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Hintergrund
der Erfindung
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Gebiet der Erfindung:
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuergerät für ein elektrisches
Hybridfahrzeug und insbesondere auf ein Steuergerät für ein elektrisches
Hybridfahrzeug, dass so eingerichtet ist, dass eine Antriebskraft
eines elektrischen Motors an die Antriebsräder des Fahrzeuges übertragen
werden kann, und die Antriebswelle des elektrischen Motors auch
mit der Ausgangswelle eines Verbrennungsmotors verbunden werden
kann.
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Stand der Technik:
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Ein
so genanntes paralleles elektrisches Hybridfahrzeug, das so eingerichtet
ist, dass sowohl die Antriebskraft des Verbrennungsmotors als auch
die des elektrischen Motors an die Antriebsräder des Fahrzeuges übertragen
werden kann, ist entwickelt und in praktische Benutzung genommen
worden.
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In
dieser Art von elektrischem Hybridfahrzeug kann die Ausgangswelle
des Verbrennungsmotors mit der Rotationswelle des elektrischen Motors verbunden
werden und somit kann der Verbrennungsmotor unter Benutzung der
Antriebskraft des elektrischen Motors, der als Motor betrieben wird,
gestartet werden.
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Ein
elektrisches Hybridfahrzeug, welches die Antriebskraft des elektrischen
Motors benutzt, um den Verbrennungsmotor zu starten, ist z.B. in
der nicht geprüften
japanischen Patentveröffentlichung Nr.
2000-64873 offenbart, die im folgenden als Patentdokument 1 bezeichnet
werden wird.
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In
dem im Patentdokument 1 vorgeschlagenen elektrischen Hybridfahrzeug
wird der Verbrennungsmotor automatisch durch den Motor gestartet, wenn
eine große Antriebskraft
angefordert wird, z. B. für
eine schnelle Beschleunigung des Fahrzeuges, während das Fahrzeug nur durch
den elektrischen Motor mit einem angehaltenen Verbrennungsmotor angetrieben
wird, so dass der Verbrennungsmotor auch eine Antriebskraft erzeugen
kann. Zu diesem Zeitpunkt kann der Verbrennungsmotor nicht durch den
elektrischen Motor gestartet werden, wenn die Batteriespannung kleiner
als ein vorgegebener Wert ist oder wenn ein Ankurbelungssignal des
Verbrennungsmotors nicht erkannt wird. In solch einem Fall wird
der Verbrennungsmotor durch Benutzung eines Anlassers anstelle des
elektrischen Motors gestartet.
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Ein
elektrisches Hybridfahrzeug, welches die Antriebskraft des elektrischen
Motors benutzt, um den Verbrennungsmotor zu starten, ist zum Beispiel auch
in der nicht geprüften
japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 2004-339943 offenbart, im folgenden als Patentdokument 2 bezeichnet
werden wird.
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Auch
in einem elektrischen Hybridfahrzeug, wie es im Patentdokument 2
offenbart ist, wird, wie im elektrischen Hybridfahrzeug aus Patentdokument
1, der Verbrennungsmotor automatisch von dem elektrischen Motor
gestartet, um eine Antriebskraft zu erzeugen, wenn eine große Antriebskraft
angefordert wird, z.B. für
eine schnelle Beschleunigung des Fahrzeuges, während das Fahrzeug nur von
dem elektrischen Motor mit angehaltenem Verbrennungsmotor angetrieben
wird. Zu diesem Zeitpunkt kann das Antriebsdrehmoment möglicherweise
knapp werden, da der Verbrennungsmotor von dem elektrischen Motor gestartet
wird, und somit die Antriebskraft des elektrischen Motors zu einem
anderen Zweck als im Antreiben des Fahrzeuges verwendet wird. Demzufolge wird
der Verbrennungsmotor durch den Anlasser anstelle des elektrischen
Motors gestartet, wenn das zum Antreiben des Fahrzeuges erforderliche
Drehmoment größer als
ein Referenzwert ist.
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Somit
sind verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, um die Probleme
zu lösen,
die in Abhängigkeit
des Betriebszustandes des Fahrzeuges auftreten, wenn der Verbrennungsmotor
automatisch gestartet wird, während
das Fahrzeug nur von der Antriebskraft des elektrischen Motors angetrieben
wird. Jedoch berücksichtigen
diese Verfahren nicht den Fall, in dem der Startschalter von dem
Fahrer betätigt
wird, um den Verbrennungsmotor zu starten.
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Insbesondere
ist ein elektrisches Hybridfahrzeug in der folgenden Art und Weise
eingerichtet: Wenn der Startschalter durch den Fahrer in die EIN-Position
gedreht wird, wird die Batterie mit einem Umsetzer verbunden, um
die Stromversorgung des elektrischen Motors zu steuern. Wenn der
Startschalter danach von dem Fahrer in die START-Position gedreht
wird, wird die elektrische Energie der Batterie über den Umsetzer an den elektrischen
Motor geliefert, um den Verbrennungsmotor zu starten. Die Spannung
der Batterie ist jedoch im allgemeinen hoch, und somit fließt ein großer Einschaltstrom, wenn
die Batterie mit dem Umsetzer verbunden wird, ein Schaltkreis (Einschaltstromunterbrechungsschaltkreis)
ist vorgesehen, um den Einschaltstrom zu unterdrücken. Während der Einschaltstromunterbrechungsschaltkreis
im Betrieb ist, nimmt die an den Umsetzer angelegte Spannung aufgrund
des von dem Einschaltstromunterbrechungsschaltkreis verursachten
Spannungsabfalls ab. Dementsprechend kann der elektrische Motor
nicht betrieben werden, um den Verbrennungsmotor zu starten, bis
der Betrieb des Einschaltstromunterbrechungsschaltkreises abgeschlossen
ist.
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Somit
startet der elektrische Motor seinen Betrieb nicht, wenn der Fahrer
den Startschalter in die EIN-Position und danach sofort in die START-Position
dreht, bis der Betrieb des Einschaltstromunterbrechungsschaltkreises
abgeschlossen ist. Es dauert einen Moment, bis der elektrische Motor
betrieben wird, um den Verbrennungsmotor zu starten. Dementsprechend,
kann der Fahrer möglicherweise
solch eine Verzögerung
beim Starten des Verbrennungsmotors als Fehlfunktion missdeuten
oder das Betriebsgefühl
beim Starten des Verbrennungsmotors kann gestört sein.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die obigen Umstände gemacht
worden und es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Steuergerät für ein elektrisches
Hybridfahrzeug zur Verfügung
zu stellen, wobei der Verbrennungsmotor selbst in dem Fall, in dem
der Startschalter in die EIN Position und dann unmittelbar danach
in die START-Position gedreht wird, schnell gestartet werden kann.
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Die
vorliegende Erfindung wird auf ein elektrisches Hybridfahrzeug angewandt,
das einen elektrischen Motor und einen Verbrennungsmotor beinhaltet,
und das so eingerichtet ist, dass eine Antriebskraft des elektrischen
Motors an die Antriebsräder übertragen
werden kann, und eine Rotationswelle des elektrischen Motors mit
einer Ausgangswelle des Verbrennungsmotors verbunden werden kann.
Um das obige Ziel zu erreichen, umfasst ein Steuergerät gemäß der vorliegenden
Erfindung: eine Batterie, welche elektrische Energie speichert,
die an den elektrischen Motor geliefert wird; ein Energiesteuermittel,
das eingerichtet ist, mit elektrischer Energie von der Batterie
versorgt zu werden und vorgesehen ist, eine Steuerung der Energieversorgung
für den elektrischen
Motor vorzunehmen. Das Steuergerät ist
weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst:
ein Steuerungsbewertungsmittel,
das eingerichtet ist, um zu bewerten, ob die Energieversorgung für den elektrischen
Motor von dem Energieversorgungssteuermittel ausgeführt werden
kann oder nicht; einem Anlasser, der getrennt von dem elektrischen
Motor vorgesehen ist und geeignet ist, den Verbrennungsmotor durch Übertragen
einer Antriebskraft, die von ihm erzeugt wird, an die Ausgangswelle
des Verbrennungsmotors zu starten; einen Startschalter, der eingerichtet
ist in eine von wenigstens drei Positionen geschaltet zu werden,
die eine erste, eine zweite und eine dritte Position umfassen; und
ein Startkontrollmittel, das eingerichtet ist, um die Energieversorgung
von der Batterie an die Energiesteuermittel zu starten, wenn der
Startschalter von der ersten Position in die zweite Position geschaltet
wird, wobei der Startschalter bewirkt, dass die Energiesteuermittel
die Steuerung der Energieversorgung an den elektrischen Motor ausführen, um
den Verbrennungsmotor durch den elektrischen Motor zu starten, wenn
der Startschalter von der zweiten Position in die dritte Position
geschaltet wird, und wenn das Steuerbewertungsmittel zu dem Ergebnis
kommt, dass die Steuerung der Energieversorgung an den elektrischen
Motor von dem Energiesteuermittel ausgeführt werden kann, und andererseits
das Startkontrollmittel den Verbrennungsmotor durch den Anlasser
startet, wenn das Steuerbewertungsmittel zu dem Ergebnis kommt,
dass die Steuerung der Energieversorgung an den elektrischen Motor
nicht von den Steuerkontrollmitteln ausgeführt werden kann.
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Mit
dem wie zuvor beschrieben eingerichteten Steuergerät stößt das Startsteuermittel
die Energieversorgung von der Batterie an das Energiesteuermittel
an, wenn der Startschalter von der ersten in die zweite Position
geschaltet wird.
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Wenn
der Startschalter in die dritte Position geschaltet wird, nachdem
die Energieversorgung von der Batterie an das Energiesteuermittel
gestartet worden ist, bevor die Steuerung der Energieversorgung
an den elektrischen Motor durch das Energiesteu ermittel ausgeführt werden
kann, kommt das Kontrollbewertungsmittel zu dem Ergebnis, dass die Steuerung
der Energieversorgung an den elektrischen Motor nicht von dem Energiesteuermittel
ausgeführt
werden kann. Infolge dieser Bewertung startet das Startsteuermittel
den Verbrennungsmotor durch den Anlasser unabhängig von dem elektrischen Motor.
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Andererseits,
wenn der Startschalter in die dritte Position geschaltet wird, nachdem
die Energieversorgung von der Batterie an das Steuerkontrollgerät gestartet
worden ist, und die Steuerung der Energieversorgung an den elektrischen
Motor durch das Energiesteuermittel ausgeführt werden kann, kommt das
Steuerbewertungsmittel zu dem Ergebnis, dass die Steuerung der Energieversorgung
an den elektrischen Motor von dem Energiesteuermittel ausgeführt werden
kann. Infolge dieser Bewertung bewirkt das Startsteuermittel, dass
das Energiesteuermittel die Energieversorgung an den elektrischen
Motor steuert und dadurch den Verbrennungsmotor durch den elektrischen
Motor steuert.
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Dementsprechend
kann der Verbrennungsmotor, nachdem der Startschalter von der ersten
in die zweite Position geschaltet worden ist und dadurch die Stromversorgung
von der Batterie an das Energiesteuermittel gestartet worden ist,
selbst dann gestartet werden, wenn die Steuerung der Energieversorgung
an den elektrischen Motor noch nicht von dem Energiesteuermittel
ausgeführt
werden kann. Es ist daher möglich,
zu verhindern, dass der Fahrer eine Verzögerung beim Starten der Energie
fälschlicherweise
als Fehlfunktion deutet und das Betriebsgefühl des Fahrers beim Starten
des Verbrennungsmotors zu verbessern.
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Wenn
die Energieversorgung von der Batterie an das Stromversorgungsmittel
gestartet wird und dann der Startschalter in die dritte Position
geschaltet wird, nachdem die Steuerung der Energieversorgung an
den elektrischen Motor durch das Energieversorgungsmittel ausgeführt werden
kann, wird der Verbrennungsmotor durch den elektrischen Motor gestartet.
Dadurch wird der Verbrennungsmotor durch den elektrischen Motor
gestartet, wenn der Startschalter durch den Fahrer nach einem Zeitraum
betätigt
wird, was ein leises Starten des Verbrennungsmotors ermöglicht.
Da es nicht nötig
ist, den Anlasser jedes Mal zu benutzen, wenn der Verbrennungsmotor
gestartet wird, kann auch die Lebensdauer des Anlassers verlängert werden.
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Vorzugsweise
beinhalten die Energiesteuermittel einen Umsetzerschaltkreis, der
eingerichtet ist, um die von der Batterie an den elektrischen Motor
gelieferte elektrische Energie anzupassen, und ein Verbindungsmittel,
das eingerichtet ist, um die Batterie und den Umsetzerschaltkreis
zu verbinden. Wenn der Startschalter von der ersten Position in
die zweite Position geschaltet wird, bewirkt das Startsteuermittel,
dass das Verbindungsmittel eine Verbindung zwischen der Batterie
und dem Umsetzerschaltkreis herstellt, und wenn die Verbindung zwischen
der Batterie und dem Umsetzerschaltkreis durch das Verbindungsmittel
vervollständigt
ist, kommt das Steuerungsbewertungsmittel zu dem Ergebnis, dass
die Energieversorgung an den elektrischen Motor von dem Energiesteuermittel
ausgeführt
werden kann.
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Mit
dem wie oben eingerichteten Steuergerät bewirkt das Startsteuermittel,
dass das Verbindungsmittel die Verbindung zwischen der Batterie
und dem Umsetzerschaltkreis herstellt, wenn der Startschalter von
der ersten in die zweite Position geschaltet wird.
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Wenn
der Startschalter in die dritte Position geschaltet wird, bevor
die Verbindung zwischen der Batterie und dem Umsetzerschaltkreis
durch das Verbindungsmittel abgeschlossen ist, kommt das Steuerungsbewertungsmittel
zu dem Ergebnis, dass die Steuerung der Energieversorgung an den
Motor noch nicht von dem Energiesteuermittel ausgeführt werden
kann. In Übereinstimmung
mit diesem Ergebnis startet das Startsteuermittel den Verbrennungsmotor
durch den Anlasser unabhängig
von dem elektrischen Motor.
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Andererseits
kommt das Steuerungsbewertungsmittel, wenn der Startschalter in
die dritte Position geschaltet wird, nachdem die Verbindung zwischen
der Batterie und dem Umsetzerschaltkreis durch das Verbindungsmittel
abgeschlossen ist, zu dem Ergebnis, dass die Steuerung der Energieversorgung
an den elektrischen Motor von dem Energiesteuerkontrollmittel ausgeführt werden
kann. In Übereinstimmung
mit dem Ergebnis, bewirkt das Startsteuermittel, dass das Energiesteuermittel
die Steuerung der Energieversorgung an den elektrischen Motor ausführt und
startet dadurch den Verbrennungsmotor durch den elektrischen Motor.
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Auf
diese Weise kommt das Steuerungsbewertungsmittel beim Schließen der
Verbindung zwischen der Batterie und dem Umsetzerschaltkreis durch
das Verbindungsmittel zu dem Ergebnis, dass es möglich geworden ist, dass die
Steuerung der Energieversorgung an den elektrischen Motor durch das
Energiesteuerungsmittel ausgeführt
werden kann. Es ist daher möglich,
eine Situation zu vermeiden, in der der elektrische Motor den Verbrennungsmotor
nicht starten kann, da die Verbindung zwischen der Batterie und
dem Umsetzerschaltkreis unvollständig
ist, wenn der elektrische Motor dabei ist, den Verbrennungsmotor
zu starten. Dementsprechend kann der Verbrennungsmotor ohne Fehler
gestartet werden.
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Vorzugsweise
beinhalten die Verbindungsmittel einen Einschaltstromunterdrückungsschaltkreis,
der eingerichtet ist, einen Einschaltstrom zu unterdrücken, der
fließt,
wenn die Batterie mit dem Umsetzerschaltkreis verbunden wird, und
wenn die Unterdrückung
des Einschaltstromes durch den Einschaltstromunterdrückungsschaltkreis
abgeschlossen ist, kommen die Steuerungsbewertungsmittel zu dem
Ergebnis, dass die Steuerung der Energieversorgung an den elektrischen
Motor von dem Energiesteuermittel ausgeführt werden kann.
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Mit
einem wie oben eingerichteten Steuergerät ist die Batterie durch einen
Einschaltstromunterdrückungsschaltkreis
mit dem Umsetzerschaltkreis verbunden, wenn der Startschalter von
der ersten Position in die zweite Position geschaltet wird.
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Wenn
der Startschalter in die dritte Position geschaltet wird, bevor
die Unterdrückung
des Einschaltstromes durch den Einschaltstromunterdrückungsschaltkreis
abgeschlossen ist, kommt das Steuerungsbewertungsmittel zu dem Ergebnis,
dass die Steuerung der Energieversorgung an den elektrischen Motor
nicht von dem Energiesteuermittel ausgeführt werden kann. Infolge dieses
Ergebnisses startet das Startsteuermittel den Motor durch den Anlasser
unabhängig
von dem elektrischen Motor.
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Andererseits
kommt das Steuerungsbewertungsmittel, wenn der Startschalter in
die dritte Position geschaltet wird, nachdem das Unterdrücken des Einschaltstromes
durch den Einschaltunterdrückungsstromschaltkreis
abgeschlossen ist, zu dem Ergebnis, dass die Steuerung der Energieversorgung an
den elektrischen Motor von dem Energiesteuermittel ausgeführt werden
kann. Infolge dieses Ergebnisses bewirkt das Startsteuermittel,
dass das Energiesteuermittel die Steuerung der Energieversorgung an
den elektrischen Motor ausführt
und dadurch den Verbrennungsmotor durch den elektrischen Motor startet.
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Auf
diese Weise kommt das Steuerungsbewertungsmittel, wenn die Unterdrückung des
Einschaltstromes durch den Einschaltstromunterdrückungsschaltkreis abgeschlossen
ist, zu dem Ergebnis, dass es möglich
geworden ist, dass die Steuerung der Energieversorgung an den elektrischen
Motor von dem Energiesteuermittel ausgeführt wird. Es ist daher möglich, eine
Situation zu vermeiden, in der der elektrische Motor versagt, den
Verbrennungsmotor zu starten, da der Einschaltstrom durch den Einschaltstromunterdrückungsschaltkreis
unterdrückt
wird, wenn der elektrische Motor dabei ist, den Verbrennungsmotor
zu starten, und daher keine ausreichende Energie von der Batterie
an den Umsetzerschaltkreis geliefert werden kann. Dementsprechend kann
der Verbrennungsmotor ohne Fehlfunktion gestartet werden.
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Vorzugsweise
umfasst das Steuerungsgerät weiterhin
Bestätigungsmittel,
die eingerichtet sind, eine Anzeige und/oder eine Mitteilung zur
Verfügung zu
stellen, die auf dem Ergebnis der Bewertung durch das Steuerungsbewertungsmittel
basiert, ob die Steuerung der Energieversorgung an den elektrischen
Motor von dem Energiesteuermittel ausgeführt werden kann oder nicht.
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Mit
einem wie oben beschriebenen Steuergerät stellt das Bestätigungsmittel
eine Anzeige und/oder eine Mitteilung zur Verfügung, ob die Steuerung der
Energieversorgung an den elektrischen Motor durch das Energieversorgungssteuermittel ausgeführt werden
kann oder nicht.
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Die
von dem Bestätigungsmittel
zur Verfügung
gestellte Anzeige und/oder Mitteilung macht es für den Fahrer einfach, zu entscheiden,
ob der Verbrennungsmotor durch den elektrischen Motor oder den Anlasser
zu starten ist.
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Kurze Beschreibung
der Figuren
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1 zeigt
einen wesentlichen Teil eines elektrischen Hybridfahrzeuges, dass
ein Steuergerät gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung hat;
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2 zeigt
einen Umsetzer und die ihm zugehörigen
Elemente in dem elektrischen Hybridfahrzeug gemäß 1; und
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3 ist
ein Flussdiagramm, das eine Startsteuerung zeigt, die in dem elektrischen
Hybridfahrzeug gemäß 1 ausgeführt wird.
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Ausführliche
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispieles
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Ein
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die
beigefügten
Zeichnungen beschrieben werden.
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1 zeigt
einen wesentlichen Teil eines elektrischen Hybridfahrzeuges 1,
auf das die vorliegende Erfindung angewandt wird. Eine Eingangswelle
einer Kupplung 4 ist mit einer Ausgangswelle eines Verbrennungsmotors 2,
der ein Dieselmotor ist, verbunden. Eine Ausgangswelle der Kupplung 4 ist
mit einer Eingangswelle eines automatischen Getriebes (im folgenden
als Getriebe bezeichnet) 8 über eine Rotationswelle eines
permanent-magnetischen Synchronmotors (der im Folgenden als elektrischer
Motor bezeichnet wird) 6 verbunden. Eine Ausgangswelle
des Getriebes 8 ist durch eine Kardanwelle 10, ein
Differential 12 und Antriebswellen 14 mit linken und
rechten Antriebsrädern 16 verbunden.
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Somit
sind die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 2 und die
Rotationswelle des elektrischen Motors 6 miteinander verbunden,
wenn die Kupplung 4 im Eingriff ist, und können durch
das Getriebe 8 mit den Antriebsrädern 16 verbunden
werden. Andererseits ist die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 2 von
der Rotationswelle des elektrischen Motors 6 getrennt,
wenn die Kupplung 4 ausgerückt ist, und somit kann nur
die Rotationswelle des elektrischen Motors 6 mechanisch über das
Getriebe 8 mit den Antriebsrädern 16 verbunden
werden.
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Der
elektrische Motor 6 wird als Motor betrieben, wenn Gleichstromenergie,
die in einer Batterie 18 gespeichert ist, an den elektrischen
Motor 6 geliefert wird, nachdem sie von einem Umsetzer
(Energiesteuermittel) 20 in Wechselstromenergie umgewandelt
worden ist. Ein Antriebsdrehmoment des elektrischen Motors 6 wird
an die Antriebsräder 16 übertragen,
nachdem es durch das Getriebe 8 auf eine geeignete Geschwindigkeit
umgesetzt worden ist. Wenn das Fahrzeug abbremst, wird der elektrische Motor 6 als
Generator betrieben. Kinetische Energie, die durch die Rotation
der Antriebsräder 16 erzeugt wird,
wird durch das Getriebe 8 an den elektrischen Motor 6 übertragen,
um in Wechselstromenergie umgewandelt zu werden, wodurch ein regeneratives Bremsdrehmoment
erzeugt wird. Die Wechselstromenergie wird dann durch den Umsetzer 20 in Gleichstromenergie
umgewandelt und in die Batterie 18 geladen. Auf diese Weise
wird die kinetische Energie, die durch die Rotation der Antriebsräder 16 erzeugt
worden ist, als elektrische Energie wieder gewonnen.
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Ein
Antriebsdrehmoment des Verbrennungsmotors 2 wird, während die
Kupplung 4 eingerückt
ist, durch die Rotationswelle des elektrischen Motors 6 an
das Getriebe 8 übertragen.
Das Antriebsdrehmoment des Verbrennungsmotors 2 wird an
die Antriebsräder 16 übertragen,
nachdem es auf eine geeignete Geschwindigkeit umgesetzt worden ist.
Somit werden sowohl das Antriebsdrehmoment des Verbrennungsmotors 2 und
das des elektrischen Motors 6 an die Antriebsräder 16 übertragen,
wenn der elektrische Motor 6 als Motor betrieben wird,
während
das Antriebsdrehmoment des Verbrennungsmotors 2 an die
Antriebsräder 16 übertragen
wird. In anderen Worten, ein Teil des Antriebsdrehmomentes, das
an die Antriebsräder 16 zu übertragen
ist, um das Fahrzeug anzutreiben, wird von dem Verbrennungsmotor 2 zur
Verfügung
gestellt, und gleichzeitig, wird der Rest des Antriebsdrehmomentes
von dem elektrischen Motor 6 zur Verfügung gestellt.
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Wenn
eine Speicherrate (die im Folgenden als SOC bezeichnet wird) der
Batterie 18 so gering ist, dass die Batterie 18 geladen
werden muss, wird der elektrische Motor 6 als Generator
betrieben. Zusätzlich
wird der elektrische Motor 6 unter Benutzung eines Teiles
der Antriebsenergie des Verbrennungsmotors 2 angetrieben,
um so Energieerzeugung auszuführen.
Wie zuvor beschrieben, wird die erzeugte Wechselstromenergie von
dem Umsetzer 20 in Gleichstromenergie umgewandelt und die
Batterie 18 wird mit dieser Gleichstromenergie geladen.
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Eine
Fahrzeug-ECU (Startsteuermittel) 22 führt die Einrück-/Ausrück-Steuerung der Kupplung 4 und
die Gangschaltsteuerung des Getriebes 8 in Übereinstimmung
mit dem Betriebszustand des Fahrzeuges und des Verbrennungsmotors 2 so
wie mit Informationen, die von einer Verbrennungsmotor-ECU 24,
einer Umsetzer-ECU
(Steuerungsbewertungsmittel) 26 und einer Batterie-ECU 28 zur Verfügung gestellt
werden, aus. Die Fahrzeug-ECU 22 führt eine integrierte Steuerung
durch, um den Verbrennungsmotor 2 und den elektrischen
Motor 6 geeignet gemäß dem Zustand
der zuvor genannten Steuerungen und der verschiedenen Arten von
Betriebszuständen
des Fahrzeuges wie zum Beispiel Anfahren, Beschleunigung und Abbremsen,
zu steuern.
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Die
Verbrennungsmotor-ECU 24 führt Start-/Stop-Steuerung des
Verbrennungsmotors 2 in Übereinstimmung mit Information
durch, die von der Fahrzeug-ECU 22 zur Verfügung gestellt
werden. Ebenso führt
die Verbrennungsmotor-ECU 24 verschiedene Arten von Steuerungen
durch, die im Betrieb des Verbrennungsmotors 2 für sich erforderlich sind,
einschließlich
Leerlaufsteuerung des Verbrennungsmotors, Regenerationssteuerung
eines (nicht gezeigten) Auspuffgasreinigungsgerätes und ähnlichem. Weiterhin steuert
die Verbrennungsmotor-ECU 24 die Kraftstoffeinspritzmenge
und den Einspritzzeitpunkt des Verbrennungsmotors 2, so
dass der Verbrennungsmotor 2 das erforderliche Drehmoment
in dem Verbrennungsmotor 2 erzeugt, das von der Fahrzeug-ECU 22 vorgegeben
ist.
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Die
Umsetzer-ECU 26 überwacht
den Zustand des Umsetzers 20 und schickt Informationen über den überwachten
Zustand an die Fahrzeug-ECU 22. Die Umsetzer-ECU 26 steuert
auch den Umsetzer 20 in Übereinstimmung mit dem von dem
elektrischen Motor 6 zu erzeugenden Drehmoment, dass von
der Fahrzeug-ECU 22 vorgegeben worden ist und steuert dadurch
den Betrieb des elektrischen Motors 6 so, dass der elektrische
Motor als ein Motor oder Generator betrieben wird.
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Die
Batterie-ECU 28 erkennt die Temperatur und Spannung der
Batterie 18, den elektrischen Strom, der zwischen dem Inverter 20 und
der Batterie 18 fließt,
usw. Die Batterie-ECU 28 erhält den SOC der Batterie 18 von
diesen Erkennungswerten und sendet den erhaltenen SOC zusammen mit
den Erkennungsergebnissen an die Fahrzeug-ECU 22.
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Während die
Fahrzeug-ECU 22 Informationen mit der Verbrennungsmotor-ECU 24,
der Umsetzer-ECU 26 und der Batterie-ECU 28 austauscht, steuert
sie die Verbrennungsmotor-ECU 24 und Umsetzer-ECU 26 so
an, dass sie den Verbrennungsmotor 2 und den elektrischen
Motor 6 jeweils geeignet steuern und steuert auch in geeigneter
Weise die Kupplung 4 und das Getriebe 8.
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Wenn
sie solche Steuermaßnahmen
durchführt,
berechnet die Fahrzeug-ECU 22 das für den Betrieb des Fahrzeugs
notwendige Drehmoment basierend auf den Erkennungsergebnissen, die
von einem Beschleunigungspositionssensor 32, zum Erkennen
der Menge des Niederdrückens
eines Gaspedals 30, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 34,
zum Erkennen der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges, und einem Drehzahlsensor 36 zum
Erkennen der Drehzahl des elektrischen Motors 6 zur Verfügung gestellt
werden. Dann weist die Fahrzeug-ECU 22 basierend auf den
von den einzelnen ECUs zur Verfügung
gestellten Informationen in Übereinstimmung
mit dem aktuellen Betriebszustand des Fahrzeuges, des Verbrennungsmotors 2 und dem
elektrischen Motor 6 dem Verbrennungsmotor 2 und
dem elektrischen Motor 6 das erforderliche Drehmoment zu
und teilt der Verbrennungsmotor-ECU 24 und der Umsetzer-ECU 26 die
jeweiligen zugewiesenen Drehmomente mit. Zu diesem Zeitpunkt steuert die
Fahrzeug-ECU 22 das Getriebe 8 und die Kupplung 4 wie
erforderlich.
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Wenn
das erforderliche Drehmoment allein dem elektrischen Motor 6 zugewiesen
wird und kein Drehmoment dem Verbrennungsmotor 2 zugewiesen wird,
löst die
Fahrzeug-ECU 22 die Kupplung 4 und weist die Umsetzer-ECU 26 an,
das Ausgangsdrehmoment des elektrischen Motors 6 auf das
erforderliche Drehmoment zu setzen.
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In
diesem Fall, erlaubt die Verbrennungsmotor-ECU 24 dem Verbrennungsmotor 2 im
Leerlauf zu laufen, da dem Verbrennungsmotor kein Drehmoment zugewiesen
worden ist. Andererseits steuert die Umsetzer-ECU 26 den
Umsetzer 20 in Übereinstimmung
mit dem von der Fahrzeug-ECU 22 angewiesenen Drehmoment,
so dass die Gleichstromenergie der Batterie 18 durch den
Umsetzer 20 in Wechselstromenergie umgewandelt und dem
elektrischen Motor 6 zur Verfügung gestellt wird. Der elektrische
Motor 6 wird somit mit Wechselstromenergie versorgt und
wird als Motor betrieben, um das erforderliche Drehmoment auszugeben.
Das Ausgangsdrehmoment des elektrischen Motors 6 wird über das Getriebe 8 an
die Antriebsräder 16 übertragen.
Wenn das erforderliche Drehmoment sowohl dem Verbrennungsmotor 2 als
auch dem elektrischen Motor 6 zugewiesen wird, bringt die
Fahrzeug-ECU 22 die Kupplung 4 in Eingriff. Dann
steuert die Fahrzeug-ECU 22 die Verbrennungsmotor-ECU 24 so
an, dass sie das Ausgangsdrehmoment des Verbrennungsmotors 2 auf
das ihr dementsprechend zugewiesene Drehmoment setzt, und steuert
ebenso die Umsetzer-ECU 26 so an, dass sie das Ausgangsdrehmoment
des elektrischen Motors 6 auf das ihr zugewiesene Drehmoment
setzt.
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Die
Verbrennungsmotor-ECU 24 steuert den Verbrennungsmotor 2 so,
dass das zugewiesene Drehmoment, wie von der Fahrzeug-ECU 22 angewiesen,
von dem Verbrennungsmotor 2 ausgegeben werden kann. Die
Umsetzer-ECU 26 steuert den Umsetzer 20 in Übereinstimmung
mit dem zugewiesenen Drehmoment, wie es von der Fahrzeug-ECU 22 angewiesen
worden ist. Im Ergebnis wird das erforderliche Dreh moment, welches
die Summe der Ausgangsdrehmomente des Verbrennungsmotors 2 und des
elektrischen Motors 6 ist, über das Getriebe 8 an die
Antriebsräder 16 übertragen.
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Wenn
das erforderliche Drehmoment allein dem Verbrennungsmotor 2 zugewiesen
wird und kein Drehmoment dem elektrischen Motor 6 zugewiesen wird,
bringt die Fahrzeug-ECU 22 die Kupplung 4 in Eingriff.
Dann steuert die Fahrzeug-ECU 22 die Verbrennungsmotor-ECU 24 so
an, dass sie das Ausgangsdrehmoment des Verbrennungsmotors 2 auf das
erforderliche Drehmoment setzt, und steuert auch die Umsetzer-ECU 26 so
an, dass sie das Ausgangsdrehmoment des elektrischen Motors 6 auf Null
setzt.
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Die
Verbrennungsmotor-ECU 24 steuert den Verbrennungsmotor 2 so,
dass das erforderliche Drehmoment, wie es von der Fahrzeug-ECU 22 angeordnet
ist, von dem Verbrennungsmotor 2 ausgegeben werden kann.
Andererseits steuert die Umsetzer-ECU 26 den Umsetzer 20 so,
dass der elektrische Motor 6 weder als Motor noch als Generator
betrieben wird. Im Ergebnis wird das von dem Verbrennungsmotor 2 ausgegebene
erforderliche Drehmoment über
das Getriebe 8 an die Antriebsräder 16 übertragen.
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Die
Fahrzeug-ECU 22 ist mit einem Startschalter 38 verbunden,
der von dem Fahrer betrieben wird, um die Energielieferung an einzelne
Geräte
wie zum Beispiel die Umsetzer-ECU 26, die Batterie-ECU 28,
die Verbrennungsmotor-ECU 24, usw. zu erlauben und zu verhindern,
und ebenso, um den Verbrennungsmotor 2 zu starten und zu
stoppen. Der Startschalter 38 kann in einer von drei Positionen
gedreht oder geschaltet werden, die eine AUS-Position (1. Position),
in der die Energielieferung an die einzelnen Geräte gestoppt ist und auch der
Verbrennungsmotor 2 gestoppt ist, eine EIN-Position (2.
Position), in der die einzelnen Geräte mit Energie versorgt werden,
und eine START-Position (3. Position), in der der Verbrennungsmotor 2 gestartet
wird, beinhalten. Der Startschalter 38 ist so konstruiert,
dass der Startschalter 38 automatisch in die EIN Position
zurückkehrt,
wenn er mit der Hand des Fahrers von der EIN-Position in die START-Position gelegt
wird.
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In Übereinstimmung
mit der Position des Startschalters 38 führt die
Fahrzeug-ECU 22 eine
Anweisung der Energieversorgung an die einzelnen Geräte aus und
steuert das Starten/Stoppen des Verbrennungsmotors 2.
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Wenn
der Startschalter 38 in die EIN-Position gedreht wird,
während
der Startschalter 38 in der AUS-Position ist, das heißt, wenn
das Fahrzeug im Stillstand ist, veranlasst die Fahrzeug-ECU 22 die Energielieferung
an die einzelnen Geräte.
Dementsprechend werden die Verbrennungsmotor-ECU 24, die
Umsetzer-ECU 26 und die Batterie-ECU 28 mit elektrischer
Energie versorgt.
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Wenn
sie mit elektrischer Energie versorgt wird, beginnt die Umsetzer-ECU 26 ihren
Betrieb, verbindet die Batterie 18 über in dem Umsetzer 20 vorgesehene
Verbindungseinheiten (Verbindungsmittel) 40 mit dem Umsetzer 20,
um den elektrischen Motor 6 in Übereinstimmung mit den Energieversorgungsstartanweisungen
der Fahrzeug-ECU 22 in Betrieb zu setzen.
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2 zeigt
den Umsetzer 20 mit den Verbindungseinheiten 40.
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Wie
in 2 gezeigt, beinhaltet der Inverter 20 die
Verbindungseinheiten 40 und einen Umsetzerschaltkreis 42 zum
Umwandeln der Gleichstromenergie, die ihm von der Batterie 18 durch
die Verbindungseinheiten 40 zur Verfügung gestellt wird, in dreiphasige
Wechselstromenergie, um diese dem elektrischen Motor 6 zur
Verfügung
zu stellen. Eine der Verbindungseinheiten 40 ist mit dem
positiven Anschluss der Batterie 18 verbunden und eine
andere ist mit dem negativen Anschluss derselben verbunden. Jede
Verbindungseinheit 40 besteht aus einem Hauptkontakt 44 zum
direkten Verbinden der Batterie 18 mit dem Umsetzerschaltkreis 42 und
einer Einschaltstromunterbrechungseinheit 46, die parallel
mit dem Hauptkontakt 44 verbunden ist.
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Die
Einschaltstromunterbrechungseinheit 46 ist vorgesehen,
um das Fliessen eines großen
Einschaltstromes aufgrund der relativ hohen Spannung der Batterie 18 zu
verhindern, wenn die Batterie 18 mit dem Umsetzerschaltkreis 42 verbunden
wird. Jede Einschaltstromunterbrechungseinheit 46 beinhaltet
einen Unterkontakt 48 und einen Stromreduktionswiderstand 50,
der in Reihe mit dem Unterkontakt 48 verbunden ist. Jeder
Hauptkontakt 44 schließt sich,
wenn eine elektromagnetische Spule 52 mit Energie versorgt
wird, und öffnet
sich, wenn die Spule 52 ohne Energie ist. Jeder Unterkontakt 48 schließt sich,
wenn eine elektromagnetische Spule 54 mit Energie versorgt
wird, und öffnet
sich, wenn die Spule 54 ohne Energie ist. Die mit Energie
versehenen Zustände
der Spulen 52 und 54 werden von der Umsetzer-ECU 26 in Übereinstimmung
mit dem Energieversorgungs-Startbefehl von der Fahrzeug ECU 22 gesteuert.
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Insbesondere
wenn der Startschalter 38 von der AUS in die EIN-Position
gedreht wird, gibt die Fahrzeug-ECU 22 einen Befehl, um
die elektrische Energieversorgung an die einzelnen Geräte zu starten,
so dass die Umsetzer-ECU 26 mit elektrischer Energie versorgt
wird. Dann versorgt die Umsetzer-ECU 26 in Reaktion auf
den Startbefehl der Energieversorgung von der Fahrzeug-ECU 22 die
Spule 54 mit Energie, um die Unterkontakte 48 zu
schließen.
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Da
die Unterkontakte 48 geschlossen sind, ist die Batterie 18 mit
dem Umschalterschaltkreis 42 über die Stromverringerungswiderstände 50 verbunden
und dementsprechend fließt
Einschaltstrom, während
er von den Widerständen 50 beschränkt ist. In
diesem Fall wird der Umschaltstromkreis 42 mit einer Spannung
versehen, die um eine Menge geringer als die Batteriespannung ist,
die dem Spannungsabfall entspricht, der von den Stromverringerungswiderständen 50 verursacht
wird. Wenn der Einschaltstrom danach abnimmt, nähert sich die an den Umschaltstromkreis 42 angelegte
Spannung der Batteriespannung.
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Die
Umsetzer-ECU 26 überwacht
die Spannung, die an den Umschaltstromkreis 42 angelegt
ist. Wenn die überwachte
Spannung mit der Abnahme des Einschaltstromes eine vorgegebene Spannung nahe
der Batteriespannung erreicht, kommt die Umsetzer-ECU 26 zu
dem Ergebnis, dass die Unterdrückung
des Einschaltstromes durch die Einschaltstromunterdrückungseinheiten 46 beendet
ist, und versorgt die Spule 52 mit Spannung, um die Hauptkontakte 44 zu
schließen.
Das Schließen
der Hauptkontakte 44 vervollständigt die Verbindung zwischen dem
Umschaltstromkreis 42 und der Batterie 18 und somit
wird der Umschaltstromkreis 42 direkt mit der Batteriespannung
versorgt. Beim Anlegen der Batteriespannung kommt die Inverter-ECU 26 zu
dem Ergebnis, dass eine Steuerung der Spannungsversorgung an den
elektrischen Motor mittels des Umsetzerschaltkreises 42 ausgeführt werden
kann und schickt der Fahrzeug-ECU 22 die Information, dass die
Steuerung der Energieversorgung an den elektrischen Motor ausgeführt werden
kann.
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Auf
den Empfang der Information schaltet die Fahrzeug-ECU 22 eine
Anzeigelampe (Bestätigungsmittel) 60,
die in der Instrumententafel innerhalb des Fahrzeuges vorgesehen
ist, ein.
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Auf
diese Weise ist die Batterie direkt mit dem Umschaltstromkreis 42 verbunden
und die Umsetzer-ECU 26 steuert den Umschaltstromkreis 42 in Übereinstimmung
mit Befehlen von der Fahrzeug-ECU 22, um die Energieversorgung
an den elektrischen Motor 6 zu steuern. Wie aus dem Obigen
erkannt werden wird, ist ein gewisser Zeitraum, nachdem der Startschalter 38 von
der AUS in die EIN-Position gedreht worden ist, erforderlich, bis
die Steuerung der Energieversorgung an den elektrischen Motor mit
Hilfe des Umsetzerschaltkreises 42 ausgeführt werden
kann und der elektrische Motor 6 dadurch betrieben werden
kann, und dieser bestimmte Zeitraum, der eine Zeitverzögerung ist,
entspricht dem Zeitraum vom Schließen der Unterkontakte 48 bis
zum Schließen
der Hauptkontakte 44 nach der Verringerung des Einschaltstromes.
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Wenn
der elektrische Motor 6 betriebsbereit ist, bringt die
Fahrzeug-ECU 22 die Kupplung 4 in Eingriff, um
die Rotationswelle des elektrischen Motors 6 mit der Ausgangswelle
des Verbrennungsmotors 2 zu verbinden und, nachdem das
Getriebe 8 in die neutrale Position gesetzt worden ist,
die Rotationswelle des elektrischen Motors 6 von den Antriebsrädern 16 zu
trennen, oder nach der Bestätigung
der Trennung kann die Fahrzeug-ECU 22 den elektrischen
Motor 6 als Motor betreiben, um den Verbrennungsmotor 2 zu
starten. Es gibt jedoch eine Zeitverzögerung von dem Zeitpunkt, zu
dem der Startschalter 38 von der AUS in die EIN-Position
gedreht worden ist, bis der elektrische Motor 6 betriebsbereit wird,
wie zuvor erwähnt.
Wenn also der Startschalter 38 von der AUS in die EIN-Position
und dann unmittelbar darauf in die START-Position gedreht wird, wird das Starten
des Verbrennungsmotors 2 durch den elektrischen Motor 6 verzögert.
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Um
eine solche Verzögerung
beim Starten des Verbrennungsmotors 2 zu beseitigen, ist
der Verbrennungsmotor 2 unabhängig von dem elektrischen Motor 6 mit
einem Anlasser 56 versehen. Der Anlasser 56 ist
identisch mit einem Anlasser, wie er in normalen Fahrzeugen verwendet
wird, bei denen der Verbrennungsmotor die einzige Betriebsenergiequelle
ist und daher wird auf eine ausführliche
Beschreibung davon verzichtet. Der Anlasser 56 hat ein
(nicht gezeigtes) Zahnradgetriebe, das in Verbindung mit einem (nicht
gezeigten) Hohlzahnrad gebracht werden kann, das an einem Endabschnitt
der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 2 befestigt ist.
Der Anlasser 56 dreht die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 2 mit
dem Zahnradgetriebe im Eingriff mit dem Hohlzahnrad, um den Verbrennungsmotor 2 zu
starten. Um den Verbrennungsmotor 2 je nach Bedarf wahlweise
durch den Anlasser 56 oder den elektrischen Motor 6 zu
starten, führt
die Fahrzeug-ECU 22 eine Startsteuerung für den Verbrennungsmotor 2 durch,
wie sie im Flussdiagramm gemäß 3 gezeigt
wird. Die Startsteuerung wird gestartet, wenn der Startschalter 38 von
der AUS in die EIN-Position gedreht wird.
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Auf
den Start der Startsteuerung bestimmt die Fahrzeug-ECU 22 im
Schritt S1, basierend auf den Informationen, die von der Umsetzer-ECU 26 zur Verfügung gestellt
werden, ob die Steuerung der Energieversorgung an den elektrischen
Motor mit Hilfe des Umsetzerschaltkreises 42 durchgeführt werden kann.
Wenn der Startschalter 38 gerade von der AUS in die EIN-Position
gedreht worden ist, und demzufolge die Unterdrückung des Einschaltstromes
durch die Einschaltstromunterdrückungseinheiten 46 noch nicht
abgeschlossen ist, kommt die Umsetzer-ECU 26 zu dem Ergebnis,
dass die Steuerung der Energieversorgung an den elektrischen Motor 6 nicht
mit Hilfe des Umsetzerschaltkreises 42 ausgeführt werden
kann. In diesem Fall führt
die Fahrzeug-ECU 22 das
Verfahren im Schritt S2 in Übereinstimmung
mit der Bewertung durch die Umsetzer-ECU 26 fort.
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Im
Schritt S2 schaltet die Fahrzeug-ECU 22 die Anzeigelampe 60 aus
(lässt
die Lampe 60 ausgeschaltet), da die Steuerung der Energieversorgung an
den elektrischen Motor 6 nicht ausgeführt werden kann, woraufhin
die Fahrzeug-ECU 22 das Verfahren im Schritt S4 fortführt.
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Andererseits,
wenn ein gewisser Zeitraum abgelaufen ist, nachdem der Startschalter 38 von
der AUS in die EIN-Position gedreht worden ist, und die Unterdrückung des
Einschaltstromes durch die Einschaltstromunterdrückungsmittel 46 abgeschlossen ist,
so dass die Batterie 18 und der Umsetzerschaltkreis 42 bei
geschlossenen Hauptkontakten 44 miteinander verbunden sind,
kommt die Umsetzer-ECU 26 zu dem Ergebnis, dass die Steuerung
der Energieversorgung an den elektrischen Motor mit Hilfe des Umsetzerschaltkreises 42 ausgeführt werden kann.
In Übereinstimmung
mit der Bewertung durch die Umsetzer-ECU 26 fährt die
Fahrzeug-ECU 22 das Verfahren mit dem Schritt S3 fort.
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Im
Schritt S3 schaltet die Fahrzeug-ECU 22 die Anzeigelampe 60 ein,
da die Steuerung der Energieversorgung an den elektrischen Motor
ausgeführt werden
kann, worauf die Fahrzeug-ECU 22 das Verfahren im Schritt
S4 fortführt.
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Somit
schaltet die Fahrzeug-ECU 22 in den Schritten S1–S3 die
Anzeigelampe 60 ein oder aus, je nachdem ob die Steuerung
der Energieversorgung an den elektrischen Motor 6 ausgeführt werden
kann oder nicht. Durch einen Blick auf die Anzeigelampe 60 kann
der Fahrer daher bestätigen,
ob die Steuerung der Energieversorgung an den elektrischen Motor 6 ausgeführt werden
kann oder nicht. In diesem Ausführungsbeispiel
wird die Anzeigelampe 60, die auf der Instrumententafel
angeordnet ist, als Bestätigungsmittel
benutzt, aber das Bestätigungsmittel kann
alternativ eingerichtet sein, die Information unter Benützung von
Stimme oder einiger anderer Mittel zu liefern.
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Im
Schritt S4 stimmt die Fahrzeug-ECU 22 ab, ob der Startschalter 38 in
die START-Position gedreht worden ist oder nicht. Wenn der Startschalter 38 nicht
in der START-Position ist, kehrt das Verfahren zum Schritt S1 zurück, in dem
die Fahrzeug-ECU 22 das
Ergebnis der Umsetzer-ECU 26, ob die Steuerung der Energieversorgung
an den elektrischen Motor 6 mit Hilfe des Umsetzerschaltkreises 42 ausgeführt werden
kann oder nicht, bestätigt.
Andererseits, wenn der Startschalter 38 in die START-Position gedreht
worden ist, fährt
die Fahrzeug-ECU 22 mit dem Verfahren im Schritt S5 fort,
indem die Fahrzeug-ECU 22 noch einmal basierend auf dem
Ergebnis der Bewertung durch die Umsetzer-ECU 26 bestimmt,
ob die Steuerung der Energieversorgung an den elektrischen Motor 6 mit
Hilfe des Umsetzerschaltkreises 42 durchgeführt werden
kann. In diesem Fall, liefert die Umsetzer-ECU 26 dasselbe
Bewertungsergebnis wie im Schritt S1 und daher kann die Entscheidung
vom Schritt S1 im Schritt S5 verwendet werden.
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Wenn
die Fahrzeug-ECU 22 im Schritt S5 bestimmt, dass die Steuerung
der Energieversorgung an den elektrischen Motor 6 nicht
mittels des Umsetzerschaltkreises 42 durchgeführt werden kann,
führt die
Fahrzeug-ECU 22 das Verfahren mit dem Schritt S6 fort.
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Im
Schritt S6 löst
die Fahrzeug-ECU 22 die Kupplung 4, um die Ausgangswelle
des Verbrennungsmotors 2 von der Rotationswelle des elektrischen
Motors 6 zu trennen, und betreibt dann den Anlasser 56,
um den Verbrennungsmotor 2 anzukurbeln. Auch weist die
Fahrzeug-ECU 22 die Verbrennungsmotor-ECU 24 an,
den Verbrennungsmotor 2 zu betreiben. Auf den Empfang der
Anweisung von der Fahrzeug-ECU 22 löst die Verbrennungsmotor-ECU 24 Kraftstoffversorgung
an den Verbrennungsmo tor 2 aus. Im Ergebnis wird der Verbrennungsmotor 2 gestartet,
woraufhin die Startsteuerung endet.
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Andererseits,
wenn die Fahrzeug-ECU 22 im Schritt S5 bestimmt, dass die
Steuerung der Energieversorgung an den elektrischen Motor 6 mittels
des Umsetzerschaltkreises 42 ausgeführt werden kann, führt die
Fahrzeug-ECU 22 das Verfahren mit dem Schritt S7 fort.
Im Schritt S7 überprüft die Fahrzeug-ECU 22,
dass die Kupplung 4 im Eingriff ist und auch, dass das
Getriebe 8 in der neutralen Position ist. Dann teilt die
Fahrzeug-ECU 22 der Umsetzer-ECU 26 das notwendige
Ausgangsdrehmoment des elektrischen Motors 6 zum Starten
des Verbrennungsmotors 2 mit und weist auch die Verbrennungsmotor-ECU 24 an,
den Verbrennungsmotor 2 zu betreiben.
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Auf
den Empfang der Mitteilung von der Fahrzeug-ECU 22 betreibt
die Umsetzer-ECU 26 den elektrischen Motor 6 als
Motor und bewirkt, dass der elektrische Motor 6 das Drehmoment
ausgibt, wie von der Fahrzeug-ECU 22 angewiesen, und dadurch den
Verbrennungsmotor 2 ankurbelt. Zu diesem Zeitpunkt startet
die Verbrennungsmotor-ECU 24 die Kraftstoffversorgung an
den Verbrennungsmotor 2 in Reaktion auf die Anweisung von
der Fahrzeug-ECU 22 und somit wird der Verbrennungsmotor 2 gestartet,
woraufhin die Startsteuerung beendet wird.
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Die
Startsteuerung für
den Verbrennungsmotor 2 wird auf diese Art und Weise durchgeführt. Dementsprechend
wird der Verbrennungsmotor 2 durch den Anlasser 56 gestartet,
sobald der Startschalter 38 in die START-Position gedreht
wird, wenn die Unterdrückung
des Einschaltstromes durch die Einschaltstromunterdrückungseinheit 46 noch
nicht abgeschlossen ist, wie in dem Fall, indem der Startschalter 38 von
der AUS in die EIN-Position und unmittelbar darauf in die START-Position
gedreht wird. Es ist daher möglich,
zu verhindern, dass der Fahrer die Zeitverzögerung, die notwendig ist,
bis die Steuerung der Energieversorgung an den elektrischen Motor 6 ausgeführt werden
kann, als Fehlfunktion missversteht, und das Betriebsgefühl des Fahrers
beim Starten des Verbrennungsmotors 2 zu verbessern.
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Wenn
der Startschalter 38 in die START-Position gedreht wird,
nachdem die Steuerung der Energieversorgung an den elektrischen
Motor 6 ausgeführt
werden kann, wie in dem Fall, indem der Startschalter 38 von
der AUS in die EIN-Position gedreht wird und nach einiger Zeit in
die START-Position gedreht wird, wird der Verbrennungsmotor 2 von
dem elektrischen Motor 6 gestartet. In diesem Fall kann der Verbrennungsmotor 2 leise
gestartet werden. Da es unnötig
ist, den Anlasser jedes Mal zu benutzen, wenn der Verbrennungsmotor 2 gestartet
wird, kann auch die Betriebsdauer des Anlassers 56 verlängert werden.
Insbesondere kann der Fahrer beim Starten des Verbrennungsmotors 2 durch
die Anzeigelampe 60 bestätigen, dass die Steuerung der
Spannungsversorgung an den elektrischen Motor 6 ausgeführt werden
kann, bevor er den Startschalter 38 in die START-Position
dreht. Dementsprechend muss der Fahrer, wenn er beabsichtigt, den
elektrischen Motor 6 zum Starten des Verbrennungsmotors 2 zu
benutzen, nur den Startschalter 38 zu einem geeigneten Zeitpunkt
in die START-Position
drehen, während
er die Anzeigelampe 60 betrachtet, wodurch es dem Fahrer
ermöglicht
wird, einfach die Startmethode zu wählen, die er bevorzugt.
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Weiterhin
kommt die Umsetzer-ECU 26 zu dem Ergebnis, dass die Steuerung
der Spannungsversorgung an den elektrischen Motor 6 mit
Hilfe des Umsetzerschaltkreises 42 möglich geworden ist, wenn die
Hauptkontakte 44 der Verbindungseinheiten 40 beschlossen
werden, um die Verbindung zwischen der Batterie 18 und
dem Umsetzerschaltkreis 42 zu vervollständigen. Demzufolge wird in
Fällen,
in denen die Verbindung zwischen der Batterie 18 und dem
Umsetzerschaltkreis 42 unvollständig ist, der elektrische Motor 6 nicht
zum Starten des Verbrennungsmotors 2 betrieben. In solchen
Fällen
wird der Verbrennungsmotor 2 zuverlässig durch den Anlasser 56 gestartet.
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Ebenso
kommt die Umsetzer-ECU 26 zu dem Ergebnis, dass es möglich geworden
ist, die Energieversorgung des elektrischen Motors 6 mit
Hilfe des Umsetzerschaltkreises 42 auszuführen, wenn die
Unterdrückung
des Einschaltstromes durch die Einschaltstromunterdrückungseinheiten 46 abgeschlossen
ist. Es ist daher möglich,
eine Situation zu vermeiden, in der der elektrische Motor 6 zum
Starten des Verbrennungsmotors 2 betrieben wird, obwohl
der Einschaltstrom durch die Einschaltstromunterdrückungseinheiten 46 unterdrückt wird
und demzufolge nicht ausreichend Energie von der Batterie 18 an
den Umsetzerschaltkreis 42 geliefert werden kann. In diesen
Fällen
kann der Verbrennungsmotor 2 ohne Fehlfunktion durch den
Anlasser 56 gestartet werden. Während das Steuergerät für ein elektrisches
Hybridfahrzeug gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist, ist die vorliegende
Erfindung nicht allein auf das vorangehende Beispiel beschränkt.
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Zum
Beispiel ist in dem zuvor beschriebenen Beispiel der elektrische
Motor 6 zwischen der Kupplung 4 und dem Getriebe 8 angeordnet,
aber die Anordnung der Bestandteile ist nicht auf eine solche Anordnung
beschränkt.
Der elektrische Motor 6 kann z.B. zwischen dem Verbrennungsmotor 2 und
der Kupplung 4 angeordnet sein, und die vorliegende Erfindung
ist genauso auf elektrische Hybridfahrzeuge mit solch einem Aufbau
anwendbar.
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Auch
wird in dem zuvor beschriebenen Beispiel ein Dieselmotor als Verbrennungsmotor 2 benutzt.
Diese Art des Verbrennungsmotors ist jedoch nicht auf einen Dieselmotor
beschränkt
und kann ein Benzinmotor sein.
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Weiterhin
ist in dem voran beschriebenen Beispiel ein permanent-magnetischer
Synchronmotor als elektrischer Motor 6 benutzt worden,
aber die Art des zu verwendenden elektrischen Motors ist auch nicht
auf solch einen elektrischen Motor beschränkt.
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Nachdem
die Erfindung so beschrieben worden ist, wird es offensichtlich
sein, dass sie auf verschiedene Arten und Weisen variiert werden
kann. Solche Variationen sind nicht als Abweichung vom Geist und
dem Schutzbereich der Erfindung zu sehen, und alle solche Modifikationen,
die für
den Fachmann offensichtlich sind, sollen vom Schutzbereich der folgenden
Ansprüche
umfasst sein.