DE10162522B4

DE10162522B4 - Fahrzeugenergieversorgungsgerät

Info

Publication number: DE10162522B4
Application number: DE10162522.7A
Authority: DE
Inventors: Kazuyoshi Obayashi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2001-12-19
Publication date: 2017-07-13
Anticipated expiration: 2021-12-20
Also published as: US6624529B2; JP2002199505A; US6986398B2; US20020113441A1; JP3624831B2; FR2824514A1; FR2824514B1; US20040084232A1; DE10162522A1

Abstract

Energieversorgungsgerät für ein Fahrzeug, mit: einem Energiezuführabschnitt (1, 2, 2a, 3, 4, 5, 300) mit einem Energiespeicherabschnitt (3, 4) und mit einem Energieerzeugungsabschnitt (1, 300), wobei der Energiespeicherabschnitt (3, 4) eine erste Speicherbatterie (3), nämlich eine Hochspannungsbatterie, enthält, um elektrische Energie einer ersten am Fahrzeug befindlichen Lastgruppe (6, 7, 8) zuzuführen, eine zweite Speicherbatterie (4), nämlich eine Niedrigspannungsbatterie, enthält, um elektrische Energie einer zweiten am Fahrzeug befindlichen Lastgruppe (9, 10, 11) zuzuführen, und einen Gleichstrom-Gleichstrom-Energieumsetzabschnitt (5) enthält, um eine elektrische Austauschenergie zwischen der ersten und der zweiten Speicherbatterie zu übertragen, und der Energiespeicherabschnitt und der Energieerzeugungsabschnitt elektrische Energie zueinander und voneinander übertragen und wobei der Energiezuführabschnitt elektrische Energie zu einer Vielzahl von am Fahrzeug befindlichen Lasten (6, 7, 8, 9, 10, 11) zuführt; und einem Steuerabschnitt (12) zum Steuern der elektrischen Energie, die von dem Energiezuführabschnitt zu den am Fahrzeug befindlichen Lasten zugeführt wird; wobei der Steuerabschnitt (12) eine Einrichtung (Schritte 210, 214, 218, 1014, 1022, 1026) enthält, um in den Fällen, bei denen die Summe der zuführbaren elektrischen Energie kleiner ist als die Summe der erforderlichen elektrischen Energie oder in Fällen, bei denen eine auf die Summe der zuführbaren elektrischen Energie bezogene elektrische Quantität kleiner ist als eine auf die Summe der erforderlichen elektrischen Energie bezogene elektrische Quantität, die Summe der zuführbaren elektrischen Energie zu erhöhen oder die Summe der erforderlichen elektrischen Energie zu reduzieren, so dass die Summe der zuführbaren elektrischen Energie die Summe der erforderlichen elektrischen Energie übersteigen wird, wobei die Summe der zuführbaren elektrischen Energie gleich ist der elektrischen Energie, die von dem Energiezuführabschnitt den am Fahrzeug befindlichen Lasten zugeführt werden kann und welche elektrische Energie enthält, die durch den Energieerzeugungsabschnitt erzeugt wird und elektrische ...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugenergieversorgungsgerät mit einem Elektrogenerator/-motor oder einer Brennstoffzelle.
Beschreibung des Standes der Technik
Ein typisches Automobil, welches durch eine Brennkraftmaschine angetrieben wird, enthält ein Stromversorgungsgerät, in welchem eine Batterie vermittels eines Wechselstromgenerators geladen werden kann. Im allgemeinen wird die Rate der Stromerzeugung vermittels des Wechselstromgenerators eingestellt, um die Batteriespannung auf einen gewünschten Pegel zu regulieren.
Ein typisches Automobil mit einem Hybridantrieb enthält einen Elektrogenerator/-motor, der entweder in einem Generatormodus oder einem Motormodus arbeiten kann. Der Elektrogenerator/-motor ist mit einer Maschine gekuppelt. Das Hybridantriebsfahrzeug enthält im allgemeinen ein Stromversorgungsgerät, durch welches eine Batterie mit Hilfe eines Elektrogenerator/-motors geladen werden kann. Wenn das Fahrzeug verzögert wird, wird die Batterie über den Elektrogenerator/-motor geladen, so daß Energie wiedergewonnen werden kann. Wenn das Fahrzeug beschleunigt, wird die Batterie entladen, um den Elektrogenerator/-motor zu aktivieren, um die Fahrzeugbeschleunigung zu unterstützen. Gewöhnlich wird die Rate der Energieerzeugung durch den Elektrogenerator/-motor so eingestellt, um den Ladungszustand der Batterie auf einen Zielwert zu steuern. Die Steuerung des Batterieladezustandes zielt darauf ab, den Ladevorgang und den Entladevorgang der Batterie während der Wiedergewinnung der Fahrzeugverzögerungsenergie und während der Unterstützung der Fahrzeugbeschleunigung zu optimieren.
Eine Batterie, die dafür ausgelegt ist, um einen beträchtlichen Abschnitt der Energie zum Antreiben eines Fahrzeugs zu liefern, neigt dazu, groß zu sein und im Gewicht schwer zu sein.
Die japanische Patentanmeldungsveröffentlichung JP 2000-16 199 A offenbart ein Energiezuführgerät für ein Fahrzeug. Das Energiezuführgerät enthält einen Kabelbaum, der eine Batterie und Lasten verbindet. Der Kabelbaum besitzt erste und zweite leitende Teile. Ein erster Komparator überwacht das Potential an dem ersten leitenden Teil. Der erste Komparator detektiert, wann das erste leitende Teil mit Erde oder Masse kurzgeschlossen wird. Ein Prozessor, der an den ersten Komparator angeschlossen ist, aktiviert eine Warnlampe, wenn der erste Komparator einen Kurzschluß des ersten leitenden Teiles mit Masse oder Erde detektiert hat. Ein zweiter Komparator überwacht das Potential an dem zweiten leitenden Teil. Der zweite Komparator detektiert, wenn das zweite leitende Teil mit Masse oder Erde kurzgeschlossen wird. Der Prozessor ist mit dem zweiten Komparator verbunden. Der Prozessor öffnet einen Relaisschalter und trennt dadurch die Batterie von den Lasten ab, wenn der zweite Komparator einen Kurzschluß des zweiten leitenden Teiles mit Masse oder Erde detektiert.
Weiterhin ist aus der DE 199 60 079 A1 ein Verfahren zum Schalten von Verbrauchern bekannt, wobei jedem Verbraucher eine abhängig von einem bestimmten Zeitpunkt und einem bestimmten Betriebszustand des Fahrzeugs veränderliche Priorität zugeordnet ist, um damit einen verringerten Energiebedarf zu erreichen.
Ähnliche Vorrichtungen zur Verringerung des Energiebedarfs sind ferner aus der DE 199 31 144 A1 , der DE 198 45 563 A1 und der DE 198 38 248 A1 bekannt.
Oftmals kann jedoch durch derartige Vorrichtungen, die den Energieverbrauch im Fahrzeug verringern, keine optimale Energieversorgung der im Fahrzeug befindlichen Lasten erzielt werden.
Die DE 196 28 222 A1 offenbart ein Zwei-Batterie-Bordnetz in einem Kraftfahrzeug, bei dem zwischen den Batterien ein Bordnetzsteuergerät angeordnet ist und eine Batterie primär zur Versorgung der üblichen Verbraucher und die andere primär zur Versorgung des Starters verwendet wird. Das Bordnetzsteuergerät 16 umfaßt ein Bordnetzmodul, das die erforderlichen Umschaltvorgänge durchführt und weist einen weiteren Anschluß auf, über den start- und betriebsnotwendige Bordnetzkomponenten mit Spannung versorgt werden können. Diese Bordnetzkomponenten werden mit höchster Priorität versorgt und bei einer zu starken Entladung der Versorgungsbatterie von der Startbatterie mitversorgt, wobei jedoch sichergestellt wird, daß während des Startvorgangs die übrigen Bordnetzkomponenten nicht mit der Startbatterie verbunden sind.
Die DE 197 45 849 A1 offenbart eine Einrichtung zur Energieverteilung in einem Kraftfahrzeug mit einem von einer Brennkraftmaschine angetriebenen Generator, der ein Bordnetz mit elektrischer Leistung versorgt. Die Energieverteilung wird dabei mit Hilfe einer Steuereinrichtung, die als Bordnetzmanager arbeitet, realisiert. Der Steuereinheit werden erforderliche Informationen zugeführt, aus denen sie eine Regelstrategie für die Regelung der Komponenten des Bordnetzes und der Brennkraftmaschine durchführt. Die Energieverteilung zwischen Bordnetz und Brennkraftmaschine erfolgt gemäß vorgebbaren Anforderungen unter Berücksichtigung der Bedingung, daß die Bordnetz-Soll-Spannung (U_s) innerhalb vorgebbarer Grenzen liegt.
Die US 5 081 365 A offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit einem elektrischen Hybridantriebssystem, das einen akkubetriebenen Elektromotor aufweist, der zum Antreiben von Rädern des Fahrzeugs angeschlossen ist, und eine Brennkraftmaschine, die auf lösbare Weise mechanisch mit dem Elektromotor gekoppelt werden kann. Bei Kopplung kann die Brennkraftmaschine das Fahrzeug antreiben, und der Elektromotor als ein Generator zum Aufrechterhalten eines gewünschten Ladeniveaus der Akkus dienen. Im Betrieb wird der Antriebsstrang durch einen Prozesscontroller automatisch gesteuert, um eine maximale Brennstoffwirtschaftlichkeit der Maschine herzustellen und die Akkus auf einem akzeptablen Ladeniveau zu halten. Es sind Einrichtungen vorgesehen, um die kombinierte Leistung des Elektromotors und der Brennkrafmaschine für eine kurzfristige Spitzenleistung auf die Antriebsräder auszuüben. Es sind ebenfalls Einrichtungen vorgesehen, durch welche die Brennkraftmaschine den Elektromotor als Generator antreiben kann und die Akkus laden kann, wenn das Fahrzeug steht.
Die JP H11-318 002 A offenbart einen Controller für ein Hybridfahrzeug bei dem, wenn der Generatorbetrieb eines Motor-Generators 2 in einem Leerlaufbetriebszustand oder einem Fahrbetriebszustand ausgeführt wird, die Sollerzeugungsleistung des Motor-Generators 2 in Übereinstimmung mit der Eingangsleistung oder der Ausgangsleistung eines Abwärtswandlers 19, durch den einem zweiten Akkumulator 6 in einem Niederspannungssystem Energie von der Seite eines ersten Akkumulators 5 zugeführt wird, und der akkumulierten Leistung des ersten Akkumulators 5 bestimmt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der Erfindung besteht demnach darin, ein Fahrzeugstromversorgungsgerät zur Verfügung zu stellen, welches in der Größe relativ klein ist und ein relativ geringes Gewicht besitzt, wobei für jede Situation eine angepasste Energiezuführung zu den im Fahrzeug befindlichen Lasten vorgesehen ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen sind Gegenstand der sich daran anschließenden Ansprüche.
Ein Aspekt der Erfindung schafft ein Stromversorgungsgerät für ein Fahrzeug. Das Gerät umfaßt einen Stromzuführabschnitt mit einem Stromspeicherabschnitt und mit einem Stromerzeugungsabschnitt, wobei der Stromspeicherabschnitt eine Speicherbatterie enthält, der Stromspeicherabschnitt und der Stromerzeugungsabschnitt elektrische Energie zueinander hinschicken und voneinander empfangen, wobei der Stromzuführabschnitt elektrische Energie zu einer Vielzahl der Fahrzeuglasten zuführt; und einen Steuerabschnitt zur Steuerung der elektrischen Energie, die von dem Stromzuführabschnitt zu den am Fahrzeug befindlichen Lasten zugeführt wird; wobei der Steuerabschnitt eine Einrichtung enthält, um in Fällen, bei denen die Summe der zuführbaren elektrischen Energie kleiner ist als die Summe der erforderlichen Energie, oder in Fällen, bei denen die elektrische Menge, die auf die Summe der zuführbaren elektrischen Energie bezogen ist, kleiner ist als eine elektrische Menge (quantity), die auf die Summe der erforderlichen elektrischen Energie bezogen ist, die Summe der zuführbaren elektrischen Energie zu erhöhen oder die Summe der erforderlichen elektrischen Energie zu reduzieren, so dass die Summe der zuführbaren elektrischen Energie die Summe der erforderlichen elektrischen Energie übersteigen wird, wobei die Summe der zuführbaren elektrischen Energie gleich ist mit der elektrischen Energie, die von dem Stromzuführabschnitt zu den am Fahrzeug befindlichen Lasten zugeführt werden kann, und welches eine elektrische Energie enthält, die durch den Energieerzeugungsabschnitt erzeugt wird und die elektrische Energie enthält, die von der Speicherbatterie zugeführt werden kann, und wobei die Summe der erforderlichen elektrischen Energie gleich ist der Summe der elektrischen Energie, die von den am Fahrzeug befindlichen Lasten verbraucht wird.
Weitere Aspekte der Erfindung, welche Weiterbildungen eines erfindungsgemäßen Stromversorgungsgerätes darstellen, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ausführungsformen, die lediglich für das Verständnis der Offenbarung gedacht, aber nicht beansprucht sind, werden mit „Ausführungsformen der Offenbarung” bezeichnet, beanspruchte Ausführungsformen hingegen mit „Ausführungsformen der Erfindung”.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm eines Energieversorgungsgerätes gemäß einer ersten spezifischen Ausführungsform der Offenbarung;
2 zeigt ein Flußdiagramm eines Segments eines Programms für einen Stromversorgungscontroller in 1;
3 ist ein Diagramm eines Energieversorgungsgerätes gemäß einer vierten spezifischen Ausführungsform der Offenbarung;
4 zeigt ein Diagramm eines Energieversorgungsgerätes gemäß einer fünften spezifischen Ausführungsform der Offenbarung;
5 ist ein Flußdiagramm eines Segments eines Programms für einen Stromversorgungscontroller bei der fünften spezifischen Ausführungsform der Offenbarung;
6 ist ein Diagramm gemäß einer Beziehung zwischen der Summe der zuführbaren elektrischen Energie und der Summe der erforderlichen elektrischen Energie;
7 ist ein Diagramm gemäß der Zuordnung von Prioritätspunkten zu am Fahrzeug befindlichen Lasten;
8 ist ein Zeitdomänendiagramm von Variationen in den Punkten, die den am Fahrzeug befindlichen Lasten zugeordnet werden;
9 zeigt ein Diagramm von Beispielen der Beziehung zwischen einem Prioritätspunkt an einer Fahrzeuglast und einer Antriebsrate derselben;
10 zeigt ein Flußdiagramm der internen Struktur eines Laststeuerblocks in einem Programm gemäß einer zehnten spezifischen Ausführungsform der Offenbarung;
11 ist ein Flußdiagramm der internen Struktur eines Laststeuerblocks in einem Programm gemäß einer elften spezifischen Ausführungsform der Erfindung;
12 veranschaulicht ein Diagramm eines die Maschinenantriebsregulierung unterstützenden Gerätes gemäß einer zwölften spezifischen Ausführungsform der Offenbarung;
13 ist ein Flußdiagramm eines Segments eines Programms für eine Maschinensteuervorrichtung bei der zwölften spezifischen Ausführungsform der Offenbarung;
14 ist ein Flußdiagramm eines Segments eines Programms für einen Stromversorgungscontroller in einer dreizehnten spezifischen Ausführungsform der Offenbarung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Grundlegende Ausführungsformen
Gemäß einer ersten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarungumfaßt ein Energieversorgungsgerät für ein Fahrzeug einen Stromzuführabschnitt mit einem Energiespeicherabschnitt und einem Energieerzeugungsabschnitt. Der Energiespeicherabschnitt enthält eine Speicherbatterie. Der Energiespeicherabschnitt und der Stromerzeugungsabschnitt senden elektrische Energie zueinander hin und empfangen elektrische Energie voneinander. Der Energiezuführabschnitt führt elektrische Energie zu einer Vielzahl von am Fahrzeug mitgeführten Lasten hin. Ein Steuerabschnitt arbeitet zum Zwecke einer Steuerung einer elektrischen Stromzufuhr von dem Energiezuführabschnitt zu den am Fahrzeug mitgeführten Lasten. Der Steuerabschnitt enthält eine Einrichtung, um in Fällen, bei denen die Summe aus der zuführbaren elektrischen Energie kleiner ist als die Summe der erforderlichen elektrischen Energie, oder um in Fällen, bei denen eine elektrische Quantität, die auf die Summe der zuführbaren elektrischen Energie bezogen ist, kleiner ist als eine elektrische Quantität, die auf die Summe der erforderlichen elektrischen Energie bezogen ist, die Summe der zuführbaren elektrischen Energie zu erhöhen oder die Summe der erforderlichen elektrischen Energie zu vermindern. Die Summe der zuführbaren elektrischen Energie ist gleich der elektrischen Energie, die von dem Stromzuführabschnitt zu den am Fahrzeug mitgeführten Lasten zugeführt werden kann, und die die elektrische Energie enthält, die mit Hilfe des Stromerzeugungsabschnitts und der elektrischen Energie erzeugt wird, die von der Speicherbatterie her zuführbar ist. Die Summe der erforderlichen elektrischen Energie ist gleich der Summe der elektrischen Energie, die von den im Fahrzeug mitgeführten Lasten verbraucht wird.
Die Summe der zuführbaren elektrischen Energie kann eine maximale elektrische Energie enthalten, die von der Speicherbatterie abgenommen wird. In bevorzugter Weise wird die Summe der zuführbaren elektrischen Energie auf der Grundlage eines geeigneten Wertes der Energie eingestellt, die von der Speicherbatterie abgegeben werden kann. Der Stromerzeugungsabschnitt kann einen Elektrogenerator/-motor enthalten, welcher mit einer Maschine gekuppelt ist. Der Energieerzeugungsabschnitt kann ferner eine Brennstoffzelle enthalten.
Die zuführbare elektrische Energie wird erhöht oder die erforderliche elektrische Energie wird vermindert, damit die Summe der zuführbaren elektrischen Energie die Summe der elektrischen Energie überschreiten kann, die durch die am Fahrzeug mitgeführte Lasten erforderlich ist.
Dadurch können der Energiespeicherabschnitt und der Energieerzeugungsabschnitt in der Größe relativ klein ausgeführt werden. Es ist möglich, elektrische Energie zu den am Fahrzeug mitgeführten Lasten zuzuführen, während der Energiezuführabschnitt in einem zulässigen Bereich arbeitet. Darüber hinaus ist es möglich, das Auftreten eines Kurzschlusses der elektrischen Energie zu verhindern. Ferner ist es möglich, zu verhindern, daß die Speicherbatterie durch das Speichern der elektrischen Energie verschlechtert wird.
Die erzeugte elektrische Energie wird erhöht, und zwar mit einer Zunahme in der Summe der zugeführten elektrischen Energie unter Verwendung oder Einbeziehung der Tatsache, daß ein Nicht-Akkumulationsergebnis zu einer Erhöhung der Summe der erforderlichen elektrischen Energie führt und die vorhandene Summe der zuführbaren elektrischen Energie überschritten wird oder die Summe der zuführbaren elektrischen Energie bei einem geeigneten Wert überschritten wird. Daher steigt die obere Grenze der elektrischen Energie, die zu den Lasten zugeführt wird, auf die Summe der der Batterie zumutbaren Energie und der erzeugten elektrischen Energie an. Somit gibt es einen Überschuß in der Fähigkeit, elektrische Energie zuzuführen. Es ist möglich, schneller mit einer Zunahme in der Summe der erforderlichen elektrischen Energie fertig zu werden bzw. diese zu behandeln. Eine Variation im Ausmaß der elektrischen Energie, die in der Speicherbatterie verbleibt, ist relativ klein. Die Zahl der Male der Aufladung und Entladung der Speicherbatterie ist relativ klein. Als ein Ergebnis ist die Lebensdauer der Speicherbatterie relativ lang. Einem Merkmal muß Aufmerksamkeit geschenkt werden, und zwar in Verbindung mit der momentanen elektrischen Energie W zusätzlich zu der elektrischen Energiemenge Wh.
In einem Fall, bei dem eine groß bemessene, am Fahrzeug mitgeführte Last plötzlich aktiviert wird, wenn die Summe der erforderlichen elektrischen Energie die Summe der zuführbaren elektrischen Energie überschreitet (beispielsweise die Summe der momentan erzeugten elektrischen Energie und das Maximum oder die geeignete elektrische Energie, die aus der Speicherbatterie abgezogen wird), wird die erzeugte elektrische Energie prompt um eine Rate erhöht, welche der Differenz dazwischen entspricht. Es kann demzufolge selbst dann, wenn die groß gemessene, am Fahrzeug mitgeführte Last plötzlich aktiviert wird, die Menge der elektrischen Energie, die in der Speicherbatterie verbleibt, daran gehindert werden, in signifikanter Weise abzufallen.
In bevorzugter Weise ist sowohl eine Zunahme der erzeugten elektrischen Energie als auch eine Abnahme oder Verminderung der erforderlichen elektrischen Energie implementiert, so daß die Summe der zuführbaren elektrischen Energie mit Sicherheit die Summe der erforderlichen elektrischen Energie überschreitet. In einem Fall, bei dem die Summe der elektrischen Energie, die für die am Fahrzeug mitgeführten Lasten erforderlich ist, größer wird als die Summe der zuführbaren elektrischen Energie, wird die Energie, die zu einigen der am Fahrzeug mitgeführten Lasten zugeführt wird, reduziert oder wird unterbrochen. Es kann daher verhindert werden, daß die Menge der elektrischen Energie, welche in der Speicherbatterie verbleibt, signifikant abfällt. Daher arbeitet das Energieversorgungsgerät besser.
Eine zweite grundlegende Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung der ersten grundlegenden Ausführungsform. Bei einem Energieversorgungsgerät der zweiten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung enthält der Steuerabschnitt eine Einrichtung, um in Fällen, bei denen die elektrische Entladungsenergie der Speicherbatterie einen vorgeschriebenen zulässigen Maximalwert überschreitet oder einen vorgeschriebenen Bezugswert überschreitet, die erzeugte elektrische Energie zu erhöhen oder die Summe der erforderlichen elektrischen Energie zu vermindern.
Eine Zunahme in der Summe der erforderlichen elektrischen Energie wird durch eine Zunahme in der elektrischen Energie detektiert, die aus der Speicherbatterie entnommen wird, und die Summe der zuführbaren elektrischen Energie wird erhöht oder es wird die Summe der erforderlichen elektrischen Energie vermindert, und zwar im Ansprechen auf das Detektionsergebnis. Es ist möglich, in einfacher und exakter Weise eine Zunahme in der Summe der erforderlichen elektrischen Energie zu detektieren.
Eine dritte grundlegende Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung der ersten grundlegenden Ausführungsform. Bei einem Energieversorgungsgerät der dritten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung enthält der Steuerabschnitt eine Einrichtung, um in Fällen, bei denen beurteilt wird, daß die Summe der zuführbaren elektrischen Energie oder ein in der nahen Zukunft liegender Voraussagewert derselben die Summe der erforderlichen elektrischen Energie überschreitet oder einen in der nahen Zukunft liegenden Voraussagewert überschreitet, die Summe der zuführbaren elektrischen Energie zu erhöhen oder die Summe der erforderlichen elektrischen Energie zu reduzieren.
Es wird eine Berechnung über eine Zunahme in dem momentanen Wert der elektrischen Energie, die durch die im Fahrzeug mitgeführten Lasten verbraucht wird oder in bezug auf einen in der nahen Zukunft liegenden Vorhersagewert der Energie vorgenommen, anstatt den Zustand der Speicherbatterie zu berechnen, und es wird die Summe der zuführbaren elektrischen Energie oder die Menge der erzeugten elektrischen Energie im Ansprechen auf das Berechnungsergebnis erhöht.
Es ergeben sich dabei Vorteile ähnlich denjenigen, die bei der ersten oder bei der zweiten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung erreicht werden. Die erzeugte elektrische Energie wird auf der Grundlage der Vorhersage einer Zunahme in der elektrischen Energie, die durch die im Fahrzeug mitgeführten Lasten verbraucht wird, erhöht. Dadurch können verbesserte Steueransprechqualitäten erreicht werden. In einem Fall, bei dem ein Befehl zum Antreiben einer vorbestimmten, am Fahrzeug befindlichen Last auftritt, oder in einem Fall, bei dem vorausgesagt wird, daß ein Befehl in naher Zukunft auftreten wird, wird die Summe der zuführbaren elektrischen Energie oder der erzeugten elektrischen Energie im voraus erhöht. Dadurch kann verhindert werden, daß die Speicherbatterie übermäßig entladen wird (überentladen wird) und eine Stromversorgungsspannung kann daran gehindert werden, abzufallen, und zwar als ein Ergebnis einer Verzögerung einer Zunahme in der erzeugten elektrischen Energie.
Eine vierte grundlegende Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Modifizierung der dritten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung. Bei einem Energieversorgungsgerät der vierten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung enthält der Steuerabschnitt eine Einrichtung, um die Summe der erforderlichen elektrischen Energie oder einen in der nahen Zukunft liegenden Vorhersagewert derselben auf der Grundlage der detektierten Betriebsbedingungen des Fahrzeugs oder der Bedingungen des Antriebs der am Fahrzeug befindlichen Lasten zu berechnen.
Der Antrieb einer am Fahrzeug mitgeführten Last kann aus einem Fahrzeugbetriebszustand oder aus einem Zustand des Antriebs einer am Fahrzeug befindlichen Last vorhergesagt werden. Eine in der nahen Zukunft erfolgende Zunahme in der Summe der erforderlichen elektrischen Energie wird aus einem Fahrzeugbetriebszustand vorhergesagt oder aus einem Zustand des Antriebs einer am Fahrzeug befindlichen Last. In einem Fall, bei dem die Maschine durch eine Leerlaufanhalteprozedur zum Aussetzen gebracht wird, kann der erneute Start der Maschine, der kurz danach auftritt, vorhergesagt werden. In einem Fall eines periodischen intermittierenden Antriebs einer am Fahrzeug befindlichen Last kann eine Zunahme in der Summe der erforderlichen elektrischen Energie genauer vorhergesagt werden.
Eine fünfte grundlegende Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung von einer der ersten bis vierten Grundausführungsformen der Erfindung. Bei einem Energieversorgungsgerät der fünften grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung enthält der Steuerabschnitt eine Einrichtung, um die Summe der zuführbaren elektrischen Energie dadurch zu erhöhen, indem die durch den Energieerzeugungsabschnitt erzeugte elektrische Energie erhöht wird.
Da die Erhöhung der Summe der zuführbaren elektrischen Energie dadurch realisiert wird, indem die erzeugte elektrische Energie erhöht wird, können die oben erläuterten Vorteile mit größerer Sicherheit und für eine längere Zeit erreicht werden.
Eine sechste grundlegende Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung der fünften grundlegenden Ausführungsform. Bei einem Energieversorgungsgerät der sechsten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung enthält der Steuerabschnitt eine Einrichtung, um der Erhöhung der erzeugten elektrischen Energie durch den Energieerzeugungsabschnitt einen Vorrang über der Verminderung der Summe der erforderlichen elektrischen Energie zu erteilen.
Es wird verhindert, daß ein Abschalten einer am Fahrzeug mitgeführten Last oder eine Reduzierung in der Antriebsrate derselben eine Unbequemlichkeit verursachen kann, während jedoch die oben erläuterten Vorteile geboten werden.
Eine siebte grundlegende Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung von einer der ersten bis sechsten grundlegenden Ausführungsformen der Erfindung. Bei einem Energieversorgungsgerät der siebten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung enthält der Steuerabschnitt eine Einrichtung, um die Summe der erforderlichen elektrischen Energie zu reduzieren, und zwar durch Aussetzen von vorbestimmten Lasten der am Fahrzeug befindlichen Lasten, durch Reduzieren der Antriebsraten von vorgeschriebenen Lasten der am Fahrzeug befindlichen Lasten oder durch Implementieren einer Änderung in der kontinuierlichen Energiezufuhr der zuvor geschriebenen Lasten der am Fahrzeug mitgeführten Lasten, auf eine intermittierende Energiezufuhr zu denselben auf einer zeitweiligen Versatzgrundlage (offset basis).
Die Summe der erforderlichen elektrischen Energie kann reduziert werden. Obwohl die Antriebsrate einer am Fahrzeug befindlichen Last reduziert wird, kann der Betrieb derselben aufrechterhalten werden. Daher wird eine Unbequemlichkeit vermieden, nämlich die am Fahrzeug befindliche Last in ihrem Betrieb zu unterbrechen oder anzuhalten. Obwohl eine am Fahrzeug befindliche Last intermittierend angetrieben wird, kann die Betriebsweise derselben aufrechterhalten werden. Es wird daher verhindert, daß eine Unbequemlichkeit gemäß einem Anhalten oder Unterbrechen des Betriebs der am Fahrzeug mitgeführten Last verursacht wird.
Eine achte grundlegende Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung von einer der ersten bis siebten grundlegenden Ausführungsformen der Erfindung. Bei einem Energieversorgungsgerät der achten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung enthält der Steuerabschnitt eine Einrichtung, um in Fällen, bei denen die Summe der zuführbaren elektrischen Energie die Summe der erforderlichen elektrischen Energie überschreitet, die elektrische Energie zu reduzieren, die durch den Energieerzeugungsabschnitt erzeugt wird oder um die Summe der erforderlichen elektrischen Energie derart wieder herzustellen, um die Aufladung und Entladung der Speicherbatterie mit elektrischem Strom auf Null hin konvergieren zu lassen, während die Menge der elektrischen Energie, die in der Speicherbatterie verbleibt, in einem vorgeschriebenen Bereich gehalten wird.
Es ist möglich, die erzeugte elektrische Energie zu reduzieren, die in Einklang mit einer Zunahme der Summe der erforderlichen elektrischen Energie erhöht worden ist. Ferner ist es möglich, die Summe der erforderlichen elektrischen Energie wieder herzustellen oder zu erhöhen, die reduziert worden ist.
Wenn die Summe der zuführbaren elektrischen Energie die Summe der erforderlichen elektrischen Energie erreicht, und zwar als ein Ergebnis einer Zunahme in der Summe der erforderlichen elektrischen Energie, wird die Energieerzeugung so aufrechterhalten, daß die Menge der elektrischen Energie, die in Speicherbatterie verbleibt, in den vorgeschriebenen Bereich zurückkehren kann. Schließlich wird die Aufladung und die Entladung der Speicherbatterie durch elektrischen Strom auf Null konvergierend ausgelegt. Wenn somit die Summe der zuführbaren elektrischen Energie die Summe der erforderlichen elektrischen Energie erreicht, wird die erzeugte elektrische Energie so eingestellt, daß das Aufladen und Entladen mit elektrischem Strom in der Summe der zuführbaren elektrischen Energie Null betragen kann.
Daher kann die Menge der elektrischen Energie, die in der Speicherbatterie verbleibt, welche zeitweilig in Einklang mit einer Variation in der Summe der erforderlichen elektrischen Energie variiert wurde, schnell auf einen festgelegten Wert zurückgeführt werden.
Eine neunte grundlegende Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung der achten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung. Bei einem Energieversorgungsgerät der neunten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung enthält der Steuerabschnitt eine Einrichtung, um der Wiedergewinnung der Summe der erforderlichen elektrischen Energie einen Vorrang über eine Reduzierung der elektrischen Energie zu erteilen, die durch den Energieerzeugungsabschnitt erzeugt wird.
Es ist möglich, den Nachteil zu beseitigen, der durch eine Abnahme der durch die am Fahrzeug befindlichen Lasten verbrauchten elektrischen Energie verursacht wird.
Eine zehnte grundlegende Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung von einer der ersten bis neunten grundlegenden Ausführungsformen der Erfindung. Gemäß der zehnten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung enthält der Energiespeicherabschnitt eine erste Speicherbatterie zum Zuführen von elektrischer Energie zu einer ersten am Fahrzeug befindlichen Lastgruppe, eine zweite Speicherbatterie zum Zuführen von elektrischer Energie zu einer zweiten am Fahrzeug befindlichen Lastgruppe, und einen DC-DC-(Gleichstrom-Gleichstrom)-Energieumsetzabschnitt, um elektrische Austauschenergie zwischen der ersten und der zweiten Speicherbatterie zu übertragen. Der Steuerabschnitt enthält eine Einrichtung, um die von der ersten und von der zweiten am Fahrzeug mitgeführten Lastgruppe geforderten elektrischen Energie einzustellen, die durch den Energieerzeugungsabschnitt erzeugte elektrische Energie einzustellen oder die elektrische Austauschenergie einzustellen, die zwischen der ersten und der zweiten Speicherbatterie übertragen wird, so daß die Summe der zuführbaren elektrischen Energie für die erste am Fahrzeug befindliche Lastgruppe die Summe der erforderlichen elektrischen Energie gemäß der ersten am Fahrzeug mitgeführten Lastgruppe überschreitet, und daß die Summe der zuführbaren elektrischen Energie für die zweite am Fahrzeug befindliche Lastgruppe die Summe der erforderlichen elektrischen Energie gemäß der zweiten am Fahrzeug befindlichen Lastgruppe überschreitet.
Das Energieversorgungsgerät enthält eine Hochspannungsbatterie zum Zuführen von elektrischer Energie zu durch Hochspannung angetriebene Lasten, und enthält eine Niedrigspannungsbatterie zum Zuführen von elektrischer Energie zu Lasten, die durch eine niedrige Spannung angetrieben werden. Es ist möglich, sicher elektrische Energie zu beiden Gruppen gemäß den durch Hochspannung angetriebenen Lasten und der Gruppe gemäß den durch eine niedrige Spannung angetriebenen Lasten sicher zuzuführen.
Für jede der Speicherbatteriesysteme wird die erzeugte elektrische Energie erhöht oder reduziert oder es wird die erforderliche elektrische Energie erhöht und reduziert oder es wird die elektrische Austauschenergie erhöht und reduziert, so daß die Summe der zuführbaren elektrischen Energie die Summe der elektrischen Energie überschreitet, die für die am Fahrzeug befindlichen Lasten erforderlich ist. Die Summe der zuführbaren elektrischen Energie ist gleich der Summe der elektrischen Energie, die durch den Energieerzeugungsabschnitt erzeugt wird, der elektrischen Energie, die von dem Energiespeicherabschnitt abgezogen werden kann, und zwar zu den am Fahrzeug befindlichen Lasten hin, und der elektrischen Austauschenergie. Es ist daher möglich, in richtiger Weise elektrische Energie zu den am Fahrzeug befindlichen Lasten zuzuführen, wobei zwei Speicherbatterien und der Energieerzeugungsabschnitt in zulässigen Bereichen betrieben werden.
In bevorzugter Weise wird jedes der Speicherbatteriesysteme, die gesamte erzeugte elektrische Energie, die erforderliche elektrische Energie und die elektrische Austauschenergie so eingestellt, daß die Summe der zuführbaren elektrischen Energie zu den am Fahrzeug befindlichen Lasten hin die Summe der erforderlichen elektrischen Energie überschreitet. Dadurch wird in einem Fall, bei dem die Summe der elektrischen Energie, die durch die am Fahrzeug mitgeführten Lasten gefordert wird, größer als die Summe der zuführbaren elektrischen Energie, es wird die Energie, die zu einigen der am Fahrzeug mitgeführten Lasten zugeführt wird, reduziert oder abgeschaltet oder unterbrochen, so daß der Betrieb eines Energieversorgungssystems ohne jegliche Probleme aufrechterhalten werden kann.
Eine elfte grundlegende Ausführungsform der Erfindung besteht aus einer Abwandlung der zehnten grundlegenden Ausführungsform der Erfindung. Bei einem Energieversorgungsgerät der elften grundlegenden Ausführungsform der Erfindung enthält der Steuerabschnitt eine Einrichtung, um der Einstellung der elektrischen Energie, welche durch den Energieerzeugungsabschnitt erzeugt wird, einen Vorrang über der Einstellung der elektrischen Austauschenergie zu geben.
Es ist möglich, einen Schritt der Wiedergewinnung der Menge der elektrischen Energie, die in der Speicherbatterie verbleibt, auf der Stromzufuhrseite wegzulassen, und zwar nach der Ausführung des Austausches der elektrischen Energie.
Eine zwölfte grundlegende Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung von einer der ersten bis neunten grundlegenden Ausführungsformen der Erfindung. Gemäß der zwölften grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung enthält der Energiespeicherabschnitt eine erste Speicherenergie zum Zuführen von elektrischer Energie zu einer ersten am Fahrzeug befindlichen Lastgruppe, enthält eine zweite Speicherbatterie zum Zuführen von elektrischer Energie zu einer zweiten am Fahrzeug befindlichen Lastgruppe. Der Energieerzeugungsabschnitt enthält einen ersten Wechselstrom-Gleichstrom-Energieumsetzabschnitt, um elektrische Energie zu der ersten Speicherbatterie zu übertragen und von dieser zu empfangen, und enthält einen zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Energieumsetzabschnitt, um elektrische Energie zu der zweiten Speicherbatterie zu übertragen und von dieser zu empfangen. Der Steuerabschnitt enthält eine Einrichtung, um die elektrische Energie einzustellen, die durch die erste und durch die zweite am Fahrzeug befindliche Lastgruppe gefordert wird oder die elektrische Energie einzustellen, die durch den ersten und den zweiten Wechselstrom-Gleichstrom-Energieumsetzabschnitt erzeugt wird, so daß die Summe der zuführbaren elektrischen Energie für die erste am Fahrzeug befindliche Lastgruppe die Summe der erforderlichen elektrischen Energie für die erste am Fahrzeug befindliche Lastgruppe überschreitet, und daß die Summe der zuführbaren elektrischen Energie für die zweite am Fahrzeug befindliche Lastgruppe die Summe der erforderlichen elektrischen Energie für die zweite am Fahrzeug befindliche Lastgruppe überschreitet.
Das Energieversorgungsgerät enthält eine Hochspannungsbatterie zum Zuführen von elektrischer Energie zu Lasten, die durch eine hohe Spannung angetrieben werden, und enthält eine Niedrigspannungsbatterie zum Zuführen von elektrischer Energie zu Lasten, die durch eine niedrige Spannung angetrieben werden. Es ist möglich, in sicherer Weise elektrische Energie sowohl einer Gruppe der Lasten zuzuführen, die durch eine hohe Spannung angetrieben werden, als auch einer Gruppe von Lasten zuzuführen, die durch eine niedrige Spannung angetrieben werden.
Für jedes der Speicherbatteriesysteme wird die erzeugte elektrische Energie erhöht und vermindert oder es wird die erforderliche elektrische Energie erhöht und vermindert, so daß die Summe der zuführbaren elektrischen Energie zu den am Fahrzeug befindlichen Lasten die Summe der erforderlichen elektrischen Energie überschreitet. Es ist dadurch möglich, in richtiger Weise elektrische Energie zu den am Fahrzeug befindlichen Lasten zuzuführen, während die zwei Speicherbatterien und der Energieerzeugungsabschnitt in zulässigen Bereichen betrieben werden.
In bevorzugter Weise wird für die jedes der Speicherbatteriesysteme die erzeugte elektrische Energie und auch die erforderliche elektrische Energie so eingestellt, daß die Summe der zuführbaren elektrischen Energie zu den am Fahrzeug befindlichen Lasten die Summe der erforderlichen elektrischen Energie überschreitet. Dadurch wird in einem Fall, bei dem die Summe der elektrischen Energie, die für die am Fahrzeug befindlichen Lasten erforderlich ist, größer ist als die Summe der zuführbaren elektrischen Energie, die Energie, die zu einigen der am Fahrzeug befindlichen Lasten zugeführt wird, reduziert oder wird auch unterbrochen, so daß der Betrieb eines Energieversorgungssystems ohne jegliche Probleme aufrechterhalten werden kann.
Eine dreizehnte grundlegende Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung von einer der ersten bis zwölften grundlegenden Ausführungsformen der Erfindung. Gemäß der dreizehnten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung enthält der Steuerabschnitt eine Einrichtung, um in Fällen, bei denen ein Befehl zur Änderung der Summe der erforderlichen elektrischen Energie geliefert wird und dann die resultierende Summe der erforderlichen elektrischen Energie gleich wird mit oder größer wird als die Summe der zuführbaren elektrischen Energie, das Ausführen des Befehls zum Ändern der Summe der erforderlichen elektrischen Energie bei oder nach dem Moment der Befehlsgabe hinsichtlich einer Zunahme in der Summe der zuführbaren elektrischen Energie zu ermöglichen oder eine Abnahme in der Summe der erforderlichen elektrischen Energie zu ermöglichen, so daß die Summe der zuführbaren elektrischen Energie die resultierende Summe der erforderlichen elektrischen Energie überschreiten kann.
In bezug auf einen Befehl zum Antreiben einer am Fahrzeug befindlichen Last, so daß die Summe der erforderlichen elektrischen Energie die Summe der zuführbaren elektrischen Energie überschreitet, wird der Antrieb der am Fahrzeug befindlichen Last solange verzögert, bis die Summe der zuführbaren elektrischen Energie dieser nachfolgen kann. Es wird somit ein Nachteil beseitigt, der in einem Fall auftritt, bei dem die am Fahrzeug befindliche Last angetrieben wird, obwohl die Summe der zuführbaren elektrischen Energie unzureichend ist.
Eine vierzehnte grundlegende Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung der dreizehnten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung. Bei einem Energieversorgungsgerät der vierzehnten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung enthält der Steuerabschnitt eine Einrichtung, um in bezug auf einige der am Fahrzeug befindlichen Lasten, die mit Antriebsraten in vorgeschriebenen Bereichen angetrieben werden können, einige der am Fahrzeug befindlichen Lasten mit Antriebsraten in vorgeschriebenen Bereichen anzutreiben, wenn ein Befehl zum Antreiben von einigen der am Fahrzeug befindlichen Lasten erteilt wird.
In einem Fall, bei dem Summen der zuführbaren elektrischen Energie unzureichend ist, wird eine am Fahrzeug befindliche Last, die neuerlich angetrieben wird, mit einer reduzierten Rate angetrieben. Es wird somit ein Nachteil, der durch das Aussetzen oder Abschalten einer am Fahrzeug befindlichen Last verursacht werden könnte, am Entstehen in einem Fall gehindert, bei dem alle am Fahrzeug befindlichen Lasten mit Nennenergie bzw. Nennstrom angetrieben werden können.
Eine fünfzehnte grundlegende Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung von einer der ersten bis vierzehnten grundlegenden Ausführungsformen der Erfindung. Gemäß der fünfzehnten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung enthält der Energieerzeugungsabschnitt einen Elektrogenerator/-motor, der durch eine Maschine angetrieben wird. Der Steuerabschnitt enthält eine Einrichtung, um es dem Energiespeicherabschnitt zu ermöglichen, eine Entladungsenergiemenge aufrecht zu halten oder beizubehalten, die ein Starten der Maschine während eines Zeitintervalls zuläßt, ausgenommen einer ersten Zeitperiode unmittelbar nach einer gegebenen Anzahl von Malen einer Maschinenstartentladung des Energiespeicherabschnitts, und einer zweiten Zeitperiode, während der die Maschine startet.
Den am Fahrzeug zugeführten Lasten wird elektrische Energie im Ansprechen auf eine Zunahme in der Summe der erforderlichen elektrischen Energie zugeführt, so daß die Summe der zuführbaren elektrischen Energie die Summe der erforderlichen elektrischen Energie überschreitet. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Abschnitt der Summe der zuführbaren elektrischen Energie durch den Entladevorgang des Energiespeicherabschnitts geliefert. Daher fällt die in der Speicherbatterie verbleibende elektrische Energiemenge ab. In einem Fall, bei dem der Energieerzeugungsabschnitt einen Elektrogenerator/-motor enthält, der durch die Maschine angetrieben wird, muß der Elektrogenerator/-motor das Anlassen der Maschine bewerkstelligen. Die Speicherbatterie speichert immer eine Menge an elektrischer Energie, welche es ermöglicht, daß die Maschinenstartaktion wiederholt eine gegebene Anzahl von Malen (lediglich einmal oder eine Vielzahl von Malen) durchgeführt werden kann. Während des Zeitintervalls, während welchem die Maschine startet, oder während des Zeitintervalls unmittelbar nach der Vervollständigung des Starts der Maschine, wurde die Speicherbatterie für den Start der Maschine entladen und die in der Speicherbatterie verbliebene elektrische Energiemenge darf dann unter einen gewünschten Wert abfallen. Daher werden die an früherer Stelle erläuterten Vorteile geboten, während die Maschine startet und es wird die an früherer Stelle erläuterte Steuerung ausgeführt.
Eine sechzehnte grundlegende Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung von einer der ersten bis fünfzehnten grundlegenden Ausführungsformen der Erfindung. Gemäß der sechzehnten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung enthält der Energieerzeugungsabschnitt einen Elektrogenerator/-motor, der durch eine Maschine angetrieben wird. Der Steuerabschnitt enthält eine Einrichtung, um in Fällen, bei denen ein Aussetzen der Maschine während eines vorgeschriebenen kurzen Zeitintervalls vorausgesagt wird, einen vorgeschriebenen Abschnitt einer Entladungsenergiemenge in dem Energiespeicherabschnitt zu speichern, bevor die Maschine zum Aussetzen gebracht wird.
In einem Fall, bei dem die Maschine häufig zum Aussetzen gebracht wird, und zwar durch eine Leerlaufstopprozedur, oder in einem Fall, bei dem ein Kühlerlüfter periodisch aktiviert wird, kann der Maschinenstart oder der Kühlerlüfterbetrieb vorhergesagt werden. Vorausgesetzt, daß die gesamte oder ein Abschnitt einer geschätzten elektrischen Energiemenge, die durch einen in der nahen Zukunft liegenden Antrieb einer am Fahrzeug befindlichen Last verbraucht werden wird, in der Speicherbatterie im voraus gespeichert wurde, wird die Menge der elektrischen Energie, welche in der Speicherbatterie verbleibt, daran gehindert, in übermäßiger Weise danach abzufallen. Es wird in bevorzugter Weise ein Drittel bis ein Halb einer elektrischen Energiemenge, die für den Antrieb einer am Fahrzeug befindlichen Last verwendet wird, im voraus in der Speicherbatterie gespeichert.
Eine siebzehnte grundlegende Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung der siebten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung. Bei einem Energieversorgungsgerät der siebzehnten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung enthält der Steuerabschnitt eine Einrichtung, um vorgeschriebene Lasten der am Fahrzeug befindlichen Lasten auszusetzen oder die Antriebsraten von vorgeschriebenen Lasten der am Fahrzeug insgesamt vorhandenen Lasten zu reduzieren, um die Summe der erforderlichen elektrischen Energie in einer Reihenfolge entgegengesetzt zu einer wichtigkeitsbasierten Reihenfolge zu reduzieren, welche Reihenfolge in Einklang mit den Wichtigkeitsgraden der am Fahrzeug mitgeführten Lasten bestimmt wird.
Die Reduzierung der Summe der erforderlichen elektrischen Energie wird in einer Reihenfolge durchgeführt, entgegengesetzt zu der vorbestimmten wichtigkeitsgestützten Reihenfolge. Es wird somit verhindert, daß eine wichtige, am Fahrzeug befindliche Last ausgesetzt wird oder deren Antriebsrate reduziert wird, so daß eine Unbequemlichkeit minimal gehalten wird.
Die im Fahrzeug befindlichen Lasten haben unterschiedliche Wichtigkeitsgrad gemäß den Betriebsbedingungen des Fahrzeugs (auch als Fahrzeuglastverwendungsbedingungen bezeichnet). In einem Fall, bei dem die Summe der zuführbaren elektrischen Energie, ein Vorhersagewert derselben, die durch die Speicherbatterie abgegebene elektrische Energie, ein Vorhersagewert derselben, die elektrische Entladungsenergiemenge oder ein Vorhersagewert derselben relativ unzureichend ist bzw. sind, werden die am Fahrzeug befindlichen Lasten ausgesetzt oder es werden die Antriebsraten derselben reduziert, und zwar in der Reihenfolge des Wichtigkeitsgrades vom niedrigsten zum höchsten Grad hin. Dadurch kann die Speicherbatterie in einer relativ kleinen Größe ausgeführt werden. Die Fähigkeit des Energieerzeugungsabschnitts, um elektrische Energie zu erzeugen, kann relativ niedrig sein. Es kann das Entstehen eines Nachteils verhindert werden, und zwar auf Grund einer Überentladung der Speicherbatterie oder eines Stromversorgungsspannungsabfalls.
Die Reduzierung der Antriebsrate einer am Fahrzeug befindlichen Last kann durch eine Tastverhältnismodulation in einer PWM-Operation bzw. -Betriebsart implementiert werden. Eine mittlere Antriebsrate kann reduziert werden, indem man einen intermittierenden Antrieb für eine Fahrzeuglast bei einer feststehenden langen Periode durchführt. In bevorzugter Weise werden die Zeitsteuerungen oder Zeitlagen des intermittierenden Antriebs der am Fahrzeug befindlichen Lasten versetzt, so daß die am Fahrzeug mitgeführten Lasten nicht gleichzeitig aktiviert werden.
Eine achtzehnte grundlegende Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung der siebzehnten grundlegenden Ausführungsform derselben. Bei einem Energieversorgungsgerät der achtzehnten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung enthält der Steuerabschnitt eine Einrichtung, um die wichtigkeitsgestützte Reihenfolge durch ein Änderungsmuster zu ändern, welches vorbestimmt ist, und zwar auf der Grundlage der detektierten Fahrzeugbetriebsbedingungen oder Antriebsbedingungen der am Fahrzeug befindlichen Lasten.
Es werden Daten zu einem früheren Zeitpunkt gespeichert, die eine Vielzahl an Wichtigkeitsgadreihenfolgen wiedergeben. Es kann eine aus den Wichtigkeitsgradreihenfolgen auf der Grundlage der Betriebsbedingungen des Fahrzeugs oder auf der Grundlage der Bedingungen des Antriebs der am Fahrzeug befindlichen Lasten ausgewählt werden. Es können daher die am Fahrzeug befindlichen Lasten ausgesetzt werden (deren Antrieb wird ausgesetzt) oder es können die Antriebsraten derselben in einer optimalen Reihenfolge in bezug auf eine Variation in den Betriebsbedingungen des Fahrzeugs oder in bezug auf Bedingungen des Antriebs der am Fahrzeug befindlichen Lasten reduziert werden.
Eine neunzehnte grundlegende Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung von einer der ersten bis achtzehnten grundlegenden Ausführungsformen der Erfindung. Bei einem Energieversorgungsgerät der neunzehnten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung enthält der Steuerabschnitt eine Einrichtung, um in Fällen, bei denen die von dem Energieerzeugungsabschnitt erzeugte elektrische Energie größer ist als die Summe der erforderlichen elektrischen Energie, und zwar um einen vorgeschriebenen Wert oder mehr, die elektrische Energie zu reduzieren, die durch den Energieerzeugungsabschnitt erzeugt wird oder die Summe der erforderlichen elektrischen Energie zu erhöhen.
Ein Übermaß der Summe der zuführbaren elektrischen Energie in bezug auf die Summe der erforderlichen elektrischen Energie kann aus der erzeugten elektrischen Energie und der Summe der erforderlichen elektrischen Energie in einfacher und sicherer Weise detektiert werden. Die Menge der elektrischen Energie, die in der Speicherbatterie verbleibt, wird daran gehindert, in unerwünschter Weise anzuwachsen, und zwar durch Reduzieren der erzeugten elektrischen Energie oder durch Erhöhen der erforderlichen elektrischen Energie.
Eine zwanzigste grundlegende Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung der neunzehnten grundlegenden Ausführungsform derselben. Bei einem Energieversorgungsgerät der zwanzigsten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung enthält der Steuerabschnitt eine Einrichtung, um in Fällen, bei denen die elektrische Ladungsenergie der Speicherbatterie einen vorgeschriebenen zulässigen Maximalwert überschreitet oder einen vorgeschriebenen Bezugswert überschreitet, die durch den Energieerzeugungsabschnitt erzeugte elektrische Energie zu reduzieren oder die Summe der erforderlichen elektrischen Energie zu erhöhen.
Ein Übermaß der Summe der zuführbaren elektrischen Energie in bezug auf die Summe der erforderlichen elektrischen Energie kann in einfacher und sicherer Weise aus der geladenen elektrischen Energie der Speicherbatterie detektiert werden. Es wird verhindert, daß die Menge der in der Speicherbatterie verbleibenden elektrischen Energie in unerwünschter Weise zunimmt, indem die erzeugte elektrische Energie reduziert wird oder indem die erforderliche elektrische Energie erhöht wird.
Gemäß einer einundzwanzigsten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung umfaßt ein Energieversorgungsgerät für ein Fahrzeug einen Energiezuführabschnitt mit einem Energiespeicherabschnitt und einem Energieerzeugungsabschnitt. Der Energiespeicherabschnitt enthält eine Speicherbatterie. Der Energiespeicherabschnitt und der Energieerzeugungsabschnitt übertragen elektrische Energie zueinander hin und empfangen diese voneinander. Der Energiezuführabschnitt führt elektrische Energie zu einer Vielzahl von am Fahrzeug befindlichen Lasten hin. Ein Steuerabschnitt arbeitet derart, um die von dem Energiezuführabschnitt zu den am Fahrzeug befindlichen Lasten zugeführte elektrische Energie zu steuern. Der Steuerabschnitt enthält eine Einrichtung, um in den Fällen, bei denen die Summe der erforderlichen elektrischen Energie eine Schwankung zeitigt, die Schwankung in der Summe der erforderlichen elektrischen Energie auf der Grundlage der Antriebsbedingungen der am Fahrzeug befindlichen Lasten oder auf der Grundlage der Zustände der Ströme zu detektieren, enthält eine Einrichtung, um die durch den Energieerzeugungsabschnitt erzeugte elektrische Energie im Ansprechen auf die detektierte Schwankung zu ändern, und enthält eine Einrichtung, um in den Fällen, bei denen eine Zunahme in der Summe der erforderlichen elektrischen Energie nicht durch eine Erhöhung der durch den Energieerzeugungsabschnitt erzeugten elektrischen Energie gedeckt werden kann, die Speicherbatterie zu entladen, um eine Kompensation für den entstandenen Unterschied vorzusehen. Die Summe der erforderlichen elektrischen Energie ist gleich der Summe der durch alle elektrisch betriebenen Lasten verbrauchten elektrischen Energie, inklusive der am Fahrzeug befindlichen Lasten.
Zuerst wird die erzeugte elektrische Energie in Einklang mit einer Schwankung in der Summe der erforderlichen elektrischen Energie variiert (oder der elektrischen Quantität, die auf die Summe der erforderlichen elektrischen Energie bezogen ist), die gleich ist der Summe der elektrischen Energie, die durch die am Fahrzeug befindlichen Lasten verbraucht wird. In einem Fall, bei dem die Schwankung in der Summe der erforderlichen elektrischen Energie nicht durch eine Variation in der erzeugten elektrischen Energie kompensiert werden kann, wird die elektrische Energie zum Zwecke einer Kompensation verwendet, die aus dem Energiespeicherabschnitt entladen werden kann, oder der elektrischen Austauschenergie. Demzufolge kann das Aufladen und Entladen des Energiespeicherabschnitts weiter unterdrückt werden. Somit kann die Lebensdauer der Speicherbatterie relativ lang andauern.
Die Schwankung in der Summe der erforderlichen elektrischen Energie kann in einfacher und sicherer Weise aus einer Variation den Aufladevorgang und Entladevorgang von elektrischere Energie der Speicherbatterie detektiert werden.
Die erzeugte elektrische Energie, die aus einem Abschnitt der Summe der zuführbaren elektrischen Energie besteht, wird direkt dadurch erhöht, indem die Tatsache herangezogen wird, daß eine Nicht-Akkumulationsergebniserhöhung in der Summe der erforderlichen elektrischen Energie die vorhandene Summe der zuführbaren elektrischen Energie überschreitet oder die Summe der zuführbaren elektrischen Energie an einem geeigneten Wert überschreitet. Es ist somit möglich, schneller mit einer Zunahme in der Summe der erforderlichen elektrischen Energie fertig zu werden. Eine Schwankung in der Menge der elektrischen Energie, die in der Speicherbatterie verbleibt, ist relativ klein. Die Zahl der Male einer Aufladung und Entladung der Speicherbatterie ist relativ gering. Als ein Ergebnis wird die Lebensdauer der Speicherbatterie relativ lang.
In einem Fall, bei dem eine groß bemessene, am Fahrzeug befindliche Last plötzlich aktiviert wird, wenn die Summe der erforderlichen elektrischen Energie die Summe der zuführbaren elektrischen Energie überschreitet (beispielsweise die Summe der momentan erzeugten elektrischen Energie und das Maximum oder eine geeignete elektrische Energie, die aus der Speicherbatterie entladen wird), wird die erzeugte elektrische Energie um eine Rate prompt erhöht, die der Differenz dazwischen entspricht. Selbst wenn demzufolge die groß bemessene, am Fahrzeug befindliche Last plötzlich aktiviert wird, kann verhindert werden, daß die Menge an elektrischer Energie, welche in der Speicherbatterie verbleibt, in signifikanter Weise abfällt.
Eine zweiundzwanzigste grundlegende Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung von einer der ersten bis einundzwanzigsten grundlegenden Ausführungsformen der Erfindung. Gemäß der zweiundzwanzigsten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung enthält der Energieerzeugungsabschnitt einen Elektrogenerator/-motor, der durch eine Maschine angetrieben wird. Der Steuerabschnitt enthält eine Einrichtung, um in Fällen, bei denen die Summe der zuführbaren elektrischen Energie kleiner ist als die Summe der erforderlichen elektrischen Energie, oder vorausgesagt wird, daß die Summe der zuführbaren elektrischen Energie kleiner ist als die Summe der erforderlichen elektrischen Energie, einer Verminderung der Summe der erforderlichen elektrischen Energie den Vorrang zu geben oder die elektrische Austauschenergie während des Startvorgangs der Maschine einzustellen, wenn sich die Maschine im Ruhezustand befindet.
Die Maschine wird nicht nur deshalb gestartet, um die Summe der zuführbaren elektrischen Energie zu erhöhen. Dadurch kann das Fahrzeug auch relativ leise gemacht werden.
Eine dreiundzwanzigste grundlegend Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht aus einer Abwandlung von einer der ersten bis zweiundzwanzigsten grundlegenden Ausführungsformen der Erfindung. Bei einem Energieversorgungsgerät der dreiundzwanzigsten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung enthält der Steuerabschnitt eine Einrichtung, um die Summe der erforderlichen elektrischen Energie dadurch zu berechnen, indem ein grundlegender erforderlicher Energiewert und ein verbrauchter Energiewert aufaddiert werden. Der grundlegende erforderliche Energiewert entspricht der Rate der elektrischen Energie, der zu den Lasten mit kleiner Nennleistung zugeführt wird und auch zu vorgeschriebenen wichtigen Lasten zugeführt wird. Der verbrauchte Energiewert entspricht der Gesamtrate des Verbrauchs der elektrischen Energie durch die am Fahrzeug vorhandenen Lasten.
Beispiele von Lasten mit niedriger Nennleistung sind verschiedene Steuereinheiten und Anzeigegeräte. Die Summe der durch die Lasten mit kleiner Nennleistung verbrauchten elektrischen Energie wird an früherer Stelle berechnet. In bevorzugter Weise wird der maximale Wert der Summe der elektrischen Energie im voraus oder an früherer Stelle berechnet, die durch die Lasten mit niedriger Nennleistung verbraucht wird. Eine Gruppe der Lasten, die für das Fahren des Fahrzeugs erforderlich sind, befinden sich immer im EIN-Zustand, und zwar während des Fahrzustandes des Fahrzeugs. Die Summe der elektrischen Energie, die durch die Gruppe der Lasten verbraucht wird, wird im voraus bzw. an früherer Stelle berechnet. In bevorzugter Weise wird der Maximalwert der Summe der elektrischen Energie im voraus berechnet, die durch die Gruppe der Lasten verbraucht wird. Die Addition der Berechnungsergebniswerte wird als der grundlegende erforderliche elektrische Energiewert verwendet. Es ist nicht erforderlich, die elektrische Energie zu detektieren, die durch jede der Lasten verbraucht wird. Zusätzlich ist es möglich, zu verhindern, daß die zugeführte elektrische Energie unzureichend wird, und zwar auf Grund eines Fehlers in der vorwärts gerichteten Zuführsteuerung. Ferner kann die Schaltungsstruktur relativ einfach ausgelegt werden.
Eine vierundzwanzigste grundlegende Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung von einer der ersten bis dreiundzwanzigsten grundlegenden Ausführungsformen der Erfindung. Bei einem Energieversorgungsgerät der vierundzwanzigsten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung enthält der Steuerabschnitt eine Einrichtung, um Prioritätspunkte von am Fahrzeug befindlichen Lasten zu berechnen oder zu speichern, die die Aufgabe von Funktionen von grundlegenden Punkten übernehmen, die den am Fahrzeug mitgeführten Lasten erteilt werden, und zwar für jeweilige Bewertungsfaktoren, und enthält eine Einrichtung, um eine Reihenfolge einzustellen, in welcher die Summe der erforderlichen elektrischen Energie in Einklang mit den Größen der Prioritätspunkte reduziert wird.
Ein erster der Bewertungsfaktoren besteht aus der Verwendung (auch als Zone bezeichnet) von jeder der am Fahrzeug befindlichen Lasten. Die Verwendung kann aus verschiedenen Typen bestehen, wie z. B. einem Reisezwecktyp, einem Sicherheitsabsicherungstyp, einem Luftaufbereitungstyp bzw. Klimaanlagentyp und einem Unterhaltungstyp. Hohe grundlegende Punkte werden an Fahrzeuglasten vergeben, die dem Fahrvorgang und der Sicherheit dienen. Niedrige Grundpunkte werden an andere am Fahrzeug befindliche Lasten vergeben.
Ein zweiter der Bewertungsfaktoren besteht aus der Wirkung, die durch jede der am Fahrzeug befindlichen Lasten hervorgerufen wird. Ein Beispiel der Wirkung besteht darin (als quantitativer Effekt oder als unsensibler Effekt bezeichnet), der durch den Betrieb einer am Fahrzeug befindlichen Last erzeugt wird, wie beispielsweise die Drehgeschwindigkeit einer elektrisch angetriebenen hydraulischen Pumpe, die nicht in direkter Weise auf menschliche Sinnesorgane einwirkt. Ein anderes Beispiel besteht aus einem Effekt (als ein qualitativer Effekt oder ein sensibler Effekt bezeichnet), der durch den Betrieb einer am Fahrzeug befindlichen Last erzeugt wird, wie beispielsweise der Temperatur von Luft, die von einer Klimaanlage ausgetragen wird, welche direkt auf die menschlichen Sinnesorgane wirkt. Ein hoher Grundpunkt wird der vorangegangen erwähnten, am Fahrzeug mitgeführten Last erteilt, während jedoch ein niedriger Grundpunkt der letzterwähnten, am Fahrzeug mitgeführten Last erteilt wird.
Die Prioritätspunkte der am Fahrzeug befindlichen Lasten können dadurch bestimmt werden, indem auf eine an früherer Stelle gespeicherte Tabelle Bezug genommen wird, in welcher die Prioritätspunkte als Werte von Funktionen der Grundpunkte für die Bewertungsfaktoren angezeigt sind. Die Prioritätspunkte der am Fahrzeug befindlichen Lasten können aus den Grundpunkten der am Fahrzeug befindlichen Lasten für die Bewertungsfaktoren gemäß vorgeschriebener Gleichungen berechnet werden.
Der Funktionswert von jedem der Prioritätspunkte kann in der folgenden Weise berechnet werden. Daten, welche die Grundpunkte der am Fahrzeug befindlichen Lasten für die Bewertungsfaktoren wiedergeben, sind abgespeichert. Jeder Funktionswert wird gemäß einer Gleichung berechnet unter Verwendung der in Beziehung stehenden Grundpunkte als Parameter (Variable). In einem Fall, bei dem die Grundpunkte der am Fahrzeug befindlichen Lasten für die Bewertungsfaktoren fixiert sind, können Daten, die an früherer Stelle berechnete Funktionswerte wiedergeben oder Prioritätspunkte wiedergeben, jeweils für die am Fahrzeug befindlichen Lasten gespeichert werden. In diesem Fall kann eine Berechnungsprozedur oder eine Kartographierungsprozedur weggelassen werden.
Der Prioritätspunkt von jeder der am Fahrzeug mitgeführten Lasten kann als Summe oder als Produkt der Bezugsbasispunkte berechnet werden. Die Grundpunkte oder Basispunkte können mit unterschiedlichen Wichtungskoeffizienten multipliziert werden.
Daher werden die relativen Wichtigkeitsgrad der am Fahrzeug befindlichen Lasten numerisch gestaltet. Es ist möglich, die Reihenfolge zu bestimmen, in welcher die am Fahrzeug befindlichen Lasten unterbrochen bzw. ausgesetzt werden oder die Antriebsraten derselben reduziert werden. Ferner ist es während der Reduzierung der Summe der erforderlichen elektrischen Energie möglich, die Verteilung der elektrischen Energie zu den am Fahrzeug befindlichen Lasten in Einklang mit den Prioritätspunkten einzustellen. Die Verteilung der elektrischen Energie auf eine Vielzahl der am Fahrzeug befindlichen Lasten, die gleichzeitig mit einer Teilenergie beschickt werden, wird auf der Grundlage der Bezugsfunktionswerte implementiert. Es ist dadurch möglich, in richtiger Weise die zugeführte elektrische Energie unter den am Fahrzeug mitgeführten Lasten zu verteilen.
Die Grundpunkte, die den am Fahrzeug mitgeführten Lasten für die Bewertungsfaktoren erteilt werden, können aus Werten bestehen, die als eine Funktion von vorgeschriebenen Eingangsparametern (Eingangsvariablen) variieren. Der Grundpunkt, der einer am Fahrzeug mitgeführten Last zum Zwecke einer Luftaufbereitung bzw. Klimagestaltung erteilt wird, und zwar für den in Beziehung stehenden Bewertungsfaktor, kann abhängig davon geändert werden, ob es heiß ist oder nicht. Es ist dadurch möglich, eine Unbequemlichkeit am Auftreten zu hindern, wenn die Summe der erforderlichen elektrischen Energie reduziert wird.
Eine fünfundzwanzigste grundlegende Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung der vierundzwanzigsten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung. Die fünfundzwanzigste grundlegende Ausführungsform der Offenbarung ist dafür ausgelegt, daß die Prioritätspunkte oder Prioritätswerte oder die Grundpunkte von vorgeschriebenen, am Fahrzeug befindlichen Lasten in einer Zeitdomäne variabel sind.
Da die Prioritätspunkte oder Prioritätswerte oder die Grundpunkte von vorgeschriebenen, am Fahrzeug befindlichen Lasten in der Zeitdomäne während der Reduzierung der Summe der erforderlichen elektrischen Energie variiert werden, kann die prioritätsgestützte Reihenfolge hinsichtlich der am Fahrzeug befindlichen Lasten und der Rate der Reduzierung der verbrauchten elektrischen Energie zeitweilig geändert werden.
In bevorzugte Weise werden die Prioritätspunkte oder Prioritätswerte oder die Grundpunkte von vorgeschriebenen Lasten der am Fahrzeug befindlichen Lasten periodisch variiert. Noch bevorzugter wird der Prioritätswert einer ersten vorgeschriebenen einen Last der am Fahrzeug mitgeführten Lasten erhöht, während der Prioritätswert einer zweiten Last der am Fahrzeug mitgeführten Lasten reduziert wird.
Eine sechsundzwanzigste grundlegende Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung der vierundzwanzigsten grundlegenden Ausführungsform oder der fünfundzwanzigsten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung. In einem Energieversorgungsgerät der sechsundzwanzigsten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung enthält der Steuerabschnitt eine Einrichtung, um die Antriebsraten der am Fahrzeug befindlichen Lasten in Einklang mit den Prioritätspunkten oder Prioritätswerten derselben festzulegen.
Die Antriebsraten der am Fahrzeug befindlichen Lasten können endgültig in Einklang mit den Prioritätspunkten eingestellt werden. In einem Fall, bei dem die Prioritätspunkte der am Fahrzeug befindlichen Lasten oder die Grundpunkte zeitweilig in Einklang mit Reisebedingungen des Fahrzeugs oder anderen Faktoren geändert oder variiert werden, können die Antriebsraten der am Fahrzeug befindlichen Lasten abhängig von den Prioritätspunkten geändert werden.
In bevorzugter Weise wird für jede der am Fahrzeug befindlichen Last die Funktion, welche die Beziehung zwischen dem Prioritätspunkt und der Antriebsrate bestimmt, eingestellt, und es werden die Daten, welche dieses wiedergeben, gespeichert. Das Muster eines Teilantriebs, das heißt, die Antriebsrate, kann im Ansprechen auf den Prioritätspunkt auf einer Last-um-Last-Grundlage geändert werden.
Die Änderung des Antriebspunktes im Ansprechen auf den Prioritätspunkt während der Reduzierung der Summe der erforderlichen elektrischen Energie wird lediglich an eine am Fahrzeug befindliche Last angelegt, die mit einem Teilantrieb auskommen kann. Die Änderung des Antriebspunktes im Ansprechen auf den Prioritätswert oder Prioritätspunkt während der Reduzierung der Summe der erforderlichen elektrischen Energie wird nicht auf eine am Fahrzeug befindliche Last angewendet, die lediglich mit einem Vollantriebszustand auskommen kann (einem EIN-Zustand) und einem vollständig inaktiven Zustand (einem AUS-Zustand) auskommen kann.
Eine siebenundzwanzigste grundlegende Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung von einer der ersten bis sechsundzwanzigsten grundlegenden Ausführungsformen der Erfindung. In einem Energieversorgungsgerät der siebenundzwanzigstens grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung enthält der Steuerabschnitt eine Einrichtung, um zu detektieren, ob die Menge der elektrischen Energie, die in dem Energiespeicherabschnitt gespeichert ist, kleiner ist als ein vorgeschriebener Wert oder nicht, und enthält eine Einrichtung, um dann, wenn detektiert wird, daß die Menge der elektrischen Energie, die in dem Energiespeicherabschnitt gespeichert ist, kleiner ist als der vorgeschriebene Wert, die Summe der zuführbaren elektrischen Energie zu erhöhen oder die Summe der erforderlichen Energie zu vermindern. Es ist dadurch möglich, zu verhindern, daß der Energiespeicherabschnitt übermäßig entladen (überentladen) wird.
Eine achtundzwanzigste grundlegende Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung von einer der ersten bis siebenundzwanzigsten grundlegenden Ausführungsformen der Erfindung. In einem Energieversorgungsgerät der achtundzwanzigsten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung enthält ein Steuerabschnitt eine Einrichtung, um zu detektieren, ob die Menge der elektrischen Energie, die in dem Energiespeicherabschnitt gespeichert ist, kleiner ist als ein vorgeschriebener Wert oder nicht, und enthält eine Einrichtung, um dann, wenn detektiert wird, daß die Menge der elektrischen Energie, die in dem Energiespeicherabschnitt gespeichert ist, nicht kleiner ist als der vorgeschriebene Wert, die Summe der zuführbaren elektrischen Energie zu reduzieren. Es wird dadurch möglich, zu verhindern, daß der Energiespeicherabschnitt in übermäßiger Weise entladen wird (überentladen wird).
Eine neunundzwanzigste grundlegende Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung von einer der ersten bis achtundzwanzigsten grundlegenden Ausführungsformen der Erfindung. Gemäß der neunundzwanzigsten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung enthält der Stromversorgungsabschnitt einen Elektrogenerator/-motor, der durch eine Maschine angetrieben wird. Der Steuerabschnitt enthält eine Einrichtung, um in den Fällen, bei denen die Position des Fahrzeug so beurteilt wird, daß sie sich in einer vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzone befindet, und zwar auf der Grundlage von Informationen, die von der Fahrzeugpositionsdetektorvorrichtung empfangen wurden, die am Fahrzeug vorgesehen ist, oder von einer externen Quelle empfangen werden, und zwar in bezug auf das Fahrzeug oder im Ansprechen auf ein Maschinenantriebsreguliersignal, welches von außerhalb empfangen wird, und zwar in bezug auf das Fahrzeug, die Maschine auszusetzen oder zu verzögern, und enthält eine Einrichtung, um in Fällen, bei denen eine resultierende Reduzierung in der Summe der zuführbaren elektrischen Energie bewirkt, daß die Summe der zuführbaren elektrischen Energie niedriger wird als die Summe der erforderlichen elektrischen Energie, die Summe der erforderlichen elektrischen Energie zu vermindern oder die elektrische Austauschenergie einzustellen, um ein Kompensation für die Reduzierung der Summe der zuführbaren elektrischen Energie zu erreichen.
Das ”Aussetzen der Maschine” umfaßt hierbei ”Aufrechterhalten des Aussetzens der Maschine”. Es gibt festgelegte Stationen, die für Straßen jeweils vorgesehen sind. Jede festgelegte Station sendet Informationen über das Radio, die anzeigen, daß eine angesprochene vorbestimmte Zone unter Regulierungen steht, um die Rat des Abgasausstoßes zu limitieren und auch den Pegel der erzeugten Geräusche auf vorbestimmte Werte oder darunter zu limitieren. Die Informationen, die von einer externen Quelle in bezug auf das Fahrzeug empfangen werden, enthalten Informationen, die von einer ortsfesten Station über das Radio ausgesendet werden. Die die Fahrzeugposition detektierende Vorrichtung, die am Fahrzeug vorgesehen ist, enthält beispielsweise ein Fahrzeugnavigationssystem. Die die Fahrzeugposition detektierende Vorrichtung speichert Daten, welche vorgeschriebene Maschinenantriebsregulierzonen wiedergeben. Wenn die Position des Fahrzeugs in eine vorgeschriebene Maschinenantriebsregulierzone hinein gelangt, gibt die die Fahrzeugposition detektierende Vorrichtung ein Signal aus, welches diese Zone repräsentiert. Die in der die Fahrzeugposition detektierenden Vorrichtung gespeicherten Daten, welche die vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzonen wiedergeben, können in regulären Intervallen oder auf Anfrage auf den neuesten Stand gebracht werden.
Wenn die Position des Fahrzeugs in eine vorgeschriebene Maschinenantriebsregulierzone eintritt, wird die Maschine zum Aussetzen gebracht oder wird verzögert, so daß die Rate der Abgasemission und der Wert der erzeugten Geräusche reduziert werden können. Da das Aussetzen der Maschine eine Reduzierung in der Summe der zuführbaren elektrischen Energie verursacht, kann die Summe der zuführbaren elektrischen Energie unter die Summe der erforderlichen elektrischen Energie abfallen. Wenn detektiert wird, daß die Position des Fahrzeugs in eine vorgeschriebene Maschinenantriebsregulierzone hinein gelangt, wird die Summe der erforderlichen elektrischen Energie reduziert oder es wird die elektrische Austauschenergie eingestellt, um zu verhindern, daß die Summe der zuführbaren elektrischen Energie unter die Summe der erforderlichen elektrischen Energie abfällt. Es ist somit möglich, zu verhindern, daß der Energiespeicherabschnitt übermäßig entladen wird, und zwar bei Aussetzen der Maschine oder bei einer Reduzierung der Ausgangsleistung der Maschine. Darüber hinaus ist es möglich, die Energiezufuhr zu den erforderlichen, am Fahrzeug befindlichen Lasten aufrecht zu erhalten.
Jede der ortsfesten Stationen besitzt einen Sensor zum Detektieren der Abgaskonzentration in der Atmosphäre. Jede der ortsfesten Stationen kann die Radioübertragung von Informationen im Ansprechen auf die detektierte Abgaskonzentration oder anhand eines Befehls von einer Zentralstelle aus einstellen. In einem Fall, bei dem die detektierte Abgaskonzentration relativ niedrig ist, kann die Wirkung eines Maschinenantriebsreguliersignals gelöscht oder beseitigt werden. In diesem Fall wird der Betrieb der Maschine aufrechterhalten, und zwar selbst dann, wenn die Position des Fahrzeugs in die vorgeschriebene Maschinenantriebsregulierzone hinein gelangt. Es ist somit möglich, zu verhindern, daß der Energiespeicherabschnitt überladen wird.
Die Maschinenantriebsregulierungen können lediglich bei spezifischen Umständen angewendet werden, wie beispielsweise einem Leerlaufbetrieb der Maschine oder Fahren des Fahrzeugs in einem Verkehrsverstopfungsbereich, bei dem keine große Summe der erforderlichen elektrischen Energie benötigt wird. In diesem Fall wird ein Befehl zum Aussetzen oder zum Verzögern der Maschine lediglich dann erteilt, wenn sich die Maschine im Leerlauf befindet oder wenn das Fahrzeug in einem Verkehrsstaubereich fährt.
Die Maschinenantriebsregulierungen können eine obere Grenze der Drehzahl einer Maschine vorschreiben, wenn ein in Betracht stehendes Fahrzeug sich in der vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzone befindet. In diesem Fall kann das von der Maschine verursachte Geräusch effektiv um Mitternacht reduziert werden.
Eine dreißigste grundlegende Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung der neunundzwanzigsten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung. Bei einem Energieversorgungsgerät der dreißigsten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung enthält der Steuerabschnitt eine Einrichtung, um zu beurteilen, ob sich das Fahrzeug in einer vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzone befindet oder nicht und ob sich die gegenwärtige Zeit in einer vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzeitzone befindet, und enthält eine Einrichtung, um die Maschine auszusetzen bzw. zu verzögern, wenn beurteilt wird, daß sich das Fahrzeug in der vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzone befindet und beurteilt wird, daß der momentane Zeitpunkt innerhalb des vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzeitbereichs liegt.
Es wird nicht nur die Maschinenantriebsregulierzone, sondern auch der Zeitbereich der Maschinenantriebsregulierungen bezeichnet. Somit können die Maschinenantriebsregulierungen effektiv gehalten werden, während eine Last an dem Fahrzeug reduziert bzw. abgesenkt werden kann. Der Zeitbereich bedeutet einen vorgeschriebenen zeitlichen Bereich innerhalb eines Tages oder einen vorgeschriebenen Bereich innerhalb eines Jahres.
Gemäß einer einunddreißigsten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung enthält einen Maschinenantriebsregulierunterstützungsgerät, welches an einem Fahrzeug montiert ist und durch eine Maschine angetrieben wird, eine Detektoreinrichtung für eine Maschinenantriebsregulierzone mit wenigstens einer Einrichtung, um zu beurteilen, ob sich die Position des Fahrzeugs in einer vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzone befindet oder nicht, und zwar auf der Grundlage von Informationen, die von einer die Fahrzeugposition detektierenden Vorrichtung empfangen werden, die am Fahrzeug vorgesehen ist, oder von einer externen Quelle empfangen werden, und zwar das Fahrzeug betreffend, und enthält eine Einrichtung, um ein Maschinenantriebsreguliersignal von einer externen Quelle in bezug auf das Fahrzeug zu empfangen. Es ist eine Maschinenantriebsreguliereinrichtung vorhanden, um einem Fahrer des Fahrzeugs einen Hinweis zu vermitteln, die Maschine zum Aussetzen zu bringen oder zu verzögern, wenn beurteilt wird, daß sich die Position des Fahrzeugs in der vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzone befindet oder auch im Ansprechen auf den Empfang eines Maschinenantriebsreguliersignals.
Der Ausdruck ”Aussetzen der Maschine” umfaßt ”Aufrechterhalten des Aussetzzustandes der Maschine”. Es gibt ortsfeste Stationen, die für Straßen jeweils eingerichtet sind. Jede ortsfeste Station sendet Informationen über das Radio, die anzeigen, daß eine betreffende vorgeschriebene Zone unter Regulierungen steht, um die Rate der Abgasemission zu begrenzen und um den Pegel der Geräuschentwicklung auf vorbestimmte Werte oder darunter zu begrenzen. Die von der externen Quelle in bezug auf das Fahrzeug empfangenen Informationen enthalten Informationen, die von einer ortsfesten Station über das Radio übertragen werden. Die die Fahrzeugposition detektierende Vorrichtung, die am Fahrzeug vorgesehen ist, enthält beispielsweise ein Fahrzeugnavigationssystem. Die die Fahrzeugposition detektierende Vorrichtung speichert Daten, welche die vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzonen wiedergeben. Wenn die Position des Fahrzeugs in eine vorgeschriebene Maschinenantriebsregulierzone hinein gelangt, gibt die die Fahrzeugposition detektierende Vorrichtung ein Signal aus, welches dafür repräsentativ ist. Die in der die Fahrzeugposition detektierenden Vorrichtung gespeicherten Daten, welche die vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzonen wiedergeben, können in regulären Intervallen oder bei Anfrage auf den neuesten Stand gebracht werden.
Wenn die Position des Fahrzeugs in eine vorgeschriebene Maschinenantriebsregulierzone hinein gelangt, wird die Maschine zum Aussetzen gebracht oder wird im Ansprechen auf die oben erwähnten Informationen verzögert, so daß die Rate der Abgasemission und der Wert der erzeugten Geräusche reduziert werden können. Der Fahrzeugfahrer kann darüber informiert werden, daß die Position des Fahrzeugs in eine vorgeschriebene Maschinenantriebsregulierzone hinein gelangt. In diesem Fall wird der Fahrzeugfahrer gezwungen, von Hand einen Schritt zu unternehmen, um die Maschine zum Aussetzen zu bringen oder zu verzögern. Es ist demzufolge möglich, die Rate der Abgasemission und den Wert der erzeugten Geräusche in der vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzone zu reduzieren.
Jede der ortsfesten Stationen ist mit einem Sensor ausgestattet, um die Abgaskonzentration in der Atmosphäre zu detektieren. Jede der ortsfesten Stationen kann die Radioübertragung von Informationen im Ansprechen auf die detektierte Abgaskonzentration oder vermittels eines Befehls von einer Zentralstelle aus einstellen. In einem Fall, bei dem die detektierte Abgaskonzentration relativ niedrig ist, kann die Wirkung eines Maschinenantriebsregulierungssignals aufgehoben werden. In diesem Fall wird der Betrieb der Maschine aufrechterhalten, und zwar selbst dann, wenn die Position des Fahrzeugs innerhalb der vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzone liegt. Es ist somit möglich, zu verhindern, daß der Energiespeicherabschnitt überlastet wird.
Eine zweiunddreißigste grundlegende Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung der einunddreißigsten grundlegenden Ausführungsform derselben. In einem Maschinenantriebsregulierunterstützungsgerät der zweiunddreißigsten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung enthält die Maschinenantriebsreguliereinrichtung Mittel, um zu beurteilen, ob sich das Fahrzeug in der vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzone befindet oder nicht und ob der gegenwärtige Zeitpunkt sich in einem vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzeitbereich befindet, und enthält eine Einrichtung, um dem Fahrzeugfahrer eine Mitteilung zu geben, die Maschine aussetzen zu lassen oder die Maschine zu verzögern, wenn beurteilt wurde, daß das Fahrzeug sich in der vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzone befindet und der gegenwärtige Zeitpunkt sich in dem vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzeitbereich befindet.
Es wird nicht nur die Maschinenantriebsregulierzone, sondern auch der Zeitbereich der Maschinenantriebsregulierungen bezeichnet bzw. festgelegt. Es können somit die Maschinenantriebsregulierungen effektiv gehalten werden, während eine Last am Fahrzeug vermindert oder reduziert werden kann. Der Zeitbereich bedeutet einen vorgeschriebenen Zeitbereich innerhalb eines Tages oder einen vorgeschriebenen Bereich innerhalb eines Jahres.
Eine dreiunddreißigste grundlegende Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung von einer der neunundzwanzigsten bis zweiunddreißigsten grundlegenden Ausführungsformen der Erfindung. Ein Energieversorgungsgerät eines Maschinenantriebsregulierunterstützungsgeräts der dreiunddreißigsten grundlegenden Ausführungsform der Offenbarung umfaßt ferner einen von Hand betätigten Maschinenstopschalter und eine Einrichtung in dem Steuerabschnitt, um die Maschine im Ansprechen auf den Betrieb bzw. Betätigung des Maschinenstopschalters anzuhalten. Der Fahrzeugfahrer kann das Aussetzen der Maschine durch Betätigen des Maschinenstopschalters durchführen. Wenn die Maschine aussetzt oder sich in einem Teillastbetrieb befindet, kann die Rate der Abgasemission und der Wert der erzeugten Geräusche reduziert werden.
Bei den ersten bis dreiunddreißigsten grundlegenden Ausführungsformen der Erfindung kann der Energieerzeugungsabschnitt wenigstens eine der Einrichtungen, wie eine Brennstoffzelle und einen Elektrogenerator/-motor, enthalten, der an die Maschine gekuppelt ist.
Erste spezifische Ausführungsform
1 zeigt ein Energieversorgungsgerät gemäß einer ersten spezifischen Ausführungsform der Offenbarung. Das Energieversorgungsgerät von 1 ist für die Verwendung in einem Automobil mit einem Hybridantrieb ausgelegt.
Gemäß 1 enthält das Energieversorgungsgerät einen Elektrogenerator/-motor 1, einen Wechselstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 2, eine Hochspannungsbatterie 3, eine Niedrigspannungsbatterie 4, einen Gleichstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 5, durch eine Hochspannung angetriebene Zusatzeinrichtungen (am Fahrzeug befindliche Lasten) 6, 7 und 8, durch eine niedrige Spannung angetriebene Zusatzeinrichtungen (am Fahrzeug befindliche Lasten) 9, 10 und 11 und einen Energieversorgungscontroller 12.
Die durch eine Hochspannung angetriebenen Zusatzeinrichtungen 6, 7 und 8, die durch eine niedrige Spannung angetriebenen Zusatzeinrichtungen 9, 10 und 11 und der Gleichstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 5 bilden die am Fahrzeug vorhandenen Lasten, die in einer noch an späterer Stelle erläuterten Weise gesteuert werden können.
Der Elektrogenerator/-motor 1 kann entweder in einem Generatormodus oder in einem Motormodus betrieben werden. Der Elektrogenerator/-motor 1 besteht aus einem Dreiphasensynchrontyp. Der Elektrogenerator/-motor 1 ist zwischen einer Maschine 100 und einem Getriebe 200 mit einer Kupplung angeordnet. Der Elektrogenerator/-motor 1 ist mit der Kurbelwelle der Maschine 100 gekuppelt. Es kann daher der Elektrogenerator/-motor 1 durch die Maschine 100 angetrieben werden, wenn dieser im Generatormodus betrieben wird. Der Elektrogenerator/-motor 1 kann die Maschine 10 darin unterstützen, das Fahrzeug anzutreiben, wenn dieser im Motormodus betrieben wird. Der Elektrogenerator/-motor 1 kann das Fahrzeug antreiben, wenn dieser im Motormodus betrieben wird.
Der Wechselstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 2 ist elektrisch zwischen dem Elektrogenerator/-motor 1 und der Hochspannungsbatterie 3 angeschlossen. Der Wechselstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 2 enthält eine Dreiphaseninverterschaltung, die eine Wechselstrom-zu-Gleichstrom-Umsetzung und auch eine Gleichstrom-zu-Wechselstrom-Umsetzung durchführen kann. Der Wechselstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 2 stellt die elektrische Energie ein, die zwischen dem Elektrogenerator/-motor 1 und der Hochspannungsbatterie 3 übertragen wird, auf zwei Wege ein. Der Elektrogenerator/-motor 1 und der Wechselstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 2 bilden einen Energieerzeugungsabschnitt.
Die Hochspannungsbatterie 3 enthält eine Speicherbatterie mit einer Nennspannung in dem Bereich von 36 bis 500 V. Die Hochspannungsbatterie 3 ist elektrisch mit den durch eine hohe Spannung angetriebenen Zusatzeinrichtung 6, 7 und 8 verbunden. Die Hochspannungsbatterie 3 führt elektrische Energie den durch eine hohe Spannung angetriebenen Zusatzeinrichtungen (den am Fahrzeug befindlichen Lasten) 6, 7 und 8 zu.
Die Niedrigspannungsbatterie 4 enthält eines Speicherbatterie mit einer Nennspannung von 12 V. Die Niedrigspannungsbatterie 4 ist elektrisch mit den durch eine niedrige Spannung angetriebenen Zusatzeinrichtungen 9, 10 und 11 verbunden. Die Niedrigspannungsbatterie 4 führt elektrische Energie den durch eine niedrige Spannung angetriebenen Zusatzeinrichtungen (den am Fahrzeug befindlichen Lasten) 9, 10 und 11 zu. Die Hochspannungsbatterie 3 und die Niedrigspannungsbatterie 4 bilden einen Energiespeicherabschnitt.
Der Gleichstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 5 ist elektrisch zwischen der Hochspannungsbatterie 3 und der Niedrigspannungsbatterie 4 angeschlossen. Der Gleichstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 5 enthält einen Gleichstrom-Gleichstrom-Konverter. Der Gleichstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 5 stellt die elektrische Energie ein (elektrische Austauschenergie), die zwischen der Hochspannungsbatterie 3 und der Niedrigspannungsbatterie 4 übertragen wird.
Eine Maschinensteuervorrichtung 13 ist der Maschine 100 zugeordnet oder mit dieser verbinden. Die Maschinensteuervorrichtung 13 wirkt dahingehend, um die Maschine 100 zu steuern oder zu regeln. Die Maschinensteuervorrichtung 13 enthält eine elektronische Steuereinheit (ECU).
Eine Elektrogenerator/-motor-Controller 14 ist dem Elektrogenerator/-motor 1 zugeordnet oder mit diesem verbunden. Der Elektrogenerator/-motor-Controller 14 wirkt dahingehend, um den Elektrogenerator/-motor 1 zu steuern oder zu regeln.
Ein Controller 15 für die Zusatzeinrichtungen ist den durch eine hohe Spannung angetriebenen Zusatzeinrichtungen 6, 7 und 8 zugeordnet oder mit diesen verbunden und auch den durch eine niedrige Spannung angetriebenen Zusatzeinrichtungen 9, 10 und 11 zugeordnet oder mit diesen verbunden. Der Controller 15 für die Zusatzeinrichtungen wirkt dahingehend, um die durch eine hohe Spannung angetriebenen Zusatzeinrichtungen 6, 7 und 8 und auch die durch eine niedrige Spannung angetriebenen Zusatzeinrichtungen 9, 10 und 11 zu steuern.
Ein Batteriecontroller 16 ist der Hochspannungsbatterie 3 und der Niedrigspannungsbatterie 4 zugeordnet oder mit dieser verbunden. Der Batteriecontroller 16 wirkt dahingehend, um die Hochspannungsbatterie 3 und die Niedrigspannungsbatterie 4 zu managen und zu steuern. Der Batteriecontroller 16 erzeugt Informationen über die Zustände der Hochspannungsbatterie 3 und der Niedrigspannungsbatterie 4, welche die Entladungsenergien und Entladungsströme derselben betreffen. Beispielsweise ist jede der Entladungsenergien gleich der vollen Ladungsenergie minus der verbleibenden Energie in der betreffenden Batterie. Die Zustände der Hochspannungsbatterie 3 und der Niedrigspannungsbatterie 4 umfassen ferner die Zustände eines Ladevorgangs (SOC) derselben. Die Zustände der Aufladung der Hochspannungsbatterie 3 und der Niedrigspannungsbatterie 4 bedeuten die Mengen der elektrischen Energie, die darin verblieben sind.
Der Energieversorgungscontroller 12 ist elektrisch mit der Maschinensteuervorrichtung (ECU) 13, dem Elektrogenerator/-motor-Controller 14, dem Controller 15 für die Zusatzeinrichtungen, dem Batteriecontroller 16, dem Wechselstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 2 und dem Gleichstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 5 verbunden. Der Energieversorgungscontroller 12 kommuniziert mit der Maschinensteuervorrichtung 13, dem Elektrogenerator/-motor-Controller 14, dem Controller 15 für die Zusatzeinrichtungen, dem Batteriecontroller 16, dem Wechselstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 2 und dem Gleichstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 5. Die Vorrichtung 12 steuert den Wechselstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 2 und den Gleichstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 5. Der Energieversorgungscontroller 12 dient als eine Energieerzeugungsquelle und als Verteilungscontroller. Der Energieversorgungscontroller 12 enthält einen Mikrocomputer oder eine ähnliche Vorrichtung mit einer Kombination aus einem Eingangs-/Ausgangsport, eine Verarbeitungsabschnitt, einem ROM und einem RAM. Der Energieversorgungscontroller 12 arbeitet in Einklang mit einem Programm, welches in dem ROM gespeichert ist. Das Programm besitzt eine Hauptroutine und eine Vielzahl an Subroutinen.
Der Wechselstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 2 enthält einen Sensor zum Detektieren eines Stromes, der durch diesen hindurchfließt. Der Gleichstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 5 enthält einen Sensor zum Detektieren eines Stromes, der durch diesen hindurchfließt.
Der Energieversorgungscontroller 12 kann mit den Stromsensoren in dem Wechselstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 2 und dem Gleichstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 5 verbunden sein. In diesem Fall empfängt der Energieversorgungscontroller 12 Signale von den Stromsensoren, welche die Ströme wiedergeben, die durch den Wechselstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 2 und den Gleichstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 5 hindurch fließen.
2 ist ein Flußdiagramm eines Segments (einer Hauptroutine) des Programms für den Energieversorgungscontroller 12, welches dafür ausgelegt ist, um die Summe der zuführbaren elektrischen Energie zu erhöhen. Im allgemeinen bedeutet die Summe der zuführbaren elektrischen Energie die Summe aus der elektrischen Energie, die von der Hochspannungsbatterie 3 zugeführt werden kann, aus der elektrischen Energie, die von der Niedrigspannungsbatterie 4 zugeführt werden kann, und aus der elektrischen Energie, die durch den Elektrogenerator/-motor 1 erzeugt wird. Das Programmsegment in 2 verarbeitet eine Zunahme in der Entladungsenergie der Hochspannungsbatterie 3. Das Programmsegment in 2 startet, wenn ein Zündschalter (nicht gezeigt) in seine EIN-Position gebracht wird. Beim Start des Programmsegments werden die Variablen, die darin verwendet werden, initialisiert. Nach dem Start wird das Programmsegment in 2 wiederholt ausgeführt.
Gemäß 2 wird bei einem ersten Schritt 1010 des Programmsegments auf den Batteriecontroller 16 zugegriffen und es werden Informationen über die Entladungsenergie Pb der Hochspannungsbatterie 3 abgefragt. Der Entladungsstrom der Hochspannungsbatterie 3 kann anstelle der Entladungsenergie Pb derselben verwendet werden. Der Schritt 1010 bestimmt, ob die Entladungsenergie Pb kleiner ist als ein vorgeschriebener Wert Pbth oder nicht. Wenn die Entladungsenergie Pb kleiner ist als der vorgeschriebene Wert Pbth, schreitet das Programm von dem Schritt 1010 zu einem Schritt 1028 voran. Ansonsten schreitet das Programm von dem Schritt 1010 zu einem Schritt 1012 voran.
Bei dem Schritt 1012 wird auf die Maschinensteuervorrichtung 13 zugegriffen und es werden Informationen über den Betrieb der Maschine 100 abgegriffen. Alternativ kann bei dem Schritt 1012 auf den Elektrogenerator/-motor-Controller 14 zugegriffen werden, um Informationen über den Betrieb der Maschine 100 zu erhalten. Der Schritt 1012 bezieht sich auf die Informationen und bestimmt, ob die Maschine 100 in Betrieb ist oder nicht. Wenn sich die Maschine 100 im Betrieb befindet, schreitet das Programm von dem Schritt 1012 zu einem Schritt 1014 weiter voran. Ansonsten schreitet das Programm von dem Schritt 1012 zu einem Schritt 1018 voran.
Bei dem Schritt 1014 wird ein gewünschter Energieerzeugungswert in einen neuen Wert abgedatet. Spezifischer ausgedrückt, wird bei dem Schritt 1014 der gewünschte Energieerzeugungswert um eine Größe erhöht, die der Differenz zwischen der Entladungsenergie Pb und dem vorgeschriebenen Wert Pbth entspricht. Bei dem Schritt 1014 wird über den Elektrogenerator/-motor-Controller 14 auf den Elektrogenerator/-motor 1 zugegriffen. Bei dem Schritt 1014 wird der Elektrogenerator/-motor 1 veranlaßt, elektrische Energie in einer Rate entsprechend dem neuen gewünschten Energieerzeugungswert zu erzeugen. Als ein Ergebnis erzeugt dann der Elektrogenerator/-motor 1 elektrische Energie in einer erhöhten Rate und damit wird dann die Summe der zuführbaren elektrischen Energie gleich mit oder größer als die Summe der erforderlichen elektrischen Energie.
Die Zunahme in der elektrischen Energie, die durch den Elektrogenerator/-motor 1 erzeugt wird, bewirkt eine Zunahme in der Last an der Maschine 10. Die Zunahme in der Last an der Maschine 100 wird in der folgenden Weise kompensiert. Der Elektrogenerator/-motor-Controller 14 informiert die Maschinensteuervorrichtung 13 über die Zunahme in der elektrischen Energie, die durch den Elektrogenerator/-motor 1 erzeugt wird. Die Maschinensteuervorrichtung 13 ändert das von der Maschine 100 abgegebene Drehmoment oder das Zahnradverhältnis in dem Getriebe 200 im Ansprechen auf die Zunahme in der elektrischen Energie, die durch den Elektrogenerator/-motor 1 erzeugt wird.
Um erneut auf 2 einzugehen, so wird bei einem Schritt 1016, der auf den Schritt 1014 folgt, bestimmt, ob der neue gewünschte Energieerzeugungswert einen voreingestellten oberen Grenzwert der Energieerzeugung überschreitet oder nicht. Wenn der neue gewünschte Energieerzeugungswert die voreingestellte obere Grenze überschreitet, schreitet das Programm von dem Schritt 1016 zu einem Austauschenergiemengensteuerblock (einer Austauschenergiemengensteuersubroutine) 1026 voran. Ansonsten schreitet das Programm von dem Schritt 1016 zu einem Schritt 1024 voran.
Der Austauschenergiemengensteuerblock 1026 umfaßt Schritte, um elektrische Energie von der Niedrigspannungsbatterie 4 der Hochspannungsbatterie 3 zuzuführen. Nach dem Austauschenergiemengensteuerblock 1026 schreitet das Programm zu dem Schritt 1024 voran.
Bei dem Schritt 1024 wird auf den Batteriecontroller 16 zugegriffen und es werden Informationen über die Entladungsenergie Pb der Hochspannungsbatterie 3 abgerufen. Der Entladungsstrom der Hochspannungsbatterie 3 kann anstelle der Entladungsenergie Pb derselben verwendet werden. Bei dem Schritt 1024 wird bestimmt, ob die Entladungsenergie Pb kleiner ist als der vorgeschriebene Wert Pbth oder nicht. Wenn die Entladungsenergie Pb kleiner ist als der vorgeschriebene Wert Pbth, schreitet das Programm von dem Schritt 1024 zu dem Schritt 1028 voran. Ansonsten schreitet das Programm von dem Schritt 1024 zu einem Laststeuerblock (einer Laststeuersubroutine) 1022 voran.
Bei dem Schritt 1028 wird auf den Zubehörcontroller 15 zugegriffen und es wird eine Freigabe bewirkt, und zwar zum Antreiben der durch eine hohe Spannung angetriebenen Zusatzeinrichtungen 6, 7 und 8 und der durch eine niedrige Spannung angetriebenen Zusatzeinrichtungen 9, 10 und 11. Nach dem Schritt 1028 endet der momentane Ausführungszyklus des Programmsegments.
Der Laststeuerblock 1022 greift auf den Zubehörcontroller 15 zu, wodurch die am Fahrzeug befindlichen Lasten gesteuert werden, das heißt die durch eine hohe Spannung und die durch eine niedrige Spannung angetriebenen Zusatzeinrichtungen 6, 7, 8, 9, 10 und 11. Somit implementiert der Laststeuerblock 1022 die Laststeuerung. Nach dem Laststeuerblock 1022 endet der momentane Ausführungszyklus des Programmsegments.
Bei dem Schritt 1018 wird auf die Maschinensteuervorrichtung 13 zugegriffen und es werden Informationen über die Zustände der Maschine 100 abgerufen. Bei dem Schritt 1018 wird auf geeignete Vorrichtungen (nicht gezeigt) zugegriffen und es werden Informationen über die Zustände des Fahrzeugs abgerufen. Bei dem Schritt 1018 wird bestimmt, ob die Maschine 100 befähigt ist, auf der Grundlage der Zustände der Maschine 100 und der Zustände des Fahrzeugs zu starten oder nicht. Wenn die Maschine 100 fähig ist, zu starten, schreitet das Programm von dem Schritt 1018 zu einem Schritt 1020 voran. Ansonsten schreitet das Programm von dem Schritt 1018 zu dem Austauschenergiemengensteuerblock 1026 voran.
Spezifischer ausgedrückt, wird bei dem Schritt 1018 bestimmt, ob die Zustände der Maschine 100 sich in einem Bereich zum Anhalten befinden oder nicht. Wenn sich die Zustände der Maschine 100 in dem Bereich für das Anhalten befinden, wird bei dem Schritt 1018 beurteilt, daß die Maschine 100 nicht fähig ist, zu starten. Bei dem Schritt 1018 wird bestimmt, ob eine erforderliche Brennstoffmenge in einem Tank vorhanden ist oder nicht. Wenn die erforderliche Brennstoffmenge in dem Tank vorhanden ist, wird bei dem Schritt 1018 beurteilt, daß die Maschine 100 fähig ist, zu starten.
Bei dem Schritt 1020 wird auf die Maschinensteuervorrichtung 13 zugegriffen und diese ermöglicht es der Maschine 100 zu starten. Nach dem Schritt 1020 gelangt das Programm weiter zu dem Schritt 1014 voran.
Die durch eine Hochspannung angetriebenen und die durch eine niedrige Spannung angetriebenen Zusatzeinrichtungen 6, 7, 8, 9, 10 und 11, das heißt die am Fahrzeug befindlichen Lasten umfassen spezifische Lasten, die ausgesetzt werden dürfen oder bei denen die Antriebsrate reduziert werden darf. Die spezifischen Zusatzeinrichtungen (die spezifischen, am Fahrzeug befindlichen Lasten) haben jeweils unterschiedliche Wichtigkeitsgrade.
Der Laststeuerblock 1022 berechnet einen Mangel der Energieerzeugung, der gleich ist dem neuen gewünschten Energieerzeugungswert minus dem voreingestellten oberen Grenzwert der Energieerzeugung. Der Laststeuerblock 1022 greift auf eine Tabelle zu oder auf eine Liste, in der die spezifizierten Zusatzeinrichtungen (die spezifizierten, am Fahrzeug befindlichen Lasten) in der Reihenfolge des Wichtigkeitsgrades angeordnet sind. Der Laststeuerblock 1022 wählt eine oder einige aus den spezifizierten Zusatzeinrichtungen aus, die einen niedrigeren Wichtigkeitsgrad haben als andere. Der Laststeuerblock 1022 greift auf den Zubehörcontroller 15 zu, wodurch die ausgewählten Zubehöreinrichtungen ausgesetzt werden oder die Antriebsraten der ausgewählten Zusatzeinrichtungen reduziert werden, um dem Mangel der Energieerzeugung entgegenzuwirken bzw. diesen zu kompensieren. Auf diese Weise reduziert der Laststeuerblock 1022 die Summe der erforderlichen elektrischen Energie.
Der Austauschenergiemengensteuerblock 1026 steuert den Gleichstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 5, um elektrische Energie von der Niedrigspannungsbatterie 4 der Hochspannungsbatterie 3 zuzuführen, und zwar unter der Bedingungen oder dem Zustand, daß die in der Niedrigspannungsbatterie 4 verbliebene elektrische Energiemenge gleich ist mit oder größer ist als ein vorgeschriebener Wert. Der Austauschenergiemengensteuerblock 1026 führt eine Kompensation hinsichtlich eines restlichen Abschnitts des Mangels der Energieerzeugung durch, der durch den Laststeuerblock 1022 in dem früheren Ausführungszyklus des Programmsegments nicht beseitigt werden konnte.
Es werden nun der Energieversorgungscontroller 12 und der Laststeuerblock 1022 weiter beschrieben. Es sind unterschiedliche Wichtigkeitsgrade den spezifizierten Zusatzeinrichtungen zugeordnet (den spezifizierten, am Fahrzeug befindlichen Lasten) und sind auch dem Gleichstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 5 für jedes einer Vielfalt von Mustern an Betriebsbedingungen des Fahrzeugs zugeordnet. Der Energieversorgungscontroller 12 speichert Daten, die eine Liste für jedes der Muster der Betriebsbedingungen des Fahrzeugs wiedergeben. In jeder Liste sind die spezifizierten Zusatzeinrichtungen (die spezifizierten, am Fahrzeug befindlichen Lasten) und der Gleichstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 5 in der Reihenfolgen des Wichtigkeitsgrades angeordnet. Auch speichert der Energieversorgungscontroller 12 Daten, die eine Liste von einer oder von einigen der am Fahrzeug befindlichen Lasten und von dem Gleichstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 5 wiedergeben, die an einem Aussetzen gehindert werden. Für eine oder einige der am Fahrzeug befindlichen Lasten und dem Gleichstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 5, die nicht ausgesetzt werden können, jedoch in der Antriebsrate reduziert werden können, speichert der Energieversorgungscontroller 12 Daten, welche eine minimale Antriebsrate oder minimale Antriebsraten wiedergeben.
Der Laststeuerblock 1022 bestimmt, daß die erforderliche elektrische Energie durch die Laststeuerung zu reduzieren ist. Der Laststeuerblock 1022 detektiert die vorhandenen Betriebsbedingungen des Fahrzeugs, indem dieser auf die Maschinensteuervorrichtung 13 zugreift. Der Laststeuerblock 1022 wählt eine aus den Listen aus, die einem Betriebszustandsmuster entspricht, welches am engsten mit den momentan vorhandenen Betriebsbedingungen des Fahrzeugs übereinstimmt oder mit diesem voll übereinstimmt. Durch Bezugnahme auf die ausgewählte Liste wählt der Laststeuerblock 1022 eine oder einige aus den spezifizierten, am Fahrzeug befindlichen Lasten und dem Gleichstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 5 aus, die einen niedrigere Wichtigkeitsgrad besitzen als andere. Der Laststeuerblock 1022 greift auf den Zubehörcontroller 15 zu, wodurch die ausgewählten, am Fahrzeug befindlichen Lasten (die den Gleichstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 5 enthalten können) ausgesetzt werden oder die Antriebsraten der ausgewählten, am Fahrzeug befindlichen Lasten reduziert werden, um dadurch die Summe der erforderlichen elektrischen Energie um eine Menge zu reduzieren, die gleich ist der erforderlichen elektrischen Energie, die durch die Laststeuerung reduziert werden soll. Spezifischer gesagt, bewirkt der Laststeuerblock 1022 ein Aussetzen von einigen der spezifizierten, am Fahrzeug befindlichen Lasten und des Gleichstrom-Gleichstrom-Energieumsetzers 5, der ausgesetzt werden kann, oder reduziert die Antriebsraten von einigen der spezifizierten, am Fahrzeug befindlichen Lasten und von dem Gleichstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 5 um maximale Grenzwerte, die nicht ausgesetzt werden können, und zwar in der Reihenfolge des Wichtigkeitsgrades, angefangen von dem niedrigsten Wichtigkeitsgrad bis hin zum höchsten Wichtigkeitsgrad, bis eine Abnahme in der Summe der erforderlichen elektrischen Energie die erforderliche elektrische Energie erreicht, die durch die Laststeuerung zu reduzieren ist.
Die Reduzierungen in den Antriebsraten werden durch Vermindern der Tastverhältnisse bei der PWM-Steuerung implementiert, und zwar in bezug auf die beteiligten, am Fahrzeug befindlichen Lasten (welche den Gleichstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 5 enthalten können). Im Falle von einer oder von einigen der am Fahrzeug befindlichen Lasten, die intermittierend angetrieben werden können, können die Reduzierungen in den Antriebsraten dadurch implementiert werden, indem ein intermittierender Antrieb durchgeführt wird. In bevorzugter Weise unterscheiden sich in einem Fall, bei dem zwei oder mehrere der am Fahrzeug befindlichen Lasten intermittierend angetrieben werden, die Zeitlagen des intermittierenden Antriebs voneinander, so daß die am Fahrzeug mitgeführten Lasten daran gehindert werden können, gleichzeitig angetrieben zu werden. Die Tastverhältnisse bei der PWM-Steuerung der am Fahrzeug befindlichen Lasten können periodisch vergrößert und verkleinert werden, und zwar anstelle der Implementierung des intermittierenden Antriebs. In bevorzugter Weise sind in einem Fall, bei dem die Tastverhältnisse bei der PWM-Steuerung von zwei oder von mehreren der am Fahrzeug befindlichen Lasten periodisch erhöht und vermindert werden, die Zeitsteuerungen, mit denen die Tastverhältnisse maximiert werden, voneinander unterschiedlich, so daß eine Spitze der verbrauchten elektrischen Energie unterdrückt werden kann.
Wenn die Entladungsenergie Pb der Hochspannungsbatterie 3 gleich ist mit oder größer ist als der vorgeschriebene Wert Pbth (siehe den Schritt 1010) wird die elektrische Energie, die durch den Elektrogenerator/-motor 1 erzeugt wird, erhöht (siehe den Schritt 1014), so daß die Summe der zuführbaren elektrischen Energie gleich gemacht werden kann mit oder größer gemacht werden kann als die Summe der erforderlichen elektrischen Energie. Hierbei bedeutet die Summe der zuführbaren elektrischen Energie die Summe der elektrischen Energie, die von der Hochspannungsbatterie 3 zugeführt werden kann, der elektrischen Energie, die von der Niedrigspannungsbatterie 4 zugeführt werden kann, und der elektrischen Energie, die durch den Elektrogenerator/-motor 1 erzeugt werden kann. Die Summe der elektrischen Energie, die tatsächlich von der Hochspannungsbatterie 3 zugeführt werden kann, der elektrischen Energie, die tatsächlich von der Niedrigspannungsbatterie 4 zugeführt werden kann, und der elektrischen Energie, die tatsächlich durch den Elektrogenerator/-motor 1 erzeugt werden kann, ist gleich der Summe der verbrauchten elektrischen Energie (die Summe der erforderlichen elektrischen Energie). Entsprechend der oben erläuterten Konstruktion kann die Hochspannungsbatterie 3 in einer relativ kleinen Größe ausgeführt werden. Ferner verhindert die oben erläuterte Konstruktion, daß die Hochspannungsbatterie 3 mit einem hohen Stromwert entladen wird (einer großen Energierate), was zu einer Verschlechterung oder Zerstörung führen kann.
Eine beträchtliche Zunahme in der Entladungsenergie der Hochspannungsbatterie 3 wird detektiert (siehe den Schritt 1010). Wenn solch eine Zunahme in der Entladungsenergie der Hochspannungsbatterie 3 detektiert wird, wird die elektrische Energie, welche durch den Elektrogenerator/-motor 1 erzeugt wird, prompt erhöht (siehe den Schritt 1014). Es ist somit möglich, eine Variation in der Menge der elektrischen Energie in der Hochspannungsbatterie 3 zu unterdrücken und auch eine Änderung in der Rate der Entladung derselben zu unterdrücken, die durch die Zunahme in der Entladungsenergie derselben bewirkt werden. Es ist darüber hinaus möglich, zu verhindern, daß die Hochspannungsbatterie 3 durch die Energiemengenschwankung und die Entladungsratenänderung verschlechtert wird.
In einem Fall, bei dem der neue gewünschte Energieerzeugungswert die voreingestellte obere Grenze der Energieerzeugung überschreitet (siehe den Schritt 1016), wird elektrische Energie von der Niedrigspannungsbatterie 4 der Hochspannungsbatterie 3 zugeführt (siehe den Austauschenergiemengensteuerblock 1026). In einem Fall, bei dem die Entladungsenergie Pb der Hochspannungsbatterie 3 gleich bleibt mit oder größer wird als der vorgeschriebene Wert Pbth (siehe den Schritt 1024), nachdem die durch den Elektrogenerator/-motor 1 erzeugte elektrische Energie erhöht worden ist, werden eine oder einige der am Fahrzeug befindlichen Lasten, die einen relativ niedrigen Wichtigkeitsgrad haben, ausgesetzt oder es werden deren Antriebsraten reduziert. Daher kann die Hochspannungsbatterie 3 in ihrer Kapazität relativ klein ausgelegt werden. Darüber hinaus besitzt das Energieversorgungsgerät von 1 die Fähigkeit, elektrische Energie in einer großen Rate zuzuführen.
Zweite spezifische Ausführungsform
Eine zweite spezifische Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung der ersten spezifischen Ausführungsform derselben. Gemäß der zweiten spezifischen Ausführungsform der Offenbarung gelangt ein SOC-Steuerblock zu dem Schritt 1010 in 2. Der SOC-Steuerblock umfaßt einen Schritt gemäß einem Zugreifen auf den Batteriecontroller 16 und dieser ruft Informationen über den Zustand der Aufladung (SOC) der Hochspannungsbatterie 3 ab, das heißt über die Menge der elektrischen Energie, die in der Hochspannungsbatterie 3 verblieben ist. Ferner umfaßt der SOC-Steuerblock einen Schritt gemäß einer Bestimmung, ob die Menge der elektrischen Energie, die in der Hochspannungsbatterie 3 verblieben ist, kleiner ist als ein vorgeschriebener Bezugswert oder nicht. Unter der Bedingung, daß die Menge der elektrischen Energie, die in der Hochspannungsbatterie 3 verblieben ist, kleiner ist als der voreingestellte Bezugswert, werden der Energieerzeugungserhöhungsschritt 1014 und der Laststeuerblock 1022 durchgeführt. Als ein Ergebnis kann verhindert werden, daß die Menge der elektrischen Energie, die in der Hochspannungsbatterie 3 verbleibt, unter den vorgeschriebenen Bezugswert absinkt.
Bei der zweiten spezifischen Ausführungsform der Offenbarung kann die Hochspannungsbatterie 3 in ihrer Größe relativ klein ausgelegt werden. Darüber hinaus ist es möglich, zu verhindern, daß die Hochspannungsbatterie 3 mit einem großen Stromwert entladen wird. Es ist ferner aus möglich, zu verhindern, daß die Hochspannungsbatterie 3 in übermäßiger Weise entladen wird (überentladen wird). Daher kann die Lebensdauer der Hochspannungsbatterie 3 relativ lange andauern.
Dritte spezifische Ausführungsform
Eine dritte spezifische Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung der ersten spezifischen Ausführungsform derselben. Gemäß der dritten spezifischen Ausführungsform der Offenbarung wird bei dem Schritt 1010 in 2 auf den Batteriecontroller 16 zugegriffen und es werden Informationen über die Summe der elektrischen Energie abgerufen, die von der Hochspannungsbatterie 3 zugeführt wird und durch all die betroffenen Lasten verbraucht wird. Bei dem Schritt 1010 wird bestimmt, ob die Summe der zuführbaren elektrischen Energie kleiner ist als die Summe der elektrischen Energie, die von der Hochspannungsbatterie 3 zugeführt wird und durch all die betroffenen Lasten verbraucht wird oder nicht. Hierbei bedeutet die Summe der zuführbaren elektrischen Energie die Summe aus dem oberen Grenzwert der Kapazität der Hochspannungsbatterie 3 und der momentan erzeugten elektrischen Energie. Wenn die Summe der zuführbaren elektrischen Energie kleiner ist als die Summe der elektrischen Energie, die von der Hochspannungsbatterie 3 zugeführt wird und die durch all die betroffenen Lasten verbraucht wird, schreitet das Programm von dem Schritt 1010 zu dem Schritt 1012 voran. Ansonsten schreitet das Programm von dem Schritt 1010 zu dem Schritt 1028 voran. Als ein Ergebnis kann die Summe der zuführbaren elektrischen Energie gleichgehalten werden mit oder größer gemacht werden als die Summe der elektrischen Energie, die von der Hochspannungsbatterie 3 zugeführt wird und durch all die betroffenen bzw. beteiligten Lasten verbraucht wird.
Vierte spezifische Ausführungsform
3 zeigt eine Stromversorgungsgerät gemäß einer vierten spezifischen Ausführungsform der Offenbarung. Das Energieversorgungsgerät von 3 ist ähnlich dem Energieversorgungsgerät von 1 mit der Ausnahme, daß einige im folgenden erläuterte konstruktive Änderungen vorgenommen wurden.
Der Gleichstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 5 (siehe 1) ist von dem Energieversorgungsgerät der 3 weggelassen. Es ist ein Wechselstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 2a elektrisch zwischen den Elektrogenerator/-motor 1 und der Niedrigspannungsbatterie 4 geschaltet. Der Elektrogenerator/-motor 1 enthält erste und zweite Ankerwicklungen, die jeweils mit den Wechselstrom-Gleichstrom-Energieumsetzern 2 und 2a gekoppelt sind. Der Wechselstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 2a kann elektrische Energie zwischen dem Elektrogenerator/-motor 1 und der Niedrigspannungsbatterie 4 übertragen (und den durch eine niedrige Spannung angetriebenen Zusatzeinrichtungen 9, 10 und 11). Der Wechselstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 2a ist elektrisch mit dem Energieversorgungscontroller 12 verbunden (siehe 1). Der Wechselstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 2a kann durch den Energieversorgungscontroller 12 gesteuert werden.
Der Austauschenergiemengensteuerblock 1026 in 2 steuert den Wechselstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 2a dahingehend, um elektrische Energie von der Niedrigspannungsbatterie 4 zu dem Elektrogenerator/-motor 1 zu übertragen. Als ein Ergebnis empfängt der Elektrogenerator/-motor 1 ein großes Drehmoment und erzeugt elektrische Energie in einer höheren Rate. Es kann daher eine größere elektrische Energie von dem Elektrogenerator/-motor 1 zu der Hochspannungsbatterie 3 über den Wechselstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 2 übertragen werden. Auf diese Weise wird elektrische Energie von der Niedrigspannungsbatterie 4 zu der Hochspannungsbatterie 3 übertragen.
Fünfte spezifische Ausführungsform
4 zeigt ein Energieversorgungsgerät gemäß einer fünften spezifischen Ausführungsform der Offenbarung. Das Energieversorgungsgerät von 4 ist ähnlich dem Energieversorgungsgerät von 1 mit der Ausnahme, daß einige konstruktive Änderungen vorgenommen wurden, die im folgenden erwähnt werden.
Die Maschine 100 (siehe 1) ist von dem Energieversorgungsgerät der 4 weggelassen. Es ist eine Brennstoffzelle 300 mit der Hochspannungsbatterie 3 parallel geschaltet. Es sei darauf hingewiesen, daß die Hochspannungsbatterie 3 durch einen Kondensator ersetzt werden kann, der eine große Kapazität besitzt.
5 zeigt ein Flußdiagramm eines Segments (einer Hauptroutine) des Programms für den Energieversorgungscontroller 12 (siehe 1). Das Programmsegment in 5 startet, wenn ein Zündschalter (nicht gezeigt) in seine EIN-Position geschaltet wird. Bei dem Start des Programmsegments werden die in diesem verwendeten Variablen initialisiert. Nach dem Start wird das Programmsegment in 5 wiederholt ausgeführt.
Gemäß 5 wird bei einem ersten Schritt 200 des Programmsegments auf den Batteriecontroller 16 (siehe 1) zugegriffen und es werden Informationen über den Ladungszustand (SOC) der Hochspannungsbatterie 3 und der Entladungsenergie Pb derselben abgerufen. Der Ladungszustand der Hochspannungsbatterie 3 entspricht der Menge der elektrischen Energie, die in dieser verblieben ist. Der Entladungsstrom Ib der Hochspannungsbatterie 3 kann anstelle der Entladungsenergie Pb derselben verwendet werden. Nach dem Schritt 200 gelangt das Programm zu einem Schritt 204.
Bei dem Schritt 204 wird bestimmt, ob der Ladungszustand der Hochspannungsbatterie 3 sich in einem vorgeschriebenen annehmbaren Bereich befindet oder nicht, das heißt, ob die Menge der elektrischen Energie, die in der Hochspannungsbatterie 3 verblieben ist, in einem vorgeschriebenen annehmbaren Bereich liegt oder nicht (beispielsweise 40 bis 60% des voll aufgeladenen Wertes). Wenn der Ladungszustand der Hochspannungsbatterie 3 in dem vorgeschriebenen annehmbaren Bereich liegt, schreitet das Programm von dem Schritt 204 zu einem Schritt 208 voran. Ansonsten schreitet das Programm von dem Schritt 204 zu einem Schritt 206 voran.
Bei dem Schritt 206 wird auf dem Elektrogenerator/-motor 1 über den Elektrogenerator/-motor-Controller 14 (siehe 1) zugegriffen. Bei dem Schritt 206 wird die Energieerzeugung durch den Elektrogenerator/-motor 1 gesteuert, und zwar in der Richtung der Bewegung des Ladungszustandes der Hochspannungsbatterie 3 zurück in den vorgeschriebenen annehmbaren Bereich. Spezifischer ausgedrückt, wird dann, wenn der Ladungszustand der Hochspannungsbatterie 3 die obere Grenze des vorgeschriebenen annehmbaren Bereiches überschreitet, der Schritt 206 ausgeführt, bei dem die Energieerzeugung durch den Elektrogenerator/-motor 1 reduziert wird. In bevorzugter Weise ist die Reduzierung der Energieerzeugung so ausgelegt, daß der Ladungszustand der Hochspannungsbatterie 3 sich in den vorgeschriebenen annehmbaren Bereich in einer gegeben SOC-Abfallrate zurück bewegen kann. Wenn andererseits der Ladezustand der Hochspannungsbatterie 3 unter der unteren Grenze des vorgeschriebenen annehmbaren Bereiches liegt, wird bei dem Schritt 106 die Energieerzeugung durch den Elektrogenerator/-motor 1 erhöht. In bevorzugter Weise ist die Höhe der Energieerzeugung so ausgelegt, daß der Ladezustand der Hochspannungsbatterie 3 zurück in den vorgeschriebenen annehmbaren Bereich mit einer gegebenen SOC-Anstiegsrate bewegt werden kann. Nach der Ausführung des Schrittes 206 kehrt das Programm zu dem Schritt 204 zurück.
Bei dem Schritt 208 wird bestimmt, ob die Entladungsenergie Pb kleiner ist als der vorgeschriebene Wert Pbth oder nicht. Wenn die Entladungsenergie Pb kleiner ist als der vorgeschriebene Wert Pbth, gelangt das Programm von dem Schritt 208 zu einem Schritt 220. Ansonsten gelangt das Programm von dem Schritt 208 zu einem Schritt 210.
Bei dem Schritt 210 wird über den Elektrogenerator/-motor-Controller 14 (siehe 1) auf den Elektrogenerator/-motor 1 eingewirkt bzw. zugriffen. Bei dem Schritt 210 wird die Energieerzeugung durch den Elektrogenerator/-motor 1 im Ansprechen auf die Entladungsenergie Pb eingestellt. Beispielsweise wird bei dem Schritt 210 die Energieerzeugung mit der Entladungsenergie Pb abgeglichen. Um dies mehr in Einzelheiten zu erläutern, so wird bei dem schritt 210 der gewünschte Energieerzeugungswert auf einen neuen Wert upgedated, und zwar im Ansprechen auf die Entladungsenergie Pb. Bei dem Schritt 210 wird der Elektrogenerator/-motor 1 über den Elektrogenerator/-motor-Controller 14 (siehe 1) veranlaßt, elektrische Energie in einer Rate zu erzeugen, welche dem neuen gewünschten Energieerzeugungswert entspricht. Als ein Ergebnis erzeugt der Elektrogenerator/-motor elektrische Energie in einer sich aus der Einstellung ergebenden Rate.
Bei dem Schritt 212, der auf den Schritt 210 folgt, wird bestimmt, ob der neue gewünschte Energieerzeugungswert die obere voreingestellte Grenze der Energieerzeugung überschreitet oder nicht. Wenn der neue gewünschte Energieerzeugungswert die voreingestellte obere Grenze überschreitet, gelangt das Programm von dem Schritt 212 zu einem Austauschenergiemengensteuerblock (einer Austauschenergiemengensteuersubroutine) 218. Ansonsten schreitet das Programm von dem Schritt 212 zu einem Schritt 216 voran.
Der Austauschenergiemengensteuerblock 218 ist ähnlich dem Austauschenergiemengensteuerblock 1026 in 2 ausgelegt. Nach dem Austauschenergiemengensteuerblock 218 schreitet das Programm zu dem Schritt 216 voran.
Bei dem Schritt 216 wird auf den Batteriecontroller 16 (siehe 1) zugegriffen und es werden Informationen über die Entladungsenergie Pb der Hochspannungsbatterie 3 abgerufen. Der Entladungsstrom der Hochspannungsbatterie 3 kann anstelle der Entladungsenergie Pb derselben verwendet werden. Bei dem Schritt 216 wird bestimmt, ob die Entladungsenergie Pb kleiner ist als der vorgeschriebene Wert Pbth oder nicht. Wenn die Entladungsenergie Pb kleiner ist als der vorgeschriebene Wert Pbth, schreitet das Programm von dem Schritt 216 zu dem Schritt 220 voran. Ansonsten schreitet das Programm von dem Schritt 216 zu einem Laststeuerblock (einer Laststeuersubroutine) 214 voran.
Der Schritt 220 ist ähnlich dem Schritt 1028 in 2. Bei dem Schritt 220 wird auf den Zubehörcontroller 15 (siehe 1) zugegriffen und es werden die durch eine Hochspannung angetriebenen Zusatzeinrichtungen 6, 7 und 8 und die durch eine niedrige Spannung angetriebenen Zusatzeinrichtungen 9, 10 und 11 in Bereitschaft gesetzt, um in der erforderlichen Weise angetrieben zu werden. Nach der Durchführung des Schrittes 220 endet der momentane Ausführungszyklus des Programmsegments.
Der Laststeuerblock 214 ist ähnlich dem Laststeuerblock 1022 in 2. Der Laststeuerblock 214 implementiert eine Laststeuerung. Spezifischer ausgedrückt, reduziert der Laststeuerblock 214 die Summe der erforderlichen elektrischen Energie. Nach der Durchführung des Laststeuerblocks 214 endet der momentane Ausführungszyklus des Programmsegments.
Selbst in einem Fall, bei dem der Ladezustand der Hochspannungsbatterie 3 sich in dem vorgeschriebenen annehmbaren Bereich befindet, wird die elektrische Energie, die durch den Elektrogenerator/-motor 1 erzeugt wird, prompt erhöht (siehe den Schritt 210), wenn eine beträchtliche Zunahme in der Entladungsenergie der Hochspannungsbatterie 3 detektiert wird (siehe den Schritt 208). Es ist somit möglich, eine Variation im Ladezustand der Hochspannungsbatterie 3 zu unterdrücken.
Sechste spezifische Ausführungsform
Eine sechste spezifische Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung der fünften spezifischen Ausführungsform derselben. Die sechste spezifische Ausführungsform der Offenbarung besitzt die folgenden Merkmale. In einem Fall, bei dem ein Befehl zur Änderung der Summe der erforderlichen elektrischen Energie erteilt wird und dann die resultierende Summe der erforderlichen elektrischen Energie gleich wird mit oder größer wird als die Summe der zuführbaren elektrischen Energie, wird die Ausführung des Befehls zur Änderung der Summe der erforderlichen elektrischen Energie gestattet, und zwar bei oder nach dem Moment der Befehligung einer Zunahme in der Summe der zuführbaren elektrischen Energie oder einer Abnahme in der Summe der erforderlichen elektrischen Energie, so daß die Summe der zuführbaren elektrischen Energie die resultierende Summe der erforderlichen elektrischen Energie überschreiten kann. Es ist möglich, das Auftreten eines Problems zu verhindern, wenn die am Fahrzeug befindlichen Lasten angetrieben werden, obwohl die Summe der zuführbaren elektrischen Energie unzureichend ist.
Siebte spezifische Ausführungsform
Eine siebte spezifische Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung der ersten spezifischen Ausführungsform derselben. Gemäß der siebten spezifischen Ausführungsform der Offenbarung ist der Laststeuerblock 1022 in 2 in der folgenden Weise modifiziert.
Gemäß 6 wird die Summe der erforderlichen elektrischen Energie in einen geforderten Grundenergiewert ”a” und einen verbrauchten Energiewert ”b” aufgeteilt. Der erforderliche Grundenergiewert ”a” entspricht der Rate der elektrischen Energie, die zu den Lasten gemäß einer geringen Nennleistung und den vorgeschriebenen wichtigen Lasten zugeführt wird. Der verbrauchte Energiewert ”b” entspricht der Gesamtrate des Verbrauchs der elektrischen Energie durch die am Fahrzeug befindlichen Lasten. Somit ist die Summe der erforderlichen elektrischen Energie gleich mit ”a + b”.
In bezug auf den erforderlichen Grundenergiewert ”a” werden die Raten des Verbrauchs der elektrischen Energie durch die Lasten mit kleiner Nennleistung und durch die vorgeschriebenen wichtigen Lasten nicht detektiert und es werden voreingestellte konstante Werte als Anzeigegrößen derselben verwendet. Somit wird die elektrische Energie, die durch die Lasten mit der kleinen Nennleistung verbraucht wird, als unkontrollierbare elektrische Energie behandelt. Demzufolge kann das Energieversorgungsgerät in der Konstruktion relativ einfach gestaltet werden und auch im Gewicht relativ gering gestaltet werden. Auch wird die elektrische Energie, die durch die vorgeschriebenen wichtigen Lasten verbraucht wird, als unkontrollierbare elektrische Energie gehandhabt. Es ist daher möglich, zu verhindern, daß die Menge der zugeführten elektrischen Energie unzureichend wird, und zwar auf Grund eines Fehlers in der nach vorwärts gerichteten Zuführsteuerung. Zusätzlich ist es möglich, die Konstruktion einer Schaltung zum Berechnen und zum Detektieren der Summe der erforderlichen elektrischen Energie zu vereinfachen.
Achte spezifische Ausführungsform
Eine achte spezifische Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung der ersten spezifischen Ausführungsform derselben. Gemäß der achten spezifischen Ausführungsform der Offenbarung ist ein Laststeuerblock 1022 in 2 in der folgenden Weise abgewandelt.
Gemäß der achten spezifischen Ausführungsform der Offenbarung speichert der Energieversorgungscontroller 12 (siehe 1) Daten, die eine Karte oder Speicherabbild wiedergibt, welche Inhalte aufweist, die in 7 gezeigt sind.
Gemäß 7 sind die am Fahrzeug befindlichen Lasten, die mit der elektrischen Energie von der Hochspannungsbatterie 3 (siehe 1) versorgt werden können, jeweils durch ”A”, ”B”, ”C”, ”D”, ”E” und ”F” bezeichnet. Die am Fahrzeug befindlichen Lasten ”A”, ”B”, ”C”, ”D”, ”E” und ”F” enthalten durch eine Hochspannung angetriebene Zusatzeinrichtungen 6, 7 und 8 (siehe 1) und andere am Fahrzeug befindliche Lasten. Betrachtet man jeden der Bewertungsfaktoren (Bewertungspunkte), so werden Grundpunkte an die am Fahrzeug befindlichen Lasten ”A”, ”B”, ”C”, ”D”, ”E” und ”F” vergeben. Die Grundpunkte bestimmen einen synthetischen Bewertungspunkt für jede der am Fahrzeug befindlichen Lasten ”A”, ”B”, ”C”, ”D”, ”E” und ”F”. Der synthetische Bewertungspunkt wird auch als ein Prioritätspunkt oder Prioritätswert bezeichnet.
In 7 geben die Grundpunkte in der Spalte ”Bereich” den Wichtigkeitsgrad der am Fahrzeug befindlichen Lasten ”A”, ”B”, ”C”, ”D”, ”E” und ”F” an, die in Einklang mit der Verwendung derselben entschieden werden. Hohe Grundpunkte werden den am Fahrzeug befindlichen Lasten ”A”, ”B” und ”C” gegeben, die für die Fahrt des Fahrzeugs konstruiert sind und auch für die Sicherstellung der Sicherheit konstruiert sind. Niedrige Grundpunkte werden den am Fahrzeug befindlichen Lasten ”D”, ”E” und ”F” gegeben, die dafür ausgelegt sind, um eine Luftaufbereitung bzw. Klimagestaltung vorzunehmen und Unterhaltungszwecken dienen.
In 7 geben die Grundpunkte in der Spalte ”Funktion” die Wichtigkeitsgrade der am Fahrzeug befindlichen Lasten ”A”, ”B”, ”C”, ”D”, ”E” und ”F” an, die in Einklang mit den Funktionen derselben festgelegt werden. Hohe Grundpunkte werden den am Fahrzeug befindlichen Lasten ”A” und ”E” gegeben, die dafür ausgelegt sind, um fortlaufend mit elektrischer Energie versorgt zu werden. Ein niedriger Grundpunkt wird der am Fahrzeug befindlichen Last ”C” gegeben, die nur zum Teil angetrieben oder intermittierend angetrieben werden kann.
In 7 zeigen die Grundpunkte in der Spalte ”Effekt” die Wichtigkeitsgrade der am Fahrzeug befindlichen Lasten ”A”, ”B”, ”C”, ”D”, ”E” und ”F” an, die gemäß den Wirkungen entschieden werden, die durch diese geliefert werden. Hohe Grundpunkte werden den am Fahrzeug befindlichen Lasten ”B”, ”C” und ”D” gegeben, die quantitative Wirkungen oder unsensible Wirkungen liefern, die nicht direkt auf menschliche Wahrnehmungsorgane wirken. Ein Beispiel der quantitativen Effekte oder unsensiblen Effekte besteht in einem solchen, der durch die Drehgeschwindigkeit einer elektrisch betriebenen Hydraulikpumpe verursacht wird. Ein niedriger Grundpunkt oder Basispunkt wird der am Fahrzeug befindlichen Last ”F” gegeben, die einen qualitativen Effekt liefert oder einen sensiblen Effekt liefert, der direkt auf die menschlichen Wahrnehmungsorgane wirkt. Ein Beispiel des quantitativen Effekts oder sensiblen Effekts ist die Temperatur der Luft, die von einer Klimaanlage ausgetragen wird.
In der Spalte ”Spezialsteuerung” von 7 werden Grundpunkte gleich den Variablen ”x” und ”y” den am Fahrzeug befindlichen Lasten ”C” und ”E” jeweils gegeben. Ein Grundpunkt von ”1” wird den am Fahrzeug befindlichen Lasten ”A”, ”B”, ”D” und ”F” gegeben. Die Variable ”x” ist ein Bereich zwischen ”0,7” und ”1,0”. Die Variable ”y” liegt in dem Bereich zwischen ”0,5” und ”1,0”.
Hierbei bedeutet ”Spezialsteuerung” die Steuerung der Variation eines betroffenen Grundpunktes in der Zeitdomäne, wie in dem Plan von 8 gezeigt ist. In Verbindung mit den am Fahrzeug befindlichen Lasten, die ähnliche Prioritätspunkte oder Prioritätswerte haben, variiert die ”Spezialsteuerung” sequentiell die Prioritätspunkte oder Prioritätswerte, so daß die am Fahrzeug befindlichen Lasten sequentiell angetrieben werden können. Im allgemeinen werden die Punkte ”x” und ”y” in der ”Spezialsteuerung” in vorbestimmten Mustern variiert. Die Daten, welche die vorbestimmten Muster wiedergeben (Daten, welche die Karte oder Speicherabbild von 8 wiedergeben), sind als eine Tabelle gespeichert. Die Grundpunkte ”x” und ”y” in der ”Spezialsteuerung” können variiert werden, und zwar unter Verwendung von Zufallswerten in vorbestimmten Bereichen.
Es ist möglich, die elektrische Energie zu reduzieren, die durch einige der am Fahrzeug befindlichen Lasten ”A”, ”B”, ”C”, ”D”, ”E” und ”F” verbraucht wird und nicht mit PWM-Steuervorrichtungen ausgestattet sind und die teil-angetrieben werden können.
Der Laststeuerblock 1022 (siehe 2), der durch den Energieversorgungscontroller 12 (siehe 1) ausgeführt wird, bestimmt die Grundpunkte ”x” und ”y” durch Bezugnahme oder Zugriff auf die Karte oder Speicherabbild von 8. Der Laststeuerblock 1022 plaziert die vorbestimmten Grundpunkte ”x” und ”y” in der Karte oder Speicherabbild von 7. Nachfolgend berechnet der Laststeuerblock 1022 die Prioritätspunkte oder Prioritätswerte der am Fahrzeug befindlichen Lasten ”A”, ”B”, ”C”, ”D”, ”E” und ”F” durch Bezugnahme oder Zugriff auf die Karte oder Speicherabbild von 7 und unter Verwendung vorgeschriebener Funktionen. Gemäß den berechneten Prioritätspunkten entscheidet der Laststeuerblock 1022 die Reihenfolge, in welcher die am Fahrzeug befindlichen Lasten ”A”, ”B”, ”C”, ”D”, ”E” und ”F” ausgesetzt werden oder in der die Antriebsraten der am Fahrzeug befindlichen Lasten ”A”, ”B”, ”C”, ”D”, ”E” und ”F” reduziert werden. Spezifischer ausgedrückt, wählt der Laststeuerblock 1022 eine oder einige aus den am Fahrzeug befindlichen Lasten ”A”, ”B”, ”C”, ”D”, ”E” und ”F” aus, die hinsichtlich der Prioritätspunkte oder Prioritätswerte niedriger liegen als andere. Der Laststeuerblock 1022 setzt die ausgewählten, am Fahrzeug befindlichen Lasten aus oder reduziert die Antriebsraten der ausgewählten, am Fahrzeug befindlichen Lasten, um einen Mangel der Energieerzeugung zu kompensieren. Auf diese Weise reduziert der Laststeuerblock 1022 die Summe der erforderlichen elektrischen Energie.
In 7 sind die Prioritätspunkte oder Prioritätswerte der am Fahrzeug befindlichen Lasten ”A”, ”B”, ”D” und ”F” festgelegt. Daher können in bezug auf die am Fahrzeug befindlichen Lasten ”A”, ”B”, ”D” und ”F” lediglich Daten gespeichert sein, welche die Prioritätspunkte wiedergeben.
Im allgemeinen sind die vorgeschriebenen Funktionen für die Berechnung der Prioritätspunkte oder Prioritätswerte der am Fahrzeug befindlichen Lasten ”A”, ”B”, ”D” und ”F” aus den Grundpunkten die gleichen. Alternativ können sich die vorgeschriebenen Funktionen auch voneinander unterscheiden. Ein Beispiel für jede der vorgeschriebenen Funktionen besteht aus einer Berechnung eines Mittelwertes aus den betroffenen Grundpunkten oder aus einem Beispiel zur Berechnung des Produktes der betroffenen Grundpunkte. Die Grundpunkte (basic points) können mit Wichtungskoeffizienten multipliziert werden, bevor die Prioritätspunkte berechnet werden.
Neunte spezifische Ausführungsform
Eine neunte spezifische Ausführungsform der Offenbarung ist ähnlich der achten spezifischen Ausführungsform derselben, mit der Ausnahme, daß die folgenden Konstruktionsänderungen vorgenommen sind. Wie an früherer Stelle erwähnt worden ist, besitzen die am Fahrzeug befindlichen Lasten ”A”, ”B”, ”D” und ”F” festgelegte Prioritätspunkte. Die am Fahrzeug befindlichen Lasten ”A”, ”B”, ”D” und ”F” enthalten Elektromotoren. In einem Fall, bei dem die Elektromotorlasten gleichzeitig eingeschaltet werden müssen, werden diese sequentiell in der Reihenfolge der Prioritätspunkt oder in einer vorgeschriebenen Reihenfolge gestartet. Somit liegen die Zeitlagen des Starts der Elektromotorlasten unterschiedlich, so daß die Gesamtlast für den Energiespeicherabschnitt daran gehindert wird, exzessive zuzunehmen.
In bezug auf eine spezifizierte eine oder einige der Elektromotorlasten können die in Betracht stehenden Prioritätspunkte von ihren Ursprungswerten aus lediglich während des Zeitintervalls des Starts derselben erhöht werden. in diesem Fall wird während des Zeitintervalls des Starts der spezifizierten Elektromotorlast oder Elektromotorlasten ausreichende elektrische Energie zu diesem hingeführt, während jedoch die zu anderen am Fahrzeug befindlichen Lasten zugeführte elektrische Energie reduziert wird. Die Zufuhr der ausreichenden elektrischen Energie zu der spezifizierten Elektromotorlast oder den Elektromotorlasten ermöglicht einen Betrieb derselben, der schnell stabilisiert werden kann. Nachdem der Betrieb der spezifizierten Elektromotorlast oder -lasten stabilisiert worden ist, werden die in Betracht stehenden Prioritätspunkte auf die ursprünglichen Werte zurück reduziert.
Zehnte spezifische Ausführungsform
Eine zehnte spezifische Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung der achten spezifischen Ausführungsform. 9 zeigt Beispiele AR und BR der Beziehung zwischen dem Prioritätspunkt der am Fahrzeug befindlichen Last und der Antriebsrate derselben bei der zehnten spezifischen Ausführungsform der Offenbarung. Gemäß der Beziehung AR bleibt die Antriebsrate der am Fahrzeug mitgeführten Last gleich einem gegebenen kleinen Wert, wenn der Prioritätspunkt derselben niedrig ist. Gemäß der Beziehung BR wird die Antriebsrate der am Fahrzeug mitgeführten Last auf 0% eingestellt, wenn der Prioritätspunkt derselben niedrig liegt. Somit wird in diesem Fall die am Fahrzeug befindliche Last vollständig ausgesetzt, wenn der Prioritätspunkt derselben niedrig ist. Die Beziehung AR bewirkt eine hohe Möglichkeit, daß verschiedene am Fahrzeug befindliche Lasten ausgewählt werden, und zwar als aktivierte Lasten. Die Beziehung BR bewirkt, daß die am Fahrzeug befindlichen Lasten mit höheren Prioritäten als wichtiger betrachtet werden. Auf diese Weise kann die Wichtung der am Fahrzeug befindlichen Lasten im Betrieb geändert werden. Die Daten, die eine Funktion entsprechend der Beziehung zwischen dem Prioritätspunkt einer am Fahrzeug befindlichen Last und der Antriebsrate derselben entspricht, werden in dem Energieversorgungscontroller 12 (siehe 1) als ein Speicherabbild oder Plan gespeichert. Somit werden die am Fahrzeug befindlichen Lasten sequentiell gestartet und angetrieben, und zwar in der Reihenfolge von der höchsten Priorität aus zur niedrigsten Priorität hin, bis die Summe der erforderlichen elektrischen Energie die spezifizierte obere Grenze erreicht.
10 zeigt ein Flußdiagramm der internen Struktur des Laststeuerblocks 1022 (siehe 2) bei der zehnten spezifischen Ausführungsform der Offenbarung. Gemäß 10 enthält der Laststeuerblock 1022 einen ersten Schritt 1502, bei dem die Prioritätspunkte oder Prioritätswerte der am Fahrzeug befindlichen Lasten unter Bezugnahme auf das Speicherabbild oder Karte von 7 berechnet werden.
Bei dem Schritt 1504, der auf den Schritt 1502 folgt, wird die Rangordnung hinsichtlich der am Fahrzeug befindlichen Lasten gemäß den berechneten Prioritätspunkten entschieden. Spezieller gesagt, werden bei dem Schritt 1504 unterschiedliche prioritätspunkt-gestützte Reihenfolgenzahlen den jeweiligen am Fahrzeug befindlichen Lasten gegeben. Die Reihenfolgenzahlen beginnen von ”1”.
Bei dem Schritt 1506, der anschließend auf den Schritt 1504 folgt, werden die Antriebsraten der am Fahrzeug befindlichen Lasten auf der Grundlage der Prioritätspunkte gemäß den Funktionen festgelegt, wie denjenigen, die in 9 gezeigt sind.
Bei dem Schritt 1508, der auf den Schritt 1506 folgt, wird eine Lastbezeichnungszahl N auf ”1” gestellt. Nach dem Schritt 1508 schreitet das Programm zu einem Schritt 1510 voran.
Bei dem Schritt 1510 wird auf die am Fahrzeug befindliche Last zugegriffen, die eine Reihenfolgenzahl gleich der Lastbezeichnungszahl N besitzt. Bei dem Schritt 1510 wird die zugegriffene, am Fahrzeug befindliche Last mit der betreffenden Antriebsrate aktiviert. In einem Fall, bei dem die zugegriffene am Fahrzeug befindliche Last von einem EIN/AUS-Typ ist, wird bei dem Schritt 1510 lediglich die zugegriffene, am Fahrzeug befindliche Last eingeschaltet.
Bei dem Schritt 1512, der nachfolgend dem Schritt 1510 folgt, wird bestimmt, ob die Entladungsenergie Pb kleiner ist als der vorgeschriebene Wert Pbth oder nicht, das heißt, ob die Hochspannungsbatterie 3 (siehe 1) ausreichend Energie speichert oder nicht. Wenn die Entladungsenergie Pb kleiner ist als der vorgeschriebene Wert Pbth, das heißt, wenn die Hochspannungsbatterie 3 genügend Energie speichert, schreitet das Programm von dem Schritt 1512 zu einem Schritt 1514 voran. Ansonsten schreitet das Programm von dem Schritt 1512 weiter voran und gelangt dann aus dem Laststeuerblock 1022 heraus.
Bei dem Schritt 1514 wird die Lastbezeichnungszahl N um ”1” gemäß einer Programmfeststellung ”N = N + 1” inkrementiert. Nach dem Schritt 1514 kehrt das Programm zu dem Schritt 1510 zurück.
Als ein Ergebnis werden einige der am Fahrzeug befindlichen Lasten sequentiell gestartet und aktiviert, bis die elektrische Energie, welche in der Hochspannungsbatterie 3 gespeichert ist, unzureichend wird.
Elfte spezifische Ausführungsform
Eine elfte spezifische Ausführungsform der Erfindung besteht aus einer Abwandlung der achten spezifischen Ausführungsform derselben. Die elfte spezifische Ausführungsform der Erfindung realisiert eine vorwärts gerichtete Lastregelung in solcher Weise, daß die Summe der geschätzten Energien, die durch die am Fahrzeug befindlichen Lasten verbraucht werden, berechnet wird und wobei dann die am Fahrzeug befindlichen Lasten so angetrieben werden, um die Summe der geschätzten Energien gleich oder unter einem vorgeschriebenen Wert zu halten.
11 ist ein Flußdiagramm einer inneren Struktur des Laststeuer- oder -regelblocks 1022 (siehe 2) bei der elften spezifischen Ausführungsform der Erfindung. Gemäß 11 umfaßt der Laststeuerblock 1022 einen ersten Schritt 1602, bei dem die Prioritätspunkte oder Prioritätswerte der am Fahrzeug befindlichen Lasten unter Bezugnahme auf den Plan oder Speicherabbild von 7 berechnet werden.
Bei dem Schritt 1604, der auf den Schritt 1602 folgt, wird die Rangordnung hinsichtlich der am Fahrzeug befindlichen Lasten gemäß den berechneten Prioritätspunkten entschieden. Spezifischer ausgedrückt, werden bei dem Schritt 1604 unterschiedliche prioritätspunkt-gestützte Reihenfolgennummern den jeweiligen am Fahrzeug befindlichen Lasten gegeben. Die Reihenfolgennummern beginnen mit ”1”.
Bei einem Schritt 1606, der anschließend auf den Schritt 1604 folgt, werden die Antriebsraten der am Fahrzeug befindlichen Lasten auf der Grundlage der Prioritätspunkte gemäß den Funktionen festgelegt, wie solchen, die in 9 gezeigt sind.
Bei einem Schritt 1608, der auf den Schritt 1606 folgt, wird eine oder einige der am Fahrzeug befindlichen Lasten ausgewählt, die angetrieben werden soll. Die Auswahl basiert auf der Reihenfolge von dem niedrigsten Prioritätspunkt aus zum höchsten Prioritätspunkt hin. Spezifischer ausgedrückt, wird bei dem Schritt 1608 die Summe der elektrischen Energie geschätzt, die durch Lasten mit niedriger Nennleistung unter den am Fahrzeug befindlichen Lasten verbraucht wird. Die geschätzte Energiesumme wird mit ”Po” bezeichnet. Bei dem Schritt 1608 wird die Summe der elektrischen Energien PLi vorausgesagt, die durch einige der am Fahrzeug befindlichen Lasten verbraucht werden, die Reihenfolgennummern ”i” bis hin zu N haben, wobei i = 1, 2, ... Mit anderen Worten wird bei dem Schritt 1608 die folgende Berechnung durchgeführt:
Bei dem Schritt 1608 wird die geschätzte Energiesumme Po und die vorhergesagte Energiesumme addiert. Bei dem Schritt 1608 werden Informationen über den vorgeschriebenen Wert Pbth abgerufen, was einen zulässigen Ausgangsenergiewert der Hochspannungsbatterie 3 (siehe 1) bedeutet. Bei dem Schritt 1608 werden Informationen über die Energie Pgen abgerufen, die durch den Elektrogenerator/-motor 1 erzeugt wird (siehe 1). Bei dem Schritt 1608 werden Informationen über die Austauschenergie Pdcdc abgerufen, die über den Gleichstrom-Gleichstrom-Energieumsetzer 5 (siehe 1) geliefert werden kann. Bei dem Schritt 1608 wird die Summe aus dem zulässigen Ausgangsenergiewert Pbth, der erzeugten Energie Pgen und der Austauschenergie Pdcdc berechnet. Bei dem Schritt 1608 wird auch der maximale Wert von N unter der Bedingung festgelegt, daß das Ergebnis der Addition der geschätzten Energiesumme Po und der vorhergesagten Energiesumme kleiner ist als die Summe des zulässigen Ausgangsenergiewertes Pbth, der erzeugten Energie Pgen und der Austauschenergie Pdcdc, wie dies durch die folgende Ungleichung ausgedrückt wird:
Somit werden bei dem Schritt 1608 einige der am Fahrzeug befindlichen Lasten ausgewählt, welche die Ordnungszahlen hinauf bis zu dem Maximalwert von N besitzen.
Bei einem Schritt 1610, der auf den Schritt 1608 folgt, wird auf die ausgewählten, am Fahrzeug befindlichen Lasten zugegriffen (das heißt auf die am Fahrzeugbefindlichen Lasten mit den Reihenfolgenzahlen hinauf bis zu dem Maximalwert von N). Bei dem Schritt 1610 werden die zugegriffenen am Fahrzeug befindlichen Lasten mit den betreffenden Antriebsraten oder Nenn-Antriebsraten aktiviert. Im Falle einer zugegriffenen, am Fahrzeug befindlichen Last vom EIN/AUS-Typ wird bei dem Schritt 1610 lediglich die zugegriffene, am Fahrzeug befindliche Last eingeschaltet. Nach dem Schritt 1610 verläßt das Programm den Laststeuerblock 1022.
Zwölfte spezifische Ausführungsform
Eine zwölfte spezifische Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung der ersten spezifischen Ausführungsform derselben. Die zwölfte spezifische Ausführungsform der Offenbarung betrifft ein Maschinenantriebsregulierunterstützungsgerät, welches die Funktion hat, die Maschine 100 aussetzen zu lassen oder die Maschine 100 mit einer niedrigen Ausgangsleistung zu betreiben, wenn das Fahrzeug sich in einer vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzone befindet. In bevorzugter Weise wird diese Funktion unabhängig von der Laststeuerung durch die erste spezifische Ausführungsform der Offenbarung implementiert. Die Funktion kann über den Laststeuerblock 1022 (siehe 2) implementiert werden.
12 zeigt das Maschinenantriebsregulierunterstützungsgerät, welches am Fahrzeug montiert ist. Gemäß 12 ist das Fahrzeug mit einem am Fahrzeug mitgeführten Navigationsgerät 21, einem Straßeninformationsempfänger 22 und einem die verbliebene Brennstoffmenge anzeigenden Meßgerät (Brennstoffmeßgerät) 23 ausgestattet. Die Maschinensteuervorrichtung (ECU) 13 kommuniziert mit dem Navigationsgerät 21, dem Straßeninformationsempfänger 22 und dem die verbliebene Brennstoffmenge anzeigenden Meßgerät 23. Die Maschinensteuervorrichtung 13 empfängt Informationen von einem von Hand betätigten Maschinenstopschalter 24, die die Position oder den Zustand desselben wiedergeben. Die Maschinensteuervorrichtung 13 speichert Daten (Informationen), welche eine vorgeschriebene Maschinenantriebsregulierzone wiedergeben, und speichert Daten (Informationen), die einen vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzeitbereich wiedergeben.
Das Navigationsgerät 21 erzeugt Informationen über die momentane Position des Fahrzeugs. Das Navigationsgerät 21 unterrichtet die Maschinensteuervorrichtung 13 über die momentane Position des Fahrzeugs. Das Navigationsgerät 21 kann Daten (Informationen) speichern, welche eine vorgeschriebene Maschinenantriebsregulierzone wiedergeben, und kann Daten (Informationen) speichern, die einen vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzeitbereich wiedergeben. Wenn in diesem Fall das Fahrzeug in die vorgeschriebene Maschinenantriebsregulierzone hineinfährt oder wenn die gegenwärtige Zeit in den vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzeitbereich hineingelangt, versorgt das Navigationsgerät 21 die Maschinensteuervorrichtung 13 mit einem Signal, welches diesen Umstand wiedergibt.
Der Straßeninformationsempfänger 22 fängt ein Signal von einer Straßeninformationssendestation 30 auf, die an einer Seite einer Straße gelegen ist. Das Signal von der Straßeninformationssendestation 30 stellt empfangene Informationen dar, welche Informationen über Straßen enthalten, Informationen über eine vorgeschriebene Maschinenantriebsregulierzone enthalten, Informationen enthalten, die angeben, ob ein Bereich (Straßen) um die Station 30 herum in der vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzone liegen oder nicht, Informationen über den gegenwärtigen Zeitpunkt enthalten, Informationen über einen vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzeitbereich und Informationen enthalten, die angeben, ob der gegenwärtige Zeitpunkt in einem vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzeitbereich liegt oder nicht. Der Straßeninformationsempfänger 22 überträgt die empfangenen Informationen zu der Maschinensteuervorrichtung 13.
Das die verbliebene Brennstoffmenge messende Meßgerät 23 mißt die Menge des Brennstoffes, die in einem Tank 40 verblieben ist. Das die verbliebene Brennstoffmenge messende Meßgerät 23 unterrichtet die Maschinensteuervorrichtung 13 über die gemessene verbliebene Brennstoffmenge. Wenn die Menge des Brennstoffes, die in dem Tank 40 verblieben ist, unter einen vorgeschriebenen Wert abfällt (z. B. einen nahezu Leerzustandswert), schickt das die verbliebene Brennstoffmenge anzeigende Meßgerät 23 ein Signal zu der Maschinensteuervorrichtung 13, welches diesen Umstand anzeigt.
Die Maschinensteuervorrichtung (ECU) 13 umfaßt eine Kombination aus einem Eingangs-/Ausgangsport, einem Verarbeitungsabschnitt, einem ROM und einem RAM. Die Maschinensteuervorrichtung 13 arbeitet in Einklang mit einem Programm, welches in dem ROM gespeichert ist.
13 zeigt ein Flußdiagramm eines Segments (einer Routine) des Programms für die Maschinensteuervorrichtung 13. Das Programmsegment in 13 wird wiederholt ausgeführt. Gemäß 13 wird bei einem ersten Schritt 302 des Programmsegments eine Information über die gegenwärtige Position des Fahrzeugs und eine Information über den gegenwärtigen Zeitpunkt von dem Navigationsgerät 21 und dem Straßeninformationsempfänger 22 empfangen. Bei dem Schritt 302 wird eine Uhr in der Maschinensteuervorrichtung 13 zugegriffen, um Informationen über den gegenwärtigen Zeitpunkt zu erhalten.
Bei einem Schritt 304, der auf den Schritt 302 folgt, werden Informationen über die vorgeschriebene Maschinenantriebsregulierzone und Informationen über den vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzeitbereich abgerufen. Bei dem Schritt 304 wird bestimmt, ob die gegenwärtige Position des Fahrzeugs innerhalb der vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzone liegt oder nicht. Zusätzlich wird bei dem Schritt 304 bestimmt, ob der gegenwärtige Zeitpunkt in dem vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzeitbereich liegt oder nicht. Wenn die gegenwärtige Position des Fahrzeugs in der vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzone liegt und der gegenwärtige Zeitpunkt in dem vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzeitbereich liegt, schreitet das Programm von dem Schritt 304 zu einem Schritt 318 voran. Ansonsten schreitet das Programm von dem Schritt 304 zu einem Schritt 306 voran.
Bei dem Schritt 306 wird auf den Straßeninformationsempfänger 22 zugegriffen und es werden die von diesem empfangenen Informationen abgerufen.
Bei einem Schritt 308, der auf den Schritt 306 folgt, wird auf die empfangenen Informationen Bezug genommen oder auf diese zugegriffen und bestimmt, ob die gegenwärtige Position des Fahrzeugs innerhalb der vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzone liegt oder nicht. Zusätzlich wird bei dem Schritt 308 bestimmt, ob der gegenwärtige Zeitpunkt in dem vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzeitbereich liegt oder nicht. Wenn die momentane Position des Fahrzeugs in der vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzone liegt und der gegenwärtige Zeitpunkt in dem vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzeitbereich liegt, schreitet das Programm von dem Schritt 308 zu dem Schritt 318 voran. Ansonsten schreitet das Programm von dem Schritt 308 zu einem Schritt 310 voran.
Bei dem Schritt 310 wird auf den Maschinenstopschalter 23 zugegriffen und es werden Informationen von diesem empfangen.
Bei einem Schritt 312, der auf den Schritt 310 folgt, wird auf die Informationen von dem Maschinestopschalter 24 Bezug genommen und es wird bestimmt, ob der Maschinenstopschalter 24 sich in einer EIN-Position befindet oder nicht. Wenn sich der Maschinenstopschalter 24 in seiner EIN-Position befindet, schreitet das Programm von dem Schritt 312 zu einem Schritt 318 voran. Ansonsten schreitet das Programm von dem Schritt 312 zu einem Schritt 314 voran.
Bei dem Schritt 314 wird auf das die verbliebene Brennstoffmenge anzeigende Meßgerät 23 zugegriffen und es werden Informationen über die in dem Tank 40 verbliebene Brennstoffmenge abgerufen.
Bei einem Schritt 316, der auf den Schritt 314 folgt, wird bestimmt, ob die in dem Tank 40 verbliebene Brennstoffmenge im wesentlichen gleich Null ist oder nicht. Wenn die in dem Tank 40 verbliebene Brennstoffmenge im wesentlichen gleich Null ist, schreitet das Programm von dem Schritt 316 zu dem Schritt 318 voran. Ansonsten verläßt das Programm den momentan ausgeführten Zyklus des Programmsegments bei dem Schritt 316 und endet.
Bei dem Schritt 318 wird die Maschine 100 ausgesetzt oder angehalten. Somit wird dann das Fahrzeug durch den Elektrogenerator/-motor 1 (siehe 1) angetrieben, und zwar unter Verwendung der elektrischen Energie, die von der Hochspannungsbatterie 3 (siehe 1) zugeführt wird. Nach dem Schritt 318 endet der momentane Ausführungszyklus des Programmsegments.
Als ein Ergebnis kann die von dem Fahrzeug abgegebene Abgasmenge reduziert werden, wenn sich das Fahrzeug in der vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzone befindet. Zusätzlich kann die Abgasmenge des Fahrzeugs während des vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzeitbereichs reduziert werden.
Dreizehnte spezifische Ausführungsform
Eine dreizehnte spezifische Ausführungsform der Offenbarung besteht aus einer Abwandlung der ersten spezifischen Ausführungsform derselben. 14 zeigt ein Flußdiagramm eines Segments des Programms für den Energieversorgungscontroller 12 (siehe 1) bei der dreizehnten spezifischen Ausführungsform der Offenbarung. Das Programmsegment in 14 ist ähnlich dem Programmsegment in 2 mit der Ausnahme der im folgenden erläuterten Konstruktionsänderungen.
Gemäß 14 wird bei einem Schritt 1010 bestimmt, ob die Entladungsenergie Pb kleiner ist als der vorgeschriebene Wert Pbth oder nicht. Wenn die Entladungsenergie Pb kleiner ist als der vorgeschriebene Wert Pbth, schreitet das Programm von dem Schritt 1010 zu einem Schritt 2000 voran. Ansonsten schreitet das Programm von dem Schritt 1010 zu dem Schritt 1012 voran.
Bei dem Schritt 2000 wird auf den Batteriecontroller 16 (siehe 1) zugegriffen und es werden Informationen über den Ladungszustand (SOC) der Hochspannungsbatterie 3 (siehe 1) abgerufen, das heißt über die Menge der elektrischen Energie, die in der Hochspannungsbatterie 3 verblieben ist. Der Ladungszustand der Hochspannungsbatterie 3 wird als auch der SOC-Wert bezeichnet.
Bei einem Schritt 2001, der auf den Schritt 2000 folgt, wird bestimmt, ob der SOC-Wert größer ist als ein erster Schwellenwert SOCthL oder nicht, das heißt, ob die Menge der elektrischen Energie, die in der Hochspannungsbatterie 3 verblieben ist, größer ist als ein erster Bezugswert oder nicht. Wenn der SOC-Wert größer ist als der ersten Schwellenwert SOCthL, das heißt, wenn die Menge der elektrischen Energie, die in der Hochspannungsbatterie 3 verblieben ist, größer ist als der erste Bezugswert, schreitet das Programm von dem Schritt 2001 zu einem Schritt 2002 voran. Ansonsten verläuft das Programm von dem Schritt 2001 zu dem Schritt 1012.
Bei dem Schritt 2002 wird bestimmt, ob der SOC-Wert kleiner ist als ein zweiter Schwellenwert SOCthH oder nicht, das heißt, ob die Menge der elektrischen Energie, die in der Hochspannungsbatterie 3 verblieben ist, kleiner ist als ein zweiter Bezugswert oder nicht. Der zweite Schwellenwert (der zweite Bezugswert) SOCthH ist größer als der erste Schwellenwert (der erste Bezugswert) SOCthL. Wenn der SOC-Wert kleiner ist als der zweite Schwellenwert SOCthH, das heißt, wenn die Menge der elektrischen Energie, die in der Hochspannungsbatterie 3 verblieben ist, kleiner ist als der zweite Bezugswert, verläuft das Programm von dem Schritt 2002 zu dem Schritt 1028. Ansonsten verläuft das Programm von dem Schritt 2002 zu einem Schritt 2003.
Bei dem Schritt 2003 wird auf den Elektrogenerator/-motor 1 (siehe 1) über den Elektrogenerator/-motor-Controller 14 (siehe 1) zugegriffen. Bei dem Schritt 2003 wird die elektrische Energie reduziert, die von dem Elektrogenerator/-motor 1 erzeugt wird. Die Reduzierung der erzeugten elektrischen Energie bewirkt eine Abnahme in dem SOC-Wert. Nach dem Schritt 2003 verläuft das Programm zu dem Schritt 1028.
Es ist möglich zu verhindern, daß der Energiespeicherabschnitt übermäßig geladen oder entladen wird (überladen oder überentladen wird).

Claims

Energieversorgungsgerät für ein Fahrzeug, mit: einem Energiezuführabschnitt (1, 2, 2a, 3, 4, 5, 300) mit einem Energiespeicherabschnitt (3, 4) und mit einem Energieerzeugungsabschnitt (1, 300), wobei der Energiespeicherabschnitt (3, 4) eine erste Speicherbatterie (3), nämlich eine Hochspannungsbatterie, enthält, um elektrische Energie einer ersten am Fahrzeug befindlichen Lastgruppe (6, 7, 8) zuzuführen, eine zweite Speicherbatterie (4), nämlich eine Niedrigspannungsbatterie, enthält, um elektrische Energie einer zweiten am Fahrzeug befindlichen Lastgruppe (9, 10, 11) zuzuführen, und einen Gleichstrom-Gleichstrom-Energieumsetzabschnitt (5) enthält, um eine elektrische Austauschenergie zwischen der ersten und der zweiten Speicherbatterie zu übertragen, und der Energiespeicherabschnitt und der Energieerzeugungsabschnitt elektrische Energie zueinander und voneinander übertragen und wobei der Energiezuführabschnitt elektrische Energie zu einer Vielzahl von am Fahrzeug befindlichen Lasten (6, 7, 8, 9, 10, 11) zuführt; und einem Steuerabschnitt (12) zum Steuern der elektrischen Energie, die von dem Energiezuführabschnitt zu den am Fahrzeug befindlichen Lasten zugeführt wird; wobei der Steuerabschnitt (12) eine Einrichtung (Schritte 210, 214, 218, 1014, 1022, 1026) enthält, um in den Fällen, bei denen die Summe der zuführbaren elektrischen Energie kleiner ist als die Summe der erforderlichen elektrischen Energie oder in Fällen, bei denen eine auf die Summe der zuführbaren elektrischen Energie bezogene elektrische Quantität kleiner ist als eine auf die Summe der erforderlichen elektrischen Energie bezogene elektrische Quantität, die Summe der zuführbaren elektrischen Energie zu erhöhen oder die Summe der erforderlichen elektrischen Energie zu reduzieren, so dass die Summe der zuführbaren elektrischen Energie die Summe der erforderlichen elektrischen Energie übersteigen wird, wobei die Summe der zuführbaren elektrischen Energie gleich ist der elektrischen Energie, die von dem Energiezuführabschnitt den am Fahrzeug befindlichen Lasten zugeführt werden kann und welche elektrische Energie enthält, die durch den Energieerzeugungsabschnitt erzeugt wird und elektrische Energie enthält, die von der Speicherbatterie zuführbar ist, und wobei die Summe der erforderlichen elektrischen Energie gleich der Summe der durch die am Fahrzeug befindlichen Lasten verbrauchten elektrischen Energie ist; wobei der Steuerabschnitt (12) einen Last-Steuerblock (1022) mit einer vorwärts gerichteten Lastregelung enthält, wobei der Last-Steuerblock (1022) folgende Schritte durchführt: Berechnen von Prioritätspunkten oder Prioritätswerten der am Fahrzeug befindlichen Lasten unter Bezugnahme auf Daten in einem Speicherabbild, Vergeben von unterschiedlichen prioritätspunkt-gestützten Reihenfolgennummern 1 bis N an die jeweiligen am Fahrzeug befindlichen Lasten, Festlegen von Antriebsraten der am Fahrzeug befindlichen Lasten auf der Grundlage der Prioritätspunkte, Auswählen von einer oder einigen der am Fahrzeug befindlichen Lasten, die angetrieben werden soll oder sollen, wobei die Auswahl basierend auf der Reihenfolge von dem niedrigsten Prioritatspunkt aus zum höchsten Prioritatspunkt hin aufgrund der folgenden Ungleichung erfolgt:
wobei Po eine geschätzte Summe der elektrischen Energie ist, die durch Lasten mit niedriger Nennleistung unter den am Fahrzeug befindlichen Lasten verbraucht wird, PLi jeweilige vorausgesagte elektrische Energien sind, die durch einige der am Fahrzeug befindlichen Lasten verbraucht werden, die Reihenfolgennummem 1 bis N haben, Pbth ein zulässiger Ausgangsenergiewert der Hochspannugsbatterie ist, Pgen eine Energie ist, die durch den Energieerzeugungsabschnitt (1, 300) erzeugt wird, und Pdcdc eine Austauschenergie ist, die über den Gleichstrom-Gleichstrom-Energieumsetzabschnitt (5) geliefert wird; wobei die ausgewählten Lasten mit den Reihenfolgennummern hinauf bis zu dem Maximalwert von N mit den betreffenden Antriebsraten oder Nenn-Antriebsraten aktiviert werden.
Energieversorgungsgerät nach Anspruch 1, bei dem der Steuerabschnitt (12) eine Einrichtung (Schritte 210, 214, 218, 1014, 1022, 1026) enthält, um in den Fällen, bei denen die elektrische Entladungsenergie der Speicherbatterie einen vorgeschriebenen zulässigen maximalen Wert überschreitet oder einen vorgeschriebenen Bezugswert überschreitet, die erzeugte elektrische Energie zu erhöhen oder die Summe der erforderlichen elektrischen Energie zu reduzieren.
Energieversorgungsgerät nach Anspruch 1, bei dem der Steuerabschnitt (12) eine Einrichtung (Schritte 210, 214, 218, 1014, 1022, 1026) enthält, um in den Fällen, bei den beurteilt wird, daß die Summe der zuführbaren elektrischen Energie oder ein für die nahe Zukunft geltender Vorhersagewert derselben die Summe der erforderlichen elektrischen Energie überschreitet oder den in der nahen Zukunft liegenden Vorhersagewert überschreitet, die Summe der zuführbaren elektrischen Energie zu erhöhen oder die Summe der erforderlichen elektrischen Energie zu vermindern.
Energieversorgungsgerät nach Anspruch 3, bei dem der Steuerabschnitt (12) eine Einrichtung (Schritt 1022) enthält, um die Summe der erforderlichen elektrischen Energie oder den in der nahen Zukunft liegenden Vorhersagewert derselben auf der Grundlage von detektierten Betriebszuständen der Maschine oder Zuständen des Antriebs der am Fahrzeug befindlichen Lasten zu berechnen.
Energieversorgungsgerät nach Anspruch 1, bei dem der Steuerabschnitt (12) eine Einrichtung (Schritte 210, 1014) enthält, um die Summe der zuführbaren elektrischen Energie durch Erhöhen der elektrischen Energie zu erhöhen, die durch den Energieerzeugungsabschnitt erzeugt wird.
Energieversorgungsgerät nach Anspruch 5, bei dem der Steuerabschnitt (12) eine Einrichtung (Schritte 210, 1014) enthält, um der Erhöhung der elektrischen Energie, die durch den Energieerzeugungsabschnitt erzeugt wird, einen Vorrang über der Reduzierung der Summe der erforderlichen elektrischen Energie zu erteilen.
Energieversorgungsgerät nach Anspruch 1, bei dem der Steuerabschnitt (12) eine Einrichtung (Schritt 1022) enthält, um die Summe der erforderlichen elektrischen Energie dadurch zu reduzieren, indem vorgeschriebene Lasten der am Fahrzeug befindlichen Lasten ausgesetzt werden, die Antriebsraten von vorgeschriebenen Lasten der am Fahrzeug befindlichen Lasten reduziert werden oder eine Änderung von einer durchgehenden Energiezufuhr zu den vorgeschriebenen Lasten der am Fahrzeug befindlichen Lasten in eine intermittierende Energiezufuhr zu diesen auf einer zeitlichen Versatzgrundlage implementiert wird.
Energieversorgungsgerät nach Anspruch 1, bei dem der Steuerabschnitt (12) eine Einrichtung (Schritte 204, 206, 1014, 1022, 1026, 2000, 2001, 2002, 2003) enthält, um in den Fällen, bei denen die Summe der zuführbaren elektrischen Energie die Summe der erforderlichen elektrischen Energie überschreitet, die elektrische Energie zu reduzieren, die durch den Energieerzeugungsabschnitt erzeugt wird oder die Summe der erforderlichen elektrischen Energie wieder zu gewinnen oder wieder herzustellen, um die elektrische Energieaufladung und Entladung der Speicherbatterie auf Null hin konvergieren zu lassen, so daß die in der Speicherbatterie verbleibende elektrische Energie in einem vorgeschriebenen Bereich verbleibt.
Energieversorgungsgerät nach Anspruch 8, bei dem der Steuerabschnitt (12) eine Einrichtung (Schritte 204, 206, 1014, 1022, 1026, 2000, 2001, 2002, 2003) enthält, um der Wiederherstellung der Summe der erforderlichen Energie einen Vorrang über der Verminderung der elektrischen Energie, die durch den Energieerzeugungsabschnitt erzeugt wird, zu erteilen.
Energieversorgungsgerät nach Anspruch 1, bei dem der Steuerabschnitt (12) eine Einrichtung (Schritte 210, 218, 214, 1014, 1022, 1026) enthält, um die elektrische Energie einzustellen, die durch die erste und durch die zweite am Fahrzeug befindliche Lastgruppe gefordert wird, ebenso die elektrische Energie einzustellen, die durch den Energieerzeugungsabschnitt erzeugt wird oder die elektrische Austauschenergie einzustellen, die zwischen der ersten und der zweiten Speicherbatterie übertragen wird, so daß die Summe der zuführbaren elektrischen Energie für die erste am Fahrzeug befindliche Lastgruppe die Summe der erforderlichen elektrischen Energie an der ersten am Fahrzeug befindlichen Lastgruppe überschreitet, und die Summe der zuführbaren elektrischen Energie für die zweite am Fahrzeug befindliche Lastgruppe die Summe der erforderlichen elektrischen Energie an der zweiten am Fahrzeug befindlichen Lastgruppe überschreitet.
Energieversorgungsgerät nach Anspruch 1, bei dem der Steuerabschnitt (12) eine Einrichtung (Schritte 210, 1014) enthält, um der Einstellung der elektrischen Energie, die durch den Energieerzeugungsabschnitt erzeugt wird, einen Vorrang über der Einstellung der elektrischen Austauschenergie zu geben.
Energieversorgungsgerät nach Anspruch 1, bei dem der Steuerabschnitt (12) eine Einrichtung (Schritte 210, 214, 218, 1014, 1022, 1026) enthält, um in den Fällen, bei denen ein Befehl zur Änderung der Summe der erforderlichen elektrischen Energie erteilt wird und dann die resultierende Summe der erforderlichen elektrischen Energie gleich wird mit oder größer wird als die Summe der zuführbaren elektrischen Energie, die Ausführung des Befehls zur Änderung der Summe der erforderlichen elektrischen Energie bei oder nach dem Moment der Befehlsgabe zur Erhöhung der Summe der zuführbaren elektrischen Energie oder der Reduzierung der Summe der erforderlichen elektrischen Energie zuzulassen, so daß die Summe der zuführbaren elektrischen Energie die resultierende Summe der erforderlichen elektrischen Energie überschreiten kann.
Energieversorgungsgerät nach Anspruch 12, bei dem der Steuerabschnitt (12) eine Einrichtung (Schritte 214, 1022) enthält, um in bezug auf einige der am Fahrzeug befindlichen Lasten, die mit Antriebsraten in vorgeschriebenen Bereichen angetrieben werden können, einige der am Fahrzeug befindlichen Lasten mit Antriebsraten in den vorgeschriebenen Bereichen anzutreiben, wenn ein Befehl zum Antreiben diesen einigen der am Fahrzeug befindlichen Lasten erteilt wird.
Energieversorgungsgerät nach Anspruch 1, bei dem der Energieerzeugungsabschnitt einen von einer Maschine (100) angetriebenen Elektrogenerator/-motor (1) enthält und bei dem der Steuerabschnitt (12) eine Einrichtung (Schritte 204, 206, 1014, 1026, 1022, 2000, 2001, 2002, 2003) enthält, um es dem Energiespeicherabschnitt zu ermöglichen, eine Entladungsquantität aufrechtzuerhalten, welches ein Starten der Maschine zuläßt, und zwar während eines Zeitintervalls, ausgenommen einer ersten Zeitperiode unmittelbar nach einer gegebenen Anzahl von Malen der Maschinenstartentladung des Energiespeicherabschnitts und einer zweiten Zeitperiode, während welcher die Maschine startet.
Energieversorgungsgerät nach Anspruch 1, bei dem der Energieerzeugungsabschnitt einen Elektrogenerator/-motor (1) enthält, der durch eine Maschine (100) angetrieben wird, und bei dem der Steuerabschnitt (12) eine Einrichtung (Schritte 204, 206, 1014, 1022, 1026, 2000, 2001, 2002, 2003) enthält, um in den Fällen, bei denen ein Aussetzen der Maschine während eines vorgeschriebenen kurzen Zeitintervalls vorhergesagt wird, einen vorgeschriebenen Abschnitt einer Entladungsenergiemenge in dem Energiespeicherabschnitt zu speichern, bevor die Maschine zum Aussetzen gebracht wird.
Energieversorgungsgerät nach Anspruch 7, bei dem der Steuerabschnitt (12) eine Einrichtung (Schritt 1022) enthält, um vorgeschriebene einige der am Fahrzeug befindlichen Lasten auszusetzen oder um die Antriebsraten der vorgeschriebenen einigen der am Fahrzeug befindlichen Lasten zu reduzieren, um die Summe der erforderlichen elektrischen Energie in einer Reihenfolge zu vermindern, die entgegengesetzt zu einer wichtigkeitsgestützten Reihenfolge ist, die im Einklang mit den Wichtigkeitsgraden der am Fahrzeug befindlichen Lasten festgelegt ist.
Energieversorgungsgerät nach Anspruch 16, bei dem der Steuerabschnitt (12) eine Einrichtung (Schritt 1022) enthält, um die wichtigkeitsgestützte Reihenfolge durch ein Änderungsmuster zu ändern, welches auf der Grundlage von detektierten Fahrzeugbetriebsbedingungen vorbestimmt ist oder durch Antriebsbedingungen der am Fahrzeug befindlichen Lasten vorbestimmt ist.
Energieversorgungsgerät nach Anspruch 1, bei dem der Steuerabschnitt (12) eine Einrichtung (Schritte 210, 212, 218, 214) enthält, um in den Fällen, bei denen die durch den Energieerzeugungsabschnitt erzeugte elektrische Energie größer ist als die Summe der erforderlichen Energie, und zwar um einen vorgeschriebenen Wert oder mehr, die elektrische Energie zu reduzieren, die durch den Energieerzeugungsabschnitt erzeugt wird, oder die Summe der erforderlichen elektrischen Energie zu erhöhen.
Energieversorgungsgerät nach Anspruch 18, bei dem der Steuerabschnitt (12) eine Einrichtung (Schritte 204, 206, 1014, 1022, 1026, 2000, 2001, 2002, 2003) enthält, um in den Fällen, bei denen die elektrische Ladungsenergie für die Speicherbatterie einen vorgeschriebenen zulässigen Maximalwert oder einen vorgeschriebenen Bezugswert überschreitet, die elektrische Energie zu reduzieren, die durch den Energieerzeugungsabschnitt erzeugt wird, oder die Summe der erforderlichen elektrischen Energie zu erhöhen.
Energieversorgungsgerät nach Anspruch 1, bei dem der Steuerabschnitt (12) eine Einrichtung (Schritt 204) enthält, um in den Fällen, bei denen die Summe der erforderlichen elektrischen Energie eine Variation zeitigt, die Variation in der Summe der erforderlichen elektrischen Energie auf der Grundlage der Antriebsbedingungen der am Fahrzeug befindlichen Lasten zu detektieren oder auf der Grundlage der Zustände von Strömen zu detektieren, eine Einrichtung (Schritt 210) enthält, um die elektrische Energie, die durch den Energieerzeugungsabschnitt erzeugt wird, im Ansprechen auf die detektierte Variation zu ändern, und eine Einrichtung enthält, um in den Fällen, bei denen eine Zunahme in der Summe der erforderlichen Energie nicht durch eine Zunahme in der elektrischen Energie erfüllt werden kann, die durch den Energieerzeugungsabschnitt erzeugt wird, die Speicherbatterie (3) zu entladen, um die entstandene Differenz zu kompensieren, und bei dem die Summe der erforderlichen elektrischen Energie gleich ist der Summe der elektrischen Energie, die durch all die elektrisch angetriebenen Lasten, inklusive der am Fahrzeug befindlichen Lasten, verbraucht wird.
Energieversorgungsgerät nach Anspruch 10, bei dem der Energieerzeugungsabschnitt einen Elektrogenerator/-motor (1) enthält, der durch eine Maschine (100) angetrieben wird, und bei dem der Steuerabschnitt (12) eine Einrichtung (Schritte 1012, 1018, 1022, 1026) enthält, um in den Fällen, bei denen die Summe der zuführbaren elektrischen Energie kleiner ist als die Summe der erforderlichen elektrischen Energie oder bei denen vorhergesagt wird, daß die Summe der zuführbaren elektrischen Energie kleiner wird als die Summe der erforderlichen Energie, der Reduzierung der Summe der erforderlichen elektrischen Energie den Vorrang zu geben, oder die elektrische Austauschenergie zum Starten der Maschine einzustellen, wenn sich die Maschine in einem Ruhezustand befindet.
Energieversorgungsgerät nach Anspruch 1, bei dem der Steuerabschnitt (12) eine Einrichtung (Schritte 1022, 1608) enthält, um die Summe der erforderlichen elektrischen Energie dadurch zu berechnen, um einen erforderlichen Grundenergiewert (a) und einen Verbrauchsenergiewert (b) zu addieren, wobei der erforderliche Grundenergiewert der Rate der elektrischen Energie entspricht, die den Lasten mit kleiner Nennleistung zugeführt wird und den Lasten mit vorgeschriebener Wichtigkeit zugeführt wird, und wobei der Verbrauchsenergiewert der Gesamtrate des Verbrauchs der elektrischen Energie durch die am Fahrzeug befindlichen Lasten entspricht.
Energieversorgungsgerät nach Anspruch 1, bei dem der Steuerabschnitt (12) eine Einrichtung (Schritte 1022, 1502, 1602) enthält, um Prioritätspunkte oder Prioritätswerte der am Fahrzeug befindlichen Lasten zu speichern, welche Funktionen von Grundpunkten oder Grundwerten sind, welche den am Fahrzeug befindlichen Lasten erteilt werden, und zwar für jeweilige Bewertungsfaktoren, und eine Einrichtung (Schritte 1022, 1504~1514, 1604~1610) enthält, um eine Reihenfolge festzusetzen, in welcher die Summe der erforderlichen elektrischen Energie in Einklang mit den Größen der Prioritätspunkte oder Prioritätswerte reduziert wird.
Energieversorgungsgerät nach Anspruch 23, bei dem die Prioritätspunkte oder die Grundpunkte von vorgeschriebenen einigen der am Fahrzeug befindlichen Lasten in der Zeitdomäne variable sind.
Energieversorgungsgerät nach Anspruch 23, bei dem der Steuerabschnitt (12) eine Einrichtung (Schritte 1022, 1506, 1606) enthält, um die Antriebsraten der am Fahrzeug befindlichen Lasten in Einklang mit den Prioritätspunkten oder Prioritätswerten derselben zu bestimmen.
Energieversorgungsgerät nach Anspruch 1, bei dem der Steuerabschnitt (12) eine Einrichtung (Schritte 204, 2001) enthält, um zu detektieren, ob die Menge der in dem Energiespeicherabschnitt gespeicherten elektrischen Energie kleiner ist als ein vorgeschriebener Wert oder nicht, und eine Einrichtung (Schritte 206, 1014, 1026, 1022) enthält, um dann, wenn detektiert wird, daß die Menge der in dem Energiespeicherabschnitt gespeicherten elektrischen Energie kleiner ist als der vorgeschriebene Wert, die Summe der zuführbaren elektrischen Energie zu erhöhen oder die Summe der erforderlichen elektrischen Energie zu reduzieren.
Energieversorgungsgerät nach Anspruch 1, bei dem der Steuerabschnitt (12) eine Einrichtung (Schritt 2002) enthält, um zu detektieren, ob die Menge der elektrischen Energie, die in dem Energiespeicherabschnitt gespeichert ist, kleiner ist als ein vorgeschriebener Wert oder nicht, und eine Einrichtung (Schritt 2003) enthält, um dann, wenn detektiert wird, daß die Menge der elektrischen Energie, die in dem Energiespeicherabschnitt gespeichert ist, nicht kleiner ist als der vorgeschriebene Wert, die Summe der zuführbaren elektrischen Energie zu reduzieren.
Energieversorgungsgerät nach Anspruch 10, bei dem der Energieerzeugungsabschnitt einen Elektrogenerator/-motor (1) enthält, der durch eine Maschine (100) angetrieben wird, und bei dem der Steuerabschnitt (12) eine Einrichtung (Schritt 318) enthält, um in den Fällen, bei denen die Position des Fahrzeugs so beurteilt wird, daß sie in einer vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzone liegt, und zwar auf der Grundlage von Informationen, die von einer eine Fahrzeugposition detektierenden Vorrichtung (21) empfangen werden, die am Fahrzeug vorgesehen ist, oder von einer externen Quelle empfangen werden, und zwar in bezug auf das Fahrzeug oder im Ansprechen auf ein Maschinenantriebsreguliersignal, welches von einer externen Quelle (30) in bezug auf das Fahrzeug empfangen wird, die Maschine zum Aussetzen zu bringen oder zum Verzögern zu bringen, und eine Einrichtung (Schritte 1022, 1026) enthält, um in den Fällen, bei denen eine resultierende Reduzierung in der Summe der zuführbaren elektrischen Energie bewirkt, daß die Summe der zuführbaren elektrischen Energie kleiner wird als die Summe der erforderlichen elektrischen Energie, die Summe der erforderlichen elektrischen Energie zu reduzieren oder die elektrische Austauschenergie einzustellen, um die Verminderung in der Summe der zuführbaren elektrischen Energie zu kompensieren.
Energieversorgungsgerät nach Anspruch 28, bei dem der Steuerabschnitt (12) eine Einrichtung (Schritte 304, 308) enthält, um auf Basis der von der die Fahrzeugposition detektierenden Vorrichtung (21) empfangenen Informationen und/oder des empfangenen Maschinenantriebsreguliersignals zu beurteilen, ob sich das Fahrzeug in der vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzone befindet oder nicht und ob der gegenwärtige Zeitpunkt in einem vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzeitbereich liegt oder nicht, und eine Einrichtung (Schritt 318) enthält, um die Maschine zum Aussetzen zu bringen oder zu verzögern, wenn beurteilt wird, daß sich das Fahrzeug in der vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzone befindet und der momentane Zeitpunkt in dem vorgeschriebenen Maschinenantriebsregulierzeitbereich liegt.
Energieversorgungsgerät nach Anspruch 28, ferner mit einem von Hand betätigbaren Maschinenstopschalter (24) und mit einer Einrichtung (Schritt 318), die in dem Steuerabschnitt (12) vorgesehen ist, um die Maschine im Ansprechen auf die Betätigung des Maschinenstopschalters anzuhalten.