DE102016105423A1

DE102016105423A1 - Fahrzeugsteuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102016105423A1
Application number: DE102016105423.2A
Authority: DE
Inventors: Takahiro Kinoshita
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2016-03-23
Publication date: 2016-10-06
Anticipated expiration: 2036-03-24
Also published as: US20160290305A1; US9945342B2; CN106004447A; DE102016105423B4; JP6043394B2; CN106004447B; JP2016194253A

Abstract

Eine an einem Fahrzeug angebrachte Fahrzeugsteuerungsvorrichtung enthält: ein erstes Startsystem, das mit einem mit einem Verbrennungsmotor gekoppelten ersten Elektromotor und einem mit dem ersten Elektromotor gekoppelten ersten Stromspeicher versehen ist; ein zweites Startsystem, das mit einem mit dem Verbrennungsmotor gekoppelten zweiten Elektromotor und einem mit dem zweiten Elektromotor gekoppelten zweiten Stromspeicher versehen ist; und eine Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung, die den Verbrennungsmotor basierend auf einer Stoppbedingung stoppt und den Verbrennungsmotor mittels des ersten Startsystems, basierend auf einer Startbedingung, wieder anlässt. Wenn eine Anomalität in dem ersten Startsystem in einem Zustand auftritt, wo der Verbrennungsmotor basierend auf der Stoppbedingung gestoppt worden ist, lässt die Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung den Verbrennungsmotor mittels des zweiten Startsystems wieder an.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität aus der japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-073430 , eingereicht am 31. März 2015, deren gesamte Inhalte hiermit unter Bezugnahme aufgenommen werden.
HINTERGRUND
1. Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugsteuerungsvorrichtung, die an einem Fahrzeug angebracht werden kann.
2. Verwandte Technik
Ein Fahrzeug, das einen Verbrennungsmotor basierend auf einer vorgeschriebenen Stoppbedingung stoppt und den Verbrennungsmotor basierend auf vorgeschriebenen Startbedingungen wieder anlässt, ist offenbart worden (siehe japanische ungeprüfte Patentanmeldeschrift ( JP-A) Nr. 2014-36557 ). Wenn in dem in der JP-A 2014-36557 offenbarten Fahrzeug ein Verbrennungsmotor basierend auf einer Stoppbedingung gestoppt wird, wird ein Generator veranlasst, Strom zu erzeugen und eine Lithium-Ionen-Batterie und eine Bleibatterie zu laden. Wenn andererseits der Verbrennungsmotor basierend auf den Startbedingungen wieder angelassen wird, wird der Starter veranlasst, durch Strom von der Bleibatterie eine Anlass-Drehung durchzuführen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Wenn die Startbedingungen erfüllt sind und der Verbrennungsmotor wieder angelassen wird, dann ist es schwierig, den Verbrennungsmotor wieder anzulassen, wenn in dem Startsystem eine Anomalität aufgetreten ist, wie etwa in dem Starter, der Batterie und einer Steuereinrichtung etc. Nichtsdestoweniger muss, selbst wenn eine Anomalität in dem Startsystem aufgetreten ist, der Verbrennungsmotor im Hinblick darauf wieder angelassen werden, minimale Fahrleistung sicherzustellen.
Es ist wünschenswert, einen Verbrennungsmotor auch dann wieder anzulassen, wenn mit dem Startsystem eine Anomalität aufgetreten ist.
Ein Aspekt der Erfindung gibt eine Fahrzeugsteuerungsvorrichtung an, die bei einem Fahrzeug angebracht ist. Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung enthält: ein erstes Startsystem, das mit einem mit einem Verbrennungsmotor gekoppelten ersten Elektromotor und einem mit dem ersten Elektromotor gekoppelten ersten Stromspeicher versehen ist; ein zweites Startsystem, das mit einem mit dem Verbrennungsmotor gekoppelten zweiten Elektromotor und einem mit dem zweiten Elektromotor gekoppelten zweiten Stromspeicher versehen ist; und eine Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung, die den Verbrennungsmotor basierend auf einer Stoppbedingung stoppt und den Verbrennungsmotor unter Verwendung des ersten Startsystems, basierend auf einer Startbedingung, wieder anlässt. Wenn eine Anomalität in dem ersten Startsystem in einem Zustand auftritt, wo der Verbrennungsmotor basierend auf der Stoppbedingung gestoppt worden ist, lässt die Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung den Verbrennungsmotor mittels des zweiten Startsystems wieder an.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt schematisch ein Konfigurationsbeispiel eines Fahrzeugs, das eine Fahrzeugsteuerungsvorrichtung gemäß einer Ausführung der Erfindung enthält;
2 ist ein Blockdiagramm eines Konfigurationsbeispiels der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung;
3 ist ein vereinfachter Schaltplan einer Konfiguration der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung;
4 ist ein Diagramm von Beziehungen zwischen Klemmenspannungen und Ladezuständen in Batterien;
5 ist ein Zeitdiagramm eines Beispiels einer Stromerzeugungssteuerung eines Motorgenerators;
6 zeigt einen Zustand der Stromversorgung der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung;
7 zeigt einen Zustand der Stromversorgung der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung;
8 zeigt einen Zustand der Stromversorgung der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung;
9 zeigt einen Zustand der Stromversorgung der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung;
10 zeigt ein Beispiel vom Auftreten eines abnormalen Zustands in einem ersten Startsystem;
11 zeigt ein Beispiel vom Auftreten eines abnormalen Zustands in einem ersten Startsystem;
12 zeigt ein Beispiel vom Auftreten eines abnormalen Zustands in einem ersten Startsystem;
13 ist ein Flussdiagramm eines Beispiels einer Notlaufsteuerungsprozedur; und
14 zeigt eine Verbrennungsmotor-Wiederanlassbedingung basierend auf der Notlaufsteuerung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden werden einige Ausführungen der Erfindung im Bezug auf die Zeichnungen im Detail beschrieben. 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugs 11, das eine Fahrzeugsteuerungsvorrichtung gemäß einer Ausführung der Erfindung enthält. In Bezug auf 1 kann das Fahrzeug 11 eine Antriebseinheit 13 mit einem Verbrennungsmotor 12 enthalten. Der Verbrennungsmotor 12 kann eine Kurbelwelle 14 enthalten, mit der ein Motorgenerator 16 durch einen Riemenmechanismus 15 verbunden sein kann. Somit ist der Motorgenerator 16 mit dem Verbrennungsmotor 12 mechanisch verbunden. In einer Ausführung der Erfindung kann der Motorgenerator 16 als „erster Elektromotor” dienen. Mit dem Verbrennungsmotor 12 kann durch einen Drehmomentwandler 17 auch ein Getriebemechanismus 18 verbunden sein. Mit dem Getriebemechanismus 18 können durch einen Differentialmechanismus 19 oder andere Teile ein oder mehrere Räder 20 verbunden sein. Die Antriebseinheit 13 kann ferner einen Startermotor 21 enthalten, der eine Startumdrehung der Kurbelwelle 14 veranlasst. Somit ist der Verbrennungsmotor 12 mit dem Startermotor 21 mechanisch verbunden. In einer Ausführung der Erfindung kann der Startermotor 21 als „zweiter Elektromotor” dienen.
Der Motorgenerator 16 kann ein sogenannter ISG (integrierter StarterGenerator) sein. Der Motorgenerator 16 kann nicht nur als Generator dienen, der von der Kurbelwelle 14 zur Stromerzeugung angetrieben wird, sondern der Motorgenerator 16 kann auch als Elektromotor dienen, der eine Startumdrehung der Kurbelwelle 14 veranlasst. Der Motorgenerator 16 kann einen Stator 22 und Rotor 23 enthalten; der Stator 22 kann eine Statorwicklung enthalten, und der Rotor 23 kann eine Feldwicklung enthalten. Der Motorgenerator 16 kann ferner eine ISG-Steuereinrichtung 24 enthalten, um Anregungszustände der Statorwicklung und der Feldwicklung zu steuern. Die ISG-Steuereinrichtung 24 kann einen Wechselrichter, einen Regler, einen Mikrocomputer und andere Teile enthalten. Eine Sensor 24a kann mit der ISG-Steuereinrichtung 24 verbunden sein. Der Sensor 24a detektiert eine generierte Spannung und einen generierten Strom des Motorgenerators 16.
Wenn man erlaubt, dass der Motorgenerator 16 als Generator dient, kann der Anregungszustand der Feldentwicklung durch die ISG-Steuereinrichtung 24 gesteuert werden. Das Steuern des Anregungszustands der Feldwicklung macht es möglich, die generierte Spannung des Motorgenerators 16 zu steuern. Wenn man erlaubt, dass der Motorgenerator 16 zur Stromerzeugung angetrieben wird, macht es das Steuern des Wechselrichters der ISG-Steuereinrichtung 24 möglich, den generierten Strom des Motorgenerators 16 zu steuern. Wenn man erlaubt, dass der Motorgenerator 16 als Elektromotor dient, kann der Anregungszustand der Statorwickung durch die ISG-Steuereinrichtung 24 gesteuert werden. Übrigens kann die ISG-Steuereinrichtung 24 die Anregungszustände der Feldwicklung und der Statorwicklung, wie später beschrieben, auch basierend auf einem Steuersignal von einer Steuereinheit 50 steuern.
Es wird nun eine Konfiguration der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 10 beschrieben. 2 ist ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 10. 3 ist ein vereinfachter Schaltplan einer Konfiguration der Fahrzeugstromquelle 10. In Bezug auf die 1 bis 3 enthält die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 10 eine Lithium-Ionen-Batterie 27 und eine Bleibatterie 28. In einer Ausführung der Erfindung kann die Lithium-Ionen-Batterie 27 als „erster Stromspeicher” dienen, und kann die Bleibatterie 28 als „zweiter Stromspeicher” dienen. Die Lithium-Ionen-Batterie 27 ist mit dem Motorgenerator 16 verbunden. Die Bleibattrie 28 ist, parallel zur Lithium-Ionen-Batterie 27, mit dem Motorgenerator 16 verbunden. Eine erste Stromleitung 29 ist mit einer positiven Elektrodenklemme 27a der Lithium-Ionen-Batterie 27 verbunden. Eine zweite Stromleitung 30 ist mit einer positiven Elektrodenklemme 28a der Bleibatterie 28 verbunden. Darüber hinaus enthält der Motorgenerator 16 eine Ausgangsklemme 16a, die den generierten Strom des Motorgenerators 16 ausgibt. Eine Ladeleitung 31 ist mit der Ausgangsklemme 16a verbunden. Die erste Stromleitung 29, die zweite Stromleitung 30 und die Ladeleitung 31 sind durch einen Knoten 32 miteinander verbunden. In anderen Worten, die erste Stromleitung 29, die zweite Stromleitung 30 und die Ladeleitung 31 können einen Leitungsweg 100 darstellen; die positiven Elektrodenklemmen 27a und 28a der Lithium-Ionen-Batterie 27 und der Bleibatterie 28 können durch den Leitungsweg 100 miteinander verbunden sein.
Die erste Stromleitung 29, die den Leitungsweg 100 darstellt, kann mit einem EIN/AUS-Schalter SW1 versehen sein. Die zweite Stromleitung 30 kann mit einem EIN/AUS-Schalter SW2 versehen sein. Übrigens kann der EIN/AUS-Schalter S2 auch zwischen die positive Elektrodenklemme 28a und den Knoten 32 in der zweiten Stromleitung 30 eingefügt sein. Die EIN/AUS-Schalter SW1 und SW2 können in einen geschlossenen Zustand oder leitenden Zustand (d. h. einen EIN-Zustand) und in einen offenen Zustand oder Abschaltzustand (d. h. einen AUS-Zustand) betätigt werden. In anderen Worten, der EIN/AUS-Schalter SW1 wird zwischen dem leitenden Zustand und dem Abschaltzustand umgeschaltet; der leitende Zustand beinhaltet eine elektrische Verbindung des Motorgenerators 16 mit der Lithium-Ionen-Batterie 27 und der Abschaltzustand beinhaltet eine elektrische Trennung des Motorgenerators 16 von der Lithium-Ionen-Batterie 27. Ähnlich wird der EIN/AUS-Schalter SW2 zwischen dem leitenden Zustand und dem Abschaltzustand umgeschaltet und der leitende Zustand beinhaltet eine elektrische Verbindung des Motorgenerators 16 mit der Bleibatterie 28 und der Abschaltzustand beinhaltet eine elektrische Trennung des Motorgenerators 16 von der Bleibatterie 28.
Eine Momentanspannungsabfall-Schutzlast 33 und eine Fahrzeugkarosserie-Last 34 etc. sind mit der zweiten Stromquellenleitung 30 verbunden. Ferner ist ein Startermotor 21 mit der zweiten Stromquellenleitung 30 über ein Starterrelais 35 verbunden, und ist die ISG-Steuereinrichtung 24 über ein ISG-Relais 36 angeschlossen. Darüber hinaus sind die Momentanspannungsabfall-Schutzlast 33, die Fahrzeugkarosserie-Last 34 und eine Sicherung 37, die den Startermotor 21 und die ISG-Steuereinrichtung 24 und dergleichen schützt, in der zweiten Stromquellenleitung vorgesehen. Im gezeigten Beispiel ist ein EIN/AUS-Schalter SW1 in der ersten Stromquellenleitung 29 vorgesehen, aber dies schränkt nicht ein. Wie in 3 mit der einfach gepunkteten Linie angegeben, kann ein EIN/AUS-Schalter SW1 auch in einer Leitung 38 vorgesehen sein, die mit einer negativen Elektrodenklemme 27b der Lithium-Ionen-Batterie 27 verbunden ist.
In anderen Worten, die negativen Elektrodenklemmen 27b und 28b der Lithium-Ionen-Batterie 27 und der Bleibatterie 28 sind über einen Leitungsweg 101 verbunden, der die Leitungen 38 und 39 enthält. Ein EIN/AUS-Schalter SW1 kann in der den Leitungsweg 101 darstellenden Leitung 38 vorgesehen sein. Wenn der EIN/AUS-Schalter SW1 in der Leitung 38 vorgesehen ist, wird der EIN/AUS-Schalter SW1 zwischen einem leitenden Zustand, wo der Motorgenerator 16 und die Lithium-Ionen-Batterie 27 elektrisch verbunden sind, und einem unterbrochenen Zustand, wo der Motorgenerator 16 und die Lithium-Ionen-Batterie 27 elektrisch getrennt sind, umgeschaltet. Auch in dem Fall, wo der EIN/AUS-Schalter SW1 in der den Leitungsweg 101 darstellenden Leitung 38 vorgesehen ist, wird der EIN/AUS-Schalter SW1 zwischen dem leitenden Zustand und dem Abschaltzustand umgeschaltet.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, kann die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 10 einen ersten Stromkreis 41 enthalten, der die Lithium-Ionen-Batterie 27 und den Motorgenerator 16 enthält. Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 10 kann auch einen zweiten Stromkreis 42 enthalten, der Komponenten wie etwa, aber nicht darauf beschränkt, die Bleibatterie 28, die Momentanspannungsabfall-Schutzlast 33, die Fahrzeugkarosserie-Last 34 und den Startermotor 21 enthält. Der erste Stromkreis 41 und der zweite Stromkreis 42 können durch den EIN/AUS-Schalter SW2 miteinander verbunden werden. Ferner kann die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 10 ein Batteriemodul 43 enthalten. In dem Batteriemodul 43 können die Lithium-Ionen-Batterie 27 und die EIN/AUS-Schalter SW1 und SW2 eingebaut sein.
Das Batteriemodul 43 kann einen Batteriesensor 44 enthalten, der einen Ladezustand, Lade- und Entladeströme, eine Klemmenspannung, eine Temperatur und andere Kenndaten der Lithium-Ionen-Batterie 27 detektiert. Darüber hinaus kann das Batteriemodul 43 eine Batterie-Steuereinrichtung 45 enthalten, die zum Beispiel eine Treiberschaltung und einen Mikrocomputer enthält. Die Batterie-Steuereinrichtung 45 kann eine Treiberschaltung 45a und eine Treiberschaltung 45b enthalten. Die Treiberschaltung 45a kann einen Steuerstrom des EIN/AUS-Schalters SW1 generieren. Die Treiberschaltung 45b kann einen Steuerstrom des EIN/AUS-Schalter SW2 generieren. Die Batterie-Steuereinrichtung 45 kann die EIN/AUS-Schalter SW1 und SW2 basierend auf Steuersignalen von der Steuereinheit 50 steuern, wie später beschrieben wird. Auch kann die Batterie-Steuereinrichtung 45 den EIN/AUS-Schalter SW1 öffnen, um die Lithium-Ionen-Batterie 27 von der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 10 zu trennen, wenn übermäßige Lade- und Entladeströme oder ein Temperaturanstieg der Lithium-Ionen-Batterie 27 detektiert werden. Übrigens kann, obwohl nicht gezeigt, die Batterie-Steuereinrichtung 45 auch mit der zweiten Stromleitung 30 verbunden sein, ähnlich der IGS-Steuereinrichtung 24, wie oben erwähnt.
Wie oben erwähnt, kann die Momentanspannungsabfall-Schutzlast 33 mit der zweiten Stromleitung 30 verbunden sein. Die Momentanspannungsabfall-Schutzlast 33 ist eine elektrische Vorrichtung, die während des Anlassens des Verbrennungsmotors bei der Leerlauf-Stopp-Steuerung im Betrieb gehalten werden sollte, wie später beschrieben. Nicht einschränkende Beispiele der Momentanspannungsabfall-Schutzlast 33 können Verbrennungsmotor-Hilfsaggregate, einen Brems-Aktuator, einen Servolenk-Aktuator, ein Instrumentenbrett und verschiedene elektronische Steuereinheiten enthalten. Auch kann die Fahrzeugkarosserie-Last 34 mit der zweiten Stromleitung 30 verbunden sein. Die Fahrzeugkarosserie-Last 34 ist eine elektrische Vorrichtung, deren plötzliches Abschalten während des Wiederanlassens vom Verbrennungsmotor bei der Leerlauf-Stopp-Steuerung erlaubt wird. Nicht-einschränkende Beispiele der Fahrzeugkarosserie-Last 34 enthalten einen Türspiegelmotor, einen Fensterhebemotor und einen Kühlergebläsemotor.
Wie in 2 gezeigt, kann die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 10 eine Steuereinheit 50 enthalten, die den Motorgenerator 16, das Batteriemodul 43 und andere Teile steuert. Die Steuereinheit 50 kann eine Lade- und Entladesteuereinrichtung 51 enthalten, die Laden und Entladen der Lithium-Ionen-Batterie 27 steuert. Die Lade- und Entladesteuereinrichtung 51 kann, basierend auf Eingangssignalen von anderen Steuereinrichtungen oder Sensoren, den Ladezustand der Lithium-Ionen-Batterie 27, Bedienungszustände eines Gaspedals und eines Bremspedals und andere Zustände bestimmen. Basierend auf dem Ladezustand der Lithium-Ionen-Batterie 27 und anderer Zustände kann die Lade- und Entladesteuereinrichtung 51 den Zustand der Stromerzeugung des Motorgenerators 16 zum Steuern von Laden und Entladen der Lithium-Ionen-Batterie 27 steuern. Im Übrigen kann die Lade- und Entladesteuereinrichtung 51 zum Beispiel auch einen Mikrocomputer und eine Treiberschaltung enthalten. Der Mikrocomputer kann eine CPU, ein ROM, ein RAM und andere Komponenten enthalten. Die Treiberschaltung kann Steuerströme verschiedener Aktuatoren generieren.
Die Steuereinheit 50 kann eine ISS-Steuereinrichtung 52 enthalten, die die Leerlauf-Stopp-Steuerung ausführt. In einer Ausführung der Erfindung kann die ISS-Steuereinrichtung 52 als „Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung” dienen. Die Leerlauf-Stopp-Steuerung ist eine Steuerung, welche einen automatischen Stopp des Verbrennungsmotors 12 basierend auf einer vorbestimmten Bedingung und automatisches Wiederanlassen des Verbrennungsmotors 12 basierend auf einer vorbestimmten Bedingung beinhaltet. Die ISS-Steuereinrichtung 52 kann, basierend auf Eingangssignalen von anderen Steuereinrichtungen oder Sensoren, eine Stoppbedingung und eine Startbedingung des Verbrennungsmotors 12 bestimmen. Die ISS-Steuereinrichtung 52 kann den Verbrennungsmotor 12 automatisch stoppen, wenn die Stoppbedingung erfüllt ist, und kann den Verbrennungsmotor 12 automatisch wieder anlassen, wenn die Startbedingung erfüllt ist. Ein nicht-einschränkendes Beispiel der Stoppbedingung des Verbrennungsmotors 12 kann sein, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder geringer als eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit ist und das Bremspedal getreten ist. Nichteinschränkende Beispiele der Startbedingung des Verbrennungsmotors 12 können enthalten, dass das Treten des Bremspedals gelöst wird, und dass das Gaspedal getreten wird. Übrigens kann die ISS-Steuereinrichtung 52 zum Beispiel einen Mikrocomputer und eine Treiberschaltung enthalten. Der Mikrocomputer kann eine CPU, ein ROM, ein RAM und andere Komponenten enthalten. Die Treiberschaltung kann Steuerströme verschiedener Aktuatoren generieren. Der Begriff „ISS” für die ISS-Steuereinrichtung 52 ist eine Abkürzung von „idling stop system” (Leerlauf-Stopp-Steuersystem).
Die Steuereinheit 50 kann mit Sensoren verbunden sein, wie etwa, aber nicht beschränkt auf, einen Batteriesensor 53, einen Gaspedalsensor 54 und einen Bremssensor 55. Der Batteriesensor 53 detektiert Lade- und Entladeströme, einen Ladezustand und andere Kenndaten der Bleibatterie 28. Der Gaspedalsensor 54 detektiert einen Tretbetrag des Gaspedals. Der Bremssensor 55 detektiert einen Tretbetrag des Bremspedals. Die Steuereinheit 50 kann auch mit anderen Sensoren verbunden sein, wie etwa, aber nicht beschränkt auf, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 56 und einen Startschalter 57. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 56 detektiert eine Fahrzeuggeschwindigkeit, i. e. eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 11. Der Startschalter 58 wird zum Start des Verbrennungsmotors von einem Insassen manuell betätigt. Ferner kann die Steuereinheit 50 mit einer Warnlampe 58 verbunden sein, die einen Insassen über eine Anomalität der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 10 informiert.
Die Steuereinheit 50, der Motorgenerator 16, das Batteriemodul 43 und andere Teile können durch ein fahrzeugeigenes Netzwerk 59, wie etwa, aber nicht beschränkt auf, CAN und LIN verbunden sein. Insbesondere können die ISG-Steuerung 24, die Batteriesteuereinrichtung 45, die Lade- und Entladesteuereinrichtung 51, die ISS-Steuereinrichtung 52 und verschiedene Sensoren durch das fahrzeugeigene Netzwerk 59 zur Kommunikation verbunden sein. Durch das fahrzeugeigene Netzwerk 59 kann die Steuereinheit 50 von der IGS-Steuereinrichtung 24 die generierte Spannung, den generierten Strom und andere Kenndaten des Motorgenerators 16 empfangen und kann von der Batteriesteuereinrichtung 45 den Ladezustand, den Ladestrom und andere Kenndaten der Lithium-Ionen-Batterie 27 empfangen. Die Steuereinheit 50 kann einen Betriebszustand der Fahrzeugstromquelle 10 und eines Fahrzustand des Fahrzeugs 11 bestimmen und kann an die IGS-Steuereinrichtung 24 und die Batteriesteuereinrichtung 45 ein Steuersignal ausgeben.
[Spannungscharakteristiken von Batterien]
Als nächstes werden Spannungscharakteristiken der Lithium-Ionen-Batterie 27 und der Bleibatterie 28 beschrieben. 4 ist ein Diagramm von Beziehungen zwischen Klemmenspannungen und Ladezuständen SOC in den Batterien. Übrigens ist der Ladezustand SOC ein Wert, der einen Ladegrad einer Batterie angibt, oder ein Verhältnis der Restkapazität zur Konstruktionskapazität in einer Batterie. In 4 bezeichnen Klemmenspannungen V1 und V2 Batteriespannungen, ohne dass ein Strom dort hindurchfließt, d. h. eine Leerlaufspannung. In 4 ist mit GH eine maximale generierte Spannung des Motorgenerators 16 bezeichnet.
In Bezug auf 4 kann die Klemmenspannung V1 der Lithium-Ionen-Batterie 27 höher eingestellt sein als die Klemmenspannung V2 der Bleibatterie 28. In anderen Worten, eine untere Grenzspannung V1L des Lade- und Entladebereichs X1 der Lithium-Ionen-Batterie 27 kann höher eingestellt sein als eine obere Grenzspannung V2H eines Lade- und Entladebereichs X2 der Bleibatterie 28. Darüber hinaus kann die Klemmenspannung V1 der Lithium-Ionen-Batterie 27 niedriger eingestellt sein als eine Obergrenze (zum Beispiel 16 V) einer Ladespannung der Bleibatterie 28. In anderen Worten, die obere Grenzspannung V1H des Lade- und Entladebereichs X1 der Lithium-Ionen-Batterie 27 kann niedriger eingestellt sein als die Obergrenze der Ladespannung der Bleibatterie 28. Das macht es möglich, ein Überladen der Bleibatterie 28 durch die Lithium-Ionen-Batterie 27 auch in einem Fall zu vermeiden, wo die Lithium-Ionen-Batterie 27 und die Bleibatterie 28 parallel geschaltet sind, sowie eine Verschlechterung der Bleibatterie 28 zu vermeiden. Übrigens ist eine Obergrenze der Ladespannung ein oberer Grenzwert einer Ladespannung, die für jeden Stromspeicher-Typ spezifiziert ist im Hinblick darauf, eine Verschlechterung des Stromspeichers zu vermeiden.
Wie in 4 gezeigt, kann die Lithium-Ionen-Batterie 27 mit dem breiten Lade- und Entladebereich X1 versehen werden, dank der guten Zykluscharakteristiken der Lithium-Ionen-Batterie 27. Im Gegensatz hierzu kann die Bleibatterie 28 mit einem schmalen Lade- und Entladebereich X2 nahe der vollen Ladung versehen werden im Hinblick darauf, eine Verschlechterung der Batterie zu vermeiden. Darüber hinaus kann der Innenwiderstand der Lithium-Ionen-Batterie 27 niedriger eingestellt werden als der Innenwiderstand der Bleibatterie 28. In anderen Worten, der Innenwiderstand der Bleibatterie 28 kann höher eingestellt werden als der Innenwiderstand der Lithium-Ionen-Batterie 27.
[Stromerzeugungssteuerung des Motorgenerators]
Als nächstes wird eine Stromerzeugungssteuerung des Motorgenerators 16 beschrieben. 5 ist ein Zeitdiagramm eines Beispiels der Stromerzeugungssteuerung des Motorgenerators 16. 5 zeigt die generierte Spannung VG des Motorgenerators 16, die Klemmenspannung V1 und den Ladezustand S1 der Lithium-Ionen-Batterie 27, sowie die Klemmenspannung V2 und den Ladezustand S2 der Bleibatterie 28. In 5 bedeutet „Bremse EIN”, dass das Bremspedal getreten ist, und „Bremse AUS” bedeutet, dass der Tritt auf das Bremspedal gelöst ist.
In Bezug auf 5 kann der Ladezustand S1 der Lithium-Ionen-Batterie 27 innerhalb des Lade- und Entladebereichs X1 gesteuert werden. Wenn zum Beispiel der Ladezustand S1 der Lithium-Ionen-Batterie 27 gemäß Entladung auf eine Untergrenze SL absinkt, kann der Motorgenerator 16 auf einen Stromerzeugungszustand gesteuert werden, um zu erlauben, dass die Lithium-Ionen-Batterie 27 geladen wird. Hier kann der Stromerzeugungszustand des Motorgenerators 16 einen Verbrennungs-Stromerzeugungszustand und einen regenerativen Stromerzeugungszustand enthalten. Der Verbrennungs-Stromerzeugungszustand kann beinhalten, dem Motorgenerator 16 die Stromerzeugung unter Verwendung der Kraft vom Verbrennungsmotor zu erlauben und die Kraftstoffenergie in elektrische Energie umzuwandeln. Der regenerative Stromerzeugungszustand kann beinhalten, dem Motorgenerator 16 die Stromerzeugung bei Fahrzeugverzögerung zu erlauben, und kinetische Energie des Fahrzeugs 11 in elektrische Energie umzuwandeln. Um die Energie- bzw. Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs 11 zu verbessern und die Kraftstoffverbrauchseigenschaften zu verbessern, ist es wünschenswert, den regenerativen Stromerzeugungszustand des Motorgenerators 16 zu erleichtern, während der Verbrennungs-Stromerzeugungszustand des Motorgenerators 16 begrenzt wird, um zu ermöglichen, dass der Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors 12 gedrückt wird. In anderen Worten, es ist wünschenswert, zu erlauben, dass die Lithium-Ionen-Batterie 27 regenerativen elektrischen Strom des Motorgenerators 16 gut speichert, und den regenerativen elektrischen Strom von der Lithium-Ionen-Batterie 27 zur Fahrzeugkarosserie-Last 34 und anderen Teilen zu entladen, wobei der Verbrennungs-Stromerzeugungszustand des Motorgenerators 16 begrenzt wird.
Ob der Motorgenerator 16 zum Verbrennungs-Stromerzeugungszustand gesteuert werden soll oder nicht, kann basierend auf dem Ladezustand S1 der Lithium-Ionen-Batterie 27 bestimmt werden. Insbesondere kann die Lade- und Entladesteuereinrichtung 51 den Motorgenerator 16 zum Verbrennungs-Stromerzeugungszustand ansteuern, wenn der Ladezustand S1 auf die Untergrenze SL abgesunken ist. Dann kann die Lade- und Entladesteuereinrichtung 51 den Verbrennungs-Stromerzeugungszustand des Motorgenerators 16 beibehalten, bis der Ladezustand S1 eine erste Obergrenze SH1 erreicht. Ob der Motorgenerator 16 zu dem regenerativen Stromerzeugung gesteuert werden soll oder nicht, kann basierend auf den Bedienungszuständen des Gaspedals und des Bremspedals bestimmt werden. Insbesondere kann die Lade- und Entladesteuereinrichtung 51 den Motorgenerator 16 zum regenerativen Stromerzeugungszustand bei der Fahrzeugverzögerung steuern, wenn der Tritt auf das Gaspedal gelöst wird, oder bei der Fahrzeugverzögerung, wenn das Bremspedal getreten wird. Dann kann die Lade- und Entladesteuereinrichtung 51 den regenerativen Stromerzeugungszustand des Motorgenerators 16 in einem Fall aufheben, wo das Gaspedal getreten wird, oder in einem Fall, wo der Tritt auf das Bremspedal gelöst wird, und kann den Motorgenerator 16 zu einem Stromerzeugung-Aussetzzustand steuern. Wenn übrigens, mit dem im regenerativen Stromerzeugungszustand gesteuerten Motorgenerator 16, der Ladezustand S1 auf eine zweite Obergrenze SH2 ansteigt, kann der regenerative Stromerzeugungszustand des Motorgenerators 16 aufgehoben werden, um ein Überladen der Lithium-Ionen-Batterie 27 zu verhindern; und kann der Motorgenerator 16 zum Stromerzeugung-Aussetzzustand gesteuert werden.
[Stromversorgungszustände der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung]
Nun werden Stromversorgungszustände der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 10 beschrieben. Die 6 und 7 zeigen Stromversorgungszustände der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 10. 6 zeigt den Stromversorgungszustand beim Laden der Lithium-Ionen-Batterie. 7 zeigt den Stromversorgungszustand beim Entladen der Lithium-Ionen-Batterie.
Zuerst kann, wie in 5 gezeigt, die Lade- und Entladesteuereinrichtung 51 den Motorgenerator 16 zum Verbrennungs-Stromerzeugungszustand steuern, wenn der Ladezustand S1 der Lithium-Ionen-Batterie 27 auf die Untergrenze SL abgesunken ist (wie mit A1 bezeichnet). In dem Verbrennungs-Stromerzeugungszustand kann die vom Motorgenerator 16 erzeugte Spannung VG auf die vorbestimmte Spannung VA angehoben werden, die höher ist als die Klemmenspannung V1 der Lithium-Ionen-Batterie 27 (wie mit B1 bezeichnet). Hier können, in Bezug auf 6, beim Ansteigen der vom Motorgenerator 16 erzeugten Spannung VG über die Klemmenspannung V1 der Lithium-Ionen-Batterie 27, die EIN/AUS-Schalter SW1 und SW2 im Batteriemodul 43 im geschlossenen Zustand gehalten werden. Somit kann, wie in 6 mit einem Pfeil gezeigt, der vom Motorgenerator 16 erzeugte Strom der Lithium-Ionen-Batterie 27, der Bleibatterie 28, der Momentanspannungsabfall-Schutzlast 33 und der Fahrzeugkarosserie-Last 34 zugeführt werden.
Das Steuern des Motorgenerators 16 zum Verbrennungs-Stromerzeugungszustand, wie beschrieben, kann bewirken, dass die Lithium-Ionen-Batterie 27 geladen wird, um zu erlauben, dass der Ladezustand S1 der Lithium-Ionen-Batterie 27 allmählich ansteigt. Wenn, wie in 5 gezeigt, der Ladezustand S1 die erste Obergrenze SH1 erreicht (wie mit A2 bezeichnet), kann die Lade- und Entladesteuereinrichtung 51 den Motorgenerator 16 zum Stromerzeugungs-Aussetzzustand steuern. In dem Stromerzeugungs-Aussetzzustand kann die vom Motorgenerator 16 generierte Spannung VG auf „null” sinken, niedriger als die Klemmenspannung V1 der Lithium-Ionen-Batterie 27 (wie mit B2 bezeichnet). Hier können, in Bezug auf 7, beim Absinken der vom Motorgenerator 16 generierten Spannung VG unter die Klemmenspannung V1 der Lithium-Ionen-Batterie 27, die EIN/AUS-Schalter SW1 und SW2 im Batteriemodul 43 im geschlossenen Zustand gehalten werden. Somit kann, wie in 7 mit einem Pfeil angegeben, die in der Lithium-Ionen-Batterie 27 gespeicherte elektrische Energie der Momentanspannungsabfall-Schutzlast 33 und der Fahrzeugkarosserie-Last 34 zugeführt werden, und kann das Entladen der Bleibatterie 28 unterdrückt werden. Grundlegend kann die in der Bleibatterie 28 gespeicherte elektrische Energie auch der Momentanspannungsabfall-Schutzlast 33 und der Fahrzeugkarosserie-Last 34 zugeführt werden. Wenn der Ladezustand der Bleibatterie 28 absinkt, kann die in der Lithium-Ionen-Batterie 27 gespeicherte elektrische Energie auch der Bleibatterie 28 zugeführt werden.
Wenn dann, wie in 5 gezeigt, das Bremspedal getreten wird (wie mit C1 bezeichnet), kann die Lade- und Entladesteuereinrichtung 51 den Motorgenerator 16 zum regenerativen Stromerzeugungszustand steuern. Im regenerativen Stromerzeugungszustand kann die vom Motorgenerator 16 generierte Spannung VG auf eine vorbestimmte Spannung Vb angehoben werden, die höher ist als die Klemmenspannung V1 der Lithium-Ionen-Batterie 27 (wie mit B3 bezeichnet). Hier können, wie in 6 gezeigt, beim Anheben der vom Motorgenerator 16 generierten Spannung VG über die Klemmenspannung V1 der Lithium-Ionen-Batterie 27, die EIN/AUS-Schalter SW1 und SW2 im Batteriemodul 43 im geschlossenen Zustand gehalten werden. Somit kann, wie in 6 mit einem Pfeil angegeben, die vom Motorgenerator 16 generierte Energie der Lithium-Ionen-Batterie 27, der Bleibatterie 28, der Momentanspannungsabfall-Schutzlast 33 und der Fahrzeugkarosserie-Last 34 zugeführt werden.
Wenn danach, wie in 5 gezeigt, der Tritt auf das Bremspedal gelöst wird (wie mit C2 bezeichnet), kann die Lade- und Entladesteuereinrichtung 51 den Motorgenerator 16 zum Stromerzeugungs-Aussetzzustand steuern. In dem Stromerzeugungs-Aussetzzustand kann die vom Motorgenerator 16 generierte Spannung VG auf „null” absinken, niedriger als die Klemmenspannung V1 der Lithium-Ionen-Batterie 27 (wie mit B4 bezeichnet). Hier können, wie in 7 gezeigt, beim Absinken der vom Motorgenerator 16 generierten Spannung VG unter die Klemmenspannung V1 der Lithium-Ionen-Batterie 27, die EIN/AUS-Schalter SW1 und SW2 im Batteriemodul 43 im geschlossenen Zustand gehalten werden. Somit kann, wie in 7 mit einem Pfeil angegeben, die in der Lithium-Ionen-Batterie 27 gespeicherte elektrische Energie der Momentanspannungsabfall-Schutzlast 33 und der Fahrzeugkarosserie-Last 34 zugeführt werden. Wenn der Ladezustand der Bleibatterie 28 absinkt, kann die in der Lithium-Ionen-Batterie 27 gespeicherte elektrische Energie auch der Bleibatterie 28 zugeführt werden.
Wie insoweit beschrieben, macht es das Steuern der vom Motorgenerator 16 generierten Spannung VG möglich, das Laden und Entladen der Lithium-Ionen-Batterie 27 zu steuern. Insbesondere das Anheben der generierten Spannung VG über die Klemmenspannung V1 erlaubt ein Laden der Lithium-Ionen-Batterie 27, während ein Absinken der generierten Spannung VG unter die Klemmenspannung V1 ein Entladen der Lithium-Ionen-Batterie 27 erlaubt. Darüber hinaus ist die Klemmenspannung V1 der Lithium-Ionen-Batterie 27 höher gesetzt als die Klemmenspannung V2 der Bleibatterie 28. Dies erlaubt ein Laden und Entladen der Lithium-Ionen-Batterie 27, während die EIN/AUS-Schalter SW1 und SW2 im geschlossenen Zustand gehalten werden. In anderen Worten, erlaubt dies, dass die Lithium-Ionen-Batterie 27 entladen wird, ohne die Bleibatterie 28 von der Lithium-Ionen-Batterie 27 elektrisch zu trennen, was erlaubt, die Lithium-Ionen-Batterie 27 ohne komplizierte Schaltungsstruktur und Schaltsteuerung der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 10 gut zu laden und zu entladen. Somit wird es möglich, die energetische Effizienz des Fahrzeugs 11 zu verbessern und die Kosten der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 10 zu reduzieren.
Wie in 6 gezeigt, ist es, wenn dem Motorgenerator 16 die Stromerzeugung erlaubt wird, möglich, die Lithium-Ionen-Batterie 27 gut zu laden, während das Laden der Bleibatterie unterdrückt wird. Da insbesondere der Innenwiderstand der Lithium-Ionen-Batterie 27 kleiner ist als der Innenwiderstand der Bleibatterie 28, ist es möglich, die Lithium-Ionen-Batterie 27 gut zu laden, während das Laden der Bleibatterie 28 unterdrückt wird. Darüber hinaus ist es, wie in 7 gezeigt, wenn dem Motorgenerator 16 das Aussetzen der Stromerzeugung erlaubt wird, gut möglich, ein Entladen der Lithium-Ionen-Batterie 27 zu erlauben, während ein Entladen der Bleibatterie 28 unterdrückt wird. Da insbesondere die Klemmenspannung V1 der Lithium-Ionen-Batterie 27 höher ist als die Klemmenspannung V2 der Bleibatterie 28, erlaubt dies das gute Entladen der Lithium-Ionen-Batterie 27, während ein Entladen der Bleibatterie 28 unterdrückt wird. Dieses Unterdrücken vom Laden und Entladen der Bleibatterie 28 macht es möglich, Anforderungen nach Leistungscharakteristiken und Zykluscharakteristiken der Bleibatterie 28 zu lindern, was zu einer Größenreduktion der Bleibatterie 28 führt. Auch unter diesem Gesichtspunkt ist es möglich, die Kosten der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 10 zu senken.
Übrigens kann, in der vorstehenden Beschreibung, beim Absinken der generierten Spannung VG unter die Klemmenspannung V1 der Motorgenerator 16 zum Stromerzeugungs-Unterdrückungszustand gesteuert werden. Jedoch schränkt dies nicht ein. Es ist auch möglich, ein Entladen der Lithium-Ionen-Batterie 27 zu erlauben, auch wenn die generierte Spannung VG unter die Klemmenspannung V1 absinkt, während der Stromerzeugungszustand des Motorgenerators 16 beibehalten wird. In diesem Fall kann das Einstellen des vom Motorgenerator 16 generierten Stroms die Steuerung des Entladestroms der Lithium-Ionen-Batterie 27 erlauben. Insbesondere kann das Erhöhen des vom Motorgenerator 16 generierten Stroms ein Absinken im Entladestrom der Lithium-Ionen-Batterie 27 erlauben, während ein Absinken des vom Motorgenerator 16 generierten Stroms einen Anstieg im Entladestrom der Lithium-Ionen-Batterie 27 erlauben kann.
[Motorstartsteuerung]
Nun werden die Stromversorgungszustände der Fahrzeugstromquelle 10 beim Motorstart beschrieben. Die 8 und 9 zeigen Stromversorgungszustände der Fahrzeugstromquelle 10. 8 zeigt einen Stromversorgungszustand zum anfänglichen Start des Verbrennungsmotors durch die Bedienung des Startschalters. 9 zeigt den Stromversorgungszustand bei Wiederanlassen des Verbrennungsmotors durch die Leerlauf-Stopp-Steuerung.
In Bezug auf 8 kann, beim anfänglichen Start des Verbrennungsmotors durch Bedienung des Startschalters durch einen Fahrer, der Verbrennungsmotor 12 durch den Startermotor 21 angelassen werden. Der Startermotor 21 kann ein zweites Startsystem 62 darstellen. Das zweite Startsystem 62 kann durch den Startermotor 21 und die damit elektrisch verbundene Bleibatterie 28 aufgebaut sein. Insbesondere beim anfänglichen Start des Verbrennungsmotors durch die Bedienung des Startschalters kann der EIN/AUS-Schalter SW2 das Batteriemodul 42 geschlossen werden und kann danach das Starterrelais 35 geschlossen werden. Dies kann die Stromversorgung von der Bleibatterie 28 zum Startermotor 21 bewirken, was ein Anlassen des Verbrennungsmotors durch Andrehbetrieb des Startermotors 21 erlaubt. Übrigens kann der EIN/AUS-Schalter SW1 in dem Batteriemodul 43 geschlossen werden, nachdem der Verbrennungsmotor 12 angesprungen ist. In der vorstehenden Beschreibung kann der EIN/AUS-Schalter SW1 im Hinblick darauf geöffnet werden, ein Entladen der Lithium-Ionen-Batterie 27 zu unterdrücken. Jedoch schränkt dies nicht ein. Zum Beispiel können unter Niedertemperatur-Umgebung wie etwa, aber nicht beschränkt auf, eine sehr kalte Gegend, die EIN/AUS-Schalter SW1 und SW2 geschlossen werden, um zu erlauben, dass der Startermotor sowohl von der Bleibatterie 28 als auch der Lithium-Ionen-Batterie 27 mit Energie versorgt wird.
In Bezug auf 9 kann beim Wiederanlassen des Verbrennungsmotors durch die Leerlauf-Stopp-Steuerung der Verbrennungsmotor 12 durch den Motorgenerator 16 angelassen werden. Der Motorgenerator 16 kann ein erstes Startsystem 61 darstellen. Das erste Startsystem 61 kann durch den Motorgenerator 16 und die damit elektrisch verbundene Lithium-Ionen-Batterie 27 aufgebaut sein. Insbesondere beim Wiederanlassen des Verbrennungsmotors durch die Leerlauf-Stopp-Steuerung kann der EIN/AUS-Schalter SW2 des Batteriemoduls 43 geöffnet werden, und danach kann ein Soll-Antriebsdrehmoment des Motorgenerators 16 erhöht werden. Dies kann Stromzufuhr von der Lithium-Ionen-Batterie 27 zum Motorgenerator 16 bewirken, was ein Anlassen des Verbrennungsmotors 12 durch den Andrehbetrieb des Motorgenerators 16 erlaubt. Beim Wiederanlassen des Verbrennungsmotors durch die Leerlauf-Stopp-Steuerung kann der EIN/AUS-Schalter SW2 geöffnet werden, um den ersten Stromkreis 41 von dem zweiten Stromkreis 42 elektrisch zu trennen. Hiermit lässt sich ein plötzlicher Spannungsabfall des zweiten Stromkreises 42 im Bezug auf die Momentanspannungsabfall-Schutzlast 33 verhindern. Somit wird es möglich, die Momentanspannungsabfall-Schutzlast 33 beim Wiederanlassen des Verbrennungsmotors in Betrieb zu halten, was zu einer verbesserten Fahrzeugqualität führt.
[Notlaufsteuerung]
Nun wird die von der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 10 ausgeführte Notlaufsteuerung beschrieben. Wenn, wie oben gesagt, der Verbrennungsmotor durch Leerlauf-Stopp-Steuerung wieder angelassen wird, kann Strom von der Lithium-Ionen-Batterie 27 dem Motorgenerator 16 zugeführt werden, und kann der Verbrennungsmotor 12 durch den Andrehbetrieb des Motorgenerators 16 angelassen werden. Wenn auf diese Weise der Verbrennungsmotor durch die Leerlauf-Stopp-Steuerung wieder angelassen wird, kann der Verbrennungsmotor mittels des ersten Startsystems 61 angelassen werden. Daher ist es, wenn in dem ersten Startsystem 61 eine Anomalität aufgetreten ist, schwierig, den Verbrennungsmotor 12 wieder anzulassen, selbst wenn die Startbedingungen erfüllt sind.
Hier zeigen 10 bis 12 Beispiele vom Auftreten eines abnormalen Zustands im ersten Startsystem 61. Wenn im Bezug auf 10, in der Stromquellenleitung 30, die den EIN/AUS-Schalter SW2 und die Sicherung 37 verbindet, ein Kurzschluss auftritt, während der Verbrennungsmotor durch Leerlauf-Stopp-Steuerung gestoppt ist (nachfolgend „während Leerlauf-Stopp” genannt), kann zunächst ein starker Entladestrom von der Lithium-Ionen-Batterie 27 zur Bleibatterie 28 zur Kurzschlussstelle SC1 fließen. Auf diese Weise wird, wenn aufgrund des Kurzschlusses der Stromquellenleitung 30 oder dergleichen ein starker Strom von der Lithium-Ionen-Batterie 27 geflossen ist, wie in 11 gezeigt, der EIN/AUS-Schalter SW1 zwangsweise getrennt und wird das Entladen der Lithium-Ionen-Batterie 27 gestoppt. Da in diesem Fall der Abschaltzustand des EIN/AUS-Schalters SW1 fortdauert, kann dann kein Strom von der Lithium-Ionen-Batterie 27 zum Motorgenerator 16 fließen, und es ist schwierig, den Verbrennungsmotor 12 wieder anzulassen, selbst wenn die Startbedingung erfüllt ist. Ferner, selbst wenn, wie in 12 gezeigt, das ISG-Relais 36 aufgrund eines Fehlers oder dergleichen getrennt ist, ist die Stromquelle des Motorgenerators 16, in anderen Worten, der ISG-Steuereinrichtung 24, getrennt. In diesem Fall kann der Motorgenerator 16 nicht gesteuert werden, und selbst wenn die Startbedingung erfüllt ist, ist es schwierig, den Verbrennungsmotor 12 wieder anzulassen.
11 zeigt einen Zustand, wo die Lithium-Ionen-Batterie 27 nicht nutzbar ist, und 12 zeigt einen Zustand, wo der Motorgenerator 16 nicht antreibbar ist, aber die Anomalitäten des ersten Startsystems 61 sind nicht auf die in den 11 und 12 gezeigten Beispiele beschränkt. Zum Beispiel kann ein nicht-nutzbarer Zustand, der eine Anomalität der Lithium-Ionen-Batterie 27 ist, eine Kommunikationsanomalität zwischen den Steuereinrichtungen sein, eine Trennung des EIN/AUS-Schalters SW1 aufgrund eines Temperaturanstiegs der Lithium-Ionen-Batterie 27, eine Trennung der Stromquelle der Batteriesteuereinrichtung 45, ein Ausfall der Batteriesteuereinrichtung 45 oder dergleichen. Ferner kann ein nicht-antreibbarer Zustand, der eine Anomalität des Motorgenerators 16 ist, eine Kommunikationsanomalität zwischen den Steuereinrichtungen oder ein Ausfall der ISG-Steuereinrichtung 24 oder dergleichen sein.
Wenn, wie oben beschrieben, ein nicht-nutzbarer Zustand der Lithium-Ionen-Batterie 27 auftritt, oder wenn ein nicht-antreibbarer Zustand des Motorgenerators 16 auftritt, ist es schwierig, den Verbrennungsmotor 12 wieder anzulassen, selbst wenn die Startbedingungen erfüllt sind. Daher kann die ISS-Steuereinrichtung 52 der Steuereinheit 50 die folgende Notlaufsteuerung ausführen, um den Verbrennungsmotor 12 wieder anzulassen, wenn in dem ersten Startsystem 61 eine Anomalität auftritt.
13 ist ein Flussdiagramm eines Beispiels einer Notlaufsteuerungsprozedur, und 14 zeigt die Verbrennungsmotor-Wiederanlassbedingung basierend auf der Notlaufsteuerung. Wie in 13 gezeigt, kann in Schritt S10 bestimmt werden, ob ein Leerlauf-Stopp vorliegt oder nicht. Wenn in Schritt S10 bestimmt wird, dass ein Leerlauf-Stopp vorliegt, kann der Fluss zu Schritt S11 weiter gehen. In Schritt S11 wird bestimmt, ob die Lithium-Ionen-Batterie 27 in einem nicht nutzbaren Zustand ist oder nicht. Wenn in Schritt S11 bestimmt wird, dass die Lithium-Ionen-Batterie 27 in einem nicht nutzbaren Zustand ist, tritt in dem ersten Startsystem 61 eine Anomalität auf, und daher kann der Fluss zu Schritt S12 werter gehen. In Schritt S12 kann ein Abschaltsignal zum Schalten des EIN/AUS-Schalters SW1 zum Abschaltzustand ausgegeben werden, und der EIN/AUS-Schalter SW1 kann zu einem Abschaltzustand (AUS-Zustand) geschaltet werden. Nachdem ein Abschaltsignal an den EIN/AUS-Schalter SW1 ausgegeben worden ist, kann der Fluss zu Schritt S13 weiter gehen. In Schritt S13 kann der Verbrennungsmotor 12 durch den Startermotor 21 wieder angelassen werden.
Wenn andererseits in Schritt S11 bestimmt wird, dass die Lithium-Ionen-Batterie 27 normal ist, kann der Fluss zu Schritt S14 weiter gehen. In Schritt S14 kann bestimmt werden, ob der Motorgenerator 16 in einem nicht antreibbaren Zustand ist oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass der Motorgenerator 16 in einem nicht antreibbaren Zustand ist, dann tritt in dem ersten Startsystem 61 eine Anomalität auf, und daher kann der Fluss zu Schritt S12 weiter gehen. In Schritt S12 kann ein Abschaltsignal zum Schalten des EIN/AUS-Schalters SW1 zu einem Abschaltzustand ausgegeben werden, und kann der EIN/AUS-Schalter SW1 zum Abschaltzustand (AUS-Zustand) geschaltet werden. Nachdem das Abschaltsignal an den EIN/AUS-Schalter SW1 ausgegeben worden ist, kann der Fluss zu Schritt S13 weiter gehen. In Schritt S13 kann der Verbrennungsmotor 12 durch den Startermotor 21 wieder angelassen werden.
Wenn der Verbrennungsmotor 12 in Schritt S13 wieder angelassen wird, wie in 14 gezeigt, kann ein Verbindungssignal an das Starterrelais 35 von der ISS-Steuereinrichtung 52 ausgegeben werden, die die Anomalität des ersten Startsystems 61 detektiert hat, und kann das Starterrelais 35 in einen Verbindungszustand (EIN-Zustand) geschaltet werden. Demzufolge kann Strom von der Bleibatterie 28 dem Startermotor 21 zugeführt werden, und kann der Verbrennungsmotor 12 durch Andrehbetrieb des Startermotors 21 wieder angelassen werden. Wenn der Verbrennungsmotor 12 wieder angelassen ist, kann der Fluss zu Schritt S15 weiter gehen. In Schritt S15 kann die Leerlauf-Stopp-Steuerung des Verbrennungsmotors 12 verhindert werden. In anderen Worten, da in dem ersten Startsystem 61 eine Anomalität aufgetreten ist, kann ein automatischer Stopp des Verbrennungsmotors 12 basierend auf der Stopp-Bedingung verhindert werden, und der Verbrennungsmotor 12, der wieder angelassen worden ist, kann seinen Betriebszustand fortsetzen. Daraufhin kann der Fluss zu Schritt S16 weiter gehen. In Schritt S16 kann eine Warnlampe 58 eingeschaltet werden, um den Insassen über die Anomalität des ersten Startsystems 61 oder das Verhindern der Leerlauf-Stopp-Steuerung zu informieren.
Wenn, wie insoweit beschrieben, während eines Leerlauf-Stopps eine Anomalität in dem ersten Startsystem 61 auftritt, kann der Verbrennungsmotor 12 mittels des Startermotors 21, in anderen Worten mittels des zweiten Startsystems 62, wieder angelassen werden. Selbst wenn daher in dem ersten Startsystem 61 eine Anomalität auftritt, ist es möglich, den Verbrennungsmotor 12 zuverlässig anzulassen, und kann die Fahrtleistungsfähigkeit des Fahrzeugs 11 sichergestellt werden. Ferner kann, selbst wenn in dem ersten Startsystem 61 eine Anomalität auftritt, der Verbrennungsmotor 12 mittels des zweiten Startsystems 62 sofort wieder angelassen werden, bevor in der Leerlauf-Stopp-Steuerung die Startbedingung erfüllt ist. Demzufolge wird eine rasche Erholung aus einem Zustand möglich, wo aufgrund einer Anomalität in dem ersten Startsystem 61 keine Fahrt möglich ist, wodurch die Zuverlässigkeit der Notlaufsteuerung verbessert werden kann.
Ferner kann die Leerlauf-Stopp-Steuerung verhindert werden, nachdem der Verbrennungsmotor 12 mittels des zweiten Startsystems 62 wieder angelassen worden ist. Durch Verhindern vom Stopp des Verbrennungsmotors basierend auf der Leerlauf-Stopp-Steuerung ist es möglich, unzuverlässige Faktoren zu beseitigen, welche die Fahrt des Fahrzeugs beeinflussen, und daher können die verschiedenen Steuerungen im Bezug auf die Fahrt des Fahrzeugs stabilisiert werden. Wenn darüber hinaus in dem ersten Startsystem 61 eine Anomalität auftritt, kann ein Abschaltsignal an den EIN/AUS-Schalter SW1 ausgegeben werden, bevor der Verbrennungsmotor 12 wieder angelassen wird. Demzufolge wird es möglich, die Stromversorgung zum ersten Startsystem 61 von der Leitung 31 zu trennen, und kann der Verbrennungsmotor 12 in stabiler Weise wieder angelassen werden.
Die Erfindung ist keineswegs auf die oben beschriebenen Ausführungen beschränkt, und kann in zahlreichen Wegen modifiziert werden, ohne vom Umfang und vom Gegenstand der Erfindung abzuweichen. In der vorstehenden Beschreibung kann die ISS-Steuereinrichtung 52 als „Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung” dienen. Jedoch schränkt es nicht ein, und es kann auch eine andere Steuervorrichtung als die „Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung” dienen. Ferner kann die Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung auch durch eine Mehrzahl von Steuereinrichtungen konfiguriert sein, anstatt durch nur eine Steuereinrichtung konfiguriert zu sein. In der obigen Beschreibung können Steuersignale, wie etwa ein Verbindungssignal oder ein Abschaltsignal, von der Steuereinheit 50 ausgegeben werden, wenn das Öffnen und Schließen der EIN/AUS-Schalter SW1, SW2 gesteuert wird, aber es schränkt nicht ein. Wenn zum Beispiel die EIN/AUS-Schalter SW1, SW2 gesteuert werden, ist es auch möglich, Steuersignale von der Batteriesteuereinrichtung 45 auszugeben, oder Steuersignale von anderen Steuereinrichtungen auszugeben.
In der obigen Beschreibung kann die Lithium-Ionen-Batterie 27 als der „erste Stromspeicher” verwendet werden, und kann die Bleibatterie 28 als der „zweite Stromspeicher” verwendet werden. Jedoch schränkt dies nicht ein. Es kann ein beliebiger Stromspeicher als der „erste Stromspeicher” und der „zweite Stromspeicher” verwendet werden. Zum Beispiel können eine Bleibatterie, eine Nickel-Wasserstoff-Batterie, ein elektrischer Doppelschichtkondensator und andere Batterien oder Kondensatoren als „erster Stromspeicher” verwendet werden. Eine Lithium-Ionen-Batterie, eine Nickel-Wasserstoff-Batterie, ein elektrischer Doppelschichtkondensator und andere Batterien oder Kondensatoren können als der „zweite Stromspeicher” verwendet werden. Ferner kann die gleiche Art von Stromspeicher als der „erste Stromspeicher” und der „zweite Stromspeicher” verwendet werden. Übrigens kann bei kombinierter Verwendung der Lithium-Ionen-Batterie 27 und der Bleibatterie 28, eine Eisenphosphat-Lithium-Ionen-Batterie für die Lithium-Ionen-Batterie verwendet werden. Eine Eisenphosphat-Lithium-Ionen-Batterie enthält Eisenphosphat-Lithium als positives Elektrodenmaterial. In der vorstehenden Beschreibung kann der EIN/AUS-Schalter SW2 in die zweite Stromleitung 30 eingesetzt werden, die den Leitungsweg 100 darstellt. Jedoch schränkt dies nicht ein. Der EIN/AUS-Schalter SW2 kann auch in die Verbindungsleitung 39 eingesetzt werden, die den Leitungsweg 101 darstellt. Mit dem so in den Leitungsweg 101 eingesetzten EIN/AUS-Schalter SW2 ist es auch möglich, einen Verbindungszustand der Bleibatterie 28 mit den Stromkreisen zu steuern. Die EIN/AUS-Schalter SW1 und SW2 können jeweils ein elektromagnetischer Schalter sein, der die Betätigung eines Kontakts durch elektromagnetische Kraft erlaubt, oder ein Halbleiterschalter, der ein Halbleiterelement enthält.
Wenn in der obigen Beschreibung der Motorgenerator 16 zum Verbrennungs-Stromerzeugungszustand gesteuert wird, kann die Generatorspannung VG auf eine vorgeschriebene Spannung Va hochgezogen werden, und wenn der Motorgenerator 16 zum regenerativen Stromerzeugungszustand gesteuert wird, kann die Generatorspannung VG auf eine vorgeschriebene Spannung Vb hochgezogen werden. Jedoch schränkt dies nicht ein. Zum Beispiel kann die Soll-Generator-Spannung des Motorgenerators 16 sowohl bei dem Verbrennungs-Stromerzeugungszustand als auch dem regenerativen Stromerzeugungszustand die gleiche sein. Ferner kann im Verbrennungs-Stromerzeugungszustand oder im regenerativen Stromerzeugungszustand die Soll-Generator-Spannung des Motorgenerators 16 basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Gaspedal-Betätigungsbetrag und dem Bremsbetätigungsbetrag verändert werden. Ferner kann in der obigen Beschreibung der Motorgenerator 16 verwendet werden, der als elektrischer Generator und als Elektromotor dienen kann. Jedoch schränkt dies nicht ein. Es ist auch möglich, einen elektrischen Generator zu verwenden, der nicht als Elektromotor fungiert. Auch ist es möglich, einen elektrischen Generator eines anderen Typs für den Motorgenerator 16 zu verwenden, und er ist nicht auf einen Induktionsgenerator beschränkt.
In der vorstehenden Beschreibung kann beim Wiederanlassen des Verbrennungsmotors bei der Leerlauf-Stopp-Steuerung der Motorgenerator 16 als Elektromotor angetrieben werden. Jedoch schränkt dies nicht ein. Zum Beispiel kann bei beschleunigter Fahrt nach dem Anlassen des Verbrennungsmotors der Motorgenerator 16 als Elektromotor angetrieben werden, um eine Lastreduktion des Verbrennungsmotors 12 zu erlauben. Ferner kann in der vorstehenden Beschreibung die Fahrzeugkarosserie-Last 34 mit dem ersten Stromkreis 41 verbunden sein. Jedoch schränkt dies nicht ein. Die Fahrzeugkarosserie-Last 34 kann allein mit dem zweiten Stromkreis 42 verbunden sein, oder kann mit sowohl dem ersten Stromkreis 41 als auch dem zweiten Stromkreis 42 verbunden sein.
Obwohl im Vorstehenden einige bevorzugte Ausführungen der Erfindung beispielshalber unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben worden sind, ist die Erfindung keineswegs auf die oben beschriebenen Ausführungen beschränkt. Es sollte angemerkt werden, dass von Fachkundigen Modifikationen und Veränderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist. Die Erfindung soll diese Modifikationen und Veränderungen umfassen, insofern sie in den Umfang der beigefügten Ansprüche oder deren Äquivalente fallen.
Eine an einem Fahrzeug angebrachte Fahrzeugsteuerungsvorrichtung enthält: ein erstes Startsystem, das mit einem mit einem Verbrennungsmotor gekoppelten ersten Elektromotor und einem mit dem ersten Elektromotor gekoppelten ersten Stromspeicher versehen ist; ein zweites Startsystem, das mit einem mit dem Verbrennungsmotor gekoppelten zweiten Elektromotor und einem mit dem zweiten Elektromotor gekoppelten zweiten Stromspeicher versehen ist; und eine Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung, die den Verbrennungsmotor basierend auf einer Stoppbedingung stoppt und den Verbrennungsmotor mittels des ersten Startsystems, basierend auf einer Startbedingung, wieder anlässt. Wenn eine Anomalität in dem ersten Startsystem in einem Zustand auftritt, wo der Verbrennungsmotor basierend auf der Stoppbedingung gestoppt worden ist, lässt die Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung den Verbrennungsmotor mittels des zweiten Startsystems wieder an.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2015-073430 [0001]
JP 2014-36557 A [0003, 0003]

Claims

Fahrzeugsteuerungsvorrichtung, die an einem Fahrzeug angebracht ist, wobei die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung aufweist: ein erstes Startsystem, das mit einem mit einem Verbrennungsmotor gekoppelten ersten Elektromotor und einem mit dem ersten Elektromotor gekoppelten ersten Stromspeicher versehen ist; ein zweites Startsystem, das mit einem mit dem Verbrennungsmotor gekoppelten zweiten Elektromotor und einem mit dem zweiten Elektromotor gekoppelten zweiten Stromspeicher versehen ist; und eine Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung, die den Verbrennungsmotor basierend auf einer Stoppbedingung stoppt und den Verbrennungsmotor mittels des ersten Startsystems, basierend auf einer Startbedingung, wieder anlässt, wobei, wenn eine Anomalität in dem ersten Startsystem in einem Zustand auftritt, wo der Verbrennungsmotor basierend auf der Stoppbedingung gestoppt worden ist, die Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung den Verbrennungsmotor mittels des zweiten Startsystems wieder anlässt.
Fahrzeugsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei, wenn eine Anomalität in dem ersten Startsystem auftritt, die Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung den Verbrennungsmotor mittels des zweiten Startsystems wieder anlässt, bevor die Startbedingung erfüllt ist.
Fahrzeugsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung einen Stopp des Verbrennungsmotors basierend auf der Stoppbedingung verhindert, wenn der Verbrennungsmotor mittels des zweiten Startsystems wieder angelassen wird.
Fahrzeugsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die ferner einen Schalter zum Umschalten zwischen einem leitenden Zustand und einem Abschaltzustand aufweist, wobei der leitende Zustand eine Verbindung des ersten Elektromotors mit dem ersten Stromspeicher beinhaltet, und der Abschaltzustand eine Trennung des ersten Elektromotors von dem ersten Stromspeicher beinhaltet, wobei, wenn in dem ersten Startsystem eine Anomalität auftritt, der Verbrennungsmotor mittels des zweiten Startsystems wieder angelassen wird, nachdem ein Abschaltsignal zum Umschalten des Schalters zum Abschaltzustand ausgegeben worden ist.
Fahrzeugsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Schalter in einem Leitungsweg vorgesehen ist, der eine positive Elektrodenklemme des ersten Stromspeichers mit einer positiven Elektrodenklemme des zweiten Stromspeichers verbindet, oder in einem Leitungsweg, der eine negative Elektrodenklemme des ersten Stromspeichers mit einer negativen Elektrodenklemme des zweiten Stromspeichers verbindet.