DE102004028713A1

DE102004028713A1 - Leistungssteuersystem für ein Fahrzeug, in welchem ein Verbrennungsmotor mit Lader montiert ist

Info

Publication number: DE102004028713A1
Application number: DE102004028713A
Authority: DE
Inventors: Keisuke Kariya Tani; Kazuyoshi Kariya Obayashi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-06-16
Filing date: 2004-06-14
Publication date: 2005-02-10
Anticipated expiration: 2024-06-15
Also published as: DE102004028713B4; JP2005009320A; FR2856109B1; JP4224781B2; FR2856109A1

Abstract

Ein Leistungssteuerungssystem (T) für ein Fahrzeug umfaßt einen Lader (15) mit einer elektrischen Rotationsmaschine (11), eine erste Speicherenergiequelle (12) für die elektrische Rotationsmaschine, bordeigene elektrische Einrichtungen (21) neben der elektrischen Rotationsmaschine und eine zweite Speicherenergiequelle (22) für die bordeigenen elektrischen Einrichtungen. Das System umfaßt weiter eine Lichtmaschine (23), die auf der Seite der bordeigenen elektrischen Einrichtungen angeordnet ist, eine erste Netzleitung (L1), die auf der Seite der elektrischen Rotationsmaschine angeordnet ist, eine zweite Netzleitung (L2), die mit den bordeigenen elektrischen Einrichtungen verbunden ist, und eine Energiesteuerungseinheit (31, 32) zur Steuerung der Energieübertragung zwischen der ersten und der zweiten Netzleitung. Diese Energiesteuerungseinheit stellt fest, ob oder ob nicht eine vorgegebene Bedingung auf eine erste Speicherenergiemenge in der ersten Speicherenergiequelle und/oder auf einen Erzeugungsspielraum der Lichtmaschine zutrifft, und steuert die Energieübertragung zwischen der ersten und der zweiten Netzleitung in Abhängigkeit von den festgestellten Ergebnissen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leistungssteuerungssystem für ein Fahrzeug, auf dem ein Verbrennungsmotor mit einem elektrisch angetriebenen Lader angebracht ist und eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung der für das System erforderlichen Leistung.

Bei einem Verbrennungsmotor (nachfolgend gelegentlich "Motor" genannt) wird im allgemeinen gefordert, Drehmoment und Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors zu erhöhen.

Eine wirksame Gegenmaßnahme zu dieser Forderung ist es, den Hubraum zu vergrößern. Eine Vergrößerung des Hubraums erhöht die Abmessungen und das Gewicht des Verbrennungsmotors, was nicht damit in Einklang steht, daß kompakte und leichte Motoren benötigt werden.

Um das Drehmoment und die Ausgangsleistung eines Verbrennungsmotors ohne Veränderung des Hubraums zu erhöhen, wurden häufig verschiedene Motorbauarten, wie Benzinmotore und Dieselmotore, mit Ladern ausgerüstet. Solche Lader schließen einen durch die Abgase eines Verbrennungsmotors angetriebenen Turbolader und so wohl einen Lader der Roots-Bauart, als auch einen Lysholm-Kompressor ein, die durch vom Verbrennungsmotor abgezweigte Antriebsleistung angetrieben werden.

Bei Turboladern erfolgt im niedrigen Drehzahlbereich der Anstieg des Ladedrucks. langsam, was eine Zeitverzögerung ("Turboloch") unvermeidlich macht. Im Gegensatz dazu kann bei Ladern der Roots-Bauart das Turboloch vermieden werden, weil der Lader durch einen Verbrennungsmotor angetrieben wird. Jedoch erfordern der Roots-Lader und andere Antriebsenergie von einem Verbrennungsmotor, so daß der Verbrennungsmotor seine wirksame Leistungsabgabe reduzieren muß, was zu verschiedenen Nachteilen führt, wie etwa eine reduzierte Kilometerleistung.

Unter diesen Umständen wurden Lader einer durch Elektromotoren angetriebenen Bauart mit einer zumindest teilweise elektrisch gelieferten Antriebsleistung durch die japanische Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift Nr. 57-73328 und die japanischen Patent-Offenlegungsschriften Nr. 62-48931 und 1-25772 vorgeschlagen.

Von diesen Veröffentlichungen zeigen die zitierten Offenlegungsschriften 62-48931 und 1-25772 einen Turbolader mit einer Turbinenwelle, auf der eine elektrische Rotationsmaschine angeordnet ist, die als Motor/Generator (MG) wirksam ist. Dieser Turbolader erlaubt es der elektrischen Rotationsmaschine im niedrigen Drehzahlbereich als Motor zu arbeiten, so daß die Laderaktivitäten zur Überwindung des Turbolochs unterstützt werden. In einem höheren Drehzahlbereich erlaubt es der Turbolader der elektrischen Rotationsmaschine, als Generator zu arbeiten. Deshalb wird die Abgasenergie aus der Motor in elektrische Energie zur Rückgewinnung umgewandelt.

Zusätzlich schlägt die vorstehend genannte Offenlegungsschrift Nr. 1-25772 eine für einen Turbolader bestimmte Steuervorrichtung vor. Diese Steuervorrichtung ist mit einer ersten Batterie für die elektrische Maschine versehen und mit einer zweiten Batterie für die bordeigenen elektrischen Einrichtungen des Fahrzeugs neben der elektrischen Rotationsmaschine und arbeitet wie folgt. Wenn die elektrische Rotationsmaschine veranlaßt ist als Elektromotor zu arbeiten, erfolgt die Steuerung derart, daß nur die erste Batterie der elektrischen Rotationsmaschine Energie zuführt, während dann, wenn die elektrische Rotationsmaschine als Generator arbeitet, die Steuerung so eingestellt ist, daß die elektrische Rotationsmaschine elektrische Energie sowohl an die erste als auch an die zweite Batterie abgibt. Diese Steuerung macht es unnötig, daß die bordeigenen elektrischen Einrichtungen Energie von der zweiten Batterie abziehen, um die elektrische Rotationsmaschine als Motor zu betreiben. Das verhindert, daß die Energie für die bordeigenen elektrischen Einrichtungen knapp wird.

Die vorstehende, durch die zitierte Offenlegungsschrift Nr. 1-25772 vorgeschlagene Steuerungstechnik weist jedoch eine Schwierigkeit auf. Genauer gesagt lädt der Generator, wenn die elektrische Rotationsmaschine als Generator arbeitet, gleichzeitig sowohl die erste als auch die zweite Batterie auf, unabhängig davon, wieviel elektrische Energie augenblicklich in den beiden Batterien gespeichert ist. Dies kann zu einer Verzögerung der Aufladung der Batterie für die elektrische Rotationsmaschine führen. Es ist deshalb leicht möglich, daß eine Verknappung der in der Batterie gespeicherten elektrischen Energie auftritt, wodurch es verursacht werden kann, daß sich die der elektrischen Rotationsmaschine zuzuführende Energie erschöpft.

Andererseits ist es, wenn die elektrische Rotationsmaschine und/oder die erste Batterie unabhängig vom Zustand der zweiten Batterie und/oder der Lichtmaschine versorgt werden, häufig schwierig, die bordeigenen elektrischen Einrichtungen ausreichend mit Energie zu versorgen. In einer solchen Situation ist die zweite Batterie gezwungen, ihre Aufladung und Entladung häufig zu wiederholen, so daß es leichter ist, die zweite Batterie zu entleeren und die Langlebigkeit der zweiten Batterie zu senken.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde unter gebührender Berücksichtigung der vorstehenden Schwierigkeiten gemacht und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein bordeigenes Energiesteuerungssystem (und eine Energiesteuerungsvorrichtung und ein Energiesteuerungsverfahren) zu schaffen, das geeignet ist, sicher und in stabiler Weise sowohl einen elektrischen Lader als auch bordeigene elektrische Einrichtungen neben dem Lader mit Energie zu versorgen.

Um die vorstehende Aufgabe zu lösen wird als ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Energiesteuerungssystem für ein Fahrzeug geschaffen, das umfaßt:
einen Lader zur Anhebung des Einlaßdrucks bei einem Verbrennungsmotor des Fahrzeugs;
einen elektrische Rotationsmaschine die als ein Elektromotor zum Antrieb oder zur Unterstützung des Aufladers wenigstens im unteren Drehzahlbereich der elektrischen Rotationsmaschine einsetzbar ist;
eine erste Speicherenergiequelle, die so gestaltet ist, daß sie fähig ist, die elektrische Rotationsmaschine mit Energie zu versorgen;
eine bordeigene elektrische Einrichtung außer der elektrischen Rotationsmaschine oder deren mehrere, wobei diese Einrichtungen auf dem Fahrzeug angebracht sind;
eine zweite Speicherenergiequelle, die so ausgelegt ist, daß sie fähig ist, die bordeigenen elektrischen Einrichtungen mit Energie zu versorgen;
eine Lichtmaschine, die so ausgelegt ist, daß sie sowohl die bordeigenen elektrischen Einrichtungen als auch die zweite Speicherenergiequelle mit Energie versorgen kann;
eine erste Netzleitung, die die elektrische Rotationsmaschine und die erste Speicherenergiequelle verbindet;
eine zweite Netzleitung, die die bordeigenen elektrischen Einrichtungen und die zweite speichernde Energiequelle verbindet;
erste Mittel zur Feststellung der gespeicherten Energie, die als erste gespeicherte Energiemenge eine Menge gespeicherter Energie in der ersten speichernden Energiequelle ermitteln;
Mittel zur Berechnung eines Erzeugungsspielraums, der einen Spielraum bis zur maximalen Erzeugungskapazität der Lichtmaschine auf der Basis von Faktoren berechnet, die eine Menge des Energieverbrauchs der bordeigenen elektrischen Einrichtungen und eine Menge der zulässigen Energieerzeugung der Lichtmaschine einschließen; und
Energieübertragungsmittel, die Energie zwischen der ersten und der zweiten Netzleitung übertragen, wenn eine Bedingung auf der Basis wenigstens eines Wertes aus einer die erste gespeicherte Energiemenge und die Spielraum bis zur maximalen Erzeugungskapazität umfassenden Gruppe eintrifft.

Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Leistungssteuerung in einem Fahrzeug geschaffen, welches
einen Lader zur Erhöhung des Einlaßdrucks eines Verbrennungsmotors des Fahrzeugs;
eine elektrische Rotationsmaschine die als Elektromotor zum Antrieb oder zur Unterstützung des Laders wenigstens in einem niedrigen Drehzahlbereich der elektrischen Rotationsmaschine wirksam ist;
eine erste Speicherenergiequelle, die so gestaltet ist, daß sie fähig ist, die elektrische Rotationsmaschine mit Energie zu versorgen;
eine oder mehrere bordeigene elektrische Einrichtungen neben der elektrischen Rotationsmaschine, wobei diese Einrichtungen auf dem Fahrzeug angebracht sind;
eine zweite Speicherenergiequelle, die so ausgelegt ist, daß sie fähig ist, die bordeigenen elektrischen Einrichtungen mit Energie zu versorgen;
eine Lichtmaschine, die so ausgelegt ist, daß sie sowohl die bordeigenen elektrischen Einrichtungen als auch die zweite Speicherenergiequelle mit Energie versorgen kann;
eine erste Netzleitung, die die elektrische Rotationsmaschine und die erste Speicherenergiequelle verbindet;
eine zweite Netzleitung, die die bordeigenen elektrischen Einrichtungen und die zweite speichernde Energiequelle verbindet;
wobei das Verfahren umfaßt:
die Feststellung einer in der ersten Speicherenergiequelle gespeicherten Energiemenge als erste Speicherenergiemenge;
Berechnung eines Spielraum bis zur maximalen Erzeugungskapazität der Lichtmaschine auf der Basis von Faktoren, die eine Menge des Energieverbrauchs der bordeigenen elektrischen Einrichtungen und eine Menge der zulässigen Energieerzeugung der Lichtmaschine einschließen; und
Übertragung von Energie zwischen der ersten und der zweiten Netzleitung, wenn eine Bedingung auf der Basis wenigstens eines Wertes aus einer die erste gespeicherte Energiemenge und der Spielraum bis zur maximalen Erzeugungskapazität umfassenden Gruppe eintrifft.

Bei den vorstehenden Ausgestaltungen wird die Energieübertragung zwischen der ersten, zur den Lader antreibenden oder unterstützenden elektrischen Rotationsmaschine führenden Netzleitung und der zweiten, zu den bordeigenen elektrischen Ein richtungen führenden Netzleitung gesteuert auf der Grundlage der Menge an gespeicherter Energie in der ersten speichernden Energiequelle, die primär die elektrische Rotationsmaschine versorgt und/oder dem Grad des Erzeugungspielraums der Lichtmaschine, die primär die zweite Netzleitung versorgt. Dies beschleunigt die Ladung der ersten speichernden Energiequelle. Demgemäß ist eine Situation vermeidbar, in der die elektrische Rotationsmaschine und der Lader in einer gut gesteuerten zeitlichen Weise wegen einer Knappheit an gespeicherter elektrischer Energie ausfallen, wodurch es unmöglich ist, den erforderlichen Aufladedruck zur Verfügung zu stellen.

Eine geeignete Steuerung der Energieübertragung zwischen der ersten und der zweiten Netzleitung macht es möglich, eine zeitweilige Energieknappheit zu vermeiden, die in einem Pfad auftritt, der mit der zweiten Netzleitung verbunden ist, und/oder instabile Aktionen der bordeigenen elektrischen Einrichtungen, die aus einer solchen Energieknappheit herrühren.

Das für die vorliegende Erfindung in Frage kommende Fahrzeug ist nicht auf einen bestimmten Fahrzeugtyp beschränkt. Jede Art von Fahrzeug, wie Automobile, Industriefahrzeuge, landwirtschaftliche Maschinen und Zweiradfahrzeuge kommen für die Erfindung in Frage, sofern sich im Fahrzeug ein Verbrennungsmotor befindet. Das Fahrzeug kann auch ein Hybridwagen sein, in dem sowohl ein Verbrennungsmotor als auch ein Motor als Antriebsquelle eingebaut sind. Jede Art von Verbrennungsmotor kann benutzt werden, vorausgesetzt, er besitzt einen Lader. Beispielsweise kann ein Motor mit hin- und hergehender Bewegung, ein Dieselmotor oder eine Motor mit rotierender Bewegung benutzt werden. Was den Lader betrifft, so kann jede Laderbauart eingesetzt werden, falls sie mit einer elektrischen Rotationsmaschine versehen ist, die Teil einer Antriebsquelle oder die gesamte Antriebsquelle bildet. Beispielsweise kann eine Turbolader, ein Roots-Lader, ein Lysholm-Kompressor oder anderes vorgesehen werden.

Wenn der Lader von einem Turbolader gebildet wird, ist es normal, daß das Abgas eines Verbrennungsmotors auf ein Turbinenrad geleitet wird, um ein Verdichterrad zu sammen mit einer Turbinenwelle anzutreiben. Das Verdichterrad, das in einem Einlaßpfad angeordnet ist, wird mit höherer Geschwindigkeit angetrieben, um die Einlaßluft aufzuladen, wodurch die Leistungsabgabe des Verbrennungsmotorserhöht werden kann. In dieser Konfiguration wird vorzugsweise die elektrische Rotationsmaschine zumindest in deren niederem Drehzahlbereich als Motor betrieben und unterstützt die Drehung des Verdichterrads, um die zeitliche Verzögerung bei dessen Wirkungsweise zu verringern.

Bei dieser Betriebsweise nach der vorliegenden Erfindung wird die Situation, in der die elektrische Rotationsmaschine als Motor arbeitet ist, als "die elektrische Rotationsmaschine im Motorzustand" bezeichnet. Andererseits kann in einem höheren Drehzahlbereich die elektrische Rotationsmaschine normalerweise, in Abhängigkeit vom Abgas aus dem Verbrennungsmotor, in entgegengesetzter Weise zur vorherigen betrieben werden. Das heißt, die elektrische Rotationsmaschine ist fähig, zumindest im höheren Drehzahlbereich, als ein Generator betrieben zu werden, was es erlaubt, die Abgasenergie aus dem Verbrennungsmotor als elektrische Energie zurückzugewinnen. Somit kann Energie wiedergewonnen werden. Bei der vorliegenden Erfindung wird die Situation, in der die elektrische Rotationsmaschine als Generator arbeitet, als "die elektrische Rotationsmaschine im Generatorzustand" bezeichnet.

In Fällen, in welchen der Lader als ein vorerwähnter Lader oder Lysholm-Kompressor mit einer Antriebsquelle ausgebildet wird, die aus nur einer elektrischen Rotationsmaschine besteht, ist es schwierig, die Energie zurückzugewinnen. Falls jedoch die primäre Antriebsquelle des Laders oder anderer ein Verbrennungsmotor ist und eine Hilfsantriebsquelle die vorerwähnte elektrische Rotationsmaschine ist, ist die elektrische Rotationsmaschine in der Lage, Energie zurückzugewinnen. Beispielsweise tritt ein solcher Fall auf bei einer Ausgestaltung, in der ein Verbrennungsmotor von seinem Zustand mit höherer Drehzahl in seinen Zustand mit niedrigerer Drehzahl schaltet oder sich der Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs in einem Zustand als Motorbremse befindet, so daß die dem Lader angefügte elektrische Rotationsmaschine, die der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors zugeordnet ist, zwangsweise in Rotation versetzt wird.

Als elektrische Rotationsmaschine ist jeder Typ oder jede Bauart annehmbar, solange eine solche Maschine fähig ist, die Arbeit des Laders zu unterstützen. Demgemäß ist der Lader nicht durch irgendwelche Bedingungen beschränkt, eine Gleichstrom- oder Wechselstromtyp zu sein, einen Magneten oder keinen Magneten zum Aufbau eines Magnetfelds zu besitzen, eine gleichrichtende Bürste zu besitzen oder nicht, oder ein Induktionsbauart oder eine Synchronbauart zu sein. Beispielsweise kann die elektrische Rotationsmaschine ein bürstenloser Gleichstrommotor, ein Induktionsmotor oder ein Gleichstrommotor sein.

(Verschiedene Muster für die Energieübertragung)

Die Energie wird durch die Energieübertragungsmittel zwischen der ersten und der zweiten Netzleitung nach verschiedenen Mustern übertragen. Beispiele für solche Muster können wie folgt aufgelistet werden.

(i) Wenn sich die elektrische Rotationsmaschine in einem Generatorzustand befindet und die erste gespeicherte Energiemenge geringer ist als ein vorgegebener Wert, wird die Energie daran gehindert, von der ersten Netzleitung auf die zweite Netzleitung übertragen zu werden.
(ii) Es wird vorgezogen, daß die erste Speicherenergiequelle eine ausreichende Menge gespeicherter Energie aufweist, so daß die elektrische Rotationsmaschine ansprechend auf den Betriebszustand des Verbrennungsmotors schnell als Elektromotor arbeiten kann, um den Lader rasch zu unterstützen. Wenn die erste gespeicherte Energiemenge geringer ist als der vorgegebene Wert, wird die Energie deshalb daran gehindert, von der ersten Netzleitung der zweiten Netzleitung zugeführt zu werden, wodurch der Strom blockiert ist, von der ersten Netzleitung zur zweiten Netzleitung zu fließen. Dies setzt die Energie (d.h. die durch die als Generator wirkende elektrische Rotationsmaschine wiedergewonnene elektrische Energie) in die Lage, in bevor zugter Weise der ersten Netzleitung zugeführt zu werden, wodurch die erste Speicherenergiequelle schnell geladen wird, was es erleichtert, die in der ersten speichernden Energiequelle gespeicherte Energie auf dem vorgegebenen Wert oder darüber zu halten.
(ii) Zusätzlich kann, selbst wenn sich die elektrische Rotationsmaschine im Generatorzustand befindet, der Energie gestattet werden, von der ersten Netzleitung zur zwei-ten Netzleitung übertragen zu werden, vorausgesetzt daß die erste gespeicherte Energiequelle mehr ist als ein vorgegebener Wert.

Das bedeutet, daß, wenn die erste gespeicherte Energiemenge in der ersten speichernden Energiequelle so ausreichend ist, daß es unnötig ist, die Quelle aufzuladen, der Energie gestattet wird, von der ersten Netzleitung auf die zweite Netzleitung überzugehen. Es wird somit die von der elektrischen Rotationsmaschine erzeugte elektrische Energie wirksamer genutzt. Zusätzlich entlastet dieser Energieübergang die Lichtmaschine, wodurch sich verschiedene Vorteile einschließlich einer Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs eines Fahrzeugs ergeben.

(ii) Außerdem wird es vorgezogen, daß die Energie daran gehindert wird von der zweiten Netzleitung auf die erste Netzleitung überzugehen, wenn die elektrische Rotationsmaschine sich im Motorzustand befindet.

Falls die elektrische Rotationsmaschine als Motor wirkt, der eine große Energiemenge verbraucht, und der Energieübergang von der zweiten Netzleitung zur ersten Netzleitung zugelassen ist, fließt Strom von der zweiten Netzleitung zur ersten Netzleitung unter Beeinflussung der Tätigkeit der der mit der zweiten Netzleitung verbundenen bordeigenen elektrischen Einrichtungen. Eine solche Rückwirkung beseitigt werden, indem man den Energieübergang von der zweiten Netzleitung zur ersten Netzleitung verhindert. Vorausgesetzt, daß die erste gespeicherte Energiemenge groß genug ist (oberhalb eines vorgegebenen Pegels) können sowohl der Lader als auch die bordeigenen elektrischen Einrichtungen ohne irgendwelche Probleme in dem Zustand betrieben werden, in dem Energie nicht von der zweiten Netzleitung auf die erste Netzleitung übertragen wird.

(iv) Wenn sich die elektrische Rotationsmaschine im Motorzustand befindet, kann es weiter gestattet werden, daß die Energie von der zweiten Netzleitung zur ersten Netzleitung übertragen wird, vorausgesetzt, daß genügend Aufnahmefähigkeit für die Überführung der Energie von der zweiten Netzleitung zur ersten Netzleitung vorhanden ist. Ein solcher Fall ist gegeben bei einer Situation, in der der Spielraum für die Energieerzeugung einen vorgegebenen Wert überschreitet.
(v) Insbesondere ist es wirkungsvoll, diese Energieübertragung bei einer Situation anzuwenden, in der der Spielraum für die Energieerzeugung einen vorgegebenen Wert überschreitet und die erste gespeicherte Energiemenge zumindest geringer ist als der vorgegebene Wert. Diese Weise der Übertragung überschüssiger Energie von der zweiten Netzleitung auf die erste Netzleitung ermöglicht es, die elektrische Rotationsmaschine ordnungsgemäß zu betreiben und dadurch die Leistungsabgabe des Verbrennungsmotors mit dem Lader anzuheben, ohne eine Abnahme der gespeicherten Energie in der zweiten speichernden Energiequelle und/oder einen Spannungsabfall auf der zweiten Netzleitung zu verursachen.
(vi) Die Fahrzustände einiger Fahrzeuge erfordern jedoch eine scharfe Beschleunigung, obwohl die oben genannten Bedingungen nicht erfüllt sind. In einem solchen Fall wird es vorgezogen, zuverlässig Energie von der zweiten Netzleitung an die elektrische Rotationsmaschine abzugeben. Um dies zu erreichen, wird der Energie gestattet, von der zweiten Netzleitung in die erste Netzleitung eingespeist zu werden, vorausgesetzt, daß die elektrische Rotationsmaschine sich im Motorzustand befindet, der Energieerzeugungsspielraum geringer ist als ein vorgegebener Wert und eine den Fahrzustand des Fahrzeugs betreffende besondere Bedingung erfüllt ist.
(vii) In diesem Fall kann eine bloße Energieübertragung von der zweiten Netzleitung zur ersten Netzleitung eine Schwierigkeit verursachen. Insbesondere dann, wenn die erste Speicherenergiequelle eine geringere gespeicherte Energiemenge hat, wird die von der zweiten Netzleitung übertragene Energie auch der ersten speichernden Energiequelle zugeführt, wodurch eine schnelle Aktion der elektrische Rotationsmaschine blockiert wird. Um eine solche Schwierigkeit zu überwinden, umfaßt das Energiesteuersystem vorzugsweise einen Schalter, der befähigt ist, selektiv einen Pfad zwischen der ersten speichernden Energiequelle und der ersten Netzleitung herzustellen oder zu unterbrechen, und das Energieübertragungsmittel stellt den Schalter auf seine Unterbrechungsstellung, wenn die besondere Bedingung erfüllt ist und die erste gespeicherte Energiemenge geringer ist als der vorgegebene Wert.

Dabei schließt die vorstehend erwähnte besondere Bedingung eine Bedingung ein, in der ein Fahrzeug zur Vermeidung von Risiken eine plötzliche Beschleunigung erfordert. Zu diesen riskanten Situationen gehört beispielsweise das Überholen eines Fahrzeugs beim Fahren in einer Fahrspur einer Schnellstraße. Diese Art besonderer Bedingungen kann anhand der Motordrehzahl, der Betätigung des Fahrpedals und anderer Merkmale erkannt werden.

(viii) Wenn die elektrische Rotationsmaschine im Motorzustand ist, wird vorzugsweise die Energieübertragung von der zweiten Netzleitung zu wenigstens einer der bordeigenen elektrischen Einrichtungen unterbrochen, um den Energieerzeugungsspielraum zu erhöhen.

Eine solche zeitweilige Unterbrechung ist auch hilfreich bei der Erzeugung überschüssiger Energie auf der Seite der zweiten Netzleitung. Wenn diese überschüssige Energie der ersten Netzleitung zugeführt wird, ermöglicht das einen stetigen Betrieb der elektrischen Rotationsmaschine als Elektromotor ohne Spannungsabfall in der zweiten Netzleitung. In diesem Fall kann, wenn die Drehmomentaufnahme an der Lichtmaschine unterdrückt wird, die Energieerzeugung angehoben werden, was zur Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs des Verbrennungsmotors hilfreich ist. Bordeigene elektrische Einrichtungen, die solch einer zeitweiligen Unterbrechung ausgesetzt werden, sind beispielsweise Heizungen, die einen hohen Energieverbrauch aufweisen, aber in ihrer Wirkung durch eine so kurze Unterbrechung der Energieversorgung nicht beeinträchtigt werden.

Die vorerwähnte Energieversorgung von der zweiten Netzleitung zur ersten Netzleitung ermöglicht eine kompakte Gestaltung der ersten speichernden Energiequelle. Überdies erhöht diese Energieversorgung die Zeit, während welcher die Ladertätigkeit der elektrischen Rotationsmaschine ausgeführt wird.

(ix) Außerdem kann, wenn die elektrische Rotationsmaschine sich nicht im Motorzustand befindet, die Energie von der von der zweiten Netzleitung zur ersten Netzleitung übertragen werden, unter der Bedingung, daß festgestellt wurde, daß der Erzeugungsspielraum über einem vorgegebenen Wert liegt. Der Zustand "befindet sich nicht im Motorzustand" kann interpretiert werden als "die elektrische Rotationsmaschine ist im Generatorzustand oder gestoppt". In solchen Situationen ermöglicht es die Überschußenergie, daß die erste Speicherenergiequelle in einer kurzen Zeitspanne eine ausreichende Energiemenge sicherstellt. Wenn sich die elektrische Rotationsmaschine das nächste Mal im Motorzustand befindet, ist sie somit in der Lage, innerhalb kurzer Zeit als Elektromotor zu arbeiten und dabei sofort den Lader zu unterstützen.
(x) Die vorerwähnte Übertragung der Überschußenergie kann unabhängig davon ausgeführt werden, wie hoch die erste Speicherenergiemenge ist. Diese Energieübertragung ist besonders wirkungsvoll, wenn die erste Speicherenergiemenge nicht ausreichend ist (sich unter einem vorgegebenen wert befindet). Es wird deshalb bevorzugt, die Übertragung der Überschußenergie von der zweiten Netzleitung auf die erste Netzleitung zu erlauben, falls wenigstens die erste Speicherenergiemenge kleiner ist als ein vorgegebener Wert.
(xi) Es wird auch bevorzugt, daß, wenn der Erzeugungsspielraum geringer ist als ein vorgegebener Wert, die Energieübertragung zwischen der ersten und der zweiten Netzleitung geschlossen wird, unabhängig davon, wie die elektrische Rotationsmaschine arbeitet.

Falls die Energieübertragung zwischen der ersten und der zweiten Netzleitung zugelassen ist, wenn der Erzeugungsspielraum geringer ist als der vorgegebene Wert, macht das die Energieübertragung ungeeignet, weil sie zu einer Verknappung der zweiten Speicherenergiemenge und zu einer unzweckmäßigen oder instabilen Funktion der bord-eigenen elektrischen Einrichtungen und des Laders führt. Beispielsweise gibt es Fälle, bei welchen sich die elektrische Rotationsmaschine im Motorzustand befindet und die erste gespeicherte Energiemenge nicht ausreichend ist. In diesem Fall ermöglicht es die Energieübertragung von der zweiten Netzleitung zur ersten Netzleitung einem Strom, von der zweiten Netzleitung zur ersten Netzleitung zu fließen, was eine Verknappung der Energie für die bordeigenen elektrischen Einrichtungen zur Folge hat. Zusätzlich, wenn die Energieübertragung zwischen der ersten und der zweiten Netzleitung unter der Bedingung gestattet ist, daß die elektrische Rotationsmaschine sich im Generatorzustand befindet und die erste Speicherenergiemenge nicht ausreichend ist, kann die durch die elektrische Rotationsmaschine rückgewonnene Energie vorzugsweise nicht auf die erste Speicherenergiequelle übertragen werden, wodurch die erste Speicherenergiemenge instabil wird. Dies wird zu einer Verknappung der Energie für die elektrische Rotationsmaschine führen, was es unmöglich macht, die Wirkung des Laders schnell und stabil zu unterstützen.

(xii) Die obige Erläuterung hat sich hauptsächlich auf die Annahme konzentriert, daß der Verbrennungsmotor sich im Fahrbetrieb befindet. Dabei ist es erwünscht, daß die dem Lader angefügte elektrische Rotationsmaschine ihre Arbeit unmittelbar nach dem Start des Verbrennungsmotors aufnimmt. Unter Berücksichtigung dieser Forderung wird vorzugsweise eine ausreichende Energiemenge in der ersten Speicherenergiequelle gesichert, bevor der Verbrennungsmotor gestartet wird.

Um diese Forderung zu erfüllen, ist die vorliegende Erfindung mit einem Sensor versehen, der den Beginn des Antriebs des Verbrennungsmotors von seinem nicht angetriebenen Zustand unterscheidet und so ausgebildet ist, daß er die Energieübertragung von der zweiten Netzleitung zur ersten Netzleitung gestattet, wenn der Beginn des Antriebs des Verbrennungsmotors festgestellt wird.

(xiii) Dementsprechend wird vor dem Beginn des Antriebs des Verbrennungsmotors die Energie von der zweiten Netzleitung auf die erste Netzleitung übertragen, wodurch die erste Speicherenergiequelle befähigt wird, selbst vom Beginn des Antriebs des Verbrennungsmotors an eine ausreichende Energiemenge für die als Motor arbeitende elektrische Rotationsmaschine zu haben. Dieser Weg der Aufladung der ersten Speicherenergiequelle, die von der zweiten Netzleitung aus über die erste Netzleitung erfolgt, findet normalerweise einmal vor dem Start des Verbrennungsmotors statt, so daß es wenig Einfluß auf die Energiemenge gibt, die in der zweiten Speicherenergiequelle gespeichert ist.

Es wird insbesondere bevorzugt, daß Mittel zur Ermittlung der zweiten Speicherenergiemenge vorgesehen sind, die als zweite Speicherenergiemenge eine Menge von Speicherenergie in der zweiten Speicherenergiequelle ermitteln, und Mittel zur Verhinderung der Energieübertragung von der zweiten Netzleitung zur ersten Netzleitung, selbst wenn der Beginn des Antriebs des Verbrennungsmotors festgestellt wird, solang die zweite Speicherenergiemenge geringer ist als der vorgegebene Wert. Der Grund ist, daß die Energieübertragung unerwünscht sein würde, selbst wenn die Energiemenge in der zweiten Speicherenergiequelle noch nicht ausreichend ist und den Beginn des Antriebs des Verbrennungsmotors beeinflußt. Falls die Tätigkeit des Laders unmittelbar nach dem Start des Verbrennungsmotors unzureichend wird, tritt kein Problem bei der Fahrt des Fahrzeugs selbst auf.

Die Feststellung des Beginns des Antriebs des Verbrennungsmotors, die durch den Sensor erfolgt, wird realisiert durch die Feststellung der Entsperrung des Fahrzeugtürschlosses, das Öffnen/Schließen der Fahrzeugtüren, das Sitzen des Fahrers auf dem Fahrersitz, oder anderes. Zusätzlich tritt die Situation, bei der es erforderlich wird, die erste Speicherenergiequelle aufzuladen, ein, wenn das Fahrzeug anhält, weil die Menge der gespeicherten Energie in der Speicherenergiequelle knapp wird oder die Menge der gespeicherten Energie aufgrund eines längere Zeit anhaltenden Parkens entladen wurde. Im Gegensatz dazu wird es in den Fällen, in welchen die Menge der gespeicherten Energie in der Speicherenergiequelle so ausreichend ist, daß es unnötig ist, sie Energiequelle weiter zu entladen, nicht erforderlich sein, die Energie von der zweiten Netzleitung zur ersten Netzleitung zu übertragen, selbst wenn der Beginn des Antriebs des Verbrennungsmotors festgestellt wird.

(Ausgestaltung des Energieübertragungsmittels)

Das Energieübertragungsmittel ist so gestaltet, daß es die Energie zwischen der ersten und der zweiten Netzleitung auf der Basis der ersten Speicherenergiemenge und des Erzeugungspielraums überträgt. Die Energieübertragung wird beispielsweise realisiert durch Verbinden/Trennen des Pfades zwischen der ersten und der zweiten Netzleitung, Umschalten der Energieübertragungsrichtung, Umpolung der Spannung, und anderes. In der Praxis besitzt das Energieübertragungsmittel einen Spannungskonverter der wechselweise die angelegten Spannungen an erste und zweite Netzleitungen überträgt, Umschaltmittel die eine Umschaltung zwischen einem Betriebszustand und einem nicht in Betrieb befindlichen Zustand des Spannungskonverters und einem Eingang und einem Ausgang des Spannungskonverters ausführen, und eine Schätzfunktion, die als Antwort auf die Umschaltung abschätzt, ob oder ob nicht die Energie zwischen der ersten und der zweiten Netzleitung übertragen wird und längs welcher Wege zwischen der ersten und der zweiten Netzleitung, Falls die Klemmenspannungen der ersten und der zweiten Speicherenergiequelle von einander abweichen, konvertiert der Spannungskonverter eine Spannung zur anderen und besteht beispielsweise aus einem Gleichstrom/Gleichstrom-Konverter. Die Umschaltmittel sind beispielsweise als primäre Komponenten aus Schaltelementen zusammengesetzt. Die Schätzfunktion spricht auf die Ergebnisse an, ob oder ob nicht die verschiedenen Muster für die Energieübertragung vorliegen, und schätzt ab, ob eine Energieübertragung stattfindet oder nicht und, falls erforderlich, Richtungen der Energieübertragung. Die geschätzten Ergebnisse werden beim Betrieb des Spannungskonverters und der Umschalteinrichtungen berücksichtigt.

(Andere)

Die Lichtmaschine ist beispielsweise ein vom Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs angetriebener Wechselstromgenerator. Für die Nutzung einer Lichtmaschine dieser Art wird es vorgezogen, daß die Mittel zur Berechnung des Erzeugungsspielraums Berechnungsmittel aufweisen, die eine zulässige Energiemenge der Lichtmaschine auf der Basis einer veranschlagten, von der Lichtmaschine erzeugten Energiemenge und einer aufgenommenen Größe des vom Verbrennungsmotor erzeugten Drehmoments berechnen, wobei die veranschlagte Menge der erzeugten Energie die maximale Erzeugungskapazität ist, die durch die Lichtmaschine eingespeist werden kann, und die Größe des aufgenommenen Drehmoments für die Lichtmaschine zulässig ist.

Der Erzeugungsspielraum wird berechnet von der zulässigen Energiemenge der Lichtmaschine und einer verbrauchten Energiemenge, die sich an der zweiten Netzleitung ergibt. Die zulässige Energiemenge der Lichtmaschine wird nicht nur anhand der geschätzten Energiemenge der Lichtmaschine bestimmt, sondern ist auch beeinflußt durch die Größe des von der Lichtmaschine aufgenommenen Drehmoments des Verbrennungsmotors. Selbst innerhalb des geschätzten Energiebetrags nimmt das vom Motor aufgenommene Drehmoment zu, wenn an von der Lichtmaschine erzeugte Energiemenge zunimmt. Es ist deshalb unvernünftig, die von der Lichtmaschine erzeugte Energiemenge nach belieben zu erhöhen. Falls man sie beliebig erhöht, würde eine Steigerung des Drehmoments des Motors, das von der Aufladung herrührt, durch eine Zunahme des aufgenommenen Drehmoments ausgelöscht. Es wird deshalb in Bezug auf das von der Lichtmaschine aufgenommenen Drehmoment vorzugsweise die zulässige Energiemenge berechnet. Falls eine Drehmomentaufnahme durch die Lichtmaschine ausreichend zugelassen ist. gleicht die zulässige Erzeugungsmenge der Lichtmaschine deren veranschlagter Energiemenge.

Bei der vorliegenden Erfindung kann jede Art der ersten Speicherenergiequelle verwendet werden. Um sie kompakter, leichter und langlebiger zu machen, besteht die erste Speicherenergiequelle aus einem Kondensator. Falls ein Kondensator benutzt wird, wird es leichter sein, eine gespeicherte Energiemenge zu ermitteln (d.h. eine verbleibende Energiemenge), indem man die Klemmenspannung des Kondensators mißt. Vorzugsweise besteht der Kondensator aus einem Doppelschicht-Kondensator. Gegebenenfalls kann jede Bauart einer Energiequelle als die zweite Speicherenergiequelle benutzt werden. Bei Automobilen ist es gebräuchlich, eine Batterie, wie eine Bleibatterie, zu verwenden.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen werden nun bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Unter Bezugnahme auf die 1 bis 11 wird nun eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
1 zeigt in Blockdarstellung die Gesamtanordnung eines bordeigenen Energiesteuersystems T eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.;
2 ist ein elektrisches Schaltbild, das die Anordnung eines bei der Ausführungsform eingesetzten Gleichstrom/Gleichstrom-Konverters zeigt;
3 ist ein Hauptflußdiagramm zur Erläuterung des bei der Ausführungsform ausgeführten Energiesteuersystems;
4 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung einer Subroutine für die bei der Ausführungsform durchgeführte Anfangsladung;
5 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung einer Subroutine zur Steuerung elektrischer Lasten, die bei der Ausführungsform durchgeführt wird;
6 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung einer Subroutine zur Energiesteuerung während des Antriebs einer elektrischen Rotationsmaschine,m die bei der Ausführungsform durchgeführt wird;
7 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung einer Subroutine zur Ein/Aus-Steuerung eines Schalters, die bei der Ausführungsform durchgeführt wird;
8 zeigt das Flußdiagramm einer Subroutine zur Feststellung einer scharfen Beschleunigung eines Fahrzeugs, die bei der Ausführungsform durchgeführt wird;
9 zeigt das Flußdiagramm einer Subroutine zur Berechnung eines Erzeugungsspielraums (d.h. einen Grad des Generatorspielraums bei der Energieerzeugung), die bei der Ausführungsform durchgeführt wird:
10 zeigt in Blockform wie der Erzeugungsspielraum berechnet wird;
11 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung einer Subroutine zur Energiesteuerung während des Generatorzustands der elektrischen Rotationsmaschine, die bei der Ausführungsform durchgeführt wird; und
12 ist ein Blockdiagramm das die gesamte Anordnung eines Leistungssteuerungssystems nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
Dieses bordeigene Energiesteuersystem T ist in einem Fahrzeug angebracht mit einem hin- und hergehenden Benzinmotor mit einem Lader (nachfolgend einfach als "Motor" bezeichnet). Das Energiesteuersystem T ist als primäre Komponenten mit einem als Lader dienenden, eine elektrische Rotationsmaschine 11 einschließenden Turbolader 15 versehen, und mit verschiedenen Komponenten, die einen Kondensator (eine erste Speicherenergiequelle) 12, bordeigene elektrische Einrichtungen 21, eine Batterie 22 (eine zweite Speicherenergiequelle), eine erste Netzleitung L1, eine zweite Netzleitung L2, eine Steuervorrichtung 31 und einen Gleichstrom/Gleichstrom-Konverter 32 umfassen.
Von diesen Komponenten versorgt der Kondensator 12 die elektrischen Rotationsmaschinen 11. Die Batterie 22, die eine Bleibatterie ist, ist zur Energieversorgung der bordeigenen elektrischen Einrichtungen 21 vorgesehen. Die erste Netzleitung L1 ist mit dem Gleichstrom/Gleichstrom-Konverter 32 auf seiner dem Turboladers zugeordneten Seite verbunden, während die zweite Netzleitung L2 mit dem Gleichstrom/Gleichstrom-Konverter 32 auf seiner den bordeigenen elektrischen Einrichtungen zugeordneten Seite verbunden ist. Sowohl die Steuervorrichtung 31 als auch der Gleichstrom/Gleichstrom-Konverter 32, die eine Energiesteuervorrichtung und ein Energieübertragungsmittel der vorliegenden Erfindung bilden, dienen dazu, das Abgeben und Annehmen von Energie zwischen der ersten und der zweiten Netzleitung L1 und L2 zu steuern.
Der Turbolader 15 ist, als primäre Komponenten, mit einem Turbinenrad 151, einer Welle 152; einem Verdichterrad 153 und einem Gehäuse 154, wie auch der aus einem bürstenlosen Dreiphasen-Gleichstrommotor bestehenden elektrischen Rotationsmaschine 11 versehen. Das Turbinenrad 151 wird durch Abgas aus dem Motor angetrieben. Das Verdichterrad 153 dient dazu, die verdichtete Einlaßluft in den Motor zu fördern. Die Welle 152 ist so angeordnet, daß sie das Turbinenrad 151 und das Verdichterrad 153, die an ihren beiden Enden angeordnet sind, miteinander zu verbinden und die Drehkraft vom Turbinenrad 151 auf das Verdichterrad 153 zu übertragen. Das Gehäuse 154 umgibt das Turbinenrad 151, die Welle 152 und das Verdichterrad 153.
Die elektrische Rotationsmaschine 11 ist mit einen Innenfeldrotor 11 versehen, der zusammen mit der Welle 152 rotiert, um ein Magnetfeld zu bilden, und mit einem Stator 112, der drei als Anker dienende Spulen besitzt. Die drei Spulen sind rund um den Rotor 111 angeordnet. Wenn der Anker des Stators 112 erregt wird, ist die elektrische Rotationsmaschine in der Lage, als Elektromotor ("Motor" genannt) zu wirken, um den Rotor 111 in Drehbewegung zu versetzen. Im Gegensatz dazu erzeugen die Spulen des Stators 112 einen Dreiphasen-Wechselstrom in Fällen, in denen der Rotor 111 durch das Turbinenrad 151 über die Welle 152 abgetrieben wird. Das heißt, daß die elektrische Rotationsmaschine 11 als elektrischer Generator ("Generator" genannt) wirkt. Demgemäß ist die elektrische Rotationsmaschine 11 bei der vorliegenden Erfindung als elektrischer Motor-Generator (MG) ausgebildet.
Die elektrische Rotationsmaschine 11 wird durch eine auf Ermittlungssignale von einem Rotationssensor 131, einem Stromsensor 132 und einer Ermittlungsschaltung 133 ansprechende Steuervorrichtung (driver) 13 angetrieben. Die Steuervorrichtung 13 bildet auch einen Teil des Steuersystems T. Wenn die elektrische Rotationsmaschine 11 gezwungen wird, als Motor zu arbeiten, wird die Steuervorrichtung 13 durch die mit dem Kondensator 12 verbundene erste Netzleitung L1 mit Energie versorgt. Im Gegensatz dazu wird, wenn die elektrische Rotationsmaschine den Befehl erhält, als Generator zu arbeiten, Energie von der Steuervorrichtung 13 über die erste Netzleitung L1 an den Kondensator 12 überführt. Dabei erlaubt die als Generator arbeitende elektrische Rota tionsmaschine 11 der Steuervorrichtung 13 eine Gleichstromenergie mit konstanter Spannung (z.B. 30 [V]) über die erste Netzleitung L1 abzugeben.
Der Kondensator 12 besteht aus einem elektrischen Doppelschichtkondensator, der fähig ist, zeitweilig eine elektrische Ladung (d.h. elektrische Energie) zu speichern, um die elektrische Rotationsmaschine 11 anzutreiben. Ein Schalter 121, der einen Teil des Steuersystems T darstellt, ist zwischen die erste Netzleitung L1 und den Kondensator 12 eingefügt und wird so gesteuert, daß er die Verbindung mit der ersten Netzleitung L1 ein- oder ausschaltet entsprechend der Information, die die Betriebszustände des Fahrzeugs anzeigt.
Das bordeigene Steuersystem T ist außerdem mit einer Lichtmaschine 23 versehen, die einen Generator für Wechselstrom (alternator) 231, einen Gleichrichter 232 und einen Regler 233 besitzt. Der Generator 231 für Wechselstrom ist mechanisch mit einer nicht gezeigten Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbunden und wird dadurch angetrieben. Der elektrische Ausgang des Wechselstromgenerators 231 wird durch den Gleichrichter 232 in Gleichstromenergie umgewandelt, die dann über den Regler 233 auf die zweite Netzleitung L2 übertragen wird, wobei die zweite Netzleitung L2 mit den bordeigenen elektrischen Einrichtungen 21 verbunden ist. Der Regler 233 umfaßt sowohl eine Verbindungsschaltung als auch eine Steuerschaltung und erhält einen Befehl beispielsweise von der Steuervorrichtung 31. Der Regler 233 wird auf den Befehl reagieren durch Steuerung einer von ihm ausgehenden Ausgangsspannung und Begrenzung einer durch den Wechselstromgenerator 231 erzeugten Energiemenge.
Die vorerwähnten bordeigenen elektrischen Einrichtungen 21 bestehen aus einer Auswahl an Einrichtungen, die Scheinwerfer 211 und Sitzheizungen 212 umfassen. Mit diesen Einrichtungen 21 verbunden ist die zweite Netzleitung L2, deren Enden elektrisch sowohl mit der Batterie 22 als auch mit der Lichtmaschine 23 verbunden sind, so daß die Einrichtungen 21 in selektiver Weise durch die Batterie und die Lichtmaschine mit Energie versorgt werden.
Zwischen der ersten und der zweiten Netzleitung L1 und L2 ist der oben erwähnte Gleichstrom/Gleichstrom-Konverter 32 angeordnet, der so gestaltet ist, daß er die beiden Leitungen L1 und L2 miteinander verbinden kann. Dank dieses Gleichstrom/Gleichstrom-Konverters 32 kann die Energie interaktiv zwischen den beiden Leitungen L1 und L2 übertragen werden.
Die Anordnung ist so getroffen, daß der Gleichstrom/Gleichstromkonverter 32 durch die Steuervorrichtung 31 gesteuert wird. Während der Steuerung ist die Steuervorrichtung 31 in der Lage, eine Energiemenge zu ermitteln, die durch die bordeigenen elektrischen Einrichtungen 21 verbraucht wird, einen Energiemenge, die durch die Lichtmaschine 23 erzeugt wird und eine Energiemenge, die von der Batterie 22 gespeichert wird (d.h. eine zweite Speicherenergiemenge) auf der Basis von durch die Stromsensoren 241, 242 und 243 ermittelter Signale.
Die Steuervorrichtung 31 ist auch über Verbindungsleitungen mit der Steuervorrichtung 13 und dem Regler 233 der Lichtmaschine verbunden, wodurch verschiedene, für die Steuerung nötige Daten zwischen zweien dieser Vorrichtungen 31, 13 und 233 ausgetauscht werden können. Das erlaubt es der Steuervorrichtung 31 die Betriebsbedingungen der elektrischen Rotationsmaschine 11 und der Lichtmaschine 23 zu überwachen. Durch Nutzung verschiedener, von entsprechenden Orten für die Steuerung gesammelter Signalteile ist die Steuervorrichtung 31 in der Lage, die Arbeitsweise des Gleichstrom/Gleichstrom-Konverters 32 und anderer Vorrichtungen zu steuern.
Die Steuervorrichtung 31 ist auch mit den bordeigenen elektrischen Einrichtungen 21 durch nicht gezeigte Kommunikationsleitungen verbunden und es ist deshalb für die Steuervorrichtung 31 möglich, Informationen zu erlangen, die die Betriebsbedingungen der bordeigenen elektrischen Einrichtungen 21 zeigen, und einen Teil der Ladungen (in Abstimmung mit Stoppmitteln der bordeigenen Einrichtungen) bei ihrer Wirkung abzustoppen.
Unter Bezugnahme auf 2 wird nun die Gestaltung des Gleichstrom/Gleichstrom-Konverters 32 detallliert erläutert.
Der als Spannungsumwandlungsvorrichtung wirkende Gleichstrom/Gleichstrom-Konverters 32 ist in der gewöhnlich benutzten Form ausgestaltet, bei der zwei Anschlüsse A und B zur Verbindung der Konverterinnenschaltung mit der ersten und der zweiten Netzleitung L1 und L2 angeordnet sind. Diese Schaltung schließt drei Transistoren Tr1 bis Tr3 ein, eine Steuerschaltung 321 und RLC-Glieder. Die Tore der zwei Transistoren Tr1 und Tr2 sind mit der Steuerschaltung 321 verbunden, um von dort Steuersignale zu empfangen. Wenn man die Steuerschaltung veranlaßt, die Transistoren Tr1 und Tr2 an- und abzuschalten. Führt dies zu einer bilateralen Energieübertragung zwischen den beiden Anschlüssen A und B. Somit stellen die Transistoren Tr1 und Tr2 "Schaltelemente" dar und die Steuerschaltung 321 entspricht einem "Energieübertragungsbestimmungselement".
Die Steuervorrichtung ist auch mit einem Steuerungsanschluß 322 verbunden, der mit der Steuervorrichtung 31 verbunden ist. Somit wird ein Steuersignal von der Steuervorrichtung 31 an den Steuerungsanschluß 322 an die Steuerschaltung 321 gegeben, so daß diese Schaltung 321 wirksam wird, um die Spannung an den Anschlüssen A und B auf den vorgegebenen Spannungswerten zu halten.
Der Transistor Tr3 ist ein Schalter zur Verhinderung eines Rückflusses und ist ausgelegt, abzuschalten, wenn der Gleichstrom/Gleichstrom-Konverter 32 ansprechend auf ein Steuersignal vom Steuervorrichtung 31 abgeschaltet wird (d.h. betriebsfreier Zustand). Des weiteren wird der Transistor Tr3 auch abgeschaltet in Fällen, in denen die Energie vom Anschluß A zum Anschluß B umgesetzt wird oder das Potential am Punkt B1, der über eine Spule mit dem Anschluß B verbunden ist, niedriger ist als das Potential am Anschluß A. Das verhindert einen Stromfluß vom Anschluß B zum Anschluß A. Durch den Gebrauch eines Nebenschlußwiderstands 323 überwacht die Steuerschaltung 321 den über den Anschluß A fließenden Strom, um den Strom innerhalb eines vorge gebenen Stromwertes zu halten. Während der Begrenzung des Stromwertes erfolgt die Steuerung, um die Eingangs- und Ausgangsenergie zu sättigen.
Unter Bezugnahme auf die in den 3 bis 11 gezeigten Flußdiagramme wird nun im Detail die Arbeitsweise der Steuervorrichtung 31 beschrieben.
Vor allem wird unter Benutzung des in 3 gezeigten Flußdiagramms die gesamte Wirkungsweise des Verfahrensablaufs erläutert.
Beim Schritt S200 in 3 wird unter der Steuerung der Steuervorrichtung 31 eine Subroutine zur anfänglichen Ladung ausgeführt. Dieses Verfahren ist vorbereitet, weil ein Automobil, auf dem das bordeigene Energiesteuersystem T angebracht ist, längere Zeit geparkt gewesen sein kann und keine ausreichende Energie für den Art trieb der elektrischen Rotationsmaschine 11 im Kondensator 12 gespeichert sein kann.
Nach diesem anfänglichen Ladevorgang schreitet das Verfahren zum Schritt S201 vor, wo eine Subroutine zur Steuerung der elektrischen Ladungen durchgeführt wird, wie später beschrieben wird.
Das Verfahren schreitet zum Schritt S202 vor, wo Daten von der Steuervorrichtung 13 für die elektrische Rotationsmaschine 11 benutzt werden, um zu bestimmen, ob die elektrische Rotationsmaschine 11 in Betrieb ist oder nicht. Falls diese Feststellung zeigt, daß die Maschine 11 in Betrieb ist (JA beim Schritt S202). Wird das Verfahren an Schritt S203 übergeben, wo eine Subroutine zur Energiesteuerung während des Antriebs der elektrischen Rotationsmaschine 11 durch den Steuervorrichtung 31 ausgeführt wird. Im Gegensatz dazu schreitet das Verfahren zum Schritt S204 vor, falls festgestellt wird daß sich die elektrische Rotationsmaschine im Generatorbetrieb oder im Stillstand befindet (NEIN beim Schritt S202), so daß beim Schritt S204 eine Subroutine zur Steuerung der Energie während des Generatorbetriebs der elektrischen Rotationsmaschine 11 durchgeführt wird. Unter "in Betrieb" wird verstanden, daß die elektrische Rotationsmaschine 11 sich in der Phase des Motorbetriebs befindet, während welcher die Maschine 11 den Turbolader 15 antreibt.
Der auf den Schritten S201 bis S204 basierende Verfahrensablauf wird auf diese Weise in vorgegebenen Schritten wiederholt.
(Subroutine für die anfängliche Ladung)
Unter Bezugnahme auf das in 4 gezeigte Flußdiagramm wird nun im Detail eine Subroutine zur anfänglichen Ladung beschrieben, die auch von der Steuervorrichtung 31 ausgeführt wird.
Beim Schritt S801 benutzt die Steuervorrichtung 31 nicht gezeigte, auf der Tätigkeit des Benutzers beruhende Signale, um festzustellen, ob die Verriegelung einer Fahrzeugtür gelöst wurde. Falls diese Ermittlung negativ ist (d.h. festgestellt wurde, daß die Tür nicht entriegelt wurde), wartet die Steuervorrichtung 31 unter Wiederholung der Verfahrensschritte beim Schritt S81 auf die Entriegelung der Tür. Wenn festgestellt wird, daß das Türschloß entriegelt wurde, schreitet das Verfahren zum Schritt S802 vor, wo dann festgestellt wird, ob die Tür auf einer dem Fahrersitz zugeordneten Seite geöffnet wurde.
Falls festgestellt wird, daß die Tür nicht geöffnet wurde (NEIN beim Schritt S802), wird das Verfahren zum Schritt S808 geschaltet, bei welchem der Wartezustand für eine gewisse Zeitspanne aufrechterhalten wird, die mit der Entriegelung des Türschlosses beginnt. Wenn die vorgegebene Zeitspanne abgelaufen ist, ohne daß eine offene Tür festgestellt wird, wird das Verfahren veranlaßt, zum Schritt S801 zurückzukehren. Der Verfahrensablauf bei den Schritten S801, S802 und S803 entspricht den Sensoren gemäß der vorliegenden Erfindung.
Falls beim Schritt S802 die Entscheidung JA gefallen ist, d.h. falls festgestellt wurde, daß die Tür beim Fahrersitz geöffnet wurde, führt die Steuervorrichtung 31 auf einanderfolgend die Verfahrensschritte S803 bis S805 aus. Bei diesen Schritten S803 bis S805 wird angenommen, daß eine im Kondensator 12 gespeicherte Energiemenge (d.h. eine elektrische Ladung) geringer ist als ein vorgegebener Wert, der für den Antrieb der elektrischen Rotationsmaschine 11 (Schritt S803) ausreichend ist, daß eine Spannung an der Batterie 22 höher ist als ein vorgegebener Wert, der für den Start des Motors (Schritt S804) ausreichend ist, und es wird festgestellt, ob oder ob nicht ein (nicht gezeigter) Anlasser bereits betätigt wurde (Schritt S805).
Falls sich bei allen Schritten S803 bis S805 die Feststellung JA ergeben hat, wird das Verfahren zum Schritt S806 weitergeschaltet, bei dem der Kondensator 12 durch die anfängliche Lademaßnahme über den Gleichstrom/Gleichstrom-Konverter 32 geladen wird. Im Gegensatz dazu liefert jeder der Schritte S803 bis S805 den Wert NEIN, die Subroutine für die anfängliche Lademaßnahme wird auf das Hauptverfahren (Schritt S807) zurückgeführt, da die anfängliche Ladung beendet ist oder gegenwärtig nicht benötigt wird.
Die obenerwähnte anfängliche Lademaßnahme erlaubt es, den Kondensator 12 vorab zu laden, um die Energiemenge zur Verfügung zu haben, die für den Antrieb der elektrischen Rotationsmaschine 11 erforderlich ist. Demgemäß ist selbst unmittelbar dem Laufbeginn die elektrische Rotationsmaschine 11 in der Lage, eine Wirkung zur Unterstützung des Einlaßvorgangs (Aufladung) zur Verfügung zu stellen.
Beim Schritt S900 wird zuerst festgestellt, ob oder ob nicht die elektrische Rotationsmaschine 11 in Betrieb ist. Das Verfahren wird dann zum Schritt S901 geschaltet, wo, falls festgestellt wird, daß die elektrische Rotationsmaschine in Betrieb ist, weiter ermittelt wird, ob oder ob nicht eine oder mehrere besondere elektrische Einrichtungen, ausgewählt unter den bordeigenen elektrischen Einrichtungen 21, in Betrieb sind.
Diese eine oder mehreren besonderen elektrischen Einrichtungen 21 sind Einrichtungen zugewiesen wie z.B. eine Heckscheibenheizung, und Sitzheizungen, die es erlauben, die Energieversorgung zeitweilig abzuschalten, weil dies bei einer so kurzen Dauer bei ihnen keinen Einfluß erkennen läßt und sie große Energiemengen verbrauchen. In Fällen, bei denen es festgelegt ist, daß die besonderen elektrischen Einrichtungen in Betrieb sein müssen, schaltet die Steuervorrichtung sein Programm auf den Schritt S902, um zeitweilig den Betrieb dieser ausgewählten elektrischen Einrichtungen zu stoppen. Im Gegensatz dazu, wenn die oben genannte Feststellung keinen Betrieb (NEIN beim Schritt S901) anzeigt, wird die Beendigung des Verfahrensablaufs erzwungen. Des weiteren wird, wenn festgestellt wurde, daß die bordeigenen elektrischen Einrichtungen 21 nicht in Betrieb sind (NEIN beim Schritt 900), das Verfahren beim Schritt S903 angeleitet, den beim Schritt S902 angeordneten zeitweiligen Stopp aufzuheben, so daß die besonderen elektrischen Einrichtungen, die bis dahin gestoppt waren, wieder in Betrieb gebracht werden können.
Das Verfahren bei den Schritten S900 und S902 stellt Mittel zusammen, um bordeigene elektrische Einrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung zu stoppen.
Demgemäß kann durch das oben genannte, in 5 gezeigte Verfahren die durch das Automobil verbrauchte Energie um eine Energiemenge reduziert werden, die durch sehr große Energiemengen verbrauchende Lasten verbraucht werden, die selten durch einen kurzzeitigen Stopp während des Betriebs der elektrischen Maschinen 11 beeinflußt werden. Eine reduzierte Energiemenge wird zu einer Überschußenergie, die während einer kurzen Zeitspanne ausgenützt werden kann.
Daher können solche Situationen, in denen eine im Kondensator 12 gespeicherte Energiemenge nicht ausreichend ist zum Antrieb der elektrischen Rotationsmaschine, gut bewältigt werden durch Übertragung einer großen Energiemenge von der zweiten Netzleitung L2 auf die erste Netzleitung L1. Das führt zu einer Zunahme der Gesamtzeit, während der der Turbolader in Betrieb ist.
Weiterhin kann es, selbst wenn die im Kondensator 12 gespeicherte Energiemenge ausreichend ist, die vorstehend genannte Verfahrensweise nach 5 ermöglichen, die Energie um eine Energiemenge zu reduzieren, die durch die besonderen elektrischen Einrichtungen verbraucht wird, die einem zeitweiligen Stopp unterworfen sind, während sich die elektrische Rotationsmaschine 11 in Betrieb befindet. Die Drehmomentaufnahme des Verbrennungsmotors, die durch den Wechselstromgenerator 231 verursacht wird, kann deshalb gesenkt werden, so daß eine durch den Turbolader 15 geschaffene Zunahme des Drehmoments des Verbrennungsmotors in wirksamerer Weise genutzt werden kann.
[Subroutine zur Energiesteuerung während des Antriebs der elektrischen Rotationsmaschine)
Unter Bezugnahme auf 6 wird nun die Energiesteuerung während des Antriebs der elektrischen Rotationsmaschine 11 erläutert, die auch von der Steuervorrichtung 31 überwacht wird.
Zunächst wird als Schritt S301 festgestellt, ob oder ob nicht eine im Kondensator 12 gespeicherte Energiemenge gleich oder größer ist als ein vorgegebener Wert. Dieser Wert zeigt eine Energiemenge an, die erforderlich ist, um beim nächsten Mal die elektrische Rotationsmaschine 11 anzutreiben, und kann auf einen Wert eingestellt werden, der in Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen und/oder Laufbedingungen des Fahrzeugs verändert werden kann. Die Steuervorrichtung 31 ist so gestaltet, daß er die im Kondensator 1 gespeicherte Energiemenge feststellt unter Benützung der Spannung an der ersten Netzleitung L1, die beispielsweise im Gleichstrom/Gleichstrom-Konverter 32 erhalten werden kann.
Wenn die Ermittlung beim Schritt S301 ergibt, daß die im Kondensator 12 gespeicherte Energiemenge gleich ist oder größer als der vorgegebene Wert, schreitet das Verfahren zum Schritt S302 vor, wo eine Spannung gegen den Regler 233 als ein Normalwert eingestellt wird (der erforderlich ist für die Betätigung der bordeigenen elektrischen Einrichtungen 21 und zur Stützung der Kapazität der Batterie 22; wobei beispielsweise die normale Spannung 13,5V ist).
Das Verfahren wird dann zum Schritt S303 geschaltet, wo der Gleichstrom/Gleichstrom-Konverter 32 abgeschaltet wird (in seinen betriebslosen Zustand versetzt wird). Das Abschalten des Konverters 32 ermöglicht die elektrische Trennung der Verbindung zwischen der zweiten Netzleitung L2 und der ersten Netzleitung L1, mit dem Ergebnis daß die Energie daran gehindert wird, von der zweiten Netzleitung L2 auf die erste Netzleitung übertragen zu werden. Es wird somit keinen Spannungsabfall in der zweiten Netzleitung geben, selbst wenn die elektrische Rotationsmaschine 11 eine große Energiemenge verbraucht.
Im Gegensatz dazu schreitet das Verfahren zum Schritt S310 fort, wenn durch die Ermittlung beim Schritt S301 angezeigt wird, daß die im Kondensator 12 gespeicherte Energiemenge geringer ist als der vorgegebene Wert. Bei diesem Schritt wird ein Grad des Spielraums hinauf bis zur maximalen Erzeugungskapazität des Wechselstromgenerators 231 (nachfolgend einfach als "Grad des Wechselstromgeneratorspielraums" bezeichnet) berechnet. Mit anderen Worten, der Grad des Spielraums des Wechselstromgenerators zeigt an, über wieviel verbleibende Kapazität zur Erzeugung von Energie der Wechselstromgenerator 231 verfügt. Wie dieser Grad des Generatorspielraums berechnet wird, wird später erläutert.
Es wird dann beim Schritt S211 festgestellt, ob oder ob nicht der beim Schritt S310 berechnete Grad des Generatorspielraums gleich oder größer ist als ein vorgegebener Wert. Der vorgegebene Wert ist auf eine für den normalen Antrieb der elektrischen Rotationsmaschine 11 absolut notwendige Energiemenge eingestellt.
In Fällen, in welchen beim Schritt S311 festgestellt wird, daß der Grad des Generatorspielraums gleich oder größer ist als der vorgegebene Wert, wird das Verfahren auf den Schritt S312 geschaltet, wo die am Regler 233 eingestellte Spannung über den normalen Wert angehoben wird. Insbesondere wird die Spannung auf einen vorgegebenen Wert angehoben (beispielsweise 13,7 V), die keinen Einfluß auf die Wirkungsweise der bordeigenen elektrischen Einrichtungen 21 hat.
Das Verfahren wird dann auf den Schritt S313 geschaltet, wo der Regler 233 so gesteuert wird, daß eine durch den Generator 231 erzeugte Energiemenge auf eine Menge "Wcons + Wmarg" begrenzt wird.
Eine Rückkopplungssteuerung, die eine Überwachung der Spannung am Anschluß A des Gleichstrom/Gleichstrom-Konverters 32 einschließt, wird dann beim Schritt S314 derart ausgeführt, daß die Spannung am Anschluß A höher wird als eine offene Endspannung (z.B. 12,8 V) der Batterie 22, niedriger wird als eine Einstellspannung für den Regler 233 und eine vorgegebene Spannung einhält (z.B. 13,5V), die die Tätigkeit der bordeigenen elektrischen Einrichtungen 21 beeinflußt. Als Ergebnis dieser Rückkopplungssteuerung wird die dem Grad des Generatorspielraums entsprechende Energie der ersten Netzleitung L1 auf der Seite der elektrischen Rotationsmaschine zugeführt.
Wenn jedoch festgestellt wird, daß der Grad des Generatorspielraums geringer ist als der vorgegebene Wert (NEIN beim Schritt S311), wird das Verfahren zum Schritt S315 geschaltet. Bei diesem Schritt wird festgestellt, ob oder ob nicht ein Flag "fbatout" auf EIN gesetzt ist, das die Erlaubnis zum Entladen der Batterie 22 anzeigt. Falls das Flag EIN zeigt, wird das Verfahren beim Schritt S316 derart ausgeführt, daß eine vom Generator 231 erzeugte Energiemenge auf ihren Bereich beschränkt wird, in dem das Drehmoment dank dem Lader nicht an einer Zunahme gehindert ist.
Das Verfahren wird dann zum Schritt S317 geschaltet, bei dem mit der Überwachung der Spannung am Ausgang A des Gleichstrom/Gleichstrom-Konverters 32 eine Rückkopplungssteuerung ausgeführt wird, um zu verhindern, daß die Spannung am Ausgang A unter den Spannungswert sinkt, der zur Sicherung der Minimalfunktionen der bordeigenen elektrischen Einrichtungen 21 notwendig ist. Die Energie wird auf diese Weise von der zweiten Netzleitung L2 auf die erste Netzleitung L1 übertragen. Wie in 1 gezeigt, wird während dieser Energieübertragung der Schalter 121, der die Verbindung zum Kondensator 12 herstellt, ausgeschaltet, wie später beschrieben wird. Diese den Schalter ausschaltende Steuerung verhindert, daß Strom von der zweiten Netzleitung L2 zur ersten Netzleitung L1 fließt, was es der Energie erlaubt, auf wir kungsvolle und schnelle Weise der elektrischen Rotationsmaschine 11 zugeführt zu werden.
(Subroutine zur EIN/AUS-Steuerung des Schalters)
Die EIN/AUS-Schaltung des vorgenannten Schalters 121 wird auf der Basis der Betriebszustände der elektrischen Rotationsmaschine 11 ausgeführt. Es wird auch vorgezogen, eine solche Steuerung des Schalters 121 darauf zu basieren, wie groß die im Kondensator 12 gespeicherte Energiemenge ist. Der Grund ist, daß, wenn eine ausreichende Energiemenge im Kondensator 12 gespeichert ist, es nicht immer nötig ist, den Schalter 121 auszuschalten. Unter Bezugnahme auf 7 wird nun die Steuerung für das EIN/AUS-Schalten des Schalters beispielsweise erläutert. Die Steuerung erfolgt auch durch die Steuervorrichtung 31.
Beim Schritt S1101 in 7 wird zunächst festgestellt, ob das Flag "fbatout" eingeschaltet ist oder nicht. Falls die Feststellung JA (d.h. "fbatout = EIN) anzeigt, werden die Schritte S1102 und S1103 dem durch die Steuervorrichtung 31 ausgeführten Verfahren ausgesetzt. Beim Schritt S1102 wird festgestellt, ob oder ob nicht eine im Kondensator 12 gespeicherte Energiemenge geringer ist als ein vorgegebener Wert. Beim Schritt S1103 wird festgestellt, ob die elektrische Rotationsmaschine 11 in Betrieb ist oder nicht. Wenn die Feststellung bei beiden Schritten S1102 und S1103 zustimmend ist (JA), wird das Verfahren zum Schritt S1104 geschaltet, wo der Schalter 121 wie vorstehend beschrieben ausgeschaltet wird. Falls dazu im Gegensatz eine oder mehrere der Feststellungen bei den Schritten S1101 bis S1103 negativ ausfallen (NEIN), wird der EIN-Zustand des Schalters 121 gehalten wie er ist.
(Subroutine zur Berechnung des die Entladung gestattenden Flags "fbatout")
Unter Bezugnahme auf 8 wird nun beschrieben, wie das die Entladung gestattende Flag "fbatout" für die Batterie 22 berechnet wird. Diese Berechnung erfolgt durch die Steuervorrichtung 31.
Beim Schritt S1101 in 8 wird durch die Steuervorrichtung 31 festgestellt, ob oder ob nicht die Drehzahl des Verbrennungsmotors gleich oder größer ist als ein vorgegebener Wert. Der dabei benutzte vorgegebene Wert wird definiert als die Drehzahl, die eine der elektrischen Rotationsmaschine 11 zu verdankende Aufladung erfordert, obwohl der Grad des Generatorspielraums gering ist.
Wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors unter dem vorgegebenen Drehzahlwert ist (JA beim Schritt S1001), wird das Verfahren zum Schritt S1002 geschaltet, wo weiter festgestellt wird, ob der aktuelle Positionswert des Fahrpedals einem vorgegebenen Wert entspricht oder diesen überschreitet. Dieser vorgegebene Wert ist auf einen vom Fahrpedal abhängigen Wert eingestellt, der es ermöglicht, eine Situation zu entdecken, in welcher eine scharfe Verzögerung gefordert wird. Beim Schritt S1003 wird festgestellt, ob oder ob nicht die augenblicklich in der Batterie 22 gespeicherte Energiemenge gleich oder größer ist als ein vorgegebenes Niveau. Dieses vorgegebene Niveau ist auf ein Niveau eingestellt, das es ermöglicht, eine Situation zu erkennen, in der die Batterie 22 Energie aufweist, die fähig ist, nicht nur sicher den Betrieb der bordeigenen elektrischen Einrichtungen 21 zu unterstützen, sondern auch die elektrische Rotationsmaschine 11 mit Energie zu versorgen. Die in der Batterie 22 gespeicherte Energiemenge (d.h. eine zweite Speicherenergiemenge) wird wie vorstehend beschrieben, durch den Stromsensor 243 ermittelt, der eine die Batterie 22 und die zweite Netzleitung L2 verbindende Leitung umgibt.
Die Situation, in der der Grad des Generatorspielraums klein ist, aber gefordert wird, daß die Energie von der zweiten Netzleitung L2 auf die erste Netzleitung L1 übertragen wird, um den Lader auf der elektrischen Rotationsmaschine 121 anzutreiben, tritt auf, wenn, beispielsweise, ein Fahrzeug beschleunigt werden sollte, um einen Notsituation während einer Fahrt mit hoher Geschwindigkeit zu vermeiden. Eine solche Situation kann auch gesehen werden, wenn ein Fahrzeug vorübergehend beschleunigt werden soll, um auf einer Schnellstraße in eine durchgehende Fahrspur einzufahren. Es ist üblich, daß solche raschen Beschleunigungen nur während einer kurzen Zeitspanne angefordert werden, die gewöhnlich nur einen kleinen Teil der Gesamtbetriebszeit des Fahrzeugs in Anspruch nehmen. Es wird sich deshalb wenig Einfluß auf die bordeigenen elektrischen Einrichtungen 21 und die Batterie 22 ergeben, selbst wenn die Energie der Batterie 22 aufgrund einer solchen raschen Beschleunigung in einem gewissen Maß abnimmt.
(Subroutine zur Berechnung des Grades des Generatorspielraums)
Unter Bezugnahme auf 9 wird nun eine Subroutine zur Berechnung des Grades des Generatorspielraums erläutert. Auch diese Berechnung erfolgt durch die Steuervorrichtung 31.
Beim Schritt S601 wird festgestellt, ob oder ob nicht ein Unterschied zwischen einer Spannung an der zweiten Netzleitung L2 und einer Einstellspannung zum Regler 231 (die vom Regler 233 erhalten wird) größer ist als ein vorgegebener Wert. Falls dieser Unterschied gleich oder kleiner ist als der vorgegebene Wert, wird das Verfahren zum Schritt S602 geschaltet. Bei diesem Schritt wird der Grad des Generatorspielraums (Wmargin) auf Null gesetzt unter der Annahe, daß der Generator 231 seinen Ausgang sättigt oder einen so schwerwiegenden ungeordneten Zustand erfährt, daß ein Spannungsabfall verursacht wird.
Im Gegensatz dazu schreitet das Verfahren zum Schritt S803 fort, wenn festgestellt wird, daß der Spannungsunterschied größer ist als der vorgegebene Wert, um den Grad des Generatorspielraums zu berechnen. Deshalb entspricht dieser Schritt Mitteln zur Berechnung des Spielraums bis zur maximalen Erzeugungskapazität der vorliegenden Erfindung. Eine praktische Methode für diese Berechnung ist in 10 ausgewiesen, die wie folgt ist.
Als erstes werden eine Energieverbrauchsmenge Wcons in den bordeigenen elektrischen Einrichtungen 21, eine Grenze der erzeugten Energie Wtrq aufgrund des Drehmoments, eine maximal zu erzeugende Energie Walt-max des Generators 231, und eine Korrekturenergiemenge Wrev berechnet.
Von diesen werten wird die Energieverbrauchsmenge Wcons auf der Basis der Formel Wcons = Icons × V1 berechnet, wobei Icons einen Strom bezeichnet, der durch die bordeigenen elektrischen Einrichtungen 21 verbraucht wird, der durch den Stromsensor 241 ermittelt wird, und V1 eine Spannung auf der zweiten Netzleitung L2 bezeichnet.
Was die Grenze der erzeugten Energie Wtrq betrifft, kann diese Grenze beispielsweise so bestimmt werden, daß man eine Grafik benutzt, in der eine obere Grenze des Aufnahmedrehmoments, das zur Übertragung vom Verbrennungsmotor auf die Eingangswelle des Generators 231 zugelassen ist, die Drehzahl Nalt des Generators 231, die Spannung V1 auf der zweiten Netzleitung L2, und eine Generatortemperatur Talt aufgezeichnet sind.
Die Drehmomentgrenze Trq_limit, die in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Fahrzeugs festgelegt ist, ist ein maximales Aufnahmedrehmoment, dessen Übertragung vom Verbrennungsmotor auf den Generator innerhalb eines Drehmomentbereiches gestattet ist, der das Fahrgefühl im Fahrzeug, wie die Ausführung einer Beschleunigung des Fahrzeugs, nicht beeinträchtigt. Ein diese Drehmomentgrenze anzeigendes Signal wird von einer Steuereinheit (ECU) für den Verbrennungsmotor ausgegeben. Insbesondere sollte beim Beschleunigen des Fahrzeugs dieses derart gesteuert werden, daß viel vom Drehmoment des Verbrennungsmotors als Antriebskraft für das Fahrzeug verbraucht wird und das durch den Generator 231 aufgenommene Drehmoment kleiner gemacht wird, so daß die Beschleunigungsfähigkeit angehoben wird. In einem solchen Fall hat das Drehmoment deshalb nur einen kleineren Spielraumbetrag und die Drehmomentgrenze Trq_limit wird kleiner. Eine entgegengesetzte Situation tritt bei der Fahrt eines Fahrzeugs mit konstanter Geschwindigkeit auf, wo das Drehmoment einen größeren Spielraumbetrag hat und die Drehmomentgrenze Trq_limit kleiner wird. Die Drehmomentgrenze Trq_limit wird größer.
Vom Vorstehenden kann die maximal zu erzeugende Energie Walt-max, die die maximal im Generator 231 zu erzeugende Energie bezeichnet, auf der Basis der Drehzahl Nalt des Generators 231, der Spannung V1 auf der zweiten Netzleitung L2 und der Temperatur Talt des Generators 231 erhalten werden.
Außerdem wird die Korrekturenergiemenge Wrev vorab bestimmt als eine Energie, die nicht nur zur Unterdrückung einer Verzögerung bei der Betätigung eines jeden der beiden Geräte Generator 231 und Regler 233, sondern auch zur Reduzierung eines Spannungsabfalls bei der Aufnahme kurzzeitiger Veränderungen des Energieverbrauchs der bordeigenen elektrischen Einrichtungen 21 erzeugt wird.
Aus den oben genannten verschiedenen Werten ist der Grad des Generatorspielraums Wmargin (d.h. Erzeugungsspielraum) nach der folgenden Formel berechnet: Wmargin = MIN(Wtrq, Walt) – Wcons – Wrev
Dieser Wert Wmargin ist ein Index der anzeigt, wieviel Spielraum verbleibt im Vergleich mit der maximalen Erzeugungskapazität des Generators 231, wenn es gewünscht wird. Die Energie für die bordeigenen elektrischen Einrichtungen 21 zur Verfügung zu stellen.
Demgemäß sind in Fällen, in welchen die durch den Kondensator 12 gespeicherte Energie ausreichend ist für den Antrieb der elektrischen Rotationsmaschine 11, die mit den bordeigenen elektrischen Einrichtungen 21 verbundene zweite Netzleitung L2 und die mit der elektrischen Rotationsmaschine 11 verbundene erste Netzleitung L1 elektrisch voneinander getrennt. Dies verhindert einen Spannungsabfall an der zweiten Netzleitung L2, weil es vermieden wird, daß die elektrische Rotationsmaschine eine große Energiemenge von der zweiten Netzleitung L2 verbraucht.
Weiter berücksichtigt der Grad des Generatorspielraums, der anzeigt, welche Menge des Spielraums bei der Erzeugung des Generators 231 verblieben ist, die Ener giekorrekturmenge Wrev. In dieser Korrekturenergie Wrev spiegeln sich kurzzeitige Fluktuationen der Energie des Generators 231, des Reglers 233 und der bordeigenen elektrischen Einrichtungen 21 wider. Deshalb können zeitweilig auftretende Spannungsabfälle aufgrund der Energiefluktuation gut unterdrückt werden.
Falls die im Kondensator 12 gespeicherte elektrische Energie für die zum Antrieb der elektrischen Rotationsmaschine 11 benötigte Menge zu knapp ist aber ein Spielraum bei der vom Generator 231 zu erzeugenden Energie zur Verfügung steht„ wird nur die dem Spielraum entsprechende Energie auf die elektrische Rotationsmaschine 11 übertragen. Als Ergebnis kann die elektrische Rotationsmaschine so viel wie möglich angetrieben werden.
Wenn selbst ein solcher Spielraum beim Generator 231 nicht zur Verfügung steht, wird die zweite Netzleitung 12 elektrisch von der ersten Netzleitung L1 getrennt,. Diese Trennung führt dazu, daß ein Spannungsabfall an der zweiten Netzleitung L2 und eine Abnahme der Energie der Batterie 22 verhindert werden. Dadurch wird das Energiegleichgewicht in der Batterie 22 nicht verschlechtert.
(Subroutine zur Energiesteuerung während des Generatorbetriebs der elektrischen Rotationsmaschine)
Unter Bezugnahme auf 11 wird nun eine Subroutine für die Energiesteuerung bei deren Erzeugung durch die elektrische Rotationsmaschine 11 erläutert. Diese Steuerung wird auch durch die Steuervorrichtung 31 ausgeführt.
Beim Schritt S401 in 11 wird ermittelt, ob oder ob nicht eine im Kondensator 12 gespeicherte Energiemenge gleich oder oberhalb einer vorgegebenen Menge ist. Wie bei der Steuerung der Energie beim Antrieb des Generators zeigt diese vorgegebene Menge eine Energiemenge an, die für den Antrieb der elektrischen Rotationsmaschine 11 beim nächsten Mal erforderlich ist und kann auf einen Wert eingestellt werden, der abhängig ist von Umgebungsbedingungen und/oder den Fahrbedingungen des Fahrzeugs.
Beim schritt S401 in 11 wird festgestellt, ob oder ob nicht eine im Kondensator 12 gespeicherte Energiemenge gleich oder größer ist als ein vorgegebener Wert. Bei einer bestätigenden Feststellung (JA beim Schritt S401), wird das Verfahren zum Schritt S402 geschaltet. Die Einstellungsspannung des Reglers 233 wird auf einen Wert eingestellt (z.B. 13,3 V), der niedriger ist als der normale Wert, der keinen Einfluß auf den Betrieb der bordeigenen elektrischen Einrichtungen 21 hat.
Das Verfahren wird dann beim Schritt S403 ausgeführt, so daß die Spannung am Anschluß A des Gleichstrom/Gleichstrom-Konverters 32 höher wird als die Einstellspannung des Reglers 233. Das heißt, daß die Spannung am Anschluß A auf einen vorgeschriebenen Wert (z.B. 13,5 V) eingestellt wird, der sich nicht auf die bordeigenen elektrischen Einrichtungen auswirkt.
Das Verfahren wird dann zum Schritt S404 geschaltet, bei dem mit Überwachung der Spannung am Anschluß A, eine Rückkopplungssteuerung ausgeführt wird, um die Spannung in Übereinstimmung mit dem vorgeschriebenen Wert zu bringen. Dies erlaubt es, die von der elektrischen Rotationsmaschine 11 erzeugte Energie sanft von der mit der elektrischen Rotationsmaschine 11 verbindenden ersten Netzleitung L1 auf die mit den bordeigenen elektrischen Einrichtungen 21 verbindenden zweiten Netzleitung L2 zu überführen.
Im Gegensatz hierzu wird beim Schritt S401, wenn festgestellt wird, daß die im Kondensator 12 gespeicherte Energiemenge niedriger ist als die vorgegebene Menge (NEIN beim Schritt S401). Das Verfahren nach dem Schritt S410 geschaltet, um den Grad des Spielraums des Generators 231 auf der Basis der vorstehend beschriebenen Weise zu berechnen.
Beim Schritt S401 wird dann festgestellt, ob oder ob nicht der Grad des Spielraums gleich oder höher ist als ein vorgegebener Wert. Falls der Grad des Spielraums geringer ist als der vorgegebene Wert (d.h. NEIN beim Schritt S411), wird dann der Gleichstrom/Gleichstrom-Konverter 32 angewiesen, seine Tätigkeit beim Schritt S412 anzuhalten. Demgemäß wird die Energie an einem Übergang zwischen der ersten und der zweiten Netzleitung L1 und L2 gehindert.
Falls beim Schritt S411 festgestellt wird, daß der Grad des Spielraums gleich oder höher ist als der vorgegebene Wert, schreitet das Verfahren zum Schritt S413 vor. Bei diesem Schritt wird die Einstellspannung des Reglers 233 auf einen vorgeschriebenen Wert (z.B. 13,7 V) eingestellt, der höher ist als der normale Wert und keinen Einfluß auf dem Betrieb der bordeigenen elektrischen Einrichtungen 21 hat.
Beim Schritt S414 wird der Regler 233 so angewiesen, daß die vom Generator 233 erzeugte Energie auf eine Menge beschränkt wird, die geringer ist als der vorstehend genannte Wert "Wcond + Wmargin".
Eine Rückkopplungssteuerung die eine Überwachung der Spannung am Anschluß A des Gleichstrom/Gleichstrom-Konverters 32 einschließt, wird dann beim Schritt S415 in solcher Weise ausgeführt, daß die Spannung am Anschluß A höher wird als eine Spannung (z.B. 12,8 V) am offenen Ende der Batterie 22, niedriger wird als eine Einstellspannung des Reglers 233 und eine vorgegebene Spannung (z.B. 13,5 V) einhält, die den Betrieb der bordeigenen elektrischen Einrichtungen 21 beeinflußt. Als Ergebnis dieser Rückkopplungssteuerung wird die dem Grad des Spielraums des Generators entsprechende Energie der ersten Netzleitung L1 auf der Seite der elektrischen Rotationsmaschine zugeführt.
Die vorstehenden Verfahrensschritte der verschiedenen Subroutinen können deshalb wie folgt zusammengefaßt werden. Wenn die im Kondensator 12 gespeicherte elektrische Energie , die zum Antrieb der elektrischen Rotationsmaschine 11 bestimmt ist, ausreichend ist, wird die Energie, die entsprechend der Abgasenergie durch die elektrische Rotationsmaschine 11 zurückgewonnen wird, der zweiten Netzleitung L2 zugeführt, die mit den bordeigenen elektrischen Einrichtungen 21 verbunden ist. Diese Energieversorgung ermöglicht es, den Energiebetrag zu verringern, der durch den Generator 231 zu erzeugen ist, was dazu führt, daß der Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors in Übereinstimmung mit einer Abnahme der Energie verbessert werden kann.
Wenn im Gegensatz dazu die im Kondensator 12 gespeicherte Energiemenge zu knapp für die nötige Menge zum Antrieb der elektrischen Rotationsmaschine 11 ist, wird die elektrische Energie, das heißt die durch die elektrische Rotationsmaschine 11 erzeugte Energie, vorzugsweise nur dem Kondensator 12 zugeführt. Im Vergleich mit der Zuführung der Energie sowohl zur zweiten Netzleitung L2 wie auch zum Kondensator 12, kann die Ladezeit für den Kondensator 12 verkürzt werden. Zusätzlich wird, falls es einen Spielraum bei der Erzeugung durch den Generator 231 gibt, eine Energiemenge, die nur diesem Spielraum entspricht, zu dessen Ladung an den Kondensator 12 überführt. Diese Energieübertragung wird die zu einer Abnahme der Energie in der Batterie 22 führen, während die Ladezeit des Kondensators 12 weiter verkürzt werden kann.
Obwohl der Kondensator als die Speicherenergiequelle (die erste Speicherenergiequelle) für die elektrische Rotationsmaschine 11 in der vorstehenden Ausführungsform benutzt wird, ist die keine definitive Auflistung. Alternativ können Sekundärbatterien, wie Bleispeicherbatterien und Lithium-Ionen-Batterien, benutzt werden Zusätzlich kann die Subroutine zur Steuerung der Energie beim Antrieb der elektrischen Rotationsmaschine 11 für andere Lader als den Turbolader 15 verendet werden, beispielsweise für elektrische Lader.
In weiteres Beispiel ist in der 12 gezeigt, in der zusätzlich zum Turbolader 15 mit der elektrischen Rotationsmaschine 11 ein elektrischer Lader 25 vorgesehen sein kann, der mit der ersten Netzleitung L1 verbunden ist. Bei dieser Anordnung ist der elektrische Lader 25 für die Aufladung des Verbrennungsmotors zuständig, während welcher Zeit die elektrische Rotationsmaschine 11 der Wiedergewinnung der Abgasenergie zugeordnet ist. Auf diese Weise umfaßt die vorliegende Erfindung auch die Ausführungsform, in der, wie oben, Mittel zum Antrieb des Laders und Mittel zu Energierückgewinnung betriebsmäßig voneinander getrennt sind.
Die vorliegende Erfindung kann in andere spezielle Formen einbezogen sein, ohne daß von der Idee oder wesentlichen Merkmalen der Erfindung abgewichen wird. Die vorliegenden Ausführungsformen müssen deshalb in jeder Hinsicht als beschreibend und nicht einschränkend verstanden werden, wobei der Umfang der vorliegenden Erfindung eher durch die angefügten Ansprüche als durch die vorstehende Beschreibung zum Ausdruck kommt und deshalb alle Veränderungen, die innerhalb der Bedeutung und des Äquivalenzbereichs der Ansprüche liegen, als davon eingeschlossen

Claims

Leistungssteuerungssystem für ein Fahrzeug umfassend: einen Lader zur Anhebung des Einlaßdrucks in einem Verbrennungsmotor des Fahrzeugs; eine elektrische Rotationsmaschine, die als Elektromotor zum Antrieb oder zur Unterstützung des Laders wenigstens im unteren Drehzahlbereich der elektrischen Rotationsmaschine tätig ist; eine erste Speicherenergiequelle, die so gestaltet ist, daß sie fähig ist, die elektrische Rotationsmaschine mit Energie zu versorgen; eine bordeigene elektrische Einrichtung außer der elektrischen Rotationsmaschine oder deren mehrere, wobei diese Einrichtungen auf dem Fahrzeug angebracht sind; eine zweite Speicherenergiequelle, die so gestaltet ist, daß sie zur Energieversorgung der bordeigenen elektrischen Vorrichtungen befähigt ist; einen Hauptgenerator, der so gestaltet ist, daß er sowohl die bordeigenen elektrischen Vorrichtungen als auch die zweite Speicherenergiequelle mit Energie versorgen kann; eine erste Energieversorgungsleitung, die die elektrische Rotationsmaschine und die erste Speicherenergiequelle verbindet; eine zweite Energieversorgungsleitung, die die bordeigenen elektrischen Einrichtungen und die zweite Speicherenergiequelle verbindet; eine erste Ermittlungsvorrichtung zur Ermittlung einer in der ersten Speicherenergiequelle als erste Speicherenergiemenge gespeicherten Menge an Speicherenergie; einen Erzeugungsspielraumrechner, der einen bis zu einer maximalen Erzeugungskapazität des Hauptgenerators reichenden Spielraum auf der Basis von Faktoren berechnet, die einen Energieverbrauchsbetrag der bordeigenen elektrischen Vorrichtungen und einen Betrag der zulässigen Energieerzeugung des Hauptgenerators einschließen; und ein Energieübertragungsmittel, das Energie zwischen der ersten und der zweiten Energieübertragungsleitung überträgt, wenn eine spezifische Bedingung eintritt, die auf wenigstens einem von dem ersten Speicherenergiebetrag und dem Spielraum bis zur maximalen Erzeugungskapazität basiert.
Leistungssteuerungssystem nach Anspruch 1, bei welchem das Energieübertragungsmittel mit Mitteln versehen ist, die geeignet sind, festzustellen, ob oder ob nicht die spezifische Bedingung erfüllt ist, daß die elektrische Rotationsmaschine im Generatorbetrieb ist und die erste Speicherenergiemenge geringer ist als ein vorgegebener Wert, und mit Mitteln, zur Verhinderung der Übertragung der Energie von der ersten Netzleitung zur zweiten Netzleitung, wenn die spezifische Bedingung erfüllt ist.
Leistungssteuerungssystem nach Anspruch 1, bei welchem das Energieübertragungsmittel mit Mitteln versehen ist, die geeignet sind, festzustellen, ob oder ob nicht die spezifische Bedingung erfüllt ist, daß die elektrische Rotationsmaschine sich im Generatorbetrieb befindet und die erste Speicherenergiemenge größer ist als ein vorgegebener Wert, und mit Mitteln zur Gestattung der Übertragung der Energie von der ersten Netzleitung zur zweiten Netzleitung, wenn die spezifische Bedingung erfüllt ist.
Leistungssteuerungssystem nach Anspruch 1, bei welchem das Energieübertragungsmittel mit Mitteln versehen ist, die geeignet sind, festzustellen, ob oder ob nicht die spezifische Bedingung erfüllt ist, daß sich die elektrische Rotationsmaschine in einem Motorbetrieb befindet, und mit Mitteln zur Verhinderung einer Übertragung der Energie von der zweiten Netzleitung zur ersten Netzleitung, wenn die spezifische Bedingung erfüllt ist.
Leistungssteuerungssystem nach Anspruch 1, bei welchem das Energieübertragungsmittel mit Mitteln versehen ist, die geeignet sind, festzustellen, ob oder ob nicht die spezifische Bedingung erfüllt ist, daß sich die elektrische Rotationsmaschine in einem Motorbetrieb befindet und der Spielraum größer ist als ein vorgegebener Wert, und mit Mitteln zur Gestattung der Übertragung der Energie von der zweiten Netzleitung zur ersten Netzleitung, wenn die spezifische Bedingung erfüllt ist.
Leistungssteuerungssystem nach Anspruch 5, bei welchem das Energieübertragungsmittel mit Mitteln versehen ist, die geeignet sind, festzustellen, ob oder ob nicht eine weitere spezifische Bedingung erfüllt ist, daß wenigstens die erste Speicherenergiemenge kleiner ist als ein vorgegebener Wert, und mit Mitteln zur Gestattung der Übertragung der Energie von der zweiten Netzleitung zur ersten Netzleitung, wenn die weitere spezifische Bedingung erfüllt ist.
Leistungssteuerungssystem nach Anspruch 1, bei welchem das Energieübertragungsmittel mit Mitteln versehen ist, die geeignet sind festzustellen ob oder ob nicht die spezifische Bedingung erfüllt ist, daß sich die elektrische Rotationsmaschine im Motorbetrieb befindet, der Spielraum geringer ist als ein vorgegebener Wert, und mit Mitteln zur Gestattung der Übertragung der Energie von der zweiten Netzleitung zur ersten Netzleitung, wenn die spezifische Bedingung erfüllt ist.
Leistungssteuerungssystem nach Anspruch 7, welches weiter einen Schalter umfaßt, der in der Lage ist, einen Pfad zwischen der ersten Speicherenergiequelle und der ersten Netzleitung wahlweise zu verbinden/trennen, wobei das Energieübertragungsmittel mit Mitteln versehen ist, die geeignet sind, festzustellen, ob oder ob nicht die spezifische Bedingung erfüllt ist und die erste Speicherenergiemenge geringer ist als der vorgegebene Wert, und mit Mitteln zum Abschalten des Schalters zur Trennung des Pfads.
Leistungssteuersystem nach Anspruch 1, welches weiter Mittel umfaßt, die geeignet sind, festzustellen, ob oder ob nicht die elektrische Rotationsmaschine sich im Motorbetrieb befindet, und mit Stoppmitteln zum Stoppen der Energiezufuhr von der zweiten Netzleitung zu wenigstens einer der bordeigenen elektrischen Einrichtungen, um den Spielraum zur maximalen Erzeugungskapazität der Lichtmaschine zu vergrößern.
Leistungssteuersystem nach Anspruch 1, bei welchem das Energieübertragungsmittel mit Mitteln versehen ist, die geeignet sind, festzustellen, ob oder ob nicht die spezifische Bedingung erfüllt ist, daß sich die elektrische Rotationsmaschine nicht im Motorbetrieb befindet und der Spielraum größer ist als ein vorgegebener Wert, und mit Mitteln zur Gestattung der Übertragung der Energie von der zweiten Netzleitung zur ersten Netzleitung, wenn die spezifische Bedingung erfüllt ist.
Leistungssteuerungssystem nach Anspruch 10, bei welchem das Energieübertragungsmittel mit Mitteln versehen ist, die geeignet sind, festzustellen, ob oder ob nicht eine weitere spezifische Bedingung erfüllt ist, daß wenigstens der erste Speicherenergiebetrag kleiner ist als ein vorgegebener Wert, und mit Mitteln zur Gestattung der Übertragung der Energie von der zweiten Netzleitung zur ersten Netzleitung, wenn die weitere spezifische Bedingung erfüllt ist.
Leistungssteuerungssystem nach Anspruch 1, bei welchem das Energieübertragungsmittel mit Mitteln versehen ist, die geeignet sind, festzustellen, ob oder ob nicht die spezifische Bedingung erfüllt ist, daß der Spielraum geringer ist als ein vorgegebener Wert, und mit Mitteln, zur Verhinderung der Übertragung von Energie zwischen der zweiten Netzleitung und der ersten Netzleitung, wenn die spezifische Bedingung erfüllt ist.
Leistungssteuerungssystem nach Anspruch 1, weiter umfassend Sensoren, die einen Antriebsbeginn des Verbrennungsmotors nach seinem nicht angetriebenen Zustand feststellen, wobei das Energieübertragungsmittel Mittel besitzt zur Gestattung der Übertragung der Energie von der zweiten Netzleitung zur ersten Netzleitung, wenn der Antriebsbeginn des Verbrennungsmotors durch die Sensoren festgestellt ist.
Leistungssteuerungssystem nach Anspruch 13, weiter umfassend Mittel zur Erkennung einer zweiten Speicherenergiemenge als eine zweite Speicherenergiemenge in der zweiten Speicherenergiequelle, wobei das Energieübertragungsmittel Mittel umfaßt zur Verhinderung der Energieübertragung von der zweiten Netzleitung zur ersten Netzleitung, selbst wenn der Beginn des Antriebs des Verbrennungsmotors durch die Sensoren festgestellt ist, so lang die zweite Speicherenergiemenge geringer ist als ein vorgegebener Wert.
Leistungssteuerungssystem nach Anspruch 1, bei welchem das Energieübertragungsmittel einen Spannungskonverter besitzt, der wechselweise anliegende Spannungen auf die erste und zweite Netzleitung überträgt, wobei Schaltmittel eine Umschaltung zwischen einem Betriebszustand und einem Nicht-Betriebszustand des Spannungskonverters und einem Eingang und einem Ausgang des Spannungskonverters ausführen, und eine auf die Umschaltung ansprechende Schätzschaltung abschätzt, ob oder ob nicht und auf welchem Weg eine Energieübertragung zwischen der ersten und der zweiten Netzleitung stattfindet.
Leistungsübertragungssystem nach Anspruch 1, bei welchem die Lichtmaschine durch den Verbrennungsmotor angetrieben wird und der Erzeugungsspielraumrechner Mittel zur Berechnung einer zulässigen Energiemenge der Lichtmaschine auf der Basis einer geschätzten Menge der Energieerzeugung des Generators und einer Größe eines vom Verbrennungsmotor aufgenommenen Drehmoments besitzt, wobei die geschätzte Energieerzeugungsmenge die maximale Erzeugungskapazität ist, die durch die Lichtmaschine zur Verfügung gestellt wird und die Größe des Drehmoments für die Lichtmaschine zulässig ist.
Leistungsübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei welchem die erste Speicherenergiequelle ein Kondensator ist.
Leistungsübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei welchem der Lader ein Turbolader ist, der durch den Abgasdruck des Verbrennungsmotors angetrieben wird, und die elektrische Rotationsmaschine in einem höheren Umdrehungsbereich des Generators als abgasgetriebener Generator betrieben wird.
Leistungsübertragungssystem nach Anspruch 1, bei welchem die Ermittlungsvorrichtung zur Ermittlung der ersten Speicherenergiemenge, der Erzeugungsspielraumrechner und das Energieübertragungsmittel in einer einzigen Energiesteuerungsvorrichtung zusammengefaßt sind.
Verfahren zur Leistungssteuerung in einem Fahrzeug umfassend einen Lader zur Erhöhung des Einlaßdrucks eines Verbrennungsmotors des Fahrzeugs; eine elektrische Rotationsmaschine, die als Elektromotor zum Antrieb oder zur Unterstützung des Laders wenigstens in einem niedrigen Drehzahlbereich der elektrischen Rotationsmaschine wirksam ist; eine erste Speicherenergiequelle die so gestaltet ist, daß sie fähig ist, Energie an die elektrische Rotationsmaschine abzugeben; eine oder mehrere bordeigene elektrische Einrichtungen neben der elektrischen Rotationsmaschine, wobei diese Einrichtungen auf dem Fahrzeug angebracht sind; eine zweite Speicherenergiequelle die so ausgelegt ist, daß sie fähig ist, die bordeigenen elektrischen Einrichtungen mit Energie zu versorgen; eine Lichtmaschine, die so ausgelegt ist, daß sie sowohl die bordeigenen elektrischen Einrichtungen als auch die zweite Speicherenergiequelle mit Energie versorgen kann; eine erste Netzleitung, die die elektrische Rotationsmaschine und die erste Speicherenergiequelle verbindet; eine zweite Netzleitung, die die bordeigenen elektrischen Einrichtungen und die zweite speichernde Energiequelle verbindet; wobei das Verfahren umfaßt: die Feststellung einer in der ersten Speicherenergiequelle gespeicherten Energiemenge als erste Speicherenergiemenge; die Berechnung eines Spielraums bis zur maximalen Erzeugungskapazität der Lichtmaschine auf der Basis von Faktoren, die eine Menge des Energieverbrauchs der bordeigenen elektrischen Einrichtungen und eine Menge der zulässigen Energieerzeugung der Lichtmaschine einschließen; und die Energieübertragung zwischen der ersten und der zweiten Netzleitung, wenn eine spezifische Bedingung erfüllt ist, die wenigstens auf der ersten Speicherenergiemenge und dem Spielraum bis zur maximalen Erzeugungskapazität basiert.