DE102024203433A1

DE102024203433A1 - Verfahren und Fahrzeugsystem zum Ruhestrommanagement eines Kraftfahrzeugs und entsprechend eingerichtetes Kraftahrzeug

Info

Publication number: DE102024203433A1
Application number: DE102024203433.9A
Authority: DE
Inventors: Alain Aragou; Dominic Huschke
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2024-04-15
Filing date: 2024-04-15
Publication date: 2025-10-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (15) für ein Ruhestrommanagement eines Kraftfahrzeugs (1). Dabei wird in dem Kraftfahrzeug (1) automatisch eine durch einen Nutzer des Kraftfahrzeugs (1) ausgelöste Deaktivierung des Kraftfahrzeugs (1) erkannt. Unmittelbar daraufhin werden dann automatisch für einen Zugang zu dem Kraftfahrzeug (1) und/oder dessen Wiederinbetriebnahme nicht benötigte elektrische Verbraucher (4) des Kraftfahrzeugs (1) stromlos geschaltet. Die Erfindung betrifft auch ein für dieses Verfahren eingerichtetes Fahrzeugsystems (7) sowie ein entsprechend eingerichtetes Kraftfahrzeug (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Fahrzeugsystem für ein Ruhestrommanagement eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft weiter ein entsprechend eingerichtetes Kraftfahrzeug.
In heutigen Kraftfahrzeugen werden zunehmend mehr elektrisch betriebene Einrichtungen, wie beispielsweise Sensoren, Elektronik, Steuergeräte, Assistenzsystem, Beleuchtungselemente und dergleichen mehr verwendet. Dies kann auch elektronische Schließmechanismen bzw. Zugangssysteme betreffen, wobei dann mechanische Schließsysteme eingespart werden können. Problematisch kann dabei jedoch sein, dass aufgrund der zusätzlichen elektrischen Verbraucher eine zu deren Betrieb bzw. Speisung verwendete Batterie schneller entladen werden kann, insbesondere auch dann, wenn das Kraftfahrzeug abgestellt ist. Damit kann dann die Situation entstehen, dass bei entladener Batterie ein Zugang zu dem Kraftfahrzeug bzw. dessen Wiederinbetriebnahme nicht mehr ohne Weiteres möglich ist.
Gegebenenfalls könnte eine Noteinspeisungselektronik vorgesehen werden, welche die Batterie über Fremdladungspunkte wieder aufladen kann, um die Nutzbarkeit des Kraftfahrzeugs wiederherzustellen. Dies kann jedoch zusätzliche Hardwarekomponenten und gegebenenfalls auch zusätzliche Software erfordern, was wiederum zu erhöhter Komplexität, erhöhten Kosten und erhöhtem Gewicht führen kann. Zudem besteht damit dann eine erhöhte Gefahr dafür, dass eine ungeeignete externe Spannungsquelle verwendet wird, was potenziell zu Beschädigungen des Kraftfahrzeugs führen könnte. Hier besteht also Bedarf für Verbesserungen.
Beispielsweise beschreibt die DE 10 2013 208 462 A1 ein Verfahren zum Steuern der Energieentnahme eines Energiespeichers zur Versorgung eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs während einer Standnutzung. Dort wird bei Eintritt eines vorgegebenen Ereignisses ein Ladungsmengenkontingent ermittelt, nach dessen Verbrauch der Energieverbrauch des Fahrzeugs reduziert wird. Das Ladungsmengenkontingent wird dabei in Abhängigkeit von einem eine Alterung des Energiespeichers charakterisierenden Parameter ermittelt.
Die DE 10 2011 122 042 A1 beschreibt eine Schaltungsanordnung für ein elektrisches Bordnetz eines Fahrzeugs mit einer elektrischen Maschine zum Starten eines Verbrennungsmotors und mit einer Fahrzeugbatterie, aus der der elektrischen Maschine elektrische Energie zuführbar ist. Durch diese Schaltungsanordnung sind bei abgestelltem Fahrzeug und insbesondere bei einem zu niedrigen Batterieladezustand elektrische Verbraucher mittels eines Trennschalters von der Fahrzeugbatterie entkoppelbar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, auf einfache Weise eine besonders komfortable und zuverlässige Nutzbarkeit eines Kraftfahrzeugs zu ermöglichen
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren offenbart. Merkmale, Vorteile und mögliche Ausgestaltungen, die im Rahmen der Beschreibung für einen der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche dargelegt sind, sind zumindest analog als Merkmale, Vorteile und mögliche Ausgestaltungen des jeweiligen Gegenstands der anderen unabhängigen Ansprüche sowie jeder möglichen Kombination der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche, gegebenenfalls in Verbindung mit einem oder mehr der Unteransprüche, anzusehen.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Ruhestrommanagement eines Kraftfahrzeugs. Damit kann also ein Strom- bzw. Energieverbrauch des Kraftfahrzeugs im ruhenden, also abgestellten bzw. deaktivierten Zustand gesteuert, insbesondere minimiert werden. Gemäß dem Verfahren wird in dem Kraftfahrzeug automatisch eine durch einen Nutzer des Kraftfahrzeugs vorgenommene bzw. ausgelöste Deaktivierung des Kraftfahrzeugs erkannt. Eine solche Deaktivierung kann also beispielsweise ein Abschalten oder Ausschalten des Kraftfahrzeugs sein, etwa nach einem Einparken und einem Aussteigen des Nutzers und Verriegeln des Kraftfahrzeugs. Eine solche Deaktivierung kann beispielsweise sensorisch oder anhand entsprechender elektrischer Signale oder dergleichen erkannt werden, beispielsweise durch ein für das Verfahren eingerichtetes Fahrzeugsystem oder Steuergerät oder dergleichen.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden in dem Kraftfahrzeug unmittelbar auf eine solche erkannte Deaktivierung hin für einen Zugang zu dem Kraftfahrzeug und/oder eine Reaktivierung, also Wiederinbetriebnahme des Kraftfahrzeugs nicht benötigte elektrische Verbraucher des Kraftfahrzeugs, also entsprechende elektrische Lasten in einem elektrischen Bordnetz des Kraftfahrzeugs vollständig stromlos geschaltet. Diese elektrischen Verbraucher können dann insbesondere bis zu einem Erfassen eines Signals oder einer Anforderung zur Reaktivierung, also Wiederinbetriebnahme des Kraftfahrzeugs vollständig stromlos geschaltet bleiben. Dass diese elektrischen Verbraucher unmittelbar nach der Deaktivierung stromlos geschaltet werden, kann bedeuten, dass dies sofort, also insbesondere ohne zunächst eine gewisse Zeit von beispielsweise mehreren Minuten oder Stunden oder Tagen auf eine Reaktivierung bzw. Wiederinbetriebnahme des Kraftfahrzeugs zu warten, erfolgt. Ebenso kann das Stromlosschalten, also das Trennen der elektrischen Verbraucher von einer fahrzeuginternen elektrischen Energieversorgung jeweils sofort erfolgen, sobald die Verbraucher eine vorgegebene im Rahmen der Deaktivierung zu durchlaufende Deaktivierungssequenz durchlaufen, also abgeschlossen haben. Dies kann beispielsweise ein bestimmungsgemäßes Herunterfahren von Computersystemen oder Steuergeräten oder dergleichen oder ein allmähliches Dimmen von Beleuchtungseinrichtungen bis zu einem Aus-Zustand oder dergleichen bedeuten bzw. umfassen.
Für den Zugang und/oder die Wiederinbetriebnahme des Kraftfahrzeugs hingegen benötigte elektrische Verbraucher können beispielsweise Einrichtungen für ein elektronisch gesteuertes Öffnen einer Tür und/oder einer Ladeklappe, also einer Abdeckung eines Ladeanschlusses zum Aufladen einer Batterie des Kraftfahrzeugs sein. Dies kann beispielsweise eine entsprechende Schnittstelle zum Erfassen eines entsprechenden Signals oder einer entsprechenden Anforderung zum Öffnen der Tür und/oder der Ladeklappe sowie ein entsprechendes Steuergerät sein oder umfassen.
Vorteilhaft kann die vorliegende Erfindung ohne aufwändige zusätzliche Hardware im Vergleich zu herkömmlichen Kraftfahrzeugen realisiert und angewendet werden. Die vorliegende Erfindung kann einen komfortablen und zuverlässigen Zugang zu dem Kraftfahrzeug mittels elektronischer Zugangssysteme, wie etwa dem sogenannten Mobile Device Key, praktikabel ermöglichen. So kann durch das unmittelbare Stromlosschalten der nicht benötigten Verbraucher die Zeit, in welcher der Zugang bzw. die Wiederinbetriebnahme des Kraftfahrzeugs ohne Weiteres und ohne zwischenzeitliches Aufladen der Batterie des Kraftfahrzeugs möglich ist, beispielsweise von etwa 2 Monaten bei herkömmlichen Kraftfahrzeugen auf etwa 12 Monate verlängert werden. Dadurch kann die Gefahr dafür vermieden oder reduziert werden, dass unkontrollierte und somit potenziell ungeeignete externe Spannungsquellen verwendet, also an das Kraftfahrzeug angeschlossen werden bzw. werden müssen, um nach einer längeren Ruhe- oder Standzeit des Kraftfahrzeugs Zugang zu dem Kraftfahrzeug zu erlangen bzw. das Kraftfahrzeug wieder in Betrieb zu nehmen. Zudem können durch die vorliegende Erfindung praktikabel mechanische Zugangs- oder Schließsysteme, wie etwa ein herkömmliches Schloss mit einem Schließzylinder eingespart werden. Dies kann den Herstellungsaufwand und die Kosten des Kraftfahrzeugs reduzieren.
In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden die nicht benötigten elektrischen Verbraucher mittels Halbleiterschaltern, also insbesondere durch automatisches Öffnen bzw. Sperren der Halbleiterschalter bzw. jeweils wenigstens eines Halbleiterschalters, stromlos geschaltet. Es kann also jedem der nicht benötigten Verbraucher wenigstens ein solcher Halbleiterschaltern vor- und/oder nachgeordnet bzw. vor- und/oder nachgeschaltet sein. Diese Halbleiterschalter können dann beispielsweise durch das für das erfindungsgemäße Verfahren eingerichtete Fahrzeugsystem oder Steuergerät entsprechend angesteuert, also geschaltet werden. Es können hier insbesondere sogenannte intelligente Halbleiterschalter verwendet werden. Solche intelligenten Halbleiterschalter können neben dem Unterbrechen und Herstellen einer stromführenden Verbindung weitere Funktionen aufweisen oder implementieren. So können die Halbleiterschalters zur elektronischen Absicherung des entsprechenden elektrischen Bordnetzes bzw. zum Leitungsschutz, insbesondere eines Niedervolt- bzw. Niederspannungsenergiebordnetzes des Kraftfahrzeugs dienen, also die Funktionalität von herkömmlichen Sicherungen übernehmen. Zudem können die Halbleiterschalter beispielsweise Diagnosemöglichkeiten für vielfältige andere Funktionalitäten des Kraftfahrzeugs bieten, also bereitstellen oder ermöglichen. Die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ermöglicht auf einfache, effektive und effiziente Weise ein vollständiges Stromlosschalten der nicht benötigten elektrischen Verbraucher und gleichzeitig eine effektive und effiziente Umsetzung von Anforderungen an die funktionale Sicherheit in Kraftfahrzeugen, beispielsweise gemäß ISO 26262 und VDA 450.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist als für den Zugang zu dem Kraftfahrzeug und/oder die Wiederinbetriebnahme des Kraftfahrzeugs benötigter Verbraucher ein Steuergerät vorgegeben bzw. vorgesehen, das eingerichtet ist zum Betrieb und/oder zum Bereitstellen wenigstens einer vorgegebenen Schnittstelle zum Erfassen eines Signals eines fahrzeugexternen Geräts. Dieses Steuergerät wird dann bei und nach der Deaktivierung des Kraftfahrzeugs, also während des deaktivierten Zustands des Kraftfahrzeugs aktiviert gehalten, also nicht deaktiviert. Als entsprechende Schnittstelle kann beispielsweise eine NFC-Schnittstelle verwendet werden. Darüber kann der Nutzer des Kraftfahrzeugs mittels des fahrzeugexternen Geräts Zugang zu dem Kraftfahrzeug erlangen bzw. dieses wieder in Betrieb nehmen bzw. zumindest dessen Ladeklappe öffnen. Ein solches fahrzeugexternes Gerät kann insbesondere ein mobiles elektronisches Gerät, also beispielsweise ein Fahrzeugschlüssel oder ein Mobiltelefon oder dergleichen sein. Damit kann eine besonders komfortable Nutzung des Kraftfahrzeugs ermöglicht werden. Insbesondere kann nach der Deaktivierung des Kraftfahrzeugs lediglich, also ausschließlich dieses Steuergerät und als Teil davon oder zusätzlich dazu die Schnittstelle aktiviert gehalten werden. Damit kann der Zugang bzw. die Wiederinbetriebnahme für einen besonders langen Zeitraum ermöglicht werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird bei und nach der Deaktivierung, also im deaktivierten Zustand des Kraftfahrzeugs eine in dem Kraftfahrzeug verfügbare elektrische Betriebsenergiemenge, also beispielsweise ein Ladezustand der bzw. einer Batterie des Kraftfahrzeugs überwacht. Weiter wird dann, wenn die verfügbare elektrische Betriebsenergiemenge einen vorgegebenen ersten Schwellenwert erreicht oder unterschreitet automatisch ein korrespondierender Hinweis an einen vorgegebenen, insbesondere fahrzeugexternen, Empfänger ausgesendet. Der erste Schwellenwert ist dabei so vorgegeben, dass bei diesem die verbleibende verfügbare elektrische Betriebsenergiemenge größer ist als ein vorgegebener Minimalwert, also eine vorgegebene Minimalbetriebsenergiemenge, der bzw. die für den Zugang oder die Wiederinbetriebnahme benötigt wird. Ab Erreichen des ersten Schwellenwertes steht dann also noch eine gewisse Zeit zur Verfügung, innerhalb derer der Zugang bzw. die Wiederinbetriebnahme ohne Weiteres möglich ist.
Der vorgegebene Empfänger kann beispielsweise der Nutzer oder eine Kontaktadresse oder Mobilfunknummer oder ein Mobilgerät oder dergleichen sein, die bzw. das von dem Nutzer für diesen Zweck angegeben wurde, also beispielweise in dem Kraftfahrzeug, insbesondere in dem an anderer Stelle genannten Fahrzeugsystem oder Steuergerät, als Empfänger, also Benachrichtigungsziel hinterlegt ist. Ebenso kann der Empfänger beispielsweise eine fahrzeugexterne Servereinrichtung, also etwa ein Backend oder Cloudserver oder Rechenzentrum oder dergleichen, sein. Von diesem kann der Hinweis oder eine korrespondierende Benachrichtigung dann gegebenenfalls an den Nutzer oder ein mobiles elektronisches Gerät des Nutzers oder eine Kontaktadresse des Nutzers weitergeleitet bzw. gesendet werden.
Durch den Hinweis kann der Empfänger bzw. der Nutzer beispielsweise darüber informiert werden, dass das Kraftfahrzeug bzw. dessen Batterie, insbesondere eine zum Ermöglichen des Zugangs oder der Wiederinbetriebnahme bestimmte Niedervoltbatterie des Kraftfahrzeugs, nur noch für eine begrenzte Zeitspanne ohne Weiteres den Zugang oder die Wiederinbetriebnahme ermöglichen kann. Somit kann der Nutzer dann auf diesen Hinweis reagieren, indem er entsprechend rechtzeitig beispielsweise die Ladeklappe öffnet oder auch die Batterie auflädt. Durch die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann also besonders komfortabel und zuverlässig vermieden werden, dass das Kraftfahrzeug einen Zustand erreicht, in dem ein regulärer Zugang oder eine reguläre Wiederinbetriebnahme nicht möglich ist.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird - wie auch an anderer Stelle beschrieben - bei und nach der Deaktivierung, also während das Kraftfahrzeug abgestellt ist, die in dem Kraftfahrzeug verfügbare elektrische Betriebsenergiemenge überwacht. Hier wird dabei auch in dem Kraftfahrzeug automatisch, also etwa durch automatische Verarbeitung bzw. Auswertung entsprechender Daten oder Signale erkannt bzw. ermittelt, für welche Zeitspanne, also für wie lange jeweils ausgehend vom aktuellen Zeitpunkt die verfügbare elektrische Betriebsenergiemenge noch ausreicht bzw. voraussichtlich ausreichen wird, um ohne Weiteres den Zugang bzw. die Wiederinbetriebnahme zu ermöglichen oder sicherzustellen. Wenn dabei erkannt wird, dass ausgehend vom jeweils aktuellen Zeitpunkt voraussichtlich innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne die verfügbare elektrische Betriebsenergiemenge einen bzw. den auch an anderer Stelle genannten Minimalwert, also eine entsprechende vorgegebene Minimalbetriebsenergiemenge, der bzw. die für den Zugang oder die Wiederinbetriebnahme benötigt wird, also gerade noch ausreicht, erreichen wird, automatisch ein korrespondierender Hinweis an einen bzw. den auch an anderer Stelle beschriebenen vorgegebenen, insbesondere fahrzeugexternen, Empfänger ausgesendet.
Dafür kann beispielsweise ein jeweils aktueller Energieverbrauch bzw. eine aktuelle zeitliche Veränderung der verfügbaren Betriebsenergiemenge oder eine entsprechende Extrapolation als Grundlage verwendet werden.
Durch die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann also berücksichtigt werden, dass der tatsächliche Energieverbrauch, beispielsweise aufgrund von verschiedenen Umgebungsbedingungen oder Benutzereinstellungen oder dergleichen, nicht notwendigerweise immer exakt identisch sein muss. Somit kann also auf entsprechende unterschiedliche Situationen oder Gegebenheiten dynamisch reagiert werden, sodass beispielsweise die Ruhe- oder Stillstandsdauer des Kraftfahrzeugs, die verstreichen kann, bevor der Hinweis ausgesendet wird, situationsangepasst maximiert bzw. optimiert werden. Zudem kann durch die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erreicht werden, dass der Nutzer ab dem Aussenden des Zeitpunkts stets konsistent gleich viel Zeit hat, um noch auf reguläre Weise, also ohne Weiteres Zugang zu dem Kraftfahrzeug zu erlangen bzw. dieses wieder in Betrieb zu nehmen. Dies kann eine besonders komfortable und zuverlässige Nutzbarkeit des Kraftfahrzeugs ermöglichen. Beispielsweise kann vorgegeben sein, dass der Hinweis stets dann ausgegeben wird, wenn voraussichtlich noch mehrere Stunden oder Tage, beispielsweise noch wenigstens 6 Stunden oder noch wenigstens 12 Stunden oder noch wenigstens 24 Stunden oder noch wenigstens 2 Tage oder noch wenigstens 3 Tage oder noch wenigstens eine Woche oder dergleichen zur Verfügung stehen, bis der vorgegebene Minimalwert erreicht werden wird.
In einer möglichen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird dann, wenn die verfügbare elektrische Betriebsenergiemenge den vorgegebenen Minimalwert erreicht bzw. der vorgegebenen Minimalbetriebsenergiemenge entspricht, automatisch die Ladeklappe, also eine Abdeckung eines Ladeanschlusses zum Aufladen der bzw. einer Batterie des Kraftfahrzeugs entriegelt bzw. geöffnet. Dies kann insbesondere diejenige Batterie des Kraftfahrzeugs sein, welche zum direkten oder indirekten Bereitstellen oder Speichern der Betriebsenergie bestimmt ist. Durch die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann ein guter Kompromiss zwischen einer maximalen Absicherung des Kraftfahrzeugs und einer möglichst einfachen und komfortablen Nutzbarkeit des Kraftfahrzeugs realisiert werden. Damit kann also auch dann, wenn die elektrische Betriebsenergie vollständig aufgebraucht ist bzw. die verfügbare elektrische Betriebsenergiemenge nicht mehr zum Öffnen der Ladeklappe ausreicht, auf einfache Weise ein Aufladen der Batterie und somit letztlich eine Wiederinbetriebnahme des Kraftfahrzeugs ermöglicht werden, beispielsweise ohne spezielle Maßnahmen zu erfordern oder eine Beschädigung des Kraftfahrzeugs zu riskieren. Über den Ladeanschluss kann direkt diejenige Batterie aufladbar sein, die beispielsweise die Betriebsenergie für ein elektronisches Schließ- oder Zugangssystem bzw. einen entsprechenden Schließ- oder Zugangsmechanismus bereitstellt. Ebenso kann über den Ladeanschluss gegebenenfalls eine andere Batterie oder ein anderer elektrischer Energiespeicher direkt aufladbar sein, woraus dann die Batterie, welche die Betriebsenergie für das Schließ- oder Zugangssystem bzw. den entsprechenden Mechanismus bereitstellt, aufgeladen oder versorgt werden kann.
In einer möglichen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird zum Überwachen der verfügbaren elektrischen Betriebsenergie ein Ladezustand einer Niedervoltbatterie des Kraftfahrzeugs überwacht. Eine solche Niedervoltbatterie kann eine Batterie sein, welche beispielsweise eine Nennspannung von maximal 12 V oder maximal 24 V oder maximal 48 V oder maximal 60 V aufweist. Eine solche Niedervoltbatterie kann also insbesondere nicht als Traktionsbatterie des Kraftfahrzeugs bestimmt sein, also von einer eventuell vorhandenen Traktionsbatterie des Kraftfahrzeugs verschieden sein. mit anderen Worten kann hier also vorgesehen sein, dass die Betriebsenergie zum Ermöglichen des Zugangs oder der Wiederinbetriebnahme, also beispielsweise zum Betreiben oder Bereitstellen der an anderer Stelle genannten Schnittstelle und/oder des an anderer Stelle genannten Schließ- oder Zugangssystems bzw. Schließ- oder Zugangsmechanismus durch die Niedervoltbatterie bereitgestellt wird. Damit kann dann also ein eventuell zusätzlich vorhandenes Hochvoltenergiebordnetz des Kraftfahrzeugs bzw. eine Hochvoltbatterie des Kraftfahrzeugs dauerhaft oder zumindest zeitweise deaktiviert sein bzw. bleiben, während das Kraftfahrzeug deaktiviert ist. Dies kann gegebenenfalls den währenddessen in dem Kraftfahrzeug aktiven, also fließenden Ruhestrom, also den Ruhestrom- oder Ruheenergieverbrauch des Kraftfahrzeugs im deaktivierten Zustand minimieren. Zudem kann dann das entsprechende Schließ- oder Zugangssystem besonders einfach und kostengünstig ausgestaltet sein.
In einer möglichen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird die Betriebsenergie für den Zugang und/oder die Wiederinbetriebnahme aus einer bzw. der an anderer Stelle genannten Niedervoltbatterie des Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Diese Niedervoltbatterie wiederum wird durch eine Hochvolttraktionsbatterie des Kraftfahrzeugs gespeist bzw. versorgt. Dies kann beispielsweise bedeuten, dass die Niedervoltbatterie aus der Hochvolttraktionsbatterie aufgeladen wird, wenn oder sobald ein Ladezustand der Niedervoltbatterie einen vorgegebenen Schwellenwert, beispielsweise den an anderer Stelle genannten vorgegebenen Minimalwert, erreicht. Ebenso kann der hier verwendete vorgegebene Schwellenwert größer als der Minimalwert sein, um eine entsprechend tiefe Entladung der Niedervoltbatterie zu vermeiden. Dazu kann die Hochvolttraktionsbatterie bzw. ein entsprechendes Ladesystem zu diesem Zeitpunkt, beispielsweise durch das für das erfindungsgemäße Verfahren eingerichtete Fahrzeugsystem oder Steuergerät, automatisch aktiviert werden. Dementsprechend kann die Hochvolttraktionsbatterie bzw. ein entsprechendes Ladesystem also so lange deaktiviert sein bzw. bleiben, wie die Niedervoltbatterie selbst einen ausreichend hohen Ladezustand zum Ermöglichen des Zugangs bzw. der Wiederinbetriebnahme aufweist. Nach dem Aufladen der Niedervoltbatterie kann die Hochvolttraktionsbatterie bzw. das entsprechende Ladesystem automatisch deaktiviert werden. Die Hochvolttraktionsbatterie kann eine Batterie sein, welche zum Bereitstellen von Antriebsenergie für eine elektrische Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs bestimmt bzw. eingerichtet ist. Die Hochvolttraktionsbatterie kann beispielsweise eine Nennspannung von wenigstens 100 V oder wenigstens 200 V oder wenigstens 400 V oder wenigstens 800 V aufweisen. Durch die hier vorgeschlagene Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann die insgesamt in dem Kraftfahrzeug vorhandene Energie besonders vollständig ausgenutzt werden, um den Zugang bzw. die Wiederinbetriebnahme ohne Weiteres für eine besonders lange Zeitspanne zu ermöglichen.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Fahrzeugsystem für ein Kraftfahrzeug. Das erfindungsgemäße Fahrzeugsystem ist oder umfasst mindestens ein Steuergerät und ist zum automatischen Ausführen bzw. Anwenden des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet. Dazu kann das Fahrzeugsystem bzw. dessen Steuergerät beispielsweise eine entsprechende elektronische Schaltung oder beispielsweise eine Prozessoreinrichtung, also etwa einen Mikroprozessor oder Mikrochip oder Mikrocontroller, und einen mit der Prozessoreinrichtung gekoppelten computerlesbaren Datenspeicher aufweisen. Darin kann ein mittels der Schaltung bzw. der Prozessoreinrichtung ausführbares Betriebs- oder Computerprogramm gespeichert oder implementiert sein, das die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannten Verfahrensschritte, Maßnahmen oder Abläufe oder entsprechende Steueranweisungen codiert oder implementiert. Das erfindungsgemäße Fahrzeugsystem bzw. dessen Steuergerät kann insbesondere das im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannte Fahrzeugsystem bzw. Steuergerät sein. Dementsprechend kann das Fahrzeugsystem also beispielsweise die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannte Schnittstelle aufweisen oder bereitstellen oder zur Kopplung damit bzw. zu deren Betrieb eingerichtet sein. Ebenso kann das Fahrzeugsystem einen, beispielsweise von dem Steuergerät ansteuerbaren, elektronischen Schließ- oder Zugangsmechanismus, beispielsweise für eine Tür und/oder die Ladeklappe des Kraftfahrzeugs aufweisen oder zum Ansteuern bzw. Aktivieren eines solchen Mechanismus eingerichtet sein.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug, das mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeugsystem ausgestattet und/oder zum automatischen Ausführen bzw. Anwenden des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug kann insbesondere das im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und/oder im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeugsystem genannte Kraftfahrzeug sein oder diesem entsprechen.
Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung sowie anhand der Zeichnung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:

1 eine ausschnittweise schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs und eines fahrzeugexternen mobilen elektronischen Geräts zur Veranschaulichung eines verbesserten Ruhestrommanagements; und
2 einen beispielhaften schematischen Ablaufplan für ein korrespondierendes Verfahren.

1 zeigt eine ausschnittweise schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 1, das für ein optimiertes Ruhestrommanagement eingerichtet ist. Das Kraftfahrzeug 1 weist eine Traktionsbatterie 2 zur Versorgung eines Antriebs und eine Niedervoltbatterie 3 zur Versorgung verschiedener elektrischer Verbraucher 4 des Kraftfahrzeugs 1 auf. Die Niedervoltbatterie 3 kann beispielsweise mittels einer hier nicht dargestellten Lichtmaschine und/oder aus der Traktionsbatterie 2 aufgeladen werden. Die Traktionsbatterie 2 oder auch die Niedervoltbatterie 3 kann zudem über einen Ladeanschluss 5 aufladbar sein. Der Ladeanschluss 5 ist im Normalzustand von einer verriegelten Ladeklappe 6 abgedeckt und somit also nicht ohne weiteres zugänglich. Um den Ladeanschluss 5 zu nutzen, also beispielsweise ein Ladekabel anzuschließen, kann die Ladeklappe 6 elektronisch entriegelt bzw. geöffnet werden. Zur Veranschaulichung ist hier gestrichelt die Ladeklappe 6 in einer entsprechenden Offenstellung angedeutet.
Um die Ladeklappe 6 zu entriegeln bzw. zu öffnen ist jedoch eine gewisse minimale Betriebsenergiemenge notwendig. Diese kann üblicherweise von der Niedervoltbatterie 3 bereitgestellt werden. Jedoch ist der Energievorrat der Niedervoltbatterie 3 und auch der Traktionsbatterie 2 begrenzt und nimmt aufgrund eines auch im deaktivierten Zustand des Kraftfahrzeugs 1 von null verschiedenen Ruhestroms bzw. Energiebedarfs kontinuierlich ab. Dies könnte potenziell dazu führen, dass ein Zugang zu dem Kraftfahrzeug 1 bzw. dem Ladeanschluss 5 ab einem bestimmten Punkt nicht mehr ohne Weiteres möglich wäre.
Um diesem Problem zu begegnen, weist das Kraftfahrzeug 1 hier ein entsprechendes Fahrzeugsystem zum Ruhestrommanagement auf. Dieses Fahrzeugsystem umfasst zumindest ein hier schematisch angedeutetes Steuergerät 7. Das Steuergerät 7 weist hier beispielhaft einen Prozessor 8, einen damit gekoppelten Datenspeicher 9 und eine Zugangsschnittstelle 10 auf.
Die verschiedenen elektrischen Verbraucher 4 des Kraftfahrzeugs 1 sind hier an die Niedervoltbatterie 3 über in entsprechenden Versorgungsleitungen angeordnete intelligente Halbleiterschalter 11 angebunden. Diese Halbleiterschalter 11 sind von dem Steuergerät 7 steuerbar bzw. schaltbar. Dazu sind die Halbleiterschalters 11 hier schematisch angedeutet über entsprechende Steuerleitungen 12 mit dem Steuergerät 7 verbunden. Die hier dargestellte Verkabelung bzw. Topologie der genannten Einrichtungen des Kraftfahrzeugs 1 ist rein schematisch und beispielhaft zu verstehen, kann also in der Praxis auch anders realisiert sein.
Bei einer von dem Steuergerät 7 erkannten Deaktivierung des Kraftfahrzeugs 1 werden für den Zugang zu dem Kraftfahrzeug 1 bzw. dessen Wiederinbetriebnahme nicht benötigte elektrische Verbraucher 4 automatisch und unmittelbar von dem Steuergerät 7 stromlos geschaltet. Dazu werden vorliegend von dem Steuergerät 7 die entsprechenden Halbleiterschalter 11 geöffnet und dadurch die elektrische Versorgung der entsprechenden Verbraucher 4 unterbrochen. Somit können Ruheströme dieser Verbraucher 4 vollumfänglich vermieden werden. Lediglich für den erneuten Zugang bzw. die Wiederinbetriebnahme des Kraftfahrzeugs 1 notwendige Einrichtungen werden nicht deaktiviert. Dies betrifft hier das Steuergerät 7. Es wird hier also ein Maximum von elektrischen Lasten im Kraftfahrzeug 1 abgeschaltet, um Ruheströme so lang wie möglich dank der auch zur elektronischen Absicherung dienenden intelligenten Halbleiterschalter 11 zu vermeiden, während das Kraftfahrzeug 1 deaktiviert ist.
Zur weiteren Veranschaulichung zeigt 2 einen beispielhaften schematischen Ablaufplan 15 für ein entsprechendes Verfahren.
Darin kann im zunächst noch aktivierten Zustand, also während des Betriebs des Kraftfahrzeugs 1 in einem Verfahrensschritt S1 von dem Steuergerät 7 eine fortlaufende Überwachung auf eine Deaktivierung bzw. Deaktivierungsanforderung hin durchgeführt werden. Wird eine solche Deaktivierung oder Deaktivierungsanforderung detektiert, so schaltet das Steuergerät 7 daraufhin in einem Verfahrensschritt S2 so schnell wie möglich die nicht mehr benötigten Verbraucher 4 ab, insbesondere durch Öffnen bzw. entsprechendes Ansteuern der Halbleiterschalter 11.
In einem Verfahrensschritt S3 kann dann eine fortlaufende oder regelmäßige Überwachung des Ladezustands der Niedervoltbatterie 3 gestartet oder fortgeführt werden. Dabei kann beispielsweise der Ladezustand der Niedervoltbatterie 3 durch das Steuergerät 7 regelmäßig von der Niedervoltbatterie 3 abgefragt oder der Ladezustand von der Niedervoltbatterie 3 kontinuierlich oder regelmäßig an das Steuergerät 7 übermittelt werden.
In dem Steuergerät 7, beispielsweise in dessen Datenspeicher 9, können ein Minimalwert des Ladezustands bzw. eine entsprechende minimale Betriebsenergiemenge definiert, also vorgegeben oder hinterlegt sein, der bzw. die zum elektronischen Entriegeln oder Öffnen der Ladeklappe 6 benötigt wird. Ebenso kann ein im Vergleich dazu größerer Schwellenwert für den Ladezustand oder die verbleibende Betriebsenergiemenge der Niedervoltbatterie 3 und/oder eine vorgegebene Warnzeit definiert bzw. hinterlegt sein. Innerhalb der Warnzeit kann noch ausreichend Betriebsenergie zum bestimmungsgemäßen Entriegeln bzw. Öffnen der Ladeklappe 6 zur Verfügung stehen.
In einem Verfahrensschritt S4 kann von dem Steuergerät 7 kontinuierlich oder regelmäßig wiederholt überprüft werden, ob die in der Niedervoltbatterie 3 verbleibende Betriebsenergiemenge größer als der vorgegebene Schwellenwert ist und/oder ob die Zeit bis zum voraussichtlichen Erreichen des vorgegebenen Minimalwerts größer als die vorgegebene Warnzeit ist. Sobald dies nicht mehr der Fall ist, kann das Steuergerät 7 in einem Verfahrensschritt S5 automatisch ein in 1 schematisch angedeutetes Hinweissignal 13 aussenden. Durch dieses Hinweissignal 13 kann ein vorgegebener Empfänger über den entsprechenden Zustand des Kraftfahrzeugs 1 informiert werden. Beispielsweise kann das Hinweissignal 13 an ein als entsprechendes Benachrichtigungsziel in dem Steuergerät 7 definiertes bzw. angegebenes Mobilgerät 14 gesendet werden. Somit kann also dann, wenn die Gefahr besteht, dass die in der Niedervoltbatterie 3 verbleibende Betriebsenergiemenge in absehbarer Zeit, also beispielsweise nach Verstreichen der Warnzeit, nicht mehr zum Entriegeln bzw. Öffnen der Ladeklappe 6 ausreichen wird, also eine entsprechend definierte minimal zum Entriegeln oder Öffnen der Ladeklappe 6 notwendige Energiemenge erreichen oder unterschreiten wird, dies an einen Nutzer des Kraftfahrzeugs 1 kommuniziert werden. Der Nutzer kann ab diesem Zeitpunkt also noch eine gewisse Zeit, beispielsweise mehrere Stunden oder Tage Zeit haben, um Zugang zu dem Kraftfahrzeug 1 zu erhalten und/oder die Niedervoltbatterie 3 und/oder die Traktionsbatterie 2 aufzuladen.
Optional kann für den Fall, dass der Nutzer nicht auf das Hinweissignal 13 reagieren sollte, in einem Verfahrensschritt S6 fortlaufend oder regelmäßig wiederholt überwacht bzw. überprüft werden, ob die in der Niedervoltbatterie 3 oder gegebenenfalls insgesamt in der Niedervoltbatterie 3 und der Hochvoltbatterie 2 verbleibende nutzbare Betriebsenergiemenge den Minimalwert erreicht hat. Sobald dies der Fall ist, kann ebenso optional in einem Verfahrensschritt S7 das Steuergerät 7 die Ladeklappe 6 automatisch entriegeln oder öffnen, um einen einfachen Zugang bzw. eine einfache Wiederinbetriebnahme des Kraftfahrzeugs 1 zu ermöglichen.
Durch das hier vorgeschlagene Vorgehen kann auf eine externe Noteinspeisung von Betriebsenergie über eine entsprechende von dem regulären Ladeanschluss 5 verschiedene Noteinspeisungselektrik bzw. Noteinspeisungselektronik oder dergleichen vermieden und somit entsprechende zusätzliche Hardware eingespart werden.
In Reaktion auf das Hinweissignal 13 kann der Nutzer beispielsweise das Mobilgerät 14 oder einen elektronischen Schlüssel in die Nähe der Zugangsschnittstelle 10 bringen, die also beispielsweise als NFC-Schnittstelle oder dergleichen ausgestaltet sein kann. Dies kann als Trigger fungieren, auf den hin das Steuergerät 7 die Ladeklappe 6 entriegeln bzw. öffnen kann. Damit kann der Nutzer dann ohne Weiteres die Niedervoltbatterie 3 direkt oder indirekt über den Umweg der Traktionsbatterie 2 aufladen und somit die Möglichkeit für einen fortgesetzten Zugang zu dem Kraftfahrzeug 1 bzw. dessen Wiederinbetriebnahme ohne Weiteres sicherstellen bzw. aufrechterhalten.
Insgesamt zeigen die beschriebenen Beispiele wie eine Strategie zur Verbesserung des Ruhestrommanagements in Fahrzeugen, insbesondere mittels intelligenter halbleiterbasierter Schalter, umgesetzt werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: Traktionsbatterie
3: Niedervoltbatterie
4: Verbraucher
5: Ladeanschluss
6: Ladeklappe
7: Steuergerät
8: Prozessor
9: Datenspeicher
10: Zugangsschnittstelle
11: Halbleiterschalter
12: Steuerleitungen
13: Hinweissignal
14: Mobilgerät
15: Ablaufplan
S1-S7: Verfahrensschritte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10 2013 208 462 A1 [0004]
DE 10 2011 122 042 A1 [0005]

Claims

Verfahren (15) zum Ruhestrommanagement eines Kraftfahrzeugs (1), wobei in dem Kraftfahrzeug (1) automatisch - eine durch einen Nutzer des Kraftfahrzeugs (1) ausgelöste Deaktivierung des Kraftfahrzeugs (1) erkannt wird, und - daraufhin unmittelbar für einen Zugang zu dem Kraftfahrzeug (1) und/oder eine Wiederinbetriebnahme des Kraftfahrzeugs (1) nicht benötigte elektrische Verbraucher (4) des Kraftfahrzeugs (1) stromlos geschaltet werden.
Verfahren (15) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht benötigten elektrischen Verbraucher (4) mittels Halbleiterschaltern (11) stromlos geschaltet werden.
Verfahren (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als benötigter Verbraucher ein Steuergerät (7), das eingerichtet ist zum Betrieb wenigstens einer vorgegebenen Schnittstelle (10) zum Erfassen eines Signals eines fahrzeugexternen Geräts (14) aktiviert gehalten wird.
Verfahren (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei und nach der Deaktivierung eine in dem Kraftfahrzeug (1) verfügbare elektrische Betriebsenergiemenge überwacht wird und dann, wenn die verfügbare elektrische Betriebsenergiemenge einen vorgegebenen ersten Schwellenwert erreicht oder unterschreitet, bei dem die verbleibende verfügbare elektrische Betriebsenergiemenge größer ist als ein vorgegebener Minimalwert, der für den Zugang oder die Wiederinbetriebnahme benötigt wird, automatisch ein korrespondierender Hinweis (13) an einen vorgegebenen Empfänger (14) ausgesendet wird.
Verfahren (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei und nach der Deaktivierung eine in dem Kraftfahrzeug (1) verfügbare elektrische Betriebsenergiemenge überwacht wird und dann, wenn erkannt wird, dass ausgehend vom jeweils aktuellen Zeitpunkt voraussichtlich innerhalb einer vorgegeben Zeitspanne die verfügbare elektrische Betriebsenergiemenge einen vorgegebenen Minimalwert, der für den Zugang oder die Wiederinbetriebnahme benötigt wird, erreichen wird, automatisch ein korrespondierender Hinweis (13) an einen vorgegebenen Empfänger (14) ausgesendet wird.
Verfahren (15) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die verfügbare elektrische Betriebsenergiemenge den vorgegebenen Minimalwert erreicht, automatisch eine Abdeckung (6) eines Ladeanschlusses (5) zum Aufladen einer Batterie (2, 3) des Kraftfahrzeugs (1) entriegelt wird.
Verfahren (15) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zum Überwachen der verfügbaren elektrischen Betriebsenergiemenge ein Ladezustand einer Niedervoltbatterie (3) des Kraftfahrzeugs (1) überwacht wird.
Verfahren (15) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsenergie für den Zugang und/oder die Wiederinbetriebnahme aus einer Niedervoltbatterie (3) des Kraftfahrzeugs (1) bereitgestellt wird und diese Niedervoltbatterie (3) durch eine Hochvolttraktionsbatterie (2) des Kraftfahrzeugs (1) gespeist wird.
Fahrzeugsystem (7) für ein Kraftfahrzeug (1), wobei das Fahrzeugsystem (7) ein Steuergerät (7) umfasst und zum automatischen Ausführen des Verfahrens (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.
Kraftfahrzeug (1), das ein Fahrzeugsystem (7) nach Anspruch 9 aufweist und/oder zum automatischen Ausführen des Verfahrens (15) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 eingerichtet ist.