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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Leistungszufuhrsystem für Fahrzeuge, das an motorisierten Fahrzeugen wie einem Hybridfahrzeug angebracht ist, das zwei oder mehr getrennte Leistungsquellen, wie beispielsweise eine Verbrennungsmaschine und einen Motor-Generator als Antriebsmotor verwendet. Die Verbrennungsmaschine ist mit einem Anlassermotor oder einem Selbstanlasser ausgestattet. Die Verbrennungsmaschine und der Antriebsmotor führen den Antriebsrädern des Hybridfahrzeugs eine Antriebsleistung zu.
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2. Beschreibung der verwandten Technik
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Es sind Leistungszufuhrsysteme für Fahrzeuge verwendet worden. Beispielsweise offenbart ein Patentdokument 1, Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung
JP 2013-13196 ein Leistungszufuhrsystem für Fahrzeuge mit einem herkömmlichen Aufbau. Dieses Leistungszufuhrsystem für Fahrzeuge ist mit einer Hauptbatterie und einer Hilfsbatterie ausgestattet. Die Hauptbatterie führt dem Antriebsmotor des motorisierten Fahrzeugs elektrische Leistung zu. Die Hilfsbatterie führt verschiedenen Typen von elektrischen Lasten elektrische Leistung zu. Das Leistungszufuhrsystem für Fahrzeuge kann einen Spannungsabfall der Hilfsbatterie verhindern. Das heißt, das Leistungssystem für Fahrzeuge stellt eine korrekte Leistungszufuhr zu der Hilfsbatterie ohne einen Spannungsabfall der Hilfsbatterie sicher.
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Das Leistungszufuhrsystem mit dem zuvor beschriebenen Aufbau weist ferner eine Zusatzbatterie zusätzlich zu der Hauptbatterie und der Hilfsbatterie auf. Wenn eine Ausgangsspannung der Hilfsbatterie auf eine vorbestimmte Spannung oder weniger abfällt, beginnt die Zusatzbatterie der Hilfsbatterie elektrische Leistung zuzuführen.
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Im Übrigen berücksichtigt das Leistungszufuhrsystem für Fahrzeuge mit einem herkömmlichen Aufbau, das in dem Patentdokument 1, wie vorstehend beschrieben offenbart ist, keinen vorübergehenden bzw. kurzzeitigen Spannungsabfall der Hilfsbatterie, wenn die Hilfsbatterie ihre Ausgangsspannung dem Anlassermotor und den elektrischen Lasten zuführt, und es tritt ein vorübergehender Spannungsabfall der Ausgangsspannung der Hilfsbatterie auf. Wenn beispielsweise eine der elektrischen Lasten eine Sicherheitsvorrichtung des motorisierten Fahrzeugs ist, besteht die Möglichkeit, dass ein fehlerhafter Betrieb der Sicherheitsvorrichtung durch einen vorübergehenden Spannungsabfall der Spannung auftritt, wenn die Spannung sowohl an dem Anlassermotor als auch der Sichervorrichtung zeitgleich zugeführt wird. Wenn zudem eine der elektrischen Lasten ein automobiles Navigationssystem ist, das in dem motorisierten Fahrzeug angebracht ist, besteht die Möglichkeit, dass das automobile Navigationssystem den Betrieb neu startet, wenn der Spannungsabfall der zugeführten Spannung zu den elektrischen Lasten auftritt. Demzufolge wird für den Fahrer des motorisierten Fahrzeugs ein unkomfortables Gefühl verursacht. Im Übrigen besteht die Möglichkeit, von der Hilfsbatterie auf die Zusatzbatterie zu schalten, wenn ein Spannungsabfall der Ausgangsspannung der Hilfsbatterie auftritt.
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Da das Leistungszufuhrsystem für Fahrzeuge, das in dem Patentdokument 1 beschrieben ist, wie zuvor beschrieben, mit der Zusatzbatterie zusätzlich zu der Hauptbatterie und der Hilfsbatterie ausgestattet ist, verursacht der herkömmliche Aufbau des Leistungszufuhrsystems für Fahrzeuge verschiedene Nachteile. Beispielsweise erfordert der herkömmliche Aufbau des Leistungszufuhrsystems für Fahrzeuge einen zusätzlichen Montageplatz, an dem die Zusatzbatterie angeordnet wird, und ein Gesamtgewicht des motorisierten Fahrzeugs nimmt zu, da die Zusatzbatterie zusätzlich zur Hauptbatterie und der Hilfsbatterie angebracht ist. Ferner erfordert das Leistungszufuhrsystem für Fahrzeuge mit dem herkömmlichen Aufbau zusätzliche Austauschkosten für die Zusatzbatterie.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist daher wünschenswert, ohne das motorisierte Fahrzeug mit einer Zusatzbatterie auszustatten, ein Leistungszufuhrsystem für Fahrzeuge zu schaffen, das einen Spannungsabfall einer Spannung einer Batterie, die einer oder mehreren elektrischen Lasten zugeführt werden soll, unterdrücken kann, wenn ein Anlassermotor den Betrieb einer Verbrennungsmaschine eines motorisierten Fahrzeugs wie einem Hybridfahrzeug beginnt.
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Eine beispielgebende Ausführungsform schlägt ein Leistungszufuhrsystem für Fahrzeuge vor, das in verschiedenen Fahrzeugen wie einem Hybridfahrzeug angebracht werden soll. Das Hybridfahrzeug ist mit einer Verbrennungsmaschine und einem Antriebsmotor wie einem Motor-Generator ausgestattet. Die Verbrennungsmaschine weist einen Anlassermotor auf. Die Verbrennungsmaschine und der Antriebsmotor führen den Antriebsrädern des Hybridfahrzeugs eine Antriebsleistung zu. Das Leistungszufuhrsystem für Fahrzeuge weist eine Hauptbatterie, die mit dem Anlassermotor verbunden ist, eine Hilfsbatterie, die mit elektrischen Lasten verbunden ist, und einen Unterbrechungsabschnitt auf. Die Hauptbatterie führt dem Antriebsmotor elektrische Leistung zu. Der Unterbrechungsabschnitt, wie ein Inverter und ein Schalter, ist zwischen einer ersten Gruppe und einer zweiten Gruppe angeordnet. Die Hauptbatterie und der Anlassermotor gehören zu der ersten Gruppe. Die Hilfsbatterie und die elektrische Last gehören zu der zweiten Gruppe. Der Unterbrechungsabschnitt unterbricht eine elektrische Leistungsübertragung von der Hilfsbatterie zu dem Anlassermotor.
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Da der Anlassermotor eine große elektrische Leistung erfordert wenn der Anlassermotor die Verbrennungsmaschine antreibt, um deren Betrieb zu starten, tritt ein vorübergehender Spannungsabfall einer Ausgangsspannung einer Batterie auf, wenn die Batterie dem Anlassermotor elektrische Leistung zuführt. Wenn eine Hilfsbatterie zusätzlich zu dem Anlassermotor elektrischen Lasten, die mit der Hilfsbatterie verbunden sind, elektrische Leistung zuführt, tritt demzufolge eine Fehlfunktion der elektrischen Lasten aufgrund des vorübergehenden Spannungsabfalls der Ausgangsspannung der Hilfsbatterie auf.
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Wenn das Leistungszufuhrsystem für Fahrzeuge gemäß einer beispielgebenden Ausführungsform mit dem zuvor beschriebenen Aufbau an einem Hybridfahrzeug angebracht ist, das mit einer Verbrennungsmaschine und einem Motor-Generator ausgestattet ist, kann das Leistungszufuhrsystem für Fahrzeuge die elektrische Leistungsübertragung zu dem Anlassermotor von der Hilfsbatterie, die mit den elektrischen Lasten verbunden ist, unterbrechen, wenn die Hauptbatterie dem Anlassermotor elektrische Leistung zuführt. Dies ermöglicht es, einen vorübergehenden Spannungsabfall in der Hilfsbatterie zu verhindern, wenn der Anlassermotor die Verbrennungsmaschine antreibt. Daher ist es dem Leistungszufuhrsystem für Fahrzeuge möglich, zuzulassen, dass die Hilfsbatterie eine stabile Spannung für die elektrischen Lasten, wie einem automobilen Navigationssystem bereitstellt, ohne eine zusätzliche Batterie, wie eine Zusatzbatterie zusätzlich zu der Hauptbatterie und der Hilfsbatterie zu verwenden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Eine bevorzugte, nicht einschränkende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend anhand eines Beispiels mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen ausführlich beschrieben, in denen:
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1 eine Ansicht ist, die ein elektrisches Blockdiagramm eines Leistungszufuhrsystems für Fahrzeuge gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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2 eine Ansicht ist, die einen elektrischen Pfad in dem Leistungszufuhrsystem für Fahrzeuge zeigt, das in 1 gezeigt ist, bei dem eine Hauptbatterie 21 einem Anlassermotor 24 elektrische Leistung zuführt;
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3 eine Ansicht ist, die einen elektrischen Pfad zeigt, bei dem ein Motor-Generator 12 der Hauptbatterie 21 und der Hilfsbatterie 31 regenerative elektrische Leistung zuführt, um die Hauptbatterie 21 und die Zusatzbatterie 31 zu laden; und
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4 eine Ansicht ist, die ein elektrisches Blockdiagramm eines Leistungszufuhrsystems für Fahrzeuge gemäß einer zweiten beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachstehend werden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen beziehen sich in verschiedenen Diagrammen durchgehend gleiche Zeichen und Ziffern auf gleiche oder äquivalente Bauteile.
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Erste beispielgebende Ausführungsform
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Es folgt eine Beschreibung eines Leistungszufuhrsystems für Fahrzeuge gemäß einer ersten beispielgebenden Ausführungsform mit Bezug auf 1 bis 3.
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1 ist eine Ansicht, die ein elektrisches Blockdiagramm des Leistungszufuhrsystems für Fahrzeuge gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform zeigt. Wie in 1 gezeigt ist, ist das Leistungszufuhrsystem für Fahrzeuge gemäß der beispielgebenden Ausführungsform an einem Hybridfahrzeug angebracht. Im Allgemeinen ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr getrennte Leistungsquellen zur Bewegung des Fahrzeugs verwendet. Beispielsweise kombiniert ein Hybridfahrzeug (HEV) eine Verbrennungsmaschine und einen oder mehrere elektrische Motoren. In der ersten beispielgebenden Ausführungsform ist das Hybridfahrzeug mit einer Verbrennungsmaschine 11 und einem Motor-Generator 12 ausgestattet. Die Verbrennungsmaschine 11 und der Motor-Generator 12 erzeugen eine Antriebsleistung und führen diese einer Untersetzungsgetriebeeinheit 13 zu und die Antriebsleistung treibt die Antriebsräder des Hybridfahrzeugs an, die mit der Untersetzungsgetriebeeinheit 13 verbunden sind.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist das Leistungszufuhrsystem für Fahrzeuge gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform mit der Hauptbatterie 21, einem Inverter 22, einem Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Wandler (DC-DC-Wandler) 23, einem Anlassermotor 24, einer Hilfsbatterie 31, elektrischen Lasten 32 und einer Diode 41 ausgestattet. Der Inverter 22 weist einen Gleichstromeingangs- und -ausgangsanschluss und einen Wechselstromeingangs- und -ausgangsanschluss auf. Der DC-DC-Wandler 23 weist einen ersten Eingangs- und Ausgangsanschluss und einen zweiten Eingangs- und Ausgangsanschluss auf. Ferner ist das Hybridfahrzeug mit einer elektrischen Steuereinheit (ECU) 100 ausgestattet. Die ECU 100 erzeugt verschiedene Typen von Steuersignalen und gibt diese an den Inverter 22, den DC-DC-Wandler 23 und den Anlassermotor 24 aus. Jeder von dem Inverter 22, dem DC-DC-Wandler 23 und dem Anlassermotor 24 beginnt seinen Betrieb, wenn die Steuersignale empfangen werden, die von der ECU 100 übertragen werden.
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Ein positiver Elektrodenanschluss der Hauptbatterie 21 ist mit dem Gleichstromeingangs- und -ausgangsanschluss des Inverters 22 und dem ersten Eingangs- und Ausgangsanschluss des DC-DC-Wandlers 23 verbunden. Der Wechselstromeingangs- und -ausgangsanschluss des Inverters 22 ist mit dem Motor-Generator 12 verbunden. Der zweite Eingangs- und Ausgangsanschluss des DC-DC-Wandlers 23 ist über einen ersten Verbindungsknoten 25 mit dem Anlassermotor 24 verbunden. Andererseits ist die Hilfsbatterie 31 über einen zweiten Verbindungsknoten 33 mit den elektrischen Lasten 32 verbunden.
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Mit anderen Worten ist, wie in 1 gezeigt ist, der erste Verbindungsknoten 25 über die Diode 41 mit dem zweiten Verbindungsknoten 33 verbunden. Eine Anode der Diode 41 ist mit dem ersten Verbindungsknoten 25 verbunden. Eine Kathode der Diode 41 ist mit dem zweiten Verbindungsmodus 33 verbunden. Somit besteht ein Stromfluss von dem ersten Verbrennungsknoten 25 zu dem zweiten Verbindungsknoten 33, allerdings kein Stromfluss von dem zweiten Verbindungsknoten 33 zu dem ersten Verbindungsknoten 25, da die Diode 41 einen Strom, der von dem zweiten Verbindungsknoten 33 zu dem ersten Verbindungsknoten 25 fließt, unterbricht. Der tatsächliche Betrieb der Diode 41, die allgemeine Charakteristiken aufweist, lässt einen kleinen Leckagestrom zu, der von dem zweiten Verbindungsknoten 33 über die Diode 41 zu dem ersten Verbindungsknoten 25 fließt.
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Die Hauptbatterie 21 ist eine wiederaufladbare Lithiumionenbatterie, die aus einer Mehrzahl von in Reihenschaltung verbundenen Batteriezellen gebildet wird. Die Hauptbatterie 21 gibt eine Ausgangsspannung in einem Bereich von 100 bis 400 V aus.
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Der Inverter 22 erhält durch den Gleichstromeingangs- und -ausgangsanschluss eine Gleichstromleistung und wandelt die erhaltene Gleichstromleistung in eine Wechselstromleistung um. Der Inverter 22 gibt die Wechselstromleistung über den Wechselstromeingangs- und -ausgangsanschluss an den Motor-Generator 12 aus. Ferner erhält der Inverter 22 eine Wechselstromleistung, die von dem Motor-Generator 12 zugeführt wird, er wandelt die Wechselstromleistung in eine Gleichstromleistung um, und gibt die Gleichstromleistung über den Gleichstromeingangs- und -ausgangsanschluss aus.
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Der Motor-Generator 12 dient als ein Antriebsmotor. Wenn er eine Wechselstromleistung erhält, die von dem Inverter 22 ausgegeben wird, erzeugt der Motor-Generator 12 ein Ausgangsdrehmoment, und gibt dieses an die Untersetzungsgetriebeeinheit 13 aus. Andererseits dient der Motor-Generator 12 während einer Verlangsamung des Hybridfahrzeugs als ein elektrischer Leistungsgenerator, der einen Regenerationsbetrieb durchführen kann, d. h. eine Wechselstromleistung erzeugen kann. Der DC-DC-Wandler 23 erhält eine Spannung über den ersten Eingangs- und Ausgangsanschluss, und formt die erhaltene Spannung um, und gibt die umgeformte Spannung über den zweiten Eingangs- und Ausgangsanschluss aus. Ferner erhält der DC-DC-Wandler 23 eine Spannung über den zweiten Eingangs- und Ausgangsanschluss, formt die erhaltene Spannung um, und gibt die umgeformte Spannung über den ersten Eingangs- und Ausgangsanschluss aus.
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Wenn eine Gleichstromleistung über den ersten Verbindungsknoten 25 erhalten wird, beginnt der Anlassermotor 24 sich zu drehen und erhöht seine Drehzahl graduell. Da der Anlassermotor 24 mit einer Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine 11 verbunden ist, erhöht dabei der Anlassermotor 24 die Drehzahl der Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine 11 auf eine vorbestimmte Drehzahl. Diese vorbestimmte Drehzahl ermöglicht der Verbrennungsmaschine 11, ihren Betrieb zu beginnen.
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Die Hilfsbatterie 31 ist beispielsweise eine wiederaufladbare Bleisäurebatterie. Die Hilfsbatterie 31 gibt eine Ausgangsspannung von etwa 12 V aus. Die elektrische Leistung, die von der Hilfsbatterie 31 ausgegeben wird, wird über den zweiten Verbindungsknoten 33 dem elektrischen Lasten 32 zugeführt. Zu den elektrischen Lasten 32 gehören beispielsweise fahrzeuginterne Vorrichtungen, wie ein automobiles Navigationssystem und Sicherheitsvorrichtungen, wie fahrzeuginterne elektronische Steuervorrichtungen.
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2 ist eine Ansicht, die eine elektrische Fahrt in dem Leistungszufuhrsystem für Fahrzeuge zeigt, das in 1 gezeigt ist, wenn die Hauptbatterie 21 dem Anlassermotor 24 elektrische Leistung zuführt, um den Betrieb der Verbrennungsmaschine 11 zu beginnen. Der DC-DC-Wandler 23 formt die Spannung, die von der Hauptbatterie 21 ausgegeben wird, in eine andere Spannung um, so dass die umgeformte Spannung niedriger als die Spannung wird, die von der Hilfsbatterie 31 ausgegeben wird. Aus diesem Grund ist die Spannung an dem ersten Verbindungsknoten 25 niedriger als die Spannung an dem zweiten Verbindungsknoten 33. Dies ermöglicht es, zu verhindern, dass der Strom von dem zweiten Verbindungsknoten 33 zu dem ersten Verbindungsknoten 25 fließt. Demzufolge kann die elektrische Leistung, die von der Hauptbatterie 21 ausgegeben und durch den DC-DC-Wandler 23 umgeformt wird, dem Anlassermotor 24 zugeführt werden ohne die umgewandelte Spannung der Hilfsbatterie 31 und den elektrischen Lasten 32 zuzuführen.
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Andererseits unterbricht die Diode 41 den Stromfluss von dem zweiten Verbindungsknoten 33 zu dem ersten Verbindungsknoten 25. Demzufolge wird die elektrische Leistung der Hilfsbatterie 31 den elektrischen Lasten 32 ohne den Anlassermotor 24 zugeführt.
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3 ist eine Ansicht, die einen elektrischen Pfad zeigt, über den der Motor-Generator 12 der Hauptbatterie 21 und der Hilfsbatterie 31 regenerative elektrische Leistung zuführt, um die Hauptbatterie 21 und die Hilfsbatterie 31 zu laden.
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Der Motor-Generator 12 erzeugt eine Wechselstromleistung und gibt diese aus. Wenn der Inverter 22 die Wechselstromleistung von dem Motor-Generator erhält, wandelt er die erhaltene Wechselstromleistung in eine Gleichstromleistung um. Der Inverter 22 gibt die Gleichstromleistung an die Hauptbatterie 21 und den DC-DC-Wandler 23 aus.
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Der DC-DC-Wandler 23 verstärkt die Gleichstromspannung der erhaltenen Gleichstromleistung auf eine vorbestimmte Spannung, die höher als die Spannung der Hilfsbatterie 31 ist. Demzufolge wird die Spannung des ersten Verbindungsknotens 25 höher als die Spannung an dem zweiten Verbindungsknoten 33 und der Strom fließt von dem ersten Verbindungsknoten 25 zu dem zweiten Verbindungsknoten 33. Dieser Strom lädt die Hilfsbatterie 31. Das heißt, die Hauptbatterie 21 und die Hilfsbatterie 31 werden durch die Wechselstromleistung geladen, die von dem Motor-Generator 12 ausgegeben wird.
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Der DC-DC-Wandler 23 kann also die Spannung der elektrischen Leistung, die von der Hauptbatterie 21 ausgegeben wird, verstärken, so dass die verstärkte Spannung höher als die Spannung der Hilfsbatterie 31 wird. In diesem Fall wird die Hilfsbatterie 31 durch die verstärkte elektrische Leistung geladen, die von der Hauptbatterie 21 ausgegeben wird.
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Im Übrigen besteht gegebenenfalls die Notwendigkeit, die elektrische Leistungszufuhr zu dem Anlassermotor 24 anzuhalten, wenn ein Kurzschlussfehler in dem Anlassermotor 24 auftritt. In diesem Fall erzeugt die ECU 100 ein Steuersignal und überträgt dieses an den DC-DC-Wandler 23, um den Betrieb des DC-DC-Wandlers 23 anzuhalten. Dieser Steuerbetrieb unterbricht die elektrische Verbindung zwischen dem Anlassermotor 24 und einer Gruppe aus der Hauptbatterie 21 und der Hilfsbatterie 31. Das heißt, dies ermöglicht es, die elektrische Leistungszufuhr von der Hauptbatterie 21 und der Hilfsbatterie 31 zu dem Anlassermotor 24 zu stoppen.
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Nachstehend wird eine Beschreibung der Wirkungen des Leistungszufuhrsystems für Fahrzeuge gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform mit dem zuvor beschriebenen Aufbau beschrieben.
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Da der Anlassermotor 24 eine große Menge der elektrischen Leistung benötigt, wenn der Betrieb der Verbrennungsmaschine begonnen wird, tritt ein vorübergehender Spannungsabfall in einer Batterie auf, die dem Anlassermotor 24 elektrische Leistung zuführt. Wenn die Hilfsbatterie 31 zusätzlich zu dem Anlassermotor 24 mit den elektrischen Lasten 32 verbunden ist, und dem Anlassermotor 24 eine elektrische Leistung zuführt, wird demzufolge ein vorübergehender Spannungsabfall der Ausgangsleistung in der Hilfsbatterie 31 auf. Demzufolge tritt eine Fehlfunktion der elektrischen Lasten 32 durch den vorrübergehenden Spannungsabfall der Ausgangsspannung der Hilfsbatterie 31 auf.
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Andererseits ist es bei dem verbesserten Aufbau des Leistungszufuhrsystems für Fahrzeuge gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform, die zuvor beschrieben wurde, möglich, die elektrische Leistungszufuhr zu dem Anlassermotor 24 von der Hilfsbatterie 31, die mit den elektrischen Leistungen 32 verbunden ist, zu unterbrechen, da die Diode 41 die elektrische Leistungszufuhr von dem zweiten Verbindungsknoten 33 zu dem ersten Verbindungsknoten 25 unterbricht. Dies ermöglicht es, die elektrischen Lasten 32 wie ein automobiles Navigationssystem von dem Einfluss des vorübergehenden Spannungsabfalls der Batterie, die dem Anlassermotor 24 elektrische Leistung zuführt, zu entkoppeln. Dieser Aufbau erlaubt der Hilfsbatterie 31, den elektrischen Lasten 32 eine stabile Spannung zuzuführen, und erlaubt der Hauptbatterie 21, dem Anlassermotor 24 ohne Verwendung einer Zusatzbatterie elektrische Leistung zuzuführen.
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Bei dem verbesserten Aufbau des Leistungszufuhrsystems für Fahrzeuge gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform, die zuvor beschrieben wurde, unterbricht die Diode 24 die elektrische Leistungszufuhr von der Hilfsbatterie 31 zu dem Anlassermotor 24. Andererseits gibt die ECU 100 ein Steuersignal an den DC-DC-Wandler 23 aus, um die elektrische Leistungszufuhr von der Hauptbatterie 21 zu dem Anlassermotor 24 zu unterbrechen. Dies ermöglicht es, einen großen Strom, der zu dem Anlassermotor 24 fließt, zu unterbrechen, wenn eine Fehlfunktion des Anlassers 24 auftritt, ohne eine bestimmte Sicherheitsvorrichtung hinzuzufügen, die verhindert, dass ein großer Strom in den Anlassermotor 24 fließt, wenn in dem Anlassermotor 24 ein Kurzschlussfehler auftritt.
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Zweite beispielgebende Ausführungsform
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Nachfolgend wird ein Leistungszufuhrsystem für Fahrzeuge gemäß einer zweiten beispielgebenden Ausführungsform beschrieben.
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4 ist eine Ansicht, die ein elektrisches Blockdiagramm des Leistungszufuhrsystems für Fahrzeuge gemäß der zweiten beispielgebenden Ausführungsform zeigt. Ähnlich wie das Leistungszufuhrsystem für Fahrzeuge gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform, die zuvor beschrieben wurde, ist das Leistungszufuhrsystem für Fahrzeuge gemäß der zweiten beispielgebenden Ausführungsform an einem Hybridfahrzeug angebracht, das mit der Verbrennungsmaschine 11 und dem Motorgenerator 12 ausgestattet ist.
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Bei dem Leistungszufuhrsystem für Fahrzeuge gemäß der zweiten beispielgebenden Ausführungsform wird ein Schalter 42 anstelle der Diode 41 verwendet. Die Diode 41 wird in dem Leistungszufuhrsystem für Fahrzeuge gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform, die zuvor beschrieben wurde, verwendet.
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Wenn kein Steuersignal empfangen wird, das von der ECU 100 in dem Hybridfahrzeug übertragen wird, verbindet der Schalter 42 den ersten Verbindungsknoten 25 mit dem zweiten Verbindungsknoten 33. Wenn andererseits ein Steuersignal als Unterbrechungssignal, das von der ECU 100 übertragen wird, empfangen wird, trennt der Schalter 42 den ersten Verbindungsknoten 25 von dem zweiten Verbindungsknoten 33.
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Wenn ein Maschinenanlassbefehlssignal zum Beginnen des Betriebs der Verbrennungsmaschine 11 empfangen wird, gibt die ECU 100 kontinuierlich ein Unterbrechungssignal an den Schalter 42 aus, und ferner wird kontinuierlich ein Antriebssignal an den Anlassermotor 24 ausgegeben. Der DC-DC-Wandler 23 senkt die Ausgangsspannung der Hauptbatterie 21 auf eine Antriebsspannung des Anlassermotors 24 ab, und führt die abgesenkte Spannung dem Anlassermotor 24 zu. Da der Schalter 42 in den Trennungszustand verfällt, d. h. Unterbrechungszustand, wird von dem zweiten Verbindungsknoten 33 zu dem ersten Verbindungsknoten 25 ungeachtet der Ausgangsspannung des DC-DC-Wandlers 23 keine elektrische Leistung zugeführt. Das heißt, bei dem Aufbau des Leistungszufuhrsystems für Fahrzeuge gemäß der zweiten beispielgebenden Ausführungsform ist es der Hauptbatterie 21 möglich, die elektrische Leistung über den elektrischen Pfad, der dem elektrischen Pfad gleich ist, der in dem Aufbau des Leistungszufuhrsystems für Fahrzeuge gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform, die zuvor beschrieben wurde, verwendet wird, dem Anlassermotor 24 elektrische Leistung zuzuführen.
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Wenn der Anlassermotor 24 die Drehung der Verbrennungsmaschine 11 beginnt, und die Drehzahl der Verbrennungsmaschine 11 eine Drehzahl von nicht mehr als der vorbestimmten Drehzahl erreicht, stoppt die ECU 100 eine Übertragung des Antriebssignals an den Anlassermotor 24 und stoppt eine Übertragung des Steuersignals als das Unterbrechungssignal an den Schalter 42. Der Schalter 24 stoppt seinen Betrieb und bildet die elektrische Verbindung zwischen dem ersten Verbindungsknoten 33 und dem zweiten Verbindungsknoten 25.
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Wenn der Schalter 42 die elektrische Verbindung zwischen dem ersten Verbindungsknoten 33 und dem zweiten Verbindungsknoten 25 erzeugt, führt das Leistungszufuhrsystem für Fahrzeuge gemäß der zweiten beispielgebenden Ausführungsform der Hilfsbatterie 31 elektrische Leistung von dem Motorgenerator 12 und der Hauptbatterie 21 zu, wie in dem Betrieb des Leistungszufuhrsystem für Fahrzeuge gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform. Ferner ist es der Hilfsbatterie 31 möglich, der Hauptbatterie 21 elektrische Leistung zuzuführen, um die Hauptbatterie 21 während dem elektrischen Verbindungszustand zwischen dem ersten Verbindungsknoten 33 und dem zweiten Verbindungsknoten 25, der durch den Schalter 24 gebildet wird, zu laden. Um diesen elektrischen Ladungsvorgang zu der Hauptbatterie 21 zu erreichen, ist es ausreichend, die Spannung der Hilfsbatterie 31, die über den zweiten Verbindungsknoten 33 und den ersten Verbindungsknoten 25 dem DC-DC-Wandler 23 zugeführt wird, auf eine Spannung zu verstärken, die höher als die Spannung der Hauptbatterie 21 ist.
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Im Übrigen besteht, wie in dem Fall, der in dem Leistungszufuhrsystem für Fahrzeuge gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform verursacht wird, eine mögliche Notwendigkeit, dass die elektrische Leistungszufuhr zu dem Anlassermotor 24 zeitweise angehalten werden muss, wenn beispielsweise der Kurzschlussfehler in dem Anlasser 24 auftritt. In diesem Fall erzeugt die ECU 100 das Steuersignal und gibt dieses an den DC-DC-Wandler und den Schalter 42 aus, um den Betrieb des DC-DC-Wandlers 23 zu stoppen, und unterbricht die elektrische Verbindung zwischen dem ersten Verbindungsknoten 25 und dem zweiten Verbindungsknoten 33. Dieser Steuerbetrieb ermöglicht es, die elektrische Verbindung zwischen dem Anlassermotor 24 und der Gruppe, die sich aus der Hauptbatterie 21 und der Hilfsbatterie 31 zusammensetzt, zu unterbrechen, und dadurch wird die elektrische Leistungszufuhr zu dem Anlassermotor 24 angehalten.
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Bei dem Aufbau des Leistungszufuhrsystems für Fahrzeuge gemäß der zweiten beispielgebenden Ausführungsform, die zuvor beschrieben wurde, erzeugt der Schalter 42 den elektrischen Verbindungszustand zwischen dem ersten Verbindungsknoten 25 und dem zweiten Verbindungsknoten 33 während der Dauer, in welcher der Schalter 42 kein Steuersignal empfängt. Allerdings ist das Konzept der vorliegenden Erfindung nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Beispielsweise ist es dem Schalter 42 möglich, den elektrischen Verbindungszustand zwischen dem ersten Verbindungsknoten 25 und dem zweiten Verbindungsknoten 33 während einer Dauer herzustellen, in welcher der Schalter 42 das Steuersignal empfängt, das von der ECU 100 übertragen wird. Das heißt, die ECU 100 überträgt kontinuierlich das Steuersignal an den Schalter 42, und stoppt eine Übertragung des Steuersignals an den Schalter 42 lediglich, wenn die ECU 100 das Maschinenstartbefehlssignal empfängt.
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Das Leistungszufuhrsystem für Fahrzeuge gemäß der zweiten beispielgebenden Ausführungsform weist die folgenden zusätzlichen Wirkungen zu den Wirkungen des Leistungszufuhrsystems für Fahrzeuge gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform, die zuvor beschrieben wurde, auf.
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Wenn in dem Leistungszufuhrsystem für Fahrzeuge die Diode 41 als Unterbrechungsvorrichtung verwendet wird, besteht eine mögliche Notwendigkeit, dass der DC-DC-Wandler 23 eine Spannung ausgibt, die niedriger als die Ausgangsspannung der Hilfsbatterie 31 ist, um zu verhindern, dass während der elektrischen Leistungszufuhr von der Hauptbatterie 21 zu dem Anlassermotor 24 ein Strom von dem ersten Verbindungsknoten 25 zu dem zweiten Verbindungsknoten 33 fließt. Dieser Aufbau erzeugt eine Spannungsbegrenzung des Anlassermotors 24.
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Andererseits ist es möglich, eine optionale Ansteuerspannung des Anlassermotors 24 ungeachtet der Spannung der Hilfsbatterie 31 zu verwenden, da das Leistungszufuhrsystem für Fahrzeuge gemäß der zweiten beispielgebenden Ausführungsform den Schalter 42 anstelle der Diode 41 verwendet.
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(Modifikationen)
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Das Konzept der vorliegenden Erfindung ist nicht auf den Aufbau des Leistungszufuhrsystems für Fahrzeuge gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform und der zweiten beispielgebenden Ausführungsform, die zuvor beschrieben wurden, beschränkt.
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Die erste beispielgebende Ausführungsform und die zweite beispielgebende Ausführungsform verwenden eine wiederaufladbare Lithiumionenbatterie als Hauptbatterie 21 und eine wiederaufladbare Bleisäurebatterie als Hilfsbatterie 31. Allerdings ist das Konzept der vorliegenden Erfindung nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Es ist möglich, andere Typen von Batterien anstelle der Verwendung der wieder aufladbaren Lithiumionenbatterie und der wieder aufladbaren Bleisäurebatterie zu verwenden.
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Bei diesem Aufbau des Leistungszufuhrsystems für Fahrzeuge gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform und der zweiten beispielgebenden Ausführungsform weist die Hauptbatterie 21 die Spannung auf, die höher als die Spannung der Hilfsbatterie 31 ist. Allerdings ist das Konzept der vorliegenden Erfindung nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Es ist ebenso möglich, die Spannung der Hauptbatterie 21 zu verwenden, die niedriger als die Spannung der Hilfsbatterie 31 ist. In diesem Fall ist es ausreichend, dass der DC-DC-Wandler 23 die Spannung der Hauptbatterie 21 verstärkt, sodass die verstärkte Spannung höher als die Spannung der Hilfsbatterie 31 wird, wenn die Hauptbatterie 21 der Hilfsbatterie 31 elektrische Leistung zuführt.
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Des Weiteren ist es bei dem Aufbau des Leistungszufuhrsystems für Fahrzeuge gemäß der zweiten beispielgebenden Ausführungsform ausreichend, dass der DC-DC-Wandler 23 die Spannung der Hilfsbatterie 31 senkt, wenn die Hilfsbatterie 31 der Hauptbatterie 21 elektrische Leistung zuführt.
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Bei dem Aufbau des Leistungszufuhrsystems für Fahrzeuge gemäß der ersten beispielgebenden Ausführungsform und der zweiten beispielgebenden Ausführungsform führt der Motorgenerator 12 der Hauptbatterie 21 und der Hilfsbatterie 31 regenerative elektrische Leistung zu, um die Hauptbatterie 21 und die Hilfsbatterie 31 zu laden. Allerdings ist das Konzept der vorliegenden Erfindung nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Es ist möglich, dass der Anlasser 24 elektrische Leistung erzeugt und die Hauptbatterie 21 und die Hilfsbatterie 31 lädt, indem die elektrische Leistung verwendet wird, die durch den Anlassermotor 24 erzeugt wird, wenn der Anlassermotor 24 die Funktion aufweist, elektrische Leistung zu erzeugen.
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Obwohl bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben worden sind, versteht es sich für den Fachmann, dass im Lichte der gesamten Lehre der Offenbarung verschiedene Modifikationen und Alternativen im Detail entwickelt werden können. Demzufolge sind die bestimmten offenbarten Anordnungen lediglich zur Darstellung gedacht und beschränken nicht den Umfang der vorliegenden Erfindung, dessen Breite sich aus den nachfolgenden Ansprüchen und deren Äquivalenten ergibt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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