t7 is approximately half as large as the maximum first vehicle electrical system current I_BN1 _max and the second vehicle electrical system voltage U_BN2 also falls only slightly compared to the minimum first vehicle electrical system voltage U_BN1 _min . At time t8, e.g. 0.16 s after time t7, the function execution of the priority B dynamic consumers and at a time t9, e.g. 0.26 s after time t7, the function execution of the dynamic consumers with priority C started. If necessary, the previously activated dynamic loads are already switched off again at times t8 and t9. The respective switch-on request signal SESW was transmitted to the control unit CTRL by all dynamic loads at time t7. A minimum second vehicle electrical system voltage U_BN2 _min is reached after time t9. In comparison to the first vehicle electrical system voltage U_BN1, a maximum drop in the second vehicle electrical system voltage U_BN2 is significantly reduced.

Daraus resultiert ein Differenzspannungseinbruch ΔU_BN_min zwischen der minimalen ersten Bordnetzspannung U_BN1_min und der minimalen zweiten Bordnetzspannung U_BN2min, so z.B. 0,54 V.This results in a differential voltage drop ΔU_BN _min between the minimum first vehicle electrical system voltage U_BN1 _min and the minimum second vehicle electrical system voltage U_BN2min, for example 0.54 V.

Der Differenzspannungseinbruch ΔU_BN_min ist typischerweise abhängig von den Energiespeicherparametern des Energiespeichers BAT. In 8 ist für den vorgegebenen Grundstrom I_B eine Tabelle dargestellt, die die Abhängigkeiten des Differenzspannungseinbruchs ΔU_BN_min von den Energiespeicherparametern darstellt. So ist 8 entnehmbar, dass der Differenzspannungseinbruch ΔU_BN_min besonders hoch ist, wenn die Temperatur TEMP des Energiespeichers BAT niedrig ist, da bei niedrigen Temperaturen der Energiespeicher BAT bei gleicher Strombelastung typischerweise einen höheren Einbruch der Bordnetzspannung U_BN aufweist.The differential voltage drop ΔU_BN _min is typically dependent on the energy storage parameters of the energy storage device BAT. In 8th a table is shown for the specified basic current I_B, which shows the dependencies of the differential voltage drop ΔU_BN _min on the energy storage parameters. So is 8th It can be seen that the differential voltage drop ΔU_BN _min is particularly high when the temperature TEMP of the energy store BAT is low, since at low temperatures the energy store BAT typically has a higher drop in the vehicle electrical system voltage U_BN with the same current load.

Eine Vergrößerung des Differenzspannungseinbruchs ΔU_BN_min kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die jeweilige Verzögerungsdauer TD vergrößert wird oder dass weitere dynamische Verbraucher dem Bordnetz BN hinzugefügt werden, die ebenfalls verzögert betrieben werden.An increase in the differential voltage dip ΔU_BN _min can be achieved, for example, by increasing the respective delay time TD or by adding further dynamic loads to the vehicle electrical system BN, which are also operated with a delay.

Im Vergleich zu 7 ist in 9 ein Verlauf der jeweiligen Bordnetzspannung U_BN1, U_BN2 und des jeweiligen Bordnetzstromes I_BN1, I_BN2 dargestellt basierend auf einem sich zeitlich änderbaren Grundstrom I_B und vorgegebenen Energiespeicherparametern, so z.B. einer Kapazität C von 70 Ah, einem vorgegebenen Ladezustand SOC von 75 % und einer Temperatur TEMP von 0°C. Auch hier basieren der Verlauf der ersten Bordnetzspannung U_BN1 und der Verlauf des ersten Bordnetzstromes I_BN1 auf einem zeitgleichen Start der Funktionsausführung der dynamischen Verbraucher L, während der Verlauf der zweiten Bordnetzspannung U_BN2 und der Verlauf des zweiten Bordnetzstromes I_BN2 aus der verzögerten Funktionsausführung der dynamischen Verbraucher L resultiert. Zu einem Zeitpunkt t11 wird die Funktionsausführung der dynamischen Verbraucher der Priorität B und zu einem Zeitpunkt t12 die Funktionsausführung der dynamischen Verbraucher der Priorität C gestartet. Auch hier ergibt sich ein deutlicher Differenzspannungseinbruch ΔU_BN_min, so z.B. 0,8 V, zwischen der minimalen ersten und minimalen zweiten Bordnetzspannung U_BN1_min, U_BN2_min.Compared to 7 is in 9 a curve of the respective vehicle electrical system voltage U_BN1, U_BN2 and the respective vehicle electrical system current I_BN1, I_BN2 based on a time-changeable basic current I_B and specified energy storage parameters, such as a capacity C of 70 Ah, a specified state of charge SOC of 75% and a temperature TEMP of 0 °C Here, too, the course of the first vehicle electrical system voltage U_BN1 and the course of the first vehicle electrical system current I_BN1 are based on a simultaneous start of the functional execution of the dynamic consumers L, while the course of the second vehicle electrical system voltage U_BN2 and the course of the second vehicle electrical system current I_BN2 result from the delayed functional execution of the dynamic consumers L . At a point in time t11, the functional execution of the priority B dynamic consumers is started, and at a point in time t12, the functional execution of the priority C dynamic consumers is started. Here, too, there is a significant drop in differential voltage ΔU_BN _min , for example 0.8 V, between the minimum first and minimum second vehicle electrical system voltage U_BN1 _min , U_BN2 _min .

In 10 ist basierend auf den vorgegebenen Energiespeicherparametern die Abhängigkeit des Differenzspannungseinbruchs ΔU_BN_min von dem Grundstrom I_B dargestellt. Daraus zeigt sich, dass ein Unterschreiten des vorgegebenen Spannungsschwellenwertes U_TH, so z.B. 9 V, für die verzögerte Funktionsausführung erst bei einem Grundstrom I_B erfolgt, so z.B. 250 A, der deutlich höher ist, im Vergleich zu dem bei zeitgleicher Funktionsausführung, so z.B. 180 A. Dies bedeutet beispielsweise, dass bei der vorgegebenen Kapazität C des Energiespeichers BAT, eine Anzahl der Verbraucher, insbesondere Langzeitverbraucher, erhöht werden kann, ohne dass die Bordnetzspannung U_BN den vorgegebenen Spannungsschwellenwert U_TH unterschreitet. Bei fest vorgegebener Anzahl von Verbrauchern kann der Energiespeicher BAT auch kleiner dimensioniert werden.In 10 shows the dependency of the differential voltage drop ΔU_BN _min on the basic current I_B based on the specified energy storage parameters. This shows that falling below the specified voltage threshold value U_TH, e.g. 9 V, for the delayed function execution only occurs at a base current I_B, e.g. 250 A, which is significantly higher compared to that for simultaneous function execution, e.g. 180 A This means, for example, that given the specified capacity C of the energy store BAT, a number of consumers, in particular long-term consumers, can be increased without the vehicle electrical system voltage U_BN falling below the specified voltage threshold value U_TH. If the number of consumers is fixed, the energy store BAT can also be dimensioned smaller.

Claims

Method for operating an on-board network (BN) for a motor vehicle comprising a plurality of dynamic consumers (L), each having an interface and each designed to carry out at least one assigned predetermined function, the dynamic consumer or consumers being a predetermined first selection of the dynamic consumers ( L) are each designed to transmit an assigned, specified switch-on request signal (SESW) at a specified switch-on time by means of the interface and to wait until a specified switch-on signal (SES) assigned to the respective dynamic load is provided to it, and after the assigned switch-on signal has been provided (SES) to start an execution of the at least one assigned predefined function, in which case - the switch-on request signal (SESW) is received, - depending on the switch-on request signal (SESW) received, the switch-on request signal (SESW) received assigned dynamic consumer (L) is determined, - depending on the determined dynamic consumer (L1, L2), a predetermined priority assigned to this (A, B, C) is determined, - depending on the determined priority (A, B, C). value of a delay time (TD) is determined, - the delay time (TD) is waited for, - after the delay time (TD) has elapsed, the determined dynamic load (L) is provided with the assigned specified switch-on signal (SES), with - depending on the determined assigned Priority (A, B, C) it is determined whether dynamic loads (L) of other priority (A, B, C) are already active, - depending on this, the value of the delay time (TD) is determined, whereby - a function time (TON) of that already active dynamic load (L) of a different priority (A, B, C) is determined which has the longest functional duration, the functional duration being representative of a period of time between a start and an E nde the execution of at least one predetermined function of the respective dynamic load, - the value of the delay time (TD) is approximately assigned a value of the determined function time (TON).

procedure after claim 1 , in which the dynamic load or loads of a second predefined selection of the dynamic loads (L) are each designed to transmit an assigned predefined switch-on status signal (SESST) via the interface at a predefined switch-on time and to carry out the at least one predefined assigned function approximately at the same time to start.

procedure after claim 1 or 2 , in which - a vehicle electrical system voltage (U_BN) and/or a vehicle electrical system current (I_BN) and/or a vehicle electrical system current rise rate (RI_BN) of the vehicle electrical system (BN) is determined, - the determination of the value of the respective delay time (TD) is released if the determined Vehicle electrical system voltage (U_BN) is less than a specified vehicle electrical system voltage threshold value (U_TH) and/or the vehicle electrical system current (I_BN) is greater than a specified vehicle electrical system current threshold value (I_TH) and/or the determined vehicle electrical system current rise rate (RI_BN) is greater than a specified vehicle electrical system current increase threshold value (RI_TH).

procedure after claim 3 , In which otherwise the associated switch-on signal (SES) is provided to the determined dynamic consumer (L) approximately without a delay.

Procedure according to one of claims 2 until 4 , in which - the switch-on status signal (SESST) is received, - the dynamic load (L) associated with the received switch-on status signal (SESST) is determined as a function of the received switch-on status signal (SESST), - the associated selection is determined as a function of the dynamic load (L) determined is determined, - the determination of the value of the delay duration (TD) is released depending on the determined assigned selection.

Procedure according to one of claims 2 until 5 , In which the switch-on signal (SES) is provided approximately without delay to the at least one dynamic consumer (L) if this has the highest priority (A).

Device for operating a vehicle electrical system (BN), the device being designed to carry out the method according to one of the preceding claims.