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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Stromdetektor, der
in einem Steuersystem zum Steuern eines Motors zum Antreiben eines
Fahrzeuges, wie z.B. eines Elektrofahrzeuges oder eines Hybridfahrzeugs,
verwendet wird, oder für
die Verwendung in einem anderen System, das eine Stromerfassung
erfordert.
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4 ist ein Blockschaltbild,
das die Struktur eines herkömmlichen
Stromdetektors zeigt, der in einem Steuersystem zum Steuern eines
Motors zum Antreiben eines Fahrzeuges verwendet wird. In dieser
Figur bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Stromsensor,
der ein Hall-Element verwendet. Das Hall-Element besitzt eine Funktion
zum Ausgeben einer Spannung, die proportional ist zu (i) dem fließenden Strom
und (ii) der erzeugten magnetischen Flußdichte.
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5 ist ein Blockschaltbild,
das die Struktur des Stromsensors 1 zeigt. In der Figur
bezeichnet das Bezugszeichen 7 ein Hall-Element. Das Bezugszeichen 8 bezeichnet
einen Kern, der einen magnetischen Fluß erzeugt, wenn Strom durch
den Draht L fließt.
Das Bezugszeichen 9 bezeichnet eine Stromversorgungsschaltung,
die eine Spannung von 12V empfängt
und diese in eine Spannung von 5V umsetzt und die umgesetzte Spannung
ausgibt. Das Bezugszeichen 10 bezeichnet eine Verstärkerschaltung,
die unter Verwendung der Von der Stromversorgungsschaltung 9 ausgegebenen
Spannung von 5V betrieben wird. Wenn die Spannung v1 vom Hall-Element 7 in
die Verstärkerschaltung 10 eingegeben wird,
verstärkt
die Schaltung 10 die Spannung v1 und addiert ferner eine
Offset-Spannung zur verstärkten Spannung
hinzu und gibt die verstärkte
Spannung einschließlich
des Offsets als Spannung v2 aus. Das Bezugszeichen 11 bezeichnet
eine Konstantstromerzeugungsschaltung zum Zuführen eines Konstantstroms zum
Hall-Element 7.
Die von der Stromversorgungsschaltung 9 ausgegebene Spannung
von 5V wird als Referenzspannung der Konstantstromerzeugungs schaltung 11 zugeführt, wobei
der obenerwähnte
Konstantstrom definiert wird durch Potentialteilung der Referenzspannung
unter Verwendung eines Widerstands.
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In 4 bezeichnet das Bezugszeichen 3 einen
A/D-Umsetzer, der die über
den Anschluß C
vom Stromsensor 1 eingegebene Spannung empfängt und
das Verhältnis
der Eingangsspannung zu einer Referenzspannung berechnet, die von
der Stromversorgungsschaltung 4 eingegeben wird, und das
Verhältnis
in einen digitalen Wert umsetzt und den digitalen Wert ausgibt.
Hierbei setzt die Stromversorgungsschaltung 4 die Eingangsspannung
12V in die Spannung 5V um und liefert die Spannung 5V an den A/D-Umsetzer 3.
Das Bezugszeichen 5 bezeichnet eine CPU (Zentraleinheit)
zum Empfangen des obenerwähnten
Digitalwerts vom A/D-Umsetzer, die den Wert berechnet und ausgibt,
der einen durch den Draht L fließenden Soll-Strom anzeigt.
Das Bezugszeichen 6 bezeichnet eine Stromversorgungsschaltung
zum Betreiben der CPU 5.
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Im
folgenden wird die Operation des Stromdetektors, der in einem Steuersystem
zum Steuern eines Motors zum Antreiben eines Fahrzeuges verwendet
wird), mit der obenerwähnten
Struktur erläutert.
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Wenn
eine Spannung von 12V über
den Anschluß B
in den Stromsensor 1 eingegeben wird, setzt die Stromversorgungsschaltung 9 die
Spannung von 12V in die Spannung von 5V um und gibt die umgesetzte
Spannung an das Hall-Element 7 und die Konstantstromerzeugungsschaltung 11 aus.
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Wenn
andererseits ein zu messender Soll-Strom durch den Draht L fließt, wird
im Kern 8 ein magnetischer Fluß erzeugt. Wenn das Hall-Element 7 mit
dem magnetischen Fluß beaufschlagt wird,
gibt das Element 7 die Spannung v1, die proportional zum
magnetischen Fluß ist,
an die Verstärkerschaltung 10 aus.
Die Verstärkerschaltung 10 verstärkt die
Eingangsspannung v1 und addiert eine Offset-Spannung hinzu, so daß die Spannung
v2 (0V ≤ v2 ≤ 5,0V) erhalten
wird, und gibt die Spannung v2 über
den Anschluß C
an den A/D-Umsetzer 3 aus.
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Wenn
der A/D-Umsetzer 3 die Spannung v2 über den Anschluß C empfängt, berechnet
der Umsetzer 3 das Verhältnis
von v2 zur Referenzspannung (d.h. 5V), die über den Anschluß A von
der Stromversorgungsschaltung 4 eingegeben wird, und setzt
das berechnete Ergebnis in einen digitalen Wert um und gibt den
digitalen Wert an die CPU 5 aus.
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Um
die Genauigkeit des Stromsensors 1 zu verbessern, sollte
ein Konstantstrom (von der Konstantstromerzeugungsschaltung) stabil
sein, d.h. er sollte nicht durch die Umgebung beeinflußt werden. Dementsprechend
sollte die der Konstantstromerzeugungsschaltung zugeführte Spannung
genau sein, weshalb als Stromversorgungsschaltung 9 eine genau
betreibbare Stromversorgungsschaltung verwendet werden muß.
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Außerdem sollte
der A/D-Umsetzer 3 den Meßwert des Stromsensors 1 genau
digitalisieren, weshalb die Stromversorgungsschaltung 4 ebenfalls genau
sein sollte.
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Um
den Soll-Strom genau zu messen, müssen somit bei einem Stromdetektor
in herkömmlicher Weise
beide Stromversorgungsschaltungen 4 und 9 genau
sein, so daß die
Kosten hoch sind.
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Außerdem können die
Werte der Referenzspannung (5V) der Stromversorgungsschaltungen nicht
genau gleich sein, wodurch ein Fehler erzeugt wird.
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In
der Steuerung des Motors zum Antreiben eines Fahrzeuges verursacht
ferner ein solcher Fehler des Stromsensors gewiß einen Fehler in der Drehmomentsteuerung
des Motors. Außerdem
wirkt die Differenz zwischen dem wirklichen Wert und dem aktuellen
erfaßten
Wert wie ein Fehler des Steuerwerts, so daß Überschätzungen oder Unterschätzungen
der Steuerung einen Stoß auf
das Fahrzeug hervorrufen können,
oder eine übermäßige Entladung
oder Aufladung der Batterie, die als Stromquelle dient.
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Somit
muß das
System z.B. unter Berücksichtigung
eines Fehlers im erfaßten
Strom konfiguriert sein; daher kann die Konfiguration beschränkt sein
oder die Systemkosten können
hoch sein.
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Aus
der
DE 44 10 180 A1 ist
ein Stromstärkenmeßgerät mit Hallsensoren
bekannt, die in Abhängigkeit
von einem Strom eine Spannung ausgeben. Diese wird einem Verstärker und
anschließend direkt
einem A/D-Wandler zugeführt.
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Aus
der
DE 39 42 167 C2 ist
eine Fehlererfassungseinrichtung mit einem Stromsensor, einem A/D-Wandler
und einer CPU bekannt.
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Aus
der
DE 43 32 555 A1 ist
eine elektrische Verteilungseinrichtung mit Drehmomentschätzvermögen bekannt,
die Stromsensoren aufweist. Deren Signale werden über Widerstände als
Spannungen ausgegebenen und in einer Computereinrichtung vorverstärkt und
einer A/D-Wandlung unterzogen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen Stromdetektor zu schaffen, der in einem
Steuersystem zum Steuern eines Motors zum Antreiben eines Fahrzeuges
verwendet wird, wobei eine genaue Strommessung durchgeführt werden
kann ohne Verwendung spezieller genauer Stromversorgungsschaltungen.
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Zur
Lösung
der Aufgabe wird ein Stromdetektor gemäß Anspruch 1 angegeben, Vorteilhafte Ausgestaltungen
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die Ausgangsspannung von einer einzelnen Stromversorgungsschaltung
zum Detektor zum Erfassen des Soll-Stroms und zum Analog/Digital-Umsetzer
geliefert; somit ist keine besonders genaue Stromversorgungsschaltung
erforderlich, wobei ein genaues Meßergebnis erhalten werden kann
durch Verwenden einer kostengünstigen
Stromversorgungsschaltung, deren Genauigkeit relativ gering ist.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockschaltbild, das die Struktur einer Ausführungsform des Stromdetektors
zeigt, der in einem Steuersystem zum Steuern eines Motors zum Antreiben
eines Fahrzeuges verwendet wird, gemäß der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
ein Blockschaltbild, das die Struktur eines Stromsensors als Bestandteil
des in 1 gezeigten Stromdetektors zeigt.
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3 ist
ein Graph, der die von der Verstärkerschaltung 30 ausgegebene
Spannung bezüglich des
durch den Draht L fließenden
Stroms zeigt.
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4 ist
ein Blockschaltbild, das die Struktur eines herkömmlichen Stromdetektors zeigt,
der in einem Steuersystem zum Steuern eines Motors zum Antreiben
eines Fahrzeuges verwendet wird.
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5 ist
ein Blockschaltbild, das die Struktur eines Stromsensors als Bestandteil
des in 4 gezeigten Stromdetektors zeigt.
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6 ist
ein Blockschaltbild, das ein Steuersystem eines Parallel-Hybridfahrzeuges
zeigt, auf das der Stromdetektor gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet
wird.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im
folgenden wird eine Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen genauer beschrieben.
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6 ist
ein Blockschaltbild, das ein Steuersystem eines Parallel-Hybridfahrzeuges
(einer Art Hybridfahrzeug) zeigt, auf das ein Stromdetektor gemäß der vorliegenden
Erfindung angewendet wird. In dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen 110 eine Maschine,
die betrieben wird durch Verbrennen einer geeigneten Menge an Kraftstoff,
während
das Bezugszeichen 102 einen Motor bezeichnet, der zusammen
mit der Maschine verwendet wird und unter Verwendung elektrischer
Energie betrieben wird. Die Antriebskraft, die sowohl von der Maschine 110 als auch
vom Motor 102 erzeugt wird, wird über ein Getriebe (nicht gezeigt:
automatisches oder manuelles Getriebe) auf die Antriebsräder (ebenfalls
nicht gezeigt) übertragen.
Wenn das Fahrzeug verzögert, wird
die Drehung der Antriebsräder
auf den Motor 102 übertragen
und der Motor 102 wirkt wie ein Generator, so daß die kinetische
Energie der Fahrzeugkarosserie wiedergewonnen wird und als elektrische Energie
gespeichert wird.
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Das
Bezugszeichen 101 bezeichnet eine Hauptbatterie zum Zuführen elektrischer
Leistung zum Motor 102, wenn das Fahrzeug unter Verwendung
der Antriebskraft des Motors 102 angetrieben wird. Wie
oben erläutert
worden ist, dient der Motor 102 als Generator bei der Verzögerung (des
Fahrzeugs) oder dergleichen, wobei die Hauptbatterie 102 die
durch die Generatorwirkung unter Verwendung des Motors 102 erhaltene
elektrische Energie speichert. Die Hauptbatterie 110 enthält mehrere
Module, die in Serie verbunden sind, wobei in jedem Modul mehrere
Zellen in Serie verbunden sind, um eine hohe Spannung (hier 144
V) auszugeben. Ein Temperatursensor 117 ist am jeweiligen
Modul der Hauptbatterie 101 angebracht, wobei die Module
in einem Batteriekasten enthalten sind, der einen Lufteinlaß und einen
Luftauslaß für eine Luftkühlung der
Module umfaßt.
Außerdem
ist ein Kühlgebläse 118 am
Luftauslaß vorgesehen.
Der Lufteinlaß des
Batteriekastens ist geeignet angeordnet, um Luft von innerhalb des
Fahrzeu ges einzulassen, während
der Luftauslaß geeignet
angeordnet ist, um die vom Kühlgebläse 118 ausgestoßene Luft
aus dem Fahrzeug nach außen
zu leiten.
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Das
Bezugszeichen 109 bezeichnet eine Maschinensteuereinheit,
die die Maschinendrehzahl Ne, die Fahrzeuggeschwindigkeit, den Niederdrückungsgrad
Ap des Gaspedals und dergleichen in vorgegebenen Intervallen überwacht.
Auf der Grundlage des Überwachungsergebnisses
ermittelt ein (nicht gezeigter) Fahrmodusermittlungsabschnitt, der in
der Maschinensteuereinheit 109 enthalten ist, den Fahrmodus
des Fahrzeuges. Das vorliegende Fahrzeug besitzt vier Fahrmodi:
(i) einen Unterstützungsmodus,
in dem das Fahrzeug beschleunigt wird, (ii) einen Verzögerungsmodus,
in dem das Fahrzeug verzögert
wird, (iii) einen Reisemodus, in dem das Fahrzeug mit einer konstanten
Geschwindigkeit fährt,
und (iv) einen Leerlaufmodus, in welchem das Fahrzeug hält, während die
Maschine läuft.
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Die
Maschinensteuereinheit 109 sendet ferner Daten zur Motorsteuereinheit 108,
die sich auf den Fahrmodus beziehen. Wenn die Motorsteuereinheit 108 die
Daten, die sich auf den Fahrmodus beziehen, von der Maschinensteuereinheit 109 empfängt, schaltet
(d.h. wählt)
der (nicht gezeigte) Verstärkungsfaktorschaltabschnitt
in der Steuereinheit 108 den Verstärkungsfaktor auf der Grundlage
der Daten, wobei ein Rückkopplungsverarbeitungsabschnitt
(ebenfalls nicht gezeigt) eine Leistungsansteuereinheit 103 entsprechend
dem ausgewählten Verstärkungsfaktor
steuert, so daß die
Leistungsansteuereinheit 103 die Menge an elektrischer
Leistung steuert, die vom Motor 102 empfangen wird oder
zu diesem gesendet wird.
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Das
Bezugszeichen 119 bezeichnet eine Batteriesteuereinheit,
die die Restbatterieladung (bezeichnet mit "SOC" (Ladezustand))
der Hauptbatterie 101 berechnet. Um die Hauptbatterie 101 zu
schützen,
steuert die Batteriesteuereinheit 119 ferner das Kühlgebläse 118,
das in dem Batteriekasten eingebaut ist, der die Hauptbatterie 101 enthält. Bei
dieser Steuerung wird die Temperatur der Hauptbatterie 101 kleiner
oder gleich einem vorgegebenen Wert gehalten.
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Die
obenerwähnte
Maschinensteuereinheit 109, die Motorsteuereinheit 108 und
die Batteriesteuereinheit 119 sind unter Verwendung einer
CPU (Zentraleinheit) und eines Speichers verwirklicht, wobei die
Funktion der jeweiligen Steuereinheit verwirklicht wird durch Ausführen eines
jeweils spezifischen Softwareprogramms.
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Das
Bezugszeichen 103 bezeichnet eine Leistungsansteuereinheit,
die drei parallel verbundene Sätze
von zwei Schaltelementen umfaßt,
die in Serie geschaltet sind. Die Ein/Aus-Schaltoperationen der
Schaltelemente in der Leistungsansteuereinheit 103 werden
von einem (nicht gezeigten) Rückkopplungsverarbeitungsabschnitt
ausgeführt,
der in der Motorsteuereinheit 108 vorgesehen ist. Entsprechend
den Ein/Aus-Schaltoperationen wird der von der Hauptbatterie 101 zur
Leistungsansteuereinheit 103 zugeführte Gleichstrom in einen Dreiphasen-Wechselstrom
umgesetzt, wobei der umgesetzte Dreiphasen-Wechselstrom über drei
Phasenleitungen 103u, 103v und 103w dem
Motor 102 zugeführt wird.
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Das
Bezugszeichen 120 bezeichnet eine 12V-Batterie zum Betreiben
verschiedener Arten elektrischer Anlagen 5. Diese 12V-Batterie 120 ist über einen
Gleichstromumsetzer 104 mit den Leitungen zum Verbinden
der Hauptbatterie 101 und der Leistungsansteuereinheit 103 verbunden.
Der Gleichstromumsetzer 104 reduziert die Spannung (144V),
die von der Hauptbatterie 101 geliefert wird, auf 12V und
liefert die reduzierte Spannung an die elektrische Anlage 105 und
die 12V-Batterie 120.
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Das
Bezugszeichen 121 bezeichnet einen Vorladeschaltschütz, während das
Bezugszeichen 122 einen Hauptschaltschütz bezeichnet. Die Hauptbatterie 101 und
die Leistungsansteuereinheit 103 sind über diese Schaltschütze verbunden.
Die Ein/Aus-Schaltoperationen des Vorladeschaltschützes 121 und
des Hauptschaltschützes 122 werden von
der Motorsteuereinheit 108 ausgeführt. Das Bezugszeichen 123 bezeichnet
einen Widerstand zum Begrenzen des Vorladestroms zur Hauptbatterie 101 bei
der Vorladeoperation, d.h. wenn der Vorladeschaltschütz 121 eingeschaltet
ist.
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Das
Bezugszeichen 124 bezeichnet einen Rotationssensor zum
Erfassen der Drehzahl des Motors 102. Die Bezugszeichen 125u, 125v und 125w bezeichnen
Stromdetektoren im vorliegenden Steuersystem zum Steuern des Motors
zum Antreiben des Fahrzeuges, wobei die Stromdetektoren 125u, 125v und 125w jeweils
Ströme
erfassen, die durch die drei Phasenleitungen 103u, 103v und 103w fließen. Die
vom Drehzahlsensor 124 erfaßte Drehzahl und die von den
obenerwähnten
Stromdetektoren 125u, 125v und 125w erfaßten Stromwerte
werden in die Motorsteuereinheit 108 eingegeben. Die interne Struktur
der jeweiligen Stromdetektoren (125u, 125v und 125w)
wird später
mit Bezug auf 1 genauer erläutert.
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Das
Bezugszeichen 106a bezeichnet einen Spannungssensor, der
sehr dicht an den Anschlüssen 101a der
Hauptbatterie 101 zwischen den Anschlüssen 101a der Hauptbatterie 101 und
den Anschlüssen 103a der
Leistungsansteuereinheit 103 angeordnet ist. Das Bezugszeichen 106b bezeichnet einen
Stromsensor, der sehr dicht an einem Anschluß 101a der Hauptbatterie 101 angeordnet
ist. Das heißt,
der Spannungssensor 106a erfaßt die Spannung zwischen den
Anschlüssen 101a der Hauptbatterie 101,
während
der Stromsensor 106b den durch den relevanten Anschluß 101a der
Hauptbatterie 101 fließenden
Strom erfaßt.
Diese zwei Sensoren, d.h. der Spannungssensor 106a und
der Stromsensor 106b, bilden den ersten Leistungserfassungsabschnitt 106.
Der vom Spannungssensor 106a erfaßte Spannungswert und der vom
Stromsensor 106b erfaßte
Stromwert werden in die Motorsteuereinheit 108 und in die
Batteriesteuereinheit 119 eingegeben.
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Das
Bezugszeichen 107a bezeichnet einen Spannungssensor, der
sehr dicht an den Anschlüssen 103a der
Leistungsansteuereinheit 103 zwischen den Anschlüssen 101a der
Hauptbatterie 101 und den Anschlüssen 103a der Leistungsansteuereinheit 103 angeordnet
ist. Das Bezugszeichen 107b bezeichnet einen Stromsensor,
der sehr dicht an einem Anschluß 103a der
Leistungsansteuereinheit 103 angeordnet ist. Das heißt, der
Spannungssensor 107a erfaßt die Spannung zwischen den
Anschlüssen 103a der
Leistungsansteuereinheit 103, während der Stromsensor 107b den
durch den relevanten Anschluß 103a der
Leistungsansteuereinheit 103 fließenden Strom erfaßt. Diese
zwei Sensoren, d.h. der Spannungssensor 107a und der Stromsensor 107b, bilden
den zweiten Leistungserfassungsabschnitt 107. Der vom Spannungssensor 107a erfaßte Spannungswert
und der vom Stromsensor 107b erfaßte Stromwert werden in die
Motorsteuereinheit 108 eingegeben.
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Der
Gleichspannungsumsetzer 104 ist mit einer Position zwischen
den Stromsensoren 106b und 107b verbunden, die
in der Leitung zum Verbinden des relevanten Anschlusses 101a der
Hauptbatterie 101 und des relevanten Anschlusses 103a der
Leistungsansteuereinheit 103 vorgesehen sind; somit ist der
vom Stromsensor 107b erfaßte Strom die Summe des vom
Stromsensor 106b erfaßten
Stroms und des durch den Gleichspannungsumsetzer 104 fließenden Stroms.
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Im
folgenden wird die Operation des Steuersystems des Hybridfahrzeugs
mit der obenerwähnten
Struktur erläutert.
Zuerst berechnet die Batteriesteuereinheit 119 die Restbatterieladung
SOC der Batterie 101 auf der Grundlage des Stroms und der Spannung
an den Anschlüssen 101a der
Hauptbatterie 101 und sendet den berechneten Wert zur Motorsteuereinheit 108.
Die Motorsteuereinheit 108 sendet die empfangene SOC zur
Maschinensteuereinheit 109.
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Ein
(nicht gezeigter) Soll-Leistung-Berechnungsabschnitt, der in der
Maschinensteuereinheit 109 vorgesehen ist, berechnet einen
Soll-Leistungswert auf der Grundlage der Restbatterieladung SOC, des
Niederdrückungsgrades
Ap des Gaspedals, der Maschinendrehzahl Ne, der Fahrzeuggeschwindigkeit,
des Luftansaugdurchlaß-Unterdrucks
Pb, des Ein/Aus-Zustands der Maschine und dergleichen. Außerdem ermittelt
ein (nicht gezeigter) Fahrmodusermittlungsabschnitt den aktuellen
Fahrmodus des Fahrzeugs aus dem Unterstützungsmodus, dem Verzögerungsmodus,
dem Reisemodus und dem Leerlaufmodus.
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Gemäß der Soll-Leistung
berechnet der (nicht gezeigte) Rückkopplungsverarbeitungsabschnitt,
der in der Motorsteuereinheit 108 vorgesehen ist, die für den Motor 102 erforderliche
Leistung. Wenn außerdem
die Motorsteuereinheit 108 von der Maschinensteuereinheit 109 Daten
empfängt,
die sich auf dem Fahrmodus beziehen, führt die Steuereinheit 108 eine
Steueroperation aus, die für
den Fahrmodus geeignet ist. Genauer, wenn der Fahrmodus der Unterstützungsmodus
oder der Verzögerungsmodus
ist, führt
die Motorsteuereinheit 108 eine Rückkopplungssteuerung aus, um
die an den Anschlüssen 103a der
Leistungsansteuereinheit 103 gemessene Leistung, d.h. die
vom zweiten Leistungserfassungsabschnitt 107 erfaßte Leistung,
an die obenerwähnte
Soll-Leistung anzupassen. Wenn andererseits der Fahrmodus der Reisemodus
oder der Leerlaufmodus ist, führt
die Motorsteuereinheit 108 eine Rückkopplungssteuerung aus, um
die an den Anschlüssen 101a der
Hauptbatterie 101 gemessene Leistung, d.h. die vom ersten
Leistungserfassungsabschnitt 106 erfaßte Leistung, an die obenerwähnte Soll-Leistung
anzupassen. Wenn außerdem
die Maschine 101 gestartet wird, steuert die Motorsteuereinheit 108 die
Leistungsansteuereinheit 103 so, daß die Startoperation der Maschine 110 unter
Verwendung des Motors 102 gesteuert wird.
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Die
Maschinensteuereinheit 109, die Motorsteuereinheit 108 und
die Batteriesteuereinheit 119 arbeiten wie oben erläutert mit
einer vorgegebenen Operationszeitsteuerung, um die Maschine 110,
den Motor 102 und die Hauptbatterie 101 zu steuern,
wodurch das Hybridfahrzeug gesteuert wird.
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1 ist
ein Blockschaltbild, das die Struktur des Stromdetektors 125u (siehe 6)
im obenerwähnten
Steuersystem zum Steuern des Motors zum Antreiben des Fahrzeuges
zeigt. Hierbei weisen die anderen Stromdetektoren 125v und 125w die
gleiche Struktur auf.
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In 1 bezeichnet
das Bezugszeichen 21 einen Stromsensor, der ein Hall-Element verwendet.
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2 ist
ein Blockschaltbild, das die Struktur des Stromsensors 21 zeigt.
In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 27 ein Hall-Element,
während das
Bezugszeichen 28 einen Kern bezeichnet, das Bezugszeichen 30 eine
Verstärkerschaltung
bezeichnet und das Bezugszeichen 31 eine Konstantstromerzeugungsschaltung
bezeichnet. Diese Strukturelemente sind dieselben wie diejenigen
in 5. Der in der Verstärkerschaltung 30 verwendete
Operationsverstärker
hat hier die Funktion des Ausgebens einer Spannung bis zu ungefähr demselben
Pegel wie demjenigen der zugeführten
Spannung.
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Der
Unterschied der in 2 gezeigten Schaltung zu der
in 5 gezeigten Schaltung besteht darin, daß die Stromversorgungsschaltung 9 in 5 weggelassen
ist.
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In 1 bezeichnet
das Bezugszeichen 23 einen A/D-Umsetzer, während das
Bezugszeichen 25 eine CPU bezeichnet, wobei diese Elemente ebenfalls
dieselben sind wie diejenigen, die in 4 gezeigt
sind. Das Bezugszeichen 33 bezeichnet eine Stromversorgungsschaltung
zum Umsetzen der Eingangsspannung (z.B. 12V) auf 5V und zum Ausgeben
der umgesetzten Spannung. Diese Stromversorgungsschaltung 33 ist
nicht besonders genau.
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Wie
oben erläutert
worden ist, wird im Stromdetektor 125u im Steuersystem
zum Steuern des Motors zum Antreiben des Fahrzeuges der Ausgang
von der Stromversorgungsschaltung 33 sowohl an den A/D-Umsetzer 33 als
auch an die Konstantstromerzeugungsschaltung 31 angelegt.
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Im
folgenden wird die Operation des Sensors zum Steuern des Motors
mit der obenerwähnten Struktur
erläutert.
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Die
Stromversorgungsschaltung 33 setzt die 12V-Gleichstromversorgungsspannung
auf eine stabilisierte Spannung Vs von 5V um und gibt die Spannung
Vs aus. Wie oben erläutert
worden ist, ist die Stromversorgungsschaltung 33 nicht
besonders genau; somit wird angenommen, daß die Ausgangsspannung Vs sich
innerhalb eines Bereiches von 4,8 bis 5,2V aufgrund von Schwankungen
der 12V-Stromquelle, Schwankungen der Temperatur oder dergleichen ändert.
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Wenn
angenommen wird, daß der
zu erfassende Soll-Strom innerhalb des Bereiches von –100 A bis
+100 A liegt, wie in 3 gezeigt, ändert sich der Ausgang der
Verstärkerschaltung 30 von
4,8V bis 5,2V bezüglich
des maximalen Stroms von 100 A. Bezüglich des Stroms unterhalb
von 100 A ändert sich
ferner die Ausgangsspannung der Verstärkerschaltung 30 aufgrund
von Schwankungen in der Spannung Vs. Andererseits liegt die Spannung
Vs ferner am A/D-Umsetzer 23 an; wenn somit die Spannung
Vs schwankt, verändert
sich auch die für
die A/D-Umsetzung verwendete Referenzspannung in derselben Richtung
wie die Ausgangsspannung der Verstärkerschaltung 30.
Als Ergebnis wird der A/D-Umsetzer durch die Änderung der Spannung Vs nicht
beeinflußt
und gibt ein stabiles Umset zungsergebnis aus, unabhängig von
der Änderung
der Spannung Vs.
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Der
Stromdetektor in der obigen Ausführungsform
kann ferner als Stromsensor 106a und 107b verwendet
werden.
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Die
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wurde mit Bezug auf die Zeichnungen genauer erläutert, jedoch
sind spezifische Ausführungsformen nicht
auf die obenerwähnten
Ausführungsformen
beschränkt,
wobei eine Konfigurationsabwandlung oder -änderung innerhalb des Umfangs
und Geistes der vorliegenden Erfindung möglich ist.
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Ein
Stromdetektor, der in einem Steuersystem zum Steuern eines Motors
zum Antreiben eines Fahrzeuges verwendet wird, wobei der Stromdetektor
keine besonders genaue Stromversorgungsschaltung erfordert und ein
genaues Meßergebnis
erhalten werden kann durch Verwenden einer kostengünstigen
Stromversorgungsschaltung, deren Genauigkeit relativ gering ist.
Der Stromdetektor umfaßt einen
Detektor zum Ausgeben einer Spannung, die einem Soll-Strom entspricht,
wobei der Detektor ein Stromerfassungselement zum Erfassen des Soll-Stroms,
einen Verstärker
zum Verstärken
und Ausgeben des Ausgangssignals vom Detektor, einen Analog/Digital-Umsetzer
zum Umsetzen des Ausgangssignals vom Verstärker in digitale Daten und eine
Stromversorgungsschaltung zum Liefern einer Ausgangsspannung sowohl
an den Detektor als auch an den Analog/Digital-Umsetzer aufweist.