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HINTERGRUND
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(Technisches Gebiet)
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein fahrzeuggestütztes Leistungsversorgungssystem, das eine erste Sekundärbatterie, eine zweite Sekundärbatterie und eine drehende Maschine mit einer Leistungserzeugungsfunktion zum Laden der ersten und zweiten Batterie umfasst.
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(Verwandte Technik)
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Ein bekanntes fahrzeuggestütztes Leistungsversorgungssystem, das in der Offenlegungsschrift der
japanischen Patentanmeldung 2012-80706 offenbart ist, verwendet wahlweise eine Bleibatterie (als eine erste Sekundärbatterie) und eine Lithium-Ionen-Batterie (als zweite Sekundärbatterie), um verschiedene fahrzeuggestützte elektrische Lasten mit Leistung zu versorgen. Genauer genommen, stellt das System durch einen Halbleiterschalter eine elektrische Verbindung von der Lithium-Ionen-Batterie zu einem Drehstromgenerator bzw. Alternator und der Bleibatterie her.
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Während einer Rückgewinnungsdauer ermöglicht das Setzen des Halbleiterschalters in einen eingeschalteten Zustand eine Leistungsversorgung von dem Drehstromgenerator zu der Lithium-Ionen-Batterie. Während einer Nicht-Rückgewinnungsdauer ermöglicht ein Setzen des Halbleiterschalters in einen ausgeschalteten Zustand eine Leistungsversorgung von der Lithium-Ionen-Batterie zu einer elektrischen Last, die von dem Halbleiterschalter aus auf der Seite der Lithium-Ionen-Batterie angeordnet ist. Eine Steuerung des Halbleiterschalters in dieser Weise kann zu einer effizienten Verwendung der zurück gewonnenen Leistung führen.
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In den letzten Jahren ist eine drehende Maschine erhältlich, die eine Leistungserzeugungsfunktion zum Erzeugen von elektrischer Leistung durch Aufnahme eines Drehmoments von einer Ausgangswelle einer Verbrennungsmaschine des Fahrzeugs, eine Anlassfunktion zum Starten der Verbrennungsmaschine durch Aufbringen einer Anfangsdrehung auf die Ausgangswelle der Verbrennungsmaschine des Fahrzeugs, und eine Abgabeunterstützungsfunktion zum Unterstützen der Abgabe der Verbrennungsmaschine durch Aufbringen eines Drehmoments an der Ausgangswelle der Verbrennungsmaschine des Fahrzeugs, umfasst.
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Es kann berücksichtigt werden, dass die drehende Maschine, die, wie obenstehend genannt, die Leistungserzeugungsfunktion, die Anlassfunktion und die Unterstützungsfunktion aufweist, anstelle eines herkömmlichen Drehstromgenerators, in dem fahrzeuggestützten Leistungsversorgungssystem verwendet wird. Zudem wird in einem Fahrzeug mit einer Leerlaufstopp-Steuerfunktion zum Steuern eines automatischen Stoppens und Neustartens der Verbrennungsmaschine der Verbrennungsmaschinenstart durch die drehende Maschine während der Fahrt des Fahrzeugs wiederholt. In einem solchen System ist eine relativ große Leistung erforderlich, um die drehende Maschine während des Anlassens der Verbrennungsmaschine und während der Abgabeunterstützung anzusteuern. Allerdings können Engpässe der geladenen Leistung der Sekundärbatterien ein schwaches Ansteuern bzw. Antreiben der drehenden Maschine verursachen, was zu der Unannehmlichkeit führen kann, dass das Fahrzeug nicht wie gewünscht fährt.
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Zudem fließt während des Anlassens und während der Abgabeunterstützung ein höherer Strom durch die Sekundärbatterien, welche die drehende Maschine mit Leistung versorgen, was zu einem Abfallen der Ausgangsspannung der Sekundärbatterien führen kann. Ein Abfallen der Ausgangsspannung der Sekundärbatterien kann zu einem destabilisierten Betrieb der elektrischen Lasten (andere als die drehende Maschine) führen, die durch die Sekundarbatterien mit Leistung versorgt werden.
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Unter Berücksichtigung des zuvor genannten, ist es daher wünschenswert, ein fahrzeuggestütztes Leistungsversorgungssystem zu schaffen, das während einem geeigneten Ansteuern einer drehenden Maschine fahrzeuggestützte elektrische Lasten vorteilhaft ansteuern kann.
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KURZFASSUNG
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Übereinstimmend mit einer beispielgebenden Ausführung der vorliegenden Erfindung wird ein Leistungsversorgungssystem vorgeschlagen, das in einem Fahrzeug angebracht ist. In dem System ist eine drehende Maschine mit einer Ausgangswelle einer Verbrennungsmaschine des Fahrzeugs verbunden. Die drehende Maschine weist eine Leistungserzeugungsfunktion zum Erzeugen elektrischer Leistung durch Aufnahme eines Drehmoments von der Ausgangswelle der Verbrennungsmaschine, eine Anlassfunktion zum Starten der Verbrennungsmaschine durch Aufbringen eines Drehmoments an der Ausgangswelle der Verbrennungsmaschine, und eine Abgabeunterstützungsfunktion zum Unterstützen einer Abgabe der Verbrennungsmaschine durch Aufbringen eines Drehmoments an der Ausgangswelle der Verbrennungsmaschine nach einem Anlassen der Verbrennungsmaschine, auf. Eine erste Sekundärbatterie und eine zweite Sekundärbatterie sind jeweils in Parallelschaltung mit der drehenden Maschine elektrisch verbunden. Ein Verbindungsschalter ist an einer Verbindungsleitung bereitgestellt, welche die erste und zweite Sekundärbatterie elektrisch verbindet. Der Verbindungsschalter ist dazu ausgestaltet, die zweite Sekundärbatterie und eine parallelgeschaltete Verbindung von der ersten Sekundärbatterie und der drehenden Maschine elektrisch zu verbinden und zu trennen. Ein erster Batterieschalter ist zwischen der ersten Sekundärbatterie und einem ersten Knotenpunkt verbunden, der in der Verbindungsleitung zwischen der ersten Sekundärbatterie und dem Verbindungsschalter angeordnet ist und mit der drehenden Maschine elektrisch verbunden ist. Der erste Batterieschalter ist dazu ausgestaltet, die erste Sekundärbatterie und den ersten Knotenpunkt elektrisch zu verbinden und zu trennen. Eine erste elektrische Last ist mit dem ersten Knotenpunkt elektrisch verbunden. Eine zweite elektrische Last ist mit einem zweiten Knotenpunkt elektrisch verbunden, der entlang der Verbindungsleitung zwischen der zweiten Sekundärbatterie und dem Verbindungsschalter angeordnet ist.
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Bei der oben genannten Ausführungsform sind die erste Sekundärbatterie und die zweite Sekundärbatterie jeweils in Parallelschaltung mit der drehenden Maschine elektrisch verbunden, wodurch ermöglicht wird, dass elektrische Leistung, die in der drehenden Maschine erzeugt wird, in die erste Sekundärbatterie und in die zweite Sekundärbatterie geladen wird. Zudem werden der Verbindungsschalter und der erste Batterieschalter einzeln ein- und ausgeschaltet, wodurch ermöglicht wird, dass die erste elektrische Last und die zweite elektrische Last, sowie die drehend Maschine vorteilhaft angesteuert werden, wobei der Verbindungsschalter zwischen der ersten elektrischen Last und der zweiten elektrischen Last eingefügt ist.
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Das heißt, wenn der Verbindungsschalter ausgeschaltet ist (oder in einen Unterbrechungszustand gesetzt ist) und der erste Batterieschalter eingeschaltet ist (oder in einen Stromleitungszustand gesetzt ist), werden die drehende Maschine und die erste elektrische Last bei Bedarf durch die erste Sekundärbatterie mit Leistung versorgt, und die zweite elektrische Last wird bei Bedarf durch die zweite Sekundärbatterie mit Leistung versorgt. Solche Einstellungen können verhindern, dass der Betrieb der zweiten elektrischen Last beeinträchtigt wird, selbst wenn die Ausgangsspannung der ersten Sekundärbatterie als Funktion des Drehmoments variiert, das von der drehenden Maschine an der Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine aufgebracht wird, wodurch ein stabiler Betrieb der zweiten elektrischen Last bereitgestellt wird. Zudem kann hierdurch ebenfalls ein stabiler Betrieb der zweiten elektrischen Last bereitgestellt werden, wenn die erste elektrische Last angesteuert wird, was zu einer geeigneten Konfiguration des Systems für eine fahrzeuggestützte elektrische Last, die eine konstante Spannung erfordert, führt und die einen ständigen Betrieb während der Fahrt des Fahrzeugs erfordert.
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Wenn zwischenzeitlich der Verbindungsschalter eingeschaltet ist (oder in einen Stromleitungszustand gesetzt ist) und der erste Batterieschalter eingeschaltet ist (oder in einen Stromleitungszustand gesetzt ist), kann die erste elektrische Last durch die Versorgungsleistung von der zweiten Sekundärbatterie angesteuert werden, ohne Leistung von der ersten Sekundärbatterie zu verbrauchen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In den begleitenden Zeichnungen zeigen:
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1 schematisch ein fahrzeuggestütztes Leistungsversorgungssystem übereinstimmend mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 schematisch ein Flussdiagramm eines Schaltersteuerungsablaufs; und
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3 schematisch ein Zeitdiagramm eines Beispiels einer Schaltersteuerung.
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BESCHREIBUNG DER BESTIMMTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen besser verständlich. Ein Leistungsversorgungssystem in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Leistungsversorgungssystem, das in einem Fahrzeug angebracht ist, wobei das Fahrzeug durch eine Verbrennungsmaschine als Antriebsquelle zum Fahren angetrieben wird.
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Die Verbrennungsmaschine ist mit einem Starter ausgestattet. Nach einem Anlassen der Verbrennungsmaschine in Reaktion auf einen Anlassbefehl, greift der Starter über einen Ritzelmechanismus mechanisch in eine Kurbelwelle (eine Ausgangswelle) ein, und bringt von außen ein Drehmoment auf die Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine auf, um dadurch die Verbrennungsmaschine zu starten.
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Anstelle eines herkömmlichen Drehstromgenerators bzw. Alternators wird eine drehende Maschine mit der Kurbelwelle verbunden, die neben der Leistungserzeugungsfunktion zum Erzeugen einer Leistung während eines Antreibens durch die Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine, zusätzlich eine Anlassfunktion der Verbrennungsmaschine und eine Abgabeunterstützungsfunktion aufweist. Um die Anlassfunktion der Verbrennungsmaschine umzusetzen, startet die drehende Maschine die Verbrennungsmaschine durch ein externes Aufbringen eines Drehmoments auf die Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine nach einem Anlassen der Verbrennungsmaschine während die Verbrennungsmaschine verbrennt und nach einem Aufwärmen der Verbrennungsmaschine. Um die Abgabeunterstützungsfunktion umzusetzen, unterstützt die drehende Maschine die Verbrennungsmaschine beim Antreiben der Kurbelwelle durch ein äußeres Aufbringen eines Drehmoments an der Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine während einer Fahrt des Fahrzeugs.
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Die drehende Maschine kann ein riemengetriebener integrierter Starter-Generator (ISG) sein, der über einen Riemen mit der Kurbelwelle verbunden ist. Die drehende Maschine ist zwischen der Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine und einem Getriebe eingesetzt und wird direkt durch die Kurbelwelle angetrieben, um die Kurbelwelle direkt anzutreiben. Da die drehende Maschine jederzeit mit der Kurbelwelle verbunden ist, kann die drehende Maschine die Verbrennungsmaschine durch Aufbringen eines Drehmoments an der Kurbelwelle selbst dann starten, wenn sich die Kurbelwelle nicht vollständig im Stillstand befindet. Daher kann die drehende Maschine auf vorteilhafte Weise die Verbrennungsmaschine bei einem Leerlaufstopp und Neustart starten. Zudem kann ein Anpassen der Drehmomentabgabecharakteristik des Starters auf einen Kaltstart und ein Anpassen der Drehmomentabgabecharakteristik der drehenden Maschine auf ein Anlassen nach einem Aufwärmen zu einem vorteilhaften Ausführen des Anlassens der Verbrennungsmaschine, des Leerlaufstopps der Verbrennungsmaschine und einem Neustart in Reaktion auf einen Anlassbefehl führen.
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Wie in 1 gezeigt ist, umfasst das Leistungsversorgungssystem der vorliegenden Ausführungsform die drehende Maschine 10, eine Bleibatterie 20 als erste Sekundärbatterie, eine Lithium-Ionen-Batterie 30 als zweite Sekundärbatterie, den Starter 41, verschiedene elektrische Lasten 42, 43, einen Metall-Oxidhalbleiter (MOS) Schalter 50 als Verbindungsschalter, einen PB-Schalter 60 als ersten Batterieschalter und einen SMR-Schalter 70 als zweiten Batterieschalter. Die Bleibatterie 20, die Lithium-Ionen-Batterie 30, der Starter 41, die elektrischen Lasten 42, 43 sind über eine Einspeisung 15 als Verbindungsleitung in Parallelschaltung mit der drehenden Maschine 10 elektrisch verbunden. Die Einspeisung 15 bildet einen Einspeiseweg zur gemeinsamen Verbindung der oben genannten elektrischen Lasten.
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Die Bleibatterie 20 ist eine wohlbekannte Mehrzwecksekundärbatterie, wohingegen die Lithium-Ionen-Batterie 30 eine Sekundärbatterie mit hoher Dichte ist, die eine hohe Ladungs- und Entladungsenergieeffizienz aufweist, eine höhere Ausgangsdichte und eine höhere Energiedichte als die Bleibatterie 20 aufweist. Die Lithium-Ionen-Batterie 30 ist eine zusammengesetzte Batterie, die aus einer Mehrzahl von Batteriezellen gebildet wird, die in Serie verbunden sind.
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Der MOS-Schalter 50, der ein auf einem Metalloxid-Halbleiterfeldeffekttransistor (MOSFET) basierender Halbleiterschalter ist, ist zwischen der Lithium-Ionen-Batterie 30 und einer parallel geschalteten Verbindung der drehenden Maschine 10 und der Bleibatterie 20 verbunden. Der MOS-Schalter 50 dient als ein Schalter, der die Lithium-Ionen-Batterie 30 und die parallel geschaltete Verbindung der drehenden Maschine 10 und der Bleibatterie 20 verbindet und unterbricht. Die Einspeisung 15 ist mit einem Bypass 51 bereitgestellt, der mit dem MOS-Schalter 50 in Parallelschaltung verbunden ist. Der Bypass 51, der ein normal-geschlossenes elektromagnetisches Relais ist, ist in einen ausgeschalteten Zustand gesetzt, wenn er durch die Bleibatterie 20 oder die Lithium-Ionen-Batterie 30 normalerweise mit Leistung versorgt wird. Der Bypass 51 wird beim Auftreten einer Anormalität in dem MOS-Schalter 50 in einen eingeschalteten Zustand gesetzt, so dass der MOS-Schalter 50 immer in dem ausgeschalteten Zustand ist, wodurch der SMR-Schalter 70 umgangen wird.
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Der PB-Schalter 60, der ein MOSFET basierter Halbleiterschalter ähnlich wie der MOS-Schalter 50 ist, ist zwischen der Bleibatterie 20 und einem ersten Knotenpunkt X verbunden, an dem die drehende Maschine 10, der Anlasser 41, die elektrische Last 42 und der MOS-Schalter 50 miteinander elektrisch verbunden sind. Der PB-Schalter 60 dient als sein Schalter, der die Bleibatterie 20 und den ersten Verbindungspunkt X miteinander verbindet und unterbricht.
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Der SMR-Schalter 70, der ein MOSFET basierter Halbleiterschalter ähnlich wie der MOS-Schalter 50 und der PB-Schalter 60 ist, ist zwischen der Lithium-Ionen-Batterie 30 und einem zweiten Knotenpunkt Y verbunden, an dem der MOS-Schalter 50 und die elektrische Last 43 miteinander elektrisch verbunden sind. Der SMR-Schalter 70 dient als ein Schalter, der die Lithium-Ionen-Batterie 30 und den zweiten Knotenpunkt Y miteinander verbindet und unterbricht.
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Das Schalten zwischen einem eingeschalteten Zustand (stromleitender Zustand) und einem ausgeschalteten Zustand (Stromabschaltungszustand) von jedem von den MOS-Schaltern 50, dem PB-Schalter 60 und dem SMR-Schalter 70, wird durch die elektronische Steuereinheit ECU 80 als Schalter-Controller durchgeführt.
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Die Lithium-Ionen-Batterie 30, der Schalter 50, 70 und die ECU 80 sind zusammen in einem Gehäuse aufgenommen, um eine Batterieeinheit U zu bilden. Die ECU 80 ist mit der ECU 90, die sich außerhalb der Batterieeinheit befindet, elektrisch verbunden. Das heißt, die ECUs 80, 90 können miteinander über ein Kommunikationsnetz, wie ein Local Interconnect Network (LIN) oder dergleichen kommunizieren, so dass die ECUs 80, 90 verschiedene Daten, die sie jeweils gespeichert haben, teilen können.
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Die elektrische Last 43 ist eine elektrische Last, die eine konstante Spannung erfordert, so dass eine Versorgungsleistung einer im Allgemeinen konstanten Spannung erforderlich ist, oder dass eine Spannungsschwankung der Versorgungsleistung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs stabil sein muss. Die elektrische Last 42 ist mit einer Einspeisung 15 auf der Seite der Lithium-Ionen-Batterie 30 von dem MOS-Schalter 50 elektrisch verbunden. Die Lithium-Ionen-Batterie 30 ist daher hauptsächlich für die Leistungsversorgung der elektrischen Last 43 verantwortlich, welche die elektrische Last ist, die eine konstante Spannung erfordert.
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Die elektrische Last 43 umfasst eine Fahrzeugnavigationsvorrichtung oder eine Fahrzeugaudiovorrichtung, sie ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Wenn beispielsweise eine Versorgungsleistungsspannung nicht konstant ist, sondern stark variiert, oder weit über den oben genannten Bereich hinaus variiert, kann die Versorgungsleistungsspannung plötzlich unter eine minimale Betriebsspannung abfallen. Dies kann dazu führen, dass Fehlfunktionen auftreten, wie z. B. das Vorgänge der elektrischen Last 43, die eine konstante Spannung erfordert, wie die Fahrzeugnavigationsvorrichtung während der Fahrt des Fahrzeugs zurückgesetzt werden kann. Daher ist es erforderlich, dass die Versorgungsleistungsspannung zu der elektrischen Last 43 konstant und stabil über der minimalen Betriebsspannung gehalten wird.
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Die elektrische Last 42 ist eine allgemeine elektrische Last und eine andere als die elektrische Last 43 (eine elektrische Last, die eine konstante Spannung erfordert) und als der Starter 41. Die elektrische Last 42 umfasst Scheinwerfer, Scheibenwischer wie für eine Frontscheibe oder dergleichen, ein Lüftergebläse, einer Klimaanlage, eine Scheibenheizung einer Heckscheibe oder dergleichen, sie ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Die elektrische Last 42 umfasst ebenso eine Ansteuerungslast, die angesteuert wird, wenn eine vorbestimmte Ansteuerungsbedingung erfüllt ist. Die Ansteuerungslast umfasst beispielsweise eine Servolenkung, einen Fensterheber oder dergleichen. Der Starter 41 und die elektrische Last 42 sind mit der Einspeisung 15 auf der Seite der Bleibatterie 20 von dem MOS-Schalter 50 elektrisch verbunden. Die Bleibatterie 20 ist daher hauptsächlich für die Leistungsversorgung zu dem Anlasser 41 und der elektrischen Last 42 verantwortlich.
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Die drehende Maschine 10 nimmt eine Rotationsenergie von der Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine auf, um elektrische Leistung zu erzeugen. Mit Leistung, die in der drehenden Maschine 10 erzeugt wird, werden die elektrischen Lasten 42, 43 und ferner die Bleibatterie 20 und die Lithium-Ionen-Batterie 30 versorgt. Wenn sich die Maschine im Stillstand befindet und keine Leistung in der drehenden Maschine 10 erzeugt wird, werden die drehende Maschine 10, der Anlasser 41 und die elektrischen Lasten 42, 43 durch die Bleibatterie 20 und die Lithium-Ionen-Batterie 30 versorgt. Eine Entladungsmenge von jeder von der Bleibatterie 20 und der Lithium-Ionen-Batterie 30 zu der drehenden Maschine 10, dem Starter 41 und den elektrischen Lasten 42 bis 43, und eine Ladungsmenge von der drehenden Maschine 10 zu der Bleibatterie 20 und der Lithium-Ionen-Batterie 30 werden so gesteuert, dass ein Ladungszustand SOC, eine tatsächliche Menge der Ladung von den Sekundärbatterien 20, 30, die durch eine Ladungsmenge geteilt wird, wenn sie voll geladen sind, innerhalb eines geeigneten SOC-Bereichs liegen, so dass jede von der Bleibatterie 20 und der Lithium-Ionen-Batterie 30 weder überladen noch tiefentladen wird.
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Die ECU 80 erfasst eine Temperatur, eine Ausgangsspannung und Lade- und Entladeströme der Lithium-Ionen-Batterie 30, um einen SOC der Lithium-Ionen-Batterie 30 basierend auf den erfassten Werten zu berechnen. Die ECU 90 erfasst eine Temperatur, eine Ausgangsspannung und Lade- und Entladeströme der Bleibatterie 20, um einen SOC der Bleibatterie 20 basierend auf den erfassten Werten zu berechnen. Die ECU 80 öffnet und schließt jeden der Schalter 50, 60, 70 basierend auf ihren berechneten SOC, wodurch die Sekundärbatterien derart gesteuert werden, dass die SOCs von diesen in ihren jeweiligen gemessenen SOC-Bereichen liegen.
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Die drehende Maschine 10 wird durch die Sekundärbatterien versorgt, um die Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine anzutreiben. Die drehende Maschine 10 ist mit der Einspeisung 15 auf der Seite der Batterie 20 von dem MOS-Schalter 50 verbunden. Die Bleibatterie 20 ist dabei hauptsächlich für die Leistungsversorgung zu der drehenden Maschine 10 verantwortlich.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird die Entschleunigungs-Rückgewinnung derart durchgeführt, dass die drehende Maschine 10 vom Fahrzeug zurückgewonnene Energie aufnimmt, um elektrische Leistung zu erzeugen, und sie lädt die erzeugte Leistung in die Sekundärbatterien 20, 30 (hauptsächlich in die Lithium-Ionen-Batterie 30). Die Entschleunigungsrückgewinnung wird unter der Steuerung der ECU 90 unter einer Bedingung ausgeführt, dass sich das Fahrzeug in einem Entschleunigungszustand befindet und eine Kraftstoffeinspritzung an der Fahrzeugverbrennungsmaschine abgeschaltet ist. Die Sekundärbatterien 20, 30 sind in Parallelschaltung miteinander elektrisch verbunden, so dass, wenn die Schalter 50, 60, 70 alle eingeschaltet sind, elektrische Leistung, die in der drehenden Maschine 10 erzeugt wird, vorzugsweise in diejenige Sekundärbatterie geladen wird, die eine niedrigere Anschlussspannung aufweist.
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Die Anschlussspannung der Lithium-Ionen-Batterie 30 kann so gesteuert werden, dass sie öfter niedriger als diejenige der Bleibatterie 20 ist, so dass die Lithium-Ionen-Batterie 30 gegenüber der Bleibatterie 20 bevorzugt geladen wird. Solche Einstellungen können durch geeignetes Einstellen von Spannungen einer offenen Schaltung und Werte von Innenwiderständen der Sekundärbatterien 20, 30 erreicht werden. Die Spannungen der offenen Schaltung kann durch Auswählen eines aktiven Materials der positiven Elektrode, eines aktiven Materials der negativen Elektrode und einem Elektrolyt der Lithium-Ionen-Batterie 30 angepasst werden.
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Zudem führt die ECU 90 (als Automatikstopp- und Neustart-Controller) bei der vorliegenden Ausführungsform einen Leerlaufstopp und Neustart aus, so dass die Verbrennungsmaschine automatisch gestoppt wird, wenn eine vorbestimmte automatische Stoppbedingung erfüllt ist, und die drehende Maschine 10 wird dazu gesteuert, die Verbrennungsmaschine automatisch neu zu starten, wenn eine vorbestimmte Neustartbedingung erfüllt ist, während sich die Verbrennungsmaschine nach einem automatischen Stoppen im Stillstand befindet.
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Nachdem der Leerlaufstopp und der Neustart wie oben beschrieben ausgeführt ist, wird (als Abgabeunterstützung) eine Anlaufunterstützung unter der Steuerung der ECU 90 ausgeführt, so dass die drehende Maschine 10 ein Drehmoment an der Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine aufbringt, bis eine Fahrzeuggeschwindigkeit eine vorbestimmte Geschwindigkeit erreicht. Wenn das Fahrzeug durch einen Fahrer des Fahrzeugs beschleunigt wird, der ein Gaspedal während der Fahrt des Fahrzeugs herunterdrückt, wird (als Abgabeunterstützung) eine Zwischenunterstützung unter der Steuerung der ECU 90 ausgeführt, so dass die drehende Maschine 10 ein Drehmoment an der Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine aufbringt. Die Zwischenunterstützung wird ebenso ausgeführt, wenn eine höhere Abgabe der Kurbelwelle erforderlich ist, beispielsweise wenn das Fahrzeug einen steilen Anstieg herauf fährt. Die Anlaufunterstützung und die Zwischenunterstützung können die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs verbessern.
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Ein Strom fließt durch jede Sekundärbatterie von den Sekundärbatterien 20, 30, welche die drehende Maschine 10 mit Leistung versorgen, wobei der Strom als Funktion des Drehmoments variiert, das von der drehenden Maschine 10 an der Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine während des Anlassens, während der Anlaufunterstützung und während der Zwischenunterstützung aufgebracht wird. Die Ausgangsspannung der Sekundärbatterie, welche die drehende Maschine mit Leistung versorgt, fällt um eine Multiplikation des Stroms und des Innenwiderstands der Sekundärbatterie ab. Ein solcher Ausgangsspannungsabfall der Sekundärbatterie kann verursachen, dass eine Leistungsversorgungsspannung zu der elektrischen Last 43, die eine konstante Spannung erfordert, transient abfällt, was zu einem unerwarteten Zurücksetzen (bzw. Reset) des Betriebs der elektrischen Last 43, die eine konstante Spannung erfordert, führt.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist die ECU 80 daher dazu ausgestaltet, die Zustände der jeweiligen Schalter 50, 60, 70 angemessen in Übereinstimmung mit einem Fahrzustand des Fahrzeugs zu steuern, wodurch Fehlfunktionen, wie ein Zurücksetzen des Betriebs der elektrischen Last 43, die eine konstante Spannung erfordert, während der Fahrt des Fahrzeugs unterdrückt werden.
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Ein MOS-Ausschaltzustand ist ein Zustand der Schalter 50, 60, 70, bei dem der MOS-Schalter 50 ausgeschaltet ist, und der PB-Schalter und der SMR-Schalter 70 beide eingeschaltet sind. Ein PB-Ausschaltzustand ist ein Zustand der Schalter 50, 60, 70 bei dem der PB-Schalter 60 ausgeschaltet ist und der MOS-Schalter 50 und der SMR-Schalter 70 beide eingeschaltet sind. Ein SMR-Ausschaltzustand ist ein Zustand der Schalter 50, 60, 70, bei dem der SMR-Schalter 70 ausgeschaltet ist und der MOS-Schalter 50 und der PM-Schalter 60 beide eingeschaltet sind. Zudem ist ein vollständig eingeschalteter Zustand ein Zustand der Schalter 50, 60, 70, bei dem der MOS-Schalter 50, der PB-Schalter 60 und der SMR-Schalter 70 alle eingeschaltet sind.
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Nachstehend wird ein Schaltersteuerungsablauf übereinstimmend mit der vorliegenden Ausführungsform mit Bezug auf 2 erklärt. Dieser Ablauf wird durch die ECU 80 in jedem vorbestimmten Zeitintervall durchgeführt.
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Bei Schritt S01 wird bestimmt, ob das Anlassen der Verbrennungsmaschine durch den Starter 41 ausgeführt wird oder nicht. Falls bei Schritt S01 bestimmt wird, dass das Maschinenanlassen durch den Starter 41 ausgeführt wird, werden die Schalter 50, 60, 70 bei Schritt S02 in den SMR-Ausschaltzustand gesteuert.
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Falls bei Schritt S01 bestimmt wird, dass das Maschinenanlassen nicht durch den Anlasser 41 ausgeführt wird, wird bei Schritt S03 bestimmt, ob das Maschinenanlassen durch die drehende Maschine 10 ausgeführt wird oder nicht. Falls bei Schritt S03 bestimmt wird, dass das Maschinenanlassen durch die drehende Maschine 10 ausgeführt wird, werden die Schalter 50, 60, 70 bei Schritt S04 in den MOS-Ausschaltzustand gesteuert.
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Falls bei Schritt S03 bestimmt wird, dass das Maschinenanlassen nicht durch die drehende Maschine 10 ausgeführt wird, wird bei Schritt S05 bestimmt, ob sowohl ein Zustand der Ladung (SOC) der Bleibatterie 20 als auch ein SOC der Lithium-Ionen-Batterie 30 berechnet worden ist oder nicht. Falls bei Schritt S05 bestimmt wird, dass die SOCs der Bleibatterie 20 und der Lithium-Ionen-Batterie 30 nicht berechnet worden sind (d. h. weder noch oder einer ist berechnet worden), werden die Schalter 50, 60, 70 bei Schritt S06 in den SMR-Ausschaltzustand gesteuert.
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Danach wird bei Schritt S07 ein Anfangswert des SOC der Bleibatterie 20 oder der Lithium-Ionen-Batterie 30, für die der SOC nicht berechnet worden ist, erlangt, um die SOC-Berechnung zu ermöglichen. Danach wird der Ablauf beendet. Der Anfangswert des SOC der Lithium-Ionen-Batterie 30 kann durch Erfassen einer Spannung einer offenen Schaltung derselben und einem Berechnen des SOC basierend auf einem Erfassungswert der Spannung einer offenen Schaltung erlangt werden. Der Anfangswert des SOC für die Bleibatterie 20 kann durch eine Ladeleistung bei einer vorbestimmten Spannung von der drehenden Maschine 10 zu der Bleibatterie 20 und ein Bestimmen, dass der SOC der Bleibatterie 20 keinen vorbestimmten Wert des SOC (z. B. 90%) erreicht hat, wenn ein Strom, der durch die Bleibatterie 20 fließt, auf einen vorbestimmten Wert reduziert worden ist, erlangt werden.
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Falls bei Schritt S05 bestimmt wird, dass sowohl ein SOC der Bleibatterie 20 als auch ein SOC der Lithium-Ionen-Batterie 30 berechnet worden ist, wird der Schritt S08 bestimmt, ob die Abgabeunterstützung über ein Ansteuern der Ansteuerungslast, die in der elektrischen Last 42 umfasst ist, durch die drehende Maschine 10 ausgeführt wird oder nicht. Wenn bei Schritt S08 bestimmt wird, dass die Abgabeunterstützung oder ein Ansteuern der Ansteuerungslast durch die drehende Maschine 10 ausgeführt wird, werden die Schalter 50, 60, 70 bei Schritt S09 in den MOS-Ausschaltzustand gesteuert. Das heißt, die Schalter 50, 60, 70 werden in den MOS-Ausschaltzustand gesetzt, wenn die Abgabeunterstützung oder ein Ansteuern der Ansteuerungslast ausgeführt wird, wodurch ein Schwanken der Spannung der Einspeisung 15 auf der Seite der Lithium-Ionen-Batterie 30 von dem MOS-Schalter 50 unterdrückt werden kann.
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Wenn bei Schritt S08 bestimmt wird, dass weder die Abgabeunterstützung noch das Ansteuern der Ansteuerungslast durch die drehende Maschine 10 ausgeführt wird, wird bei Schritt S10 bestimmt, ob die Rückgewinnung in der drehenden Maschine 10 ausgeführt wird oder nicht. Falls bei Schritt S10 bestimmt wird, dass die Rückgewinnung der drehenden Maschine 10 ausgeführt wird, werden die Schalter 50, 60, 70 bei Schritt S11 in den vollständig eingeschalteten Zustand gesteuert, wodurch die Bleibatterie 20 und die Lithiumbatterie 30 geladen wird.
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Falls bei Schritt S10 bestimmt wird, dass die Rückgewinnung in der drehenden Maschine 10 nicht ausgeführt wird, werden die Schalter 50, 60, 70 bei Schritt S12 in den PB-Ausschaltzustand gesteuert. Dies liegt daran, dass anzunehmen ist, dass ein Leerlauf gestoppt ist oder das Fahrzeug fährt.
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3 zeigt ein Zeitablaufdiagramm für die Schaltersteuerung.
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Zu der Zeit T0 wird ein anfängliches Anlassen in Reaktion auf einen Anlassbefehl ausgeführt. Während des anfänglichen Anlassens bringt der Starter 41 ein Drehmoment an der Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine auf. Nachdem eine Leistungsversorgung an den ECUs 80, 90 angefangen hat, beginnen die ECUs 80, 90 verschiedene Abläufe. Die ECU 80 steuert die Schalter 50, 60, 70 in den SMR-Ausschaltzustand. Die Schalter 50, 60, 70 werden während des Anlassens, das durch den Starter 41 ausgeführt wird, in den SMR-Ausschaltzustand eingestellt, wodurch der Anlasser 41 und die elektrischen Lasten 42, 43 durch die Bleibatterie 20 versorgt werden können und ein Entladen der Lithium-Ionen-Batterie 30 verhindert werden kann. Während des anfänglichen Anlassens ist der SOC der Lithium-Ionen-Batterie 30 unbekannt. Daher kann durch ein Verhindern des Entladens der Lithium-Ionen-Batterie 30 mit ihrem unbekannten SOC, ein Tiefentladen der Lithium-Ionen-Batterie verhindert werden.
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Nach dem anfänglichen Anlassen der Maschine fährt das Fahrzeug normal. Da Anfangswerte des SOC der Bleibatterie 20 und des SOC der Lithium-Ionen-Batterie 30 unmittelbar nach einem anfänglichen Anlassen der Maschine unbekannt sind, werden die Schalter 50, 60, 70 in dem SMR-Ausschaltzustand gehalten.
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Da der SMR-Schalter 70 ausgeschaltet ist, ist eine Ausgangsspannung der Lithium-Ionen-Batterie 30 gleich einer Spannung einer offenen Schaltung. Daher erlangt die ECU 80 die Ausgangsspannung der Lithium-Ionen-Batterie 30 als eine Spannung einer offenen Schaltung und danach erlangt sie den Anfangswert des SOC der Lithium-Ionen-Batterie 30 basierend auf der erlangten Spannung einer offenen Schaltung unter Verwendung eines Kennfelds, das Verhältnisse zwischen Spannungen einer offenen Schaltung und SOCs der Lithium-Ionen-Batterie 30 festlegt.
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Da der PB-Schalter 60 in dem SMR-Ausschaltzustand eingeschaltet ist, sind die drehende Maschine 10 und die Bleibatterie 20 miteinander elektrisch verbunden. Die drehende Maschine 10 wird durch die Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine angetrieben, um elektrische Leistung zu erzeugen, und die erzeugte Leistung wird bei einer vorbestimmten Spannung in die Bleibatterie 20 geladen, wodurch der Anfangswert des SOC der Bleibatterie 20 erlangt wird.
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Nachdem die Anfangswerte des SOC der Bleibatterie 20 und des SOC der Lithium-Ionen-Batterie 30 zu einer Zeit T1 erlangt sind, steuert die ECU 80 die Schalter 50, 60, 70 in den PB-Ausschaltzustand. Während einer Zeitdauer von T1 bis T2 fährt das Fahrzeug normal und der PB-Schalter 60 ist in dem PB-Ausschaltzustand ausgeschaltet, wodurch eine Leistungsversorgung von der Bleibatterie 20 zu den elektrischen Lasten 42, 43 verhindert wird. Der MOS-Schalter 50 und der SMR-Schalter 70 sind in dem PB-Ausschaltzustand eingeschaltet, wodurch die elektrischen Lasten 42, 43 durch die Lithium-Ionen-Batterie 30 versorgt werden können.
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Zu der Zeit T2 wird ein Bremspedal durch einen Fahrer des Fahrzeugs gedrückt. Eine Fahrzeuggeschwindigkeit wird dadurch entschleunigt und danach ist eine Ausführungsbedingung für eine Rückgewinnung erfüllt, wodurch die Rückgewinnung begonnen wird. Nach dem Beginn der Rückgewinnung steuert die ECU 80 die Schalter 50, 60, 70 in den vollständig eingeschalteten Zustand. Der PB-Schalter 60 ist eingeschaltet, wodurch die drehende Maschine 10 und die Bleibatterie 20 miteinander elektrisch verbunden werden können. Der MOS-Schalter 50 und der SMR-Schalter 70 sind ebenfalls eingeschaltet, wodurch die drehende Maschine 10 und die Lithium-Ionen-Batterie 30 miteinander elektrisch verbunden werden können. Während einer Zeitdauer von Zeit T2 bis T3 wird elektrische Leistung über die Rückgewinnung in der drehenden Maschine 10 erzeugt, wodurch die. Bleibatterie 20 und die Lithium-Ionen-Batterie 30 geladen werden.
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Zu der Zeit T3 wurde die Fahrzeuggeschwindigkeit unter eine vorbestimmte Geschwindigkeit (z. B. 10 km/h) gesenkt und danach ist eine automatische Stoppbedingung erfüllt, wodurch ein Leerlaufstopp ausgeführt wird. Nach einem Ausführen des Leerlaufstopps steuert die ECU 80 die Schalter 50, 60, 70 in den PB-Ausschaltzustand. Während einer Zeitdauer von Zeit T3 bis T4, in welcher der Leerlaufstopp ausgeführt wird, werden die Schalter 50, 60, 70 in den PB-Ausschaltzustand eingestellt, wodurch ermöglicht wird, dass die elektrischen Lasten 42, 43 lediglich durch die Lithium-Ionen-Batterie 30 versorgt werden.
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Zu der Zeit T4 wird ein Gaspedal durch einen Fahrer des Fahrzeugs gedrückt. Eine Neustartbedingung wird dadurch erfüllt. Die ECU 90 steuert die drehende Maschine 10 an, um ein Drehmoment an der Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine aufzubringen, wodurch die Verbrennungsmaschine automatisch neu gestartet wird. Auf einen Neustart nach einem Leerlaufstopp steuert die ECU 80 die Schalter 50, 60, 70 in den MOS-Ausschaltzustand. Somit werden während einer Zeitdauer von der Zeit T4 bis T5, in welcher der Maschinenneustart nach einem Leerlaufstopp ausgeführt wird, die drehende Maschine 10 und die elektrische Last 42 durch die Bleibatterie 20 versorgt und die elektrische Last 43, die eine konstante Spannung erfordert, wird durch die Lithium-Ionen-Batterie 30 versorgt.
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Zu der Zeit T5 tritt die Verbrennungsmaschine in einen Zustand einer stabilen Zündung ein, bei dem eine Drehzahl der Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert wird. Die ECU 90 ermöglicht, dass die drehende Maschine 10 fortlaufend ein Drehmoment an der Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine aufbringt, wodurch eine Anlaufunterstützung unter Verwendung der drehenden Maschine 10 ausgeführt wird. Zwischenzeitlich belässt die ECU 80 die Schalter 50, 60, 70 in dem MOS-Ausschaltzustand. Während einer Zeitdauer von der Zeit T5 bis T6, in der die Anlaufunterstützung durch die drehende Maschine 10 ausgeführt wird, werden daher die drehende Maschine 10 und die elektrische Last 42 durch die Bleibatterie 20 versorgt und die elektrische Last 43, die eine konstante Spannung erfordert, wird durch die Lithium-Ionen-Batterie 30 versorgt.
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Ein erforderliches, von außen aufgebrachtes Drehmoment an der Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine während der Anlaufunterstützung ist kleiner als während des Anlassens der Verbrennungsmaschine. Daher ist das Drehmoment, das während einer Zeitdauer von der Zeit T5 bis T6, in der die Anlaufunterstützung ausgeführt wird, von der drehenden Maschine 10 an der Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine aufgebracht wird, kleiner als das Drehmoment, das während der Zeitdauer von der Zeit T4 bis T5, in welcher der Maschinenneustart nach einem Leerlaufstopp ausgeführt wird, von der drehenden Maschine 10 an der Kurbelwelle aufgebracht wird.
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Zu der Zeit T6 überschreitet die Fahrzeuggeschwindigkeit eine vorbestimmte Geschwindigkeit (z. B. 30 km/h). Die ECU 90 veranlasst anschließend die drehende Maschine 10 dazu, die Anlaufunterstützung abzuschließen. Nach einem Abschluss der Anlaufunterstützung steuert die ECU 80 die Schalter 50, 60, 70 in den PB-Ausschaltzustand.
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Zu der Zeit T7 wird ein Gaspedal durch den Fahrer des Fahrzeugs stark gedrückt. Eine Ausführungsbedingung für eine Zwischenunterstützung wird dadurch erfüllt. Danach führt die ECU 90 die Zwischenunterstützung durch Ansteuern der drehenden Maschine 10 aus, um ein Drehmoment an der Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine aufzubringen. Nach einem Ausführen der Zwischenunterstützung steuert die ECU 80 die Schalter 50, 60, 70 in den MOS-Ausschaltzustand. Während einer Zeitdauer von der Zeit T7 bis T8, in der die Zwischenunterstützung ausgeführt wird, werden somit die drehende Maschine 10 und die elektrische Last 42 durch die Bleibatterie 20 versorgt und die elektrische Last 43, die eine konstante Spannung erfordert, wird durch die Lithium-Ionen-Batterie 30 versorgt.
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Das Drehmoment, das von der drehenden Maschine 10 an der Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine während der Zwischenunterstützung aufgebracht wird, variiert mit einem Betätigungsbetrag des Gaspedals oder dergleichen. Zudem ist wie bei der Anlaufunterstützung das erforderliche Drehmoment, das von außen auf die Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine während der Zwischenunterstützung aufgebracht werden soll, kleiner als während des Anlassens der Verbrennungsmaschine. Daher ist das Drehmoment, das während einer Zeitdauer von der Zeit T7 bis T8, in der die Zwischenunterstützung ausgeführt, von der drehenden Maschine 10 an der Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine aufgebracht wird, kleiner als das Drehmoment, das während der Zeitdauer von der Zeit T4 bis T5, in der ein Maschinenneustart nach einem Leerlaufstopp ausgeführt wird, von der drehenden Maschine 10 an der Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine aufgebracht wird.
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Zu der Zeit T8 wird der Betätigungsbetrag des Gaspedals herabgesetzt, was dazu führt, dass die Ausführungsbedingung für die Zwischenunterstützung nicht erfüllt ist. Danach schließt die ECU 90 die Zwischenunterstützung ab. Nach einem Abschließen der Zwischenunterstützung steuert die ECU 10 die Schalter 50, 60, 70 in den PB-Ausschaltzustand.
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Zu der Zeit T9 wird eine Ausführungsbedingung für die Entschleunigungs-Rückgewinnung erfüllt. Danach steuert die ECU 90 die drehende Maschine 10 dazu, die Rückgewinnung auszuführen. Nach einem Ausführen der Rückgewinnung steuert die ECU 80 die Schalter 50, 60, 70 in den vollständig eingeschalteten Zustand. Zur der Zeit T10 wird die Automatikstoppbedingung erfüllt und danach führt die ECU 90 den Leerlaufstopp aus. Nach Ausführung des Leerlaufstopps steuert die ECU 80 die Schalter 50, 60, 70 in den PB-Ausschaltzustand.
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Die vorliegende Ausführungsform bietet die folgenden Vorteile.
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Die Bleibatterie 20 und die Lithium-Ionen Batterie 30 sind jeweils in Parallelschaltung mit der drehenden Maschine 10 elektrisch verbunden, wodurch ermöglicht wird, dass elektrische Leistung, die in der drehenden Maschine 10 erzeugt wird, in die Bleibatterie 20 und die Lithium-Ionen Batterie 30 geladen wird. Zudem werden der MOS-Schalter 50 und der PB-Schalter 60 einzeln ein- oder ausgeschaltet, wodurch ermöglicht wird, dass der Starter 41, die elektrische Last 42 und die elektrische Last 43, sowie die drehende Maschine 10 vorteilhaft angesteuert werden, wobei der MOS-Schalter 50 zwischen der elektrischen Last 42 und der elektrischen Last 43 eingefügt ist.
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Das heißt, wenn der MOS-Schalter 50 ausgeschaltet ist (oder in einen Unterbrechungszustand gesetzt ist) und der PB-Schalter 60 eingeschaltet ist (oder in einen Stromleitungszustand gesetzt ist), werden die drehende Maschine 10, der Starter 41 und die elektrische Last 42 bei Bedarf durch die Bleibatterie 20 mit Leistung versorgt, und die elektrische Last 43 wird bei Bedarf durch die Lithium-Ionen Batterie 30 mit Leistung versorgt. Solche Einstellungen können verhindern, dass der Betrieb der elektrischen Last 43 beeinträchtigt wird, selbst wenn die Ausgangsspannung der Bleibatterie 20 als Funktion des Drehmoments variiert, das von der drehenden Maschine 10 an der Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine aufgebracht wird, wodurch ein stabiler Betrieb der elektrischen Last 43 bereitgestellt wird. Zudem kann hierdurch ebenfalls ein stabiler Betrieb der elektrischen Last 43 bereitgestellt werden, wenn der Starter 41 oder die elektrische Last 42 angesteuert wird, was zu einer geeigneten Konfiguration des Systems für eine fahrzeuggestützte elektrische Last 42 führt, die eine konstante Spannung erfordert, die eine elektrische Last ist, die einen ständigen Betrieb während der Fahrt des Fahrzeugs erfordert.
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Wenn zwischenzeitlich der MOS-Schalter 50 eingeschaltet ist (oder in einen Stromleitungszustand gesetzt ist) und der PB-Schalter 60 eingeschaltet ist (oder in einen Stromleitungszustand gesetzt ist), können der Starter 41 und die elektrische Last 42 durch die Versorgungsleistung von der Lithium-Ionen Batterie von der Lithium-Ionen-Batterie 30 angesteuert werden, ohne Leistung von der Bleibatterie 20 zu verbrauchen. In dieser Einstellung kann der SOC der Bleibatterie 20 für eine Vorwegnahme des Leistungserfordernisses zum Ansteuern der drehenden Maschine 10 während des Anlassens oder während der Abgabeunterstützung reserviert werden, wodurch ein vom Nutzer beabsichtigtes Antreiben und Fahren des Fahrzeugs bereitgestellt wird.
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Wenn eine Ansteuerungsbedingung erfüllt ist und anschließend eine Ansteuerungslast, z. B. der Starter 41, eine Servolenkung oder ein Fensterheber als allgemeine elektrische Last 42 angesteuert wird, fließt ein Strom durch die Sekundärbatterie, die mit der Ansteuerungslast verbunden ist, und eine Ausgangsspannung derselben fällt ab. Beispielsweise wird der Starter 41 durch den Fahrer angesteuert, indem er einen Schlüsselschalter betätigt. Die Servolenkung wird durch eine Lenkungsbetätigung des Fahrers angesteuert. Der Fensterheber wird durch eine Schalterbetätigung des Nutzers angesteuert. Die Betätigungen des Fahrers oder Nutzers sind im Voraus schwer vorherzusagen. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Ansteuerungslast mit dem ersten Knotenpunkt elektrisch verbunden, wodurch die Ansteuerungslast durch die Bleibatterie 20 mit Leistung versorgt werden kann. Hierdurch können Schwankungen in der Spannung verhindert werden, die der elektrischen Last zugeführt wird, die eine konstante Spannung erfordert.
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In einem Fahrzeug mit einer Leerlaufstopp- und Neustart Steuerfunktion wird ein automatischer Stopp und Neustart der Verbrennungsmaschine übereinstimmend mit Verkehrsbedingungen oder einer Zweckmäßigkeit des Nutzers während der Fahrt des Fahrzeugs unregelmäßig ausgeführt. Bei dem Aufbau des obenstehend angegebenen Systems kann die drehende Maschine 10 selbst dann angemessen angesteuert werden, wenn es plötzlich erforderlich wird, sie zum Neustarten nach einem Leerlaufstopp anzusteuern, da die Bleibatterie 20 ausreichend verfügbare Leistung hat, um die drehende Maschine 10 anzusteuern.
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Wenn die Lithium-Ionen-Batterie 30 überladen wird, kann sie sich ausdehnen. Wenn die Lithium-Ionen-Batterie 30 tiefentladen wird, kann sie erheblich beeinträchtigt werden. Daher muss ein Lade- und Entlademanagement für die Lithium-Ionen-Batterie 30 basierend auf dem SOC derselben zuverlässig vorgenommen werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Anfangswert des SOC der Lithium-Ionen-Batterie 30 erlangt und die Lithium-Ionen-Batterie 30 wird daran gehindert, durch Setzen des SMR-Schalters 70 in den Ausschaltzustand geladen und entladen zu werden, bis der SOC der Lithium-Ionen-Batterie 30 berechnet ist. Zudem ermöglicht ein Setzen von jedem von dem MOS-Schalter 50 und dem PB-Schalter 60 in den eingeschalteten Zustand, dass die elektrischen Lasten 42, 43 durch die Bleibatterie 20 versorgt werden. Dies kann verhindern, dass die Lithium-Ionen-Batterie 30 während einem Ansteuern der elektrischen Lasten 42, 43 überladen oder tiefentladen wird.
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(Modifikationen)
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Die zuvor genannte Ausführungsform kann wie folgt modifiziert werden.
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Bei der zuvor genannten Ausführungsform wird die drehende Maschine 10 während der Abgabeunterstützung lediglich durch die Bleibatterie 20 versorgt. Eine geladene Leistung der Bleibatterie 20 kann aufgrund eines Leistungsverbrauchs während der Abgabeunterstützung unterhalb eines Leistungserfordernisses zum Neustarten der Verbrennungsmaschine nach einem Leerlaufstopp absinken. In einigen alternativen Ausführungsformen können daher die Schalter 50, 60, 70 in den vollständig eingeschalteten Zustand unter einer Bedingung gesteuert werden, dass ein Drehmoment, das von der drehenden Maschine 10 an der Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine aufgebracht wird, kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
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Dies ermöglicht, dass der SOC der Bleibatterie 20 auf einem hohen Pegel gehalten wird und ferner wird ermöglicht, dass die drehende Maschine 10 während des Maschinenneustarts nach einem Leerlaufstopp lediglich durch die Bleibatterie 20 versorgt wird. Ferner können die Schalter 50, 60, 70 während der Abgabeunterstützung der drehenden Maschine 10 in den vollständig eingeschalteten Zustand unter einer Bedingung gesteuert werden, dass das Drehmoment, das von der drehenden Maschine 10 an der Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine aufgebracht wird, kleiner als der vorbestimmte Wert ist und der SOC der Bleibatterie 20 unterhalb eines vorbestimmten Werts liegt.
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In einigen alternativen Ausführungsformen der zuvor genannten Ausführungsform kann der SMR-Schalter 70 entfernt werden. Auch in einem solchen Aufbau kann die ECU 80 verhindern, dass der Betrieb der elektrischen Last 43, die eine konstante Spannung erfordert, destabilisiert wird, indem der MOS-Schalter 50 in den ausgeschalteten Zustand gesetzt wird und der PB-Schalter 60 in den eingeschalteten Zustand gesetzt wird während die drehende Maschine 10 angesteuert wird. Zudem kann die ECU 80 geladene Leistung der Bleibatterie 20 reservieren, indem der MOS-Schalter 50 in den eingeschalteten Zustand gesetzt wird und der PB-Schalter 60 in den ausgeschalteten Zustand gesetzt wird während das Fahrzeug normal fährt.
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In einigen alternativen Ausführungsformen der zuvor genannten Ausführungsform kann der Starter 41 entfernt werden. Ein anfängliches Anlassen der Verbrennungsmaschine kann durch die drehende Maschine 10 ausgeführt werden, indem ein anfängliches Drehmoment an der Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine aufgebracht wird.
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In einigen alternativen Ausführungsformen der zuvor genannten Ausführungsform können anstelle oder zusätzlich zu der elektrischen Last 43, die eine konstante Spannung erfordert, allgemeine elektrische Lasten mit der Einspeisung 15 auf der Seite der Lithium-Ionen-Batterie 30 von dem MOS-Schalter 50 verbunden sein. Schwankungen der Spannung der Einspeisung 15 auf der Seite der Lithium-Ionen-Batterie 30 von dem MOS-Schalter 50 werden stärker unterdrückt als auf der Seite der Bleibatterie 20 von dem MOS-Schalter 50. Wenn beispielsweise Fahrzeugscheinwerfer als allgemeine elektrische Lasten mit der Einspeisung 15 auf der Seite der Lithium-Ionen-Batterie 30 von dem MOS-Schalter 50 elektrisch verbunden werden, können Schwankungen der Helligkeit der Scheinwerfer unterdrückt werden.
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In der zuvor genannten Ausführungsform ist das System dazu ausgestaltet, die Bleibatterie 20 als erste Sekundärbatterie und die Lithium-Ionen-Batterie 30 als zweite Sekundärbatterie zu umfassen. Anderenfalls können andere Typen von Sekundärbatterien als erste und zweite Sekundärbatterien umfasst sein. Beispielsweise kann eine Nickel-Wasserstoff-Batterie als erste Sekundärbatterie umfasst sein, eine Nickel-Kadmium-Batterie kann als zweite Sekundärbatterie umfasst sein. Wiederum anderenfalls kann derselbe Typ von Batterie als erste und zweite Sekundärbatterie umfasst sein.
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Für den Fachmann ergeben sich viele Modifikationen und andere Ausführungsformen, die von der Erfindung und der technischen Lehre profitieren, die in der vorhergehenden Beschreibung und den zugeordneten Zeichnungen dargestellt wurde. Daher ist es verständlich, dass die Erfindung nicht auf die bestimmten offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist und dass Modifikationen und andere Ausführungsformen im Umfang der angehängten Ansprüche umfasst sind. Obwohl bestimmte Begriffe eingesetzt wurden, sind diese in einem allgemeinen und beschreibenden Sinn und nicht beschränkend verwendet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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