DE102015203021B4

DE102015203021B4 - Entzerrung des Anlaufs von Elektromotoren in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102015203021B4
Application number: DE102015203021.0A
Authority: DE
Inventors: Christian Kölbl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2015-02-19
Filing date: 2015-02-19
Publication date: 2021-12-30
Anticipated expiration: 2035-02-20
Also published as: DE102015203021A1

Abstract

Verfahren zur Entzerrung des Anlaufs von Elektromotoren mindestens zweier verschiedener Fahrzeugsysteme (EPS, DSC, EHC, ELUP) in einem Kraftfahrzeug, wobei- ein erstes Fahrzeugsystem (EPS, DSC) einen ersten Elektromotor und ein zweites Fahrzeugsystem (EHC, ELUP) einen zweiten Elektromotor umfasst,- es sich bei dem ersten Fahrzeugsystem (EPS, DSC) um ein Fahrzeugsystem handelt, welches sich für eine Verzögerung des Anlaufs des ersten Elektromotors nicht eignet oder weniger als das zweite Fahrzeugsystem (EHC, ELUP) eignet,- es sich bei dem zweiten Fahrzeugsystem (EHC, ELUP) um ein Fahrzeugsystem handelt, welches sich für eine Verzögerung des Anlaufs des zweiten Elektromotors eignet, mit den Schritten:- Feststellen (110, 210, 310, 410), dass eine Anlaufunterdrückungsvoraussetzung zum Unterdrücken des Anlaufs des zweiten Elektromotors erfüllt ist, deren Erfüllen von dem Zustand mindestens eines Betriebsparameters (PEPS/DSC,akt; PEPS/DSC,fut; BSDSC,akt; BSDSC,fut) des ersten Fahrzeugsystems abhängig ist und deren Erfüllen einen aktuellen Betrieb des ersten Fahrzeugsystems (EPS, DSC) oder einen bevorstehenden Betrieb des ersten Fahrzeugsystems (EPS, DSC) anzeigt, wobei- der mindestens eine Betriebsparameter eine für den aktuellen oder zukünftigen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems charakteristische Größe (PEPS,akt; PDSC,akt, PEPS,fut; PDSC,fut) ist, und zum Feststellen des Erfüllens der Anlaufunterdrückungsvoraussetzung die für den aktuellen oder zukünftigen Leistungsbedarf charakteristische Größe mit einem Schwellwert (Smax,EPS; Smax,DSC, Smax,EPS; Smax,DSC) verglichen wird; oder- das Maximum aus einer für den aktuellen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems (EPS, DSC) charakteristischen Größe (PEPS,akt; PDSC,akt) und einer für einen zukünftigen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems (EPS, DSC) charakteristischen Größe (PEPS,fut; PDSC,fut) bestimmt wird und das Maximum mit einem Schwellwert zum Feststellen des Erfüllens der Anlaufunterdrückungsvoraussetzung verglichen wird; und- in Reaktion hierauf, Unterdrücken des Anlaufs des zweiten Elektromotors, bis eine Freigabevoraussetzung oder mehrere kumulative Freigabevoraussetzungen (140, 240, 340, 440) zur Freigabe des Anlaufs des zweiten Elektromotors erfüllt ist bzw. erfüllt sind.

Description

Die Erfindung betrifft die Steuerung des Anlaufs von Elektromotoren in einem Kraftfahrzeug.
Konventionelle Fahrzeugsysteme, insbesondere das Fahrwerk betreffende Systeme (z. B. Fahrdynamikregelsysteme), werden zunehmend im Sinne der Verwendung eines Elektromotors elektrifiziert, um beispielsweise geforderte Emissionsziele zu erreichen. So werden beispielsweise zunehmend elektromechanische Servolenkungen statt hydraulischer Servolenkungen und elektromechanische statt hydraulischer Systeme zur Wankstabilisierung verwendet. Außerdem ist ein steigender Einsatz neuer elektrischer Systeme mit Elektromotor, insbesondere neuer Fahrwerksysteme (z. B. Fahrdynamikregelsysteme), zur Steigung des Fahrkomfort und des Fahrerlebnisses zu verzeichnen, wie beispielsweise eine elektromechanische Aktivlenkung an der Vorderachse oder eine elektromechanische Hinterradlenkung.
In diesen Fahrzeugsystemen werden Elektromotoren verwendet, beispielsweise Gleichstrommotoren oder Wechselstrommotoren, die von dem Energiebordnetz, beispielsweise ein 12-V-Energiebordnetz, mit elektrischer Energie versorgt werden.
Die Elektromotoren der Fahrzeugsysteme laufen vollkommen unabhängig voneinander an, je nachdem, welche Funktionalität (z. B. Servo-Lenkunterstützung oder Eingriff der Fahrdynamikregelung) in der vorliegenden Fahrsituation gerade benötigt wird.
Elektromotoren zeichnen sich durch einen gegenüber dem stationären Strom erhöhten Einschaltstrom aus, da für das Beschleunigen der drehenden Masse auf eine stationäre Drehzahl mehr elektrische Leistung als für das Halten dieser stationären Drehzahl benötigt wird. Beim Anlauf eines Elektromotors ergibt sich typischerweise eine sogenannte Anlaufstromspitze in der Stromaufnahme oder entsprechend eine Anlaufleistungsspitze in der Leistungsaufnahme.
Wenn mehrere Elektromotoren gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig anlaufen, muss das Energiebordnetz kurzzeitig eine sehr hohe elektrische Leistung zur Verfügung stellen.
Damit das Energiebordnetz diesen Leistungsbedarf bereitstellen kann, werden in heutigen Serienfahrzeugen bereits häufig die mit dem höchsten Leistungsabgabepotential am Markt verfügbaren Batterien und Generatoren eingesetzt. Durch den oben angesprochenen zunehmenden Einsatz immer weiterer das Fahrwerk betreffender Fahrzeugsysteme stößt auch ein Energiebordnetz mit einer derartigen Batterie und einem derartigen Generator an seine Grenzen.
Die Druckschrift DE 10 2010 039 179 A1 beschreibt ein Verfahren zum Steuern elektrischer Verbraucher in einem elektrischen Netz, das mehrere Verbraucher umfasst, wobei wenigstens ein erster Verbraucher eine Information über seinen zukünftigen Betriebszustand erzeugt und ein Steuergerät wenigstens einen zweiten Verbraucher abhängig von der Information ansteuert. Durch die Ansteuerung des zweiten elektrischen Verbrauchers wird dessen Leistung reduziert oder dessen Einschaltzeitpunkt verzögert. Die Ansteuerung des zweiten elektrischen Verbrauchers erfolgt vorzugsweise abhängig von der im Bordnetz zur Verfügung stehenden Energie und dem benötigten Energiebedarf für den zukünftigen Betrieb des ersten Verbrauchers.
Die Druckschrift DE 11 2007 002 392 T5 beschreibt eine Laststeuervorrichtung zum Steuern eines Startens eines ersten elektrischen Verbrauchers und eines zweiten elektrischen Verbrauchers, wobei das Starten der elektrischen Verbraucher unter Zuhilfenahme mehrerer vorgegebener Zeiträume entzerrt wird. In einem ersten Aspekt der Erfindung legt dabei ein zweiter, vorgegebener Zeitraum die Zeit zwischen dem Senden eines Zweitlast-Meldesignals und dem Start des zweiten elektrischen Verbrauchers fest. Ein sechster Aspekt der Erfindung beschreibt, dass der zweite elektrische Verbraucher bereits vor Ablauf des zweiten, vorgegebenen Zeitraums gestartet werden kann, wenn bereits eine Zeitspanne der Länge des zweiten, vorgegeben Zeitraums abzüglich des ersten und des dritten vorgegebenen Zeitraums verstrichen ist.
Die Druckschrift DE 10 2009 054 133 A1 beschreibt ein Bordnetz für ein Kraftfahrzeug mit mehreren dynamischen Verbrauchern. Die Verbraucher weisen jeweils eine Schnittstelle auf und sind jeweils ausgebildet, zumindest eine zugeordnete Funktion auszuführen. Die Verbraucher sind jeweils ausgebildet, ein zugeordnetes Einschaltwunschsignal mittels der Schnittstelle zu übertragen und solange zu warten, bis ein dem jeweiligen Verbraucher zugeordnetes Einschaltsignal bereitgestellt wird. Nach Bereitstellung des Einschaltsignals wird die dem jeweiligen Verbraucher zugeordnete, zumindest eine Funktion gestartet. Das tatsächliche Starten kann allerdings auch zeitlich erst nach Bereitstellung des Einschaltsignals erfolgen. Die Dauer solch einer Start-Verzögerung kann in Abhängigkeit einer Priorität des jeweiligen dynamischen Verbrauchers gewählt werden. Die Ermittlung dieser Verzögerungsdauer kann selbst ebenfalls verzögert werden, nämlich in Abhängigkeit einer Bordnetzspannung und/oder eines Bordnetzstroms und/oder einer Bordnetzstromanstiegsgeschwindigkeit. Bei hoher Priorität eines Verbrauchers kann dieser aber auch ohne jegliche Verzögerung gestartet werden.
Die Druckschrift DE 10 2006 002 407 A1 beschreibt ein Verfahren zum Energiemanagement eines Bordnetzes, wobei die Zuschaltanforderungen von nicht sicherheitsrelevanten Verbrauchern nur insofern berücksichtigt werden, als dass die Energiekapazität von Generator und Energiespeicher nicht überstiegen wird.
Die Druckschrift DE 103 41 907 A1 beschreibt ein Verfahren zum Energiemanagement des Bordnetzes eines Fahrzeugs. Nach Ermitteln des Zustands von Generator und Energiespeicher wird die insgesamt zur Verfügung stehende Energiemenge bestimmt. Diese zur Verfügung stehende Energiemenge wird mit der Summe aller Zustartwünsche von Verbrauchern verglichen. Übersteigt die Summe aller Zustartwünsche die zur Verfügung stehende Energiemenge, so erfolgt eine Auswahl der tatsächlich zustartenden Verbraucher auf Grundlage von den Verbrauchern zugewiesenen Prioritäten und Toleranzzeiten.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung des Anlaufs von Elektromotoren in einem Kraftfahrzeug und eine entsprechende Steuervorrichtung anzugeben, welches bzw. welche eine Verringerung des an das Energiebordnetz gestellten Leistungsbedarfs erlaubt.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass die zusätzlichen Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs oder einer Teilungserklärung gemacht werden kann.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entzerrung des Anlaufs von Elektromotoren mindestens zweier verschiedener Fahrzeugsysteme in einem Kraftfahrzeug. Ein erstes Fahrzeugsystem umfasst einen ersten Elektromotor und ein zweites Fahrzeugsystem umfasst einen zweiten Elektromotor.
Bei dem zweiten Fahrzeugsystem handelt es sich um ein Fahrzeugsystem, welches sich für eine (gewollte) Verzögerung des Anlaufs des zweiten Elektromotors eignet, beispielsweise weil eine Verzögerung des Anlaufs des zweiten Elektromotors für die Fahrzeugsicherheit nicht kritisch ist und vorzugsweise auch nicht vom Fahrer wahrgenommen werden kann. Beispielsweise handelt es sich bei dem zweiten System um ein auf den Fahrkomfort bezogenes System, beispielsweise um einen Kompressor der Luftfederung zur elektrischen Höhenverstellung des Fahrwerks. Ein zweites System, welches für eine Verzögerung des Anlaufs des Elektromotors geeignet ist, ist beispielsweise eine elektrische Unterdruckpumpe zur Evakuierung des Bremskraftverstärkers mit einem Elektromotor zum Pumpenantrieb, welche bevorzugt eingesetzt wird in Elektro- oder Hybridfahrzeugen anstelle einer vom Verbrennungsmotor angetriebenen mechanischen Unterdruckpumpe.
Bei dem ersten Fahrzeugsystem handelt es sich um ein Fahrzeugsystem, welches sich für eine Verzögerung des Anlaufs des ersten Elektromotors (überhaupt) nicht eignet oder weniger als das zweite Fahrzeugsystem eignet, beispielsweise weil eine Verzögerung des Anlaufs des ersten Elektromotors für die Fahrzeugsicherheit kritisch ist und/oder vom Fahrer wahrgenommen werden kann. Beispielhafte sicherheitskritische Fahrzeugsysteme mit hohem elektrischen Leistungsbedarfs sind eine elektromechanische Servolenkung oder das mittels Elektromotor angetriebene Pumpsystem des hydraulischen Bremssystems des Kraftfahrzeugs.
Gemäß dem Verfahren wird in einem ersten Schritt festgestellt, dass eine Anlaufunterdrückungsvoraussetzung zum Unterdrücken des Anlaufs des zweiten Elektromotors erfüllt ist. Das Erfüllen der Anlaufunterdrückungsvoraussetzung ist von dem Zustand mindestens eines Betriebsparameters des ersten Fahrzeugsystems abhängig. Das Erfüllen der Anlaufunterdrückungsvoraussetzung zeigt an, dass das erste Fahrzeugsystem aktuell betrieben wird (d. h. der Elektromotor des ersten Fahrzeugsystems arbeitet) oder dass ein Betrieb des ersten Fahrzeugsystems insbesondere unmittelbar bevorsteht, weil beispielsweise der Elektromotor gerade anläuft oder kurzfristig anlaufen wird.
Gemäß einer ersten Alternative des Verfahrens ist der mindestens eine Betriebsparameter, der zur Prüfung der Anlaufunterdrückungsvoraussetzung verwendet wird, eine für den aktuellen elektrischen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems charakteristische Größe, insbesondere eine für den aktuellen elektrischen Leistungsbedarf des ersten Elektromotors charakteristische Größe. Bei der für den aktuellen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems charakteristischen Größe handelt es sich beispielsweise um den aktuellen Leistungsbedarf als Leistungsgröße oder um die Stromaufnahme des ersten Fahrzeugsystems oder nur des ersten Elektromotors.
In diesem Fall wird zum Feststellen des Erfüllens der Anlaufunterdrückungsvoraussetzung diese Größe mit einem Schwellwert verglichen. Sofern die Größe den Schwellwert beispielsweise überschreitet, ist die Anlaufunterdrückungsvoraussetzung erfüllt, und ein Anlauf des Elektromotors des zweiten Fahrzeugsystems wird unterdrückt.
Gemäß einer zweiten Alternative des Verfahrens ist der mindestens eine Betriebsparameter eine für einen zukünftigen elektrischen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems charakteristische Größe, insbesondere eine für den zukünftigen elektrischen Leistungsbedarf des ersten Elektromotors charakteristische Größe, beispielsweise ein zukünftiger Leistungsbedarf direkt als Leistungsgröße oder eine geschätzte Stromaufnahme des ersten Fahrzeugsystems oder des Elektromotors. Zum Feststellen des Erfüllens der Anlaufunterdrückungsvoraussetzung wird dann diese Größe mit einem Schwellwert verglichen. Sofern die auf den zukünftigen Leistungsbedarf bezogene Größe den Schwellwert beispielsweise überschreitet, ist die Anlaufunterdrückungsvoraussetzung erfüllt, und ein Anlauf des Elektromotors des zweiten Fahrzeugsystems wird unterdrückt. Der zukünftige Leistungsbedarf kann beispielsweise auf einen Zeitpunkt bezogen sein, welcher z. B. um wenige Millisekunden bis mehrere Sekunden gegenüber dem aktuellen Zeitpunkt in der nahen Zukunft liegt. Diese Zeitverschiebung Δt variiert vorzugsweise und hängt beispielsweise von der Fahrsituation ab. Beispielsweise kann im Fall einer elektromechanischen Servolenkung als erstes System bei Erkennen einer Sondersituation, wie einer Parksituation oder einer Wendesituation, eine Leistungsprognose mit einer größere Zeitverschiebung Δt in die Zukunft abgegeben werden als in einer Standardsituation, da bei den zwei erst genannten Situationen von einer Lenkaktivität auch in der weiteren Zukunft ausgegangen werden kann. Bei dieser für einen zukünftigen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems charakteristischen Größe handelt es sich vorzugsweise um ein im Wesentlichen zeitkontinuierliches Signal, das vorzugsweise als zeitdiskretes Digitalsignal eine gewisse zeitliche Auflösung aufweist. Der zukünftige Leistungsbedarf wird auf Basis des aktuellen Leistungsbedarfs mit mathematischen Methoden der Extrapolation ermittelt. Zusätzlich werden Fahrsituationen mit hohem zukünftigen Leistungsbedarfs anhand spezieller Handlungsmuster oder -abläufe erkannt. Daraus kann der zukünftige Leistungsbedarf abgeleitet werden.
Gemäß einer dritten Alternative des Verfahrens wird das Maximum aus einer für den aktuellen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems charakteristischen Größe und einer für einen zukünftigen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems charakteristischen Größe bestimmt. Zum Feststellen des Erfüllens der Anlaufunterdrückungsvoraussetzung wird das jeweils aktuelle Maximum aus beiden zeitveränderlichen Größen mit einem Schwellwert zum Feststellen des Erfüllens der Anlaufunterdrückungsvoraussetzung verglichen. Wenn das zeitveränderliche Maximum den Schwellwert Smax beispielsweise überschreitet, wird ein Anlauf des zweiten Elektromotors unterdrückt, und erst wieder freigegeben, wenn das Maximum unter einen weiteren Schwellwert S_min sinkt, mit S_min < S_max.
In Reaktion auf ein Feststellen, dass eine Anlaufunterdrückungsvoraussetzung zum Unterdrücken des Anlaufs des zweiten Elektromotors erfüllt ist, wird der Anlauf des zweiten Elektromotors unterdrückt. Hierbei ist auch denkbar, dass mehrere kumulative Anlaufunterdrückungsvoraussetzungen erfüllt sein müssen, damit der Anlauf des zweiten Elektromotors unterdrückt wird.
Der Unterdrückung des Anlaufs des Elektromotors erfolgt, bis eine Freigabevoraussetzung oder mehrere kumulative Freigabevoraussetzungen zur Freigabe des Anlaufs des zweiten Elektromotors erfüllt ist bzw. erfüllt sind. Danach erfolgt erst eine Freigabe des Anlaufs des zweiten Elektromotors.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine zeitliche Entzerrung der Anlaufstromspitzen der Elektromotoren der zumindest zwei Fahrzeugsysteme. Es kann beispielsweise der Anlauf von einem Fahrwerksystem, bei dem eine Verzögerung des Anlaufs weder sicherheitskritisch ist noch vom Kunden wahrgenommen werden kann (oder nur kaum wahrgenommen werden kann), zeitlich nach hinten verschoben werden, wenn ein sicherheitskritisches Fahrwerksystem gerade anläuft oder in Betrieb ist.
Durch die Verzögerung des Anlaufs des Elektromotors des zweiten Systems wird der resultierende Leistungsbedarf reduziert. Dies hat eine Verbesserung der Stabilität des Energiebordnetzes zur Folge; eine Unterdeckung tritt seltener oder gar nicht mehr auf. Zudem können in Fahrzeugen mit wenig bis mittlerer Sonderausstattung weniger leistungsfähige Batterien und Generatoren eingesetzt werden, so dass sich die Herstellkosten derartige Fahrzeuge reduzieren. Zudem werden gegebenenfalls ansonsten erforderliche schaltungstechnische Maßnahmen, wie eine Vorwiderstandsschaltung, zur Reduzierung der Stromaufnahme des zweiten Systems bei Anlauf nicht mehr benötigt, wodurch die Herstellkosten sinken.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf mehr als zwei Fahrzeugsysteme mit jeweiligem Elektromotor erweitert werden. Beispielsweise können zumindest vier Fahrzeugsysteme vorgesehen sein, wobei zwei Fahrzeugsysteme B und D sich für eine Verzögerung des Anlauf des jeweiligen Elektromotors eignen und zwei Fahrzeugsysteme A und C sich für eine Verzögerung des Anlauf des jeweiligen Elektromotors nicht eignen oder zumindest weniger als die beiden anderen Fahrzeugsysteme B und D eignen. Der Anlauf des Elektromotors für jedes der beiden erstgenannten Fahrzeugsysteme B und D kann verzögert werden, wenn eines der beiden letztgenannten Fahrzeugsysteme A oder C im Betrieb ist oder ein Betrieb bevorsteht. Die vorstehenden und nachfolgenden Aussagen zum ersten Fahrzeugsystem gelten in gleicher Weise jeweils für die Fahrzeugsysteme A und C und die vorstehenden und nachfolgenden Aussagen zum zweiten Fahrzeugsystem gelten in gleicher Weise jeweils für die Fahrzeugsysteme B und D.
Vorzugsweise wird der Anlauf des zweiten Elektromotors zumindest bis zum Beginn des Auslaufens des ersten Elektromotors unterdrückt, insbesondere bis nach dem Auslaufen des ersten Elektromotors; hierdurch wird eine Überlagerung hoher Leistungsbedarfe beider Elektromotoren im Wesentlichen vermieden. Hierzu kann beispielsweise ein auf den Leistungsbedarf bezogener Schwellwert, dessen Unterschreiten im Rahmen der Prüfung der Freigabevoraussetzung geprüft wird, auf einen ausreichend niedrigen Wert gelegt werden, so dass der Anlauf des zweiten Elektromotors zumindest bis zum Beginn des Auslaufens des ersten Elektromotors unterdrückt wird.
Es wäre aber auch denkbar, den Anlauf des zweiten Elektromotors bis zum Ende der Anlaufstromspitze des ersten Elektromotors zu unterdrücken und dann unmittelbar eine Freigabe zum Anlauf des zweiten Elektromotors zu erteilen, wobei noch während des Betriebs des ersten Elektromotors der zweite Elektromotor anläuft. Hierzu würde der Schwellwert höher gelegt werden als in dem Fall, dass der Anlauf des zweiten Elektromotors zumindest bis zum Beginn des Auslaufens des ersten Elektromotors unterdrückt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine für den aktuellen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems charakteristischen Größe mit einem ersten Schwellwert zum Feststellen des Erfüllens einer ersten Anlaufunterdrückungsvoraussetzung verglichen, und eine für einen zukünftigen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems charakteristischen Größe wird mit dem ersten Schwellwert oder einem davon verschiedenen zweiten Schwellwert zum Feststellen des Erfüllens einer zweiten Anlaufunterdrückungsvoraussetzung verglichen. Der Anlauf des zweiten Elektromotors wird unterdrückt, sofern die erste oder die zweite Anlaufunterdrückungsvoraussetzung erfüllt sind. Überscheitet beispielsweise einer der beiden Größen einen gemeinsamen Schwellwert, wird ein Anlauf des zweiten Elektromotors unterdrückt.
Es kann vorgesehen sein, dass anhand eines Betriebszustandssignals (z. B. mit Signalwerten 0, 1 oder 2), das einen Betriebszustand des ersten Fahrzeugsystems aus einer Mehrzahl vorbestimmter Betriebszustände (z. B. Standby, Sanftbetrieb, Hartbetrieb oder alternativ Standby, Anlauf, Betrieb) signalisiert, eine für einen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems charakteristische Größe des ersten Fahrzeugsystems bestimmt wird. Dies macht insbesondere bei einem ersten Elektromotor in Form eines Gleichstrommotors Sinn, da ein Gleichstrommotor häufig in vordefinierten diskreten Betriebszustände betrieben werden kann (z. B. Standby, Sanftbetrieb mit geringerer Motorleistung, Hartbetrieb mit höherer Motorleistung), und der jeweilige Betriebszustand von dem Steuergerät des Gleichstrommotors an eine zentrale Steuerung zum Steuern des Motoranlaufs der Elektromotoren verschiedener Fahrzeugsysteme übertragen werden kann. Diese kann dann die für den Leistungsbedarf charakteristische Größe anhand des signalisierten Betriebszustands bestimmen. Beispielsweise kann basierend auf dem Betriebszustandssignal ein für diesen Betriebszustand typischer zugeordneter Stromwert des ersten Fahrzeugsystems bestimmt werden (beispielsweise durch Auslesen aus einer Lookup-Tabelle) und dieser Stromwert mit der aktuellen Bordnetzspannung oder einer typischen Bordnetzspannung multipliziert werden, so dass sich hieraus der Leistungsbedarf ergibt.
Bei dem Betriebszustand kann es sich um den aktuellen Betriebszustand handeln, so dass basierend auf dem Betriebszustandssignal eine für den aktuellen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems charakteristische Größe bestimmt werden kann. Bei dem Betriebszustand kann es sich auch um einen zukünftigen Betriebszustand handeln, so dass basierend auf dem Betriebszustandssignal eine für den zukünftigen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems charakteristische Größe bestimmt werden kann. Wie vorstehend bereits im Zusammenhang mit dem Leistungsbedarf ausgeführt, kann der zukünftige Betriebsmodus beispielsweise auf einen Zeitpunkt bezogen sein, welcher z. B. um wenige Millisekunden bis mehrere Sekunden gegenüber dem aktuellen Zeitpunkt in der nahen Zukunft liegt. Diese Zeitverschiebung Δt kann variieren und beispielsweise von der Fahrsituation abhängen.
Vorzugsweise werden sowohl ein erstes Betriebszustandssignal, das den aktuellen Betriebszustand signalisiert, und ein zweites Betriebszustandssignal, das den zukünftigen Betriebszustandssignal signalisiert, verwendet, um basierend auf dem ersten Betriebszustandssignals eine für den aktuellen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems charakteristische Größe zu bestimmen und basierend auf dem zweiten Betriebszustandssignals eine für den zukünftigen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems charakteristische Größe zu bestimmen.
Die einzelnen für den Leistungsbedarf charakteristischen Größen können dann in gleicher oder ähnlicher Weise ausgewertet werden, wie dies vorstehend beschrieben wurde.
Bei dem ersten und dem zweiten System handelt es sich jeweils um ein Fahrwerksystem. Ein Fahrwerksystem kann beispielsweise ein Regelungsystem oder ein Steuersystem sein und betrifft beispielsweise die Lenkung, die Bremse oder die Radaufhängung.
Beispielsweise handelt es sich bei dem ersten System um eine elektromechanische Servolenkung oder um ein elektrisches Pumpsystem einer hydraulischen Bremse. Beispielsweise handelt es sich bei dem zweiten System um einen Kompressor einer Luftfederung zur elektrischen Höheneinstellung des Fahrwerks oder um ein elektrisches Unterdruckpumpsystem zur Bremskraftverstärkung.
Das Prüfen der Freigabevoraussetzung zur Freigabe des Motoranlaufs des zweiten Elektromotors erfolgt vorzugsweise anhand des Zustands des mindestens einen Betriebsparameters des ersten Fahrzeugsystems. Zur Erfüllung des Freigabekriteriums wird beispielsweise geprüft, ob eine für einen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems charakteristische Größe des ersten Fahrzeugsystems kleiner oder kleiner gleich als ein Schwellwert ist.
Vorzugsweise gibt es zumindest zwei kumulative Freigabevoraussetzungen, die beide erfüllt sein müssen, damit eine Freigabe des Anlaufs des zweiten Elektromotors erfolgt: Eine erste Freigabevoraussetzung verlangt, dass eine für den aktuellen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems charakteristische Größe kleiner oder kleiner gleich als ein dritter Schwellwert ist, und eine zweite Freigabevoraussetzung verlangt, dass eine für den zukünftigen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems charakteristische Größe des ersten Fahrzeugsystems kleiner oder kleiner gleich als der dritte Schwellwert oder als ein davon verschiedener vierter Schwellwert ist.
Es kann eine Freigabevoraussetzung sein, dass ein Betriebszustandssignal, das einen Betriebszustand des ersten Fahrzeugsystems aus einer Mehrzahl vorbestimmter Betriebszustände angibt, einen Standby-Zustand des ersten Fahrzeugsystems signalisiert. Vorzugsweise werden als kumulative Freigabevoraussetzungen geprüft, dass kumulativ sowohl der aktuelle Betriebszustand dem Standby-Zustand entspricht als auch der zukünftige Betriebszustand dem Standby-Zustand entspricht.
Eine Freigabe des Anlaufs des zweiten Elektromotors erfolgt beispielsweise bei Erfüllen sämtlicher der folgenden kumulativen Freigabevoraussetzungen 1-4:

1. Die für den aktuellen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems charakteristische Größe ist kleiner oder kleiner gleich als der dritte Schwellwert.
2. Die für den zukünftigen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems charakteristische Größe des ersten Fahrzeugsystems ist kleiner oder kleiner gleich als der dritte Schwellwert.
3. Der aktuelle Betriebszustand des ersten Fahrzeugsystems entspricht dem Standby-Zustand.
4. Der zukünftige Betriebszustand des ersten Fahrzeugsystems entspricht dem Standby-Zustand.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zur Steuerung des Anlaufs von Elektromotoren mindestens zweier verschiedener Fahrzeugsysteme in einem Kraftfahrzeug, auf der das vorstehend beschriebene Steuerverfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung abläuft.
Die Steuervorrichtung ist vorzugsweise eine zentrale Steuervorrichtung, die in Kommunikation mit den Einzelsteuerungen der zumindest zwei Fahrzeugsysteme ist. Dabei ist die zentrale Steuervorrichtung vorzugsweise zumindest mit der Einzelsteuerung eines der beiden Fahrzeugsysteme über einen Fahrzeug-Datenbus (z. B. CAN-Bus oder FlexRay-Bus) verbunden. Die zentrale Steuervorrichtung erhält vorzugsweise von dem ersten Fahrzeugsystem Information zu einem Betriebsparameter des ersten Fahrzeugsystems, beispielsweise wird der aktuelle und optional der zukünftige Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems der Steuervorrichtung mitgeteilt. Die zentrale Steuervorrichtung wertet diese Information aus, und sendet ein resultierendes Signal zur Steuerung des Anlaufs des zweiten Elektromotors an die Steuerung des zweiten Fahrzeugsystems. Beispielweise sendet die Steuervorrichtung ein binäres Signal an das zweite Fahrzeugsystem, wobei bei einem ersten Zustand (z. B. logisch 0) des Signals der Anlauf nicht zugelassen ist und in einem zweiten Zustand (z. B. logisch 1) der Anlauf freigegeben ist. Zum Unterdrücken des Motoranlaufs wird das Signal in den ersten Zustand versetzt, und wird anschließend zur Freigabe des Motorlaufs in den zweiten Zustand versetzt. Das binäre Signal kann Teil eines größeren Signals mit mehreren Bits sein.
Die vorstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung gelten in entsprechender Weise auch für die erfindungsgemäße Steuervorrichtung nach dem zweiten Aspekt der Erfindung. An dieser Stelle und in den Patentansprüchen nicht explizit beschriebene vorteilhafte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung entsprechen den vorstehend beschriebenen oder in den Patentansprüchen beschriebenen vorteilhaften Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. In diesen zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel einer zentralen Steuerung zur Entzerrung des Anlaufs von Elektromotoren von mindestens vier Fahrzeugsystemen;
2 ein beispielhaftes Anlaufsteuerverfahren zur Entzerrung des Anlauf des Kompressormotors der Luftfederung zur elektrischen Fahrzeughöhenverstellung EHC gegenüber dem Anlauf des Elektromotors der elektromechanischen Servolenkung EPS;
3 beispielhaft einen Anlauf der elektromechanischen Servolenkung EPS und einen verzögerter Anlauf des Kompressormotors;
4 ein beispielhaftes Anlaufsteuerverfahren zur Entzerrung des Anlaufs der elektrischen Unterdruckpumpe ELUP gegenüber dem Anlauf des Elektromotors der elektromechanischen Servolenkung EPS;
5 beispielhaft einen Anlauf der elektromechanischen Servolenkung EPS und einen verzögerter Anlauf der elektrischen Unterdruckpumpe ELUP;
6 ein beispielhaftes Anlaufsteuerverfahren zur Entzerrung des Anlaufs des Kompressormotors der Luftfederung zur elektrischen Fahrzeughöhenverstellung EHC gegenüber dem Anlauf des Elektromotors der Pumpe des Bremssystems DSC;
7 beispielhaft einen Anlauf der Pumpe des Bremssystems DSC und einen verzögerten Anlauf des Kompressormotors;
8 ein beispielhaftes Anlaufsteuerverfahren zur Entzerrung des Anlaufs der elektrischen Unterdruckpumpe ELUP gegenüber dem Anlauf der Pumpe des Bremssystems DSC; und
9 beispielhaft einen Anlauf der Pumpe des Bremssystems DSC und einen verzögerten Anlauf der Unterdruckpumpe ELUP.

1 zeigt ein Ausführungsführungsbeispiel einer zentralen Steuerung ZS zur Entzerrung des Anlaufs von Elektromotoren von vier verschiedenen Fahrzeugsystemen EPS, DSC, EHC und ELUP.
Die zentrale Steuerung ZS ist beispielsweise in einem Steuergerät des Fahrzeugsystems DSC integriert, und mit den Steuergeräten der beiden Fahrzeugsysteme EPS, EHC per Fahrzeugbus (z. B. CAN oder FlexRay) verbunden. Die Steuerung der Unterdruckpumpe ELUP ist beispielsweise auch in dem Steuergerät des Fahrzeugsystems DSC integriert; alternativ ist diese in einem Antriebssteuergerät integriert oder besitzt ein eigenes Steuergerät und ist mit der zentralen Steuerung ZS über einen Fahrzeugbus verbunden.
Das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel dient dazu, die Anläufe der Elektromotoren der folgenden Fahrzeugsysteme zeitlich zu entzerren:

- Der Anlauf des Elektromotors des Kompressors der Luftfederung zur elektrischen Fahrzeughöhenverstellung EHC wird bei Betrieb oder bevorstehendem Betrieb des Elektromotors der elektromechanischen Servolenkung EPS verzögert.
- Der Anlauf des Elektromotors der elektrischen Unterdruckpumpe ELUP zur Evakuierung des Bremskraftverstärkers wird bei Betrieb oder bevorstehendem Betrieb des Elektromotors der elektromechanischen Servolenkung EPS verzögert.
- Der Anlauf des Elektromotors des Kompressors der Luftfederung zur elektrischen Fahrzeughöhenverstellung EHC wird bei Betrieb oder bevorstehendem Betrieb des Elektromotors der Hydraulikpumpe des Bremssystems DSC verzögert.
- Der Anlauf des Elektromotors der elektrischen Unterdruckpumpe ELUP zur Evakuierung des Bremskraftverstärkers wird bei Betrieb oder bevorstehendem Betrieb des Elektromotors der Hydraulikpumpe des Bremssystems DSC verzögert.

Die zentrale Steuerung ZS erhält dazu von der elektromechanischen Servolenkung EPS den aktuellen Leistungsbedarf P_EPS,akt und den zukünftigen Leistungsbedarf P_EPS,fut der elektromechanischen Servolenkung EPS als zwei zeitkontinuierliche Signale.
Die zentrale Steuerung ZS erhält ferner von Steuerung des hydraulischen Bremssystems DSC den aktuellen Betriebsstatus BS_DSC,akt der Pumpe und den zukünftigen Betriebsstatus BS_DSC,akt der Pumpe in der nahen Zukunft als zwei zeitkontinuierliche Signale.
Die zentrale Steuerung ZS sendet ein binäres Steuersignal F_EHC zur Steuerung des Anlaufs des Kompressormotors der Luftfederung zur elektrischen Fahrzeughöhenverstellung EHC an die elektrische Fahrzeughöhenverstellung EHC, wobei in einem ersten Zustand (z. B. logisch 0) des Signals F_EHC der Anlauf nicht zugelassen ist und in einem zweiten Zustand (z. B. logisch 1) des Signals F_EHC der Anlauf freigegeben ist.
Analog sendet die zentrale Steuerung ZS ein binäres Steuersignal F_ELUP zur Steuerung des Anlaufs des Elektromotors der elektrischen Unterdruckpumpe ELUP zur Evakuierung des Bremskraftverstärkers an die entsprechende Steuereinheit der Unterdruckpumpe, wobei in einem ersten Zustand (z. B. logisch 0) des Signals F_ELUP der Anlauf nicht zugelassen ist und in einem zweiten Zustand (z. B. logisch 1) des Signals F_ELUP der Anlauf freigegeben ist.
Die in 2, 4, 6 und 8 dargestellten Verfahren laufen parallel in der zentralen Steuerung ZS ab.
Nachfolgend wird mit Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm in 2 ein von der zentralen Steuerung ZS ausgeführtes Anlaufsteuerverfahren zur Entzerrung des Anlaufs des Kompressormotors der Luftfederung zur elektrischen Fahrzeughöhenverstellung EHC gegenüber dem Anlauf des Elektromotors der elektromechanischen Servolenkung EPS diskutiert. Dabei wird davon ausgegangen, dass anfangs ein Anlauf des Kompressormotors zugelassen ist (z. B. F_EHC = 1).
Um den Anlauf des Kompressormotors der Luftfederung zur elektrischen Fahrzeughöhenverstellung EHC gegenüber dem Anlauf des Elektromotors der elektromechanischen Servolenkung EPS zeitlich zu entzerren, werden der aktuelle Leistungsbedarf P_EPS,akt und der zukünftigen Leistungsbedarf P_EPS,fut der elektromechanischen Servolenkung EPS in der zentralen Steuerung ZS entgegengenommen (s. Schritt 100 im Ablaufdiagramm in 2).
In der Abfrage 110 wird geprüft, ob der aktuelle Wert des aktuellen Leistungsbedarfs P_EPS,akt oder der aktuelle Wert des zukünftigen Leistungsbedarfs P_EPS,fut einen bestimmten Schwellwert S_max,EPS überschreiten.
Wenn dies der Fall ist, wird in Schritt 120 das Steuersignal F_EHC so gesetzt (beispielsweise auf eine logische 0), dass ein Anlauf des Kompressormotors nicht zugelassen ist und damit ein etwaiger Anlauf des Kompressormotors unterdrückt wird.
Der Anlauf des Kompressormotors wird erst wieder freigegeben, wenn sowohl der aktuelle Leistungsbedarf P_EPS,akt als auch der zukünftige Leistungsbedarf P_EPS,fut unter einen Schwellwert S_min,EPS gesunken ist.
Der Schwellwert S_min,EPS ist vorzugsweise kleiner als der Schwellwert S_max,EPS, so dass sich eine Hysterese ergibt.
Vor einer etwaigen Freigabe des Anlaufs werden (wie in Schritt 100) in Schritt 130 der aktuelle Leistungsbedarf P_EPS,akt und der zukünftigen Leistungsbedarf P_EPS,fut der elektromechanischen Servolenkung EPS in der zentralen Steuerung ZS entgegengenommen.
In der Abfrage 140 wird geprüft, ob sowohl der aktuelle Wert des aktuelle Leistungsbedarfs P_EPS,akt als auch der aktuelle Wert des zukünftigen Leistungsbedarfs P_EPS,fut kleiner als der Schwellwert S_min,EPS ist.
Wenn dies der Fall ist, wird in Schritt 150 das Steuersignal F_EHC so gesetzt (beispielsweise auf eine logische 1), dass ein Anlauf des Kompressormotors freigegeben wird. Die Freigabe des Anlaufs erfolgt vorzugsweise aber nur unter der weiteren in 2 nicht dargestellten Voraussetzung, dass der Anlauf des Kompressormotors nicht aufgrund des Betriebs oder bevorstehenden Betriebs der Pumpe des Bremssystems unterdrückt werden soll, d. h. eine Unterdrückung des Anlaufs des Kompressormotors wegen der Pumpe des Bremssystems DSC gemäß Schritt 320 im Ablaufdiagramm in der später diskutierten 6 ist nicht aktiv.
Es kann vorgesehen sein, dass unmittelbar nach Freigabe des Anlaufs das Fahrzeugsystem EHC einen Anlauf des zweiten Elektromotors auslöst. Im Fall eines Fahrzeugsystems EHC mit sogenanntem Rückkanal wird nach Empfang der Freigabe (d. h. hier F_EHC = 1 wird empfangen) seitens Fahrzeugsystems EHC zunächst wieder eine Anfrage an eine zentrale Steuerung ZS gesandt. Setzt die zentrale Steuerung ZS das binäre Steuersignal F_EHC innerhalb einer mit der Steuerung der EHC vereinbarten Zeitspanne (niedriger Sekundenbereich) nicht auf „Anlauf nicht zugelassen“ (z.B. logisch 0), so darf der Elektromotor des EHC-Kompressors anlaufen.
In 3 ist ein beispielhafter Anlauf der elektromechanischen Servolenkung EPS und ein aufgrund des vorstehend im Zusammenhang mit 2 beschriebenen Verfahrens verzögerter Anlauf des Kompressormotors des Fahrzeugsystems EHC dargestellt. Die Y-Achse entspricht der elektrischen Leistung P des jeweiligen Systems EPS bzw. EHC. Die gepunktete Kurve entspricht der elektrischen Leistung der elektromechanischen Servolenkung EPS. Zur Vereinfachung wird davon ausgegangen, dass der aktuelle Leistungsbedarf P_EPS,akt und der zukünftige Leistungsbedarf P_EPS,fut der elektromechanischen Servolenkung EPS gleich sind (d.h. Δt = 0) und der gepunkteten Kurve in 3 entsprechen. Die durchgezogen dargestellte Kurve entspricht einem beispielhaften elektrischen Leistungsverlauf des Kompressors des Fahrzeugsystems EHC ohne Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die gestrichelt dargestellte Kurve entspricht einem beispielhaften elektrischen Leistungsverlauf des Kompressors des Fahrzeugsystems EHC bei Anwendung des in 2 dargestellten Verfahrens mit gegenüber der durchgezogen dargestellten Kurve verzögertem Anlauf. Deutlich sichtbar sind die Anlaufleistungsspitzen der beiden Elektromotoren in der aufgenommenen elektrischen Leistung P.
Nachfolgend wird mit Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm in 4 ein von der zentralen Steuerung ZS ausgeführtes Anlaufsteuerverfahren zur Entzerrung des Anlaufs der elektrischen Unterdruckpumpe ELUP gegenüber dem Anlauf des Elektromotors der elektromechanischen Servolenkung EPS diskutiert. Dabei wird davon ausgegangen, dass anfangs ein Anlauf des Motors der Unterdruckpumpe zugelassen ist (F_ELUP = 1). Das in 4 dargestellte Verfahren entspricht dem in 2 dargestellten Verfahren mit dem Unterschied, dass in 4 statt auf das Fahrzeugsystem EHC auf das Fahrzeugsystem ELUP abgestellt wird, so dass in 4 das Signal F_ELUP in analoger Weise zu dem Signal F_EHC gesteuert wird. Zur detaillierten Erläuterung der Verfahrensschritte 200 bis 250 in 4 wird auf die Erläuterung der analogen Verfahrensschritte 100 bis 150 in 2 verwiesen.
Um den Anlauf der elektrischen Unterdruckpumpe ELUP gegenüber dem Anlauf der elektromechanischen Servolenkung EPS zeitlich zu entzerren, wird, analog wie im Zusammenhang mit 2 beschrieben, der aktuelle Leistungsbedarf P_EPS,akt und der zukünftige Leistungsbedarf P_EPS,fut der elektromechanischen Servolenkung EPS ausgewertet. Überschreitet einer dieser beiden Signale einen bestimmten Schwellwert S_max,EPS, wird ein Anlauf der elektrischen Unterdruckpumpe ELUP unterdrückt und erst wieder freigegeben, wenn der aktuelle Leistungsbedarf P_EPS,akt und der zukünftige Leistungsbedarf P_EPS,fut unter einen weiteren Schwellwert S_min,EPS gesunken sind. Die Freigabe des Anlaufs erfolgt vorzugsweise aber nur unter der weiteren in 4 nicht dargestellten Voraussetzung, dass der Anlauf der elektrischen Unterdruckpumpe ELUP nicht aufgrund des Betriebs oder bevorstehenden Betriebs der Pumpe des Bremssystems DSC unterdrückt werden soll, d. h. eine Unterdrückung des Anlaufs der Unterdruckpumpe gemäß Schritt 420 im Ablaufdiagramm in der später diskutierten 8 ist nicht aktiv.
In 5 ist ein beispielhafter Anlauf der elektromechanischen Servolenkung EPS und ein aufgrund des vorstehend im Zusammenhang mit 4 beschriebenen Verfahrens verzögerter Anlauf der elektrischen Unterdruckpumpe ELUP dargestellt. Die Y-Achse entspricht der elektrischen Leistung P des jeweiligen Systems EPS bzw. ELUP. Die gepunktete Kurve entspricht der elektrischen Leistung der elektromechanischen Servolenkung EPS. Zur Vereinfachung wird davon ausgegangen, dass der aktuelle Leistungsbedarf P_EPS,akt und der zukünftige Leistungsbedarf P_EPS,fut der elektromechanischen Servolenkung EPS gleich sind (d.h. Δt = 0) und der gepunkteten Kurve in 5 entsprechen. Die durchgezogen dargestellte Kurve entspricht einem beispielhaften elektrischen Leistungsverlauf der elektrischen Unterdruckpumpe ELUP ohne Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die gestrichelt dargestellte Kurve entspricht einem beispielhaften elektrischen Leistungsverlauf der elektrischen Unterdruckpumpe ELUP bei Anwendung des in 4 dargestellten Verfahrens mit gegenüber der durchgezogen dargestellten Kurve verzögertem Anlauf.
Nachfolgend wird mit Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm in 6 ein von der zentralen Steuerung ZS ausgeführtes Anlaufsteuerverfahren zur Entzerrung des Anlaufs des Kompressormotors der Luftfederung zu elektrischen Fahrzeughöhenverstellung EHC gegenüber dem Anlauf des Elektromotors der Pumpe des Bremssystems DSC diskutiert. Dabei wird davon ausgegangen, dass anfangs ein Anlauf des Kompressormotors zugelassen ist (z. B. F_EHC = 1). Das in 6 dargestellte Verfahren entspricht dem in 2 dargestellten Verfahren mit dem Unterschied, dass in 6 statt auf das Fahrzeugsystem EPS auf das Fahrzeugsystem DSC abgestellt wird. Darüber hinaus wird in den Schritten 300 und 330 in 6 im Unterschied zu den Schritten 100 bzw. 130 in 2 der aktuelle Betriebsstatus BS_DSC,akt der Pumpe des Systems DSC und der zukünftigen Betriebsstatus BS_DSC,fut der Pumpe des Systems DSC von der zentralen Steuerung ZS entgegengenommen und basierend hierauf der aktuelle Wert des aktuellen Leistungsbedarfs P_DSC,akt der Pumpe und der aktuelle Wert des zukünftigen Leistungsbedarfs P_DSC,fut der Pumpe berechnet.
Um den Anlauf des Kompressormotors des Systems EHC gegenüber dem Anlauf des Pumpenmotors des Bremssystems DSC zeitlich zu entzerren, wird die Information BS_DCS,akt und BS_DSC,fut über den aktuellen und den zukünftigen Betriebsmodus („Standby“, „Sanftbetrieb“, „Hartbetrieb“) der Pumpe in Schritt 300 entgegengenommen und in der zentralen Steuerung ZS bestimmt, welcher aktuelle Leistungsbedarf P_DSC,akt und welcher zukünftige Leistungsbedarf P_DSC,fut daraus resultiert. Überschreitet einer dieser beiden einen bestimmten Schwellwert S_max,DSC (s. JA-Resultat der Abfrage 310), wird ein Anlauf des Kompressormotors des Fahrzeugsystems EHC unterdrückt (s. Schritt 320) und erst wieder freigegeben (s. Schritt 350), wenn der aktuelle Leistungsbedarf P_DSC,akt und der zukünftige Leistungsbedarf P_DSC,fut der DSC-Pumpe unter einen Schwellwert S_min,DSC gesunken sind (s. die Abfrage 340).
In 7 ist ein beispielhafter Anlauf der Pumpe des Systems DSC und ein aufgrund des vorstehend im Zusammenhang mit 6 beschriebenen Verfahrens verzögerter Anlauf des Kompressormotors des Systems EHC dargestellt. Die Y-Achse entspricht der elektrischen Leistung P des jeweiligen Systems DSC bzw. EHC. Die gepunktete Kurve entspricht der elektrischen Leistung der Pumpe des Systems DSC. Zur Vereinfachung wird davon ausgegangen, dass der aktuelle Leistungsbedarf P_DSC,akt und der zukünftige Leistungsbedarf P_DSC,fut der Pumpe gleich sind (d.h. Δt = 0) und der gepunkteten Kurve in 7 entsprechen. Die durchgezogen dargestellte Kurve entspricht einem beispielhaften elektrischen Leistungsverlauf des Kompressors des Systems EHC ohne Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die gestrichelt dargestellte Kurve entspricht einem beispielhaften elektrischen Leistungsverlauf des Kompressors des Systems EHC bei Anwendung des in 6 dargestellten Verfahrens mit gegenüber der durchgezogen dargestellten Kurve verzögertem Anlauf.
In 8 ist ein beispielhaftes Ablaufdiagramm eines von der zentralen Steuerung ZS ausgeführtes Anlaufsteuerverfahren zur Entzerrung des Anlaufs der elektrischen Unterdruckpumpe ELUP gegenüber dem Anlauf der Pumpe des Bremssystems DSC dargestellt. Dabei wird davon ausgegangen, dass anfangs ein Anlauf des Motors der Unterdruckpumpe zugelassen ist (F_ELUP = 1). Das in 8 dargestellte Verfahren entspricht dem in 6 dargestellten Verfahren mit dem Unterschied, dass in 8 statt auf das Fahrzeugsystem EHC auf das Fahrzeugsystem ELUP abgestellt wird, so dass in 8 das Signal F_ELUP in analoger Weise zu dem Signal F_EHC gesteuert wird.
Um den Anlauf der elektrischen Unterdruckpumpe ELUP gegenüber dem Anlauf des Pumpenmotors des Bremssystems DSC zeitlich zu entzerren, wird, analog wie oben beschrieben, die Information BS_DCS,akt und BS_DSC,fut über den aktuellen und den zukünftigen Betriebsmodus („Standby“, „Sanftbetrieb“, „Hartbetrieb“) der Pumpe in Schritt 400 entgegengenommen und in der zentralen Steuerung ZS bestimmt, welcher aktuelle Leistungsbedarf P_DSC,akt und welcher zukünftige Leistungsbedarf P_DSC,fut daraus resultiert. Überschreitet einer dieser beiden Leistungsbedarfe einen bestimmten Schwellwert S_max,DSC (s. JA-Resultat der Abfrage 410), wird ein Anlauf der Unterdruckpumpe ELUP unterdrückt (s. Schritt 420) und erst wieder freigegeben (s. Schritt 450), wenn der aktuelle Leistungsbedarf P_DSC,akt und der zukünftige Leistungsbedarf P_DSC,fut des DSC-Pumpenmotors unter einen Schwellwert S_min,DSC gesunken sind (s. die Abfrage 440).
In 9 ist ein beispielhafter Anlauf der Pumpe des Bremssystems DSC und ein aufgrund des vorstehend im Zusammenhang mit 8 beschriebenen Verfahrens verzögerter Anlauf der Unterdruckpumpe ELUP dargestellt. Die Y-Achse entspricht der elektrischen Leistung P des jeweiligen Systems DSC bzw. ELUP. Die gepunktete Kurve entspricht der elektrischen Leistung der Pumpe des Systems DSC. Zur Vereinfachung wird davon ausgegangen, dass der aktuelle Leistungsbedarf P_DSC,akt und der zukünftige Leistungsbedarf P_DSC,fut der Pumpe gleich sind (d.h. Δt = 0) und der gepunkteten Kurve in 9 entsprechen. Die durchgezogen dargestellte Kurve entspricht einem beispielhaften elektrischen Leistungsverlauf der Unterdruckpumpe ELUP ohne Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die gestrichelt dargestellte Kurve entspricht einem beispielhaften elektrischen Leistungsverlauf der Unterdruckpumpe ELUP bei Anwendung des in 8 dargestellten Verfahrens mit gegenüber der durchgezogen dargestellten Kurve verzögertem Anlauf.
Erfahrungen aus der Praxis zeigen, dass die Anläufe des EHC-Kompressormotors und der Unterdruckpumpe ELUP nur um wenige Sekunden oder Sekundenbruchteile zeitlich verzögert werden müssen, um den resultierenden Leistungsbedarf über alle Fahrwerksysteme in einem Fahrzeug soweit zu reduzieren, dass sich die Stabilität des Energiebordnetzes deutlich verbessert. Ein verzögerter Anlauf des EHC-Kompressors oder der Unterdruckpumpe ELUP ist vom Fahrer nicht oder kaum wahrnehmbar.

Claims

Verfahren zur Entzerrung des Anlaufs von Elektromotoren mindestens zweier verschiedener Fahrzeugsysteme (EPS, DSC, EHC, ELUP) in einem Kraftfahrzeug, wobei - ein erstes Fahrzeugsystem (EPS, DSC) einen ersten Elektromotor und ein zweites Fahrzeugsystem (EHC, ELUP) einen zweiten Elektromotor umfasst, - es sich bei dem ersten Fahrzeugsystem (EPS, DSC) um ein Fahrzeugsystem handelt, welches sich für eine Verzögerung des Anlaufs des ersten Elektromotors nicht eignet oder weniger als das zweite Fahrzeugsystem (EHC, ELUP) eignet, - es sich bei dem zweiten Fahrzeugsystem (EHC, ELUP) um ein Fahrzeugsystem handelt, welches sich für eine Verzögerung des Anlaufs des zweiten Elektromotors eignet, mit den Schritten: - Feststellen (110, 210, 310, 410), dass eine Anlaufunterdrückungsvoraussetzung zum Unterdrücken des Anlaufs des zweiten Elektromotors erfüllt ist, deren Erfüllen von dem Zustand mindestens eines Betriebsparameters (P_EPS/DSC,akt; P_EPS/DSC,fut; BS_DSC,akt; BS_DSC,fut) des ersten Fahrzeugsystems abhängig ist und deren Erfüllen einen aktuellen Betrieb des ersten Fahrzeugsystems (EPS, DSC) oder einen bevorstehenden Betrieb des ersten Fahrzeugsystems (EPS, DSC) anzeigt, wobei - der mindestens eine Betriebsparameter eine für den aktuellen oder zukünftigen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems charakteristische Größe (P_EPS,akt; P_DSC,akt, P_EPS,fut; P_DSC,fut) ist, und zum Feststellen des Erfüllens der Anlaufunterdrückungsvoraussetzung die für den aktuellen oder zukünftigen Leistungsbedarf charakteristische Größe mit einem Schwellwert (S_max,EPS; S_max,DSC, S_max,EPS; S_max,DSC) verglichen wird; oder - das Maximum aus einer für den aktuellen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems (EPS, DSC) charakteristischen Größe (P_EPS,akt; P_DSC,akt) und einer für einen zukünftigen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems (EPS, DSC) charakteristischen Größe (P_EPS,fut; P_DSC,fut) bestimmt wird und das Maximum mit einem Schwellwert zum Feststellen des Erfüllens der Anlaufunterdrückungsvoraussetzung verglichen wird; und - in Reaktion hierauf, Unterdrücken des Anlaufs des zweiten Elektromotors, bis eine Freigabevoraussetzung oder mehrere kumulative Freigabevoraussetzungen (140, 240, 340, 440) zur Freigabe des Anlaufs des zweiten Elektromotors erfüllt ist bzw. erfüllt sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Anlauf des zweiten Elektromotors zumindest bis zum Beginn des Auslaufens des ersten Elektromotors unterdrückt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei - es sich bei dem ersten Fahrzeugsystem (EPS, DSC) um ein Fahrzeugsystem handelt, bei dem eine Verzögerung des Anlaufs des ersten Elektromotors für die Fahrzeugsicherheit kritisch ist, - es sich bei dem zweiten Fahrzeugsystem (EHC, ELUP) um ein Fahrzeugsystem handelt, bei dem eine Verzögerung des Anlaufs des zweiten Elektromotors für die Fahrzeugsicherheit unkritisch ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - eine für den aktuellen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems charakteristische Größe (P_EPS,akt; P_DSC,akt) als Betriebsparameter mit einem ersten Schwellwert (S_max,EPS; S_max,DSC) zum Feststellen des Erfüllens einer ersten Anlaufunterdrückungsvoraussetzung verglichen wird; - eine für einen zukünftigen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems charakteristische Größe (P_EPS,fut; P_DSC,fut) als weiterer Betriebsparameter mit dem ersten Schwellwert (S_max,EPS; S_max,DSC) oder einem davon verschiedenen zweiten Schwellwert zum Feststellen des Erfüllens einer zweiten Anlaufunterdrückungsvoraussetzung verglichen wird; und - der Anlaufs des zweiten Elektromotors unterdrückt wird, sofern die erste oder die zweite Anlaufunterdrückungsvoraussetzung erfüllt sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei anhand eines Betriebszustandssignals (BS_DSC,akt; BS_DSC,fut) , das einen Betriebszustand des ersten Fahrzeugsystems (EPS, DSC) aus einer Mehrzahl vorbestimmter Betriebszustände angibt, eine für einen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems (EPS, DSC) charakteristische Größe (P_DSC,akt; P_DSC,fut) des ersten Fahrzeugsystems (EPS, DSC) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei es sich bei dem ersten System (EPS, DSC) und dem zweiten System (EHC, ELUP) jeweils um ein Fahrwerksystem handelt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei es sich bei dem ersten System um eines der vorstehend genannten Systeme handelt: - eine elektromechanische Servolenkung (EPS); - ein elektrisches Pumpsystem einer hydraulischen Bremse (DSC).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei es sich bei dem zweiten System um eines der vorstehend genannten Systeme handelt: - ein Kompressor einer Luftfederung zur elektrischen Höhenverstellung (EHC) des Fahrwerks; - ein elektrisches Unterdruckpumpsystem (ELUP) zur Bremskraftverstärkung.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Erfüllen einer Freigabevoraussetzung anhand des Zustands des mindestens einen Betriebsparameters (P_EPS/DSC,akt; P_EPS/DSC,fut; BS_DSC,akt; BS_DSC,fut) des ersten Fahrzeugsystems (EPS, DSC) festgestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Erfüllung des Freigabekriteriums geprüft wird, ob eine für einen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems charakteristische Größe (P_EPS/DSC,akt; P_EPS/DSC,fut) des ersten Fahrzeugsystems kleiner oder kleiner gleich als ein Schwellwert (S_min,EPS; S_min,DSC) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - eine erste Freigabevoraussetzung ist, dass eine für den aktuellen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems charakteristische Größe (PEPs.akt; P_DSC,akt) kleiner oder kleiner gleich als ein dritter Schwellwert (S_min,EPS; S_min,DSC) ist, und - eine zweite Freigabevoraussetzung ist, dass eine für den zukünftigen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems charakteristische Größe (P_EPS,fut; P_DSC,fut) des ersten Fahrzeugsystems kleiner oder kleiner gleich als der dritte Schwellwert (S_min,EPS; S_min,DSC) oder als ein davon verschiedener vierten Schwellwert ist, wobei zur Freigabe sowohl die erste als auch die zweite Freigabevoraussetzung kumulativ erfüllt sein müssen.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zusätzlich ein drittes Fahrzeugsystem (EPS, DSC) mit einem dritten Elektromotor vorgesehen ist, - es sich bei dem dritten Fahrzeugsystem um ein Fahrzeugsystem handelt, welches sich für eine Verzögerung des Anlaufs des dritten Elektromotors nicht eignet oder weniger als das zweite Fahrzeugsystem eignet, mit den Schritten: - Prüfen, ob eine auf das erste Fahrzeugsystem bezogene Anlaufunterdrückungsvoraussetzung zum Unterdrücken des Anlaufs des zweiten Elektromotors erfüllt ist, deren Erfüllen von dem Zustand mindestens eines Betriebsparameters des ersten Fahrzeugsystems abhängig ist und deren Erfüllen einen aktuellen Betrieb des ersten Fahrzeugsystems oder einen bevorstehenden Betrieb des ersten Fahrzeugsystems anzeigt; und - Prüfen, ob eine auf das dritte Fahrzeugsystem bezogene Anlaufunterdrückungsvoraussetzung zum Unterdrücken des Anlaufs des zweiten Elektromotors erfüllt ist, deren Erfüllen von dem Zustand mindestens eines Betriebsparameters des dritten Fahrzeugsystems abhängig ist und deren Erfüllen einen aktuellen Betrieb des dritten Fahrzeugsystems oder einen bevorstehenden Betrieb des dritten Fahrzeugsystems anzeigt; und - in Reaktion auf das Erfüllen der auf das erste Fahrzeugsystem bezogenen Anlaufunterdrückungsvoraussetzung oder der auf das dritte Fahrzeugsystem bezogenen Anlaufunterdrückungsvoraussetzung, Unterdrücken des Anlaufs des zweiten Elektromotors, bis eine Freigabevoraussetzung oder mehrere kumulative Freigabevoraussetzungen zur Freigabe des Anlaufs des zweiten Elektromotors erfüllt ist bzw. erfüllt sind.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zusätzlich ein viertes Fahrzeugsystem (EHC, ELUP) mit einem vierten Elektromotor vorgesehen ist, - es sich bei dem vierten Fahrzeugsystem um ein Fahrzeugsystem handelt, welches sich für eine Verzögerung des Anlaufs des vierten Elektromotors eignet, mit den Schritten: - Feststellen, dass eine Anlaufunterdrückungsvoraussetzung zum Unterdrücken des Anlaufs des vierten Elektromotors erfüllt ist, deren Erfüllen von dem Zustand mindestens eines Betriebsparameters des ersten Fahrzeugsystems abhängig ist und deren Erfüllen einen aktuellen Betrieb des ersten Fahrzeugsystems oder einen bevorstehenden Betrieb des ersten Fahrzeugsystems anzeigt; - in Reaktion hierauf, Unterdrücken des Anlaufs des vierten Elektromotors, bis eine Freigabevoraussetzung oder mehrere kumulative Freigabevoraussetzungen zur Freigabe des Anlaufs des vierten Elektromotors erfüllt ist bzw. erfüllt sind.
Steuervorrichtung (ZS) zur Steuerung des Anlaufs von Elektromotoren mindestens zweier verschiedener Fahrzeugsysteme (EPS, DSC, EHC, ELUP) in einem Kraftfahrzeug, wobei - ein erstes Fahrzeugsystem (EPS, DSC) einen ersten Elektromotor und ein zweites Fahrzeugsystem (EHC, ELUP) einen zweiten Elektromotor umfasst, - es sich bei dem ersten Fahrzeugsystem (EPS, DSC) um ein Fahrzeugsystem handelt, welches sich für eine Verzögerung des Anlaufs des ersten Elektromotors nicht eignet oder weniger als das zweite Fahrzeugsystem eignet, - es sich bei dem zweiten Fahrzeugsystem (EHC, ELUP) um ein Fahrzeugsystem handelt, welches sich für eine Verzögerung des Anlaufs des zweiten Elektromotors eignet, und wobei die Steuervorrichtung (ZS) eingerichtet ist, - festzustellen, dass eine Anlaufunterdrückungsvoraussetzung zum Unterdrücken des Anlaufs des zweiten Elektromotors erfüllt ist, deren Erfüllen von dem Zustand mindestens eines Betriebsparameters (P_EPS/DSC,akt; P_EPS/DSC,fut; BS_DSC,akt; BS_DSC,fut) des ersten Fahrzeugsystems (EPS, DSC) abhängig ist und deren Erfüllen einen aktuellen Betrieb des ersten Fahrzeugsystems (EPS, DSC) oder einen bevorstehenden Betrieb des ersten Fahrzeugsystems (EPS, DSC) anzeigt, wobei - der mindestens eine Betriebsparameter eine für den aktuellen oder zukünftigen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems charakteristische Größe (P_EPS,akt; P_DSC,akt, P_EPS,fut; P_DSC,fut) ist, und zum Feststellen des Erfüllens der Anlaufunterdrückungsvoraussetzung die für den aktuellen oder zukünftigen Leistungsbedarf charakteristische Größe mit einem Schwellwert (S_max,EPS; S_max,DSC, S_max,EPS; S_max,DSC) verglichen wird; oder - das Maximum aus einer für den aktuellen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems (EPS, DSC) charakteristischen Größe (P_EPS,akt; P_DSC,akt) und einer für einen zukünftigen Leistungsbedarf des ersten Fahrzeugsystems (EPS, DSC) charakteristischen Größe (P_EPS,fut; P_DSC,fut) bestimmt wird und das Maximum mit einem Schwellwert zum Feststellen des Erfüllens der Anlaufunterdrückungsvoraussetzung verglichen wird; und - in Reaktion hierauf den Anlauf des zweiten Elektromotors zu unterdrücken, bis eine Freigabevoraussetzung oder mehrere kumulative Freigabevoraussetzungen zur Freigabe des Anlaufs des zweiten Elektromotors erfüllt ist bzw. erfüllt sind.