DE102013203627B4

DE102013203627B4 - Energieverwaltungssystem

Info

Publication number: DE102013203627B4
Application number: DE102013203627.2A
Authority: DE
Inventors: Kazuya Okamoto
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-03-06
Filing date: 2013-03-04
Publication date: 2020-01-02
Anticipated expiration: 2033-03-05
Also published as: DE102013203627A1; US20130238222A1; JP5545309B2; US9644563B2; JP2013185468A

Abstract

Energieverwaltungssystem mit einem Energiesystem (10), das eine Energiequelle (11) aufweist, die Energie bereitstellt, indem sie Kraftstoff verbraucht, und einem Energieverbrauchssystem (20, 30), das eine Vorrichtung (21, 31) aufweist, die mit der von der Energiequelle (11) bereitgestellten Energie betrieben wird, wobei das Energieverwaltungssystem aufweist:- eine Verbrennungsmotorsteuereinheit (13), die dazu ausgelegt ist, die Energiequelle (11) derart zu steuern, dass ein Kraftstoffverbrauch beschränkt wird; und- mehrere Steuereinheiten einschließlich einer Vorrichtungssteuereinheit (24, 34), die dazu ausgelegt ist, die Vorrichtung (21, 31) derart zu steuern, dass der Kraftstoffverbrauch beschränkt wird, wobei- eine von der Verbrennungsmotorsteuereinheit (13) und der Vorrichtungssteuereinheit (24, 34) ein Speichermodul (15) aufweist, in dem Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten über den Kraftstoffverbrauch gespeichert werden,- die andere Steuereinheit (13, 24, 34) eine Steuerverarbeitung auf der Grundlage der Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten ausführt, die von der besagten einen Steuereinheit (13, 24, 34) gesendet werden,- die Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten auf der Grundlage eines Betriebszustands der Energiequelle (11) als ein Parameter erstellt werden,- die Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten ein Kraftstoffverbrauchskennfeld aufweisen, über das der Kraftstoffverbrauch auf der Grundlage des Parameters abgefragt werden kann, und- eine von der Verbrennungsmotorsteuereinheit (13) und der Vorrichtungssteuereinheit (24, 34) aufweist:- einen Expressdatensendeabschnitt (142-145), der einen Expressdatenabschnitt, der gewählt wird, um eine Steuerung der Vorrichtungssteuereinheit (24, 34) in geeigneter Weise auszuführen, bevorzugt vor anderen Datenabschnitten in Richtung der anderen Steuereinheit (13, 24, 34) sendet; und- einen Restdatensendeabschnitt (146-149), der die restlichen anderen Datenabschnitte sendet, nachdem der Expressdatenabschnitt gesendet wurde.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Energieverwaltungssystem, das mehrere Vorrichtungen, die von einer Energiequelle betrieben werden, vollständig steuert.
Die JP 2005 - 212 564 A offenbart ein System, in dem mehrere Vorrichtungen, wie beispielsweise eine Lichtmaschine und eine Klimaanlage, durch einen Ausgang eines Verbrennungsmotors betrieben werden. Ferner weist das System einen Controller auf, der eine kooperative Steuerung der Lichtmaschine und der Klimaanlage ausführt.
Die JP 2006 - 339 165 A beschreibt einen Controller, der eine Lichtmaschine in Übereinstimmung mit einer Kraftstoffmenge steuert, die zur Erzeugung von Elektrizität verbraucht wird. Die Lichtmaschine wird von einem Verbrennungsmotor betrieben.
In einem System, in dem mehrere Vorrichtungen von einem Verbrennungsmotor betrieben werden, ist es erforderlich, diese Vorrichtungen derart zu steuern, dass eine vom Verbrennungsmotor verbrauchte Kraftstoffmenge beschränkt wird. So ist es beispielsweise erforderlich, Kraftstoffverbrauchsdaten über den Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors in einem Controller für eine Lichtmaschine zu speichern. Ferner ist es erforderlich, die Kraftstoffverbrauchsdaten über den Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors in einem Controller für eine Klimaanlage zu speichern. Ferner ist es erforderlich, die Kraftstoffverbrauchsdaten über den Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors in einem Controller für den Verbrennungsmotor zu speichern.
Die Kraftstoffverbrauchsdaten hängen von mehreren Faktoren ab. Die Kraftstoffverbrauchsdaten ändern sich beispielsweise in Abhängigkeit eines Models des Verbrennungsmotors. Ferner ändern sich die Kraftstoffverbrauchsdaten in Abhängigkeit eines Fahrzeugs, in dem der Verbrennungsmotor montiert ist. Folglich werden mehrere Kraftstoffverbrauchsdaten für mehrere Faktoren vorbereitet.
In dem herkömmlichen System ist es jedoch, da mehrere am Fahrzeug befestigte Controller die Kraftstoffverbrauchsdaten speichern, erforderlich, die in jedem der Controller gespeicherten Kraftstoffverbrauchsdaten zu ändern. Folglich müssen Controller entsprechend der Anzahl von Kraftstoffverbrauchsdaten designt und gefertigt werden.
Ferner ist es dann, wenn die Kraftstoffverbrauchsdaten aktualisiert werden, erforderlich, die in den Controllern gespeicherten Kraftstoffverbrauchsdaten nicht nur für den Verbrennungsmotor, sondern ebenso für die mehreren Vorrichtungen zu aktualisieren.
Aus der US 2007 / 0 205 030 A1 sind ferner ein Antriebssteuersystem und ein entsprechendes Verfahren zur Optimierung der Effizienz eines Hybridfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor und einem Motorgenerator als Antriebsquellen bekannt.
Es ist folglich Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Energieverwaltungssystem bereitzustellen, das eine Änderung von Daten bezüglich eines Kraftstoffverbrauchs auf einfache Weise handhabt.
Es ist ferner Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Energieverwaltungssystem bereitzustellen, welches die Daten bezüglich eines Kraftstoffverbrauchs vollständig steuert.
Es ist darüber hinaus Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Energieverwaltungssystem bereitzustellen, das dazu ausgelegt ist, eine Verschlechterung im Steuervermögen zu beschränken, während es die Daten bezüglich eines Kraftstoffverbrauchs vollständig steuert.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Energieverwaltungssystem nach dem Anspruch 1. Eine vorteilhafte Weiterbildung ist Gegenstand des Unteranspruchs.
Erfindungsgemäß werden die originalen Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten in einer der Steuereinheiten gespeichert. Die andere Steuereinheit führt eine Steuerverarbeitung auf der Grundlage der von der besagten einen Steuereinheit gesendeten Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten aus. Folglich können dadurch, dass die in einer Steuereinheit gespeicherten Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten aktualisiert werden, die in der anderen Steuereinheit gespeicherten Kraftstoffverbrauchsdaten aktualisiert werden. Das Energieverwaltungssystem kann auf einfache Weise auf die Änderung der Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten reagieren. Die Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten können intensiv verwaltet werden.
Die obigen und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich. In den Zeichnungen zeigt:

1 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung eines Energieverwaltungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung einer ECU für elektrische Energie gemäß der ersten Ausführungsform;
3 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung einer Klimaanlagen-ECU gemäß der ersten Ausführungsform;
4 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung von Verarbeitungsschritten, die eine Verbrennungsmotorsteuereinheit ausführt;
5 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung von Verarbeitungsschritten, die eine ECU für elektrische Energie ausführt, gemäß der ersten Ausführungsform;
6 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung von Verarbeitungsschritten, die die Klimaanlagen-ECU ausführt, gemäß der ersten Ausführungsform;
7 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung einer ECU für elektrische Energie gemäß einer zweiten Ausführungsform;
8 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung einer Klimaanlagen-ECU gemäß der zweiten Ausführungsform;
9 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung von Verarbeitungsschritten, die eine Verbrennungsmotorsteuereinheit ausführt, gemäß der zweiten Ausführungsform:
10 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung von Verarbeitungsschritten, die eine ECU für elektrische Energie ausführt, gemäß der zweiten Ausführungsform;
11 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Teils von Verarbeitungsschritten, die die ECU für elektrische Energie ausführt, gemäß der zweiten Ausführungsform ;
12 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung von Verarbeitungsschritten, die die Klimaanlagen-ECU ausführt, gemäß der zweiten Ausführungsform; und
13 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Teils von Verarbeitungsschritten, die die Klimaanlagen-ECU ausführt, gemäß der zweiten Ausführungsform.

Nachstehend sind Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In diesen Ausführungsformen sind gleiche Teile und Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen versehen und nicht wiederholt beschrieben, um Redundanz zu vermeiden.
(Erste Ausführungsform)
1 zeigt ein Energieverwaltungssystem 1, das mehrere Steuersysteme 10, 20, 30, die an einem Fahrzeug befestigt sind, vollständig steuert, so dass ein Energieverbrauch des Fahrzeugs verringert wird. Das Fahrzeug weist ein Energie- bzw. Leistungssystem 10 und mehrere Energieverbrauchssysteme 20 und 30 auf. Das Energiesystem 10 weist eine Energie- bzw. Leistungsquelle auf, die Energie bzw. Leistung erzeugt, indem sie Kraftstoff verbrennt. Die Energieverbrauchssysteme 20, 30 weisen Vorrichtungen 21, 31 auf, die von der Energiequelle betrieben wird. Die Energieverbrauchssysteme 20, 30 nutzen Energie, die jeweils verschieden ist. Die Energieverbrauchssysteme 20, 30 wandeln die vom Energiesystem 10 bereitgestellte Energie in die Energie um, die akkumuliert werden kann. Die Energieverbrauchssysteme 20, 30 weisen ein Energieversorgungssystem 20 und ein Heizsystem 30 auf.
Das Energiesystem 10 weist einen Verbrennungsmotor (ENGN) 11 als die Energiequelle auf. Ferner weist das Energiesystem 10 eine Verbrennungsmotorvorrichtung (EGDV) 12 zum Betreiben des Verbrennungsmotors 11 und eine Verbrennungsmotorsteuereinheit (EG-ECU) 13 für den Verbrennungsmotor 11 auf. Der Verbrennungsmotor 11 ist die Energiequelle, welche die Antriebskraft für ein Fahrzeug bereitstellt. Ferner weist der Verbrennungsmotor 11 ebenso die Energiequelle auf, welche die Energie für die mehreren Vorrichtungen bereitstellt, die am Fahrzeug befestigt sind.
Der Ausgang des Verbrennungsmotors 11 wird über eine Kraftübertragungsvorrichtung 2 zum Energieversorgungssystem 20 und zum Heizsystem 30 übertragen. Die Kraftübertragungsvorrichtung 2 weist einen Bandübertragungsmechanismus mit einer Scheibe und einem Riemen oder ein Zahnradgetriebemechanismus mit mehreren Zahnrädern auf.
Die Verbrennungsmotorvorrichtung 12 weist Steuervorrichtungen auf, die einen Betriebszustand des Verbrennungsmotors 11 steuern. Ferner kann die Verbrennungsmotorvorrichtung 12 einen Anlassermotor aufweisen, der den Verbrennungsmotor 11 startet. Darüber hinaus kann die Verbrennungsmotorvorrichtung 12 eine Vorrichtung zur Abstimmung des Ausgangs des Verbrennungsmotors 11, wie beispielsweise eine Drosselklappeneinheit, die den Ansaugvolumenstrom steuert, ein Kraftstoffzufuhrsystem, das eine Kraftstoffmenge abstimmt, die dem Verbrennungsmotor 11 zugeführt wird, und eine Zündvorrichtung, die einen Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors 11 abstimmt, aufweisen.
Die Verbrennungsmotorsteuereinheit 13 steuert den Betriebszustand des Verbrennungsmotors 11, indem sie die Verbrennungsmotorvorrichtung 12 in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors 11 steuert, der von mehreren Sensoren erfasst wird. Die Verbrennungsmotorsteuereinheit 13 steuert den Verbrennungsmotor 11 auf der Grundlage der Kraftstoffverbrauchsdaten, um den Kraftstoffverbrauch zu beschränken. Die Verbrennungsmotorsteuereinheit 13 weist ein Verbrennungsmotorsteuermodul (EGCM) 14, das verschiedene Steuerungen ausführt, die für den Verbrennungsmotor 11 relevant sind, und ein Kraftstoffverbrauchsdatenspeichermodul (FCMM) 15, das die Daten speichert, die für den Kraftstoffverbrauch relevant sind.
Die Kraftstoffverbrauchsdaten zeigen ein Verhältnis zwischen dem Verbrennungsmotorbetriebszustand und einer Kraftstoffverbrauchsmenge. Das Kraftstoffverbrauchsdatenspeichermodul (FCMM) speichert die Kraftstoffverbrauchsdaten des Verbrennungsmotors 11. Die Kraftstoffverbrauchsdaten sind Daten der Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten.
Das Energieversorgungssystem 20 erzeugt elektrische Energie unter Verwendung der vom Energiesystem 10 bereitgestellten Energie. Das Energieversorgungssystem 20 akkumuliert die erzeugte elektrische Energie. Das Energieversorgungssystem 20 stellt elektrische Energie für elektrische Lasten bereit, die am Fahrzeug befestigt sind.
Das Energieversorgungssystem 20 weist einen Generator (GNRT) 21, eine Batterie (BATT) 22, eine elektrische Last (ELLD) 23 und eine ECU (EP-ECU) 24 für elektrische Energie auf. Der Generator 21 wird vom Verbrennungsmotor 11 betrieben. Der Generator 21 der vorliegenden Ausführungsform ist eine Lichtmaschine. Die Batterie 22 ist eine Sekundärbatterie. Die Batterie 22 akkumuliert die vom Generator 21 erzeugte elektrische Energie. Die elektrische Last 23 ist am Fahrzeug befestigt. Die elektrische Last 23 kann die Verbrennungsmotorvorrichtung 12 und eine Klimaanlage 33 aufweisen. Der Generator 21 und die Batterie 22 geben die elektrische Energie an die elektrische Last 23.
Die ECU 24 für elektrische Energie steuert den Generator 21, indem sie den Generator 21 in Übereinstimmung mit einem Zustand des Energieversorgungssystems 20 steuert, der von mehreren Sensoren erfasst wird. Die ECU 24 für elektrische Energie weist ein Steuermodul (EPCM) 25 für elektrische Energie auf, das Steuerungen ausführt, die für den Generator 21 relevant sind. Die ECU 24 für elektrische Energie erfasst beispielsweise eine Laderate der Batterie 22. Die ECU 24 für elektrische Energie steuert den Generator 21 derart, dass sich die Laderate der Batterie 22 einer vorbestimmten Soll-Lademenge annähert.
Ferner steuert die ECU 24 für elektrische Energie den Generator 21, um die Kraftstoffmenge zu beschränken, die durch die Erzeugung von elektrischer Energie verbraucht wird. Die ECU 24 für elektrische Energie steuert den Generator 21 auf der Grundlage der Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten, um den Kraftstoffverbrauch zu beschränken. Die ECU 24 für elektrische Energie führt Steuerverarbeitungen auf der Grundlage der Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten aus, die von der Verbrennungsmotorsteuereinheit 13 gesendet werden. Die ECU 24 für elektrische Energie verwendet den Kraftstoffverbrauch zur Erzeugung der elektrischen Energie als einen Index zur Beschränkung des Kraftstoffverbrauchs aufgrund der Erzeugung der elektrischen Energie. Der Kraftstoffverbrauch zur Erzeugung der elektrischen Energie wird als Elektrizitätserzeugungskraftstoffverbrauch bezeichnet. Der Elektrizitätserzeugungskraftstoffverbrauch beschreibt eine Kraftstoffmenge, die zur Erzeugung einer Einheit elektrischer Energie verbraucht wird. Wenn beispielsweise eine Einheit der elektrischen Energie „Kilowattstunde (kWh)“ ist und eine Einheit des Kraftstoffverbrauchs „Gramm (g)“ ist, kann der Elektrizitätserzeugungskraftstoffverbrauch EC wie folgt beschrieben werden: $EC = g/kWh .$
Nachstehend wird der Elektrizitätserzeugungskraftstoffverbrauch als Elektrizitätsverbrauch EC bezeichnet.
Das Heizsystem 30 ist ein System, das thermische Energie in einem Fahrzeug nutzt. Das Heizsystem 30 ist beispielsweise ein Klimaanlagensystem für ein Fahrzeug. Das Heizsystem 30 weist ein Vorrichtungstemperaturregelsystem auf, um die Temperatur von fahrzeugeigenen Teilen, wie beispielsweise einer Batterie und einer Inverterschaltung, abzustimmen. Ferner weist das Heizsystem 30 ein Heizsystem zum Beheizen von fahrzeugeigenen Teilen auf. In der nachstehenden Beschreibung wird ein Klimaanlagensystem als das Heizsystem 30 verwendet.
Das Heizsystem 30 erzeugt die thermische Energie unter Verwendung der vom Energiesystem 10 bereitgestellten Energie. Das Heizsystem 30 akkumuliert die erzeugte thermische Energie. Das Heizsystem 30 gibt die thermische Energie an fahrzeugeigene Vorrichtungen.
Das Heizsystem 30 weist einen Kompressor (CMPR) 31, einen Kältespeicher (CSTR) 32, eine Klimaanlage (ARCN) 33 und eine Klimaanlagen-ECU (AC-ECU) 34 auf. Der Kompressor 31 ist ein Bestandteil eines Kühlkreislaufs. Der Kühlkreislauf erzeugt thermische Energie unter Verwendung eines Kühlmittels, das vom Kompressor 31 verdichtet wird und im Kreislauf zirkuliert. Der Kompressor 31 kann seinen Ausstoß variieren.
Der Kältespeicher 32 akkumuliert die durch den Kühlkreislauf erzeugte thermische Energie. In der vorliegenden Ausführungsform akkumuliert der Kältespeicher 32 die durch einen Verdampfer des Kühlkreislaufs erhaltene Kälteenergie. Der Kältespeicher 32 gibt die akkumulierte Kälteenergie an die Klimaanlage 33. Die Klimaanlage 33 stimmt die Temperatur in einem Innenraum eines Fahrzeugs ab. Die Klimaanlage 33 ist eine der thermischen Lasten in dem Heizsystem 30.
Auch wenn der Verbrennungsmotor 11 AUS ist, kann der Kältespeicher 32 die Kälteenergie an die Klimaanlage 33 geben. Wenn das Fahrzeug beispielsweise einer Leerlaufreduzierungssteuerung unterliegt, kann die Klimaanlage 33 die Innenraumtemperatur abstimmen, indem sie die im Kältespeicher 32 akkumulierte Kälteenergie nutzt.
Die Klimaanlagen-ECU 34 steuert den Ausstoß des Kompressors 31, indem sie den Kompressor 31 in Übereinstimmung mit einem Zustand des Heizsystems 30 steuert, der von mehreren Sensoren erfasst wird. Die Klimaanlagen-ECU 34 weist ein Klimaanlagensteuermodul (ACCM) 35 auf, das Steuerungen ausführt, die für den Kompressor 31 relevant sind. Die Klimaanlagen-ECU 34 erfasst beispielsweise die im Kältespeicher 32 akkumulierte thermische Energie. Die Klimaanlagen-ECU 34 steuert den Kompressor 31 derart, dass sich die akkumulierte thermische Energie einer vorbestimmten angestrebten thermischen Energie annähert.
Ferner steuert die Klimaanlagen-ECU 34 den Kompressor 31, um die Kraftstoffmenge zu beschränken, die aufgrund einer Erzeugung von thermischer Energie verbraucht wird. Die Klimaanlagen-ECU 34 steuert den Kompressor 31 auf der Grundlage der Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten, um den Kraftstoffverbrauch zu beschränken. Die Klimaanlagen-ECU 34 führt Steuerverarbeitungen auf der Grundlage der Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten aus, die von der Verbrennungsmotorsteuereinheit 13 gesendet werden. Die Klimaanlagen-ECU 34 verwendet den Kraftstoffverbrauch zur Erzeugung der Wärmeenergie als einen Index zur Beschränkung des Kraftstoffverbrauchs aufgrund der Erzeugung von Wärmeenergie. Der Kraftstoffverbrauch zur Erzeugung der Wärmeenergie wird als Wärmeerzeugungskraftstoffverbrauch bezeichnet. Der Wärmeerzeugungskraftstoffverbrauch beschreibt eine Kraftstoffmenge, die zur Erzeugung einer Einheit von Wärmeenergie verbraucht wird. Wenn eine Einheit der Wärmeenergie beispielsweise „Kilowattstunde (kWh)“ ist und eine Einheit des Kraftstoffverbrauchs „Gramm (g)“ ist, kann der Wärmeerzeugungskraftstoffverbrauch TC wie folgt beschrieben werden: $TC = g/kWh$
Nachstehend wird der Wärmeerzeugungskraftstoffverbrauch als Wärmeverbrauch TC bezeichnet. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Kälteenergieerzeugung als die Wärmeerzeugung bezeichnet.
Die Verbrennungsmotorsteuereinheit 13, die ECU 24 für elektrische Energie und die Klimaanlagen-ECU 34 sind elektronische Steuereinheiten (ECUs). Jede dieser elektronischen Steuereinheiten weist einen Mikrocomputer mit einem Speichermedium auf. Das Speichermedium speichert verschiedene Programme, welche der Computer ausführt. Das Speichermedium ist ein Halbleiterspeicher oder eine magnetische Disk.
Die Verbrennungsmotorsteuereinheit 13, die ECU 24 für elektrische Energie und die Klimaanlagen-ECU 34 sind über eine Kommunikationsleitung 3 elektrisch miteinander verbunden. Die Kommunikationsleitung 3 wird als Controller Area Network (CAN) oder Local Interconnect Network (LIN) bezeichnet.
Das Verbrennungsmotorsteuermodul 14 steuert den Verbrennungsmotor 11 auf der Grundlage der Kraftstoffverbrauchsdaten, um den Kraftstoffverbrauch zu beschränken. Ferner weist das Verbrennungsmotorsteuermodul 14 einen Sendeteil auf, der die Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten, die für die Kraftstoffverbrauchsdaten relevant sind, über die Kommunikationsleitung 3 in Richtung einer anderen ECU 24, 34 sendet. Die Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten sind die Kraftstoffverbrauchsdaten selbst und/oder andere Daten, die auf der Grundlage der Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten erstellt werden. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Kraftstoffverbrauchsdaten selbst vom Verbrennungsmotorsteuermodul 14 zu anderen Steuermodulen 25 und 35 gesendet.
Das Steuermodul 25 für elektrische Energie weist, wie in 2 gezeigt, ein elektrisches Kommunikationsmodul (ECOM) 25a, ein Kraftstoffverbrauchsrechenmodul (EDCM) 25b und ein Elektrizitätsverbrauchsrechenmodul (EFCM) 25c auf. Das elektrische Kommunikationsmodul 25 empfängt die vom Verbrennungsmotorsteuermodul 14 gesendeten Kraftstoffverbrauchsdaten. Das Kraftstoffverbrauchsrechenmodul 25b berechnet Energiesteuerdaten, die zur Steuerung des Energieversorgungssystems 20 erforderlich sind, auf der Grundlage von Kraftstoffverbrauchsdaten und dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors 11. Die Energiesteuerdaten weisen den aktuellen Kraftstoffverbrauch, d.h. die aktuelle Kraftstoffverbrauchsmenge auf.
Das Elektrizitätsverbrauchsrechenmodul 25c berechnet die vom Energieversorgungssystem 20 verbrauchte Kraftstoffmenge, d.h. den Elektrizitätsverbrauch EC. Es sollte beachtet werden, dass der Elektrizitätsverbrauch EC ein Wert für den Fall ist, dass der Generator 21 die Elektrizität erzeugt und ein Betriebsmodus des Generators 21 geändert wird. Der Elektrizitätsverbrauch EC(n) wird beispielsweise für jeden der Betriebsmodi des Generators 21 berechnet. Es sollte beachtet werden, dass „n“ die Anzahl der Betriebsmodi des Generators 21 beschreibt. Die Ausgangsspannung des Generators 21 wird beispielsweise in jedem Betriebsmodus geändert.
Der Elektrizitätsverbrauch EC, den das Elektrizitätsverbrauchsrechenmodul 25c berechnet, kann eine Differenz in der Kraftstoffverbrauchsmenge zwischen einem Fall, in dem der Generator 21 keine Elektrizität erzeugt, und einem Fall, in dem der Generator 21 Elektrizität erzeugt, sein. In diesem Fall beschreibt der Elektrizitätsverbrauch EC eine Zunahme in der Kraftstoffverbrauchsmenge, die durch eine Erhöhung bei der Erzeugung der Elektrizität hervorgerufen wird.
Das Steuermodul 25 für elektrische Energie weist ein Istwert-Rechenmodul (AECM) 25d, ein Sollwert-Rechenmodul (ETGM) 25e und ein Bestimmungselektrizitätsverbrauchs-Rechenmodul (ETHM) 25f auf. Das Istwert-Rechenmodul 25d berechnet die aktuelle Ist-Laderate der Batterie 22. Das Sollwert-Rechenmodul 25e berechnet eine Soll-Laderate der Batterie 22 auf der Grundlage der Zustände der elektrischen Last 23. Die Laderate der Batterie 22 kann durch die elektrische Energie, die in der Batterie 22 geladen wird, oder ein Verhältnis der aktuellen geladenen elektrischen Energie bezüglich der vollständig geladenen elektrischen Energie beschrieben werden.
Das Bestimmungselektrizitätsverbrauchs-Rechenmodul 25f bestimmt einen Bestimmungselektrizitätsverbrauch EPT auf der Grundlage der aktuellen Ist-Laderate und der Soll-Laderate der Batterie 22. Der Bestimmungselektrizitätsverbrauch EPT ist ein Schwellenwert zur Bestimmung, ob der Generator 21 EIN oder AUS geschaltet ist. Der Bestimmungselektrizitätsverbrauch EPT wird derart erstellt, dass eine Verschlechterung in der Kraftstoffverbrauchsmenge aufgrund der Erzeugung von elektrischer Energie beschränkt wird. Ferner wird die Bestimmungselektrizitätsverbrauch EPT derart erstellt, dass der Generator 21 dazu tendiert, EIN geschaltet zu werden, wenn eine Differenz zwischen der aktuellen Ist-Laderate und der Soll-Laderate groß ist. Folglich kann ein starker Abfall der Laderate bzw. Ladegeschwindigkeit der Batterie 22 beschränkt werden. Ferner wird der Bestimmungselektrizitätsverbrauch EPT derart erstellt, dass ein Betrieb des Generators 21 beschränkt wird, wenn eine Differenz zwischen der aktuellen Ist-Laderate und der Soll-Laderate geringer ist. Auf diese Weise kann eine Zunahme der Kraftstoffverbrauchsmenge beschränkt werden.
Ein elektrisches Ladeverhältnis ECR kann auf der Grundlage der aktuellen Ist-Laderate und der Soll-Laderate gewonnen werden. $ECR = Ist - Laderate/Soll - Laderate$
Der Bestimmungselektrizitätsverbrauch EPT kann auf der Grundlage des elektrischen Ladeverhältnisses ECR erstellt werden. Wenn das elektrische Ladeverhältnis ECR größer wird, wird der Bestimmungselektrizitätsverbrauch EPT niedriger erstellt. D.h., wenn die Laderate der Batterie 22 höher ist, wird der Bestimmungselektrizitätsverbrauch EPT niedriger erstellt. D.h., wenn die Laderate der Batterie weiter erhöht wird, tendiert der Generator 21 dazu, weniger betrieben zu werden. Folglich kann eine Erhöhung des Elektrizitätsverbrauchs beschränkt werden.
Ein Ladesteuermodul (ECCM) 25g bestimmt, ob die Elektrizität vom Generator 21 erzeugt werden sollte, auf der Grundlage des Elektrizitätsverbrauchs EC und des Bestimmungselektrizitätsverbrauchs EPT. Folglich dient das Ladesteuermodul 25g als ein Bestimmungsmodul, das bestimmt, ob der Generator 21 EIN geschaltet wird. Ferner wählt das Ladesteuermodul 25g einen Betriebsmodus des Generators 21 derart, dass eine Zunahme im Elektrizitätsverbrauch EC beschränkt wird. Das Ladesteuermodul 25g steuert den Generator 21. Das Ladesteuermodul 25g stimmt beispielsweise die Steuerspannung des Generators 21 ab. Dies führt dazu, dass das Antriebsmoment GTQ zum Betreiben des Generators 21 geändert wird. Für gewöhnlich wird dann, wenn die Steuerspannung zunimmt, das Antriebsmoment GTQ zur Erzeugung elektrischer Energie weiter erhöht.
Das Klimaanlagensteuermodul (ACCM) 35 weist, wie in 2 gezeigt, ein elektrisches Kommunikationsmodul (TCOM) 35a, ein Kraftstoffverbrauchsrechenmodul (TDCM) 35b und ein Wärmeverbrauchsrechenmodul (THCM) 35c auf. Das elektrische Kommunikationsmodul 35a empfängt die vom Verbrennungsmotorsteuermodul 14 gesendeten Kraftstoffverbrauchsdaten. Das Kraftstoffverbrauchsrechenmodul 35b berechnet Wärmesteuerdaten, die erforderlich sind, um das Heizsystem 30 zu steuern, auf der Grundlage von Kraftstoffverbrauchsdaten und dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors 11. Die Wärmesteuerdaten weisen den aktuellen Kraftstoffverbrauch, d.h. die aktuelle Kraftstoffverbrauchsmenge auf.
Das Wärmeverbrauchsrechenmodul 35c berechnet die vom Heizsystem 30 verbrauchte Kraftstoffmenge, d.h. den Wärmeverbrauch TC. Es sollte beachtet werden, dass der Wärmeverbrauch TC ein Wert für den Fall ist, dass der Kompressor 31 die thermische Energie erzeugt. Ferner wird der Wärmeverbrauch TC berechnet, wenn ein Betriebsmodus des Kompressors 31 geändert wird. Der Wärmeverbrauch TC(n) wird beispielsweise für jeden der Betriebsmodi des Kompressors 31 berechnet. Es sollte beachtet werden, dass „n“ die Anzahl der Betriebsmodi des Kompressors 31 beschreibt. Der Wärmeverbrauch TC(n) wird berechnet, wenn ein Ausstoßvolumen des Kompressors 31 geändert wird.
Der Wärmeverbrauch TC, den das Wärmeverbrauchsrechenmodul 35c berechnet, kann eine Differenz in einer Kraftstoffverbrauchsmenge zwischen einem Fall, in dem der Kompressor 31 keine thermische Energie erzeugt, und einem Fall, in dem der Kompressor 31 die thermische Energie erzeugt, sein. In diesem Fall beschreibt der Wärmeverbrauch TC eine Zunahme in der Kraftstoffverbrauchsmenge, die durch eine Erhöhung der Erzeugung der thermischen Energie verursacht wird.
Das Klimaanlagensteuermoduls 35 weist ein Istwert-Rechenmodul (CSTM) 35d, ein Sollwert-Rechenmodul (CTGM) 35e und ein Bestimmungswärmeverbrauchsrechenmodul (THRM) 35f auf. Das Istwert-Rechenmodul 35d berechnet die aktuelle thermische Energie, die im Kältespeicher 32 akkumuliert wird. Das Sollwert-Rechenmodul 35e berechnet eine angestrebte thermische Energie, die im Kältespeicher 32 akkumuliert wird, auf der Grundlage der Zustände der Klimaanlage 33. Die thermische Energie kann durch die im Kältespeicher 32 akkumulierte thermische Energie oder ein Verhältnis der aktuellen akkumulierten thermischen Energie bezüglich der vollständig akkumulierten thermischen Energie beschrieben werden.
Das Bestimmungswärmeverbrauchsrechenmodul 35f bestimmt einen Bestimmungswärmeverbrauch THT auf der Grundlage der aktuellen akkumulierten thermischen Energie und der angestrebten thermischen Energie. Der Bestimmungswärmeverbrauch THT ist ein Schwellenwert zur Bestimmung, ob der Kompressor 31 EIN oder AUS ist. Der Bestimmungswärmeverbrauch THT wird derart erstellt, dass eine Verschlechterung in der Kraftstoffverbrauchsmenge aufgrund der Erzeugung von thermischer Energie beschränkt wird. Ferner wird der Bestimmungswärmeverbrauch THT derart erstellt, dass der Kompressor 31 dazu tendiert, EIN geschaltet zu werden, wenn eine Differenz zwischen der aktuellen akkumulierten thermischen Energie und der angestrebten thermischen Energie größer ist. Auf diese Weise wird verhindert, dass die akkumulierte thermische Energie knapp wird. Ferner wird der Bestimmungswärmeverbrauch THT derart erstellt, dass ein Betrieb des Kompressors 31 beschränkt wird, wenn eine Differenz zwischen der aktuellen akkumulierten thermischen Energie und der angestrebten thermischen Energie kleiner ist. Auf diese Weise kann eine Erhöhung der Kraftstoffverbrauchsmenge beschränkt werden.
Ein Wärmeakkumulierungsverhältnis CCR kann auf der Grundlage der aktuellen akkumulierten thermischen Energie und der angestrebten thermischen Energie (Soll-Wärmeenergie) gewonnen werden. $CCR = aktuelle akkumulierte thermische Energie/angestrebte thermische Energie$
Der Bestimmungswärmeverbrauch THT kann auf der Grundlage des Wärmeakkumulierungsverhältnisses CCR erstellt werden. Wenn das Wärmeakkumulierungsverhältnis CCR zunimmt, wird der Bestimmungswärmeverbrauch THT niedriger erstellt. D.h., wenn die im Kältespeicher 32 akkumulierte thermische Energie größer ist, wird der Bestimmungswärmeverbrauch THT niedriger erstellt. Genauer gesagt, wenn die im Kältespeicher 32 akkumulierte thermische Energie weiter erhöht wird, tendiert der Kompressor 31 dazu, weniger betrieben zu werden. Folglich kann eine Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs beschränkt werden.
Ein Wärmesteuermodul (CSCM) 35g bestimmt, ob die thermische Energie vom Kompressor 31 erzeugt werden soll, auf der Grundlage des Wärmeverbrauchs TC und des Bestimmungswärmeverbrauchs THT. Folglich dient das Wärmesteuermodul 35g als ein Bestimmungsmodul, das bestimmt, ob der Kompressor 31 Ein geschaltet wird. Ferner wählt das Wärmesteuermodul 35g einen Betriebsmodus des Kompressors 31 derart, dass eine Zunahme im Wärmeverbrauch TC beschränkt wird. Das Wärmesteuermodul 35g steuert den Kompressor 31. Das Wärmesteuermodul 35g stimmt beispielsweise das Ausstoßvolumen des Kompressors 31 ab. Dies führt dazu, dass das Antriebsmoment CTQ zur Ansteuerung des Kompressors 31 geändert wird. Für gewöhnlich wird dann, wenn das Ausstoßvolumen des Kompressors 31 zunimmt, das Antriebsmoment CTQ zur Erzeugung der Wärmenergie weiter erhöht.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer Sendeverarbeitung 140 der Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten, welches das Verbrennungsmotorsteuermodul 14 ausführt. In der vorliegenden Ausführungsform werden alle der Kraftstoffverbrauchsdaten von der Verbrennungsmotorsteuereinheit 13 gesendet und in den anderen Einheiten kopiert. Gemäß dieser Konfiguration werden die Originalkraftstoffverbrauchsdaten einzig in der Verbrennungsmotorsteuereinheit 13 gespeichert. Folglich werden die in der Verbrennungsmotorsteuereinheit 13 gespeicherten Kraftstoffverbrauchsdaten überschrieben, wodurch die Kraftstoffverbrauchsdaten, welche die anderen Steuereinheiten 24, 34 verwenden, überschrieben werden können.
Die Kraftstoffverbrauchsdaten können als ein Kraftstoffverbrauchskennfeld verwendet werden, das in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors 11 erstellt wird. Da sich der Betriebszustand des Verbrennungsmotors 11 verschiedenartig ändert, weist das Kraftstoffverbrauchskennfeld mehrere Kennfelder auf.
Die Kraftstoffverbrauchsdaten können beispielsweise ein Kraftstoffverbrauchskennfeld für einen Aufwärmzustand unmittelbar nach einem Start des Verbrennungsmotors 11 und das Kraftstoffverbrauchskennfeld für den Leerlaufzustand nach dem Aufwärmen aufweisen. Ferner können die Kraftstoffverbrauchsdaten das Kraftstoffverbrauchskennfeld für einen Beschleunigungszustand des Verbrennungsmotors 11, das Kraftstoffverbrauchskennfeld für einen Hochgeschwindigkeitszustand des Verbrennungsmotors 11 und ein Kraftstoffverbrauchskennfeld für einen Verzögerungszustand des Verbrennungsmotors 11 aufweisen.
Obgleich alle der Kraftstoffverbrauchsdaten gesendet und kopiert werden, wird ein Teil der Daten bevorzugt vor den anderen Daten gesendet und kopiert. Die Kraftstoffverbrauchsdaten werden in mehrere Abschnitte unterteilt. Einer der mehreren Abschnitte wird bevorzugt vor den anderen Abschnitten, die später gesendet und kopiert werden, gesendet und kopiert. Hierdurch kann, auch unmittelbar nach einer Aktivierung des Systems, die geeignete Steuerung auf der Grundlage der Kraftstoffverbrauchsdaten ausgeführt werden.
Der Expressdatenabschnitt entspricht den Kraftstoffverbrauchsdaten, die von den Systemen 20 und 30 unmittelbar nach einem Start des Verbrennungsmotors 11 benötigt werden. Der Expressdatenabschnitt kann beispielsweise die Kraftstoffverbrauchsdaten aufweisen, die während einer Periode von einigen Millisekunden bis einigen Sekunden unmittelbar nach einem Start des Verbrennungsmotors 11 verwendet werden. Der Expressdatenabschnitt kann beispielsweise das Kraftstoffverbrauchskennfeld für einen Aufwärmzustand unmittelbar nach einem Start des Verbrennungsmotors 11 und das Kraftstoffverbrauchskennfeld für einen Leerlaufzustand nach dem Aufwärmen aufweisen.
Der Expressdatenabschnitt kann einem Drehzahlbereich für eine praktische Verwendung des Verbrennungsmotors 11 entsprechen. Das Kraftstoffverbrauchskennfeld entsprechend dem Drehzahlbereich von kleiner oder gleich 1000 U/min kann beispielsweise als der Expressdatenabschnitt verwendet werden. In diesem Fall wird das Kraftstoffverbrauchskennfeld für eine praktische Anwendung bevorzugt vor den anderen Kennfeldern, die später gesendet werden, gesendet und kopiert, ohne eine Rechenlast der Verbrennungsmotorsteuereinheit 13 übermäßig zu erhöhen. Folglich kann das Kraftstoffverbrauchskennfeld für eine praktische Anwendung in einer kurzen Zeitspanne gesendet werden.
In Schritt 141 bestimmt das Verbrennungsmotorsteuermodul 14, ob momentan gerade das System 1 aktiviert wurde. Unmittelbar nach einer Aktivierung des Systems 1 wird eine Anfangsverarbeitung in einer Steuervorrichtung des Systems 1 ausgeführt. D.h., in Schritt 141 wird eine Bestimmung dahingehend getroffen, ob die Anfangsverarbeitung auszuführen ist. Es wird beispielsweise bestimmt, ob ein Leistungsschalter PW des Systems 1 von AUS zu EIN geschaltet wird. Wenn die Antwort in Schritt 141 JA ist, schreitet das Verfahren zu Schritt 142 voran. Wenn die Anfangsverarbeitung abgeschlossen ist, schreitet das Verfahren zu Schritt 146 voran.
In Schritt 142 wird der Expressdatenabschnitt per Paketkommunikation, welche die Kommunikationsleitung 3 zulässt, gesendet. In Schritt 143 bestimmt das Verbrennungsmotorsteuermodul 14, ob ein Senden des Expressdatenabschnitts abgeschlossen ist. Die Verarbeitung in Schritt 142 wird wiederholt, bis das Senden des Expressdatenabschnitts abgeschlossen ist. Die Verarbeitungen in den Schritten 142 bis 143 sind Anfangssendeverarbeitungen zum Senden des Expressdatenabschnitts.
In Schritt 144 bestimmt das Verbrennungsmotorsteuermodul 14, ob das Senden aller Kraftstoffverbrauchsdaten abgeschlossen ist. Wenn alle der Kraftstoffverbrauchsdaten gesendet worden sind, endet die Sendeverarbeitung. In Schritt 145 bestimmt das Verbrennungsmotorsteuermodul 14, ob der Verbrennungsmotor 11 in einen Beschleunigungszustand versetzt wird. Wenn der Verbrennungsmotor 11 in den Beschleunigungszustand versetzt wird, nachdem der Expressdatenabschnitt gesendet wurde, stoppt das Verbrennungsmotorsteuermodul 14 die Sendeverarbeitung temporär, so dass die Steuerverarbeitung des Verbrennungsmotors 11 beschleunigt wird.
In Schritt 146 bestimmt das Verbrennungsmotorsteuermodul 14, ob verbleibende Kraftstoffverbrauchsdaten vorhanden sind. Wenn keine verbleibenden Kraftstoffverbrauchsdaten vorhanden sind, endet die Sendeverarbeitung. Wenn verbleibende Kraftstoffverbrauchsdaten vorhanden sind, schreitet das Verfahren zu Schritt 147 voran.
Die Schritte 147 bis 149 sind Verarbeitungen zum Senden der verbleibenden Kraftstoffverbrauchsdaten, die während der Anfangsverarbeitung nicht gesendet werden konnten. In Schritt 147 werden die Kraftstoffverbrauchsdaten gesendet. In Schritt 148 bestimmt das Verbrennungsmotorsteuermodul 14, ob das Senden von allen Kraftstoffverbrauchsdaten abgeschlossen ist. Wenn alle der Kraftstoffverbrauchsdaten gesendet worden sind, endet die Sendenverarbeitung. In Schritt 149 bestimmt das Verbrennungsmotorsteuermodul 14, ob der Verbrennungsmotor 11 in einen Beschleunigungszustand versetzt wird. Wenn der Verbrennungsmotor 11 in den Beschleunigungszustand versetzt wird, stoppt das Verbrennungsmotorsteuermodul 14 die Sendeverarbeitung temporär, so dass die Steuerverarbeitung des Verbrennungsmotors 11 beschleunigt wird.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer Steuerverarbeitung 160 für elektrische Energie, die vom Steuermodul 25 für elektrische Energie ausgeführt wird. Bei der Steuerverarbeitung 160 für elektrische Energie empfängt das Steuermodul 25 für elektrische Energie die vom Verbrennungsmotorsteuermodul 14 gesendeten Kraftstoffverbrauchsdaten. Der Generator 21 wird gesteuert, um den Elektrizitätsverbrauch zu beschränken, auf der Grundlage der empfangenen Kraftstoffverbrauchsdaten.
In Schritt 161 empfängt ein Steuermodul 25 für elektrische Energie die Kraftstoffverbrauchsdaten. Die empfangenen Kraftstoffverbrauchsdaten werden in einem Speicher der ECU 24 für elektrische Energie gespeichert. In Schritt 162 gibt ein Steuermodul 25 für elektrische Energie Daten ein, die für eine Energiesteuerung benötigt werden. Die elektrische Spannung und der elektrische Strom der Batterie 22 werden beispielsweise an das Steuermodul 25 für elektrische Energie gegeben. Ferner werden, in Schritt 162, um die Verarbeitung auf der Grundlage der Kraftstoffverbrauchsdaten auszuführen, die den Betriebszustand des Verbrennungsmotors 11 beschreibenden Daten eingegeben. Es werden beispielsweise die Daten, die die Motordrehzahl NE und das Motordrehmoment ETQ beschreiben, eingegeben.
In Schritt 163 berechnet das Steuermodul 25 für elektrische Energie eine Ist-Laderate der Batterie 22. In Schritt 164 berechnet das Steuermodul 25 für elektrische Energie eine Soll-Laderate der Batterie 22. In Schritt 165 berechnet das Steuermodul 25 für elektrische Energie den Bestimmungselektrizitätsverbrauch EPT. Das elektrische Ladeverhältnis ECR wird auf der Grundlage der aktuelle Ist-Laderate und der Soll-Laderate berechnet. Ferner wird der Bestimmungselektrizitätsverbrauch EPT auf der Grundlage des elektrischen Ladeverhältnisses ECR und eines vorbestimmten Kennfeldes oder einer vorbestimmten Funktion FE berechnet.
In Schritt 166 berechnet das Steuermodul 25 für elektrische Energie den Kraftstoffverbrauch AFC. Der aktuelle Kraftstoffverbrauch AFC wird auf der Grundlage der von der Verbrennungsmotorsteuereinheit 13 gesendeten Kraftstoffverbrauchsdaten berechnet. Der aktuelle Kraftstoffverbrauch AFC kann aus einem Kraftstoffverbrauchskennfeld auf der Grundlage der Motordrehzahl NE und des Motordrehmoments ETQ gewonnen werden.
Das Kraftstoffverbrauchskennfeld in Schritt 166 kann, wie in 5 gezeigt, durch eine Konturlinie dargestellt werden, welche den Kraftstoffverbrauch FC beschreibt. In diesem Kennfeld ist der durch die Konturlinie FC1 gezeigte Kraftstoffverbrauch höher als der durch die Konturlinie FC2 gezeigte Kraftstoffverbrauch (FC1 > FC2).
In Schritt 166 berechnet das Steuermodul 25 für elektrische Energie der Elektrizitätsverbrauch EC. Es sollte beachtet werden, dass mehrere Elektrizitätsverbräuche EC(n) entsprechend mehreren Betriebsmodi des Generators 21 berechnet werden. Der Elektrizitätsverbrauch EC kann als eine Differenz zwischen dem aktuellen Kraftstoffverbrauch und dem Kraftstoffverbrauch, während der Generator 21 betrieben wird, beschrieben werden.
In Schritt 167 führt das Steuermodul 25 für elektrische Energie eine Ansteuerbestimmung für den Generator 21 aus. Das Steuermodul 25 für elektrische Energie vergleicht den Elektrizitätsverbrauch EC(n), der in Schritt 166 berechnet wird, mit dem Bestimmungselektrizitätsverbrauch EPT. Das Steuermodul 25 für elektrische Energie bestimmt, ob der Betriebsmodus des Generators 21 derart vorhanden ist, dass eine Erhöhung in der Kraftstoffverbrauchsmenge beschränkt werden kann.
Wenn der Elektrizitätsverbrauch EC anzeigt, dass die Kraftstoffverbrauchsmenge zunimmt, definiert das Steuermodul 25 für elektrische Energie den Elektrizitätsverbrauch EC(n), der niedriger als der Bestimmungselektrizitätsverbrauch EPT ist. Das Steuermodul 25 für elektrische Energie definiert den Betriebsmodus des Generators 21, bei dem der Elektrizitätsverbrauch EC(n) niedriger als der Bestimmungselektrizitätsverbrauch EPT sein kann. Anschließend betreibt das Steuermodul 25 für elektrische Energie den Generator 21 in dem definierten Betriebsmodus. Wenn alle der Elektrizitätsverbräuche EC(n) den Bestimmungselektrizitätsverbrauch EPT überschreiten, wird der Generator 21 nicht betrieben.
In Schritt 167 wird, wie in 5 gezeigt, ein Verhältnis zwischen dem Antriebsmoment GTQ des Generators 21 und dem Elektrizitätsverbrauch EC durch eine durchgezogene Linie gezeigt. Der Generator wird derart gesteuert, dass das Antriebsmoment GTQ niedrige als das zulässige Moment PTQ ist, wodurch der Elektrizitätsverbrauch EC niedriger als der Bestimmungselektrizitätsverbrauch EPT ist. Der Generator 21 wird beispielsweise in dem Betriebsmodus betrieben, in dem der Elektrizitätsverbrauch EC(i) erhalten wird. Dies führt dazu, dass eine übermäßige Zunahme im Elektrizitätsverbrauch beschränkt werden kann.
6 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer Wärmesteuerverarbeitung 180, die vom Klimaanlagensteuermodul 35 ausgeführt wird. Bei der Wärmesteuerverarbeitung 180 empfängt das Klimaanlagensteuermodul 35 die vom Verbrennungsmotorsteuermodul 14 gesendeten Wärmeverbrauchsdaten. Der Kompressor 31 wird gesteuert, um den Wärmeverbrauch zu beschränken, auf der Grundlage der empfangenen Wärmeverbrauchsdaten.
In Schritt 181 empfängt das Klimaanlagensteuermodul 35 die Kraftstoffverbrauchsdaten. Die empfangenen Kraftstoffverbrauchsdaten werden in einem Speicher der Klimaanlagen-ECU 34 gespeichert. In Schritt 182 gibt das Klimaanlagensteuermodul 35 Daten ein, die für eine Kältespeichersteuerung benötigt werden. Es werden beispielsweise die Temperatur und die Wärmekapazität zum Anzeigen eines Kältespeicherzustands des Kältespeichers 32 an das Klimaanlagensteuermodul 35 gegeben. Ferner werden, in Schritt 182, um die Verarbeitung auf der Grundlage der Kraftstoffverbrauchsdaten auszuführen, die Daten, die den Betriebszustand des Verbrennungsmotors 11 beschreiben, eingegeben. Es werden beispielsweise die die Motordrehzahl NE und das Motordrehmoment ETQ beschreibenden Daten eingegeben.
In Schritt 183 berechnet das Klimaanlagensteuermodul 35 einen Ist-Kältespeicherbetrag des Kältespeichers 32. In Schritt 184 berechnet das Klimaanlagensteuermodul 35 einen Soll-Kältespeicherbetrag des Kältespeichers 32. In Schritt 185 berechnet das Klimaanlagensteuermodul 35 den Bestimmungswärmeverbrauch THT. Ein Kältespeicherverhältnis CCR wird auf der Grundlage des Kältespeicherbetrags und des Soll-Kältespeicherbetrags berechnet. Ferner wird der Bestimmungswärmeverbrauch THT auf der Grundlage des Kältespeicherverhältnisses CCR und eines vorbestimmten Kennfeldes FT oder einer vorbestimmten Funktion FT berechnet.
In Schritt 186 berechnet das Klimaanlagensteuermodul 35 den Kraftstoffverbrauch AFC. Der aktuelle Kraftstoffverbrauch AFC wird auf der Grundlage der von der Verbrennungsmotorsteuereinheit 13 gesendeten Kraftstoffverbrauchsdaten berechnet.
Ferner berechnet das Klimaanlagensteuermodul 35, in Schritt 166, den Wärmeverbrauch TC. Es sollte beachtet werden, dass mehrere Wärmeverbräuche TC(n) entsprechend mehreren Betriebsmodi des Kompressors 31 berechnet werden. Der Wärmeverbrauch TC kann als eine Differenz zwischen dem aktuellen Kraftstoffverbrauch und dem Kraftstoffverbrauch, während der Kompressor 31 betrieben wird, beschrieben werden.
In Schritt 187 führt das Klimaanlagensteuermodul 35 eine Ansteuerbestimmung für den Kompressor 31 aus. Das Klimaanlagensteuermodul 35 vergleicht den Wärmeverbrauch TC(n), der in Schritt 186 berechnet wird, mit dem Bestimmungswärmeverbrauch THT. Das Klimaanlagensteuermodul 35 bestimmt, ob der Betriebsmodus des Kompressors 31 derart vorhanden ist, dass eine Zunahme in der Kraftstoffverbrauchsmenge beschränkt werden kann.
Wenn der Wärmeverbrauch TC anzeigt, dass die Kraftstoffverbrauchsmenge zunimmt, definiert das Klimaanlagensteuermodul 35 den Wärmeverbrauch TC(n), der niedriger als der Bestimmungswärmeverbrauch THT ist. Das Klimaanlagensteuermodul 35 definiert den Betriebsmodus des Kompressors 31, bei dem der Wärmeverbrauch TC(n) niedriger als der Bestimmungswärmeverbrauch THT sein kann. Anschließend betreibt das Klimaanlagensteuermodul 35 den Kompressor 31 in dem definierten Betriebsmodus. Wenn alle der Wärmeverbräuche TC(n) den Bestimmungswärmeverbrauch THT überschreiten, wird der Kompressor 31 nicht betrieben.
In Schritt 187 wird, wie in 6 gezeigt, ein Verhältnis zwischen dem Antriebsmoment CTQ des Kompressors 31 und dem Wärmeverbrauch TC durch eine durchgezogene Linie gezeigt. Der Kompressor 31 wird derart gesteuert, dass das Antriebsmoment CTQ niedriger als das zulässige Drehmoment PTQ ist, wodurch der Wärmeverbrauch TC niedriger als der Bestimmungswärmeverbrauch THT ist. Der Kompressor 31 wird beispielsweise in dem Betriebsmodus betrieben, in dem der Wärmeverbrauch TC(i) erhalten wird. Dies führt dazu, dass eine übermäßige Zunahme im Wärmeverbrauch zum Betreiben des Kompressors 31 beschränkt werden kann.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform werden die Originalkraftstoffverbrauchsdaten einzig in der Verbrennungsmotorsteuereinheit 13 gespeichert. Die ECU 24 für elektrische Energie und die Klimaanlagen-ECU 34 empfangen die von der Verbrennungsmotorsteuereinheit 13 gesendeten Kraftstoffverbrauchsdaten und speichern diese. Folglich können, indem die Originalkraftstoffverbrauchsdaten, die in der Verbrennungsmotorsteuereinheit 13 gespeichert werden, aktualisiert werden, die Kraftstoffverbrauchsdaten, die in der ECU 24 und 34 gespeichert werden, aktualisiert werden. Folglich kann das Energieverwaltungssystem auf einfache Weise auf die Änderung der Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten reagieren. Die Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten können intensiv verwaltet werden.
Dies führt dazu, dass die Änderung der Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten auf einfache Weise vorgenommen werden kann, wodurch die Bedienbarkeit verbessert werden kann. Ferner kann eine Zunahme in Hardware und Software zum Überschreiben der Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten beschränkt werden. Darüber hinaus kann, da der Rechenprozess bezüglich des Kraftstoffverbrauchs zentralisiert werden kann, ein Hinzufügen einer Eingangsschaltung und des Rechenverfahrens beschränkt werden. Die Steuereinheiten hängen nicht von einer Differenz der Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten ab.
Die ECU 24 für elektrische Energie und die Klimaanlagen-ECU 34 hängen nicht von den Kraftstoffverbrauchsdaten für einen bestimmten Verbrennungsmotor ab. Folglich können die ECU 24 und die ECU 34 auf verschiedene Arten von Verbrennungsmotoren und Fahrzeugen angewandt werden. Die Einsatzflexibilität kann verbessert werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird das Energieverbrauchssystem vom Verbrennungsmotor 11 betrieben und weist das Energieverbrauchssystem das Energieversorgungssystem 20 einschließlich des Generators 21 und das Heizsystem 30 einschließlich des Kompressors 31 auf. Ferner weist das Energieversorgungssystem 20 eine ECU 24 für elektrische Energie auf und weist das Heizsystem 30 die Klimaanlagen-ECU 34 auf. Folglich kann die Änderung der Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten auf einfache Weise auf das Energieversorgungssystem 20 und das Heizsystem 30 angewandt werden.
Die Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten werden angesichts des Betriebszustands des Verbrennungsmotors 11 als der Parameter erstellt. Die Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten weisen ein Kraftstoffverbrauchskennfeld auf, mit dem der Kraftstoffverbrauch auf der Grundlage der Parameter abgefragt werden kann. Folglich kann der Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors 11 auf der Grundlage des Kraftstoffverbrauchskennfelds berechnet werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist die Verbrennungsmotorsteuereinheit 13 einen Expressdatensendeabschnitt auf, der die Prozesse in den Schritten 142 bis 145 ausführt, in denen der Expressdatenabschnitt bevorzugt vor den anderen Abschnitten an die Vorrichtungen gesendet wird. Ferner weist die Verbrennungsmotorsteuereinheit 13 einen Restdatensendeabschnitt auf, der die Prozesse in den Schritten 146 bis 149 aufweist, in denen der Restdatenabschnitt an die Vorrichtungen gesendet wird, nachdem der Expressdatenabschnitt gesendet wurde. Der Expressdatenabschnitt kann in einer kurzen Zeitspanne gesendet werden. Der Expressdatenabschnitt ist beispielsweise ein Datenabschnitt, der benötigt wird, unmittelbar nachdem der Verbrennungsmotor 11 EIN geschaltet wurde. Die Steuereinheiten können in einer kurzen Zeitspanne, auch unmittelbar nachdem der Verbrennungsmotor 11 EIN geschaltet wurde, in geeigneter Weise gesteuert werden.
(Zweite Ausführungsform)
In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform sind alle (die Gesamtheit) der Kraftstoffverbrauchsdaten kopiert worden. In der zweiten Ausführungsform, die dem Verständnis der vorliegenden Erfindung dient, jedoch nicht Teil dieser ist, werden einzig die verarbeiteten Daten (nachstehend als Verarbeitungsdaten bezeichnet), die auf der Grundlage der Kraftstoffverbrauchsdaten erzeugt werden, vom Verbrennungsmotorsteuermodul 14 an die Steuermodule 25 und 35 gesendet.
Auf der Grundlage der Kraftstoffverbrauchsdaten berechnet das Verbrennungsmotorsteuermodul 14 die Verarbeitungsdaten bezüglich des Kraftstoffverbrauchs, die benötigt werden, um das Energieversorgungssystem 20 derart zu steuern, dass der Kraftstoffverbrauch beschränkt wird. Die im Verbrennungsmotorsteuermodul 14 berechneten Verarbeitungsdaten werden an das Steuermodul 25 für elektrische Energie gesendet. Das Steuermodul 25 für elektrische Energie steuert das Energieversorgungssystem 20 auf der Grundlage der Verarbeitungsdaten, ohne die Kraftstoffverbrauchsdaten selbst zu verwenden.
Ferner berechnet das Verbrennungsmotorsteuermodul 14, auf der Grundlage der Kraftstoffverbrauchsdaten, die Verarbeitungsdaten bezüglich des Kraftstoffverbrauchs, die benötigt werden, um das Heizsystem 30 derart zu steuern, dass der Kraftstoffverbrauch beschränkt wird. Die im Verbrennungsmotorsteuermodul 14 berechneten Verarbeitungsdaten werden an das Klimaanlagensteuermodul 35 gesendet. Das Klimaanlagensteuermodul 35 steuert das Heizsystem 30 auf der Grundlage der Verarbeitungsdaten, ohne die Kraftstoffverbrauchsdaten selbst zu verwenden.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Datenvolumen der Verarbeitungsdaten, die vom Verbrennungsmotorsteuermodul 14 gesendet werden, deutlich geringer als dasjenige der Kraftstoffverbrauchsdaten. Obgleich die Kraftstoffverbrauchsdaten abgefragt werden können, entsprechen die Verarbeitungsdaten einem Schwellenwert. Ferner sind die Verarbeitungsdaten, obgleich die Kraftstoffverbrauchsdaten feste Daten sind, variable Daten, die sich in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors 11 ändern. Die Verarbeitungsdaten sind Daten der Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten. Ferner werden, auch in der vorliegenden Ausführungsform, die Kraftstoffverbrauchsdaten selbst als ein Kraftstoffverbrauchskennfeld gespeichert.
7 zeigt eine ECU 24 für elektrische Energie, in der das Steuermodul 25 für elektrische Energie den Kraftstoffverbrauchsrechenabschnitt nicht aufweist. Das elektrische Kommunikationsmodul 25a empfängt die vom Verbrennungsmotorsteuermodul 14 gesendeten Verarbeitungsdaten. Die Verarbeitungsdaten weisen einen aktuellen Kraftstoffverbrauch AFC und einen zulässigen Kraftstoffverbrauch PFC auf. Das Steuermodul (EPCM) 25 für elektrische Energie weist, wie in der ersten Ausführungsform, den Elektrizitätsverbrauchsrechenabschnitt (EFCM) 25c, das Istwert-Rechenmodul (AECM) 25d, das Sollwert-Rechenmodul (ETGM) 25e und das Bestimmungselektrizitätsverbrauchs-Rechenmodul (ETHM) 25f auf.
Ein Ladesteuermodul (ECCM) 25g bestimmt ob die Elektrizität vom Generator 21 zu erzeugen ist, auf der Grundlage des Elektrizitätsverbrauchs EC und des zulässigen Kraftstoffverbrauchs PFC. Das Ladesteuermodul (ECCM) 25g wählt den zulässigen Kraftstoffverbrauch PFC oder den Bestimmungselektrizitätsverbrauch EPT, je nachdem, welcher von beiden die niedrigere Kraftstoffverbrauchsmenge aufweist (d.h. wählt denjenigen mit der niedrigeren Kraftstoffverbrauchsmenge). Ferner bestimmt das Ladesteuermodul (ECCM) 25g, ob der Generator 21 zu betreiben ist, auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen dem zulässigen Kraftstoffverbrauch PFC oder dem Bestimmungselektrizitätsverbrauch EPT und dem Elektrizitätsverbrauch EC, der vom Elektrizitätsverbrauchsrechenabschnitt (EFCM) 25c berechnet wird. Ferner wählt das Ladesteuermodul 25g den Betriebsmodus des Generators 21 derart, dass eine Zunahme im Elektrizitätsverbrauch EC beschränkt wird.
7 zeigt eine Klimaanlagen-ECU 34, in der das Wärmesteuermodul 35 den Wärmeverbrauchrechenabschnitt nicht aufweist. Das elektrische Kommunikationsmodul 35a empfängt die Verarbeitungsdaten, die vom Verbrennungsmotorsteuermodul 14 gesendet werden. Die Verarbeitungsdaten weisen einen aktuellen Kraftstoffverbrauch AFC und einen zulässigen Kraftstoffverbrauch PFC auf. Das Wärmesteuermodul 35 weist, wie in der ersten Ausführungsform, das Wärmeverbrauchsrechenmodul 35c, das Istwert-Rechenmodul (CSTM) 35d, das Sollwert-Rechenmodul (CTGM) 35e und das Bestimmungswärmeverbrauchsrechenmodul (THRM) 35f auf.
Der Kältespeichersteuerabschnitt (CSCM) 35g bestimmt, ob der Kompressor 31 zu betreiben ist, auf der Grundlage des Wärmeverbrauchs TC, des zulässigen Kraftstoffverbrauchs PFC und des Bestimmungswärmeverbrauchs THT. Das Kältespeichersteuermodul 35g wählt den zulässigen Kraftstoffverbrauch PFC oder den Bestimmungswärmeverbrauch THT, je nachdem, welcher von beiden die niedrigere Kraftstoffverbrauchsmenge aufweist (d.h. wählt denjenigen mit der niedrigeren Kraftstoffverbrauchsmenge). Ferner bestimmt das Kältespeichersteuerabschnitt 35g, ob der Kompressor 31 zu betreiben ist (d.h. betrieben werden sollte), auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen dem zulässigen Kraftstoffverbrauch PFC oder dem Bestimmungswärmeverbrauch THT und dem Wärmeverbrauch TC, der vom Wärmeverbrauchsrechenmodul 35c berechnet wird. Ferner wählt das Kältespeichersteuermodul 35g den Betriebsmodus des Kompressors 31 derart, dass eine Zunahme im Wärmeverbrauch TC beschränkt wird.
9 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer vom Verbrennungsmotorsteuermodul 14 ausgeführten Sendeverarbeitung 240 der Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten. In der vorliegenden Ausführungsform werden einzig die Verarbeitungsdaten von der Verbrennungsmotorsteuereinheit 13 gesendet und in anderen Einheiten kopiert. Gemäß dieser Konfiguration werden die Originalkraftstoffverbrauchsdaten einzig in der Verbrennungsmotorsteuereinheit 13 gespeichert. Folglich werden die in der Verbrennungsmotorsteuereinheit 13 gespeicherten Kraftstoffverbrauchsdaten überschrieben, wodurch die von den anderen Steuereinheiten 24, 34 ausgeführten Steuerverarbeitungen geändert werden können.
In der vorliegenden Ausführungsform wird, um die Verarbeitungsdaten in geeigneter Weise zu aktualisieren, ein Zyklus zur Aktualisierung von Verarbeitungsdaten durch eine Kommunikation zwischen der Verbrennungsmotorsteuereinheit 13 und anderen Steuereinheiten 24, 34 erstellt.
Der Prozess in Schritt 251 ist gleich dem Prozess in Schritt 141, der vorstehend beschrieben wird. Wenn die Antwort in Schritt 251 JA ist, schreitet das Verfahren zu Schritt 252 voran. Wenn die Anfangsverarbeitung abgeschlossen ist, schreitet das Verfahren zu Schritt 253 voran.
In Schritt 252 empfängt das Verbrennungsmotorsteuermodul 14 die Kommunikationszyklen T-EP und T-AC, die von den Steuereinheiten 24 und 34 gesendet werden.
In Schritt 253 berechnet das Verbrennungsmotorsteuermodul 14 die Verarbeitungsdaten, die gesendet werden. Insbesondere werden ein aktueller Kraftstoffverbrauch AFC und ein zulässiger Kraftstoffverbrauch PFC berechnet. Der aktuelle Kraftstoffverbrauch AFC wird zur Berechnung des Elektrizitätsverbrauchs EC und/oder des Wärmeverbrauchs TC verwendet. Der zulässige Kraftstoffverbrauch PFC wird auf der Grundlage des aktuellen Kraftstoffverbrauchs AFC erstellt. Der zulässige Kraftstoffverbrauch PFC beschreibt eine Zunahme in der Kraftstoffverbrauchsmenge, die akzeptabel sein kann. Die Kraftstoffverbrauchskonturlinie entsprechend dem zulässigen Kraftstoffverbrauch PFC ist durch eine dicke durchgezogene Linie gezeigt.
In Schritt 254 bestimmt das Verbrennungsmotorsteuermodul 14, ob es eine Zeit des Kommunikationszyklus ist. Wenn die Antwort in Schritt 254 NEIN ist, schreitet das Verfahren zu Schritt 709 voran. Wenn die Antwort in Schritt 702 NEIN ist, kehrt das Verfahren zu Schritt 251 zurück.
In Schritt 255 sendet Verbrennungsmotorsteuermodul 14 die in Schritt 253 berechneten Daten an die Steuereinheiten 24 und 34. Insbesondere werden der aktuelle Kraftstoffverbrauch AFC(i) und der aktuelle zulässige Kraftstoffverbrauch PFC(i) gesendet. Dies führt dazu, dass der aktuelle Kraftstoffverbrauch AFC(i) und der aktuelle zulässige Kraftstoffverbrauch PFC(i) in dem Kommunikationszyklus aktualisiert werden.
Gemäß der obigen Konfiguration wird der Kommunikationszyklus zur Zeit der Anfangsverarbeitung erstellt, unmittelbar nachdem das System 1 aktiviert wurde. Solange das System 1 fortlaufend aktiviert wird, werden die Verarbeitungsdaten periodisch aktualisiert.
Die Verarbeitungsdaten weisen einen aktuellen Kraftstoffverbrauch AFC auf. Folglich können die ECU 24 für elektrische Energie und die Klimaanlagen-ECU 34 den aktuellen Kraftstoffverbrauch AFC, der den aktuellen Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors 11 beschreibt, empfangen und verwenden. Ferner weisen die Verarbeitungsdaten den zulässigen Kraftstoffverbrauch PFC zur Bestimmung, ob der Generator 21 und/oder der Kompressor 31 betrieben werden können, auf. Folglich empfangen die ECU 24 für elektrische Energie und/oder die Klimaanlagen-ECU 34 den zulässigen Kraftstoffverbrauch PFC, wodurch bestimmt werden kann, ob der Generator 21 und/oder der Kompressor 31 betrieben werden können.
10 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer Steuerverarbeitung 260 für elektrische Energie, die vom Steuermodul 25 für elektrische Energie ausgeführt wird. Bei der Steuerverarbeitung 260 für elektrische Energie empfängt das Steuermodul 25 für elektrische Energie die vom Verbrennungsmotorsteuermodul 14 gesendeten Verarbeitungsdaten. Der Generator 21 wird gesteuert, um den Elektrizitätsverbrauch zu beschränken, auf der Grundlage der empfangenen Verarbeitungsdaten.
In Schritt 261 führt das Steuermodul 25 für elektrische Energie die Kommunikationsverarbeitung aus. Insbesondere wird der Kommunikationszyklus, der für die Energiesteuerung wünschenswert ist, gesendet. Ferner werden die Verarbeitungsdaten empfangen.
In Schritt 271 der 11 bestimmt das Steuermodul 25 für elektrische Energie, ob der Leistungsschalter PW von AUS zu EIN geschaltet wird, d.h. ob ein Anfangszustand gegeben ist. Wenn die Antwort in Schritt 271 JA ist, schreitet das Verfahren zu Schritt 272 voran. In Schritt 272 sendet das Steuermodul 25 für elektrische Energie den Kommunikationszyklus T-EP an das Verbrennungsmotorsteuermodul 14. Der Kommunikationszyklus T-EP ist ein Aktualisierungszyklus der Verarbeitungsdaten. Der Kommunikationszyklus T-EP wird als bevorzugter Zyklus erstellt, um die Energiesteuerung in geeigneter Weise auszuführen. Gemäß der obigen Konfiguration ist ein Kommunikationszyklus von einem Steuermodul 25 für elektrische Energie zu dem Verbrennungsmotorsteuermodul 14 erforderlich. Folglich wird der Kommunikationszyklus, der für eine geeignete Ausführung der Energiesteuerung bevorzugte wird, eingerichtet. In Schritt 273 empfängt ein Steuermodul 25 für elektrische Energie die Verarbeitungsdaten.
Nachstehend wird erneut auf die 10 Bezug genommen. In Schritt 262 gibt ein Steuermodul 25 für elektrische Energie Daten ein, die für eine Energiesteuerung benötigt werden. Die elektrische Spannung und der elektrische Strom der Batterie 22 werden beispielsweise an das Steuermodul 25 für elektrische Energie gegeben. Die Daten, welche die Motordrehzahl NE und das Motordrehmoment ETQ beschreiben, werden in Schritt 262 nicht eingegeben. Die ECU 24 für elektrische Energie kann ohne eine Schnittstelle zur Eingabe der Motordrehzahl NE und/oder des Motordrehmoments ETQ konfiguriert werden.
Die Prozesse in den Schritten 263 bis 265 sind gleich den Prozessen in den Schritten 163 bis 165, die vorstehend beschrieben sind. In Schritt 266 berechnet das Steuermodul 25 für elektrische Energie den Elektrizitätsverbrauch EC. Insbesondere werden die Verarbeitungsdaten einschließlich des vom Verbrennungsmotorsteuermodul 14 gesendeten aktuellen Kraftstoffverbrauchs AFC verwendet. Die Kraftstoffverbrauchsdaten sind in der 10 durch eine gestrichelte Linie gezeigt. In der vorliegenden Ausführungsform weist das Steuermodul 25 für elektrische Energie die Kraftstoffverbrauchsdaten selbst jedoch nicht auf.
In Schritt 267 führt das Steuermodul 25 für elektrische Energie eine Ansteuerbestimmung für den Generator 21 aus. Das Steuermodul 25 für elektrische Energie vergleicht den Elektrizitätsverbrauch EC(n), der in Schritt 266 berechnet wird, den zulässigen Kraftstoffverbrauch PFC und den Bestimmungselektrizitätsverbrauch EPT. Das Steuermodul 25 für elektrische Energie bestimmt, ob der Betriebsmodus des Generators 21 derart vorhanden ist, dass eine Zunahme in der Kraftstoffverbrauchsmenge beschränkt werden kann. Das Steuermodul 25 für elektrische Energie wählt den zulässigen Kraftstoffverbrauch PFC oder den Bestimmungselektrizitätsverbrauch EPT als einen Schwellenwert, je nachdem, welcher von beiden die geringere Kraftstoffverbrauchsmenge aufweist.
Wenn der Elektrizitätsverbrauch EC anzeigt, dass die Kraftstoffverbrauchsmenge zunimmt, definiert das Steuermodul 25 für elektrische Energie den Elektrizitätsverbrauch EC(n), der unter dem Schwellenwert liegt. Das Steuermodul 25 für elektrische Energie definiert den Betriebsmodus des Generators 21, bei dem der Elektrizitätsverbrauch EC(n) unter dem Schwellenwert liegen kann. Anschließend betreibt das Steuermodul 25 für elektrische Energie den Generator 21 in dem definierten Betriebsmodus. Wenn alle der Elektrizitätsverbräuche EC(n) den Schwellenwert überschreiten, wird der Generator 21 nicht betrieben bzw. angesteuert.
In Schritt 267 wird der zulässige Kraftstoffverbrauch PFC als der Schwellenwert gewählt. Der Generator 21 wird derart gesteuert, dass das Antriebsmoment GTQ unter dem zulässigen Drehmoment PTQ liegt, wodurch der Elektrizitätsverbrauch EC unter dem zulässigen Kraftstoffverbrauch PFC liegt. Der Generator 21 wird beispielsweise in dem Betriebsmodus betrieben, in dem der Elektrizitätsverbrauch EC(i) erhalten wird. Dies führt dazu, dass eine übermäßige Zunahme im Energieverbrauch beschränkt werden kann.
12 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer vom Klimaanlagensteuermodul 35 ausgeführten Wärmesteuerverarbeitung 280. Bei der Wärmesteuerverarbeitung 280 empfängt das Klimaanlagensteuermodul 35 die vom Verbrennungsmotorsteuermodul 14 gesendeten Verarbeitungsdaten. Der Kompressor 31 wird gesteuert, um den Wärmeverbrauch zu beschränken, auf der Grundlage der empfangenen Verarbeitungsdaten.
In Schritt 281 führt das Klimaanlagensteuermodul 35 die Kraftstoffverarbeitung aus. Insbesondere wird der Kommunikationszyklus, der für die Kältespeichersteuerung wünschenswert ist, gesendet. Ferner werden die Verarbeitungsdaten empfangen.
In Schritt 291 der 13 bestimmt das Klimaanlagensteuermodul 35, ob der Leistungsschalter PW von AUS zu EIN geschaltet wird, d.h. ein Anfangszustand gegeben ist. Wenn die Antwort in Schritt 291 JA ist, schreitet das Verfahren zu Schritt 292 voran. In Schritt 292 sendet das Klimaanlagensteuermodul 35 den Kommunikationszyklus T-AC an das Verbrennungsmotorsteuermodul 14. Der Kommunikationszyklus T-AC ist ein Aktualisierungszyklus der Verarbeitungsdaten. Der Kommunikationszyklus T-AC wird als ein bevorzugter Zyklus eingerichtet, um die Kältespeichersteuerung in geeigneter Weise auszuführen. Gemäß der obigen Konfiguration ist ein Kommunikationszyklus vom Klimaanlagensteuermodul 35 zum Verbrennungsmotorsteuermodul 14 erforderlich. Folglich wird der Kommunikationszyklus, der wünschenswert ist, um die Kältespeichersteuerung in geeigneter Weise auszuführen, hergestellt. In Schritt 293 empfängt das Klimaanlagensteuermodul 35 die Verarbeitungsdaten.
Nachstehend wird erneut auf die 12 Bezug genommen. In Schritt 282 gibt das Klimaanlagensteuermodul 35 Daten ein, die für die Kältespeichersteuerung benötigt werden. Die Daten, welche die Motordrehzahl NE beschreiben, und das Motordrehmoment ETQ werden in Schritt 282 nicht eingegeben. Die Klimaanlagen-ECU 34 kann ohne eine Schnittstelle zur Eingabe der Motordrehzahl NE und/oder des Motordrehmoments ETQ aufgebaut sein.
Die Prozesse in den Schritten 283 bis 285 sind gleich den Prozessen in den Schritten 183 bis 185, die vorstehend beschrieben sind. In Schritt 286 berechnet das Klimaanlagensteuermodul 35 den Wärmeverbrauch TC. Insbesondere werden die Verarbeitungsdaten einschließlich des aktuellen Kraftstoffverbrauchs AFC, die vom Verbrennungsmotorsteuermodul 14 gesendet werden, verwendet. Die Kraftstoffverbrauchsdaten sind in der 10 durch eine gestrichelte Linie gezeigt. In der vorliegenden Ausführungsform weist das Klimaanlagensteuermodul 35 die Kraftstoffverbrauchsdaten selbst jedoch nicht auf.
In Schritt 287 führt das Klimaanlagensteuermodul 35 eine Ansteuerbestimmung für den Kompressor 31 aus. Das Klimaanlagensteuermodul 35 vergleicht den Wärmeverbrauch TC(n), der in Schritt 286 berechnet wird, den zulässigen Kraftstoffverbrauch PFC und den Bestimmungswärmeverbrauch THT. Das Klimaanlagensteuermodul 35 bestimmt, ob der Betriebsmodus des Kompressors 31 derart existiert, dass eine Zunahme in der Kraftstoffverbrauchsmenge beschränkt werden kann. Das Klimaanlagensteuermodul 35 wählt den zulässigen Kraftstoffverbrauch PFC oder den Bestimmungswärmeverbrauch THT als einen Schwellenwert, je nachdem, welcher von beiden die geringere Kraftstoffverbrauchsmenge aufweist.
Wenn der Wärmeverbrauch TC anzeigt, dass die Kraftstoffverbrauchsmenge zunimmt, bestimmt bzw. definiert das Klimaanlagensteuermodul 35 den Wärmeverbrauch TC(n), der unter dem Schwellenwert liegt. Das Klimaanlagensteuermodul 35 bestimmt den Betriebsmodus des Kompressors 31, bei dem der Wärmeverbrauch TC(n) unter dem Schwellenwert liegen kann. Anschließend betreibt das Klimaanlagensteuermodul 35 den Kompressor 31 in dem bestimmten Betriebsmodus. Wenn alle der Wärmeverbräuche TC(n) den Schwellenwert überschreiten, wird der Kompressor 31 nicht betrieben.
In Schritt 287 wird der zulässige Kraftstoffverbrauch PFC als der Schwellenwert gewählt. Der Kompressor 31 wird derart gesteuert, dass das Antriebsmoment CTQ unter dem zulässigen Drehmoment PTQ liegt, wodurch der Wärmeverbrauch TC unter dem zulässigen Kraftstoffverbrauch PFC liegt. Der Kompressor 31 wird beispielsweise in dem Betriebsmodus betrieben, in dem der Wärmeverbrauch TC(i) erhalten wird. Dies führt dazu, dass eine übermäßige Zunahme im Wärmeverbrauch zur Ansteuerung des Kompressors 31 beschränkt werden kann.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können dadurch, dass die Originalkraftstoffverbrauchsdaten, die in einer der Steuereinheiten gespeichert werden, aktualisiert werden, die Kraftstoffverbrauchsdaten, die in den anderen Steuereinheiten gespeichert werden, aktualisiert werden. Die Einsatzflexibilität kann verbessert werden.
In der vorliegenden Ausführungsform werden die Verarbeitungsdaten auf der Grundlage des Kraftstoffverbrauchskennfelds in Schritt 253 berechnet. Die Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten, welche die Verbrennungsmotorsteuereinheit 13 sendet, weisen die Verarbeitungsdaten auf. Folglich verwendet die Verbrennungsmotorsteuereinheit 13 das Kraftstoffverbrauchskennfeld und können die ECU 24 für elektrische Energie und/oder die Klimaanlagen-ECU 34 die Verarbeitungsdaten verwenden. Dementsprechend ist es nicht erforderlich, eine Vielzahl von Kraftstoffverbrauchskennfeldern zu senden.
Die Verbrennungsmotorsteuereinheit 13 führt Prozesse der Schritten 252, 254 und 265 aus, die einem Abschnitt für periodisches Senden entsprechen, der die Verarbeitungsdaten in dem Kommunikationszyklus sendet, der von der ECU 24 für elektrische Energie und/oder der Klimaanlagen-ECU 34 benötigt wird. Die ECU 24 für elektrische Energie und/oder die Klimaanlagen-ECU 34 können den Kommunikationszyklus herstellen, der für die Steuerungen von diesen wünschenswert ist. Die Verarbeitungsdaten werden in dem Kommunikationszyklus aktualisiert. Folglich wird der Aktualisierungszyklus der Verarbeitungsdaten in Übereinstimmung mit nicht nur der Anforderung des Verbrennungsmotorsteuermoduls 14, sondern ebenso der Steuereinheiten, welche die Verarbeitungsdaten nutzen, eingerichtet. Dementsprechend können die ECU 24 für elektrische Energie und/oder die Klimaanlagen-ECU 34 wünschenswerte bzw. bevorzugte Steuerungen ausführen.
(Weitere Ausführungsform)
Vorstehend ist die bevorzugte erste Ausführungsform beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt.
Die Steuereinheiten können anhand von Software, Hardware oder einer Kombination hiervon konfiguriert werden. Ferner kann die Steuereinheit anhand einer analogen Schaltung konfiguriert werden.
Das Kraftstoffverbrauchsdatenspeichermodul 15 kann in der ECU 24 für elektrische Energie oder der Klimaanlagen-ECU 34 vorgesehen sein. In diesem Fall werden die Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten von der ECU 24 für elektrische Energie oder der Klimaanlagen-ECU 34 an die Verbrennungsmotorsteuereinheit 13 gesendet.
In den obigen Ausführungsformen weist das Heizsystem 30 den Kältespeicher 32 auf, der die thermische Energie niedriger Temperatur speichert. Anstelle der thermischen Energie niedriger Temperatur kann das Heizsystem 30 einen Wärmespeicher aufweisen, der thermische Energie hoher Temperatur speichert.
Das vorstehend beschriebene System 1 kann auf ein Schienenfahrzeug oder ein Wasserfahrzeug angewandt werden.
Der Verbrennungsmotor 11 ist eine Brennkraftmaschine, wie beispielsweise ein Benzinmotor oder ein Dieselmotor. Ferner kann der Verbrennungsmotor 11 eine Kraftmaschine mit äußerer Verbrennung, wie beispielsweise ein Turbinenmotor, sein. Anstelle des Verbrennungsmotors 11 kann eine Brennstoffzelle als eine Antriebskraftquelle verwendet werden. Das Energieversorgungssystem 20 verwendet den Ausgang einer Brennstoffzelle. Ferner kann das Heizsystem 30 einen elektrisch betriebenen Kompressor oder eine elektrische Heizvorrichtung aufweisen.

Claims

Energieverwaltungssystem mit einem Energiesystem (10), das eine Energiequelle (11) aufweist, die Energie bereitstellt, indem sie Kraftstoff verbraucht, und einem Energieverbrauchssystem (20, 30), das eine Vorrichtung (21, 31) aufweist, die mit der von der Energiequelle (11) bereitgestellten Energie betrieben wird, wobei das Energieverwaltungssystem aufweist: - eine Verbrennungsmotorsteuereinheit (13), die dazu ausgelegt ist, die Energiequelle (11) derart zu steuern, dass ein Kraftstoffverbrauch beschränkt wird; und - mehrere Steuereinheiten einschließlich einer Vorrichtungssteuereinheit (24, 34), die dazu ausgelegt ist, die Vorrichtung (21, 31) derart zu steuern, dass der Kraftstoffverbrauch beschränkt wird, wobei - eine von der Verbrennungsmotorsteuereinheit (13) und der Vorrichtungssteuereinheit (24, 34) ein Speichermodul (15) aufweist, in dem Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten über den Kraftstoffverbrauch gespeichert werden, - die andere Steuereinheit (13, 24, 34) eine Steuerverarbeitung auf der Grundlage der Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten ausführt, die von der besagten einen Steuereinheit (13, 24, 34) gesendet werden, - die Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten auf der Grundlage eines Betriebszustands der Energiequelle (11) als ein Parameter erstellt werden, - die Kraftstoffverbrauchsverknüpfungsdaten ein Kraftstoffverbrauchskennfeld aufweisen, über das der Kraftstoffverbrauch auf der Grundlage des Parameters abgefragt werden kann, und - eine von der Verbrennungsmotorsteuereinheit (13) und der Vorrichtungssteuereinheit (24, 34) aufweist: - einen Expressdatensendeabschnitt (142-145), der einen Expressdatenabschnitt, der gewählt wird, um eine Steuerung der Vorrichtungssteuereinheit (24, 34) in geeigneter Weise auszuführen, bevorzugt vor anderen Datenabschnitten in Richtung der anderen Steuereinheit (13, 24, 34) sendet; und - einen Restdatensendeabschnitt (146-149), der die restlichen anderen Datenabschnitte sendet, nachdem der Expressdatenabschnitt gesendet wurde.
Energieverwaltungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - das Energieverbrauchssystem (20, 30) ein Energieversorgungssystem (20) mit einem Generator (21), der von der Energiequelle (11) betrieben wird, um eine elektrische Energie bereitzustellen, und ein Heizsystem (30) mit einem Kompressor (31), der von der Energiequelle (11) betrieben wird, um Kälteenergie und/oder Wärmeenergie zu erzeugen, aufweist; - das Energieversorgungssystem (20) eine Steuereinheit (24) für elektrische Energie als die Vorrichtungssteuereinheit aufweist; und - das Heizsystem (30) eine Klimaanlagensteuereinheit (34) als die Vorrichtungssteuereinheit aufweist.