(57)【要約】  本発明は、電気エネルギー源（１６０）及び少なくとも１つの第１の電気消費機器（１２０＿１）を有する電気システム（１００）の電気消費機器（１２０＿１）の出力を制御する方法に関する。将来の期間における第１電気消費機器（１２０＿１）の所要出力が決定される。第１の電気消費機器（１２０＿１）の出力が、充電状態及び決定された所要出力に依存して将来の期間に制御される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気エネルギー源（１６０）及び少なくとも１つの第１の電気消費機器（１２０＿１）を有する車両（３００）の電気システム（１００）内の電気消費機器（１２０＿１）の出力を制御する方法（４００）において、
前記エネルギー源（１６０）が充電状態を有し、前記方法が、
将来の期間における前記第１電気消費機器（１２０＿１）の所要出力を決定する、決定ステップ（４１０）と、
充電状態及び決定された所要出力に依存して将来の期間に前記第１の電気消費機器（１２０＿１）の出力を制御する、制御ステップ（４２０）と
を含む方法（４００）。
【請求項２】
請求項１に記載の方法（４００）において、
第２の電気消費機器（１２０＿２、１２０＿ｎ）を設け、該第２の電気消費機器（１２０＿２、１２０＿ｎ）の出力を、前記電気システム（１００）に残っている電気エネルギーに依存して制御する方法（４００）。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の方法（４００）において、
特に数秒、又は単位時間、例えば２〜４秒だけ未来に位置する開始時点、及び特に単位秒又は単位時間、例えば５〜１０秒の所要時間によって将来の期間を設定する方法（４００）。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法（４００）において、
将来の期間における前記第１の電気消費機器（１２０＿１）の所要出力を、周辺パラメータ（１３０）に依存して、特にドライブトレイン（２００）の作動パラメータ、内燃機関（１７０）の作動パラメータ、又はナビゲーションデータ（１３０）に依存して決定する方法（４００）。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法（４００）において、
第１の電気消費機器（１２０＿１）が電動ターボチャージャであり、特に第１の電気消費機器（１２０＿１）の所要出力を目標回転数及び目標圧力に依存して決定する方法。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法（４００）を実施するように構成されたコンピュータプログラム。
【請求項７】
請求項６に記載のコンピュータプログラムが保存されている機械読取り可能なメモリ媒体。
【請求項８】
論理ユニット（１１０）であって、該論理ユニット（１１０）が、将来の期間における第１の電気消費機器（１２０＿１）の所要出力を周辺パラメータ（１３０）に依存して決定し、データセットとして供給するように構成されている論理ユニット（１１０）。
【請求項９】
請求項８に記載の論理ユニット（１１０）を有する装置（１４０）、特に第１の電気消費機器（１２０＿１）又は制御ユニット（１５０）。
【請求項１０】
電気エネルギー源（１６０）、少なくとも１つの第１の電気消費機器（１２０＿１）、制御ユニット（１５０）、及び請求項８に記載の論理ユニット（１１０）を有する電気システム（１００）であって、
前記電気エネルギー源（１６０）が充電状態を有し、
前記論理ユニット（１１０）が、将来の期間における第１の電気消費機器（１２０＿１）の所要出力を決定し、
制御ユニット（１５０）が、充電状態及び決定された所要出力に依存して、将来の期間における第１の電気消費機器（１２０＿１）の出力を将来の期間に制御する電気システム（１００）。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電気システム（１００）を有する車両（３００）のドライブトレイン（２００）。
【請求項１２】
請求項１１に記載のドライブトレイン（２００）を有する車両（３００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の電気システム内の電気消費機器の出力を制御するための方法及び装置に関し、電気システムは、電気エネルギー源及び少なくとも１つの第１の電気消費機器を含み、電気エネルギー源は充電状態を有する。さらに本発明は、論理ユニット、電気システム、対応する電気システムを有するドライブトレイン、並びにコンピュータプログラム及び機械読取り可能なメモリ媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の電気システムは、少なくとも１つ以上の電気消費機器に給電するための電気エネルギー源を有している。電気システムのエネルギー源の充電状態は、消費機器の作動に伴い減少する。個々の消費機器の出力に依存して、エネルギー源の充電状態は異なる速度で減少する。車両の電気システム内に出力の大きい消費機器が増加するにつれて、システムで電気エネルギーを制御及び分配するためのエネルギー管理システムの重要性及び必然性が増す。出力の大きい２つの消費機器を並行して作動するか、又は同時にスイッチオンする場合には、エネルギー源の性能を超え、電気ネットワークにおけるエネルギー供給の崩壊につながる場合もある。車両内において出力の大きい２つの消費機器の例は、車両の駆動を支援する電気機械、及び従来の内燃機関のための吸気を圧縮する電気駆動式のターボチャージャである。エネルギー源の性能を超えた場合には消費機器の電圧が降下し、したがって、もはや電気消費機器の規定にしたがった、又は要求される作動を保証することができない。電気システムにおけるこのような状態を回避するためには、電気システム内の電気消費機器の出力制御を改善するための解決策が不可欠である。
【発明の概要】
【０００３】
車両の電気システム内の電気消費機器の出力を制御する方法が提供される。電気システムは、電気エネルギー源及び少なくとも１つの第１の電気消費機器を含む。エネルギー源は充電状態を有する。方法は、将来の期間における第１電気消費機器の所要出力を決定するステップと、充電状態及び決定された所要出力に依存して将来の期間に第１の電気消費機器の出力を制御するステップとを含む。
【０００４】
電気消費機器の出力を制御する方法が提供される。消費機器は、充電状態を有する電気エネルギー源を含む車両の電気システムの一部である。この方法では、将来の期間における第１の電気消費機器の所要出力が決定される。このために、将来の期間に第１の電気消費機器によって要求される所要出力を決定することを可能にする手段が設けられている。決定されたこの所要出力及びエネルギー源の充電状態に依存して、第１電気消費機器の出力が将来の期間に制御される。好ましくは、少なくとも１つの電気消費機器の出力を制御する方法が提供され、この方法は、将来の期間に少なくとも１つの消費機器が規定にしたがって作動することを保証する。
【０００５】
方法の別の構成では、電気システムは第１及び第２の電気消費機器を含む。第２の電気消費機器、特に少なくとも１つの第２の電気消費機器の出力は、電気システムに残っているエネルギーに依存して制御される。
【０００６】
少なくとも第１及び第２の電気消費機器を含む電気システムが提供される。第１の電気消費機器は優先的に作動されることが望ましい。すなわち、第１の電気消費機器はいつでも規定にしたがって、又は電気システムに生じる要求にしたがって作動されることが望ましい。少なくとも１つの第２の電気消費機器は、必要に応じて、要求される出力よりも小さい出力で作動することもできる。したがって、第２の電気消費機器は、いつでも規定にしたがって、又は電気システムに生じる要求にしたがって作動されるわけではない。第１の電気消費機器が規定にしたがった作動されることの優先順位が高いのは、第１の電気消費機器は、電気システムが含まれるシステム全体を作動するためにより重要だからである。この第１の電気消費機器のために将来の期間における所要出力が決定される。決定された所要出力及びエネルギー源の充電状態に依存して、第１の電気消費機器が将来の期間に制御される。したがって優先順位が低い少なくとも１つの第２の電気消費機器は、電気システムに残っている電気出力に応じて制御される。すなわち、第２の消費機器は電気システム、システム全体、又は運転者の側の要求に応じて作動されるのではなく、必要に応じて、第１の消費機器が規定にしたがって作動されている場合に電気システムに残されている電気エネルギー又は電気システムの出力に応じてより少ない出力によって作動される。少なくとも１つの第２の消費機器を制御するためには、好ましくは残された電気エネルギーが決定される。好ましくは、システム全体にとって重要であるとみなされる少なくとも第１の電気消費機器が将来の期間における所要出力に応じて制御される方法が提供される。
【０００７】
本発明の別の実施形態では、第１の消費機器の所要出力を決定し、第１の消費機器を制御する将来の期間は、開始時点及び所要時間によって設定される。将来の期間は特に数秒、又は単位時間、例えば２〜４秒だけ未来に位置する開始時点を有する。将来の期間は、特に単位秒又は単位時間、例えば５〜１０秒の所要時間を有する。
【０００８】
したがって、将来の期間は、エネルギー管理システムが将来の期間における作動を準備することができる未来に位置している。エネルギーが２つの電気消費機器、特に高出力消費機器を作動するために十分ではない場合には、例えば第１の電気消費機器は要求される出力にしたがって作動され、第２の電気消費機器の作動は制限されるか、又は停止される。したがって、好ましくは第１の電気消費機器が規定にしたがって作動されることが保証されている。
【０００９】
本発明の別の実施形態では、将来の期間における第１の電気消費機器の所要出力が周辺パラメータに依存して決定される。特に第１の電気消費機器の所要出力は、ドライブトレインの作動パラメータ、内燃機関の作動パラメータ、又はナビゲーションデータに依存して決定される。
【００１０】
将来の期間における第１の電気消費機器の所要出力の決定は、周辺パラメータに依存して行われる。例えば作動しようとする内燃機関の排ガスの排ガス浄化を可能にするために、例えばドライブトレインの低い温度に依存して電気ヒータを作動することができる。又は、例えば、内燃機関がまもなく始動されるという情報に依存して、内燃機関を始動するための電気機械の所要出力が決定される。同様に、例えば、将来の期間に勾配の大きい区間を通行しなければならない場合には、将来の期間における第１の電気消費機器の所要出力をナビゲーションデータに依存して決定することができる。例えば、このためには電動ターボチャージャを作動し、内燃機関のための吸気を圧縮するか、又は内燃機関の電気駆動を支援することが望ましい。好ましくは、将来の期間における所要出力を決定するために異なる基準が提供される。
【００１１】
本発明の別の実施形態では、第１の電気消費機器は電動ターボチャージャである。この場合、特に第１の電気消費機器の所要出力は、例えばターボチャージャの目標回転数及び目標圧力に依存して決定される。
【００１２】
この実施形態では、第１の電気消費機器は電動ターボチャージャである。内燃機関を規定にしたがって作動するためには、電気ターボチャージャを規定にしたがった作動することが不可欠である。内燃機関の作動状態に基づいて内燃機関をモデル化することによってターボチャージャのための目標回転数及び目標圧力を決定することができる。特に将来の期間における第１の電気消費機器の所要出力は、これらの目標回転数及び目標圧力に依存して決定される。好ましくは、内燃機関及び付属の電動ターボチャージャを規定にしたがって作動するための方法が提供される。
【００１３】
さらに、本発明は上記方法を実施するように構成されているコンピュータプログラムに関する。
【００１４】
さらに本発明は、上記コンピュータプログラムが保存されている機械読取り可能なメモリ媒体に関する。
【００１５】
さらに本発明は将来の期間における第１の電気消費機器の所要出力を周辺パラメータに依存して決定し、データセットとして供給するように構成された論理ユニットに関する。
【００１６】
将来の期間における第１の電気消費機器の所要出力を周辺パラメータに依存して決定することができる論理ユニットが提供される。すなわち、論理ユニットは、センサユニット又は他の計算ユニットもしくは機能ユニットからデータを受信することができる。このデータに依存して、論理ユニットは将来の期間における第１の電気消費機器の所要出力を決定する。さらに論理ユニットは、決定された所要出力を情報又はデータセットとして供給するように構成されている。したがって、データセットが制御部に供給され、例えばエネルギー管理システムの制御部に供給される。好ましくは、エネルギー管理システムのための改善された管理ユニットが供給される。
【００１７】
さらに本発明は、上記論理ユニットを有する装置に関する。この装置は、特に第１の電気消費機器又は制御ユニットである。
【００１８】
上記論理ユニットを含む装置が提供される。したがって、装置は将来の期間における第１の電気消費機器の所要出力を決定し、これをデータセットとして供給する。この装置は、特に第１の電気消費機器であってもよい。この場合には、第１の電気消費機器は自ら、将来の期間における自身の所要出力をエネルギー管理システムに伝達することができる。したがって、エネルギー管理システムは将来の期間に第１の電気消費機器を制御及び作動することができる。代替案には、装置は将来の期間における第１の電気消費機器の所要出力を決定する別個の制御ユニットである。制御ユニットは第１の電気消費機器の出力を制御するためにこの情報をエネルギー管理システムに提供する。エネルギー管理システムのためには、電気システムのどのような機能ユニットに論理ユニットが割り当てられているかは重要でない。好ましくは、エネルギー管理システムを改善するために論理ユニットを組み込むための様々な実施形態が提供される。
【００１９】
さらに本発明は、電気エネルギー源、少なくとも１つの第１の電気消費機器、制御ユニット、及び論理ユニットを有する電気システムに関する。エネルギー源は充電状態を有する。論理ユニットは、将来の期間における第１の電気消費機器の所要出力を決定する。さらに制御ユニットは、充電状態及び決定された所要出力に依存して、将来の期間における第１の電気消費機器の出力を将来の期間に制御する。
【００２０】
電気エネルギー源、第１の電気消費機器、制御ユニット、及び論理ユニットを有する電気システムが提供される。論理ユニットは、将来の期間における第１の電気消費機器の所要出力を決定するための役割を果たす。制御ユニットは、第１の電気消費装置の検出された所要出力及びエネルギー源の充電状態に依存して、第１の電気消費機器の出力を将来の期間に制御するための役割を果たす。好ましくは、第１の電気消費装置が規定にしたがって作動されることが保証される電気システムが供給される。
【００２１】
さらに本発明は、上記電気システムを有する車両のドライブトレインに関する。特にドライブトレインは内燃機関を含む。このようなドライブトレインは、例えば出力の大きい電気ネットワーク又は電気システムを含む車両を駆動するための役割を果たす。特にドライブトレインは内燃機関の駆動を支援するための電動ターボチャージャ及び／又は電気機械を含む。上記方法及び装置によって、ドライブトレインを規定にしたがって作動することが可能となる。
【００２２】
さらに本発明は、上記ドライブトレインを有する車両に関する。したがって好ましくは、少なくとも１つの第１の電気消費機器を有する電気システムを含む車両が提供される。上記方法及び装置によって、車両を規定にしたがって作動することが可能となる。
【００２３】
当然ながら、本発明による方法の特徴、特性、及び利点は、論理ユニット、装置、もしくはドライブトレイン及び車両にも該当するか、もしくは使用可能であり、またその逆もいえる。
【００２４】
次に図面に基づいて本発明を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】電気システムを示す概略図である。
【図２】ドライブトレインを有する車両を示す概略図である。
【図３】電気システムで電気消費機器の出力を制御する方法を示す概略的なフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、電気エネルギー源１６０と、少なくとも第１の電気消費機器１２０＿１、制御ユニット１５０及び論理ユニット１１０を有する電気システム１００を示す。論理ユニット１１０は、将来の期間における第１の電気消費機器１２０＿１の所要出力を決定するように構成されている。このために、論理ユニット１１０はセンサユニットもしくは機能ユニット、又は特性マップから周辺パラメータ１３０を受信する。論理ユニット１１０は、決定された所要出力に関して決定されたデータを制御ユニット１５０に供給し、制御ユニット１５０は、決定された将来の期間における所要電力に依存して第１の電気消費機器１２０＿１を制御する。この概略図には、同様に制御ユニット１５０によって制御される別の可能な第２の電気消費機器１２０＿２又は１２０＿ｎが示されている。しかしながら、第２の電気消費機器１２０＿２、１２０＿ｎの制御は、第１の電気消費機器１２０＿１の制御の下位で行われる。第１の電気消費機器１２０＿１は、決定された所要出力に応じて、エネルギー源１６０の充電状態に依存して制御される。電気システムにまだ残っている電気エネルギーに依存して、下位の第２の電気消費機器１２０＿２及び１２０＿ｎが制御される。図１には、電気システム１００が、特に複数の第１及び第２電気消費機器を含んでいてもよいことが破線によって示されている。装置１４０は、好ましくは論理ユニット１１０を有する制御ユニット１５０を含む。装置１４０は、好ましくは論理ユニット１１０を有する第１の電気消費装置１２０＿１も含む。論理ユニット１１０は独立して構成されていてもよいし、制御ユニット１５０に組み込まれていてもよいし、第１の消費機器１２０＿１に組み込まれていてもよいし、又は電気システム１００の機能ユニットに組み込まれていてもよい。
【００２７】
図２は、ドライブトレイン２００を有する車両３００を概略的に示す。図２は、４つの車輪１８０を有する車両を例示しており、本発明は、水路、陸路、及び空路で随意の数の車輪を有する随意の車両において使用可能である。ドライブトレイン２００は、車両駆動軸を駆動するために、例えば内燃機関１７０、クラッチ１７２、及び伝動装置１７４を有する内燃機関の駆動装置を含む。さらにドライブトレイン２００は、少なくとも第１の電気消費機器１２０＿１、及び好ましくは少なくとも１つの第２の電気消費機器１２０＿２、１２０＿ｎに給電するためのエネルギー源１６０を有する電気システム１００を含む。制御ユニット１５０は、第１の電気消費機器１２０＿１の出力を将来の期間に制御し、さらに特に第２の電気消費機器１２０＿２、１２０＿ｎの出力を制御する。このために、制御ユニット１５０は、エネルギー源１６０の充電状態及び決定された第１消費機器１２０＿１の将来の期間における所要出力の他に、特に適切なセンサによって決定された周辺パラメータ１３０も考慮する。
【００２８】
図３は、電気システム１００の第１の電気消費機器１２０＿１の出力を制御する方法４００の概略的なフロー図を示す。ステップ４０５によって方法が開始する。ステップ４１０では、将来の期間における第１の電気消費機器１２０＿１の所要出力が決定される。ステップ４２０では、エネルギー源１６０の充電状態及び決定された所要出力に依存して第１の消費機器１２０＿１の出力が将来の期間に制御される。ステップ４９５によって方法は終了する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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