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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Erfindungsgebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energieverwaltungsvorrichtung, ein Energieverwaltungsverfahren, und ein Energieverwaltungssystem, insbesondere eine Energieverwaltungsvorrichtung, ein Energieverwaltungsverfahren und ein Energieverwaltungssystem, die in einem Fahrzeug verwendet werden, einschließlich einer Vielzahl von Elektrische-Energie-Speichervorrichtungen und einem Stromrichter.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Vor dem Hintergrund von Treibhauseffekt-Gasaspekten der Erde ist die Entwicklung einer Technologie zum Reduzieren eines Kraftstoffverbrauchs eines Automobils erwünscht. Unter diesen Umständen wurde eine Technologie zum Wiedergewinnen kinetischer Energie, die zum Zeitpunkt des Bremsen erzeugt wird als Energie und zum Reduzieren der Größe der Energieerzeugung zu anderen Zeitpunkten entwickelt, um einen Kraftstoffverbrauch eines Fahrzeugs zu reduzieren. Wenn eine Spannung eines Energie-Generators in dem Fahrzeug erhöht wird, wie oben erläutert, kann die erzeugte Energie effizienter gespeichert werden. Daher kann eine Energie bei einer Spannung erzeugt und gespeichert werden, die höher ist als ein Spannungsbereich, in dem elektrische Geräte einer Kraftmaschine betrieben werden. Wenn darüber hinaus die Energie unter Verwendung eines Energie- bzw. Stromwandlers verringert und an die elektrischen Geräte und einer Batterie geliefert wird, kann die Energie effizient verwendet werden. Wenn jedoch in dem oben beschriebenen System eine Fehlfunktion in dem Energie- bzw. Stromwandler auftritt, kann die Energie nicht von einer Hochspannungsschaltung an eine Niederspannungsschaltung geliefert werden. Daher wird die Energie an die elektrischen Geräte nur von der Batterie geliefert. Wenn die Ladungsmenge der Batterie abfällt, arbeiten die elektrischen Geräte nicht. Im schlimmsten Fall kann das Fahrzeug nicht fahren.
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Als eine konventionelle Energieverwaltungsvorrichtung für ein Fahrzeug wurde ein System mit zwei Energie- bzw. Stromwandlern in Vorbereitung einer Fehlfunktion von einem der Energie- bzw. Stromwandler vorgeschlagen (z. B.,
JP H11-122 701 A (Seite 5,
1)).
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Ein System zum Reduzieren der Energiegröße, die durch den Energie-Generator erzeugt wird, sodass eine Ausgangsspannung ungefähr gleich zu der der Niederspannungsschaltung wird, und zum Versorgen der Energie an die Niederspannungsschaltung wenn eine Kurzschlussfehlfunktion zwischen der Hochspannungsschaltung und der Niederspannungsschaltung auftritt, wurde vorgeschlagen (z. B.,
JP 4 143 267 B2 (Seite 5,
1)).
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Die konventionelle Energieverwaltungsvorrichtung, die in
JP H11-122 701 A beschrieben wurde, weist eine Konfiguration auf, in dem die zwei Energie- bzw. Stromwandler parallel verbunden sind, in Vorbereitung einer Fehlfunktion von einem der Energie- bzw. Stromwandler. Mit der Dual-System-Konfiguration sind die Kosten daher außergewöhnlich erhöht.
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Darüber hinaus tritt das Problem einer anwachsenden Größe auf.
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Die andere konventionelle Energieverwaltungsvorrichtung, die in
JP 4 143 267 B2 beschrieben wird, reduziert ferner die Energiegröße, die durch den Energie-Generator erzeugt wird, sodass die Ausgangsspannung ungefähr gleich zu der der Niederspannungsschaltung wird, und führt eine Steuerung durch, sodass die Energie an die Niederspannungsschaltung geliefert wird, wenn die Kurzschlussfehlfunktion zwischen der Hochspannungsschaltung und der Niederspannungsschaltung auftritt. Im Fall einer allgemeinen Fehlfunktion, bei der die Hochspannungsschaltung und die Niederspannungsschaltung durch den Energie- bzw. Stromwandler nicht kurzgeschlossen werden, wird jedoch ein Problem des Stopps der Energieversorgung an die Niederspannungsschaltung nicht gelöst.
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DE 10 2008 031 270 A1 beschreibt ein Steuergerät zur Absicherung eines Ausfalls einer Schaltvorrichtung bei Spannungswandlern in Kraftfahrzeugen, das einen Spannungswandler und eine Überwachungseinrichtung umfasst. Wobei ein Schaltelement des Steuergeräts von der Überwachungsschaltung derart angesteuert wird, dass die Eingangsspannung direkt als Ausgangsspannung durchgeschaltet wird, wenn kein Signal von der Überwachungseinrichtung vorliegt.
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US 2011/0095603 A1 zeigt eine Energieverwaltungsvorrichtung in einem Fahrzeugmit zwei elektrischen Speichern und einem Wandler, der die Energie aus dem ersten Speicher an den zweiten Speicher und einen Motor/Generator liefert. Ein Schalter zwischen den beiden die Speicher umfassenden Schaltungen stellt eine Verbindung her, wenn der Wandler eine Fehlfunktion aufweist. Dabei bewirkt eine Schaltung zum Steuern des Motors/Generators, dass eine Spannungsdifferenz zwischen den beiden Speichern kleiner als eine Grenzwert ist, bevor der Schalter leitend geschaltet wird.
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JP 2010-172155 A beschreibt eine Steuervorrichtung in einem Batteriesystem, mit der die Spannungsdifferenz zwischen der Batteriespannung und einer Ausgangsspannung eines DC-Reglers in einem zulässigen Bereich gehalten wird.
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JP H08-214 409 A offenbart eine Stromversorgung für ein Fahrzeug, bei der ein Antriebsmotor von einer Batterie versorgt wird, während andere Verbraucher von einer anderen Batterie versorgt werden. Diese wird durch die erste Batterie gespeist, in dem die Ausgangsspannung abgesenkt wird. Bei einer Fehlfunktion der Spannungsumwandlung wird eine direkte Verbindung zwischen den beiden Batterien hergestellt.
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JP 2011-189813 A beschreibt eine Steuervorrichtung für ein Hybrid-Fahrzeug.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung dient zur Lösung der oben beschriebenen Probleme und eine Aufgabe besteht daher in der Bereitstellung einer Energieverwaltungsvorrichtung, eines Energieverwaltungsverfahrens und eines Energieverwaltungssystems, die eine Energie von einer Hochspannungsschaltung an eine Niederspannungsschaltung liefern können, selbst dann wenn eine Fehlfunktion in einem Energie- bzw. Stromwandler auftritt, und die es einem Fahrzeug ermöglichen, kontinuierlich und stabil zu fahren, ohne den Betrieb der elektrischen Geräte des Fahrzeugs zu stoppen.
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Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe durch eine Energieverwaltungsvorrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 und ein Energieverwaltungsverfahren mit den Schritten gemäß Patentanspruch 6. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Energieverwaltungsvorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 5.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Konfigurationsdiagramm zur Darstellung einer Konfiguration einer Energieverwaltungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und deren Umgebung;
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2 ist ein Zeitdiagramm zur Darstellung von Operationen der Energieverwaltungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und der Umgebung davon;
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3A ist ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Verarbeitungsflusses, der durch die Energieverwaltungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird; und
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3B ist ein anderes Flussdiagramm zur Darstellung des Verarbeitungsflusses, der durch die Energieverwaltungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Erste Ausführungsform
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Eine Energieverwaltungsvorrichtung und ein Energieverwaltungsverfahren gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die 1 bis 3 beschrieben. In den 1 bis 3 werden die gleichen oder äquivalenten Elemente durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und eine überlappende Beschreibung davon wird hier weggelassen.
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1 ist ein Konfigurationsdiagramm zur Darstellung einer Konfiguration der Energieverwaltungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und der Umgebung davon. Die gesamte in 1 dargestellte Konfiguration wird in einem Fahrzeug bereitgestellt. Wie in 1 dargestellt werden eine erste Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 und eine zweite Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 bereitgestellt. Die erste Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 und die zweite Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 können durch elektrische Vorrichtungen geladen und entladen werden, die jeweils mit der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 und der zweiten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 verbunden sind. Die erste Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 ist eine Hochspannungstyp-Elektrische-Energie-Speichervorrichtung, wohingegen die zweite Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 eine Niederspannungstyp-Elektrische-Energie-Speichervorrichtung ist. Energie wird in der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 durch einen Motor-Generator 3 gespeichert, der im Folgenden beschrieben wird. Die erste Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 wandelt Energie unter Vermittlung eines Strom- bzw. Energiewandlers 4, der im Folgenden beschrieben wird, und liefert diese an die zweite Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 und elektrische Geräte 5 des Fahrzeugs, die im Folgenden beschrieben werden. Die zweite Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 und die elektrischen Geräte 5 des Fahrzeugs sind in der Niederspannungsschaltung enthalten.
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Das Fahrzeug fährt unter Verwendung einer Kraftmaschine (nicht gezeigt) als Antriebskraft. Die Ausgabe der Kraftmaschine wird durch eine Kraftmaschinensteuereinheit 14 gesteuert. Ein Kraftmaschinen-Drehzahl(Kraftmaschinen-Umdrehung/Rotation pro Minute)Erfassungsmittel 11, ein Drossel-Öffnungsgrad-Erfassungsmittel 12 und ein Beschleuniger-Öffnungsgrad-Erfassungsmittel 15 sind mit der Kraftmaschinensteuereinheit 14 verbunden. Das Kraftmaschinen-Drehzahl-Erfassungsmittel 11 erfasst eine Kraftmaschinen-Drehzahl. Das Drossel-Öffnungsgrad-Erfassungsmittel 12 erfasst einen Drosselventil-Öffnungsgrad. Das Beschleuniger-Öffnungsgrad-Erfassungsmittel 15 erfasst einen Öffnungsgrad eines Beschleuniger-Pedals bzw. Gaspedals, das ansprechend auf einen Beschleunigungswunsch durch einen Fahrer betrieben wird. Signale von dem Kraftmaschinen-Drehzahl-Erfassungsmittel 11, dem Drosselventil-Öffnungsgrad-Erfassungsmittel 12 und dem Beschleuniger-Öffnungsgrad-Erfassungsmittel 15 werden in die Kraftmaschinensteuereinheit 15 eingegeben. Die Kraftmaschinensteuereinheit 14 berechnet eine notwendige Kraftmaschinenausgabe auf Grundlage einer Information der Signale und einem angeforderten Drehmoment von jedem System. Die Kraftmaschinensteuereinheit 14 weist somit ein Einspritzventil zum Einspritzen eines Kraftstoffs an.
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Wie in 1 dargestellt, wird der Motor-Generator bereitgestellt. Der Motor-Generator 3 ist mit der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 verbunden. Der Motor-Generator 3 weist einen Antriebsmodus und einen Energieerzeugungsmodus auf. In dem Antriebsmodus verwendet der Motor-Generator 3 die in der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 gespeicherte Energie, um an der Kraftmaschine ein Drehmoment anzuwenden, um die Kraftmaschine zu starten. In dem Energieerzeugungsmodus wird das Drehmoment durch die Kraftmaschine an dem Motor-Generator 3 angelegt, um die erste Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 aufzuladen. Die elektrischen Geräte 5 des Fahrzeugs sind eine Vielzahl von Hilfsvorrichtungen, die für das Fahrzeug bereitgestellt werden. Beispiele der elektrischen Geräte 5 sind z. B. elektrische Vorrichtungen, wie z. B. Scheinwerfer, Klimaanlagen, Audio-Geräte und Steuereinheiten zum Steuern der Kraftmaschine und elektrischer Fensterheber. Der Energie- bzw. Stromwandler 4 wird bereitgestellt. Der Energie- bzw. Stromwandler 4 ist ein Gleichstrom-Gleichstromwandler oder Dergleichen. Der Energie- bzw. Stromwandler 4 wandelt die Energie, die durch den Motor-Generator 3 erzeugt wird und die in der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 gespeichert ist, in eine Spannung, die geringer als eine Spannung der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 ist, um die erhaltene Spannung an die zweite Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 und die elektrischen Geräte 5 des Fahrzeugs zu liefern. Ein Schalter 6 ist zwischen einer Hochspannungsschaltung und einer Niederspannungsschaltung verbunden. Die Hochspannungsschaltung enthält den Motor-Generator 3 und die erst Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1, wohingegen die Niederspannungsschaltung die zweite Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 und die elektrischen Geräte 5 des Fahrzeugs enthält. Der Schalter 6 führt ein Schalten zwischen einem Leitungszustand und einem Nicht-Leitungszustand zwischen der Hochspannungsschaltung und der Niederspannungsschaltung durch. Ein Energieverwaltungsabschnitt 7 macht eine Anweisung zur Energieerzeugung oder zum Ansteuern des Motor-Generators 3 und einer Anweisung für ein Drehmoment, wenn der Motor-Generator 3 in dem Energieerzeugungsmodus und dem Antriebsmodus betrieben wird. Der Energieverwaltungsabschnitt 7 weist den Schalter 6 für einen Betrieb an, um den Nicht-Leitungszustand während eines normalen Betriebs zu erhalten, und weist den Schalter 6 für einen Betrieb an, um den Leitungszustand zu erhalten, wenn eine Betriebsstörung des Energie- bzw. Stromwandlers 4 erfasst wird. Der Energieverwaltungsabschnitt 7 enthält ein Zwischenanschluss-Spannungserfassungsmittel 8 für die erste Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1, zum Erfassen einer Spannung zwischen Anschlüssen der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1, und ein Zwischenanschluss-Spannungserfassungsmittel 9 für die zweite Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2, zum Erfassen einer Spannung zwischen Anschlüssen der zweiten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2. Die Spannung zwischen den Anschlüssen der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 und die Spannung zwischen den Anschlüssen der zweiten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 können durch das Zwischenanschluss-Spannungserfassungsmittel 8 bzw. das Zwischenanschluss-Spannungserfassungsmittel 9 gemessen werden. Ein Energiewandlerausgaben-Stromerfassungsmittel 10 ist zwischen dem Energie- bzw. Stromwandler 4 und der zweiten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 verbunden, sodass ein Ausgangsstrom des Energie- bzw. Stromwandlers 4 gemessen werden kann. Der Energieverwaltungsabschnitt 7 und die Kraftmaschinensteuereinheit 14 weisen Kommunikationsfunktionen auf und können somit eine Information gemeinsam verwenden, die zum Steuern durch den Energieverwaltungsabschnitt 7 und der Kraftmaschinensteuereinheit 14 verwendet wird.
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Die Energieverwaltungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält den Energieverwaltungsabschnitt 7 und den Schalter 6. Ein Energieverwaltungssystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die erste Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1, die zweite Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2, den Energie- bzw. Stromwandler 4, den Motor-Generator 3, den Schalter 6 und den Energieverwaltungsabschnitt 7.
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2 ist ein Zeitdiagramm der Energieverwaltungsvorrichtung und des Energieverwaltungssystems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine horizontale Achse des Diagramms ist eine Zeitachse. Eine vertikale Achse zeigt, in der angegebenen Reihenfolge ab der obersten Reihe, ein Leerlaufstopp-Aktivierungs-/Unterdrückungs-Signal, das in dem Energieverwaltungsabschnitt 7 erzeugt wird, ein Schaltsignal zum Betreiben des Schalters 6, um ein Schalten zwischen dem Leitungszustand und dem Nicht-Leitungszustand zwischen der Hochspannungsschaltung und der Niederspannungsschaltung durchzuführen, ein Kraftstoffeinspritzsignal, das anzeigt, ob ein Kraftstoffeinspritzen von dem Einspritzventil 13 durchgeführt werden soll oder nicht, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, die durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (nicht gezeigt) erfasst wird, eine Kraftmaschinen-Drehzahl, die durch das Kraftmaschinen-Drehzahl-Erfassungsmittel 11 erfasst wird, die Zwischenanschluss-Spannung der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1, die durch das Zwischenanschluss-Erfassungsmittel 8 für die erste Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 erfasst wird, die Zwischenanschluss-Spannung der zweiten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2, die durch das Zwischenanschluss-Erfassungsmittel 9 für die zweite Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 erfasst wird, einen Strom des Motor-Generators 3, ein Ausgangsdrehmoment des Motor-Generators 3, ein Ausgangsdrehmoment der Kraftmaschine, einen Ausgangsstrom des Energie- bzw. Stromwandlers 4 und eine Betriebsanweisung an den Motor-Generator 3 an.
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Wenn, wie in 2 dargestellt, der Motor-Generator 3 in dem Antriebsmodus betrieben wird, wird eine Energie verbraucht und der Strom des Motor-Generators 3 weist einen Wert auf, der in einer ansteigenden Richtung der Achse größer wird. Wenn der Motor-Generator 3 in dem Energieerzeugungsmodus betrieben wird, wird die Energie gespeichert und der Strom des Motor-Generators 3 weist einen Wert auf, der in eine abfallende Richtung der Achse größer wird. Gleichermaßen weist das Ausgangsdrehmoment des Motor-Generators 3 einen Wert auf, der in die ansteigende Richtung der Achse größer wird, wenn der Motor-Generator 3 in dem Antriebsmodus betrieben wird. Das Ausgangsdrehmoment des Motor-Generators 3 weist einen Wert auf, der in die abfallende Richtung der Achse größer wird, wenn der Motor-Generator 3 in dem Energieerzeugungsmodus betrieben wird.
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In 2 wird zur Vereinfachung der Beschreibung ein Beispiel beschrieben, wenn eine Fehlfunktion in dem Energie- bzw. Stromwandler 4 während eines moderaten Bremsvorgangs auftritt und dann der Leerlauf fortgesetzt wird. Es wird vermerkt, dass das Zeitdiagramm zur Darstellung der Betriebsprinzipien der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und die vorliegende Erfindung nicht auf den oben beschriebenen Betrieb beschränkt ist.
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In 2 ist T1 eine erste Zielspannung und T2 ist eine zweite Zielspannung. Die Strom- und Drehmoment-Charakteristiken des Motor-Generators 3 sind lediglich Beispiele, und sind nicht auf die in 2 dargestellten Charakteristiken beschränkt. 2 ist lediglich ein Beispiel, und der Maßstab der vertikalen Achse, die eine Information wie z. B. den Strom, die Spannung und das Drehmoment anzeigt, sind nicht notwendiger Weise identisch.
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Wie in 2 dargestellt, arbeitet vor einem Zeitpunkt t = T201 der Energie- bzw. Stromwandler 4 normal, wie aus einem Wert des Ausgangsstroms des Energie- bzw. Stromwandlers 4 verstanden werden kann. Wie die Fahrzeuggeschwindigkeit darüber hinaus anzeigt, wird die Fahrzeuggeschwindigkeit moderat gebremst, und die Kraftmaschinen-Drehzahl wird allmählich reduziert, um näher an einer vorbestimmten Leerlauf-Drehzahl zu sein. Der Motor-Generator 3 arbeitet in dem Energieerzeugungszustand, und daher wird die Energie an die zweite Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 und die elektrischen Geräte 5 des Fahrzeugs geliefert, unter Vermittlung des Energie- bzw. Stromwandlers 4. Die erste Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 und die zweite Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 sind in einem voll aufgeladenem Zustand, und daher behalten die Zwischenanschluss-Spannungen der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 und der zweiten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 einen konstanten Wert. Bezüglich des Stroms des Motor-Generators 3, fließt nur eine Strommenge, die der Energiemenge zum Antrieb der elektrischen Geräte 5 des Fahrzeugs entspricht, die mit dem Energie- bzw. Stromwandler 4 verbunden sind. Bezüglich eines Energieerzeugungs-Drehmoments des Motor-Generators 3 wird ein Drehmoment von der Kraftmaschine 3 angelegt, das der erzeugten Stromgröße entspricht. Bezüglich des Ausgangsdrehmoments der Kraftmaschine wird eine Drehmomentgröße erzeugt, die zur Rotation der Kraftmaschine selbst notwendig ist, sowie einem Drehmoment, das zur Energieerzeugung notwendig ist. Der Energie- bzw. Stromwandler 4 arbeitet normal und gibt einen Strom an die Niederspannungsschaltung aus, der zum Antrieb der elektrischen Geräte 5 des Fahrzeugs notwendig ist.
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Zum Zeitpunkt t = T201 tritt aus irgendeinem Grund eine Fehlfunktion in dem Energie- bzw. Stromwandler 4 auf. Dann wird der Ausgangsstrom des Energie- bzw. Stromwandlers 4 verringert und wird dann zu Null. Der Energieverwaltungsabschnitt 7 erfasst die Fehlfunktion des Energie- bzw. Stromwandlers 4 auf Grundlage eines erfassten Stromwerts von dem Energiewandlerausgaben-Stromerfassungsmittel 10. Die Energieversorgung von der Hochspannungsschaltung wird gestoppt. Daher folgt die Energieversorgung an die elektrischen Geräte 5 des Fahrzeugs nun von der zweiten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2. Als ein Ergebnis wird die Spannung der zweiten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 allmählich verringert. Wenn die Spannung der zweiten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 gleich oder geringer als ein vorbestimmter Wert wird, können die elektrischen Geräte 5 des Fahrzeugs nicht angesteuert werden. Daher besteht ein Risiko darin, dass das Fahrzeug nicht fahren kann. Angesichts eines derartigen Risikos ist es erwünscht, dass die Energieversorgung an die zweite Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 und die elektrischen Gerät 5 des Fahrzeugs so schnell wie möglich neu gestartet werden kann. Wenn daher die Fehlfunktion in dem Energie- bzw. Stromwandler 4 erfasst wird, überträgt der Energieverwaltungsabschnitt 7 ein Unterdrückungssignal zum Unterdrücken eines Leerlaufstopps an die Kraftmaschinensteuereinheit 14 und gibt eine Energieerzeugungs-Unterdrückungsanweisung an den Motor-Generator 3 als eine Motor-Generator-Betriebsanweisung aus. Als ein Ergebnis wird der erzeugte Strom durch den Motor-Generator 3 und das Energieerzeugungs-Drehmoment verringert, um zu Null zu werden.
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Zum Zeitpunkt t = T202 startet der Energieverwaltungsabschnitt 7 eine Verarbeitung zum Verringern der Spannung der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1. Der Energieverwaltungsabschnitt 7 startet die Berechnung der ersten Zielspannung T1. Ein Wert D1, der in 2 dargestellt ist, ist ein Maximalwert eines Spannungsabfalls, der zwischen dem Motor-Generator 3 und der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 auftritt, während der Motor-Generator 3 angesteuert wird, und wird in dem Energieverwaltungsabschnitt 7 vorab gespeichert. Daher verwendet der Energieverwaltungsabschnitt den Wert D1 zum Berechnen der ersten Zielspannung T1. Insbesondere erhält der Energieverwaltungsabschnitt 7, durch eine Berechnung, einen Wert, der erhalten wird durch Subtrahieren von D1 von der Zwischenanschluss-Spannung der zweiten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2, als die erste Zielspannung T1. Gleichzeitig gibt der Energieverwaltungsabschnitt 7 eine Ansteueranweisung an den Motor-Generator 3 als die Motor-Generator-Betriebsanweisung aus. Ein Antriebsdrehmoment des Motor-Generators 3 wird allmählich durch die Ansteueranweisung erhöht, wobei ein Grenzwert derart eingestellt ist, sodass die Zwischenanschluss-Spannung der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 gleich oder geringer als die erste Zielspannung T1 wird, und eine Änderungsgröße des Antriebsdrehmoments des Motor-Generators 3 nicht gleich oder größer als eine vorbestimmte Spannung wird. Es ist erwünscht, dass die Änderungsgröße auf eine maximale Änderungsgröße eingestellt wird, die ein Verhalten der Kraftmaschine oder des Fahrzeugs durch das Antriebsdrehmoment nicht ändert, das durch den Motor-Generator 3 erzeugt wird, sodass verhindert wird, dass dem Fahrer ein unangenehmes Gefühl gegeben wird. Mit einem Anstieg des Antriebsdrehmoments steigt auch der Strom des Motor-Generators 3 an. Ein Verhältnis des Antriebsdrehmoments des Motor-Generators 3 zu einem Drehmoment, das zum Aufrechterhalten der Rotation der Kraftmaschine notwendig ist, wird grob. Daher wird das Ausgangsdrehmoment der Kraftmaschine relativ geringer. Die in der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 gespeicherte Energie wird durch den Motor-Generator 3 verbraucht und daher wird die Zwischenanschluss-Spannung der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 allmählich verringert.
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Zum Zeitpunkt t = T203 wird die Kraftmaschinen-Drehzahl kleiner als eine vorbestimmte Drehzahl. Die vorbestimmte Drehzahl wird auf eine Drehzahl eingestellt, bei der das Drehmoment, das von dem Motor-Generator 3 ausgegeben werden kann, das Drehmoment übersteigt, das für die Kraftmaschine notwendig ist, um die Rotation aufrechtzuerhalten. Mit anderen Worten kann in einem Bereich, in dem die Kraftmaschinen-Drehzahl gleichen als die vorbestimmte Drehzahl ist, die Rotation der Kraftmaschine allein durch den Motor-Generator 3 aufrechterhalten werden. Der Energieverwaltungsabschnitt 7 weist den Motor-Generator 3 an, das Drehmoment zum Aufrechterhalten der Kraftmaschinen-Drehzahl auszugeben, und gibt das Signal zum Anweisen des Stopps der Kraftstoffeinspritzung des Einspritzventils 13 an die Kraftmaschinensteuereinheit 14 als das Kraftstoffeinspritzsignal aus. Als ein Ergebnis wird das Ausgangsdrehmoment der Kraftmaschine zu Null.
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Zum Zeitpunkt t = T204 wird die Zwischenanschluss-Spannung der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 in die Nähe der ersten Zielspannung T1. Daher begrenzt der Energieverwaltungsabschnitt 7 das Antriebsdrehmoment des Motor-Generators 3 für den Motor-Generator 3. Als ein Ergebnis wird das Antriebsdrehmoment allmählich verringert. Darüber hinaus wird der Strom des Motor-Generators 3 klein.
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Ferner gibt der Energieverwaltungsabschnitt 7 ein Signal aus, das die Kraftstoffeinspritzung des Einspritzventils 13 anweist, an Kraftmaschinensteuereinheit 14 als das Kraftstoffeinspritzsignal. Als ein Ergebnis startet die Kraftmaschine die Kraftstoffeinspritzung, und das Ausgangsdrehmoment der Kraftmaschine wird relativ groß.
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Zum Zeitpunkt t = T205 erreicht die Zwischenanschluss-Spannung der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 die erste Zielspannung T1. Der Energieverwaltungsabschnitt 7 startet die Berechnung der zweiten Zielspannung T2 auf Grundlage des erfassten Werts von dem Zwischenanschluss-Spannungserfassungsmittel 9 für die zweite Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2. Die zweite Zielspannung T2 wird gleich der Anschlussspannung der zweiten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 eingestellt. Ansprechend auf die Anweisung von dem Energieverwaltungsabschnitt 7 wird die Betriebsanweisung an den Motor-Generator 3 von dem Betrieb in dem Antriebsmodus in den Betrieb in dem Energieerzeugungsmodus umgeschaltet. Der Storm des Motor-Generators 3 wird von der Antriebs-(Verbrauchs-)Seite zu der Energieerzeugungs-(Energiespeicher-)Seite geändert. Der Motor-Generator 3 erhöht allmählich das Energieerzeugungs-Drehmoment des Motor-Generators 3, während eine Grenze eingestellt wird, sodass die Zwischenanschluss-Spannung der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 gleich oder größer als die zweite Zielspannung T2 wird, und eine Änderungsgröße des Energieerzeugungs-Drehmoments des Motor-Generators 3 nicht gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert wird. Es ist erwünscht, dass die Änderungsgröße auf eine maximale Änderungsgröße eingestellt wird, die ein Verhalten der Kraftmaschine oder des Fahrzeugs durch das durch den Motor-Generator 3 erzeugte Drehmoment nicht ändert, sodass verhindert wird, dass der Fahrer ein Unbehaglichkeitsgefühl erlangt. Mit einem Anstieg des Energieerzeugungs-Drehmoments wächst der Strom des Motor-Generators 3 auf die Seite der Energieerzeugung. Der Motor-Generator 3 ist in dem Energieerzeugungszustand und die erste Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 ist in dem Energiespeicherzustand. Daher wächst die Zwischenanschluss-Spannung der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 allmählich an.
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Zum Zeitpunkt t = T206 kommt die Zwischenanschluss-Spannung der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 etwas mehr in die Nähe der zweiten Zielspannung T2. Daher wird das Energieerzeugungsdrehmoment des Motor-Generators 3 begrenzt. Die Energie wird kontinuierlich an die elektrischen Geräte 5 des Fahrzeugs geliefert, nachdem die Fehlfunktion in dem Energie- bzw. Stromwandler 4 auftritt, und folglich wird die Zwischenanschluss-Spannung der zweiten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 allmählich verringert.
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Zum Zeitpunkt t = T207 wird eine Spannungsdifferenz zwischen der Zwischenanschluss-Spannung der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 und der Zwischenanschluss-Spannung der zweiten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2, die der zweiten Zielspannung T2 entspricht, gleich oder geringer als eine vorbestimmte Spannungsdifferenz. Der Energieverwaltungsabschnitt 7 gibt das Umschaltsignal an den Schalter 6 aus, sodass der Schalter 6 betrieben wird, um den Zustand zwischen der Hochspannungsschaltung und der Niederspannungsschaltung von dem Nicht-Leitungszustand zu dem Leitungszustand umzuschalten. Als ein Ergebnis wird der Schalter 6 betrieben, um den Leitungszustand zu erreichen. Als Strom des Motor-Generators 3 wird die Stromgröße ausgegeben, die notwendig ist, um die Spannung der zweiten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 aufrechtzuerhalten, und ein Strom, der an die elektrischen Gerät 5 des Fahrzeugs geliefert wird. Als Ausgangsdrehmoment des Motor-Generators 3 wird ein Drehmoment gemäß der Energiegröße, die durch den Motor-Generator 3 erzeugt wird, durch die Kraftmaschine angelegt. Ein Ausgangsdrehmoment der Kraftmaschine wird gleich der Summe des Energieerzeugungsdrehmoments des Motor-Generators 3 und des Drehmoments, das zur Aufrechterhaltung der Rotation der Kraftmaschine notwendig ist. Die Betriebsanweisung an den Motor-Generator 3 wird ausgegeben, sodass der Energieerzeugungszustand fortgesetzt wird, selbst nachdem der Schalter 6 auf AN gestellt wird, sodass die Energie an die elektrischen Geräte 5 des Fahrzeugs und die zweite Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 geliefert wird.
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Wie oben erläutert wird in dieser Ausführungsform der Schalter 6 zum Durchführen eines Umschaltens zwischen dem Nicht-Leitungszustand und dem Leitungszustand zwischen der Hochspannungsschaltung und der Niederspannungsschaltung bereitgestellt. Bei der Erfassung der Fehlfunktion des Energie- bzw. Stromwandlers 4 führt der Energieverwaltungsabschnitt 7 einen Betrieb des Motor-Generators 3 derart durch, dass die Spannungsdifferenz zwischen der Zwischenanschluss-Spannung der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 des Hochspannungssystems und der Zwischenanschluss-Spannung der zweiten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 des Niederspannungssystems gleich oder geringer als der vorbestimmte Wert wird, bevor der Schalter 6 betrieben wird, um den Zustand zwischen der Hochspannungsschaltung und der Niederspannungsschaltung von dem Nicht-Leitungszustand zu dem Leitungszustand umzuschalten. Selbst dann, wenn die Fehlfunktion in dem Energie- bzw. Stromwandler 4 auftritt, kann als ein Ergebnis die Energie bzw. der Storm von der Hochspannungsschaltung an die Niederspannungsschaltung geliefert werden.
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Die 3A und 3B sind Flussdiagramme zur Darstellung eines Betriebs des Energieverwaltungsabschnitts 7 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die 3A und 3B sind zwei Flussdiagramme zur Darstellung eines kontinuierlichen Flusses, und daher ist der in 3A gezeigte Teil und der in 3B gezeigte Teil kontinuierlich.
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Wie in 3A gezeigt, bestimmt der Energieverwaltungsabschnitt 7 zuerst im Schritt S301, ob oder ob nicht die Fehlfunktion in dem Energie- bzw. Stromwandler 4 aufgetreten ist. Das Auftreten der Fehlfunktion wird bestimmt, wenn der Ausgangsstrom des Energie- bzw. Stromwandlers 4 gleich oder geringer als ein vorbestimmter Wert ist, obwohl die Anschluss-Spannung der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, und daher ist der Energie- bzw. Stromwandler 4 in einem ansteuerbaren Zustand. Dann wird die Verarbeitung mit Schritt S302 fortgesetzt. Wenn nicht bestimmt wird, dass die Fehlfunktion in dem Energie- bzw. Stromwandler 4 aufgetreten ist, wird die Verarbeitung beendet.
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Im Schritt S302 weist der Energieverwaltungsabschnitt 7 den Motor-Generator 3 an, einen normalen Energieerzeugungsbetrieb zu unterdrücken. Dann wird die Verarbeitung im Schritt S303 fortgesetzt.
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Im Schritt S303 weist der Energieverwaltungsabschnitt 7 die Kraftmaschinensteuereinheit 14 an, den Leerlaufstopp zu unterdrücken. Dann wird die Verarbeitung mit Schritt S304 fortgesetzt.
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Im Schritt S304 startet der Energieverwaltungsabschnitt 7 eine Verarbeitung zum Verringern der Zwischenanschluss-Spannung der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 (in 3A wird die erste Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 als „FIRST EPSD”). Der Energieverwaltungsabschnitt 7 stellt einen Wert ein, der durch Subtraktion des Maximalwerts D1 des Spannungsabfalls, der zwischen dem Motor-Generator 3 und der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung (die erste EPSD) 1 auftritt, während der Motor-Generator 3 angetrieben wird, von der Zwischenanschluss-Spannung der zweiten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 zu der ersten Zielspannung T1 erhalten wird, und bestimmt dann, ob oder ob nicht die Zwischenanschluss-Spannung der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung (die erste EPSD) 1 gleich oder kleiner als die erste Zielspannung T1 ist. Wenn die Zwischenanschluss-Spannung der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung (die erste EPSD) 1 gleich oder kleiner als die erste Zielspannung T1 ist, geht die Verarbeitung zum Schritt S318, der in 3B gezeigt ist. Wenn andererseits die Zwischenanschluss-Spannung der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung (die erste EPSD) 1 höher als die erste Zielspannung T1 ist, geht die Verarbeitung zum Schritt S305.
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Im Schritt S305 weist der Energieverwaltungsabschnitt 7 den Antrieb des Motor-Generators 3 an. Dann geht die Verarbeitung zum Schritt S306.
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Im Schritt S306 berechnet der Energieverwaltungsabschnitt 7 das Antriebsdrehmoment des Motor-Generators 3 durch eine Lookup-Tabelle mit der Kraftmaschinen-Drehzahl als Argument. Dann geht die Verarbeitung zum Schritt S307. Die Lookup-Tabelle wird vorab in dem Energieverwaltungsabschnitt 7 gespeichert. In der Lookup-Tabelle wird das Antriebsdrehmoment des Motor-Generators 3 eingestellt und für jede Kraftmaschinen-Drehzahl gespeichert.
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Im Schritt S307 begrenzt der Energieverwaltungsabschnitt 7 das Antriebsdrehmoment des Motorgenerators 3, das im Schritt S306 berechnet wird, durch einen Wert, der durch Multiplikation eines Absolutwerts von einem Wert, der durch Subtraktion der ersten Zielspannung T1 von der Zwischenanschluss-Spannung V1 der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 erhalten wird, mit einer konstanten k1 (k1|V1 – T1|; wobei hier k1 konstant ist). Dann wird die Verarbeitung mit Schritt S308 fortgesetzt.
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Im Schritt S308 bestimmt der Energieverwaltungsabschnitt 7, ob die Änderungsgröße des Antriebsdrehmoments des Motor-Generators 3, die im Schritt S307 begrenzt wird, größer als eine vorbestimmte Änderungsgröße ist oder nicht. Insbesondere wird bestimmt, ob oder ob nicht ein Wert, der erhalten wird durch Subtraktion des Antriebsdrehmoments (vorhergehender Wert) des Motor-Generators 3 von dem Antriebsdrehmoment (gegenwärtiger Wert) des Motor-Generators 3, der im Schritt S307 begrenzt wird, größer als die vorbestimmte Änderungsgröße ist, wie durch den folgenden Ausdruck angegeben. (Antriebsdrehmoment (gegenwärtiger Wert) des Motor-Generators 3) – (Antriebsdrehmoment (vorhergehender Wert) des Motor-Generators 3) > (vorbestimmte Änderungsgröße).
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Wenn der oben beschriebene Ausdruck als ein Ergebnis der Bestimmung erfüllt ist, wird die Verarbeitung im Schritt S309 fortgesetzt, wenn dies nicht der Fall ist, wird die Verarbeitung mit Schritt S310 fortgesetzt.
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Im Schritt S309 stellt der Energieverwaltungsabschnitt 7 einen Grenzwert ein, wie durch den folgenden Ausdruck dargestellt, sodass die Änderungsgröße des Antriebsdrehmoments des Motor-Generators 3, das im Schritt S307 begrenzt wird, gleich oder geringer als die vorbestimmte Änderungsgröße wird. Dann wird die Verarbeitung mit Schritt S313 fortgesetzt. (Antriebsdrehmoment des Motor-Generators 3 nachdem die Änderungsgröße begrenzt wird) = (Antriebsdrehmoment (vorhergehender Wert) des Motor-Generators 3) + (vorbestimmte Änderungsgröße).
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Andererseits bestimmt im Schritt S310 der Energieverwaltungsabschnitt 7, ob oder ob nicht die Änderungsgröße des Antriebsdrehmoments des Motor-Generators 3, die im Schritt S307 begrenzt wird, geringer als die vorbestimmte Änderungsgröße ist, wie durch den folgenden Ausdruck dargestellt. (Antriebsdrehmoment des Motor-Generators 3, begrenzt im Schritt S307) – (Antriebsdrehmoment (vorhergehender Wert) des Motor-Generators 3) < (–1) × (vorbestimmte Änderungsgröße).
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Wenn der oben beschriebene Ausdruck erfüllt ist, wird die Verarbeitung mit Schritt S311 fortgesetzt. Wenn dies nicht der Fall ist, wird die Verarbeitung mit Schritt S312 fortgesetzt.
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Im Schritt S311 stellt der Energieverwaltungsabschnitt 7 einen Grenzwert ein, wie durch den folgenden Ausdruck dargestellt, sodass die Änderungsgröße des Antriebsdrehmoments des Motor-Generators 3, die im Schritt S307 begrenzt wird, gleich oder größer als die vorbestimmte Änderungsgröße wird. Dann wird die Verarbeitung im Schritt S313 fortgesetzt. (Antriebsdrehmoment des Motor-Generators 3 nachdem die Änderungsgröße begrenzt wird) = (Antriebsdrehmoment vorhergehender Wert) des Motor-Generators 3) – (vorbestimmte Änderungsgröße).
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Im Schritt S312 führt der Energieverwaltungsabschnitt 7 einen Substitutionsprozess des Antriebsdrehmoments des Motor-Generators 3 nachdem die Änderungsgröße begrenzt wird durch, wie durch den folgenden Ausdruck dargestellt. Dann wird die Verarbeitung mit Schritt S313 fortgesetzt. (Antriebsdrehmoment des Motor-Generators 3 nachdem die Änderungsgröße begrenzt wird) = (Antriebsdrehmoment des Motor-Generators 3, begrenzt im Schritt S307).
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Im Schritt S313 berechnet der Energieverwaltungsabschnitt 7 ein angefordertes Drehmoment des Fahrzeugs aus einer Lookup-Tabelle, die die Kraftmaschinen-Drehzahl und den Beschleuniger-Öffnungsgrad als Argumente aufweist. Dann wird die Verarbeitung im Schritt S314 fortgesetzt. Die Lookup-Tabelle wird vorab in dem Energieverwaltungsabschnitt 7 gespeichert. In der Lookup-Tabelle wird das angeforderte Drehmoment des Fahrzeugs für jede Kraftmaschinen-Drehzahl und jeden Beschleuniger-Öffnungsgrad eingestellt und gespeichert.
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Im Schritt S314 gibt der Energieverwaltungsabschnitt 7 die Anweisung für das Antriebsdrehmoment des Motorgenerators 3 aus, nachdem die Änderungsgröße begrenzt wird, die in den Schritten bis zum Schritt S313 berechnet wird, an den Motor-Generator 3. Dann wird die Verarbeitung im Schritt S315 fortgesetzt.
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Im Schritt S315 subtrahiert der Energieverwaltungsabschnitt 7 das Antriebsdrehmoment des Motor-Generators 3 nachdem die Änderungsgröße begrenzt wurde, angewiesen im Schritt S314, von dem angeforderten Drehmoment des Fahrzeugs, berechnet im Schritt S313, um ein angefordertes Drehmoment der Kraftmaschine zu berechnen. Nachdem der Energieverwaltungsabschnitt 7 eine Anweisung für das berechnete angeforderte Drehmoment der Kraftmaschine an die Kraftmaschinensteuereinheit 14 ausgibt, wird die Verarbeitung mit Schritt S316 fortgesetzt.
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Im Schritt S316 bestimmt der Energieverwaltungsabschnitt 7, ob oder ob nicht das angeforderte Drehmoment der Kraftmaschine, berechnet im Schritt S315, ein vorbestimmter Wert oder geringer ist. Wenn das angeforderte Drehmoment der Kraftmaschine gleich oder geringer als der vorbestimmte Wert ist, wird die Verarbeitung im Schritt S317 fortgesetzt. Wenn andererseits das angeforderte Drehmoment der Kraftmaschine größer als der vorbestimmte Wert ist, kehrt die Verarbeitung zum Schritt S304 zurück.
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Im Schritt S317 weist der Energieverwaltungsabschnitt 7 die Kraftmaschinensteuereinheit 14 an, die Kraftstoffeinspritzung zu stoppen. Dann kehrt die Verarbeitung zum Schritt S304 zurück.
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Andererseits weist im Schritt S318, der in 3B gezeigt ist, der Energieverwaltungsabschnitt 7 den Motor-Generator 3 an, eine Energie zu erzeugen. Dann wird die Verarbeitung im Schritt S319 fortgesetzt.
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Im Schritt S319 stellt der Energieverwaltungsabschnitt 7 die Zwischenanschluss-Spannung der zweiten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 auf die zweite Zielspannung T2 ein. Danach wird ein Wert, der erhalten wird durch Multiplikation eines Absolutwerts von einem Wert, der erhalten wird durch Subtraktion der Zwischenanschluss-Spannung V1 der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 von der zweiten Zielspannung T2, mit einer konstanten (k2 × |T2 – V1|; wobei k2 hier eine Konstante ist), als das Energieerzeugungsdrehmoment des Motor-Generators 3 eingestellt. Dann wird die Verarbeitung mit Schritt S320 fortgesetzt.
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Im Schritt S320 bestimmt der Energieverwaltungsabschnitt 7, ob oder ob nicht die Änderungsgröße des Energieerzeugungs-Drehmoments des Motor-Generators 3, berechnet im Schritt S319, größer als die vorbestimmte Änderungsgröße ist, wie durch den folgenden Ausdruck dargestellt. (Energieerzeugungs-Drehmoment des Motor-Generators 3, berechnet im Schritt S319) – (Energieerzeugungs-Drehmoment (vorhergehender Wert) des Motor-Generators 3) > (vorbestimmte Änderungsgröße).
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Wenn der oben beschriebene Ausdruck als ein Ergebnis der Bestimmung erfüllt ist, wird die Verarbeitung im Schritt S321 fortgesetzt. Wenn dies nicht der Fall ist, wird die Verarbeitung im Schritt S322 fortgesetzt.
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Im Schritt S321 stellt der Energieverwaltungsabschnitt 7 einen Grenzwert ein, wie durch den folgenden Ausdruck dargestellt, sodass die Änderungsgröße des Energieerzeugungs-Drehmoments des Motor-Generators 3, die im Schritt S319 begrenzt wurde, gleich oder geringer als die vorbestimmte Änderungsgröße wird. Dann wird die Verarbeitung im Schritt S325 fortgesetzt. (Energieerzeugungs-Drehmoment des Motor-Generators 3 nachdem die Änderungsgröße begrenzt wurde) = (Energieerzeugungs-Drehmoment (vorhergehender Wert) des Motorgenerators 3) + vorbestimmte Änderungsgröße).
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Andererseits bestimmt der Energieverwaltungsabschnitt 7 im Schritt S322, ob oder ob nicht die Änderungsgröße des Energieerzeugungs-Drehmoments des Motor-Generators 3, berechnet im Schritt S319, geringer als die vorbestimmte Änderungsgröße ist, wie durch den folgenden Ausdruck dargestellt. (Energieerzeugungs-Drehmoment des Motor-Generators 3, berechnet im Schritt S319) – (Energieerzeugungs-Drehmoment (vorhergehender Wert ) des Motor-Generators 3) < (–1) × (vorbestimmte Änderungsgröße).
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Wenn der oben beschriebene Ausdruck als ein Ergebnis der Bestimmung erfüllt ist, wird die Verarbeitung im Schritt S323 fortgesetzt. Wenn dies nicht der Fall ist, wird die Verarbeitung mit Schritt S324 fortgesetzt.
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Im Schritt S323 stellt der Energieverwaltungsabschnitt 7 einen Grenzwert ein, der durch den folgenden Ausdruck dargestellt wird, sodass die Änderungsgröße des Energieerzeugungs-Drehmoments des Motor-Generators 3, berechnet im Schritt S319, gleich oder größer als die vorbestimmte Änderungsgröße wird. Dann geht die Verarbeitung zum Schritt S325. (Energieerzeugungs-Drehmoment des Motor-Generators 3 nachdem die Änderungsgröße begrenzt wurde) = (Energieerzeugungs-Drehmoment (vorhergehender Wert) des Motor-Generators 3) – (vorbestimmte Änderungsgröße).
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Im Schritt S324 führt der Energieverwaltungsabschnitt 7 einen Substitutionsprozess des Energieerzeugungs-Drehmoments des Motor-Generators 3 durch, nachdem die Änderungsgröße begrenzt wurde, wie durch den folgenden Ausdruck dargestellt. Dann wird die Verarbeitung im Schritt S325 fortgesetzt. (Energieerzeugungs-Drehmoment des Motor-Generators 3 nachdem die Änderungsgröße begrenzt wurde) = (Energieerzeugungs-Drehmoment des Motor-Generators 3, berechnet im Schritt S319).
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Im Schritt S325 berechnet der Energieverwaltungsabschnitt 7 das angeforderte Drehmoment des Fahrzeugs durch eine Lookup-Tabelle, welche die Kraftmaschinen-Drehzahl und den Beschleuniger-Öffnungsgrad als Argumente aufweist, und addiert dann das Energieerzeugungs-Drehmoment des Motorgenerators 3 nachdem die Änderungsgröße begrenzt wurde, die in den Schritten bis zu den vorhergehenden Schritt berechnet wird, zu dem berechneten angeforderten Drehmoment, um das Ergebnis der Addition als das angeforderte Drehmoment der Kraftmaschine zu erhalten. Dann wird die Verarbeitung im Schritt S326 fortgesetzt.
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Im Schritt S326 gibt der Energieverwaltungsabschnitt die Anweisung für das Energieerzeugungs-Drehmoment des Motor-Generators 3, nachdem die Änderungsgröße begrenzt wurde, an den Motor-Generator 3 aus. Dann wird die Verarbeitung im Schritt S327 fortgesetzt.
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Im Schritt S327 gibt der Energieverwaltungsabschnitt 7 eine Anweisung für das angeforderte Drehmoment der Kraftmaschine aus, die im Schritt S325 berechnet wurde, an die Kraftmaschinensteuereinheit 14. Dann wird die Verarbeitung im Schritt S328 fortgesetzt.
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Im Schritt S328 bestimmt der Energieverwaltungsabschnitt 7, ob oder ob nicht eine Differenz zwischen der Zwischenanschluss-Spannung der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 und der Zwischenanschluss-Spannung der zweiten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 gleich oder geringer als ein vorbestimmter Wert ist. Wenn die Differenz zwischen der Zwischenanschluss-Spannung der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 und der Zwischenanschluss-Spannung der zweiten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 gleich oder geringer als der vorbestimmte Wert ist, wird die Verarbeitung im Schritt S329 fortgesetzt. Wenn andererseits die Differenz zwischen der Zwischenanschluss-Spannung der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 und der Zwischenanschluss-Spannung der zweiten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 größer als der vorbestimmte Wert ist, geht die Verarbeitung zum Schritt S318 und wird fortgesetzt.
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Im Schritt S329 weist der Energieverwaltungsabschnitt 7 den Schalter 6 für einen Betrieb an, um den Zustand zwischen der Hochspannungsschaltung und der Niederspannungsschaltung von dem Nicht-Leitungszustand zu dem Leitungszustand umzuschalten. Dann wird die Verarbeitung beendet.
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Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde oben stehend erläutert. Es kann jedoch jede Konfiguration verwendet werden, solange der Schalter 6 EIN-geschaltet werden kann, um den Leitungszustand zwischen der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 und der zweiten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 zu erreichen, wenn die Spannungsdifferenz zwischen der Zwischenanschluss-Spannung der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 und der Zwischenanschluss-Spannung der zweiten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 gleich oder geringer als der vorbestimmte Wert ist, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Konfiguration beschränkt, die in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde.
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Wie oben erläutert betrifft die vorliegende Erfindung ein Energieverwaltungssystem mit der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1, der zweiten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2, dem Energie- bzw. Stromwandler 4 zum Wandeln der Energie der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1, um die gewandelte Energie an die zweite Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 und die elektrischen Geräte 5 des Fahrzeugs zu liefern, dem Motor-Generator 3, der verbunden ist mit der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 und die Energie der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 verwendet, um das Drehmoment nach außen anzulegen oder Energie durch das äußere Drehmoment zu erzeugen, um die erste Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 aufzuladen, dem Schalter 6, der zwischen der Schaltung einschließlich der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 und der Schaltung einschließlich der zweiten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 verbunden ist, um den Nicht-Leitungszustand in den Leitungszustand zwischen den Schaltungen zu bringen, wenn die Fehlfunktion des Energie- bzw. Stromwandlers 4 auftritt, und dem Energieverwaltungsabschnitt 7 zum Betreiben des Motor-Generators 3, sodass die Spannungsdifferenz zwischen der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 und der zweiten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 gleich oder geringer als die vorbestimmte Spannung wird, bevor der Schalter 6 betrieben wird, um den Zustand zwischen den Schaltungen von dem Nicht-Leitungszustand zu dem Leitungszustand umzuschalten. Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Energieverwaltungsvorrichtung einschließlich dem Energieverwaltungsabschnitt 7 einschließlich dem Zwischenanschluss-Spannungserfassungsmittel 8 für die erste Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 und das Zwischenanschluss-Spannungs-Erfassungsmittel 9 für die zweite Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2, und den Schalter 6. Das Energiewandlerausgaben-Stromerfassungsmittel 10 kann ebenfalls eine Komponente der Energieverwaltungsvorrichtung sein. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung auch das Energieverwaltungsverfahren, das in irgendeinem von der Energieverwaltungsvorrichtung und dem Energieverwaltungssystem ausgeführt wird.
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Wenn gemäß der vorliegenden Erfindung die Fehlfunktion bzw. die Störung in dem Energie- bzw. Stromwandler 4 auftritt, ist der Schalter 6, der zwischen der Hochspannungsschaltung und der Niederspannungsschaltung bereitgestellt ist, für einen Betrieb konfiguriert, sodass der Zustand zwischen der Hochspannungsschaltung und der Niederspannungsschaltung von dem Nicht-Leitungszustand zu dem Leitungszustand zu dem Leitungszustand umgeschaltet wird. Selbst dann, wenn die Fehlfunktion in dem Energie- bzw. Stromwandler 4 auftritt, kann daher die durch den Motor-Generator 3 erzeugte Energie an die elektrischen Geräte 5 des Fahrzeugs geliefert werden, unter Vermittlung des Schalters 6. Folglich kann das Fahrzeug das Fahren auf stabile Art und Weise fortsetzen, ohne die elektrischen Geräte 5 des Fahrzeugs zu stoppen. Darüber hinaus können die Energieverwaltungsvorrichtung und das Energieverwaltungssystem mit einer kleinen Größe bei geringen Kosten konfiguriert werden, verglichen mit dem Fall, wenn die Dual-System-Konfiguration verwendet wird, da der Schalter 6 lediglich zusätzlich bereitgestellt wird. Ferner wird der Schalter 6 betrieben, um den Leitungszustand zu erreichen, nachdem die Spannungsdifferenz zwischen der Hochspannungsschaltung und der Niederspannungsschaltung gleich oder geringer als der vorbestimmte Wert wird. Daher wird die Spannung der Niederspannungsschaltung nicht erhöht. Als ein Ergebnis wird verhindert, dass die Spannung der Niederspannungsschaltung die Spannungsfestigkeit der elektrischen Geräte 5 des Fahrzeugs übersteigt, wodurch das Auftreten eines Ausbrandes verhindert wird.
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Wenn die Spannungsdifferenz zwischen der Zwischenanschluss-Spannung der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 und der Zwischenanschluss-Spannung der zweiten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 gleich oder größer als die vorbestimmte Spannungsdifferenz ist, wird der Motor-Generator 3 in dem Antriebszustand betrieben, indem das Drehmoment nach außen angelegt wird. Als ein Ergebnis kann das Drehmoment an die Kraftmaschine angelegt werden. Die Spannung kann somit schnell verringert werden, ohne notwendiger Weise die Energie zu verbrauchen, die in der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 gespeichert ist. Als ein Ergebnis kann eine Zeitperiode minimiert werden, in der die Energie nicht an die Niederspannungsschaltung geliefert wird.
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Während der Motor-Generator 3 angetrieben wird, fließt ein großer Strom durch die Hochspannungsschaltung. Daher tritt ein Spannungsabfall auf, aufgrund eines Drahtwiderstandes, um zu verhindern, dass die Zwischenanschluss-Spannung der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 genau gemessen werden kann. Daher wird der Ansteuerzustand des Motor-Generators 3 fortgesetzt, bis die Zwischenanschluss-Spannung der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 gleich oder geringer als die erste Zielspannung T1 wird, die geringer als die Zwischenanschluss-Spannung der zweiten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 ist. Wenn die Spannung die erste Zielspannung T1 erreicht, wird der Betriebszustand des Motor-Generators 3 zudem in dem Energieerzeugungszustand umgeschaltet, sodass die Energie erzeugt wird, bis die Spannungsdifferenz zwischen der Zwischenanschluss-Spannung der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 und der Zwischenanschluss-Spannung der zweiten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 gleich oder geringer als der vorbestimmte Wert wird. Dann wird der Schalter 6 auf AN geschaltet, um den Zustand zwischen der Hochspannungsschaltung und der Niederspannungsschaltung von dem Nicht-Leitungszustand zu dem Leitungszustand umzuschalten. Als ein Ergebnis wird die Zwischenanschluss-Spannung der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 mit einer guten Genauigkeit gemessen, während der Motor-Generator 3 in dem Antriebszustand arbeitet. Nachdem der Betrieb des Motor-Generators 3 in den Energieerzeugungszustand umgeschaltet wurde, wird die Zwischenanschluss-Spannung darüber hinaus in eine größere Nähe zu der Spannung der zweiten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 2 gebracht. Daher kann die Spannungsdifferenz zum Zeitpunkt der Umschaltoperation des Schalters 6 genauer erhalten werden. Die Möglichkeit des Anlegens einer Hochspannung an die Niederspannungsschaltung kann daher reduziert werden, verglichen mit dem Fall, wenn die Spannung gemessen wird, während der Motor-Generator 3 in dem Antriebszustand arbeitet.
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Während der Motor-Generator 3 angesteuert wird, wird ferner das Drehmoment, das durch die Kraftmaschine ausgegeben wird, gemäß der Größe des Drehmoments reduziert, das durch den Motor-Generator 3 erzeugt wird, wenn der Motor-Generator 3 angesteuert wird. Wenn als Ergebnis der Motor-Generator 3 angesteuert wird, um die Zwischenanschluss-Spannung der ersten Elektrische-Energie-Speichervorrichtung 1 zu verringern, kann das durch die Kraftmaschine ausgegebene Drehmoment reduziert werden, um die Größe des Antriebs-Drehmoments des Motor-Generators 3. Folglich kann die Kraftstoffmenge, die durch die Kraftmaschine verbraucht wird, reduziert werden.
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Während der Motor-Generator 3 angesteuert wird, wird eine Steuerung durchgeführt, sodass die Summe des Antriebs-Drehmoments des Motor-Generators 3 und des Antriebs-Drehmoments der Kraftmaschine identisch mit dem Drehmoment wird, das durch das Fahrzeug angefordert wird, wenn der Motor-Generator 3 auf einfache Art und Weise angesteuert wird, wird die Summe des Antriebsdrehmoments des Motor-Generators 3 und des ausgebenden Drehmoments der Kraftmaschine nachteilig von der Ausgangsachse der Kraftmaschine ausgegeben, was zur Erzeugung einer Fluktuation des Drehmoments führt. In der oben beschriebenen Art und Weise wird das Drehmoment, das durch das Fahrzeug angefordert wird, und das Drehmoment der Ausgangsachse der Kraftmaschine, einschließlich des ausgegebenen Drehmoments des Motor-Generators 3, gleich zueinander, unabhängig vom Antrieb des Motor-Generators 3. Die Erzeugung einer Fluktuation des Drehmoments kann daher unterdrückt werden.
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Wenn darüber hinaus das ausgegebene Drehmoment der Kraftmaschine gleich oder geringer als das vorbestimmte Drehmoment wird, während der Motor-Generator 3 angetrieben wird, wird die Kraftstoffversorgung an die Kraftmaschine gestoppt. Wenn als Ergebnis das Drehmoment, das zum Aufrechterhalten der Rotation der Kraftmaschine notwendig ist, kleiner als das maximale ausgegebene Drehmoment des Motor-Generators 3 ist, kann die Kraftstoffeinspritzung gestoppt werden, um die Kraftstoffmenge, die durch die Kraftmaschine verbraucht wird, auf Null zu reduzieren.
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Ferner wird eine Steuerung durchgeführt, sodass eine Änderung in irgendeinem von dem Antriebs-Drehmoment, das durch den Motor-Generator 3 erzeugt wird, und dem Energieerzeugungs-Drehmoment gleich oder geringer als der vorbestimmte Wert wird, nachdem die Fehlfunktion des Energie- bzw. Stromwandlers 4 erfasst wird, bis der Schalter 6 betrieben wird, um den Nicht-Leitungszustand zwischen der Hochspannungsschaltung und der Niederspannungsschaltung auf den Leitungszustand umzuschalten. Diese Art und Weise kann die Fluktuation des Drehmoments der Kraftmaschine, die mit der Antriebswelle des Motor-Generators 3 verbunden ist, reduziert werden.
