(57)【要約】  本発明は自動車用のエネルギ管理システムに関する。このシステムは計算ユニットを備えたエネルギ管理部を有する。エネルギ形成部、エネルギ蓄積部およびエネルギ負荷である複数の搭載電源網コンポーネントおよびメモリはエネルギ管理部と接続されている。エネルギ形成部およびエネルギ蓄積部はそれぞれ種々の考えられる動作状態に対応付けられており、この動作状態は実際のエネルギ形成部と１つまたは複数の仮想のエネルギ負荷との合計によって表される。
2009508744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用のエネルギ管理システムであって、
計算ユニットを有するエネルギ管理部と、
前記エネルギ管理部と接続されているメモリと、
エネルギ形成部、エネルギ蓄積部およびエネルギ負荷である、複数の搭載電源網コンポーネントとを備えたエネルギ管理システムにおいて、
前記エネルギ形成部（４）および前記エネルギ蓄積部（５）はそれぞれ種々の考えられる動作状態に対応付けられており、該動作状態はそれぞれ実際のエネルギ形成部と１つまたは複数の仮想のエネルギ負荷との合計によって表されることを特徴とする、エネルギ管理システム。
【請求項２】
前記メモリ（３）の記憶スペースはマトリクス状に編成されており、前記搭載電源網コンポーネント（４，５，６，７，８，１４，１５，１６，１７，１８）にはそれぞれ１つの優先順位特性数および１つまたは複数のクラスが対応付けられており、前記メモリ（３）には各搭載電源網コンポーネントおよび各所属のクラスに関して、それぞれの搭載電源網コンポーネントのそれぞれのクラスに関するエネルギ出力またはエネルギ消費量を表すデータが記憶されている、請求項１記載のエネルギ管理システム。
【請求項３】
前記エネルギ管理部（１）は前記計算ユニット（２）によって処理され記憶されているデータを使用してエネルギ管理を実施する、請求項２記載のエネルギ管理システム。
【請求項４】
前記計算ユニット（２）は記憶されているデータを加算し、少なくとも１つの閾値と比較する、請求項３記載のエネルギ管理システム。
【請求項５】
前記エネルギ管理部（１）は前記計算ユニット（２）によって求められた結果データを前記搭載電源網コンポーネントの制御に使用する、請求項３または４記載のエネルギ管理システム。
【請求項６】
前記搭載電源網コンポーネント（１４，１５，１６，１７，１８）にはそれぞれ１つの制御ユニット（９，１０，１１，１２，１３）が対応付けられており、前記エネルギ管理部（１）は前記計算ユニット（２）によって求められた結果データを前記制御ユニットにそれぞれ伝送し、該制御ユニットはそれぞれ前記結果データをそれぞれの搭載電源網コンポーネント（４，５，６，７，８）の制御に使用する、請求項３または４記載のエネルギ管理システム。
【請求項７】
前記結果データは、結果として生じたクラスおよび結果として生じた優先順位特性数に関する情報を含む、請求項５または６記載のエネルギ管理システム。
【請求項８】
搭載電源網コンポーネントのクラス対応付けは変更可能である、請求項２から７までのいずれか１項記載のエネルギ管理システム。
【請求項９】
複数の電力レベルを有するエネルギ負荷においては各電力レベルに固有の優先順位特性数が対応付けられている、請求項１から８までのいずれか１項記載のエネルギ管理システム。
【請求項１０】
レベルの無いエネルギ負荷は複数のレベルに下位分類されており、該複数のレベルの各々には所定の電力レベルが対応付けられており、且つ各レベルには固有の優先順位特性数が対応付けられている、請求項１から９までのいずれか１項記載のエネルギ管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用のエネルギ管理システムに関する。
【０００２】
従来技術
従来から公知のエネルギ管理システムは所定の車両およびその車両固有の負荷について調整されている。この種のエネルギ管理システムを他の車両に容易に転用することはできない。したがって、他の車両に転用することができる場合には存在するであろうコストに関する利点を活用することができない。
【０００３】
DE 197 45 849 A1からは自動車においてエネルギを分配する装置が公知であり、この装置は内燃機関によって駆動されるジェネレータを有し、このジェネレータは搭載電源網に電力を供給する。エネルギ分配は搭載電源網管理部として機能する制御装置を用いて実現される。制御ユニットには必要な情報が供給され、それらの情報に基づき制御ユニットは搭載電源網および内燃機関のコンポーネントを調整するための調整ストラテジを実施する。搭載電源網と内燃機関との間でのエネルギ分配は所定の要求に応じて、搭載電源網の目標電圧が所定の限界内にあるかという条件を考慮して行われる。
【０００４】
DE-198 29 150 A1からは、少なくとも１つのバッテリおよび少なくとも１つのジェネレータを有する自動車においてエネルギを分配するための方法および装置が公知である。この方法および装置においては階層的な制御構造が使用される。この階層的な制御構造は、上位のコンポーネントと、この上位のコンポーネントの下位にあり、少なくとも１つのジェネレータおよび少なくとも１つのバッテリを制御するためのコンポーネントとから構成されている。上位のコンポーネントと下位のコンポーネントとの間には所定の通信関係を有するインタフェースが設けられている。通信関係とは、依頼されたコンポーネントによって履行されなければならないタスク、要求されたコンポーネントによって履行されなければならない要求、また問い合せられたコンポーネントによって応答されなければならない問合せである。少なくとも１つのジェネレータの下位のコンポーネントと上位のコンポーネントとの間ではタスクとして調整すべき電力ないし電圧が伝送され、また問合せとしてジェネレータの電力形成のための電位が伝送される。さらには、少なくとも１つのバッテリの下位のコンポーネントと上位のコンポーネントとの間では問合せとしてバッテリの電力の電位が伝送される。
【０００５】
DE 102 32 539 A1からは、自動車搭載電源網において電気的なエネルギを管理するための方法および装置が公知である。この搭載電源網は複数の電気的な負荷を有し、これらの負荷にはジェネレータおよびバッテリから電気的なエネルギが供給される。これらの負荷はスイッチオン後の第１のフェーズにおいてピーク電力を要求し、またスイッチオン後の第２にフェーズにおいて定格電力を要求する。さらには、エネルギ管理および負荷管理を実施するための制御装置が設けられている。負荷がスイッチオンされた際の電圧の急激な変化を回避するため、また車両の安全性を改善するために、十分なピーク電力および定格電力を使用できない場合には、スイッチオン要求に応じて搭載電源網において使用可能なピーク電力および定格電力を求め、負荷に関するスイッチオン時点を時間的に遅延させ、供給電力を高める措置および／または負荷を減らす措置が講じられることが提案される。新たな負荷は十分なピーク電力および定格電力を供給できるようになったときに初めてスイッチオンされる。
【０００６】
発明の利点
したがって請求項１に記載されている特徴を備えたエネルギ管理システムは、非常に正確且つ区別化された負荷制御を実施することができるという利点を有する。エネルギ形成、エネルギ蓄積およびエネルギ消費の分離が行われる公知のエネルギ管理システムとは異なり、新たなエネルギ管理システムにおいてはこのような分離はもはや行われない。これによって、例えばエネルギ負荷のどのクラスに関してどれ程多くのエネルギが例えばバッテリから取り出されるべきであり、どのクラスに関してはそうでないかを正確に決定することができる。
【０００７】
有利には請求項２に記載されている特徴により、要求されたエネルギ管理システムを拡張できるように、また一連の型を包括するよう使用できることが達成される。新たな搭載電源網コンポーネントには優先順位特性数のみが必要とされ、また１つまたは複数のクラスが対応付けられる。この際、各負荷はある時点において１つのクラスに所属することしかできない。さらにメモリにそれぞれ所属のデータが記憶されている場合には、これらのデータを既存のデータに付加的にエネルギ管理のために使用することができる。
【０００８】
このエネルギ管理を計算ユニットによって処理され記憶されているデータを使用して、エネルギ管理部によって直接的に実施することができる。例えば、エネルギ管理部は計算ユニットによって行われる記憶されているデータの評価に基づき、既存のエネルギは安全性に関連する既存の負荷にとってのみ十分であることを識別する。したがってエネルギ管理部は、安全性に関連する負荷が電流をバッテリから取り出すことができ、これに対し快適性に関連する負荷は電流を取り出すことができないという意味において制御を実施する。
【０００９】
これに択一的に、エネルギ管理部は既存のエネルギに関する情報を搭載電源網コンポーネントに対応付けられている制御ユニットに伝送することができ、この制御ユニット自体はそれぞれ所属の搭載電源網コンポーネントを制御する。この実施形態においては、制御インテリジェンスが分散されてそれぞれの搭載電源網コンポーネントに配置されている。
【００１０】
有利には搭載電源網コンポーネントのクラス対応付けを動作時に変更することができる。例えば、クラス５に対応付けられており、またエネルギ管理部によって遮断されたヒータを所定時間後にクラス４に変更し、ヒータの遮断を認識でき、またヒータの即座の再スイッチオンが必要であることがシグナリングされる。さらに、エネルギ形成部も異なるクラスに所属することができる。クラス０においてエネルギ形成部は最大限に可能な電力を出力する。しかしながら、このエネルギ形成部は仮想負荷として比較的高いクラスに対応付けられ、電力をカバーし、したがって出力電力を低下させることもできる。さらには蓄積部も異なるクラスに所属することができる。クラス０において、蓄積部は最大限に考えられる出力を送出する。比較的高いクラスにおいて、蓄積部は仮想的な負荷として電力をカバーし、したがって出力電力を低下させることができるか、それどころか総じて電力を消費することができる。
【００１１】
有利には、複数の電力レベルを有する負荷が設けられている場合には各電力レベルが独立した負荷と見なされ、それらの負荷には固有の優先順位特性数および１つまたは複数のクラスを対応付けることができる。負荷の電力は先行するレベルに付加的に必要とされる電力に対応する。このことはエネルギ管理システムにおいてその核を変更することなく、任意の別の負荷の組み込み可能性を改善する。
【００１２】
レベルの無い負荷は、有利には最も小さい、合理的には調整可能なレベルに下位分類され、各レベルには固有の優先順位特性数および１つまたは複数のクラスが対応付けられている。このことはエネルギ管理システムにおいてその核を変更することなく、レベルの無い別の負荷の組み込み可能性を改善する。
【００１３】
上述の全ての搭載電源網コンポーネントを確かに種々のクラスに割り当てることができる、すなわちそれらの搭載電源網コンポーネントをあるクラスから別のクラスに切り換えることができるが、ある時点において搭載電源網コンポーネントはただ１つのクラスにしか対応付けられていない。
【００１４】
本発明の別の有利な特徴は、図面を参照する実施例の説明より明らかになる。
【００１５】
図面
図１は、本発明によるエネルギ管理システムの第１の実施形態のブロック図を示す。図２は、図１に示したメモリ３の構造を説明するための図を示す。図３は、搭載電源網コンポーネントのクラスおよび優先順位特性数への対応付けを説明するための図を示す。図４は、本発明によるエネルギ管理システムの第２の実施形態のブロック図を示す。
【００１６】
実施例の説明
図１は、本発明によるエネルギ管理システムの第１の実施形態のブロック図を示す。この実施形態によれば、エネルギ管理システムはエネルギ管理部１を有し、このエネルギ管理部１は計算ユニット２を包含する。エネルギ管理部１はメモリ３と接続されており、このメモリ３にデータが書き込まれ、またこのメモリ３からデータが読み出される。さらにエネルギ管理部１はエネルギ形成部４、エネルギ蓄積部５ならびにエネルギ負荷６，７および８と接続されている。エネルギ形成部４はジェネレータであり、エネルギ蓄積部５はバッテリである。エネルギ負荷６，７，８は実際のエネルギ負荷である。例えば、エネルギ負荷６は車両のヒータであり、エネルギ負荷７は車両のブレーキ制御システム（ＡＢＳ）であり、エネルギ負荷８は車両のカーラジオである。前述のエネルギ形成部、エネルギ蓄積部およびエネルギ負荷を全て搭載電源網コンポーネントと称する。
【００１７】
これらの搭載電源網コンポーネントは複数のクラスに分類される。この種のクラス分類に関する例を以下の表に示す。
【表１】
2009508744.tif 000003
【００１８】
したがってクラス０は最大限に考えられる出力を有する全てのエネルギ形成部およびエネルギ蓄積部、例えばジェネレータ４およびバッテリ５に対応付けられている。クラス１には、情報技術的な信号接続部を有していない全てのエネルギ負荷が所属する。このクラスには例えばデータバスを介して制御されないヘッドライトが所属する。クラス２には、影響を及ぼすことができない全ての負荷が対応付けられている。これは安全性に関連し、且つ法的に関連する負荷を意味しており、例えばブレーキ制御系、ヘッドライト、二次エアポンプまたは電気的な触媒ヒータである。クラス３には、安全性に関連しない全ての負荷が所属し、劣化時におけるそれらの遮断は顕著に認識することができる。このクラスには例えばカーラジオおよびウィンドウリフトが所属する。クラス４には、安全性に関連しない全ての負荷が対応付けられており、劣化時におけるそれらの遮断は僅かな範囲でしか認識することができない。このクラスには例えばシートヒータが所属する。クラス５には、安全性に関連しない全ての負荷が所属し、劣化時におけるそれらの遮断は認識することができない。このクラスには例えばリアウィンドウデフォガーが所属する。クラス６には、常に最大限の消費量を有する、安全性に関連しない全ての負荷が対応付けられている。このクラスには例えば室内ヒータが所属する。クラス２〜７の負荷のクラスを動作時に変更することができる。クラス７には、常に最大限の電力消費量を有するが、その起動は後続の潜在的な節約可能性とは結びついていない、安全性に関連しない全ての負荷が対応付けられている。このクラスには例えば外部温度が高い場合のリアウィンドウデフォガーが所属する。
【００１９】
さらには、エネルギ分配についての搭載電源網コンポーネントの重要性に関する情報を表す優先順位特性数が定義される。例えば、優先順位特性数ＰＫ＝１にはジェネレータ４、優先順位特性数ＰＫ＝２にはバッテリ５、優先順位特性数ＰＫ＝５には基本負荷および二次エアポンプ、優先順位特性数ＰＫ＝６にはブレーキ制御系、優先順位特性数ＰＫ＝７にはヘッドライト、また優先順位特性数ＰＫ＝１４，１５および１６には１つの負荷、例えばヒータの３つの異なる電力レベルが対応付けられている。
【００２０】
図２は、図１に示したメモリ３の構造を説明するための図を示す。図３から見て取れるように、メモリ３の記憶スペースはマトリクス状に編成されている。一方の軸には全部で８つの異なるクラスが記載されており、他方の軸には例として全部で１７の優先順位特性数が記載されている。
【００２１】
図３は、搭載電源網コンポーネントのクラスおよび優先順位特性数への対応付けを説明するための図を示す。
【００２２】
図３によれば、電力形成部であるジェネレータ４には優先順位特性数１が固定的に対応付けられている。各エネルギ形成部は種々の動作状態を有する。これらの動作状態のうちの１つにおいては、エネルギ形成部は最大限に考えられる電力、ジェネレータ４の場合には例えば２０００Ｗの電力を出力する。この動作状態にはクラス０が対応付けられている。この種の動作様式においてジェネレータによって出力される電力は図３において負にバランスを取っている。すなわちマイナス符号が付されている。
【００２３】
各電力形成部は、比較的高いクラスにおける１つまたは複数のいわゆる仮想負荷を用いて電力をカバーすることにより自身の出力を低減することができる。このような出力の低減はジェネレータ４においては、例えばアイドリング回転数の低下（ＬＬＤ低下）およびトルク低減の場合である。これらの仮想負荷には別のクラス、例えばクラス４および５が対応付けられており、クラス４のジェネレータは６００Ｗの電力を消費し、クラス５のジェネレータは３００Ｗの電力を消費する。このことが以下の表に示されている。この表の最後の列にはジェネレータの実効出力が示されている。
【表２】
2009508744.tif 000004
【００２４】
ジェネレータは下位の調整部とのインタフェースを表す。例えば、ジェネレータには上述のトルク低減についての命令がこの下位の調整部から設定される。
【００２５】
上述したように、エネルギ形成部には種々の考えられる動作状態ないし動作様式が対応付けられており、これらの動作状態は実際のエネルギ形成部と１つまたは複数の仮想エネルギ負荷の合計によって表される。仮想エネルギ負荷はエネルギ管理部によって、既存のエネルギ量および既存のエネルギ需要に依存してイネーブルまたは阻止される。このイネーブルに基づき、ジェネレータによって選択されるべき動作状態を直接的に導出することができる。
【００２６】
さらに図３によれば、エネルギ蓄積部であるバッテリ５には優先順位特性数ＰＫ＝２が対応付けられている。また各エネルギ蓄積部は種々の動作状態を有する。これらの動作状態のうちの１つにおいては、エネルギ形成部は最大限に考えられる電力、バッテリ５の場合には８００Ｗの電力を出力する。この動作状態にはクラス０が対応付けられている。この種の動作においてバッテリによって出力されるエネルギは図４において負にバランスを取っている。すなわちマイナス符号が付されている。
【００２７】
各エネルギ蓄積部は、比較的高いクラスにおける１つまたは複数のいわゆる仮想負荷を用いて電力をカバーすることにより自身の出力を低減することができる、もしくは電力を消費することができる。これらの仮想負荷には別のクラス、例えばクラス３，４および５が対応付けられている。図３から見て取れるように、エネルギ蓄積部はクラス３において６００Ｗの電力を消費し、クラス４において３００Ｗの電力を消費し、またクラス５において１００Ｗの電力を消費する。このことが以下の表に示されている。この表の最後の列にはエネルギ蓄積部の実効電力が示されている。
【表３】
2009508744.tif 000005
【００２８】
上述したように、エネルギ蓄積部には種々の考えられる動作状態ないし動作様式が対応付けられており、これらの動作状態は実際のエネルギ形成部と１つまたは複数の仮想エネルギ負荷の合計によって表される。仮想負荷はエネルギ管理部によって、既存のエネルギ量および既存のエネルギ需要に依存してイネーブルまたは阻止される。
【００２９】
優先順位特性数３および４は、この実施例においては設けられていない別のエネルギ蓄積部のために残される。
【００３０】
さらに図３においては、基本負荷に優先順位特性数ＰＫ＝５、また５００Ｗの電力消費量が設定されているクラス１が対応付けられている。さらには、同一の優先順位特性数ＰＫ＝５には別の負荷、例えば車両の二次エアポンプが対応付けられている。この二次エアポンプはクラス２に分類されており、また２５０Ｗの電力消費量を有する。
【００３１】
図３によれば、別の負荷に優先順位特性数ＰＫ＝６が対応付けられている。この別の負荷は、クラス２が対応付けられている１つの動作状態しか有していない。この別の負荷は３００Ｗの電力消費量を有する。別の負荷は例えばブレーキ制御系である。
【００３２】
さらに図３によれば、優先順位特性数ＰＫ＝７が対応付けられている、さらに別の負荷が設けられている。このさらに別の負荷は同様に、クラス２が対応付けられている１つの動作状態しか有していない。このさらに別の負荷は１００Ｗの電力消費量を有する。このようなさらに別の負荷としてヘッドライトが考えられる。
【００３３】
最後に図３によれば、３つの電力レベルで動作可能である負荷が設けられている。例えば、この負荷は車両のヒータである。この負荷の各電力レベルは固有の独立した負荷と見なされる。電力レベル１には優先順位特性数ＰＫ＝１４、電力レベル２には優先順位特性数ＰＫ＝１５また電力レベル３には優先順位特性数ＰＫ＝１６が対応付けられている。さらに電力レベル１および２はそれぞれクラス４に分類されており、電力レベル３はクラス５に分類されている。クラス４において優先順位特性数ＰＫ＝１４を有する負荷は３００Ｗの電力消費量を有する。クラス４において優先順位特性数ＰＫ＝１５を有する負荷は４００Ｗの電力消費量を有する。クラス５において優先順位特性数ＰＫ＝１６を有する負荷は３００Ｗの電力消費量を有する。このことが以下の表に示されている。この表の最後の列には総電力が示されている。
【表４】
2009508744.tif 000006
【００３４】
前述の各負荷のクラスを動作時に動的に切り換えることができる。例えば、クラス５に分類されているヒータ負荷がエネルギ管理部によって遮断される場合には、このヒータ負荷を所定時間後にクラス４に切り換えることができる。この切り換えによって、ヒータ負荷の遮断が行われたことを認識することができる。
【００３５】
したがって本発明においては各負荷に不変の優先順位特性数が一義的に対応付けられている。しかしながらこれとは逆に１つの優先順位特性数に複数の負荷を対応付けることができる。各負荷はある時点において１つのクラスにのみ所属することができる。本発明の意味における負荷はシングルレベルの負荷では負荷自体であり、マルチレベルの負荷では負荷の常にただ１つの切り換えレベルである。異なるクラスに同一の優先順位特性数を有する負荷が存在する場合には、これらの負荷を常に相互に依存せずに制御することができる。これに対して２つの負荷が同一の優先順位特性数および同一のクラスを有する場合には、これらの負荷を共通してオン・オフすることしかできない。
【００３６】
エネルギ管理部１は、図３に示されているメモリ３に記憶されているデータを用いてエネルギ管理を実施する。搭載電源網コンポーネントの電力消費量ないし出力を表しているこれらの記憶されているデータはエネルギ管理部１の計算ユニット２によってメモリ３から読み出され、計算プロセスに使用される。この計算プロセスの枠内においては、与えられている電力値が行毎に左から右へ加算され、その求められた和が閾値、例えば０よりも大きい限り加算され続けることによって平衡点が求められる。最後の被加数が再び減算されると、依然として考えられる０よりも小さい最大の値が得られる。これにより、結果として生じたクラスに関する情報また結果として生じた優先順位特性数を導出することができ、この優先順位特性数はどの負荷がどれ程のエネルギを消費して良いか、またどの負荷がそうではないかに関する情報を含む。
図１に示されている第１の実施形態によれば、これらの情報はエネルギ管理部１によって、全ての負荷によって消費される全体のエネルギが供給されるエネルギよりも小さいままであることを保証するために、個々の負荷を直接的に制御するため、例えば遮断するために使用される。
【００３７】
第２の実施形態によれば、前述の情報はエネルギ管理部によって単に全ての搭載電源網コンポーネントに伝送されるだけである。それらの搭載電源網コンポーネントにはそれぞれ固有の制御ユニットが設けられており、これらの制御ユニットは搭載電源網コンポーネントによって消費されるエネルギを伝送された情報の意味において調整するために使用される。
【００３８】
さらには前述の２つの実施形態の組合せも考えられる。
【００３９】
図４は、本発明によるエネルギ管理システムのこの第２の実施形態のブロック図を示す。この実施形態は図１に示した実施形態と同様に、計算ユニット２を含むエネルギ管理部１を有する。エネルギ管理部１はメモリ３にデータを書き込み、またメモリ３からデータを読み出すためにメモリ３と接続されている。
【００４０】
エネルギ管理部１から出力される、結果として生じたクラスおよび結果として生じた優先順位特性数に関する情報が全ての搭載電源網コンポーネントに伝送される。搭載電源網コンポーネント１４はジェネレータユニットであり、このジェネレータユニットはジェネレータ制御ユニット９およびジェネレータ４を有する。ジェネレータ制御ユニット９は、ジェネレータ４から出力されるエネルギを伝送された情報の意味において調整するために、エネルギ管理部１から出力された情報を使用する。例えば、ジェネレータ制御ユニット９は出力を低減することができる。これによって、ジェネレータのトルクを低減させ、したがって内燃機関はより多くのトルクを車両の加速に使用することができる。
【００４１】
搭載電源網コンポーネント１５はエネルギ蓄積ユニットであり、このエネルギ蓄積ユニットは蓄積制御ユニット１０およびエネルギ蓄積部５を有する。蓄積制御ユニット１０は、エネルギ蓄積部５によって消費されるエネルギを伝送された情報の意味において調整するために、エネルギ管理部１から出力された情報を使用する。例えば蓄積制御ユニット１０は、全ての負荷によって消費される総エネルギが供給されるエネルギよりも小さいままであることを保証するために、エネルギ蓄積部の各々の充電を行わないようにすることができる。
【００４２】
これに択一的に搭載電源網コンポーネント１５は、バッテリ状態識別部１０およびバッテリ５を有するバッテリユニットでもよい。バッテリ状態識別部はエネルギ管理部１にバッテリの状態を通知する。エネルギ管理部１は搭載電源網電圧を介してバッテリ電力を間接的に制御する。このことは適切なモデルによってジェネレータに目標電圧を設定することによって行うことができる。
【００４３】
搭載電源網コンポーネント１６は、負荷制御ユニット１１および負荷６を有する負荷ユニットである。負荷制御ユニット１１は、負荷６によって消費されるエネルギを伝送された情報の意味において調整するために、エネルギ管理部１から出力された情報を使用する。例えば負荷制御ユニット１１は、全ての負荷によって消費される総エネルギが供給されるエネルギよりも小さいままであることを保証するために負荷６を遮断することができる。
【００４４】
搭載電源網コンポーネント１７は、負荷制御ユニット１２および負荷７を有する負荷ユニットである。負荷制御ユニット１７は、負荷７によって消費されるエネルギを伝送された情報の意味において調整するために、エネルギ管理部１から出力された情報を使用する。例えば負荷制御ユニット１２は、全ての負荷によって消費される総エネルギが供給されるエネルギよりも小さいままであることを保証するために負荷７を遮断することができる。
【００４５】
搭載電源網コンポーネント１８は、負荷制御ユニット１３および負荷８を有する負荷ユニットである。負荷制御ユニット１３は、負荷８によって消費されるエネルギを伝送された情報の意味において調整するために、エネルギ管理部１から出力された情報を使用する。例えば負荷制御ユニット１３は、全ての負荷によって消費される総エネルギが供給されるエネルギよりも小さいままであることを保証するために負荷８を遮断することができる。
【００４６】
さらには、いわゆる包絡線を有する負荷の動的な特性が考慮される。このために、顕著なスイッチオン特性を有する各負荷は時間特性を表すパラメータセット（Ｈ1，ｔ1；Ｈ2，ｔ2；...）をエネルギ管理部１に伝送する。
【００４７】
負荷の電力は次式にしたがい計算される：
Ｐ（ｔ）＝Ｈ（ｔ）・ＰNenn。
【００４８】
この主の標準化された記述を用いて全ての負荷を良好な近似でカバーすることができる。包絡線を用いることにより、ルックアヘッド機能を達成することができる。例えば、５秒の間隔でエネルギバランスを計算することができ、またそれぞれの計算結果に依存して別の切り換え命令を出力または抑制することができる。さらには、高いスイッチオンパルスを有する負荷のスイッチオン時点を時間的に修正することができる。
【００４９】
要約すれば、本発明においては形成、蓄積および消費の厳密な分離を行わないようにすることができる。何に対して既存のバッテリを放電してもよいかを厳密に定義することができる。本発明によるコンセプトを上位の調整に容易に転用することができる。本発明の第２の実施形態による管理システムによって、車両内に存在するバスの負荷が非常に小さくなる。何故ならば、結果として生じたクラスおよび結果として生じた優先順位特性数に関する情報のみが伝送されるからである。負荷からは状態変化またはクラスの切り換えの場合にのみメッセージがエネルギ管理部に送信される。本発明の別の利点は、負荷のピーク負荷の低減の精度が高いこと、スケール化が可能であること、また顧客の要望に容易に適合できることである。さらには、本発明によるエネルギ管理システムの動作様式を容易に追従および適用可能である。標準化されたインタフェースが存在するので、新たな負荷を簡単にこのコンセプトに組み込むことができる。新たなコンポーネントを自動的に識別することができ、またプラグ＆プレイ機能の意味において既存のシステムに組み込むことができる。本発明においては、搭載電源網コンポーネント電力の動的な優先順位付けが行われる。これにより、顧客による調整介入操作の最小限の確率でのみ調整が行われることが考えられる。分散型の負荷モデルを基礎とする上述の第２の実施形態によれば、負荷状態がエネルギ管理部においてマッピングされない。何故ならば、負荷状態に関するインテリジェンスは負荷自体または少なくともエネルギ管理部の外部に配置されているからである。
【００５０】
本発明によるエネルギ管理システムを、モデル包括的なエネルギ管理部およびメーカ包括的で標準化されたエネルギ管理部のための基礎として使用することができる。何故ならば、各搭載電源網コンポーネントは標準化されたパラメータセットによって表され、また標準インタフェースを有するからである。このことは種々の車両および構成グレードへの適合を実現する。これとは異なり公知のエネルギ管理システムにおいては、マルチレベルの負荷のための負荷インタフェースを複雑なやり方でエネルギ管理部において考慮することが必要であった。各レベルが固有の負荷として処理される措置によって、エネルギ管理システムの核を変更する必要なく、任意の負荷を組み込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明によるエネルギ管理システムの第１の実施形態のブロック図を示す。
【図２】図１に示したメモリ３の構造を説明するための図を示す。
【図３】搭載電源網コンポーネントのクラスおよび優先順位特性数への対応付けを説明するための図を示す。
【図４】本発明によるエネルギ管理システムの第２の実施形態のブロック図を示す。
【符号の説明】
【００５２】
１  エネルギ管理部、  ２  計算ユニット、  ３  メモリ、  ４  エネルギ形成部、ジェネレータ、  ５  エネルギ蓄積部、バッテリ、  ６  第１のエネルギ負荷、  ７  第２のエネルギ負荷、  ８  第３のエネルギ負荷、  ９  ジェネレータ制御ユニット、  １０  蓄積制御ユニット、バッテリ状態識別部、  １１，１２，１３  負荷制御ユニット、  １４  ジェネレータユニット、  １５  エネルギ蓄積ユニット、  １６，１７，１８  負荷ユニット
【図１】
2009508744.tif 000007
【図２】
2009508744.tif 000008
【図３】
2009508744.tif 000009
【図４】
2009508744.tif 000010
【国際調査報告】
2009508744.tif 000011
2009508744.tif 000012
2009508744.tif 000013
2009508744.tif 000014