DE102016214984A1

DE102016214984A1 - Motorstart-Steuervorrichtung und Motorstart-Steuerverfahren

Info

Publication number: DE102016214984A1
Application number: DE102016214984.9A
Authority: DE
Inventors: Naohito Kaneda; Naoki Imamura; Daisuke Mizuno; Koichiro Kamei; Kazuhiro Odahara
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-02-09
Filing date: 2016-08-11
Publication date: 2017-08-10
Also published as: JP6129369B1; JP2017141701A

Abstract

Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Motorstart-Steuervorrichtung zu erhalten, mit der ein Motor günstiger Weise aus einer Bedingung neu gestartet werden kann, in welcher das Fahrzeug durch Trägheit fährt. Die Motorstart-Steuervorrichtung beinhaltet einen Anlasser, der Drehmoment an den Motor unter Verwendung eines ersten Transmissionsmechanismus überträgt, der durch einen Eingriffsmechanismus gebildet wird, einen Elektromotor/Generator, der Drehmoment an den Motor unter Verwendung eines zweiten Transmissionsmechanismus überträgt, der mit einer Motorwelle verbunden ist, einen Fahrzeug-Betriebsbedingungssensor und einen Startschalter, der feststellt, ob ein Solostart unter Verwendung des Anlassers oder des Elektromotor/Generators oder gemeinsamen Start unter Verwendung sowohl des Anlassers als auch des Elektromotor/Generators durchzuführen, auf Basis von durch den Fahrzeug-Betriebsbedingungssensor ermittelter Detektionsinformation.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine in einem mit einem Anlasser und einem (Elektro)motor/Generator ausgerüsteten Fahrzeug durchgeführte Motorstartsteuerung, wobei der Elektromotor/Generator eine Stromerzeugungsfunktion und eine Elektromotorfunktion aufweist, die während des Motorstartens eingesetzt wird (Mit anderen Worten fungiert der Elektromotor/Generator als sowohl ein Stromgenerator als auch ein Elektromotor), und insbesondere auf eine Motorstart-Steuervorrichtung und ein Motorstart-Steuerverfahren, mit welchem ein Solostarten unter Verwendung des Anlassers, Solostarten unter Verwendung des Elektromotor/Generators oder ein gemeinsames Starten unter Verwendung sowohl des Anlassers als auch des Elektromotor/Generators durchgeführt werden kann, bei optimalem Start-Timings, durch Durchführen von optimalem Startumschalten zwischen dem Anlasser und dem Elektromotor/Generator.
2. Beschreibung verwandten Stands der Technik
Bei einer konventionellen Technik sind ein Elektromotor/Generator, der sowohl als Stromgenerator als auch ein Elektromotor fungiert, und ein Anlasser, der einen Motor während des Motorstarts kurbelt, installiert und der Motor wird wieder gestartet, während ein Leerlaufstopp durchgeführt wird (siehe japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2013-194584 und japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-52658 als Beispiele).
Spezifischer werden in der in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2013-194584 und der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-52658 offenbarten konventionellen Techniken der Elektromotor/Generator und der Anlasser getrennt verwendet, den Motor während des Leerlaufstopps neu zu starten, abhängig davon, ob eine Vorwärtsanforderung durch einen Fahrer erteilt worden ist oder nicht.
Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2013-194584 bezieht sich auf eine Motorstartvorrichtung, die in einem Fahrzeug installiert ist, um einen Motor während eines Automatikstopps wieder zu starten, wenn eine vorbestimmte Neustartbedingung etabliert ist. Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2013-194584 beinhaltet als Motorstartquellen einen Niedriggeschwindigkeitstyp-Anlassermotor mit einer Elektromotorausgabewelle, die eine relativ große Anzahl von Rotationen relativ zur Rotation einer Kurbelwelle durchführt, und einen Hochgeschwindigkeitstyp-Anlassermotor mit einer Elektromotor-Ausgabewelle, die eine relativ kleine Anzahl von Rotationen relativ zur Rotation der Kurbelwelle durchführt.
Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2013-194584 beinhaltet auch ein Neustart-Steuermittel, welches den Motor durch Antreiben sowohl des Niedriggeschwindigkeits-Anlassermotors als auch des Hochgeschwindigkeitstyp-Anlassermotors neu startet, wenn eine Vorwärtsanforderung durch den Fahrer erteilt worden ist, und den Motor neu startet, nur durch Antreiben des Hochgeschwindigkeitstyp-Anlassermotors, wenn keine Vorwärtsanforderung durch den Fahrer erteilt worden ist.
In der Erfindung gemäß der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2013-194584 werden zwei Anlassermotoren, das heißt der Niedriggeschwindigkeitstyp-Anlassermotor und der Hochgeschwindigkeitstyp-Anlassermotor, angetrieben, um den Motor während eines Automatikstopps neu zu starten, wenn eine Vorwärtsanforderung durch den Fahrer erteilt worden ist und als ein Ergebnis kann der Motor rasch gestartet werden.
Weiter wird in der Erfindung gemäß der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2013-194584 der Hochgeschwindigkeitstyp-Anlassermotor alleine angetrieben, wenn keine Vorwärtsanforderung durch den Fahrer gegeben worden ist, was zu einer relativen Reduktion der Drehzahl des Anlassermotors führt, und als Ergebnis wird während des Startens Ruhe sichergestellt. Es ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2013-194584 ausgesagt, dass als Ergebnis dieser Punkte die fahrzeuginstallierte Motorstartvorrichtung eine überlegene Start-Effizienz und Vermarktbarkeit erreicht.
Es ist anzumerken, dass der Niedriggeschwindigkeitstyp-Anlassermotor der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2013-194584 ein sogenannter Getriebetyp-Anlasser ist, der Drehmoment überträgt, wenn ein Anlasserseitenritzel mit einem Motorseiten-Zahnkranz in Eingriff kommt. Weiter ist der Hochgeschwindigkeitstyp-Anlassermotor der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2013-194584 ein sogenannter Riementyp-Elektromotor/Generator, der eine Elektromotorfunktion und eine Stromerzeugungsfunktion aufweist und Drehmoment aus einer Elektromotor-Ausgangswelle zur Motorseite unter Verwendung eines Riemens überträgt.
Andererseits bezieht sich die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-52658 auf eine Motorstartvorrichtung, die einen Hauptanlasser und einen Hilfsanlasser beinhaltet, der den Hauptanlasser unterstützt. Der Hauptanlasser agiert zum Rotieren der Motorausgabewelle zumindest mit einer Drehzahl, die für den Motorstart erforderlich ist. Derweil agiert der Hilfsanlasser zum Unterstützen der Hauptanlassers und fungiert essentiell nur, wenn die Motorausgabewelle beginnt, zu rotieren, oder in einer Niedrig-Rotationsgeschwindigkeitsregion, wo die Drehzahl niedriger ist als die erforderliche Drehzahl.
Es ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-52658 ausgesagt, dass bei dieser Erfindung eine Gesamtreduktion bei Größe, Ruhe, Zuverlässigkeit und so weiter sichergestellt werden kann, während die Stabilität in einem Fall sichergestellt ist, bei dem der Motorstart hauptsächlich durch einen Anlasser wie etwa einen Riementyp-Anlasser durchgeführt wird, mit welchem es schwierig ist, sowohl ein hohes Reduktionsverhältnis als auch eine Größenreduktion zu erreichen.
Es ist anzumerken, dass der Hauptanlasser der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-52658 ein sogenannter Riementyp-Anlasser ist, in welchem Drehmoment aus der Elektromotor-Ausgabewelle zur Motorseite durch einen Riemen übertragen wird. Weiterhin ist der Hilfsanlasser der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-52658 ein sogenannter Getriebetyp-Anlasser.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Jedoch haben die konventionellen Techniken die nachfolgenden Probleme.
In der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2013-194584 ist ein paralleles Anlassen auf ein Szenario begrenzt, in welchem der Motor aus einer Leerlaufstoppbedingung neu gestartet wird, das heißt wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Null ist, auf Basis einer Vorwärtsanforderung vom Fahrer, und daher wird keine Beschreibung in Bezug auf die optimalen Anlasserschaltungen und optimalen Startzeitpunkte bei vorstellbaren Fahr-Szenarien bereitgestellt, sowie Beschleunigung und Abbremsung von einer Trägheits-Fahrbedingung, die etabliert wird, wenn der Motor des Fahrzeugs beispielsweise bei einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit angehalten wird. Hier ist die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2013-194584 nicht mit anderen Fahr-Szenarien als einer Leerlaufstoppbedingung kompatibel.
Es ist anzumerken, dass eine "Trägheits-Fahrbedingung" entweder als Rollen oder Segeln bezeichnet werden kann, abhängig vom Dokument, aber in der nachfolgenden Beschreibung als Rollen bezeichnet wird.
In der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-52658 ist derweil hauptsächlich der Hauptanlasser, der ein Riementyp-Anlasser ist, für den Motorstart verantwortlich. Weiter wird in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-52658 der Hilfsanlasser, der ein Zahnradtyp-Anlasser ist, aktiviert, beispielsweise um den Hauptanlasser bei Niedertemperaturumgebung zu unterstützen, bei der eine Start-Drehmoment-Defizienz auftreten kann. Es wird in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-52658 ausgesagt, dass als Ergebnis die Startbarkeit sichergestellt wird. Jedoch wird in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-52658 die Startbarkeit nur in einem Anfangsstart-Szenario sichergestellt, wenn der Motor zum ersten Mal gestartet wird.
Es ist anzumerken, dass die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-52658 behauptet, einen günstigen Effekt auch dann zu haben, wenn der Motor aus einem Leerlaufstopp neu gestartet wird. Jedoch enthält die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-52658 keine Beschreibung, die sich auf das Starten bei oder über einem Anfangsstartbereich bezieht. Ähnlich zur japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2013-194584 ist daher die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-52658 nicht mit anderen Fahr-Szenarien als Anfangsstarten kompatibel.
Diese Erfindung ist gemacht worden, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen und eine Aufgabe derselben ist es, eine in einem Fahrzeug installierte Motorstart-Steuervorrichtung zu erhalten, die einen Leerlaufstopp implementiert, in welchem der Motor automatisch gestoppt wird, wenn eine Motorstopp-Bedingung während der Fahrzeugfahrt etabliert wird, wie auch ein Motorstart-Steuerverfahren, mit welchem der Motor neu gestartet werden kann, günstiger Weise aus einer Trägheits-Fahrbedingung, wenn die Motorstoppbedingung während der Fahrzeugfahrt etabliert ist.
Eine Motorstart-Steuervorrichtung gemäß dieser Erfindung wird auf ein Fahrzeug angewendet, das einen Leerlaufstopp implementiert, in welchem ein Motor automatisch gestoppt wird, wenn eine Motorstoppbedingung während der Fahrzeugfahrt etabliert ist, und beinhaltet einen Anlasser, der unter Verwendung eines ersten Transmissionsmechanismus, der durch einen Eingriffsmechanismus gebildet ist, ein Drehmoment an den Motor überträgt, einen Elektromotor/Generator, der unter Verwendung eines zweiten Transmissionsmechanismus, der mit einer Motorwelle verbunden ist, ein Drehmoment an den Motor überträgt, einen Fahrzeug-Betriebsbedingungssensor, der eine Betriebsbedingung des Fahrzeugs detektiert, und einen Startschalter, der auf Basis von Detektionsinformation, die durch den Fahrzeug-Betriebsbedingungssensor ermittelt wird, feststellt, ob ein Solostarten unter Verwendung des Anlassers, ein Solostarten unter Verwendung des Elektromotor/Generators, oder ein gemeinsames Starten unter Verwendung sowohl des Anlassers als auch des Elektromotor/Generators durchzuführen ist, um den Motor zu starten, und gibt einen Anlasserantriebsbefehl und einen Elektromotor/Generator-Antriebsbefehl auf Basis eines Bestimmungsergebnisses aus.
Weiter wird ein Motorstart-Steuerverfahren gemäß dieser Erfindung durch eine Steuerung ausgeführt, die in einer Motorstart-Steuervorrichtung installiert ist, die auf ein Fahrzeug angewendet wird, das einen Leerlaufstopp implementiert, bei welchem ein Motor automatisch gestoppt wird, wenn eine Motorstoppbedingung während der Fahrzeugfahrt etabliert ist, wobei die Steuerung einen ersten Schritt des Ermittelns einer Betriebsbedingung des Fahrzeugs über einen Fahrzeug-Betriebsbedingungssensor, einen zweiten Schritt des, wenn eine Startsteuerung am Motor durchgeführt wird, Verwendens eines Anlassers, der ein Drehmoment unter Verwendung eines aus einem Eingriffsmechanismus gebildeten Transmissionsmechanismus an den Motor überträgt, und eines Elektromotor/Generators, der ein Drehmoment unter Verwendung eines mit einer Motorwelle verbundenen zweiten Transmissionsmechanismus an den Motor überträgt, um auf Basis von Detektionsinformation, welche durch den Fahrzeug-Betriebsbedingungssensor ermittelt wird, zu bestimmen, ob ein Solostarten unter Verwendung des Anlassers, ein Solostarten unter Verwendung des Elektromotor/Generators oder ein gemeinsames Starten unter Verwendung sowohl des Anlassers als auch des Elektromotor/Generators durchzuführen ist, und einen dritten Schritt des Ausgebens eines Anlasserantriebsbefehls zum Aktivieren des Anlassers und eines Elektromotor/Generator-Antriebsbefehls zum Aktivieren des Elektromotor/Generators in Übereinstimmung mit einem im zweiten Schritt ermittelten Bestimmungsergebnis implementiert.
Gemäß dieser Erfindung wird eine Konfiguration bereitgestellt, zum Bestimmen, auf Basis der durch den Fahrzeug-Betriebsbedingungssensor ermittelten Detektionsinformation, ob ein Solostarten unter Verwendung des Anlassers oder des Elektromotor/Generators oder ein gemeinsames Starten unter Verwendung sowohl des Anlassers als auch des Elektromotor/Generators durchzuführen ist, wenn der Motor gestartet wird. Als Ergebnis ist es möglich, eine in einem Fahrzeug installierte Motorstart-Steuervorrichtung zu erhalten, die einen Leerlaufstopp implementiert, bei welchem ein Motor automatisch gestoppt ist, wenn eine Motorstoppbedingung während des Fahrzeugfahrens etabliert ist, wie auch ein Motorstart-Steuerverfahren, mit welchem der Motor günstiger Weise von einer Trägheits-Fahrbedingung aus neu gestartet werden kann, wenn die Motorstoppbedingung während der Fahrzeugfahrt etabliert ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration eines Motors und einer Motorstart-Steuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
2 ist eine illustrative Ansicht, die eine spezifische Konfiguration eines Startschalters gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
3 ist eine Ansicht, die eine Beispielkonfiguration eines Antriebssystems gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
4 ist eine Ansicht, die eine Motorbedingung, Startzeitpunkte eines Anlassers und eines Elektromotor/Generators und so weiter relativ zu einem Fahrmodus zeigt, wenn das Antriebssystem von 3 verwendet wird, gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung,
5 ist eine Ansicht, die den Motor, ein Getriebe und die Motorstart-Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
6 ist eine Ansicht, die eine Beispielkonfiguration eines anderen Antriebssystems zu demjenigen von 3 gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
7 ist eine Ansicht, welche die Motorbedingung, die Start-Timings des Anlassers und des Elektromotor/Generators und so weiter relativ zum Fahrmodus zeigt, wenn das Antriebssystem von 6 verwendet wird, entsprechend der ersten Ausführungsform dieser Erfindung;
8 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration eines Motors und einer Motorstart-Steuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
9 ist eine illustrative Ansicht, die eine spezifische Konfiguration eines Startschalters und eines Startzeitpunktjustierers, der in der Motorstart-Steuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung enthalten ist, zeigt;
10 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration eines Motors und einer Motorstart-Steuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
11 ist eine illustrative Ansicht, die eine spezifische Konfiguration eines in der Motorstart-Steuervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform dieser Erfindung enthaltenen Startschalters 100B zeigt,
12 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration eines Motors und einer Motorstart-Steuervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
13 ist eine illustrative Ansicht, die eine spezifische Konfiguration eines Startschalters 100C und eines Startzeitpunktjustierers 200C zeigt, die in der Motorstart-Steuervorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform dieser Erfindung enthalten sind;
14 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration eines Motors und einer Motorstart-Steuervorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
15 ist eine illustrative Ansicht, die eine spezifische Konfiguration eines Startschalters 100D, der in der Motorstart-Steuervorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform dieser Erfindung enthalten ist, zeigt;
16 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration eines Motors und einer Motorstart-Steuervorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt; und
17 ist eine illustrative Ansicht, die eine spezifische Konfiguration eines Startschalters und eines Startzeitpunktjustierers, die in der Motorstart-Steuervorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform dieser Erfindung enthalten sind, zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bevorzugte Ausführungsformen einer Motorstart-Steuervorrichtung und eines Motorstart-Steuerverfahren gemäß dieser Erfindung werden unten unter Verwendung der Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
1 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration eines Motors und einer Motorstart-Steuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt. Eine Motorstart-Steuervorrichtung 1 beinhaltet einen ersten Transmissionspfad und zweiten Transmissionspfad, die als zwei Drehmoment-Transmissionspfade dienen, die zu einem Motor 7, der als ein Startsubjekt dient, führen. Auf dem ersten Transmissionspfad überträgt ein Anlasser 2 Drehmoment über einen Eingriffs-Transmissionsmechanismus 3 an den Motor 7. Auf dem zweiten Transmissionspfad überträgt ein Elektromotor/Generator 4 Drehmoment an den Motor 7 über einen Transmissionsmechanismus 6.
Ein Startschalter 100 treibt den Anlasser 2 und den Elektromotor/Generator 4 jeweils durch Erzeugen und Ausgeben eines Anlasser-Antriebsbefehls bzw. eines Elektromotor/Generator-Antriebsbefehls auf Basis von Information aus einem Fahrzeug-Betriebsbedingungssensor 20, der eine Betriebsbedingung eines Fahrzeugs detektiert, an.
Im Anlasser 2 werden ein (nicht gezeigter) Aktuator zum Herausschieben eines Zahnrads des Anlassers 2 und ein (nicht gezeigter) Anlassermotor in Reaktion auf den Anlasserantriebsbefehl angetrieben. Durch Übertragen von Drehmoment aus dem Anlassermotor an eine Motorwelle über den Eingriffs-Transmissionsmechanismus 3 kann der Motor rotiert werden.
Weiter wird der Elektromotor/Generator 4 in Reaktion auf den Elektromotor/Generator-Antriebsbefehl angetrieben. Durch Übertragen von durch den Elektromotor/Generator 4 erzeugtem Drehmoment an die Motorwelle über den Transmissionsmechanismus 6 kann der Motor rotiert werden.
Der Anlasser 2 ist so konfiguriert, dass eine (nicht gezeigte) Batterie, eine (nicht gezeigte) elektrische Schaltung zum Antreiben des Anlassermotors, der die Batterie als eine Busspannung verwendet, und eine (nicht gezeigte) elektrische Schaltung zum Antreiben eines Elektromagnet-Aktuators, der beispielsweise ein Zahnrad herausschiebt, das als Antriebsseiten-Eingriffselement dient, elektrisch miteinander verbunden sind.
Derweil ist der Elektromotor/Generator 4 so konfiguriert, dass eine (nicht gezeigte) Batterie und eine (nicht gezeigte) elektrische Schaltung zum Antreiben des Elektromotor/Generators unter Verwendung der Batterie als eine Busspannung elektrisch miteinander verbunden sind. Hier können der Anlasser 2 und der Elektromotor/Generator 4 entweder eine geteilte Batterie oder individuelle Batterien verwenden.
Als Nächstes werden Startschaltungen zwischen dem Anlasser 2 und dem Elektromotor/Generator 4, die durch die Motorstart-Steuervorrichtung 1 durchgeführt werden, beschrieben. Auf Basis der Information aus dem Fahrzeug-Betriebsbedingungssensor 20 bestimmt der Startschalter 100, welches von Solostarten unter Verwendung des Anlassers 2, Solostarten unter Verwendung des Elektromotor/Generators 4 und gemeinsamen Starten unter Verwendung sowohl des Anlassers 2 als auch des Elektromotor/Generators 4 auszuführen ist, und gibt den Anlasserantriebsbefehl und den Elektromotor/Generator-Antriebsbefehl gemäß dem Bestimmungsergebnis aus.
2 ist eine illustrative Ansicht, die eine spezifische Konfiguration des Startschalters 100 gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt. Es ist anzumerken, dass 2 einen Fall zeigt, bei welchem eine als ein Detektionswert aus einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erhaltene Fahrzeuggeschwindigkeit v beispielsweise als die Information aus dem Fahrzeug-Betriebsbedingungssensor 20 verwendet wird. Der Startschalter 100 ist konfiguriert, eine Anlasser-Startbestimmungseinheit 105 und eine Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155 zu enthalten.
Die Anlasser-Startbestimmungseinheit 105 bestimmt, ob der Anlasser 2 zu starten ist oder nicht, auf Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit v und wenn der Anlasser 2 zu starten ist, gibt sie den Anlasserantriebsbefehl an den Anlasser 2 aus. Beim Empfangen des Anlasserantriebsbefehls wird der elektromagnetische Aktuator des Anlassers 2 angetrieben, um das Zahnrad auszuschieben, wodurch das Zahnrad in Eingriff mit einem Zahnkranz auf der Motorseite gelangt. Weiter, wenn der Anlassermotor des Anlassers 2 angetrieben wird, rotiert das Zahnrad so, dass Drehmoment auf den Motor übertragen wird.
Die Anlasser-Startbestimmungseinheit 105 bestimmt, dass der Anlasser 2 während eines Leerlaufstopps zu starten ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Null ist und wenn die Fahrzeuggeschwindigkeitssensor gleich ist einem vorbestimmten Wert in einer Fahrzeugrollbedingung oder ihn übersteigt, in welcher der Motor 7 automatisch gestoppt ist, während das Fahrzeug beispielsweise bei einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit ist. In allen anderen Fällen bestimmt die Anlasser-Startbestimmungseinheit 105, dass der Anlasser 2 nicht gestartet wird.
Wenn der Anlasserantriebsbefehl empfangen wird, nachdem die Anlasser-Startbestimmungseinheit 105 bestimmt, dass der Anlasser 2 zu starten ist, wird ein (nicht gezeigter) Startschalter des Anlassers 2 eingeschaltet, wodurch der elektromechanische Aktuator und der Anlassermotor gemäß den elektrischen Schaltungen (nicht gezeigt) des Anlassers 2 angetrieben wird.
Wenn die Anlasser-Startbestimmungseinheit 105 feststellt, dass der Anlasser 2 nicht zu starten ist, so dass der Anlasserantriebsbefehl nicht empfangen wird, wird andererseits der Startschalter des Anlassers 2 ausgeschaltet. Entsprechend gehen die elektrischen Schaltungen des Anlassers 2 in einen nicht energetisierten Zustand über und als Ergebnis werden der elektromagnetische Aktuator und der Anlassermotor nicht angetrieben.
Die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155 bestimmt derweil, ob der Elektromotor/Generator zu starten ist oder nicht, auf Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit v, und wenn der Elektromotor/Generator zu starten ist, gibt sie den Elektromotor/Generator-Antriebsbefehl an den Elektromotor/Generator 4 aus. Beim Empfangen des Elektromotor/Generator-Antriebsbefehls wird der Elektromotor/Generator 4 angetrieben, wodurch Drehmoment über den Transmissionsmechanismus 6, der zusammen mit der Motorwelle arbeitet, auf den Motor 7 übertragen wird.
Die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155 bestimmt, dass der Elektromotor/Generator während eines Leerlaufstopps zu starten ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Null ist und wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich einem vorbestimmten Wert in der Fahrzeugrollbedingung, in welcher der Motor 7 automatisch gestoppt ist, ist oder ihn übersteigt, während das Fahrzeug beispielsweise bei einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit ist. In allen anderen Fällen bestimmt die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155, dass der Elektromotor/Generator 4 nicht zu starten ist.
Wenn der Elektromotor/Generator-Antriebsbefehl, der empfangen wird, nachdem die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155 feststellt, dass der Elektromotor/Generator 4 zu starten ist, wird ein (nicht gezeigter) Startschalter des Elektromotor/Generators 4 eingeschaltet, wodurch der Elektromotor/Generator 4 anhand der (nicht gezeigten) elektrischen Schaltung des Elektromotor/Generators 4 angetrieben wird.
Wenn die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155 bestimmt, dass der Elektromotor/Generator 4 nicht zu starten ist, so dass der Elektromotor/Generator-Antriebsbefehl nicht empfangen wird, wird andererseits der Startschalter des Elektromotor/Generators 4 ausgeschaltet. Entsprechend geht die elektrische Schaltung des Elektromotor/Generators 4 in die nicht energetisierte Bedingung über und als Ergebnis wird der Elektromotor/Generator 4 nicht angetrieben.
Als Nächstes werden Effekte der ersten Ausführungsform im Detail beschrieben, wobei Beispiele eines spezifischen Antriebssystems und von spezifischen Fahrzeugfahrmodi entsprechend dem Antriebssystem zitiert werden.
3 ist eine Ansicht, die eine Beispielkonfiguration eines Antriebssystems gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt. Das in 3 gezeigte Antriebssystem wird so konfiguriert, dass der Anlasser 2 und der Elektromotor/Generator 4 am Motor 7 vorgesehen sind. Bei dieser Anwendung wird die in 3 gezeigte Konfiguration als ein Motorseiten-montiertes Riemen-Antriebssystem bezeichnet.
Der Elektromotor/Generator 4 ist mit der Motorwelle über einen Riemen verbunden, der als der Transmissionsmechanismus 6 dient. Der Anlasser 2 ist mit der Motorwelle durch den (nicht gezeigten) Eingriffs-Transmissionsmechanismus 3 verbunden. Der Motor 7 und das Getriebe 500 sind mit einer Kupplung 600 verbunden.
4 ist eine Ansicht, die eine Motorbedingung, Startzeitpunkte des Anlassers 2 und des Elektromotor/Generators 4 und so weiter relativ zu einem Fahrmodus zeigt, wenn das Antriebssystem von 3 verwendet wird, gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung. Spezifischer ist 4 in eine obere Zeichnung und eine untere Zeichnung unterteilt. Die obere Zeichnung ist eine Ansicht, die einen Fahrmodus zeigt, wenn die Zeit auf der Abszisse eingestellt ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit, die als eine Betriebsbedingung des Fahrzeugs dient, auf der Ordinate eingestellt ist.
Die untere Zeichnung ist eine Balkengraphik, die den Fahrmodus zeigt, wenn die Zeit auf der Abszisse eingestellt ist und die Motorbedingung und jeweiligen Startbedingungen und Start-Timings des Anlassers 2 und des Elektromotor/Generators 4 auf der Ordinate eingestellt sind.
Das Starten (Anfangsstarten) aus einer Bedingung, in welcher die Fahrzeuggeschwindigkeit Null ist, wenn der Motor zum ersten Mal gestartet wird, entspricht einer Region, die als Abschnitt "0" in 4 angegeben ist. Im Abschnitt "0" wird ein gemeinsames Anlassen unter Verwendung sowohl des Anlassers 2 als auch des Elektromotor/Generators 4 durchgeführt. Wenn ein gemeinsames Starten durchgeführt wird, werden der Anlasser 2 und der Elektromotor/Generator 4 synchron gestartet.
Zu dieser Zeit bestimmt die Anlasser-Startbestimmungseinheit 105, dass der Anlasser 2 zu starten ist, und gibt daher einen Antriebsbefehl zum Starten des Anlassers 2 aus, während die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155 bestimmt, dass der Elektromotor/Generator 4 zu starten ist, und daher einen Antriebsbefehl zum Starten des Elektromotor/Generators 4 ausgibt.
In einer Region zwischen Abschnitt "0" und Abschnitt "1", wo das Fahrzeug beschleunigt und verlangsamt, führt der Elektromotor/Generator 4 eine Stromfahroperation während der Beschleunigung und eine Regenerativoperation während der Verlangsamung durch.
Abschnitt "1" gibt eine Leerlauf-Stoppbedingung an, in welcher die Fahrzeuggeschwindigkeit Null ist, nachdem das Fahrzeug mindestens einmal gestartet worden ist. Zu dieser Zeit wird der Motor 7 von dem Getriebe 500 entkuppelt. Weiterhin verbleiben im Abschnitt "1" der Anlasser 2 und der Elektromotor/Generator 4 beide im Leerlauf.
Zu dieser Zeit bestimmt die Anlasser-Startbestimmungseinheit 105, dass der Anlasser 2 nicht zu starten ist und gibt daher einen Antriebsbefehl aus, in Reaktion auf welchen der Anlasser 2 nicht gestartet wird, während die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155 feststellt, dass der Elektromotor/Generator 4 nicht zu starten ist, und daher ein Antriebsbefehl ausgibt, in Reaktion auf welches der Elektromotor/Generator 4 nicht gestartet wird.
Als Nächstes wird in einer Region zwischen Abschnitt "1" und Abschnitt "2", wo das Fahrzeug aus der Leerlauf-Stoppbedingung beschleunigt, der Motor von einer Fahrzeuggeschwindigkeit von Null unter Verwendung des Elektromotor/Generators 4 angelassen, woraufhin der Elektromotor/Generator 4 Beschleunigungsstromantrieb durchführt. In der Leerlauf-Stoppbedingung ist der Motor zumindest einmal gestartet worden und daher ist eine Motor-Installationsumgebung vergleichsweise warm. Daher kann eine ausreichende Ruhe und Raschheit während des Startens durch Durchführen von Solostart unter Verwendung des Elektromotor/Generators 4 durchgeführt werden.
Zu dieser Zeit bestimmt die Anlasser-Startbestimmungseinheit 105, dass der Anlasser 2 nicht zu starten ist, und gibt daher einen Antriebsbefehl aus, in Reaktion auf welchen der Anlasser 2 nicht gestartet wird. Die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155 bestimmt andererseits, dass der Elektromotor/Generator 4 zu starten ist und gibt daher einen Antriebsbefehl zum Starten des Elektromotor/Generators 4 aus.
Abschnitt "2" gibt eine sogenannte Rollbedingung an, in welcher der Motor 7 automatisch gestoppt wird, wenn das Fahrzeug bei einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit ist, so dass der Motor 7 und das Getriebe 500 entkuppelt werden, mit dem Ergebnis, dass das Fahrzeug über Trägheit fährt. Mit anderen Worten entspricht Abschnitt "2" einer Bedingung, in welcher ein Fahrpedal nicht heruntergedrückt ist. Im Abschnitt "2" fährt das Fahrzeug bei einer vergleichsweise konstanten Fahrzeuggeschwindigkeit, obwohl dies von den Wirkungen des Rollreibungswiderstands in den Reifen und so weiter abhängt.
Während der zwischen Abschnitt 2 und Abschnitt "3" auftretenden Beschleunigung, wenn das Fahrzeug von der Rollbedingung zum Hochgeschwindigkeitsrollen verschiebt, wird ein gemeinsames Starten unter Verwendung sowohl des Anlassers 2 als auch des Elektromotor/Generators 4 durchgeführt. Spezifischer, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich einem vorbestimmten Wert relativ zur Durchschnitts-Fahrzeuggeschwindigkeit des Abschnitts "2", ist oder ihn übersteigt, bestimmt die Anlasser-Startbestimmungseinheit 105, dass der Anlasser 2 zu starten ist und gibt daher einen Antriebsbefehl zum Starten des Anlassers 2 aus, während die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155 feststellt, dass der Elektromotor/Generator 4 zu starten ist und daher einen Antriebsbefehl zum Starten des Elektromotor/Generators 4 ausgibt.
Alternativ machen die Anlasser-Startbestimmungseinheit 105 und die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155 ähnliche Bestimmungen und geben jeweils entsprechende Antriebsbefehle zu einem Punkt aus, wenn das Fahrpedal in Rollbedingung heruntergedrückt wird.
Wenn auf diese Weise ein gemeinsames Starten durchgeführt wird, wird der Motor rasch wieder gestartet und kann darüber hinaus selbstverständlich eine auf den Riemen ausgeübte Last (der Transmissionsmechanismus 6), der den Elektromotor/Generator 4 mit der Motorwelle verbindet, durch Drehmomentunterstützung aus dem Anlasser 2 reduziert werden, was einen Anstieg der Lebensdauer des Riemens ermöglicht.
Abschnitt "3" entspricht einer Hochgeschwindigkeits-Rollbedingung und zwischen Abschnitt "3" und Abschnitt "4", der einem Abschnitt entspricht, in welchem das Fahrzeug von dieser Bedingung verlangsamt, bleibt das Rollen im Gange. Es wird daher angenommen, dass der Motor 7 im Wesentlichen gestoppt wird und nur durch Trägheit rotiert. Daher sind der Motor 7 und das Getriebe 500 zeitweilig verbunden und wenn einmal der Motor durch den Elektromotor/Generator 4 gestartet ist, wird der Elektromotor/Generator 4 unmittelbar zu Regeneration umgeschaltet.
Zu dieser Zeit bestimmt die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155, dass der Elektromotor/Generator 4 an einem Punkt zu starten ist, wo die zeitliche Änderungsrate bei der Fahrzeuggeschwindigkeit als gleich oder kleiner einem vorbestimmten Negativwert festgestellt wird, beispielsweise relativ zur Durchschnitts-Fahrzeuggeschwindigkeit während des Hochgeschwindigkeitsrollens und gibt daher einen Antriebsbefehl zum Starten des Elektromotor/Generators 4 aus.
Derweil wird der Anlasser 2 nicht zwischen Abschnitt "3" und Abschnitt "4" gestartet. Durch Durchführen dieser Operation kann regenerative Energie effektiv während der Verlangsamung gesammelt werden.
Abschnitt "4" ist ein Niedriggeschwindigkeits-Elektrofahrzeug-(EV)Fahrabschnitt, der einen Elektrofahrzeugmodus vorsieht, in welchem der Motor gestoppt ist und die Antriebskraft durch den Elektromotor/Generator 4 alleine erzeugt wird. Im Abschnitt "4" führt der Elektromotor/Generator 4 Stromantrieb durch.
Eine ergänzende Beschreibung wird nunmehr in Relation auf Beschleunigung und Verlangsamung bereitgestellt, die ab dem Abschnitt "4" durchgeführt wird. Während der Beschleunigung wird während des Stromantriebs durch den Elektromotor/Generator 4 erzeugtes Drehmoment an den Motor so übertragen, dass das Fahrzeug sanft ohne Anlassschlag beschleunigt werden kann. Während des Verlangsamens wird der Motor 7 gestoppt und der Elektromotor/Generator 4 führt Regeneration so durch, dass regenerative Energie gesammelt wird.
Daher kann in den Beispielen von 3 und 4 der Startschalter 100 feststellen, dass ein Startschalten erforderlich ist, entweder auf oder über einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit, oder gemäß der zeitlichen Änderungsrate bei der Fahrzeuggeschwindigkeit. Mit anderen Worten kann der Startschalter 100 wie folgt feststellen, ob ein Startumschalten erforderlich ist oder nicht.

• Während des anfänglichen Startens/Anlassens bestimmt der Startschalter 100, dass ein gemeinsames Starten unter Verwendung sowohl des Anlassers 2 als auch des Elektromotor/Generators 4 erforderlich ist.
• Während des Startens in dem Leerlauf-Stoppzustand, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Null ist, bestimmt der Startschalter 100, dass ein Solostarten unter Verwendung des Elektromotor/Generators 4 erforderlich ist.
• Während des Startens aus der Niedriggeschwindigkeits-Rollbedingung bestimmt der Startschalter 100, dass ein gemeinsames Starten unter Verwendung sowohl des Anlassers 2 als auch des Elektromotor/Generators 4 erforderlich ist.
• Während des Startens aus der Hochgeschwindigkeits-Rollbedingung bestimmt der Startschalter 100, dass ein Solostarten unter Verwendung des Elektromotor/Generators 4 zeitweilig erforderlich ist.

Als Ergebnis können verschiedene Effekte, wie Unterdrücken von Riemenschlupf, so dass der Motor zuverlässig gestartet werden kann, Erzielen ausreichender Geschwindigkeit und Ruhe während des Anlassens und Verbessern der Lebenszeit des Riemens durch Reduzierens der darauf ausgeübten Last erhalten werden.
Weiter weist im Vergleich mit dem Anlasser 2 der Elektromotor/Generator 4 typischer Weise eine Hochrotations-/Niedrigdrehmoment-Charakteristik auf. Daher, wenn der Anlasser 2 und der Elektromotor/Generator 4 synchron gestartet werden, kann eine Situation auftreten, in welcher der Anlasser 2 an der Motorwelle in einer Drehzahlregion in Eingriff verbleibt, in der der Anlasser 2 nicht rotieren kann, mit dem Ergebnis, dass der Anlasser 2 durch die Motorwelle mitgeschleppt wird.
In diesem Fall wirkt der Anlasser 2 als eine Last auf den Elektromotor/Generator 4 und daher, wenn ein gemeinsames Starten unter Verwendung sowohl des Anlassers 2 als auch des Elektromotor/Generators 4 durchgeführt wird, ist ein Umschalten erforderlich, um das Zahnrad des Anlassers 2 rasch herauszuziehen. Daher, wenn die Anlasser-Startbestimmungseinheit 105 feststellt, dass der Anlasser 2 in einem Szenario zu starten ist, bei dem gemeinsames Starten unter Verwendung sowohl des Anlassers 2 als auch des Elektromotor/Generators 4 durchgeführt wird, mag eine unten beschriebene Operation durchgeführt werden.
Beispielsweise kann ein Anlasser-Antriebsbefehl, durch welchen der Anlasser eine vorbestimmten Startperiode (beispielsweise 50 ms) lang angetrieben werden kann, vorab in Form von Software oder Hardware erzeugt werden, und dieser Befehl kann auf den Anlasser 2 so angewendet werden, dass, nachdem der Anlasser 2 50 ms lang gestartet worden ist, das Zahnrad des Anlassers 2 herausgezogen wird, wodurch der Anlasser 2 nicht länger gestartet wird.
Durch Durchführen dieser Operation während gemeinsamen Startens kann der Anlassermotor des Anlassers 2 angehalten werden, indem das Zahnrad des Anlassers 2 herausgezogen wird, nachdem der Anlasser 2 eine vorbestimmte Periode lang gestartet worden ist. Entsprechend kann eine Situation, in der der Anlasser 2 als eine Last mitgeschleppt wird, vermieden werden und als Ergebnis kann das durch den Elektromotor/Generator 4 erzeugte Drehmoment effizient an die Motorseite transmittiert werden.
Die Effekte der Motorstart-Steuervorrichtung 1 sind oben unter Verwendung eines Motorseiten-Montageriemen-Antriebssystems als einem Beispiel beschrieben worden. Es ist anzumerken, dass im Motorseiten-montierten Antriebssystem ein Solostart unter Verwendung des Elektromotor/Generators alleine selbstverständlich während des anfänglichen Startens durchgeführt werden kann. Durch Durchführen dieser Operation kann eine Verbesserung bei der Ruhe während des anfänglichen Anlassens erzielt werden.
Als Nächstes werden, wobei ein anderes Antriebssystem als ein Beispiel verwendet wird, die Wirkungen der ersten Ausführungsform im Detail beschrieben, wobei Beispiele eines spezifischen Antriebssystems und von spezifischen Fahrzeugfahrmodi entsprechend dem Antriebssystem zitiert werden.
5 ist eine Ansicht, die den Motor, das Getriebe und die Motorstart-Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt. Die Motorstart-Steuervorrichtung 1 beinhaltet den ersten Transmissionspfad und einen dritten Transmissionspfad als zwei Drehmoment-Transmissionspfade, die zum Motor 7 führen, der als das Startsubjekt dient. Auf dem ersten Transmissionspfad überträgt der Anlasser 2 ein Drehmoment an den Motor 7 über den Eingriffs-Transmissionsmechanismus 3. Auf dem dritten Transmissionspfad überträgt der Elektromotor/Generator 4 ein Drehmoment an das Getriebe 500, welches als Startsubjekt dient, über den Transmissionsmechanismus 6.
Der Startschalter 100 treibt den Anlasser 2 und den Elektromotor/Generator 4 jeweils durch Erzeugen und Ausgeben von Anlasserantriebsbefehlen und Elektromotor/Generator-Antriebsbefehlen auf Basis der Information aus dem Fahrzeug-Betriebsbedingungssensor 20 aus, der die Betriebsbedingung des Fahrzeugs detektiert.
6 ist eine Ansicht, die eine Beispielkonfiguration eines anderen Antriebssystems als das von 3 zeigt, gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung. 6 ist eine spezifische Sicht von 5 und das in 6 gezeigte Antriebssystem ist so konfiguriert, dass der Anlasser 2 am Motor 7 vorgesehen ist und der Elektromotor/Generator 4 an der Seite des Getriebes 500 vorgesehen ist. Bei dieser Anwendung wird die in 6 gezeigte Konfiguration als ein getriebeseitig montiertes Riemen-Antriebssystem bezeichnet. Man beachte, dass, obwohl das Antriebssystem als getriebeseitig montiert beschrieben ist, der Elektromotor/Generator 4 auch in das Innere des Getriebes 500 eingebaut sein kann.
Der Elektromotor/Generator 4 ist mit einer Übertragungswelle über den als der Transmissionsmechanismus 6 dienende Riemen verbunden. Der Anlasser 2 ist mit der Motorwelle durch den Eingriffs-Transmissionsmechanismus 3 (nicht gezeigt) verbunden. Der Motor 7 und das Getriebe 500 sind durch die Kupplung 600 verbunden.
7 ist eine Ansicht, welche den Motorzustand, die Start-Timings des Anlassers 2 und des Elektromotor/Generators 4 und so weiter relativ zum Fahrmodus zeigt, wenn das Antriebssystem von 6 verwendet wird, gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung. Spezifischer ist 7 in eine obere Zeichnung und eine untere Zeichnung unterteilt. Die obere Zeichnung ist eine Ansicht, die den Fahrmodus zeigt, wenn die Zeit auf der Abszisse eingestellt ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit, die als eine Betriebsbedingung des Fahrzeugs dient, auf der Ordinate eingestellt ist.
Die untere Zeichnung ist eine Balkengraphik, die den Fahrmodus zeigt, wenn die Zeit auf der Abszisse eingestellt ist und die Motorbedingung und entsprechenden Startbedingungen und Start-Timings des Anlassers 2 und des Elektromotor/Generators 4 Ordinate eingestellt sind.
Das Starten (Anfangsstarten) aus einer Bedingung, in welcher die Fahrzeuggeschwindigkeit Null ist, wenn der Motor zum ersten Mal gestartet wird, entspricht einer Region, die als Abschnitt "0" in 7 angegeben ist. Im Abschnitt "0" wird ein gemeinsames Anlassen unter Verwendung sowohl des Anlassers 2 als auch des Elektromotor/Generators 4 durchgeführt. Wenn ein gemeinsames Starten durchgeführt wird, werden der Anlasser 2 und der Elektromotor/Generator 4 synchron gestartet.
Zu dieser Zeit bestimmt die Anlasser-Startbestimmungseinheit 105, dass der Anlasser 2 zu starten ist, und gibt daher einen Antriebsbefehl zum Starten des Anlassers 2 aus, während die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155 bestimmt, dass der Elektromotor/Generator 4 zu starten ist, und daher einen Antriebsbefehl zum Starten des Elektromotor/Generators 4 ausgibt.
In einer Region zwischen Abschnitt "0" und Abschnitt "1", wo das Fahrzeug beschleunigt und verlangsamt, führt der Elektromotor/Generator 4 eine Stromfahroperation während der Beschleunigung und eine Regenerativoperation während der Verlangsamung durch.
Abschnitt "1" gibt eine Leerlauf-Stoppbedingung an, in welcher die Fahrzeuggeschwindigkeit Null ist, nachdem das Fahrzeug mindestens einmal gestartet worden ist. Zu dieser Zeit wird der Motor 7 von dem Getriebe 500 entkuppelt. Weiterhin verbleiben im Abschnitt "1" der Anlasser 2 und der Elektromotor/Generator 4 beide im Leerlauf.
Zu dieser Zeit bestimmt die Anlasser-Startbestimmungseinheit 105, dass der Anlasser 2 nicht zu starten ist und gibt daher einen Antriebsbefehl aus, in Reaktion auf welchen der Anlasser 2 nicht gestartet wird, während die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155 feststellt, dass der Elektromotor/Generator 4 nicht zu starten ist, und daher ein Antriebsbefehl ausgibt, in Reaktion auf welches der Elektromotor/Generator 4 nicht gestartet wird.
Als Nächstes wird in einer Region zwischen Abschnitt "1" und Abschnitt "2", wo das Fahrzeug aus der Leerlauf-Stoppbedingung beschleunigt, der Motor von einer Fahrzeuggeschwindigkeit von Null unter Verwendung des Elektromotor/Generators 4 angelassen, woraufhin der Elektromotor/Generator 4 Beschleunigungsstromantrieb durchführt. In der Leerlauf-Stoppbedingung ist der Motor zumindest einmal gestartet worden und daher ist eine Motor-Installationsumgebung vergleichsweise warm. Daher kann eine ausreichende Ruhe und Raschheit während des Startens durch Durchführen von Solostart unter Verwendung des Elektromotor/Generators 4 durchgeführt werden.
Zu dieser Zeit bestimmt die Anlasser-Startbestimmungseinheit 105, dass der Anlasser 2 nicht zu starten ist, und gibt daher einen Antriebsbefehl aus, in Reaktion auf welchen der Anlasser 2 nicht gestartet wird, während die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155 bestimmt, dass der Elektromotor/Generator 4 zu starten ist und gibt daher einen Antriebsbefehl zum Starten des Elektromotor/Generators 4 aus.
Abschnitt "2" gibt eine sogenannte Rollbedingung an, in welcher der Motor 7 automatisch gestoppt wird, wenn das Fahrzeug bei einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit ist, so dass der Motor 7 und das Getriebe 500 entkuppelt werden, mit dem Ergebnis, dass das Fahrzeug über Trägheit fährt. Mit anderen Worten entspricht Abschnitt "2" einer Bedingung, in welcher ein Fahrpedal nicht heruntergedrückt ist. Im Abschnitt "2" fährt das Fahrzeug bei einer vergleichsweise konstanten Fahrzeuggeschwindigkeit, obwohl dies von den Wirkungen des Rollreibungswiderstands in den Reifen und so weiter abhängt.
Während der zwischen Abschnitt 2 und Abschnitt "3" auftretenden Beschleunigung, wenn das Fahrzeug von der Rollbedingung zum Hochgeschwindigkeitsrollen verschiebt, wird ein gemeinsames Starten unter Verwendung sowohl des Anlassers 2 als auch des Elektromotor/Generators 4 durchgeführt. Spezifischer, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich einem vorbestimmten Wert relativ zur Durchschnitts-Fahrzeuggeschwindigkeit des Abschnitts "2", ist oder ihn übersteigt, bestimmt die Anlasser-Startbestimmungseinheit 105, dass der Anlasser 2 zu starten ist und gibt daher einen Antriebsbefehl zum Starten des Anlassers 2 aus, während die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155 feststellt, dass der Elektromotor/Generator 4 zu starten ist und daher einen Antriebsbefehl zum Starten des Elektromotor/Generators 4 ausgibt.
Alternativ machen die Anlasser-Startbestimmungseinheit 105 und die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155 ähnliche Bestimmungen und geben jeweils entsprechende Antriebsbefehle zu dem Punkt aus, wenn das Fahrpedal in Rollbedingung heruntergedrückt wird.
Wenn auf diese Weise ein gemeinsames Starten durchgeführt wird, wird der Motor rasch wieder gestartet und kann darüber hinaus selbstverständlich die auf den Riemen (der Transmissionsmechanismus 6) ausgeübte Last, der den Elektromotor/Generator 4 mit der Motorwelle verbindet, durch Drehmomentunterstützung aus dem Anlasser 2 reduziert werden, was einen Anstieg der Lebensdauer des Riemens ermöglicht.
Abschnitt "3" entspricht einer Hochgeschwindigkeits-Rollbedingung und zwischen Abschnitt "3" und Abschnitt "4", der einem Abschnitt entspricht, in welchem das Fahrzeug von dieser Bedingung verlangsamt, bleibt das Rollen im Gange. Wie in 6 gezeigt, ist der Elektromotor/Generator 4 auf der Getriebe-500-Seite vorgesehen und daher kann in diesem Fahrmodus durch die Rotation, die mit dem Rollen einhergeht, erzeugte, kinetische Energie durch den Elektromotor/Generator 4 in Regenerativenergie umgewandelt werden und ohne Verbinden der Kupplung 6 mit der Seite des Motors 7 gesammelt werden. Daher führt in diesem Abschnitt der Elektromotor/Generator 4 Verlangsamungs-Regeneration durch.
Derweil wird der Anlasser 2 nicht zwischen Abschnitt "3" und Abschnitt "4" gestartet. Durch Durchführen dieser Operation kann regenerative Energie effektiv während der Verlangsamung gesammelt werden.
Abschnitt "4" ist ein Niedriggeschwindigkeits-EV-Fahrabschnitt, der einen Elektrofahrzeugmodus vorsieht, in welchem der Motor gestoppt ist und die Antriebskraft durch den Elektromotor/Generator 4 alleine erzeugt wird. Im Abschnitt "4" führt der Elektromotor/Generator 4 Stromantrieb durch.
Nunmehr wird eine ergänzende Beschreibung in Bezug auf Beschleunigung und Verlangsamung, die ab dem Abschnitt "4" durchgeführt wird, bereitgestellt. Während der Beschleunigung wird das Fahrzeug glatt ohne Startschlag beschleunigt, wobei sowohl das Drehmoment, das während des Stromantriebs durch den Elektromotor/Generator 4 erzeugt wird, als auch das Drehmoment, das erzeugt wird, wenn die Kupplung 600 eingekuppelt ist und der Motor 7 zeitweilig durch den Anlasser 2 gestartet ist, verwendet werden. Während der Verlangsamung wird der Motor durch Auskuppeln der Kupplung 6 gestoppt, woraufhin der Elektromotor/Generator 4 eine Regeneration durchführt, so dass regenerative Energie gesammelt wird.
Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit während der Fahrt einen vorbestimmten Wert erreicht oder übersteigt, wenn das Fahrzeug von Niedriggeschwindigkeits-EV-Fahrt beschleunigt, bestimmt die Anlasser-Startbestimmungseinheit 105, dass der Anlasser 2 zu starten ist und gibt einen Antriebsbefehl zum Starten des Anlassers 2 aus. Als Ergebnis wird ein Solostarten unter Verwendung des Anlassers durchgeführt.
Weiter, wenn die Anlasser-Startbestimmungseinheit 105 bestimmt, dass der Anlasser 2 zu starten ist, in einem Szenario, bei dem gemeinsames Starten unter Verwenden sowohl des Anlassers 2 als auch des Elektromotor/Generators 4 durchgeführt wird, kann eine nachfolgende Operation durchgeführt werden. Beispielsweise kann ein Anlasser-Antriebsbefehl, durch welchen der Anlasser eine vorbestimmte Startperiode lang (beispielsweise 50 ms) angetrieben werden kann, vorab in Form von Software oder Hardware erzeugt werden und dieser Befehl kann auf den Anlasser 2 angewendet werden, so dass, nachdem der Anlasser 2 50 ms lang gestartet worden ist, das Zahnrad des Anlassers 2 herausgezogen wird, wodurch der Anlasser 2 nicht mehr länger gestartet wird. Dieses zusätzliche Befehlsausformen ist identisch zu demjenigen des oben beschriebenen Motorseiten-montierten Riemen-Antriebssystems.
Durch Durchführen dieser Operation während des gemeinsamen Startens kann der Startermotor des Anlassers 2 gestoppt werden, indem das Zahnrad des Anlassers 2 herausgezogen wird, nachdem der Anlasser 2 eine vorbestimmte Periode lang gestartet worden ist. Entsprechend kann eine Situation, in der der Anlasser 2 als Last mitgeschleppt wird, vermieden werden und kann im Ergebnis das durch den Elektromotor/Generator 4 erzeugte Drehmoment effektiv an die Motorseite übertragen werden.
Daher kann beim Beispiel des getriebeseitig montierten Riemen-Antriebssystems der Startschalter 100 bestimmen, ob ein Startumschalten erforderlich ist, anhand der Fahrzeuggeschwindigkeit. Mit anderen Worten kann der Startschalter 100 bestimmen, ob ein Startumschalten erforderlich ist, wie folgt.

Als Ergebnis können verschiedene Effekte, wie Unterdrücken von Riemenschlupf, so dass der Motor zuverlässig gestartet werden kann, Erzielen ausreichender Geschwindigkeit und Ruhe während des Anlassens und Verbessern der Lebenszeit des Riemens durch Reduzierens der darauf ausgeübten Last erhalten werden.
Die Effekte des gemeinsamen Startens unter Verwendung sowohl des Anlassers 2 als auch des Elektromotor/Generators 4 sind oben unter Verwendung eines getriebeseitig montierten Riemen-Antriebssystems als einem Beispiel beschrieben worden. Es ist anzumerken, dass im getriebeseitig montierten Antriebssystems ein Solostarten unter Verwendung nur des Elektromotor/Generators selbstverständlich während des Anfangsstartens durchgeführt werden kann. Durch Durchführen dieser Operation kann eine Verbesserung bei der Ruhe während des Anfangsstartens erreicht werden.
Gemäß der ersten Ausführungsform, wie oben beschrieben, ist es möglich, auf ein Szenario zu reagieren, bei welchem der Motor ab einem Zustand neu gestartet wird, in welchem das Fahrzeug durch Trägheit fährt, nachdem der Motor automatisch gestoppt worden ist. Daher kann die auf den Getriebemechanismus, der den Elektromotor/Generator mit der Motorwelle verbindet, ausgeübte Last reduziert werden und kann ein günstiges gemeinsames Startsystem, das sowohl den Anlasser als auch den Elektromotor/Generator verwendet, mit welchem der Motor schnell wieder gestartet werden kann, erhalten werden.
Weiter kann durch Durchführen von Startumschaltungen zwischen dem Anlasser und dem Elektromotor/Generator eine Situation, in welcher der Anlasser als Last mitgeschleift wird, während des Startens unter Verwendung des Elektromotor/Generators vermieden werden und als Ergebnis kann das durch den Elektromotor/Generator erzeugte Drehmoment effektiv auf die Motorseite übertragen werden.
Zweite Ausführungsform
8 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration eines Motors und einer Motorstart-Steuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt. Eine Konfiguration der Motorstart-Steuervorrichtung 1a gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Konfiguration der Motorstart-Steuervorrichtung 1 gemäß der ersten, oben beschriebenen Ausführungsform darin, dass ein Startschalter 100A und ein Startzeitpunkt-Justierer 200A anstelle des Startschalters 100 vorgesehen sind. Daher werden Startumschaltungen zwischen dem Anlasser 2 und dem Elektromotor/Generator 4 und Startzeitpunkt-Justierung wie durch die Motorstart-Steuervorrichtung 1a durchgeführt, unten beschrieben, während auf diesen Unterschied abgestellt wird.
Der Startschalter 100A bestimmt, welches vom Solostarten, das den Anlasser 2 verwendet, Solostarten, das den Elektromotor/Generator 4 verwendet, und gemeinsamem Starten, das sowohl den Anlasser 2 als auch den Elektromotor/Generator 4 verwendet, auszuführen ist, basierend auf der Information aus dem Fahrzeug-Betriebsbedingungssensor 20, und gibt einen Anlasser-Antriebsbefehl und einen Elektromotor/Generator-Antriebsbefehl gemäß dem Bestimmungsergebnis aus.
Weiter weist der Startzeitpunkt-Justierer 200A eine Funktion zum Einfügen einer vorbestimmten Zeitverzögerung auf, wenn die zwei Antriebsbefehle jeweils an den Anlasser 2 und den Elektromotor/Generator 4 gesendet werden.
Als Nächstes werden interne Konfigurationen des Startschalters 100A und des Startzeitpunkt-Justierers 200A, die in der Motorstart-Steuervorrichtung 1A gemäß der zweiten Ausführungsform enthalten sind, unter Verwendung von 9 beschrieben. 9 ist eine illustrative Ansicht, die eine spezifische Konfiguration des Startschalters 100A und des Startzeitpunkt-Justierers 200A zeigt, die in der Motorstart-Steuervorrichtung 1A gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung enthalten sind.
Der Startschalter 100A ist konfiguriert, eine Anlasser-Startbestimmungseinheit 105A und eine Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155A zu enthalten. Weiter ist der Startzeitpunkt-Justierer 200A konfiguriert, einen Anlasser-Startzeitpunkt-Justierer 205A und einen Elektromotor/Generator-Startzeitpunkt-Justierer 255A zu enthalten. Hier sind die Anlasser-Startbestimmungseinheit 105A und die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155A jeweils identisch zur Anlasser-Startbestimmungseinheit 105 und der Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155 der ersten Ausführungsform und daher ist deren Beschreibung weggelassen worden.
Der Anlasser-Startzeitpunkt-Justierer 205A gibt einen letzten Anlasserantriebsbefehl an den Anlasser 2 auf Basis der Ausgabe der Anlasser-Startbestimmungseinheit 105A und der Information (der Fahrzeuggeschwindigkeit v) aus dem Fahrzeug-Betriebsbedingungssensor 20 aus.
Zu dieser Zeit gibt der Anlasser-Startzeitpunkt-Justierer 205A den letzten Anlasserantriebsbefehl an den Anlasser 2 aus, wenn beispielsweise eine Bedingung, gemäß welcher die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich einem vorbestimmten Wert ist oder ihn übersteigt und die zeitliche Änderungsrate in der Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, etabliert wird. Durch Einführen einer Bestimmung, basierend auf einer zeitlichen Änderungsrate bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit auf diese Weise, kann die Motorstart-Steuervorrichtung 1A gemäß der zweiten Ausführungsform eine angemessene Zeitverzögerung auf das Starten des Anlassers 2 anwenden.
In ähnlicher Weise gibt der Elektromotor/Generator-Startzeitpunkt-Justierer 255A einen letzten Elektromotor/Generator-Antriebsbefehl an den Elektromotor/Generator 4 auf Basis der Ausgabe der Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155A und der Information (der Fahrzeuggeschwindigkeit v) aus dem Fahrzeug-Betriebsbedingungssensor 20 aus.
Zu dieser Zeit gibt der Elektromotor/Generator-Startzeitpunkt-Justierer 255A den letzten Elektromotor/Generator-Antriebsbefehl an den Elektromotor/Generator 4 aus, beispielsweise wenn eine Bedingung, gemäß welcher die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich einem vorbestimmten Wert ist oder ihn übersteigt und eine zeitliche Änderungsrate bei der Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, etabliert wird. Durch Einführen einer Bestimmung, basierend auf der zeitlichen Änderungsrate bei der Fahrzeuggeschwindigkeit auf diese Weise kann die Motorstart-Steuervorrichtung 1A gemäß der zweiten Ausführungsform eine angemessene Zeitverzögerung auf das Starten des Elektromotor/Generators 4 anwenden.
Es ist jedoch anzumerken, dass, wenn ein gemeinsames Starten unter Verwendung sowohl des Anlassers 2 als auch des Elektromotor/Generators 4 durchgeführt wird, der Anlasser 2 grundsätzlich vor dem Elektromotor/Generator 4 gestartet wird. Entsprechend wird der durch den Elektromotor/Generator-Startzeitpunkt-Justierer 255A in Relation auf die zeitliche Änderungsrate beim Fahrzeug eingestellte Schwellenwert vorzugsweise auf einen etwas größeren Wert eingestellt als den durch den Anlasser-Startzeitpunkt-Justierer 205A eingestellten Schwellenwert.
Spezifischer werden die jeweiligen Schwellenwerte so eingestellt, dass ein Elektromotor/Generator das Starten mit einer Zeitverzögerung zwischen mehreren 10 ms und 100 ms oder mehr relativ zum Anlasserstarten auftritt. Durch derartiges Einstellen der Schwellenwerte kann der Elektromotor/Generator 4 bei einer vorbestimmten Zeitverzögerung nachfolgend dem Starten des Anlassers 2 gestartet werden. Als Ergebnis, insbesondere in einem Fall, bei dem eine geteilte Batterie durch den Anlasser 2 und den Elektromotor/Generator 4 verwendet wird, kann ein Anlaufstrom, welcher erzeugt wird, wenn der Elektromotor/Generator 4 gestartet wird, verkleinert werden und kann eine Menge an verbrauchtem Batteriestrom reduziert werden.
Gemäß der zweiten Ausführungsform, wie oben beschrieben, wird eine Bestimmung, ob es notwendig ist, den Anlasser zu starten, oder nicht, auf Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit getroffen und wenn es notwendig ist, den Anlasser zu starten, kann der Startzeitpunkt des Anlassers nach Bedarf justiert werden. Als Ergebnis kann das Starten des Anlassers auf erforderlichem Minimum durchgeführt werden, in Übereinstimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit, was eine Reduktion bei der Menge verbrauchten Batteriestroms ermöglicht.
Dritte Ausführungsform
10 ist eine Ansicht, welche eine Konfiguration eines Motors und einer Motorstart-Steuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt. Eine Konfiguration einer Motorstart-Steuervorrichtung 1B gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von der Konfiguration der Motorstart-Steuervorrichtung 1 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform darin, dass Information aus einem Motor-Rotationswinkelsensor 8 durch einen Startschalter 100B zusätzlich zur Information aus dem Fahrzeug-Betriebsbedingungssensor 20 verwendet wird. Daher wird das Startschalten unter Verwendung der Information aus dem Motordrehwinkelsensor 8 wie auch der Information aus dem Fahrzeug-Betriebsbedingungssensor 20 unten beschrieben, während auf diesen Unterschied abgestellt wird.
11 ist eine illustrative Ansicht, die eine spezifische Konfiguration eines Startschalters 100B, der in der Motorstart-Steuervorrichtung 1B gemäß der dritten Ausführungsform dieser Erfindung enthalten ist, zeigt. Eine Anlasser-Startbestimmungseinheit 105B sendet einen Anlasserantriebsbefehl an den Anlasser 2 auf Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit v, die als ein Detektionswert aus dem Fahrzeug-Betriebsbedingungssensor 20 erhalten wird, und einem Motor-Rotationswinkel θeng, der als ein Detektionswert aus dem Motor-Rotationswinkelsensor 8 erhalten wird. Ähnlich sendet eine Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155B einen Elektromotor/Generator-Antriebsbefehl an den Elektromotor/Generator 4 auf Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit v und dem Motor-Rotationswinkel θeng. Hier ist der Motor-Rotationswinkelsensor 8 erhalten wird. Ähnlich sendet eine Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155B einen Elektromotor/Generator-Antriebsbefehl an den Elektromotor/Generator 4 auf Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit v und dem Motor-Rotationswinkel θeng. Hier ist der Motor-Rotationswinkelsensor 8 beispielsweise ein auf der Motorwelle vorgesehener Kurbelwinkelsensor.
Spezifischer bestimmt die Anlasser-Startbestimmungseinheit 105B, ob der Anlasser 2 zu starten ist oder nicht, auf Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit v und des Motor-Rotationswinkels θeng. Nach Bestimmung, dass der Anlasser 2 zu starten ist, gibt die Anlasser-Startbestimmungseinheit 105B einen Anlasserantriebsbefehl an den Anlasser 2 aus, in Reaktion worauf der elektromagnetische Aktuator des Anlassers 2 angetrieben wird, um das Zahnrad herauszuschieben, das in Eingriff gelangt mit der Motorwelle, so dass das Zahnrad mit dem Zahnkranz in Eingriff kommt. Weiter treibt die Anlasser-Startbestimmungseinheit 105B den Anlassermotor an, um das Zahnrad zu rotieren, wodurch Drehmoment auf den Motor 7 übertragen wird.
Ähnlich zur ersten oben beschriebenen Ausführungsform kann die Anlasser-Startbestimmungseinheit 105B feststellen, dass der Anlasser 2 während eines Leerlaufstopps zu starten ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Null ist und wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einem vorbestimmten Wert in der Fahrzeugrollbedingung gleicht oder ihn übersteigt, in welchem der Motor 7 automatisch gestoppt ist, während das Fahrzeug beispielsweise bei einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit ist. In allen anderen Fällen bestimmt die Anlasser-Startbestimmungseinheit 105B, dass der Anlasser 2 nicht gestartet wird.
Wenn der Anlasser 2 zu starten ist, wird der Startschalter des Anlassers 2 eingeschaltet, wodurch der elektromagnetische Aktuator und der Anlassermotor gemäß den im Anlasser 2 vorgesehenen elektrischen Schaltungen angetrieben werden.
Wenn der Anlasser 2 nicht zu starten ist, wird andererseits der Startschalter des Anlassers 2 ausgeschaltet. Entsprechend gehen die elektrischen Schaltungen des Anlassers 2 in die nicht-energetisierte Bedingung über und als Ergebnis werden der elektromagnetische Aktuator und der Anlassermotor nicht angetrieben. Weiter kann in einer Anwendung, die den Motor-Rotationswinkel θeng verwendet, unter Berücksichtigung eines Viertaktzyklus, der Einlass, Kompression, Ausdehnung und Auslass enthält, der wiederholt durch einen typischen Motor durchgeführt wird, die Anlasser-Startbestimmungseinheit 105B feststellen, dass der Anlasser 2 zu starten ist, wenn zusätzlich zu der oben beschriebenen Fahrzeuggeschwindigkeits-Bestimmungsbedingung der Motor-Rotationswinkel innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist.
Hier kann der vorbestimmte Bereich des Motor-Rotationswinkels in der Umgebung des oberen Totpunkts liegen, in welchem ein Motorlastdrehmoment maximal ist, oder mit anderen Worten bei einem vorbestimmten Zwischenhub-Motor-Rotationswinkelbereich, der Kompression und Expansion überbrückt, oder kann umgekehrt bei einem Motor-Rotationswinkelbereich eingestellt sein, bei welchem das Motorlast-Drehmoment minimal ist.
Weiterhin kann unter Verwendung einer Motordrehzahl, die durch Ableiten des Motor-Rotationswinkels durch eine angemessene Abtastzeit ermittelt wird, die Anlasser-Startbestimmungseinheit 105B entscheiden, das Zahnrad des Anlassers 2 herauszuziehen, oder mit anderen Worten bestimmen, dass der Anlasser 2 nicht zu starten ist, wenn die Motordrehzahl eine vorbestimmte Drehzahl (entsprechend einem Fall, bei dem die Motordrehzahl von einem vorbestimmten Bereich abweicht) übersteigt. Durch Durchführen dieser Operation kann eine Situation, bei der der Anlasser 2 als Last mitgeschleppt wird, wenn gemeinsames Starten unter Verwendung sowohl des Anlassers 2 als auch des Elektromotor/Generators 4 durchgeführt wird, vermieden werden und als Ergebnis kann durch den Elektromotor/Generator 4 erzeugtes Drehmoment effizient an den Motor 7 übertragen werden.
Derweil bestimmt die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155B, ob der Elektromotor/Generator 4 zu starten ist oder nicht, auf Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit v, und wenn der Elektromotor/Generator 4 zu starten ist, gibt sie einen Elektromotor/Generator-Antriebsbefehl an den Elektromotor/Generator 4 aus. Beim Empfangen des Elektromotor/Generator-Antriebsbefehls wird der Elektromotor/Generator 4 angetrieben, wodurch Drehmoment über den Transmissionsmechanismus 6 an den Motor 7 übertragen wird, der zusammen mit der Motorwelle arbeitet.
Ähnlich zur ersten Ausführungsform bestimmt die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155B, dass der Elektromotor/Generator 4 während eines Leerlaufstopps zu starten ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Null ist, und wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich einem vorbestimmten Wert in der Fahrzeugrollbedingung ist oder ihn übersteigt, in welchem der Motor 7 automatisch gestoppt ist, während das Fahrzeug beispielsweise bei einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit ist. In allen anderen Fällen bestimmt die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155B, dass der Elektromotor/Generator 4 nicht zu starten ist.
Wenn der Elektromotor/Generator-Antriebsbefehl empfangen wird, nachdem die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155B bestimmt, dass der Elektromotor/Generator 4 zu starten ist, wird der Startschalter des Elektromotor/Generators 4 eingeschaltet, wodurch der Elektromotor/Generator 4 gemäß der in dem Elektromotor/Generator 4 bereitgestellten elektrischen Schaltung angetrieben wird.
Wenn die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155B feststellt, dass der Elektromotor/Generator 4 nicht zu starten ist, so dass der Elektromotor/Generator-Antriebsbefehl nicht empfangen wird, wird andererseits der Startschalter des Elektromotor/Generators 4 abgeschaltet. Entsprechend geht die elektrische Schaltung des Elektromotor/Generators 4 in den nicht energetisierten Zustand über, und als Ergebnis wird der Elektromotor/Generator 4 nicht angetrieben.
Weiter kann in einer Anwendung, die den Motor-Rotationswinkel θeng verwendet, unter Berücksichtigung des Viertaktzyklus, der Einlass, Kompression, Expansion und Auslass enthält, der wiederholt von einem typischen Motor durchgeführt wird, die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155B bestimmen, dass der Elektromotor/Generator 4 zu starten ist, wenn zusätzlich zur Fahrzeuggeschwindigkeits-Bedingung der Motor-Rotationswinkel innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt.
Hier kann der vorbestimmte Bereich des Motor-Rotationswinkels in der Nähe des oberen Totpunkts eingestellt werden, an welchem das Motorlastdrehmoment auf einem Maximum ist, oder mit anderen Worten bei einem vorbestimmten Zwischenhub-Motorwinkelbereich, der Kompression und Expansion überbrückt, oder kann anderes um bei einem Motor-Rotationswinkelbereich eingestellt sein, in welchem das Motorlastdrehmoment auf einem Minimum ist.
Weiterhin kann unter Verwendung einer Motordrehzahl, welche durch Ableiten des Motor-Rotationswinkels durch eine angemessene Abtastzeit ermittelt wird, die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155B bestimmen, dass der Elektromotor/Generator 4 zu starten ist bei oder über einer vorbestimmten Motordrehzahl. Durch Durchführen dieser Operation kann während des gemeinsamen Startens unter Verwendung sowohl des Anlassers 2 als auch des Elektromotor/Generators 4 der Anlasser 2 auf eine maximale Drehzahlregion angetrieben werden, wodurch das Starten zum Elektromotor/Generator 4 verschoben werden kann. Als Ergebnis können das durch den Anlasser 2 erzeugte Drehmoment und das durch den Elektromotor/Generator 4 erzeugte Drehmoment beide kontinuierlich effizient an den Motor übertragen werden.
Gemäß der dritten Ausführungsform kann, wie oben beschrieben, insbesondere wenn ein gemeinsames Starten unter Verwendung sowohl des Anlassers als auch des Elektromotor/Generators durchgeführt wird, ein Differentialwert aus dem Motor-Rotationswinkelsensor, oder mit anderen Worten die Motordrehzahl, als ein Index verwendet werden, so dass der Anlasser bei einer angemessenen Motordrehzahl entkuppelt werden kann. Durch Durchführen dieser Operation kann eine Situation, bei welcher der Anlasser als eine Last während des Elektromotor/Generator-Startens mitgeschleppt wird, vermieden werden und als Ergebnis kann das durch den Elektromotor/Generator erzeugte Drehmoment effizient an die Motorseite übertragen werden.
Vierte Ausführungsform
12 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration eines Motors und einer Motorstart-Steuervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt. Eine Konfiguration einer Motorstart-Steuervorrichtung 1C gemäß der vierten Ausführungsform unterscheidet sich von der Konfiguration der Motorstart-Steuervorrichtung 1B gemäß der dritten Ausführungsform, die oben beschrieben ist, darin, dass ein Startschalter 100C und ein Startzeitpunkt-Justierer 200C anstelle des Startschalters 100B vorgesehen sind. Daher werden unten Startumschaltungen zwischen dem Anlasser 2 und dem Elektromotor/Generator 4 und Startzeitpunktjustierung, wie durch die Motorstart-Steuervorrichtung 1C durchgeführt, beschrieben, während auf diesen Unterschied abgestellt wird.
13 ist eine illustrative Ansicht, die eine spezifische Konfiguration des Startschalters 100C und des Startzeitpunkt-Justierers 200C, der in der Motorstart-Steuervorrichtung 1C gemäß der vierten Ausführungsform dieser Erfindung enthalten ist, zeigt. Es ist anzumerken, dass eine Anlasser-Startbestimmungseinheit 105C und eine Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155C identisch zur Anlasser-Startbestimmungseinheit 105B bzw. der Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155B der dritten Ausführungsform sind und daher die Beschreibung derselben weggelassen worden ist.
Der Anlasser-Startzeitpunkt-Justierer 205C gibt einen endgültigen Anlasserantriebsbefehl an den Anlasser 2 auf Basis der Ausgabe aus der Anlasser-Startbestimmungseinheit 105C, der Information (Fahrzeuggeschwindigkeit v) aus dem Fahrzeug-Betriebsbedingungssensor 20 und dem Motor-Rotationswinkel θeng aus.
Zu dieser Zeit gibt der Anlasser-Startzeitpunkt-Justierer 205C den endgültigen Anlasserantriebsbefehl an den Anlasser 2 aus, wenn z.b. eine Bedingung, gemäß welcher die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich einem vorbestimmten Wert ist oder ihn übersteigt, und die zeitliche Änderungsrate bei der Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorbestimmten Schwellenwert beispielsweise übersteigt, etabliert wird. Durch Einführen einer Bestimmung, basierend auf der zeitlichen Änderungsrate bei der Fahrzeuggeschwindigkeit auf diese Weise, kann die Motorstart-Steuervorrichtung 1C gemäß der vierten Ausführungsform eine angemessene zeitliche Verzögerung auf den Start des Anlassers 2 anwenden.
Weiter kann der Anlasser-Startzeitpunkt-Justierer 205C einen Antriebsbefehl zum Starten des Anlassers 2 unter Verwendung eines logischen Produkts der vorgenannten Fahrzeuggeschwindigkeitsbedingung und einer Bedingung, gemäß welcher die Motordrehzahl, das heißt zeitliche Änderungsrate bei dem Motor-Rotationswinkel innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist. Gleichermaßen kann in diesem Fall eine angemessene Zeitverzögerung auf den Start des Anlassers 2 angewendet werden. Darüber hinaus, da die Drehzahl referenziert werden kann, ist es möglich, den Anlasser 2 zu entkuppeln, oder mit anderen Worten, davon abzusehen, den Anlasser 2 zu starten, wenn die Motordrehzahl eine vorbestimmte Drehzahl übersteigt.
Es ist anzumerken, dass eine Startzeitpunkt-Justierperiode unter Verwendung entweder der Fahrzeuggeschwindigkeit v oder des Motor-Rotationswinkels θeng eingestellt wird.
Ähnlich gibt der Elektromotor/Generator-Startzeitpunkt-Justierer 255C einen letzten Elektromotor/Generator-Antriebsbefehl an den Elektromotor/Generator 4 auf Basis der Ausgabe der Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155C, der Information (Fahrzeuggeschwindigkeit v) aus dem Fahrzeug-Betriebsbedingungssensor 20 und dem Motor-Rotationswinkel θeng aus.
Zu dieser Zeit gibt der Elektromotor/Generator-Startzeitpunkt-Justierer 255C den letzten Elektromotor/Generator-Antriebsbefehl an den Elektromotor/Generator 4 aus, wenn beispielsweise eine Bedingung, gemäß welcher die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich einem vorbestimmten Wert ist oder ihn übersteigt, und die zeitliche Änderungsrate bei der Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, etabliert wird. Durch Einführen einer Bestimmung, die auf der zeitlichen Änderungsrate bei der Fahrzeuggeschwindigkeit basiert, kann auf diese Weise die Motorstart-Steuervorrichtung 1C gemäß der vierten Ausführungsform eine angemessene Zeitverzögerung auf das Starten des Elektromotor/Generators 4 anwenden.
Weiter kann der Elektromotor/Generator-Startzeitpunkt-Justierer 255C einen Antriebsbefehl zum Starten des Elektromotor/Generators 4 unter Verwendung eines logischen Produkts der vorgenannten Fahrzeuggeschwindigkeitsbedingung und einer Bedingung, gemäß welcher die Motordrehzahl, das heißt zeitliche Änderungsrate beim Motor-Rotationswinkel, einem vorbestimmte Wert gleicht oder ihn übersteigt, ausgeben. Gleichermaßen kann in diesem Fall eine angemessene Verzögerungszeit auf das Starten des Elektromotor/Generators 4 angewendet werden.
Es ist anzumerken, dass die Startzeitpunkt-Justierperiode unter Verwendung entweder der Fahrzeuggeschwindigkeit v oder des Motor-Rotationswinkels θeng eingestellt werden kann.
Hier, wenn ein gemeinsames Starten unter Verwendung sowohl des Anlassers 2 als auch des Elektromotor/Generators 4 durchgeführt wird, wird der Anlasser 2 im Wesentlichen vor dem Elektromotor/Generator 4 gestartet. Entsprechend wird der durch den Elektromotor/Generator-Startzeitpunkt-Justierer 255C eingestellte Schwellenwert in Relation zur zeitlichen Änderung bei der Fahrzeuggeschwindigkeit vorzugsweise auf einen etwas größeren Wert als den durch den Anlasser-Startzeitpunkt-Justierer 205C eingestellten Schwellenwert eingestellt.
Spezifischer werden die entsprechenden Schwellenwerte so eingestellt, dass der Elektromotor/Generator bei einer Zeitverzögerung zwischen mehreren 10 ms und 100 ms oder mehr relativ zum Starten des Anlassers gestartet wird. Durch derartiges Einstellen der Schwellenwerte kann der Elektromotor/Generator 4 zu einer vorbestimmten Zeitverzögerung nachfolgend dem Starten des Anlassers 2 gestartet werden. Als Ergebnis, insbesondere in einem Fall, bei dem eine geteilte Batterie durch den Anlasser 2 und den Elektromotor/Generator 4 verwendet wird, kann ein Anlaufstrom, der erzeugt wird, wenn der Elektromotor/Generator 4 gestartet wird, verringert werden und kann die Menge an verbrauchtem Batteriestrom reduziert werden.
Die Motorstart-Steuervorrichtung 1C gemäß der vierten Ausführungsform ist auch zum Justieren der Startzeitpunkte in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Wert der Drehzahl in der Lage. Als Ergebnis kann die Startzeitverzögerung selektiver so eingestellt werden, dass im Vergleich mit der dritten Ausführungsform optimale Startzeitpunkte in Relation zu allen Kombinationen des Anlassers 2 und des Elektromotor/Generator 4 erhalten werden können, ohne Notwendigkeit für feste Anlasser-Spezifikationen und Elektromotor/Generator-Spezifikationen.
Gemäß der vierten Ausführungsform, wie oben beschrieben, kann der Elektromotor/Generator zu einer vorbestimmten Verzögerung nachfolgend dem Starten des Anlassers unter Verwendung von einem oder von beidem der Fahrzeug-Betriebsbedingung und der Motordrehzahl gestartet werden. Als Ergebnis kann ein Anlaufstrom verringert werden und kann die Menge an verbrauchtem Batteriestrom reduziert werden.
Fünfte Ausführungsform
14 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration eines Motors und einer Motorstart-Steuervorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform dieser Erfindung zeigt. Eine Konfiguration einer Motorstart-Steuervorrichtung 1D gemäß der fünften Ausführungsform unterscheidet sich von der Konfiguration der Motorstart-Steuervorrichtung 1B gemäß der dritten Ausführungsform, die oben beschrieben ist, darin, dass Information aus einem Elektromotor/Generator-Drehwinkelsensor, der einen Drehwinkel einer Drehwelle des Elektromotor/Generators 4 detektiert, durch einen Startschalter 100D verwendet wird. Daher werden Anlass-Umschaltungen, die zusätzlich einen Elektromotor/Generator-Drehwinkel θmg verwenden, unten beschrieben, während auf diesen Unterschied fokussiert wird.
15 ist eine illustrative Ansicht, die eine spezifische Konfiguration des Startschalters 100D, der in der Motorstart-Steuervorrichtung 1D enthalten ist, gemäß der fünften Ausführungsform dieser Erfindung zeigt. Eine Anlasser-Startbestimmungseinheit 105D ist identisch zur Anlasser-Startbestimmungseinheit 105B gemäß der dritten Ausführungsform.
Eine Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155D führt eine Startbestimmung unter Verwendung von aus einer Schlupfbestimmungseinheit 270 ermittelten Information zusätzlich zur Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Motordrehwinkel durch. Die Schlupfbestimmungseinheit 270 wird unten beschrieben.
Das durch den Elektromotor/Generator 4 erzeugte Drehmoment wird normalerweise auf die Motorwelle über den Transmissionsmechanismus 6 übertragen. Hier ist, ein Riemen-Transmissionsmechanismus, der typischerweise verwendet wird, um im Fahrzeug installiertes Zubehör anzutreiben, als der Transmissionsmechanismus 6 vorstellbar. In diesem Fall, insbesondere wenn der Elektromotor/Generator in einer Niedrigtemperataturumgebung gestartet wird, wo beispielsweise die Umgebungstemperatur auf –30ºC-Niveau ist, kann der Riemen aufgrund von Riemenverhärtung oder einer Reduktion beim Reibungskoeffizienten zwischen dem Riemen und einem Riemen-Übertragungsmechanismus (beispielsweise einer Riemenscheibe) durchrutschen.
Wenn der Riemen schlupft, verschlechtert sich die Drehmomentübertragung an den Motor 7, was zu einem Anstieg bei der für den Motor 7 erforderlichen Zeit führt, eine Sollkurbeldrehzahl zu erreichen, und als ein Ergebnis kann es unmöglich sein, den Motor 7 schnell zu starten. Im "worst case"-Szenario kann der Motor nicht gestartet werden.
Daher bestimmt die Schlupfbestimmungseinheit 270, ob ein Riemenschlupf aufgetreten ist oder nicht. Spezifischer gibt die Schlupfbestimmungseinheit 270 ein Schlupfbestimmungssignal SLP aus, welches den Motordrehwinkel θeng und den Elektromotor/Generator-Drehwinkel θmg als Eingabe verwendet. Eine zu dieser Zeit verwendete Bestimmungsformel ist unten in Gleichung (1) abgegeben, wobei Δθslp einen Schlupfbestimmungs-Schwellenwert angibt.
Hier bezeichnet η in Gleichung (1) ein Reduktionsverhältnis (η > 1) des Transmissionsmechanismus 6. Spezifischer, wenn eine Differenz zwischen dem zur Drehwelle des Elektromotor/Generators konvertierten Motordrehwinkel und dem Elektromotor/Generator-Drehwinkel gleich oder kleiner dem Bestimmungsschwellenwert Δθslp ist, nimmt das in Gleichung (1) berechnete Schlupfbestimmungssignal SLP einen Wert von 1 an, bei welchem festgestellt wird, dass ein Riemenschlupf nicht aufgetreten ist. Wenn diese Bedingung nicht etabliert ist, nimmt andererseits das Schlupfbestimmungssignal SLP einen Wert 0 an, bei welchem festgestellt wird, dass ein Riemenschlupf aufgetreten ist.
Wenn ein Kurbelwinkel durch einen Kurbelwinkelsensor gelesen wird, bei dem beispielsweise eine Grobauflösung auf 30 Grad Inkremente eingestellt ist, kann der Motordrehwinkel θeng nach Wunsch auf jeglichen Wert, der 30 Grad übersteigt, eingestellt werden. Wenn der Motordrehwinkel θeng auf diese Weise eingestellt ist, wird Schlupf bei einer Winkeldifferenz entsprechend einem Kurbelwinkel von 30 Grad oder weniger als nicht aufgetreten angesehen.
Es wird daher per Folgerung angenommen, dass der zum Bestimmen von Schlupf verwendete Motordrehwinkel nur alle 30 Grad ermittelt werden kann, oder mit anderen Worten, dass nur ein Nullordnungs-Haltesignal bei der Bestimmung verwendet werden kann. Es erübrigt sich jedoch, zu erwähnen, dass durch Ausüben eines Halts erster Ordnung oder Implementieren von Glättungsverarbeitung, wie etwa einem gleitenden Durchschnitt an dem bei allen 30 Grad ermittelten diskreten Drehwinkelsignal der Motordrehwinkel als ein kontinuierlicher Wert gehandhabt werden kann. In diesem Fall kann daher der Bestimmungsschwellenwert Δθslp auf einen kleineren Wert eingestellt werden.
Als Nächstes wird die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155D beschrieben. Die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155D bestimmt, ob es möglich ist, den Elektromotor/Generator 4 zu starten oder nicht, die Information (die Fahrzeuggeschwindigkeit v) aus dem Fahrzeug-Betriebsbedingungssensor 20, den Motordrehwinkel θeng, und das Schlupfbestimmungssignal SLP, das durch die Schlupfbestimmungseinheit 270 ausgegeben wird, als Eingabe verwendend.
Die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155D ähnelt der Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155B gemäß der dritten Ausführungsform darin, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit oder/und die Motordrehzahl dadurch als die Bedingung zum Bestimmen, ob es möglich ist, den Elektromotor/Generator 4 zu starten oder nicht, verwendet wird. Jedoch inkorporiert die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155D gemäß der fünften Ausführungsform auch Schlupfbestimmungssignal SLP in die Bestimmung, ob es möglich ist oder nicht, den Elektromotor/Generator 4 zu starten.
Spezifischer bestimmt die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155D, dass der Elektromotor/Generator 4 gestartet werden kann, wenn ein Starten als bei der Startmöglichkeitsbestimmung möglich bestimmt wird, unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Motordrehwinkels und wenn das Schlupfbestimmungssignal SLP auf 1 ist. Wenn das Schlupfbestimmungssignal SLP auf 0 ist, bestimmt andererseits die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155D, dass der Elektromotor/Generator 4 nicht gestartet werden kann, unabhängig vom Ausgang der Startmöglichkeitsbestimmung, die unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Motordrehwinkels gemacht wird.
Durch Durchführen dieser Operation kann die Motorstart-Steuervorrichtung 1D gemäß der fünften Ausführungsform Schlupf im Transmissionsmechanismus 6 früh detektieren und nach dem Detektieren des Schlupfes bestimmen, dass das Starten nicht unter Verwendung des Elektromotor/Generators 4 durchzuführen ist. Als Ergebnis kann Drehmomentübertragungsverlust im Elektromotor/Generator 4 verringert werden und kann ein zuverlässiges Starten durch Solostart unter Verwendung allein des Anlassers sichergestellt werden.
Nach Bestimmung, dass der Elektromotor/Generator 4 gestartet werden kann, gibt die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155D einen Elektromotor/Generator-Antriebsbefehl, der anzeigt, dass der Elektromotor/Generator 4 zu starten ist, an eine Steuerung 230 aus. Nach Bestimmung, dass der Elektromotor/Generator 4 nicht gestartet werden kann, gibt andererseits die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155D einen Elektromotor/Generator-Antriebsbefehl, der anzeigt, dass der Elektromotor/Generator hier nicht zu starten ist, an die Steuerung 230 aus.
Hier ist der Antriebsbefehl ein Signal zum EIN und AUS-Schalten des Startschalters und dieses Signal kann auch als ein Elektromotor/Generator-Drehwinkelbefehl verwendet werden, der intern durch die Steuerung 230 umgewandelt wird, oder einen Drehzahlbefehl, der durch zeitliche Ableitung des Drehwinkelbefehls ermittelt wird.
Die Steuerung 230 beinhaltet beispielsweise eine konventionelle PID-Steuerung und unterwirft den Elektromotor/Generator 4 einer Drehwinkelsteuerung oder Drehzahlsteuerung, welche die Ausgabe der Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit 155D und den Elektromotor/Generator-Drehwinkel θmg als Eingabe verwendet.
Die Steuerung 230 erzeugt einen Impulsbreiten-Modulations-(PWM)-Befehl durch Modulieren eines Spannungsbefehls oder eines Strombefehls, die aus einer Drehwinkelabweichung oder einer Drehzahlabweichung ermittelt werden, und sendet den PWM-Befehl an einen Stromwandler (einen Wechselrichter) des Elektromotor/Generators 4.
Es erübrigt sich, zu erwähnen, dass, wenn das auf den Stromwandler anzuwendende PWM-Kommando erzeugt wird, die Steuerung 230 entweder eine Rechteckwellen-Energetisierung oder eine Sinuswellen-Energetisierung verwenden kann, die durch Vektorsteuerung ermittelt wird.
Durch steuern des Elektromotor/Generators 4, der einen PWM-Befehl auf diese Weise verwendet, kann der Elektromotor/Generator-Antriebsbefehl glatt auf dem Drehwinkel-Niveau und dem Drehzahl-Niveau geformt werden. Als Ergebnis kann die Motorstart-Steuervorrichtung 1D gemäß der fünften Ausführungsform einen fein getunten Start realisieren, was eine weitere Verbesserung bei der Ruhe während des Anlassens und so weiter ermöglicht.
Wie oben beschrieben, ist die fünfte Ausführungsform so konfiguriert, dass eine Bestimmung bezüglich der Notwendigkeit zum Starten des Elektromotor/Generators auf Basis entweder der Fahrzeuggeschwindigkeit oder der Fahrzeuggeschwindigkeit und verschiedener Drehwinkel getroffen wird, wobei eine Endbestimmung bezüglich der Notwendigkeit zum Starten des Elektromotor/Generators durch Inkorporieren einer Bestimmung hinsichtlich des Auftretens von Schlupf im Übertragungsmechanismus des Elektromotor/Generators gemacht wird. Durch Bereitstellen dieser Konfiguration ist es möglich, festzustellen, dass ein Starten nicht unter Verwendung des Elektromotor/Generators durchzuführen ist, wenn ein Schlupf im Transmissionsmechanismus detektiert wird. Als Ergebnis kann ein Drehmoment-Transmissionsverlust im Elektromotor/Generator unterdrückt werden und kann ein zuverlässiges Starten durch Solostarten unter Verwendung nur des Anlassers sichergestellt werden.
Weiter ist die fünfte Ausführungsform so konfiguriert, dass die Steuerung am Drehwinkel-Niveau und Drehzahl-Niveau auch in die Steuerung des Elektromotor/Generators inkorporiert ist. Daher kann der als Ausgabe der Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit dienende Antriebsbefehl glatt geformt sein und als Ergebnis kann ein fein getuntes Anlassen realisiert werden, was eine weitere Verbesserung bei der Ruhe während des Startens und so weiter ermöglicht.
Gemäß der fünften Ausführungsform, wie oben beschrieben, kann die Schlupfbedingung des Riemens erlernt werden, indem auf die Elektromotor/Generator-Drehzahl Bezug genommen wird und kann der Startzeitpunkt des Elektromotor/Generators nach Wunsch gemäß der Schlupfbedingung justiert werden. Als Ergebnis kann der Elektromotor/Generator in Übereinstimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit gestartet werden, kann das durch den Elektromotor/Generator erzeugte Drehmoment ohne Schlupf transmittiert werden und kann die Menge an verbrauchtem Batteriestrom reduziert werden.
Sechste Ausführungsform
16 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration eines Motors und einer Motorstart-Steuervorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt. Eine Konfiguration einer Motorstart-Steuervorrichtung 1E gemäß der sechsten Ausführungsform unterscheidet sich von der Konfiguration der Motorstart-Steuervorrichtung 1C gemäß der vierten Ausführungsform, die oben beschrieben ist, darin, dass Information aus dem Elektromotor/Generator-Drehwinkelsensor, der den Drehwinkel der Drehwelle des Elektromotor/Generators 4 detektiert, durch einen Startschalter 100E verwendet wird. Daher werden unten Startumschaltungen und Startzeitpunkt-Justierung, welche zusätzlich den Elektromotor/Generator-Drehwinkel θmg verwenden, beschrieben, während auf den Unterschied fokussiert wird.
17 ist eine illustrative Ansicht, die eine spezifische Konfiguration des Startschalters 100E und eines Startzeitpunkt-Justierers 200E, die in der Motorstart-Steuervorrichtung 1E enthalten sind, gemäß der sechsten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt. Man beachte, dass der Startschalter 100E identisch zum Startschalter 100D gemäß der fünften Ausführungsform ist und daher dessen Beschreibung weggelassen worden ist. Weiter ist ein Anlasser-Startzeitpunkt-Justierer 205E, der im Startzeitpunkt-Justierer 200E vorgesehen ist, identisch zum Anlasser-Startzeitpunkt-Justierer 205C gemäß der vierten Ausführungsform und daher ist dessen Beschreibung weggelassen worden.
Ein Elektromotor/Generator-Startzeitpunkt-Justierer 255E gibt den endgültigen EG-Antriebsbefehl an den Elektromotor/Generator 4 auf Basis der Information (der Fahrzeuggeschwindigkeit v) aus dem Fahrzeug- Betriebsbedingungssensor 20, der Motordrehzahl θeng und dem als die Ausgabe der Steuerung 230 dienenden PWM-Befehl aus.
Zu dieser Zeit gibt der Elektromotor/Generator-Startzeitpunkt-Justierer 255E den endgültigen Elektromotor/Generator-Antriebsbefehl (entsprechend dem als die Ausgabe der Steuerung 230 in der in 17 gezeigten Konfiguration dienenden PWM-Befehl) an den Elektromotor/Generator 4 aus, wenn beispielsweise eine Bedingung, gemäß der die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorbestimmten Wert erreicht oder übersteigt, und die zeitliche Änderungsrate bei der Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, etabliert wird. Durch Einschließen einer Bestimmung, basierend auf der zeitlichen Änderungsrate bei der Fahrzeuggeschwindigkeit auf diese Weise, kann die Motorstart-Steuervorrichtung 1E gemäß der sechsten Ausführungsform eine angemessene Zeitverzögerung auf das Starten des Elektromotor/Generators 4 anwenden.
Weiter kann der Elektromotor/Generator-Startzeitpunkt-Justierer 255E einen Antriebsbefehl zum Starten des Elektromotor/Generators 4 unter Verwendung eines logischen Produktes der vorgenannten Fahrzeuggeschwindigkeitsbedingung und einer Bedingung, gemäß welcher die Motordrehzahl, das heißt die zeitliche Änderungsrate bei dem Motordrehwinkel, einen vorbestimmten Wert erreicht oder übersteigt, verwendet wird. Gleichermaßen kann in diesem Fall eine angemessene Zeitverzögerung auf das Starten des Elektromotor/Generators 4 angewendet werden.
Es ist anzumerken, dass die Startzeitpunkt-Justierperiode unter Verwendung entweder der Fahrzeuggeschwindigkeit v oder des Motordrehwinkels θeng eingestellt werden kann.
Hier wird, wenn ein gemeinsames Starten unter Verwendung sowohl des Anlassers 2 als auch des Elektromotor/Generators 4 durchgeführt wird, der Anlasser 2 im Wesentlichen vor dem Elektromotor/Generator 4 gestartet. Entsprechend wird der durch den Elektromotor/Generator-Startzeitpunkt-Justierer 255E in Relation auf die zeitliche Änderungsrate bei der Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellte Schwellenwert vorzugsweise auf einen etwas größeren Wert als einen Schwellenwert, der durch den Anlasser-Startzeitpunkt-Justierer 205E eingestellt ist, eingestellt.
Spezifischer werden die entsprechenden Schwellenwerte so eingestellt, dass der Elektromotor/Generator zu einer Zeitverzögerung zwischen mehreren 10 ms und 100 ms oder mehr relativ zum Starten des Anlassers gestartet wird. Durch Einstellen der Schwellenwerte auf diese Weise kann der Elektromotor/Generator 4 zu einer vorbestimmten Zeitverzögerung nach dem Starten des Anlassers 2 gestartet werden. Als Ergebnis, insbesondere in einem Fall, bei dem eine geteilte Batterie durch den Anlasser 2 und den Elektromotor/Generator 4 verwendet wird, kann ein Anlaufstrom, der erzeugt wird, wenn der Elektromotor/Generator 4 gestartet wird, unterdrückt werden und kann die Menge an verbrauchtem Batteriestrom reduziert werden.
Die Motorstart-Steuervorrichtung 1E gemäß der sechsten Ausführungsform ist auch zum Justieren der Startzeitpunkte in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Wert der Drehzahl in der Lage. Als Ergebnis kann die Startzeitverzögerung selektiver so eingestellt werden, dass im Vergleich mit der fünften Ausführungsform optimale Startzeitpunkte in relativ zu allen Kombinationen des Anlassers 2 und des Elektromotor/Generators 4 ermittelt werden können, ohne Notwendigkeit für fixe Anlasserspezifikationen und Elektromotor/Generator-Spezifikationen.
Es ist anzumerken, dass in allen Motorstart-Steuervorrichtungen gemäß den ersten bis sechsten Ausführungsformen wie oben beschrieben die Fahrzeuggeschwindigkeit direkt detektiert und als der Detektionswert des Fahrzeug-Betriebsbedingungssensors 20 verwendet wird, der die Fahrzeugbedingung detektiert. Jedoch ist der Detektionswert der Fahrzeug-Betriebsbedingung gemäß dieser Erfindung nicht auf einen detektierten Fahrzeuggeschwindigkeitswert beschränkt, und es kann auch ein Motor-Wassertemperatursensor, ein Fahrpedal-Öffnungssensor, ein Gierratensensor, ein Einlassluft/Abgasdrucksensor, ein Sensor, der eine Spannung, einen Strom und so weiter der Batterie, die dem Anlasser und dem Elektromotor/Generator Strom zuführt, detektiert, und so weiter, als der Fahrzeug-Betriebsbedingungssensor verwendet werden.
Weiter kann der Motordrehwinkelsensor 8, der den Drehwinkel der Motorwelle detektiert, einen Nockenwinkel einer Nockenwelle, die zum Antreiben eines Ventilhebemechanismus verwendet wird, der im Inneren des Motors vorgesehen ist, statt oder zusammen mit dem Detektieren des Kurbelwinkels, wie oben beschrieben, detektieren.
Gemäß der sechsten Ausführungsform, wie oben beschrieben, können die Effekte der dritten bis fünften Ausführungsformen kollektiv durch Bereitstellen einer Konfiguration realisiert werden, welche die Konfigurationen der dritten bis fünften Ausführungsformen kombiniert.
Es ist anzumerken, dass eine durch entsprechende Motorstart-Steuervorrichtungen gemäß den ersten bis sechsten Ausführungsformen durchgeführte Motorstart-Steuerverarbeitung durch eine Steuerung realisiert wird, die in der Motorstart-Steuervorrichtung installiert ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2013-194584 [0002, 0003, 0004, 0004, 0005, 0006, 0007, 0007, 0008, 0008, 0013, 0013, 0016]
JP 2004-52658 [0002, 0003, 0009, 0010, 0011, 0011, 0015, 0015, 0015, 0015, 0016, 0016, 0016]

Claims

Motorstart-Steuervorrichtung, die auf ein Fahrzeug angewendet wird, das einen Leerlaufstopp implementiert, in welchem ein Motor automatisch gestoppt wird, wenn eine Motorstoppbedingung während einer Fahrzeugfahrt etabliert ist, wobei die Motorstart-Steuervorrichtung umfasst: einen Anlasser (2), der unter Verwendung eines ersten Transmissionsmechanismus, der durch einen Eingriffsmechanismus gebildet ist, ein Drehmoment an den Motor überträgt; einen Elektromotor/Generator (4), der unter Verwendung eines zweiten Transmissionsmechanismus, der mit einer Motorwelle verbunden ist, ein Drehmoment an den Motor überträgt; einen Fahrzeug-Betriebsbedingungssensor (20), der eine Betriebsbedingung des Fahrzeugs detektiert, und einen Startschalter (100), der auf Basis von Detektionsinformation, die durch den Fahrzeug-Betriebsbedingungssensor (20) ermittelt wird, bestimmt, ob ein Solostarten unter Verwendung des Anlassers (2), ein Solostarten unter Verwendung des Elektromotor/Generators (4), oder ein gemeinsames Starten unter Verwendung sowohl des Anlassers (2) als auch des Elektromotor/Generators (4) durchzuführen ist, um den Motor zu starten, und einen Anlasserantriebsbefehl und einen Elektromotor/Generator-Antriebsbefehl auf Basis eines Bestimmungsergebnisses ausgibt.
Motorstart-Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1, weiter umfassend einen Motor-Drehwinkelsensor (8), der einen Drehwinkel der Motorwelle detektiert, wobei der Startschalter (100) bestimmt, ob ein Solostarten unter Verwendung des Anlassers (2), ein Solostarten unter Verwendung des Elektromotor/Generators (4), oder ein gemeinsames Starten unter Verwendung sowohl des Anlassers (2) als auch des Elektromotor/Generators (4) durchzuführen ist, um den Motor anzulassen, auf Basis von durch den Fahrzeug-Betriebsbedingungssensor (20) und den Motor-Drehwinkelsensor (8) ermittelter Detektionsinformation.
Motorstart-Steuervorrichtung gemäß Anspruch 2, weiter umfassend einen Elektromotor/Generator-Drehwinkelsensor, der einen Drehwinkel einer Drehwelle des Elektromotor/Generators (4) detektiert, wobei der Startschalter (100) beinhaltet: eine Schlupfbestimmungseinheit, die bestimmt, ob ein Schlupf im zweiten Transmissionsmechanismus aufgetreten ist oder nicht, auf Basis des durch den Motor-Drehwinkelsensor detektierten Drehwinkels der Motorwelle, und des durch den Elektromotor/Generator-Drehwinkelsensor detektierten Drehwinkels der Drehwelle des Elektromotor/Generators (4); und eine Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit (155), die den Elektromotor/Generator-Antriebsbefehl auf Basis der durch den Fahrzeug-Betriebsbedingungssensor (20) und den Motor-Drehwinkelsensor (8) ermittelten Detektionsinformation nur ausgibt, wenn die Bestimmungseinheit bestimmt, dass ein Schlupf nicht im zweiten Transmissionsmechanismus aufgetreten ist.
Motorstart-Steuervorrichtung gemäß Anspruch 3, weiter umfassend eine Steuerung (230), die ein PWM-Signal an einen Wechselrichter des Elektromotor/Generators (4) ausgibt, auf Basis des durch den Elektromotor/Generator-Drehwinkelsensor detektierten Drehwinkels der Drehwelle des Elektromotor/Generators (4) und des durch die Elektromotor/Generator-Startbestimmungseinheit (155) ausgegebenen Elektromotor/Generator-Antriebsbefehls.
Motorstart-Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter umfassend einen Startzeitpunkt-Justierer (200), der auf einer stromabwärtigen Seite des Startschalters (100) angeordnet ist, um entsprechende Startzeitpunkte des Anlassers (2) und des Elektromotor/Generators (4) zu justieren, durch Anwenden einer Zeitverzögerung auf den Anlasserantriebsbefehl und den Elektromotor/Generator-Antriebsbefehl, die durch den Startschalter 100 ausgegeben werden, auf Basis der durch den Fahrzeug-Betriebsbedingungssensor (20) ermittelten Detektionsinformation.
Motorstart-Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, weiter umfassend einen Startzeitpunkt-Justierer (200), der auf einer stromabwärtigen Seite des Startschalters (100) angeordnet ist, um entsprechende Startzeitpunkte des Anlassers (2) und des Elektromotor/Generators (4) zu justieren, durch Anwenden einer Zeitverzögerung auf den Anlasserantriebsbefehl und den Elektromotor/Generator-Antriebsbefehl, die aus dem Startschalter (100) ausgegeben sind, auf Basis der Detektionsinformation aus dem Motor-Drehwinkelsensor (8) oder der Detektionsinformation, die durch sowohl den Fahrzeug-Betriebsbedingungssensor (20) als auch den Motor-Drehwinkelsensor (8) ermittelt wird.
Motorstart-Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Fahrzeug-Betriebsbedingungssensor (20) ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor ist, der eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs detektiert.
Motorstart-Steuervorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei in einem Fall, bei dem der Motor nach automatischem Stoppen neu gestartet wird, der Startschalter (100) den Motor durch Durchführen eines gemeinsamen Startens unter Verwendung sowohl des Anlassers (2) als auch des Elektromotor/Generators (4) neu startet, wenn die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorbestimmten Bestimmungswert erreicht oder übersteigt.
Motorstart-Steuerverfahren, das durch eine Steuerung (1) ausgeführt wird, die in einer Motorstart-Steuervorrichtung installiert ist, die auf ein Fahrzeug angewendet wird, das einen Leerlaufstopp implementiert, bei welchem ein Motor automatisch gestoppt wird, wenn eine Motorstoppbedingung während der Fahrzeugfahrt etabliert ist, wobei die Steuerung (1) implementiert: einen ersten Schritt des Ermittelns einer Betriebsbedingung des Fahrzeugs über einen Fahrzeug-Betriebsbedingungssensor (20), einen zweiten Schritt des, wenn eine Startsteuerung am Motor durchgeführt wird, Verwendens eines Anlassers (2), der ein Drehmoment unter Verwendung eines aus einem Eingriffsmechanismus gebildeten ersten Transmissionsmechanismus an den Motor überträgt, und eines Elektromotor/Generators (4), der ein Drehmoment unter Verwendung eines mit einer Motorwelle verbundenen zweiten Transmissionsmechanismus an den Motor überträgt, um auf Basis von Detektionsinformation, welche durch den Fahrzeug-Betriebsbedingungssensor (20) ermittelt wird, zu bestimmen, ob ein Solostarten unter Verwendung des Anlassers (2), ein Solostarten unter Verwendung des Elektromotor/Generators (4) oder ein gemeinsames Starten unter Verwendung sowohl des Anlassers (2) als auch des Elektromotor/Generators (4) durchzuführen ist; und einen dritten Schritt des Ausgebens eines Anlasserantriebsbefehls zum Aktivieren des Anlassers (2) und eines Elektromotor/Generator-Antriebsbefehls zum Aktivieren des Elektromotor/Generators (4) in Übereinstimmung mit einem im zweiten Schritt ermittelten Bestimmungsergebnis.