DE102011055563B4

DE102011055563B4 - Verfahren für eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102011055563B4
Application number: DE102011055563.3A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Aoyagi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-11-22
Filing date: 2011-11-21
Publication date: 2023-02-09
Anticipated expiration: 2031-11-22
Also published as: US9090262B2; US20120130597A1; JP5521998B2; DE102011055563A1; JP2012111270A

Abstract

Verfahren für eine Steuervorrichtung eines Fahrzeug, wobei das Fahrzeug mit zumindest einem elektronisch steuerbaren fahrzeug-gestützten Zubehör, das durch eine interne Verbrennungsmaschine (10) angetrieben werden kann, und mit einem Energiespeichermittel zum Speichern von Energie, die durch zumindest das durch die Verbrennungsmaschine (10) angetriebene Zubehör erzeugt wird, vorgesehen ist, das Verfahren aufweisend:Durchführen, mit einer Zubehör-Steuer-ECU (52), einer regenerativen Steuerung während der Verzögerung des Fahrzeugs gemäß einer Verzögerungsanweisung eines Fahrers des Fahrzeugs durch Antreiben des zumindest einen Zubehörs, um kinetische Energie des Fahrzeugs in Antriebsenergie des zumindest einen Zubehörs umzuwandeln; undDurchführen, mit einem Antriebs-Steuermittel (B1-B8), einer Antriebssteuerung des zumindest einen Zubehörs während einer Fahrzeuglaufzeitdauer, die eine andere ist als eine regenerative Steuerzeitdauer, so dass das Energiespeichermittel einen Spielraum in der Energiespeicherkapazität zum Speichern von Energie aufweist, die von dem zumindest einem Zubehör, das durch die Verbrennungsmaschine (10) während der regenerativen Steuerung angetrieben wird, erzeugt werden soll, undwobei das Verfahren die folgenden weiteren Schritte aufweist, welche das Antriebs-Steuermittel (B1-B8) durchführt:Verkleinern, durch ein Soll-Energiespeicher-Kapazitätsfestlegungsmittel (B1, B4) einer Soll-Energiespeicherkapazität, wenn die Reisegeschwindigkeit des Fahrzeugs größer wird; undBerechnen, durch ein Antriebs-Drehmomentsteuermittel (B3, B6), eines Antriebsdrehmoments des zumindest einen Zubehörs derart, dass eine Ist-Energiespeicherkapazität des Energiespeichermittels die Soll-Energiespeicherkapazität erreichen kann, die durch das Soll-Energiespeicher-Kapazitätsfestlegungsmittel festgelegt wird; undBerechnen, durch ein Verzögerungsberechnungsmittel (B7), einer Verzögerungsanforderung des Fahrzeugs;Festlegen, durch ein Obere-Grenze-Festlegungsmittel, einer zulässigen oberen Grenze (Tmax) des Antriebsdrehmoments (Ta, Tc) des zumindest einen Zubehörs, das für eine durch das Verzögerungsberechnungsmittel berechnete größere Verzögerungsanforderung größer wird; undBegrenzen, durch ein Antriebs-Drehmoment-Begrenzungs-Mittel (B8), des Antriebsdrehmoments des zumindest einen Zubehörs derart, dass dieses kleiner oder gleich als die durch das Obere-Grenze-Festlegungsmittel festgelegte zulässige obere Grenze (Tmax) ist.

Description

QUERVERWEIS AUF EINE ÄHNLICHE ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der früheren japanischen Patentanmeldung Nr. 2010-259681, eingereicht am 22. November 2010, deren Beschreibung durch Verweis hierin mit aufgenommen wird.
HINTERGRUND
(Technisches Gebiet)
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren für eine Steuervorrichtung eines Fahrzeugs, das mit einem elektronisch steuerbaren, fahrzeug-gestützten Zubehör vorgesehen ist, um durch eine interne Verbrennungsmaschine bzw. Maschine und Energiespeichermittel zum Speichern von Energie, die durch den Antrieb des fahrzeug-gestützten Zubehörs erzeugt wird, angetrieben zu werden, wobei die Vorrichtung fähig ist, eine regenerative Steuerung auszuführen, um die kinetische Energie des Fahrzeugs in Antriebs-Energie des fahrzeug-gestützten Zubehörs während der Verzögerung des Fahrzeugs gemäß einer (oder als Reaktion auf eine) Anweisung des Fahrers umzuwandeln.
(Stand der Technik)
Relevanter Stand der Technik findet sich in der DE 10 2004 046 853 A1 , der DE 60 2004 006 248 T2 , der JP 2009- 196 457 A , der DE 102 53 507 A1 , der US 2001 / 0 024 104 A1 , der US 2009 / 0 212 626 A1 , der DE 10 2010 040 126 A1 , sowie der US 2002/0 188 387 A1 .
Eine bekannte Steuervorrichtung, wie in der JP 2009- 196 457 A offenbart, führt eine regenerative Steuerung durch, indem das fahrzeug-gestützte Zubehör derart angetrieben wird, dass die kinetische Energie des Fahrzeugs in Antriebs-Energie des fahrzeug-gestützten Zubehörs während einer Kraftstoffabschalt-Zeitdauer umgewandelt wird, wenn das Fahrzeug verzögert. Insbesondere wird eine Fahrzeugbatterie mit elektrischer Energie, die durch das Antreiben eines Generators erzeugt wird, der ein fahrzeug-gestütztes Zubehör ist, während der regenerativen Steuerung geladen. Dies kann in der Folge die Häufigkeit reduzieren, mit der der Generator angetrieben wird, um die Batterie zu laden, wobei dadurch die Kraftstoffeffizienz der internen Verbrennungsmaschine verbessert wird.
Allerdings kann in der oben beschriebenen herkömmlichen Vorrichtung die kinetische Energie des Fahrzeugs durch die regenerative Steuerung nicht effektiv als elektrische Ausgangsleistung des Generators verwendet werden, wenn ein Ladezustand (SOC, State of Charge) der Batterie schon vor der regenerativen Steuerung auf einem hinreichend hohen Pegel ist, was die Kraftstoffeffizienz der internen Verbrennungsmaschine reduzieren kann.
Im Allgemeinen können der Generator und anderes fahrzeug-gestütztes Zubehör, die durch die interne Verbrennungsmaschine angetrieben werden, die kinetische Energie des Fahrzeugs durch die regenerative Steuerung nicht effektiv als Antriebsenergie des fahrzeug-gestützten Zubehörs verwenden, was die Kraftstoffeffizienz der internen Verbrennungsmaschine reduzieren kann.
In Anbetracht der vorangehenden Erläuterungen zielen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darauf ab, ein Verfahren für eine Steuervorrichtung eines Fahrzeugs vorzusehen, das fähig ist, die kinetische Energie des Fahrzeugs als Antriebsenergie des fahrzeug-gestützten Zubehörs durch die regenerative Steuerung effektiv zu verwenden, wobei dadurch die Kraftstoffeffizienz der internen Verbrennungsmaschine verbessert wird.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Die obenstehende Aufgabe wird durch das Verfahren des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen dieses Verfahrens finden sich in den zugehörigen Unteransprüchen.
Entsprechend einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren für eine Steuervorrichtung eines Fahrzeugs vorgesehen. Das Fahrzeug ist mit zumindest einem elektronisch steuerbaren fahrzeug-gestützten Zubehör, das durch eine internen Verbrennungsmaschine angetrieben werden kann, und Energiespeichermittel, um die Energie zu speichern, die durch zumindest ein durch die Maschine angetriebenes fahrzeug-gestütztes Zubehör erzeugt wird, vorgesehen. Die Steuervorrichtung enthält: regenerative Steuermittel, um eine regenerative Steuerung während der Verzögerung des Fahrzeugs gemäß einer Verzögerungsanweisung bzw. Bremsanweisung eines Fahrers des Fahrzeugs durchzuführen, indem das zumindest eine fahrzeug-gestützte Zubehör derart angetrieben wird, dass kinetische Energie des Fahrzeugs in Antriebsenergie des zumindest einen fahrzeug-gestützten Zubehörs umgewandelt wird, und Antriebssteuermittel, um eine Antriebssteuerung des zumindest einen fahrzeug-gestützten Zubehörs während einer Fahrzeug-Lauf- bzw. -Betriebszeitdauer, die eine andere ist als die regenerative Steuerzeitdauer, derart durchzuführen, dass das Energiespeichermittel einen Spielraum in der Energiespeicherkapazität zum Speichern von Energie aufweist, die von zumindest einem fahrzeug-gestützten Zubehör erzeugt wird, das durch die Maschine während der regenerativen Steuerung angetrieben wird.
Mit dieser Konfiguration wird die regenerative Steuerung derart durchgeführt, dass die kinetische Energie des Fahrzeugs in Antriebsenergie des fahrzeug-gestützten Zubehörs umgewandelt wird. Das fahrzeug-gestützte Zubehör wird während einer Fahrzeug-Betriebszeitdauer, die eine andere ist als die regenerative Steuerzeitdauer derart antrieb-gesteuert, dass das Energiespeichermittel einen Spielraum in der Energiespeicherkapazität zum Speichern von Energie aufweist, die durch das fahrzeug-gestützte Zubehör erzeugt wird, das während der regenerativen Steuerung angetrieben wird. Dies ermöglicht es dem Energiespeichermittel die Energie geeignet zu speichern, die durch die regenerative Steuerung erzeugt wird, was zu einer Verbesserung der Kraftstoffeffizienz der internen Verbrennungsmaschine führt.
Figurenliste
In der beiliegenden Zeichnung zeigt:

1 schematisch eine Zusammenstellung eines Maschinensystems, eines Klimatisierungssystems und eines Leistungserzeugungssystems, auf die ein Verfahren für eine Steuervorrichtung eines Fahrzeugs entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewandt werden kann;
2 schematisch ein funktionales Blockdiagramm zur Antriebssteuerung des fahrzeug-gestützten Zubehörs;
3 schematisch ein Flussdiagramm der Antriebssteuerung des fahrzeug-gestützten Zubehörs; und
4 schematisch ein Timing-Diagramm der Antriebssteuerung des fahrzeug-gestützten Zubehörs.

BESCHREIBUNG DER SPEZIFISCHEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend in Bezug auf die begleitende Zeichnung eingehend beschrieben werden. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich durchwegs auf gleiche Elemente.
1 ist eine schematische Ansicht, die eine Zusammenstellung eines Maschinensystems, eines Klimatisierungssystems und eines Leistungserzeugungssystems zeigt, auf die eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewandt werden kann.
Wie in 1 gezeigt, ist jeder Zylinder einer Maschine 10 mit einem Kraftstoffeinspritzventil 12 vorgesehen, von dem eine Luft-Kraftstoff-Mischung in eine Verbrennungskammer (nicht gezeigt) der Maschine 10 zur Verbrennung zugeführt wird. Die Energie, die durch die Verbrennung der Luft-Kraftstoff-Mischung erzeugt wird, wird als Drehleistung für eine Ausgangswelle (Kurbelwelle 14) verwendet.
Das Klimatisierungssystem enthält einen Kompressor 16, der ein Kühlmittel ansaugt und abführt bzw. entlädt, um das Kühlmittel in einem Kühlmittelkreislauf, einem Kondensor 18, und einem Verdampfer 20 zu zirkulieren.
Der Kompressor 16, der durch die drehende Kurbelwelle 14 über den Riemen 22 auch drehend angetrieben wird, ist ein Kompressor des kontinuierlich variablen Verdrängungstyps, der darin ein elektromagnetisch angetriebenes Steuerventil enthält (nicht gezeigt). Die Leistungsversorgung für das Ventil wird derart gesteuert, dass eine Entladekapazität des Kühlmittels kontinuierlich während des drehenden Antriebs des Kompressors 16 variabel festgelegt wird. Insbesondere wird die Kühlmittel-Entladekapazität des Kompressors größer, wenn ein Antriebsdrehmoment (auch bezeichnet als Kompressordrehmoment) des Kompressors 16 erhöht wird.
Im Folgenden wird angenommen, dass der Kompressor 16 in Betrieb ist, wenn die Entladekapazität größer als 0 ist und in einem pausierten bzw. suspendierten Zustand ist, wenn die Entladekapazität gleich 0 ist.
Der Kondensor 18 führt einen Wärmeaustausch zwischen dem aus dem Kompressor 16 entladenen Kühlmittel und der während der Fahrt des Fahrzeugs gegen den Kondensor 18 geblasenen Luft und/oder Luft, die von einem Kompressorventilator (nicht gezeigt) zugeführt wird, der durch einen Gleichstrommotor oder dergleichen angetrieben wird, durch. Der Empfänger 24 trennt ein flüssiges Kühlmittel von dem Kühlmittel, das von dem Kondensor 18, über eine Dampf-Flüssigkeits-Trennung zugeführt wird, und speichert darin (in dem Empfänger) vorübergehend das flüssige Kühlmittel, um nur das flüssige Kühlmittel auf die stromabwärts gelegene bzw. nachgelagerte Seite zu liefern. Das in dem Empfänger 24 gespeicherte flüssige Kühlmittel wird rasch durch das Wärmeexpansionsventil 26 expandiert, um zerstäubt zu werden. Das zerstäubte Kühlmittel wird zu einem Verdampfer 20 zugeführt, der die Luft in dem Passagierabteil kühlt. In dem Verdampfer 20 wird durch einen Wärmeaustausch zwischen der Luft, die von einem Verdampferventilator 28 zugeführt wird, der drehend durch einen Gleichstommotor angetrieben wird, und dem zerstäubten Kühlmittel einen Teil oder das gesamte zerstäubte Kühlmittel verdampft. Dies ermöglicht es, Luft zu kühlen, die von dem Verdampferventilator 28 zugeführt wird, und diese anschließend in das Passagierabteil durch das Luftablassventil (nicht gezeigt), das in dem Abteil vorgesehen ist, zu liefern.
Der Verdampfer 20 dient als ein Wärmeakkumulator, der einen darin eingeschlossenen Kältespeicherwirkstoff 30 (d.h. wärmespeichernden Stoff, wie beispielsweise Paraffin) aufweist, um die Wärme des Kältemittels zu speichern, das einen Überschuss an Wärme zur Klimatisierung speichert, die in dem Kältemittelzyklus während des Antreibens des Kompressors 16 produziert wurde. Die gespeicherte Wärme wird zur Klimatisierung während einer Zeitdauer verwendet, bei der der Kompressor 16 suspendiert ist, wie beispielsweise einer Zeitdauer, bei der das Fahrzeug automatisch durch eine Leerlauf-Stopp-Steuerung gestoppt ist (welche später erläutert wird). Insbesondere wird die Wärme des Kältemittels in dem Verdampfer 20 mittels eines Wärmeaustauschs zwischen dem zu dem Verdampfer 20 durch Antreiben des Kompressors 16 zugeführten Kältemittel und dem Kältespeicherwirkstoff 30 gespeichert. Anschließend wird die von dem Verdampferventilator 28 zugeführte Luft mittels eines Wärmeaustauschs zwischen der von dem Verdampferventilator 28 zugeführten Luft und dem Kältespeicherwirkstoff 30 gekühlt, wenn der Kompressor 16 suspendiert ist, und anschließend in das Passagierabteil durch das Luftablassventil geliefert, wodurch das Passagierabteil gekühlt wird, während der Kompressor 16 suspendiert ist. Ein Kühlmittel-Temperatursensor 32, der die Temperatur des Kühlmittels erfasst, ist in der Nähe zu einer Einlassöffnung des Verdampfers 20 vorgesehen. Das von dem Verdampfer 20 entladene Kühlmittel wird durch eine Einlassöffnung des Kompressors 16 in den Kompressor 16 gesaugt.
Das Leistungserzeugungssystem enthält einen Wechselstromgenerator 34 und eine Batterie 36. Der Wechselstromgenerator 34 enthält einen Regler (nicht gezeigt) und eine Rotorwicklung (nicht gezeigt) und wird drehend durch die drehende Kurbelwelle 14 über den Riemen 22 angetrieben, um elektrische Leistung zu erzeugen. Insbesondere wird eine Ausgangsleistung des Wechselstromgenerators 34 durch den Regler eingestellt, der einen elektrischen Strom einstellt, der durch die Rotorwicklung fließt. Während die Ausgangsleistung des Wechselstromgenerators 34 größer wird, erhöht sich das Antriebsdrehmoment (Drehmoment des Wechselstromgenerators) für den Wechselstromgenerator 34. Eine Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 34 wird auf eine Spannung festgelegt, die größer ist als eine Spannung (elektromotorische Kraft) der Batterie 36.
Der Wechselstromgenerator 34 ist elektrisch mit der Batterie 36 verbunden, die wiederum mit dem Kompressorventilator, dem Verdampferventilator 28, und anderen elektrischen Lasten 38 gegenseitig parallel verbunden ist. Die Batterie 36 wird mit der Ausgangsleistung des Wechselstromgenerators 34 geladen. Die Batterie 36 ist auch eine Leistungsversorgungsquelle für die elektrische Last 38 des Fahrzeugs. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird angenommen, dass die Batterie 36 eine Lithium-Ionenbatterie ist, die eine Batterie mit einer hohen Energiedichte ist. Diese Konfiguration kann durch die regenerative Steuerung eine für die Batterie 36 maximal zulässige Ladeleistung sowie die Ausgangsleistung des Wechselstromgenerators 34 erhöhen, die später erläutert wird. Wie in 1 gezeigt, ist die Batterie mit einem Spannungssensor 40, der eine Spannung der Batterie 36 erfasst, und einem Stromsensor 42, der einen Eingangs-/Ausgangsstrom der Batterie 36 erfasst, vorgesehen.
Eine ECU (nachfolgend als Maschinen-Steuer-ECU 44 bezeichnet), die das Maschinensystem steuert, wird aus einem Mikrocomputer gebildet, der die allgemein bekannten CPU, ROM, und RAM enthält. Die Maschinen-Steuer-ECU 44 empfängt Ausgangssignale eines Gaspedal-Sensors 46, der den Betrag eines Drückens bzw. einer Betätigung des Gaspedals erfasst, eines Bremspedalsensors 48, der einen Betrag einer Betätigung des Bremspedals erfasst, und eines Fahrzeug-Geschwindigkeitssensors 50, der eine Fahrgeschwindigkeit erfasst. Die Maschinen-Steuer-ECU 44 führt verschiedene Steuerprogramme, die in dem ROM oder dergleichen gespeichert sind, als Reaktion auf die Eingaben durch, um eine Verbrennungssteuerung der Maschine 10 durchzuführen, wie z.B. eine Kraftstoff-Einspritzsteuerung des Kraftstoffeinspritzventils 12 und eine Leerlauf-Stopp-Steuerung.
Die Leerlauf-Stopp-Steuerung ist derart, dass die Maschine 10 bei dem Stopp der Kraftstoffeinspritzung von dem Kraftstoffeinspritzventil 12 automatisch gestoppt wird, wenn eine vorbestimmte Stoppbedingung erfüllt ist und anschließend wird die Maschine 10 durch eine Antriebssteuerung eines Starters (nicht gezeigt) neu gestartet, wenn eine vorbestimmte Neustartbedingung erfüllt ist. Die Stoppbedingung kann beispielsweise sein, dass ein Wert einer logischen UND-Verknüpfung der Werte der folgenden zwei Aussagen 1 (Wahr) ist, wobei eine der zwei Aussagen ist, dass eine von einem Ausgangswert des Fahrzeug-Geschwindigkeitssensors 50 abgeleitete Reisegeschwindigkeit 0 ist und die andere der zwei Aussagen ist, dass das Bremspedal gedrückt bzw. betätigt wird. Ob das Bremspedal gedrückt wird oder nicht, kann beispielsweise auf der Basis bestimmt werden, ob der von einem Ausgangswert des Bremspedalsensors 48 abgeleitete Betrag des Drückens bzw. der Betätigung des Bremspedals 0 ist.
Die Maschinen-Steuer-ECU 44 führt eine Kraftstoff-Begrenzungssteuerung durch, um die Versorgung von Kraftstoff des Kraftstoffeinspritzventils 12 gemäß der voranstehenden Kraftstoff-Einspritzsteuerung zu stoppen. Die Kraftstoff-Begrenzungssteuerung wird beispielsweise durchgeführt, wenn bestimmt ist, dass die Maschinendrehzahl (bzw. Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine) größer oder gleich einer vorgeschriebenen Maschinendrehzahl wird, während das Gaspedal nicht gedrückt wird. Ob das Gaspedal gedrückt wird oder nicht, kann beispielsweise auf der Grundlage bestimmt werden, ob der von einem Ausgangswert des Gaspedal-Sensors 46 abgeleitete Gaspedal-Betätigungs-Betrag 0 ist.
Eine ECU (nachfolgend bezeichnet als Zubehör-Steuer-ECU 52), die fahrzeug-gestütztes Zubehör steuert, wie beispielsweise den Wechselstromgenerator 34 und den Kompressor 16, besteht aus einem Mikrocomputer, der die allgemein bekannten CPU, ROM, und RAM enthält. Die Zubehör-Steuer-ECU 52 empfängt Ausgangssignale von dem Klimatisierungsschalter 54, dem Kühlmittel-Temperatursensor 32, dem Spannungssensor 40 und dem Stromsensor 42. Das Ausgangssignal des Klimatisierungsschalters 54 enthält einen Steuerbefehl für den Kompressor 16 das Passagierabteil zu kühlen. Die Zubehör-Steuer-ECU 52 führt verschiedene in dem ROM oder dergleichen gespeicherte Steuerprogramme gemäß der Ausgangssignale durch, um eine Klimatisierungssteuerung des Passagierabteils durchzuführen, wie z.B. die Antriebssteuerung des Kompressors 16 und die Luftvolumensteuerung des Verdampferventilators 28 und die Antriebssteuerung des Wechselstromgenerators 34.
Die Maschinen-Steuer-ECU 44 und die Zubehör-Steuer-ECU 52 tauschen Information miteinander aus. Insbesondere empfängt die Maschinen-Steuer-ECU 44 das Ausgangssignal des Klimatisierungsschalters 54 und Information über das Kompressordrehmoment durch die Zubehör-Steuer-ECU 52. Die Zubehör-Steuer-ECU 52 empfängt die Ausgangssignale des Gaspedal-Sensors 46, des Bremspedalsensors 48, und des Fahrzeug-Geschwindigkeitssensors 50 durch die Maschinen-Steuer-ECU 44. Praktischerweise werden der Kompressor 16 und der Wechselstromgenerator 34 durch die jeweiligen ECUs gesteuert, die in 1 gemeinsam als Zubehör-Steuer-ECU 52 bezeichnet werden.
Die Antriebssteuerung des Wechselstromgenerators 34 wird durchgeführt, indem die Leistungsversorgung des Wechselstromgenerators 34 derart gesteuert wird, dass ein Ist-Ladezustand bzw. Ist-SOC (State of Charge) der Batterie 36 bei der rückgekoppelten Steuerung einen Sollwert des SOC (Soll-SOC) erreichen kann. Der Ist-SOC (effektiver SOC) wird beispielsweise auf der Basis einer Batteriespannung, die von einem Ausgangswert des Spannungssensors 40 abgeleitet wird und eines Batteriestroms, der von einem Ausgangswert des Stromsensors 42 abgeleitet wird, berechnet.
Die Antriebssteuerung des Kompressors 16 wird durchgeführt, indem die Leistungsversorgung zu dem Kompressor 16 derart gesteuert wird, dass eine effektive Wärmemenge bzw. Ist-Wärmemenge, die in dem Verdampfer 20 gespeichert ist (Ist-Kältespeicher-Kapazität des Verdampfers) bei der rückgekoppelten Steuerung einen Sollwert (Soll-Kältespeicher-Kapazität) erreichen kann. Die Ist-Kältespeicher-Kapazität wird beispielsweise auf der Basis einer Kühlmitteltemperatur berechnet, die von einem Ausgangswert des Kühlmittel-Temperatursensors 32 abgeleitet wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die regenerative Steuerung während der Verzögerung des Fahrzeugs (d.h. während des Bremsens durch den Fahrer) unter der Kraftstoff-Begrenzungssteuerung durchgeführt, um den Wechselstromgenerator 34 und den Kompressor 16 derart anzutreiben, dass die kinetische Energie des Fahrzeugs in Antriebsenergie des Wechselstromgenerators 34 und des Kompressors 16 umgewandelt wird. Die regenerative Steuerung kann beispielsweise in der Folge die Häufigkeit reduzieren, bei der der Wechselstromgenerator 34 angetrieben wird, um die Batterie 36 zu laden, was zu einer Verbesserung der Kraftstoffeffizienz der Maschine 10 führt.
Allerdings kann die kinetische Energie des Fahrzeugs durch die regenerative Steuerung nicht effektiv als Antriebsenergie des Wechselstromgenerators 34 und weiteren verwendet werden, wenn der Ladezustand bzw. SOC der Batterie 36 und die Kältespeicher-Kapazität des Verdampfers 20 schon vor der Aktivierung der regenerativen Steuerung auf oder nahe bei einem Sollpegel liegen, was die Kraftstoffeffizienz der Maschine 10 reduzieren kann.
Unter der Berücksichtigung des voranstehenden Ausführungen wird bei der vorliegenden Ausführungsform ein Soll-SOC der Batterie 36 und eine Soll-Kältespeicher-Kapazität des Verdampfers 20 während einer Betriebszeitdauer des Fahrzeugs, die anders ist als die Zeitdauer der regenerativen Steuerung (d.h. bei der keine regenerative Steuerung stattfindet), derart festgelegt, dass die Batterie 36 einen Spielraum zum Speichern von elektrischer Leistung aufweist, und der Verdampfer 20 einen Spielraum zum Speichern von Wärme während der regenerativen Steuerzeitdauer aufweist. Dies ermöglicht es, kinetische Energie des Fahrzeugs durch die regenerative Steuerung effektiv als Antriebsenergie des Wechselstromgenerators 34 und anderen Zubehörs zu verwenden, was zu einer Verbesserung der Kraftstoffeffizienz der Maschine 10 führt.
Nun wird die Antriebssteuerung des Wechselstromgenerators 34 und des Kompressors 16 in Bezug auf 2 erläutert.
2 zeigt ein Funktionsblockdiagramm für die Antriebssteuerung des Wechselstromgenerators 34 und des Kompressors 16, die durch die Zubehör-Steuer-ECU 52 durchgeführt wird. Insbesondere geht der Antriebssteuerung des Kompressors 16 das Anschalten des Klimatisierungsschalters 54 voraus.
Ein Soll-SOC-Rechner B1 berechnet den Soll-SOC der Batterie 36 auf der Basis der augenblicklichen elektrischen Leistung (effektiver bzw. Ist-Stromverbrauch), die von dem Wechselstromgenerator 34 zu der elektrischen Last 38 des Fahrzeugs und dem Verdampferventilator 28 und anderen geliefert wird und einer Reisegeschwindigkeit v des Fahrzeugs. Insbesondere wird der Soll-SOC auf einen größeren Wert festgelegt, wenn der effektive Stromverbrauch größer wird. Denn es muss die Leistung, die zu der elektrischen Last 38 des Fahrzeugs und anderen während dem automatischen Stopp der Maschine 10 bei der Leerlauf-Stopp-Steuerung, geliefert wird, sichergestellt werden. Der effektive Stromverbrauch kann auf der Basis eines augenblicklichen Antriebszustands der elektrischen Last 38 des Fahrzeugs und anderen berechnet werden.
Zusätzlich wird der Soll-SOC auf einen kleineren Wert festgelegt, wenn die Reisegeschwindigkeit v des Fahrzeugs größer wird. Denn die kinetische Energie des Fahrzeugs kann effektiv als Antriebsenergie des Wechselstromgenerators 34 verwendet werden, ohne dass das Bremssystem kinetische Energie des Fahrzeugs in thermische Energie während des Verzögerns des Fahrzeugs aufgrund des Bremsvorgangs (eine Art einer Verschlechterungsanweisung oder -befehl) des Fahrers umwandelt, und dadurch eine Verschlechterung der Fahreigenschaften verhindert wird.
Mit anderen Worten wird die kinetische Energie des Fahrzeugs größer, wenn die Reisegeschwindigkeit v des Fahrzeugs größer wird, was zu einem größeren Betrag an elektrischer Leistung führt, die der Wechselstromgenerator 34 während der Verzögerung des Fahrzeugs unter der regenerativen Steuerung erzeugen kann. Daher ermöglicht es das Festlegen des Soll-SOC auf einen kleineren Wert für eine höhere Reisegeschwindigkeit v des Fahrzeugs, dass die Batterie einen Spielraum entsprechend eines Betrags an elektrischer Leistung, die der Wechselstromgenerator 34 bei der regenerativen Steuerung erzeugen kann, aufweist. Dies ermöglicht es, die kinetische Energie des Fahrzeugs effektiv als Leistungserzeugungsenergie des Wechselstromgenerators 34 während der regenerativen Steuerung zu verwenden, wodurch die Kraftstoffeffizienz der Maschine 10 verbessert wird.
Weiter kann das Festlegen des Soll-SOC auf einen größeren Wert für eine niedrigere Reisegeschwindigkeit v des Fahrzeugs auch eine Verschlechterung der Fahreigenschaften vermeiden. Denn wenn beispielsweise die regenerative Steuerung durchgeführt wird, um den Wechselstromgenerator 34 mit einem vorbestimmten Wechselstromgenerator-Drehmoment anzutreiben und der Ist-SOC anschließend das Soll-SOC vor dem Ende der regenerativen Steuerung erreicht, verringert sich die elektrische Leistung rasch, die anschließend durch das Antreiben des Wechselstromgenerators 34 erzeugt wird, was zu einer Abnahme des Wechselstromgenerator-Drehmoments führen kann und so zu einer Verschlechterung der Fahreigenschaften. Insbesondere tendiert das Wechselstromgenerator-Drehmoment bei der vorliegenden Ausführungsform, bei der die Batterie 36 eine Lithium-Ionenbatterie ist, da die Batterie 36 eine relativ große maximale Ladeleistung benötigt, dazu größer zu werden, was zu einem signifikant großen Grad an rascher Abnahme des Wechselstromgenerator-Drehmoments führen kann und so zu einer signifikanten Verschlechterung der Fahreigenschaften. Wie voranstehend erläutert, ermöglicht es das Festlegen des Soll-SOC auf einen größeren Wert für eine niedrigere Reisegeschwindigkeit v, während der Verzögerung des Fahrzeugs, den Soll-SOC während der regenerativen Steuerung allmählich zu vergrößern, was dazu führt, dass vermieden wird, dass der Ist-SOC den Soll-SOC vor dem Ende der regenerativen Steuerung erreicht und somit zur Unterdrückung der Verschlechterung der Fahreigenschaften.
Nunmehr wird ein Einstellungs- bzw. Festlegungsprozess des Soll-SOC genauer erläutert. Der Soll-SOC kann auf der Basis einer Abbildung berechnet werden, die eine analoge Beziehung zwischen der Reisegeschwindigkeit v des Fahrzeugs und dem Soll-SOC definiert. Beispielsweise kann bei der vorliegenden Ausführungsform der Soll-SOC auf eine obere Grenze eines Verwendungsbereichs festgelegt werden, von dem angenommen wird, dass dieser der SOC der Batterie 36 bei einem Zeitpunkt ist, bei dem das laufende Fahrzeug ohne Brems- und Beschleunigungs-Vorgänge des Fahrers stoppt, während der Wechselstromgenerator 34 durch ein vorbestimmtes Drehmoment angetrieben wird, um die Batterie 36 zu laden.
Die voranstehend genannte Abbildung kann erstellt werden, indem ein Verwendungsbereich bzw. Nutzungsbereich der Reisegeschwindigkeit v des Fahrzeugs in eine Mehrzahl von Intervallen unterteilt wird, um die Arbeitslast zum Festlegen der Soll-SOC als eine Funktion der Reisegeschwindigkeit v des Fahrzeugs zu reduzieren, wobei der Soll-SOC einen konstanten Wert über jedes Intervall annimmt (siehe eine gestrichelte Linie eines oberen Blocks B1 in 2). Das heißt, der Soll SOC nimmt diskrete Werte an.
Der SOC-Abweichungsrechner B2 berechnet eine Abweichung Δa zwischen der Ist-SOC und der Soll-SOC. Insbesondere ist die Abweichung Δa ein Wert, der durch das Subtrahieren des Ist-SOC von dem Soll-SOC erhalten wird.
Die Wechselstromgenerator-FB-Steuerung B3 berechnet einen Befehlswert für das Wechselstromgenerator-Drehmoment (nachfolgend bezeichnet als Wechselstromgenerator-Befehlswert Ta) derart, dass der Ist-SOC der Batterie 36 den Soll-SOC bei der rückgekoppelten Steuerung erreichen kann. Insbesondere wird der Wechselstromgenerator-Befehlswert Ta berechnet, indem die Proportional-Integral-Steuerung (PI-Steuerung) auf der Basis der Abweichung Δa zwischen dem Ist-SOC und dem Soll-SOC durchgeführt wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird eine proportionale Verstärkung Kap, die in der rückgekoppelten Steuerung verwendet wird, für einen größeren absoluten Wert der Abweichung Δa größer festgelegt, was zu einer Verbesserung der Steuerbarkeit des Soll-SOC führt.
Bei diesem Schema wird die proportionale Verstärkung Kap für einen kleineren absoluten Wert der Abweichung Δa zwischen dem Ist-SOC und dem Soll-SOC kleiner festgelegt, was eine Fluktuation bzw. Schwankung im Wechselstromgenerator-Drehmoment unterdrücken kann, die durch eine Schwankung des Ist-SOC um den Soll-SOC verursacht wird. Demgegenüber wird die proportionale Verstärkung Kap für einen grö-ßeren absoluten Wert der Abweichung Δa größer festgelegt, was es ermöglicht, dass der Ist-SOC den Soll-SOC schneller erreicht.
Der Soll-Kältespeicher-Kapazitätsrechner B4 berechnet die Soll-Kältespeicher-Kapazität auf der Basis einer Kühllast und einer Reisegeschwindigkeit v des Fahrzeugs. Insbesondere wird die Soll-Kältespeicher-Kapazität für eine größere Kühllast größer festgelegt und wird für eine größere Reisegeschwindigkeit v des Fahrzeugs kleiner festgelegt. Ein Grund, warum die Soll-Kühllastkapazität für eine größere Kühllast größer festgelegt wird, ist es, eine größere Wärmemenge zum Kühlen des Passagierabteils während des automatischen Stopps der Maschine 10 bei der Leerlauf-Stopp-Steuerung sicherzustellen. Die Kühllast kann beispielsweise auf der Basis eines Temperaturunterschieds zwischen einer Temperatur innerhalb des Passagierabteils und der Soll-Temperatur und einer Luftmenge, die von dem Verdampferventilator 28 zugeführt wird, berechnet werden.
Ähnlich dem Prozess, der durch den Soll-SOC-Rechner B1 durchgeführt wird, dient das Festlegen der Soll-Kältespeicher-Kapazität auf einen kleineren Wert für eine größere Reisegeschwindigkeit v des Fahrzeugs der effektiveren Verwendung von kinetischer Energie des Fahrzeugs als Antriebsenergie des Kompressors 16 und dem Unterdrücken der Verschlechterung der Fahreigenschaften.
Ähnlich zu dem voranstehend erläuterten Festlegen des Soll-SOC kann die Soll-Kältespeicher-Kapazität auf der Basis einer anderen Abbildung berechnet werden, die eine übereinstimmende Beziehung zwischen der Reisegeschwindigkeit v des Fahrzeugs und der Soll-Kältespeicher-Kapazität definiert. Auch ähnlich zu dem Festlegen des Soll-SOC kann die voranstehende Abbildung vorbereitet werden, indem ein Verwendungs- bzw. Nutzungsbereich der Reisegeschwindigkeit v des Fahrzeugs in eine Mehrzahl von Intervallen unterteilt wird, um die Arbeitslast zum Festlegen der Soll-Kältespeicher-Kapazität als eine Funktion der Reisegeschwindigkeit v des Fahrzeugs zu reduzieren, wobei die Soll-Kältespeicher-Kapazität einen konstanten Wert in jedem Intervall (vergleiche eine gestrichelte Linie eines unteren Blocks B4 in 2) annimmt. Das heißt, dass die Soll-Kältespeicher-Kapazität diskrete Werte annimmt.
Der Kältespeicher-Kapazitäts-Abweichungsrechner B5 berechnet eine Abweichung Δc zwischen der Soll-Kältespeicher-Kapazität und der Ist-Kältespeicher-Kapazit. Insbesondere wird die Abweichung Δc berechnet, indem die Ist-Kältespeicher-Kapazität von der Soll-Kältespeicher-Kapazität abgezogen wird.
Die Kompressor-FB-Steuerung B6 berechnet einen Befehlswert für das Kompressordrehmoment (nachfolgend bezeichnet als ein Kompressor-Befehlswert Tc) derart, dass die Ist-Kältespeicher-Kapazität die Soll-Kältespeicher-Kapazität bei der rückgekoppelten Steuerung erreichen kann. Ähnlich der Berechnung des Wechselstromgenerator-Befehlswerts Ta wird der Kompressor-Befehlswert Tc berechnet, indem die Proportional-Integral-Steuerung (PI-Steuerung) auf der Basis der Abweichung Δc zwischen der Soll-Kältespeicher-Kapazität und der Ist-Kältespeicher-Kapazität durchgeführt wird. Eine proportionale Verstärkung Kcp, die in der rückgekoppelten Steuerung verwendet wird, wird für einen größeren absoluten Wert der Abweichung Δc größer festgelegt.
Der Verzögerungsanforderungsrechner B7 berechnet eine Verzögerungsanforderung für das Fahrzeug. Die Verzögerungsanforderung wird umso größer berechnet, je mehr ein Gaspedal-Betätigungs-Betrag verringert wird und/oder ein Bremspedal-Betätigungs-Betrag erhöht wird. Ein Grund, warum der Gaspedal-Betätigungs-Betrag zum Berechnen der Verzögerungsanforderung verwendet wird, ist es, die Tatsache zu berücksichtigen, dass das Fahrzeug auch durch das Verringern des Gaspedal-Betätigungs-Betrags verzögert werden kann. Insbesondere kann die Verzögerungsanforderung berechnet werden, indem eine Abbildung verwendet wird, die eine Übereinstimmungsbeziehung zwischen dem verringerten Betrag der Gaspedalbetätigung, dem Betrag des Bremspedalbetätigung, und der Verzögerungsanforderung definiert. Die Abbildung kann durch ein Experiment vorab bestimmt werden.
Der Drehmomentbegrenzer B8 berechnet den Wechselstromgenerator-Befehlswert Ta und den Kompressor-Befehlswert Tc derart, dass eine Summe des Wechselstromgenerator-Befehlswerts Ta und des Kompressor-Befehlswerts Tc kleiner oder gleich als eine zulässige obere Grenze Tmax für die Summe ist, wobei dadurch die Verschlechterung der Fahreigenschaften unterdrückt wird, die durch das Erhöhen des Wechselstromgenerator-Drehmoments und/oder des Kompressordrehmoments verursacht wird. Die zulässige obere Grenze Tmax wird für eine größere Verzögerungsanforderung größer festgelegt, was die Umwandlungsrate von kinetischer Energie des Fahrzeugs in Antriebsenergie des Wechselstromgenerators 34 und des Kompressors 16 durch die regenerative Steuerung erhöht, während die Verschlechterung der Fahreigenschaften unterdrückt wird.
Mit anderen Worten kann in dem Fall einer Vergrößerung der Verzögerungsanforderung für das Fahrzeug, da der Fahrer beabsichtigt das Fahrzeug zu verzögern, auch wenn das Wechselstromgenerator-Drehmoment und das Kompressordrehmoment durch die regenerative Steuerung erhöht werden, angenommen werden, dass dem Fahrer so wenig Unannehmlichkeiten wie möglich zugemutet werden. Daher ermöglicht es das Festlegen der zulässigen oberen Grenze Tmax auf einen größeren Wert für eine größere Verzögerungsanforderung die Summe des Wechselstromgenerator-Befehlswerts Ta und des Kompressor-Befehlswerts Tc derart zu erhöhen, dass die Antriebsenergie des Wechselstromgenerators 34 und des Kompressors 16 vor dem Vermindern des Betrags an kinetischen Energie des Fahrzeugs aufgrund des Bremsens des Fahrzeugs erhöht wird.
Weiter wird bei der vorliegenden Ausführungsform die Summe des Wechselstromgenerator-Befehlswerts Ta und des Kompressor-Befehlswerts Tc auf oder unter die zulässige obere Grenze Tmax begrenzt, während ein Verhältnis des Kompressor-Befehlswerts Tc zu dem Wechselstromgenerator-Befehlswert Ta beibehalten wird. Dies ermöglicht es den Wechselstromgenerator 34 und den Kompressor 16 geeignet als Funktion des Grads des Lade-Bedarfs der Batterie und des Grads des Klimatisierungs-Bedarfs des Passagierabteils anzutreiben.
Ein resultierender Wechselstromgenerator-Befehlswert Ta und ein resultierender Kompressor-Befehlswert Tc werden in dem Drehmomentbegrenzer B8 wie folgt berechnet. In dem Drehmomentbegrenzer B8 werden der Wechselstromgenerator-Befehlswert Ta, der durch die Wechselstromgenerator-FB-Steuerung B3 berechnet wird, und der Kompressor-Befehlswert Tc, der durch die Kompressor-FB-Steuerung B6 berechnet wird, entsprechend als der resultierende Wechselstromgenerator-Befehlswert Ta und der resultierende Kompressor-Befehlswert Tc ausgegeben, wenn bestimmt wird, dass die Summe des Wechselstromgenerator-Befehlswerts Ta, der durch die Wechselstromgenerator-FB-Steuerung B3 berechnet wird, und dem Kompressor-Befehlswert Tc, der durch die Kompressor-FB-Steuerung B6 berechnet wird, kleiner oder gleich als die zulässige obere Grenze Tmax ist. Demgegenüber, wenn bestimmt wird, dass die Summe des Wechselstromgenerator-Befehlswerts Ta, der durch die Wechselstromgenerator-FB-Steuerung B3 berechnet wird, und dem Kompressor-Befehlswert Tc, der durch die Kompressor-FB-Steuerung B6 berechnet wird, größer als die zulässige obere Grenze Tmax ist, ergibt sich der von dem Drehmomentbegrenzer B8 auszugebende resultierende Wechselstromgenerator-Befehlswert Ta, indem der durch die Wechselstromgenerator-FB-Steuerung B3 berechnete Wechselstromgenerator-Befehlswert Ta durch die Summe des durch die Wechselstromgenerator-FB-Steuerung B3 berechneten Wechselstromgenerator-Befehlswerts Ta und des durch die Kompressor-FB-Steuerung B6 berechneten Kompressor-Befehlswerts Tc geteilt wird und anschließend der Quotient mit der zulässigen oberen Grenze Tmax multipliziert wird, und der von dem Drehmomentbegrenzer B8 auszugebende, resultierende Kompressor-Befehlswert Tc ergibt sich, indem der durch die Kompressor-FB-Steuerung B6 berechnete Kompressor-Befehlswert Tc durch die Summe des durch die Wechselstromgenerator-FB-Steuerung B3 berechneten Wechselstromgenerator-Befehlswerts Ta und des durch die Kompressor FB-Steuerung B6 berechneten Kompressor-Befehlswerts Tc dividiert wird und anschließend der Quotient mit der zulässigen oberen Grenze Tmax multipliziert wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die zulässige obere Grenze Tmax auf Null festgelegt, wenn die Verzögerungsanforderung kleiner oder gleich als ein vorbestimmter Wert unter Null (wobei der vorbestimmte Wert Null sein kann) ist. Dies ermöglicht es, die Leistungserzeugung des Wechselstromgenerators 34 zu beenden und das erzeugte Drehmoment der Maschine 10 effektiv zum Antreiben des Fahrzeugs zu verwenden, wenn ein Grad der Beschleunigung des Fahrzeugs groß ist.
Nunmehr wird in Bezug auf 3 ein Antrieb-Steuerprozess für die fahrzeug-gestützten Zubehöre entsprechend der vorliegenden Ausführungsform erläutert. Dieser Prozess wird durch die Zubehör-Steuer-ECU 52 in einem vorbestimmten Zeitintervall wiederholt durchgeführt.
Dieser Prozess startet mit der Berechnung des Soll-SOC und der Soll-Kältespeicher-Kapazität in Schritt S10 in der voranstehend beschriebenen Weise.
Anschließend werden in Schritt S12 der Wechselstromgenerator-Befehlswert Ta und der Kompressor-Befehlswert Tc entsprechend durch die Wechselstromgenerator-FB-Steuerung B3 und die Kompressor-FB-Steuerung B6 berechnet. In Schritt S14 wird in dem Drehmomentbegrenzer B8 die Summe des Wechselstromgenerator-Befehlswerts Ta und des Kompressor-Befehlswerts Tc auf oder unter die zulässige obere Grenze Tmax begrenzt, um den resultierenden Wechselstromgenerator-Befehlswert Ta und den resultierenden Kompressor-Befehlswert Tc zu erhalten.
In Schritt S16 wird die Antriebssteuerung des Wechselstromgenerators 34 auf der Basis des resultierenden Wechselstromgenerator-Befehlswerts Ta durchgeführt, und die Antriebssteuerung des Kompressors 16 wird auf der Basis des resultierenden Kompressor-Befehlswerts Tc durchgeführt.
Der Prozess in diesem Zyklus wird, nachdem der Vorgang von Schritt S16 abgeschlossen ist, beendet.
4 zeigt ein Timing-Diagramm für die Antriebssteuerung des Wechselstromgenerators 34 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform. Insbesondere zeigt 4 (a) Änderungen in der Reisegeschwindigkeit v des Fahrzeugs, (b) Änderungen im Bremszustand, wobei „AUS“ angibt, dass der Bremspedal-Betätigungs-Betrag Null ist und „AN“ angibt, dass der Gaspedal-Betätigungs-Betrag über Null ist, (c) Änderungen im SOC der Batterie 36, (d) Änderungen im Wechselstromgenerator-Befehlswert Ta, und (e) Änderungen im Kraftstoffbegrenzungs-Steuerzustand.
Wie in 4 gezeigt, wird die Maschine 10 bei dem Zeitpunkt t1 mit der Leerlauf-Stopp-Steuerung neu gestartet. Die rückgekoppelte Steuerung auf der Basis der Abweichung Δa zwischen dem Soll-SOC und dem Ist-SOC wird unmittelbar begonnen, nachdem das Fahrzeug gestartet hat zu beschleunigen. Bei der rückgekoppelten Steuerung wird der Soll-SOC für eine größere Reisegeschwindigkeit v des Fahrzeugs kleiner festgelegt. Danach wird der Gaspedal-Betätigungs-Betrag bei dem Zeitpunkt t2 Null (d.h. das Gaspedal wird durch den Fahrer freigegeben), was zu einer Erhöhung der Verzögerungsanforderung und so zu einer Erhöhung der zulässigen oberen Grenze Tmax führt. Zur gleichen Zeit werden die Kraftstoff-Begrenzungssteuerung und die regenerative Steuerung gestartet und der Soll-SOC wird erhöht, da die Reisegeschwindigkeit v des Fahrzeugs abnimmt. Während einer Zeitdauer von t3 bis t4 wird der voranstehend in Bezug auf 2 beschriebene Drehmomentbegrenzungsprozess durchgeführt, um den Wechselstromgenerator-Befehlswert Ta auf der Basis der zulässigen oberen Grenze Tmax zu begrenzen. Danach wird der Bremsvorgang bei dem Zeitpunkt t4 durchgeführt, was zu einer Erhöhung der Verzögerungsanforderung und so zu einer weiteren Erhöhung der zulässigen oberen Grenze Tmax führt. Dies ermöglicht es den Wechselstromgenerator-Befehlswert Ta bei dem Zeitpunkt t4 zu erhöhen.
ZUSAMMENFASSUNG DER AUSFÜHRUNGSFORM
Nunmehr werden die Vorteile der vorliegenden Ausführungsform erläutert.

(1) In der Antriebssteuerung des Wechselstromgenerators 34 und des Kompressors 16 werden der Soll-SOC der Batterie 36 und die Soll-Kältespeicher-Kapazität des Verdampfers 20 während einer Fahrzeugbetriebszeitdauer, die eine andere ist als die regenerative Steuerzeitdauer, derart festgelegt, dass die Batterie 36 einen Spielraum zum Speichern von elektrischer Leistung aufweist und der Verdampfer 20 einen Spielraum zum Speichern von Wärme aufweist. Dies ermöglicht es, Energie, die durch die regenerative Steuerung erzeugt wird, geeignet in der Batterie 36 und dem Verdampfer 20 zu speichern (oder zu akkumulieren), was zu der gewünschten Verbesserung der Kraftstoffeffizienz der Maschine 10 führt.
(2) Der Soll-SOC wird für eine höhere Reisegeschwindigkeit v des Fahrzeugs kleiner festgelegt. Dies kann die Umwandlungsrate von kinetischer Energie des Fahrzeugs in Antriebsenergie des Wechselstromgenerators 34 und des Kompressors 16 und anderen durch die regenerative Steuerung erhöhen, während die Verschlechterung der Fahrbarkeit aufgrund der raschen Abnahme des Wechselstromgenerator-Drehmoments oder dergleichen bei der regenerativen Steuerung unterdrückt wird.

Es sei angemerkt, dass die kinetische Energie des Fahrzeugs generell größer wird, wenn die Reisegeschwindigkeit v des Fahrzeugs höher wird, was zu einem größeren Betrag an Energie (elektrische Energie und/oder thermische Energie) führt, die durch die fahrzeug-gestützten Zubehöre (Wechselstromgenerator und/oder Kompressor) durch die regenerative Steuerung erzeugt wird.

(3) Die in der rückgekoppelten Steuerung verwendete Proportionalverstärkung Kap wird für einen größeren absoluten Wert der Abweichung Δa zwischen dem Soll-SOC und dem Ist-SOC größer festgelegt und die in der rückgekoppelten Steuerung verwendete proportionale Verstärkung Kcp wird für einen größeren absoluten Wert der Abweichung Δc zwischen der Soll-Kältespeicher-Kapazität und der Ist-Kältespeicher-Kapazität größer festgelegt, was es ermöglicht, den SOC der Batterie 36 und die Kältespeicherkapazität des Verdampfers 20 geeignet zu steuern.
(4) Die Summe des Wechselstromgenerator-Befehlswerts Ta und des Kompressor-Befehlswerts Tc wird auf oder unter die zulässige obere Grenze Tmax begrenzt, die für eine größere Verzögerungsanforderung größer festgelegt wird. Dies ermöglicht es, den Wechselstromgenerator 34 und den Kompressor 16 derart anzusteuern, dass dem Fahrer so wenig Unannehmlichkeiten wie möglich während des Beschleunigens und/oder des Bremsens des Fahrzeugs zugemutet wird, wodurch dadurch die Verschlechterung der Fahreigenschaften unterdrückt wird. Zusätzlich kann die kinetische Energie des Fahrzeugs effektiv als Antriebsenergie des Wechselstromgenerators 34 und weiteren verwendet werden, bevor die kinetische Energie des Fahrzeugs aufgrund der Verzögerung des Fahrzeugs verringert wird.
(5) Die Summe des Wechselstromgenerator-Befehlswerts Ta und des Kompressor-Befehlswerts Tc wird auf oder unter die zulässige obere Grenze Tmax begrenzt, während das Verhältnis des Kompressor-Befehlswerts Tc zu dem Wechselstromgenerator-Befehlswert Ta beibehalten wird. Dies ermöglicht es, die Batterie 36 geeignet als Funktion eines Grades eines Batterie-Ladebedarfs zu laden und in dem Verdampfer 20 Wärme als eine Funktion eines Grades eines Kältespeicherbedarfs geeignet zu speichern (oder zu akkumulieren).

Ohne einen derartigen Drehzahl-Begrenzungsprozess, wird ein Überschuss an Drehmomenten verworfen, ohne als Antriebsenergie des Wechselstromgenerators und des Kompressors und weiteren (fahrzeug-gestützten Zubehören) verwendet zu werden, wenn die Summe des Wechselstromgenerator-Befehlswerts Ta und des Kompressor-Befehlswerts Tc die zulässige obere Grenze Tmax überschreitet.
SONSTIGE AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bei der voranstehenden Ausführungsform wird die zulässige obere Grenze Tmax für eine größere Verzögerungsanforderung größer eingestellt bzw. festgelegt. Alternativ kann die zulässige obere Grenze Tmax für einen größeren Bremspedal-Betätigungs-Betrag größer festgelegt werden.
Bei der voranstehenden Ausführungsform ist die Batterie 36 eine Litium-Ionenbatterie. Alternativ kann die Batterie 36 eine Bleibatterie sein.
Bei der voranstehenden Ausführungsform kann der Kompressor 16 ein Kompressor des kontinuierlich variablen Verdrängertyps bzw. ein Kompressor mit variabler Verdrängung sein. Alternativ kann der Kompressor 16 ein Kompressor des Fest-Verdrängertyps bzw. ein Kompressor mit konstanter Verdrängung sein, dessen Entladekapazität während des Antreibens konstant gehalten wird, wenn dabei eine elektromagnetische Kupplung zum Durchführen der Antriebssteuerung des Kompressors 16 vorgesehen ist, die die Drehleistung der Kurbelwelle 14 von der Kurbelwelle 14 zu der Antriebswelle des Kompressors 16 durch die Steuerung der Leistungsversorgung der elektromagnetischen Kupplung überträgt (in einem AN-Zustand) und unterbricht (in einem AUS-Zustand). Insbesondere wird eine Betriebsrate, die durch das Teilen einer AN-Zeitdauer durch eine vorgeschriebene Zeitdauer gegeben ist, derart eingestellt, dass eine Ist-Kältespeicher-Kapazität eine Soll-Kältespeicher-Kapazität erreichen kann, wobei die Betriebsrate von 1 derart definiert sein kann, dass der Kompressor 16 bei einer maximalen Entladekapazität angetrieben wird.
Bei der voranstehenden Ausführungsform dient der Verdampfer 20 auch als ein Wärmeakkumulator, der einen darin enthaltenen Kältespeicherwirkstoff 30 enthält. Alternativ kann der Verdampfer 20 nicht als Wärmeakkumulator dienen.
Bei der voranstehenden Ausführungsform werden der Soll-SOC und/oder die Soll-Kältespeicher-Kapazität für eine höhere Reisegeschwindigkeit v des Fahrzeugs kleiner festgelegt. Zusätzlich oder alternativ können der Soll-SOC und/oder die Soll-Kältespeicher-Kapazität kleiner festgelegt werden, wenn auf der Basis eines Ausgangswerts eines Sensors, der eine Fahrbahnsteigung erfasst, bestimmt wird, dass das Fahrzeug ebenerdig fährt. Mit dieser Konfiguration kann die rasche Abnahme des Wechselstromgenerator-Drehmoments soweit wie möglich unterdrückt werden, die auftritt, wenn der Ist-SOC den Soll-SOC aufgrund der Erhöhung der kinetischen Energie des Fahrzeugs erreicht, wenn das Fahrzeug bergab fährt.
Bei der voranstehenden Ausführungsform unterstützt das Fahrzeug die Leerlauf-Stopp-Steuerung. Alternativ kann das Fahrzeug auch ohne Unterstützung der Leerlauf-Stopp-Steuerung vorgesehen werden.
Bei der voranstehenden Ausführungsform werden der Wechselstromgenerator-Befehlswert Ta und der Kompressor-Befehlswert Tc mit Hilfe der PI-Steuerung berechnet. Alternativ können der Wechselstromgenerator-Befehlswert Ta und der Kompressor-Befehlswert Tc mit Hilfe der Proportional-Integral-Ableitungssteuerung (PID-Steuerung) oder der Proportionalsteuerung (P-Steuerung) berechnet werden.
Alternativ zu der Antriebssteuerung der fahrzeug-gestützten Zubehöre bei der voranstehenden Ausführungsform kann die Antriebssteuerung der fahrzeug-gestützten Zubehöre mit einem Antriebsdrehmoment durchgeführt werden, das während der regenerativen Steuerung auf ein vorbestimmtes Drehmoment festgelegt ist. Mit dieser Konfiguration können Schwankungen im Antriebsdrehmoment der fahrzeug-gestützten Zubehöre während der regenerativen Steuerung unterdrückt werden, was zu der gewünschten Unterdrückung der Verschlechterung der Fahreigenschaften führt.
Bei der voranstehenden Ausführungsform wird der Soll-SOC der Batterie 36 und die Soll-Kältespeicher-Kapazität des Verdampfers 20 während einer Fahrzeug-Betriebszeitdauer festgelegt, die anders ist als eine Zeitdauer der regenerativen Steuerung (d.h. bei der keine regenerative Steuerung stattfindet), so dass die Batterie 36 noch einen Spielraum zum Speichern von elektrischer Leistung aufweist und der Verdampfer 20 noch einen Spielraum zum Speichern von Wärme aufweist. Alternativ können der SOC der Batterie 36 und die Kältespeicher-Kapazität des Verdampfers 20 während einer Fahrzeugbetriebs-Zeitdauer, die anders ist als eine Bremszeitdauer (d.h. bei der keine Bremsung stattfindet), derart gesteuert werden, so dass der Ist-SOC um einen vorbestimmten SOC-Betrag kleiner als eine obere Grenze des SOC der Batterie 36 gehalten wird und die Ist-Kältespeicher-Kapazität des Verdampfers 20 um einen vorbestimmten Betrag an Kältespeicher-Kapazität kleiner als eine obere Grenze der Kältespeicher-Kapazität des Verdampfers 20 gehalten wird.
Bei der voranstehenden Ausführungsform wird der Drehmoment-Begrenzungsprozess auf Basis der zulässigen oberen Grenze Tmax durchgeführt, wobei der Wechselstromgenerator-Befehlswert Ta und der Kompressor-Befehlswert Tc derart berechnet werden, dass eine Summe des Wechselstromgenerator-Befehlswerts Ta und des Kompressor-Befehlswerts Tc kleiner oder gleich als die zulässige obere Grenze Tmax ist. Alternativ kann die Summe des Wechselstromgenerator-Befehlswerts Ta und des Kompressor-Befehlswerts Tc auf oder unter die zulässige obere Grenze Tmax begrenzt werden, während ein Verhältnis einer Kompressordrehmomentanforderung zu einer Wechselstromgenerator-Drehmomentanforderung beibehalten wird. Die Wechselstromgenerator-Drehmomentanforderung ist ein Verhältnis eines Ist-Wechselstromgenerator-Drehmoments zu einem maximalen Wechselstromgenerator-Antriebsdrehmoment, das ein Wechselstromgenerator-Drehmoment ist, wenn der Wechselstromgenerator 34 derart angetrieben wird, dass dieser maximale Leistung als eine Funktion der Drehzahl des Wechselstromgenerators 34 ausgibt. Die Ausgangsleistung des Wechselstromgenerators 34 wird größer, wenn die Wechselstromgenerator-Drehmomentanforderung zunimmt. Die Kompressor-Drehmomentanforderung ist ein Verhältnis des Ist-Kompressordrehmoments zu einem maximalen Kompressorantriebsdrehmoment, das ein Kompressordrehmoment ist, wenn der Kompressor 16 bei einer maximalen Entladekapazität angetrieben wird. Die Entladekapazität des Kompressors 16 wird größer, wenn die Kompressordrehmomentanforderung zunimmt. In dem alternativen Drehmomentbegrenzungsverfahren auf Basis des Verhältnisses der Kompressordrehmomentanforderung zu der Wechselstromgenerator-Drehmomentanforderung wird das Ist-Wechselstromgenerator-Drehmoment durch das maximale Wechselstromgenerator-Antriebsdrehmoment normalisiert, und das Kompressordrehmoment wird durch das maximale Kompressorantriebsdrehmoment normalisiert. Deshalb ermöglicht dies die Batterie 36 auch im Fall eines großen Unterschieds zwischen dem maximalen Wechselstromgenerator-Antriebsdrehmoment und dem maximalen Kompressorantriebsdrehmoment derart zu laden, dass dies einen Grad eines Lade-Bedarfs der Batterie 36 geeignet wiedergibt und dem Verdampfer 20 Wärme derart zu speichern, dass dies einen Grad eines Klimatisierungs-Bedarfs des Passagierteils geeignet wiedergibt,.
Viele Änderungen und andere Ausführungsformen dieser Erfindung, die den Vorteil der Lehre, die in der vorhergehenden Beschreibung und der dazugehörigen Zeichnung dargelegt wurden, aufweisen, sind dem für diese Erfindung zuständigen Fachmann offensichtlich. Daher ist die Erfindung nicht auf die spezifischen offenbarten Ausführungsformen begrenzt zu verstehen und es sind Änderungen und andere Ausführungsformen möglich, die gleichwohl von der erfinderischen Lehre des Gegenstands, wie er durch die beiliegenden Ansprüche definiert ist, Gebrauch machen. Obwohl hierin spezifische Ausdrücke verwendet werden, werden diese nur in einem allgemeinen und beschreibenden Sinn verwendet und nicht zum Zweck der Einschränkung.
Bezugszeichenliste

20: Verdampfer / Wärmeakkumulator
10: Maschine / Verbrennungsmaschine
B8: Drehmomentbegrenzer / Antriebs-Drehmoment-Begrenzungsmittel

Claims

Verfahren für eine Steuervorrichtung eines Fahrzeug, wobei das Fahrzeug mit zumindest einem elektronisch steuerbaren fahrzeug-gestützten Zubehör, das durch eine interne Verbrennungsmaschine (10) angetrieben werden kann, und mit einem Energiespeichermittel zum Speichern von Energie, die durch zumindest das durch die Verbrennungsmaschine (10) angetriebene Zubehör erzeugt wird, vorgesehen ist, das Verfahren aufweisend: Durchführen, mit einer Zubehör-Steuer-ECU (52), einer regenerativen Steuerung während der Verzögerung des Fahrzeugs gemäß einer Verzögerungsanweisung eines Fahrers des Fahrzeugs durch Antreiben des zumindest einen Zubehörs, um kinetische Energie des Fahrzeugs in Antriebsenergie des zumindest einen Zubehörs umzuwandeln; und Durchführen, mit einem Antriebs-Steuermittel (B1-B8), einer Antriebssteuerung des zumindest einen Zubehörs während einer Fahrzeuglaufzeitdauer, die eine andere ist als eine regenerative Steuerzeitdauer, so dass das Energiespeichermittel einen Spielraum in der Energiespeicherkapazität zum Speichern von Energie aufweist, die von dem zumindest einem Zubehör, das durch die Verbrennungsmaschine (10) während der regenerativen Steuerung angetrieben wird, erzeugt werden soll, und wobei das Verfahren die folgenden weiteren Schritte aufweist, welche das Antriebs-Steuermittel (B1-B8) durchführt: Verkleinern, durch ein Soll-Energiespeicher-Kapazitätsfestlegungsmittel (B1, B4) einer Soll-Energiespeicherkapazität, wenn die Reisegeschwindigkeit des Fahrzeugs größer wird; und Berechnen, durch ein Antriebs-Drehmomentsteuermittel (B3, B6), eines Antriebsdrehmoments des zumindest einen Zubehörs derart, dass eine Ist-Energiespeicherkapazität des Energiespeichermittels die Soll-Energiespeicherkapazität erreichen kann, die durch das Soll-Energiespeicher-Kapazitätsfestlegungsmittel festgelegt wird; und Berechnen, durch ein Verzögerungsberechnungsmittel (B7), einer Verzögerungsanforderung des Fahrzeugs; Festlegen, durch ein Obere-Grenze-Festlegungsmittel, einer zulässigen oberen Grenze (Tmax) des Antriebsdrehmoments (Ta, Tc) des zumindest einen Zubehörs, das für eine durch das Verzögerungsberechnungsmittel berechnete größere Verzögerungsanforderung größer wird; und Begrenzen, durch ein Antriebs-Drehmoment-Begrenzungs-Mittel (B8), des Antriebsdrehmoments des zumindest einen Zubehörs derart, dass dieses kleiner oder gleich als die durch das Obere-Grenze-Festlegungsmittel festgelegte zulässige obere Grenze (Tmax) ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Antriebs-Drehmomentsteuermittel (B3, B6) das Antriebsdrehmoment des zumindest einen Zubehörs auf der Basis einer Abweichung zwischen der Ist-Energiespeicherkapazität und der Soll-Energiespeicherkapazität berechnet, die von dem Soll-Energiespeicher-Kapazitätsfestlegungsmittel unter Verwendung einer rückgekoppelten Steuerung festgelegt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die rückgekoppelte Steuerung eine Proportional-Integral (PI)-Steuerung derart ist, dass eine in der Proportional-Integral-Steuerung verwendete proportionale Verstärkung für einen größeren absoluten Wert der Abweichung größer festgelegt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das zumindest eine Zubehör einen Wechselstromgenerator (34) aufweist, das Energiespeichermittel eine Batterie (36) aufweist, die elektrische Energie speichert, die durch den Wechselstromgenerator (34) erzeugt wird, der durch die Verbrennungsmaschine (10) angetrieben wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das zumindest eine Zubehör einen Kompressor (16) zur Klimatisierung eines Passagierabteils des Fahrzeugs aufweist, das Energiespeichermittel einen Wärmeakkumulator (20) aufweist, der eine Wärmeenergie speichert, die durch den Kompressor (16) erzeugt wird, der von der Verbrennungsmaschine (10) angetrieben wird.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei das zumindest eine Zubehör einen Wechselstromgenerator (34) und einen Kompressor (16) zur Klimatisierung eines Passagierabteils des Fahrzeugs aufweist, das Energiespeichermittel eine Batterie (36), die die elektrische Energie speichert, die von der durch die Verbrennungsmaschine (10) angetriebenen Wechselstromgenerator (34) erzeugt wird, und einen Wärmeakkumulator (20), der die Wärmeenergie speichert, die von dem durch die Verbrennungsmaschine (10) angetriebenen Kompressor (16) erzeugt wird, aufweist, und das Antriebs-Drehmoment-Begrenzungs-Mittel (B8) eine Summe des Antriebsdrehmoments (Ta) des Wechselstromgenerators (34) und des Antriebsdrehmoments (Tc) des Kompressors (16) derart begrenzt, dass diese kleiner oder gleich als die zulässige obere Grenze (Tmax) ist, die durch das Obere-Grenze-Festlegungsmittel festgelegt wird, während ein Verhältnis des Antriebsdrehmoments (Tc) des Kompressors (16) zu dem Antriebsdrehmoment (Ta) des Wechselstromgenerators (34) beibehalten wird.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei das zumindest eine Zubehör einen Wechselstromgenerator (34) und einen Kompressor (16) zur Klimatisierung eines Passagierabteils des Fahrzeugs aufweist, das Energiespeichermittel eine Batterie (36), die eine elektrische Energie speichert, die von dem durch die Verbrennungsmaschine (10) angetriebenen Wechselstromgenerator (34) erzeugt wird, und einen Wärmeakkumulator (20), der eine Wärmeenergie speichert, die von dem durch die Verbrennungsmaschine (10) angetriebenen Kompressor (16) erzeugt wird, aufweist, und das Antriebs-Drehmoment-Begrenzungs-Mittel (B8) eine Summe des Antriebsdrehmoments (Ta) des Wechselstromgenerators (34) und des Antriebsdrehmoments (Tc) des Kompressors (16) derart begrenzt, dass diese kleiner oder gleich als die zulässige obere Grenze (Tmax) ist, die durch das Obere-Grenze-Festlegungsmittel festgelegt wird, während ein Verhältnis einer Kompressor-Drehmomentanforderung zu einer Wechselstromgenerator-Drehmomentanforderung beibehalten wird, wobei die Wechselstromgenerator-Drehmomentanforderung ein Verhältnis des Ist-Antriebsdrehmoments des Wechselstromgenerators (34) zu einem maximalen Antriebsdrehmoment des Wechselstromgenerators (34) ist, das ein Antriebsdrehmoment des Wechselstromgenerators (34) ist, wenn der Wechselstromgenerator (34) derart angetrieben wird, dass dieser eine maximale Leistung als eine Funktion einer Drehzahl des Wechselstromgenerators (34) ausgibt, und die Kompressor-Drehmomentanforderung ein Verhältnis eines Ist-Antriebsdrehmoments des Kompressors (16) zu dem maximalen Antriebsdrehmoment des Kompressors (16) ist, das ein Antriebsdrehmoment des Kompressors (16) ist, wenn der Kompressor (16) bei einer maximalen Entladekapazität angetrieben wird.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei das Verzögerungsberechnungsmittel (B7) die Verzögerungsanforderung des Fahrzeugs auf der Basis eines verringerten Betrags der Gaspedal-Betätigung und eines erhöhten Betrags der Bremspedalbetätigung derart berechnet wird, dass die Verzögerungsanforderung größer wird, wenn der verringerte Betrag der Gaspedalbetätigung oder der erhöhte Betrag der Bremspedalbetätigung erhöht wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, weiter aufweisend einen Fahrbahn-Gradientensensor, der einen Fahrbahn-Gradienten erfasst, wobei das Antriebs-Steuermittel (B1-B8) weiter Gefälle-Erfassungsmittel aufweist, um zu bestimmen, ob oder ob nicht das Fahrzeug auf der Basis des durch den Fahrbahn-Gradientensensor erfassten Fahrbahngradienten bergab fährt, das Soll-Energiespeicher-Kapazitätsfestlegungsmittel (B1, B4) die Soll-Energiespeicherkapazität derart festlegt, dass diese kleiner ist, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug bergab fährt, als wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug ebenerdig fährt.