DE102017119755A1

DE102017119755A1 - Maschinenanlasssystem

Info

Publication number: DE102017119755A1
Application number: DE102017119755.9A
Authority: DE
Inventors: Tatsuya Fujita
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-08-30
Filing date: 2017-08-29
Publication date: 2018-03-01
Also published as: US20180058406A1; JP2018035724A; JP6665734B2; CN107795392A

Abstract

Ein Maschinenanlasssystem ist mit einem Anlasser und einem Generator ausgestattet, die als Maschinenanlasser arbeiten, um ein Anfahren einer in einem Fahrzeug montierten Maschine zu vollenden. Das Maschinenanlasssystem erhält zumindest einen aus einem ersten Parameter, der mit einem Betriebszustand des Anlassers korreliert, und einem zweiten Parameter, der mit einem Betriebszustand des Generators korreliert. Das Maschinenanlasssystem steuert einen Abstand zwischen einer Anhaltezeit des Anlassers und einer Startzeit des Generators als eine Funktion von zumindest einem der ersten und zweiten Parameter, und stellt dabei die Stabilität in dem Vollenden des Anfahrens der Maschine sicher.

Description

QUERBEZUG ZU VERWANDTEM DOKUMENT
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Wirkung der Priorität der japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2016-168544 , die am 30. August 2016 eingereicht wurde, deren Offenbarung hierin durch Bezug aufgenommen ist.
HINTERGRUND
1 Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft allgemein ein Maschinenanlasssystem.
2 Stand der Technik
Maschinenanlasssysteme, die mit einer Kombination eines Anlassers der Art mit Zahnradantrieb und einer drehenden elektrischen Maschine wie zum Beispiel einem ISG (Integrierter Anlassergenerator) ausgestattet sind, wurden vorgeschlagen. Diese Art von Maschinenanlasssystemen ist entworfen, um den Anlasser in einer Anfangsstufe zu aktivieren, wenn ein größerer Grad eines Moments erforderlich ist, um die Maschine anzulassen, und dann den ISG anzutreiben. Dies ermöglicht, dass die Größe oder Kosten des ISG im Vergleich mit dem Fall reduziert sind, in dem das Maschinenanlasssystem entworfen ist, lediglich den ISG zu verwenden, um die Maschine anzulassen.
Das japanische Patent mit der Nummer 4421567 lehrt ein Maschinenanlassgerät unter Verwendung des voranstehend beschriebenen Anlassers und des ISG. Das Maschinenanlassgerät ist entwickelt, den Anlasser (zum Beispiel einen Anlassermotor) zu verwenden, um die Maschine zu kurbeln, bis die Maschine zum ersten Mal gezündet wird, und dann den ISG (das heißt, einen Elektromotor) zu verwenden, die Maschine zu kurbeln, bis die Maschine stabil gezündet wird. Das Maschinenanlassgerät weist ein Überlappen zwischen der Einschaltdauer des Anlassers und des ISG aufgrund eines Übergangs in dem Betrieb von dem Anlasser zu dem ISG auf.
Wenn zwei Anlassgeräte vorhanden sind: werden der Anlasser und der ISG verwendet, um den Anlassvorgang der Maschine zu vollenden, Betriebsbedingungen der Anlassgeräte können durch verschiedene Faktoren geändert werden. Dies ergibt eine Variation einer Änderung der Drehzahl der Maschine in den Einschaltdauern der Anlassgeräte, was sich nachteilhaft auf die Anlassfähigkeit der Maschine auswirkt. Wenn zum Beispiel die Drehzahl von einem der Anlassgeräte abfällt, verschlechtert dies die Anlassfähigkeit der Maschine.
ZUSAMMENFASSUNG
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Maschinenanlasssystem bereitzustellen, das in der Lage ist, eine Maschine geeignet unter Verwendung eines ersten Anlassers und eines zweiten Anlassers anzulassen.
Gemäß einem Gesichtspunkt der Offenbarung ist ein Maschinenanlasssystem bereitgestellt, das in Fahrzeugen wie zum Beispiel Automobilen eingesetzt werden kann. Das Maschinenanlasssystem umfasst: (a) einen ersten Anlasser; (b) einen zweiten Anlasser; und (c) eine Maschinenanlasssteuerung. Die Maschinenanlasssteuerung erwidert auf eine Maschinenanlassanforderung, um zuerst den ersten Anlasser zu betätigen, und dann den zweiten Anlasser zu betätigen, um eine in dem Fahrzeug montierte Maschine anzulassen. Die Maschinenanlasssteuerung arbeitet, um zumindest einen aus einem ersten Parameter und einem zweiten Parameter zu erhalten. Der erste Parameter korreliert mit einer Betriebsbedingung des ersten Anlassers. Der zweite Parameter korreliert mit einer Betriebsbedingung des zweiten Anlassers. Die Maschinenanlasssteuerung steuert einen Abstand zwischen einer Anhaltezeit, zu der der erste Anlasser angehalten wird, und einer Anlasszeit, zu der der zweite Anlasser angelassen wird, als eine Funktion von zumindest einem aus dem ersten und dem zweiten Parameter.
Wenn der erste Anlasser zuerst betätigt wird, und danach der zweite Anlasser betätigt wird, um das Anlassen der Maschine zu vollenden, ist es bevorzugt, eine Einschaltdauer zu optimieren, in der jeder aus dem ersten und dem zweiten Anlasser angetrieben wird. In Bezug auf die Verbesserung der Anlassfähigkeit der Maschine ist es erwünscht, ein Überlappen zwischen den Einschaltdauern der ersten und zweiten Anlasser zu erhöhen. In Bezug auf einen Energieverbrauch ist es erwünscht, das Überlappen zwischen den Einschaltdauern der ersten und zweiten Anlasser zu verringern oder zu entfernen. Die Betriebsbedingungen der ersten und zweiten Anlasser können durch verschiedene Faktoren variiert werden, was eine Variation der Änderung der Drehzahl der Maschine ergibt, die durch den ersten Anlasser und/oder dem zweiten Anlasser gekurbelt wird, und dadurch wird die Anlassfähigkeit der Maschine verschlechtert.
Unter Betrachtung der voranstehend beschriebenen Tatsache ist das Maschinenanlasssystem entworfen, zumindest einen aus dem ersten Parameter, der mit der Betriebsbedingung des ersten Anlassers korreliert, und dem zweiten Parameter, der mit der Betriebsbewegung des zweiten Anlassers korreliert, zu erhalten, und den Abstand zwischen der Anhaltezeit des ersten Anlassers und der Startzeit des zweiten Anlassers als Funktion von zumindest einem aus dem ersten und dem zweiten Parameter zu steuern. Der Abstand ist ein Zeitraum, für den die Betriebe der ersten und zweiten Anlasser einander überlappen oder einander nicht überlappen. Wenn erwartet wird, dass die Drehzahl der Maschine nicht ausreichend ist, während der erste Anlasser arbeitet, ist es erwünscht, den Grad zu erhöhen, mit dem der zweite Anlasser das Anlassen der Maschine unterstützt. Wenn alternativ erwartet wird, dass der zweite Anlasser nicht ausreichend ist, das Anlassen der Maschine zu unterstützen, ist es gewünscht, den Grad zu erhöhen, mit dem der erste Anlasser arbeitet, um die Maschine in einer frühen Stufe zum Anlassen der Maschine anzulassen. Unter Betrachtung von derartigen Fakten ist das Maschinenanlasssystem in der Lage, die Betätigung des ersten und des zweiten Anlassers zu optimieren, um die Stabilität im Vollenden des Anlassens der Maschine zu optimieren.
In dem zweiten Gesichtspunkt dieser Offenbarung bestimmt die Maschinenanlasssteuerung die Startzeit des zweiten Anlassers als eine Funktion des ersten Parameters, um den Abstand zwischen der Anhaltezeit des ersten Anlassers und der Startzeit des zweiten Anlassers zu steuern.
Die Verwendung des ersten Parameters, der mit der Betriebsbedingung des ersten Anlassers korreliert, ermöglicht es der Maschinenanlasssteuerung, den Drehzustand der Maschine zur Verwendung in der Bestimmung zu berechnen, ob der erste Anlasser in einem Zustand ist, in dem er in der Lage ist, einen erwünschten Grad eines Anfangsmoments zu der Maschine aufzubringen oder nicht. Die Unterstützung des zweiten Anlassers im Anlassen der Maschine durch das Bestimmen der Startzeit des zweiten Anlassers wird unter Verwendung des ersten Parameters optimiert.
In dem dritten Gesichtspunkt dieser Offenbarung bestimmt die Maschinenanlasssteuerung, ob es erwartet wird, dass eine Drehzahl der durch den ersten Anlasser gekurbelten Maschine in einen niedrigen Bereich fällt oder nicht, der kleiner als ein gegebener Schwellwert, und verwendet dabei den ersten Parameter. Wenn bestimmt ist, dass erwartet wird, dass die Drehzahl der Maschine in den niedrigen Bereich fällt, zieht die Maschinenanlasssteuerung die Startzeit des zweiten Anlassers vor.
Wenn erwartet wird, dass die Drehzahl der durch den ersten Anlasser angetriebenen Maschine in den niedrigen Bereich fällt, ist es erwünscht, den Grad zu erhöhen, mit dem der zweite Anlasser das Anlassen der Maschine unterstützt. Dies wird zum Beispiel dadurch erlangt, dass die Startzeit des zweiten Anlassers vorgezogen wird, um einen Zeitraum zu erhöhen, für den die Betätigung des ersten Anlassers sich mit der des zweiten Anlassers überlappt. Dies optimiert die Unterstützung des zweiten Anlassers im Anlassen der Maschine, um die Anlassfähigkeit der Maschine zu verbessern.
In dem vierten Gesichtspunkt dieser Offenbarung erhält die Maschinenanlasssteuerung als den ersten Parameter zumindest eines aus einem Spitzenwert einer Drehzahl der durch den ersten Anlasser angetriebenen Maschine, einer Anstiegsrate der Drehzahl der durch den ersten Anlasser angetriebenen Maschine, einen Zustand einer Leistungszufuhr, die arbeitet, um eine elektrische Leistung zu dem ersten Anlasser zuzuführen, und einem Kaltzustand der Maschine.
Die Verwendung von zumindest einem aus dem Spitzenwert der Drehzahl der durch den ersten Anlasser angetriebenen Maschine, der Anstiegsrate der Drehzahl der durch den ersten Anlasser angetriebenen Maschine, des Zustands einer Leistungszufuhr, die arbeitet, um elektrische Leistung zu dem ersten Anlasser zuzuführen, und dem Kalttemperaturzustand der Maschine ermöglicht es, dass die Maschinenanlasssteuerung den Zustand der Drehung der Maschine zur Verwendung in der Bestimmung berechnet, ob der erste Anlasser sich in einem Zustand befindet, in dem er in der Lage ist, einen erwünschten Grad eines Anfangsmoments auf die Maschine aufzubringen oder nicht. Die Maschinenanlasssteuerung ermöglicht somit eine Optimierung der Betätigung des ersten und des zweiten Anlassers.
In dem fünften Gesichtspunkt der Offenbarung bestimmt die Maschinenanlasssteuerung die Anhaltezeit des ersten Anlassers als eine Funktion des zweiten Parameters, um den Abstand zwischen der Anlasszeit des ersten Anlassers und der Anlasszeit des zweiten Anlassers zu steuern.
Die Verwendung des zweiten Parameters, der mit der Betriebsbedingung des zweiten Anlassers korreliert, ermöglicht es der Maschinenanlasssteuerung, den Grad zu berechnen, zu dem der zweite Anlasser in der Lage ist, das Anlassen der Maschine zu unterstützen, zur Verwendung in der Bestimmung, ob erwartet ist, dass der zweite Anlasser das Anlassen der Maschine wünschenswert unterstützt oder nicht. Die Maschinenanlasssteuerung ist deswegen in der Lage, die Anhaltezeit des ersten Anlassers als Funktion des zweiten Parameters zu bestimmen, um die Betätigung des ersten Anlassers unter Betrachtung der Fähigkeit des zweiten Anlassers, das Anlassen der Maschine zu vollenden, zu optimieren.
In dem sechsten Gesichtspunkt dieser Offenbarung bestimmt die Maschinenanlasssteuerung, ob der zweite Anlasser sich in einem unzureichenden Unterstützungszustand befindet, in dem erwartet wird, dass der zweite Anlasser nicht ausreicht, um das Anlassen der Maschine zu unterstützen, oder nicht. Wenn bestimmt ist, dass der zweite Anlasser sich in dem unzureichenden Unterstützungszustand befindet, verzögert die Maschinenanlasssteuerung die Anhaltezeit des ersten Anlassers.
Wenn erwartet wird, dass der zweite Anlasser unzureichend das Anlassen der Maschine unterstützt, ist es erwünscht, eine Last auf den ersten Anlasser zu erhöhen, um die Maschine anzulassen, im Vergleich mit der des zweiten Anlassers. Dies wird durch Verzögern der Anhaltezeit des ersten Anlassers erlangt, um ein Überlappen zwischen den Einschaltdauern der ersten und zweiten Anlasser zu erhöhen, und dabei die Last auf den ersten Anlasser zu erhöhen, um die Maschine zu kurbeln, um die Anlassfähigkeit der Maschine zu verbessern.
In dem siebenten Gesichtspunkt dieser Offenbarung erhält die Maschinenanlasssteuerung als den zweiten Parameter zumindest eines aus einer Information über einen Anlasszustand des zweiten Anlassers, einen Zustand einer Leistungszufuhr, die elektrische Leistung zu dem zweiten Anlasser zuführt, und einem Kalt-Zustand der Maschine.
Die Verwendung von zumindest einer der Informationen über die Anlassbedingung des zweiten Anlassers, den Zustand der Leistungszufuhr, die elektrische Leistung zu dem zweiten Anlasser zuführt, und dem Kalt-Zustand der Maschine ermöglicht, dass die Maschinenanlasssteuerung bestimmt, ob der zweite Anlasser in der Lage ist, die Maschine wünschenswert anzulassen oder nicht. Die Maschinenanlasssteuerung ist somit in der Lage, die Betätigung der ersten und zweiten Anlasser zu optimieren.
In dem achten Gesichtspunkt dieser Offenbarung ist die Maschinenanlasssteuerung entworfen, in einer Steuerbetriebsart zu arbeiten, um einen Betrieb von jedem aus dem ersten Anlasser und dem zweiten Anlasser ausgehend von zumindest einem aus den ersten und zweiten Parametern zu steuern. Die Steuerbetriebsart hat eine Betriebsart, in der unterdrückt ist, dass der zweite Anlasser arbeitet.
Wenn zum Beispiel der erste Anlasser sich in einem Zustand befindet, in dem er in der Lage ist, die Maschine wünschenswert anzulassen, während der zweite Anlasser sich in einem Zustand befindet, in dem er nicht in der Lage ist, das Anlassen der Maschine wünschenswert zu vollenden, ist es bevorzugt, lediglich den ersten Anlasser zu verwenden, um das Anlassen der Maschine zu vollenden. Unter Betrachtung dieser Situation ist die Maschinenanlasssteuerung entworfen, in der voranstehend beschriebenen Steuerbetriebsart zu arbeiten, um die Stabilität in dem Anfahren der Maschine sicherzustellen.
In dem neunten Gesichtspunkt dieser Offenbarung ist das Maschinenanlasssystem entworfen, eine erste Leistungszufuhr für den ersten Anlasser und eine zweite Leistungszufuhr für den zweiten Anlasser aufzuweisen. Die Maschinenanlasssteuerung erhält den ersten Parameter, wenn es erforderlich ist, den ersten Anlasser unter Verwendung von elektrischer Leistung zu betätigen, die von der ersten Leistungszufuhr zugeführt wird, und erhält ebenfalls den zweiten Parameter, wenn es erforderlich ist, den zweiten Anlasser unter Verwendung von elektrischer Leistung zu betätigen, die von der zweiten Leistungszufuhr zugeführt wird. Wenn eine aus erster und zweiter Leistungszufuhr sich in einem unerwünschten Zustand befindet, während die andere aus erster und zweiter Leistungszufuhr sich in einem erforderlichen Zustand befindet, kann die Maschinenanlasssteuerung die Betätigung der ersten und zweiten Anlasser unter Verwendung von zumindest einem aus dem ersten Parameter und dem zweiten Parameter steuern, und dabei das Anlassen der Maschine optimieren.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird besser aus der ausführlichen Beschreibung verstanden werden, die im Folgenden gegeben wird, und aus den anhängenden Zeichnungen der bevorzugten Ausführungen der Erfindung, die jedoch nicht herangezogen werden sollten, um die Erfindung auf die bestimmten Ausführungsformen zu begrenzen, sondern die lediglich zum Zweck der Erläuterung und des Verständnisses dienen.
In den Zeichnungen zeigt:
1 ein Blockdiagramm, das eine Struktur eines Maschinenanlasssystems gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
2(a) ein Zeitdiagramm, das eine Änderung der Drehzahl einer Maschine zeigt, wenn Anlasser in der Lage sind, wünschenswert zu arbeiten;
2(b) ein Zeitdiagramm, das eine Änderung der Drehzahl einer Maschine zeigt, wenn Anlasser nicht in der Lage sind, wünschenswert zu arbeiten;
3 ein Flussdiagramm einer Folge von logischen Schritten, die durch eine ECU durchgeführt werden, die in dem Maschinenanlasssystem der 1 installiert ist;
4 eine Ansicht, die ein Verhältnis zwischen einer vorgezogenen Startzeit eines Generators und einer geschätzten Maschinendrehzahl darstellt;
5 eine Ansicht, die ein Verhältnis zwischen einer vorgezogenen Startzeit und eines Generators und einem inneren Widerstand einer Batterie darstellt;
6 ein Flussdiagramm eines Anlassprogramms, das durch eine Steuerung ausgeführt wird, die in dem Maschinenanlasssystem der 1 installiert ist;
7 ein Zeitdiagramm, das Betätigungen des Maschinenanlasssystems der 1 darstellt;
8 ein Flussdiagramm einer Folge logischer Schritte, die durch eine ECU in einer Modifikation des Maschinenanlasssystems der 1 durchgeführt werden;
9 ein Flussdiagramm einer Sequenz von logischen Schritten, die durch eine ECU in einer anderen Ausführungsform des Maschinenanlasssystems der 1 durchgeführt werden;
10 ein Flussdiagramm einer Sequenz von logischen Schritten, die durch eine ECU durchgeführt werden, die in einem Maschinenanlasssystem gemäß der zweiten Ausführungsform installiert ist;
11 ein Flussdiagramm des Anlassprogramms, das durch eine Steuerung ausgeführt wird, die in einem Maschinenanlasssystem der zweiten Ausführungsform installiert ist;
12 ein Zeitdiagramm, das Betriebe des Maschinenanlasssystems der zweiten Ausführungsform zeigt;
13 ein Blockdiagramm, das eine Struktur eines Maschinenanlasssystems gemäß der dritten Ausführungsform darstellt;
14 ein Flussdiagramm einer Folge von logischen Schritten, die durch eine ECU durchgeführt werden, die in dem Maschinenanlasssystem der 13 installiert ist;
15 eine Ansicht, die ein Verhältnis zwischen einem inneren Widerstand einer Batterie und einer Anhaltezeit eines Anlassers darstellt; und
16 ein Flussdiagramm einer Folge von logischen Schritten, die ausgeführt werden, um eine Maschine in einer modifizierten Form eines Maschinenanlasssystems anzulassen.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Ein Maschinenanlasssystem gemäß einer Ausführungsform wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen beziehen sich die gleichen Bezugszeichen durchgängig auf die gleichen Teile, und eine doppelte Erläuterung davon wird hier ausgelassen.
ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
Das Maschinenanlasssystem ist in einem Fahrzeug wie zum Beispiel einem Automobil eingebaut, in dem eine Maschine 10 als eine Antriebsquelle montiert ist. Die Maschine 10 ist, wie aus der 1 ersichtlich ist, eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, die durch eine Verbrennung von Kraftstoff wie zum Beispiel Benzin oder leichtem Öl angetrieben wird, und die mit bekannten Zündgeräten ausgestattet ist.
Die Maschine 10 ist mit dem Anlasser 11 ausgestattet, der als ein durch Zahnräder angetriebener erster Anlasser arbeitet. Das Ritzel 12 ist auf einer drehenden Welle des Anlassers 11 montiert. Das Ritzel 12 kann mit dem Hohlrad 14 in Eingriff gebracht werden, das auf der drehenden Welle 13 der Maschine montiert ist. Der Anlasser 11 weist darin installiert das Solenoid 15 auf, das arbeitet, um das Ritzel 12 in Eingriff mit dem Hohlrad 14 zu schieben oder zu schalten. Das Solenoid 15 arbeitet deshalb als Stellglied für das Ritzel 12. Wenn es erwünscht ist, die Maschine 10 anzulassen, wird das Solenoid 15 mit Energie beaufschlagt, um das Ritzel 12 in einer axialen Richtung des Anlassers 11 in Eingriff mit dem Hohlrad 14 zu bewegen, um ein wie durch den Anlasser 11 erzeugtes Moment an der drehenden Welle 13 der Maschine bereitzustellen.
Der Anlasser 11 ist elektrisch mit der Batterie 31 verbunden, die als eine Leistungszufuhr dient. Insbesondere sind das Solenoid 15 und die Batterie 31 durch das Relais 33 zusammengefügt. Wenn des Relais 33 geschlossen ist, so dass es verbunden ist, wird elektrische Leistung von der Batterie 31 zu dem Solenoid 15 zugeführt. Das Solenoid 15 schaltet dann das Ritzel 12 zu einer in Eingriff bringbaren Stelle, an der es dem Ritzel 12 möglich ist, mit dem Hohlrad 14 zu kämmen. Wenn das Ritzel 12 geschaltet wird, wird der Schalter 32 so eingeschaltet, dass er geschlossen ist, und dabei der Anlasser 11 betätigt. Wenn das Relais 33 geöffnet ist, wird die Zufuhr der elektrischen Leistung von der Batterie 31 zu dem Solenoid 15 abgeschnitten, und dadurch verursacht, dass das Ritzel 12 durch zum Beispiel eine Feder (nicht dargestellt) zurück zu einer Anfangsposition davon geführt wird, und das Ritzel 12 mit dem Hohlrad 14 außer Eingriff zu bringen. Dies verursacht ebenfalls, dass der Schalter 32 ausgeschaltet oder geöffnet wird, so dass der Anlasser 11 angehalten wird, zu drehen. Das Relais 33 ist, wie später im Detail beschrieben werden wird, in Erwiderung auf ein von der ECU 30 abgegebenen Antriebssignal geöffnet oder geschlossen.
Der Generator (Lichtmaschine) 20 ist mit der drehenden Welle 13 der Maschine durch den Leistungsübertragungsmechanismus 16 verbunden, der Riemenscheiben und einen Riemen hat. Der Generator 20 arbeitet als ein riemengetriebener zweiter Anlasser, um ausgewählt ein Moment zu der drehenden Welle 13 der Maschine zuzuführen. Der Generator 20 ist mit der drehenden Welle 13 der Maschine durch den Leistungsübertragungsmechanismus 16 zu jeder Zeit gefügt. Der Generator 20 arbeitet ausgewählt in einer aus einer Motorbetriebsart und einer Generatorbetriebsart (ebenfalls auch eine regenerative Betriebsart genannt). Wenn es erforderlich ist, die Leistung zu der drehenden Welle 13 der Maschine zuzuführen, betritt der Generator 20 die Motorbetriebsart. Wenn es alternativ erforderlich ist, den Abtrieb der Maschine 10 in elektrische Leistung umzuwandeln, betritt der Generator 20 die Generatorbetriebsart.
Der Anlasser 11 ist als ein Maschinenanlasser entworfen, der elektrisch in Erwiderung auf die Antriebsanweisung ein- oder ausgeschaltet wird, während der Generator 20 als ein Maschinenanlasser entworfen ist, dessen Drehzahl in der Motorbetriebsart gesteuert wird. Der Anlasser 11 ist von einer Art niedriger Drehzahl, um einen relativ großen Grad eines Moments zu erzeugen, während der Generator 20 von einer Art hoher Drehzahl ist. Der Generator 20 ist mit der drehenden elektrischen Maschine 21, der Steuerung 22, dem Dreherfasser 23, der arbeitet, um eine Strömung eines elektrischen Stroms durch die drehende elektrische Maschine 21 zu messen, und dem Drehantrieb 24, der arbeitet, um elektrische Leistung zu der drehenden elektrischen Maschine 21 zuzuführen, ausgestattet. Die drehende elektrische Maschine ist als eine drehende elektrische Wechselstrommaschine mit drei Phasen entworfen, um eine bekannte Struktur aufzuweisen, die mit einer Rotorwicklung ausgestattet ist, die um einen Rotor gewickelt ist, und einer Statorwicklung, die um einen Stator gewickelt ist. Der drehende Antrieb 24 ist durch einen bekannten Wandlerschaltkreis implementiert, der mit einer Mehrzahl von Schaltgeräten, das heißt MOSFETs ausgestattet ist, und arbeitet, um einen Gleichstrom, der von der Batterie 31 geliefert wird, in einen Wechselstrom umzuwandeln, und diesen zu der drehenden elektrischen Maschine 21 zuzuführen. Der Drehantrieb 24 arbeitet ebenfalls, um einen Wechselstrom, der von der drehenden elektrischen Maschine 21 geliefert wird, in einen Gleichstrom umzuwandeln und diesen zu der Batterie 31 zuzuführen. Die Batterie 31 arbeitet als eine elektrische Leistungszufuhr, um die elektrische Leistung zu dem Anlasser 50 und dem Generator 20 zuzuführen.
Die Steuerung 22 arbeitet, um die Drehzahl des Generators 20 zu steuern. Wenn es erforderlich ist, den Generator 20 in der Motorbetriebsart zu betreiben, betätigt die Steuerung 22 den Drehantrieb 24, um Gleichstrom von der Batterie 31 in einen elektrischen Strom mit drei Phasen umzuwandeln und liefert diesen zu der Statorwicklung. Die Steuerung 22 analysiert ebenfalls einen Wert eines elektrischen Stroms, der durch den Dreherfasser 23 gemessen wird, um den Betrieb des Drehantriebs 24 zu steuern, um die Drehzahl der drehenden elektrischen Maschine 21 in Übereinstimmung mit einem Sollwert zu bringen.
Wenn der Generator 20 in der Generatorbetriebsart platziert ist, erzeugt die Statorwicklung eine durch Wechselstrom induzierte elektromotive Kraft, deren Frequenz von der Drehzahl der drehenden elektrischen Maschine 21 abhängt. Der Dreherfasser 23 misst daher eine derartige induzierte elektromotive Kraft, um die Drehzahl der drehenden elektrischen Maschine 21 zu bestimmen.
Der Generator 20 dieser Ausführungsform ist entworfen, um eine sensorlose Struktur aufzuweisen, die nicht mit einem Drehsensor ausgestattet ist. Der Dreherfasser 23 arbeitet, um die induzierte Spannung oder den induzierten Strom zu messen, die in der Rotorwicklung oder der Statorwicklung durch die Drehung des Rotors der drehenden elektrischen Maschine 21 erzeugt sind. Die Steuerung 22 analysiert die induzierte Spannung oder den Strom, der durch den Dreherfasser 23 gemessen wurde, um zu bestimmen, dass die drehende elektrische Maschine 21 sich dreht, oder um eine Sollwicklung der Phasenwicklungen der drehenden elektrischen Maschine 21 zu bestimmen, die erregt werden sollte. Die Steuerung 22 erregt dann die Sollphasenwicklung, um die drehende elektrische Maschine 21 in der Motorbetriebsart anzutreiben.
Die Drehzahl der drehenden elektrischen Maschine 21 und ein Drehzahluntersetzungsverhältnis des Leistungsübertragungsmechanismus 16 können verwendet werden, um die Maschinendrehzahl NE zu berechnen, welche die Drehzahl der drehenden Maschinenwelle 13 ist. Die drehende Maschinenwelle 13 ist mit den Rädern des Fahrzeugs durch eine Kupplung und eine Übertragung (nicht dargestellt) verbunden. Derartige Anordnungen sind bekannt, und eine Erläuterung davon im Detail wird hier ausgelassen.
Das Maschinenanlasssystem ist ebenfalls mit der ECU (elektronische Steuereinheit) 30 ausgestattet, die arbeitet, um eine Maschinensteuerung auszuführen. Die ECU 30 ist aus einer bekannten elektronischen Steuereinheit hergestellt, die mit einem Microcomputer ausgestattet ist und arbeitet, um Abgaben von verschiedenen Sensoren zu analysieren, die dort installiert sind, um Steueraufgaben für die Maschine 10 auszuführen. Die ECU 30 ist mit der Steuerung 22 verbunden, um dazwischen eine Zwischenkommunikation herzustellen. Die ECU 30 ist elektrisch mit der Batterie 31 verbunden und durch elektrische Leistung betätigt, die von der Batterie 31 zugeführt wird. Die ECU 30, wie später im Detail beschrieben wird, dient als Maschinenanlasssteuerung alleine oder zusammen mit der Steuerung 22.
Die voranstehend beschriebenen Sensoren haben den Beschleunigerpositionssensor 42, den Bremssensor 44, den Drehzahlsensor 45, den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 46 und den Luftstrommesser 14. Der Beschleunigerpositionssensor 42 arbeitet, um die Position des Beschleunigerpedals 41 zu messen, das heißt, einen Aufwand eines Fahrers auf das Beschleunigerpedal 41, das als ein Beschleunigerbetätigungselement dient. Der Bremssensor 44 arbeitet, um die Position des Bremspedals 43 zu messen. Der Drehzahlsensor 45 arbeitet, um die Winkelposition der drehenden Maschinenwelle 13 an einen gegebenen Winkelabstand davon zu messen, um die Drehzahl der drehenden Maschinenwelle 16 zu bestimmen. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 46 arbeitet, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu messen. Diese Sensoren stellen Abgaben zu der ECU 30 bereit. Das Maschinenanlasssystem ist ebenfalls mit anderen Sensoren (nicht gezeigt) ausgestattet.
Die ECU 30 verwendet Abgaben der voranstehend beschriebenen Sensoren, um die Menge des Kraftstoffs zu steuern, der von den Kraftstoffeinspritzern in die Maschine 10 einzuspritzen ist, und die Zündung des Kraftstoffs unter Verwendung der Zündgeräte in der Maschine 10. Die ECU 30 arbeitet ebenfalls, um einen Ein-Aus-Betrieb des Anlassers 11 zu steuern. Die ECU 30 steuert ebenfalls eine bekannte Leerlaufanhaltebetriebsart der Maschine 10. Insbesondere hält in der Leerlaufanhaltebetriebsart die ECU 30 automatisch die Maschine 10 an, wenn gegebene automatische Maschinenanhaltebedingungen begegnet sind, und startet dann die Maschine 10 automatisch wieder, wenn gegebene Maschinenwiederanlassbedingungen erfüllt sind. Die Bedingungen zum automatischen Anhalten und Wiederstarten der Maschine schließen die Drehzahl des Fahrzeugs, die Beschleunigungsbetätigung und den Bremsvorgang ein.
Wenn der Anlasser 11 und der Generator 20 ausgewählt verwendet werden, um die Maschine 10 anzulassen, wird der Anlasser 11 in einer frühen Stufe betätigt, in der ein großer Grad eines Moments erforderlich ist, um die Maschine 10 zu drehen, und dann wird der Generator 20 betätigt, um den Anlassvorgang der Maschine 10 zu vollenden. Die Bedingung der Betätigung des Anlassers 11 kann jedoch durch verschiedene Faktoren geändert werden. Dies ergibt eine Variation der Änderung der Drehzahl NE der Maschine 10 in der Einschaltdauer des Anlassers 11, was nachteilig auf die Anlassfähigkeit der Maschine 10 auftrifft.
Ein Grundmaschinenanlassvorgang des Maschinenanlasssystems unter Verwendung des Anlassers 11 und des Generators 20 wird im Folgenden mit Bezug auf die 2(a) und 2(b) beschrieben. Die 2(a) zeigt einen Maschinenanlassvorgang, wenn der Anlasser 11 geeignet arbeitet. Die 2(b) zeigt einen Maschinenanlassvorgang, wenn der Anlasser 11 nicht erwünscht arbeitet. Die 2(a) zeigt ein Beispiel, in dem die Einschaltdauern (die ebenfalls im Folgenden als Antriebsdauern bezeichnet sind) des Anlassers 11 und des Generators 20 einander nicht überlappen.
Wenn die ECU 30 ein Anlasserantriebssignal abgibt, wird dann der Anlasser 11 betätigt. Die Drehzahl NP des Anlassers 11 steigt, so dass die Maschinendrehzahl NE ansteigt. Wenn eine gegebene Kurbelwinkelposition erreicht ist, schaltet die ECU 30 den Anlasser 11 aus und gibt dann ein Generatorantriebssignal ab, um den Generator 20 zu betätigen. Insbesondere, nachdem der Anlasser 11 ausgeschaltet wurde, wird lediglich der Generator 20 angetrieben, um den Anlassvorgang der Maschine 10 zu vollenden.
Wenn der Anlasser 11 geeignet arbeitet, ist die Maschinendrehzahl NE höher als wenn der Anlasser 11 nicht geeignet arbeitet. Mit anderen Worten erfüllen Spitzenwerte NEa und NEb der Maschinendrehzahl NE, die zum ersten Mal erscheinen (das heißt, eine Kurbelgeschwindigkeit) ein Verhältnis NEa > NEb. Die Zeit, zu der ein gegebener Kurbelwinkel (das heißt, eine Winkelposition der Kurbelwelle der Maschine 10), an dem der Anlasser 11 angehalten werden sollte, in dem Beispiel der 2(a) erreicht ist, ist früher als die in dem Beispiel der 2(b). Dies ermöglicht, dass die Zeit des Schaltens von der Betätigung des Anlassens 11 zu der des Generators 20 vorgezogen wird, um den Anlassvorgang der Maschine 10 in dem Beispiel der 2(a) zu vollenden. In dem Beispiel der 2(b) dauert es längere Zeit, um den gegebenen Kurbelwinkel zu erreichen, was dabei eine Verzögerung des Umschaltens von der Betätigung des Anlassers 11 zu der des Generators 20 ergibt. Es dauert daher eine erhöhte Zeit, um den Anlassvorgang der Maschine 10 zu vollenden, was die Anlassfähigkeit der Maschine 10 verschlechtert.
Unter Betrachtung der voranstehend beschriebenen Tatsache ist das Maschinenanlasssystem dieser Ausführungsform entworfen, einen ersten Parameter zu erhalten, der mit einer Betriebsbedingung des Anlassers 11 korreliert, eine Anlasszeit zu berechnen, die eine Sollzeit ist, zu der der Generator 20 gestartet werden sollte, das heißt, unter Verwendung des ersten Parameters eingeschaltet werden sollte, und einen Zeitabstand zwischen der Zeit (das heißt, einer Anhaltezeit), zu der der Anlasser 11 ausgeschaltet werden sollte, und der Startzeit, zu der der Generator 20 eingeschaltet werden sollte, zu steuern. Mit anderen Worten bestimmt das Maschinenanlasssystem die Startzeit, zu der der Generator 20 gestartet werden sollte, als eine Funktion des ersten Parameters, um eine Unterstützung zum Anlassen der Maschine 10 durch den Generator 20 zu optimieren. Zum Beispiel ist der erste Parameter ein Parameter, der mit einer Drehzahländerung der Maschine 10 korreliert, wenn der Anlasser 11 angetrieben wird.
In dieser Ausführungsform hat der erste Parameter zumindest einen aus einem Spitzenwert der Drehzahl (das heißt, der Kurbeldrehzahl) der Maschine 10, wenn der Anlasser 11 angetrieben ist, einer Änderungsrate der ansteigenden Drehzahl der Maschine 10, einen Zustand (das heißt, eine Anschlussspannung oder einen Grad einer Alterung) der Batterie 31, die elektrische Leistung zu dem Anlasser 11 zuführt, und einem Kaltzustand der Maschine 10 (das heißt, eine Umgebungstemperatur oder eine Temperatur eines Maschinenkühlmittels).
Die Startzeit, zu der der Generator 20 gestartet werden sollte, um betätigt zu werden, wird im Folgenden im Detail beschrieben. Das Maschinenanlasssystem setzt eine Bezugsstartzeit im Voraus als die Startzeit des Generators 20 ein, um keine Überlappung zwischen der Betätigung des Anlassers 11 und der des Generators 20 aufzuweisen, wenn die Drehzahl der durch den Anlasser 11 angetriebenen oder gekurbelten Maschine 10 erwartet wird, in einem guten oder erwünschten Bereich zu liegen. Mit anderen Worten startet das Maschinenanlasssystem das Betätigen des Generators 20, nachdem vollständig der Betrieb des Anlassers 11 angehalten wurde.
Wenn alternativ die Drehzahl der durch den Anlasser 11 gekurbelten Maschine 10 erwartet wird, in einen Bereich niedriger Drehzahl zu fallen, der kleiner als ein gegebener Wert ist, zieht das Maschinenanlasssystem die Startzeit des Generators 20 vor, damit sie früher als die gegebene Bezugsstartzeit ist, um den Grad zu erhöhen, mit dem der Generator 20 das Kurbeln der Maschine 10 unterstützt, um die Anlassfähigkeit der Maschine 10 zu verbessern.
Die 3 ist ein Flussdiagramm einer Sequenz von logischen Schritten oder ein Programm, das durch die ECU 30 in einem ausgewählten Steuerzyklus ausgeführt wird.
Nach dem Starten des Programms schreitet die Maschine zu dem Schritt S101 voran, in dem bestimmt wird, ob ein Anlassvorgang zum Anlassen der Maschine 10 bereits vollendet ist oder nicht. Wenn zum Beispiel die Maschine 10 automatisch in der Leerlaufanhaltebetriebsart angehalten wurde, aber bevor sie vollständig wieder angelassen wurde, wird eine JA-Antwort in dem Schritt S101 erhalten. Wenn die Maschine 10 wieder angelassen wurde, wird dann die Routine beendet. Falls eine JA-Antwort in dem Schritt S101 erhalten wurde, was bedeutet, dass der Anlassvorgang noch nicht beendet ist, schreitet dann die Routine zu dem Schritt S102 voran, in dem es bestimmt wird, ob die Maschinendrehzahl NE kleiner als ein gegebener Schwellwert TH1 ist oder nicht. Der Schwellwert TH1 wird als ein Bezugswert zum Bestimmen verwendet, ob die Motorbetriebsart des Generators 20 angehalten werden sollte oder nicht. Der Schwellwert TH1 ist zum Beispiel auf 500 U/min eingestellt. Falls eine JA-Antwort in dem Schritt S102 erhalten wird, schreitet die Routine zu dem Schritt S103 voran. Falls alternativ eine NEIN-Antwort erhalten wird, schreitet dann die Routine zu dem Schritt S114 voran.
In dem Schritt S103 wird bestimmt, ob die Startzeit, die durch die ECU 30 bestimmt wurde, erreicht worden ist oder nicht. Falls eine JA-Antwort erhalten wird, das heißt die Startzeit wurde erreicht, schreitet dann die Routine zu dem Schritt S114 voran. Falls alternativ eine NEIN-Antwort erhalten wird, schreitet dann die Routine zu dem Schritt S104 voran.
In dem Schritt S104 wird bestimmt, ob der Anlasser 11 angetrieben ist oder nicht. Insbesondere wird bestimmt, ob die Antriebsanweisung zum Betätigen des Anlassers 11 bereits ausgegeben wurde oder nicht. Falls eine NEIN-Antwort erhalten wurde, was bedeutet, dass der Anlasser 11 noch immer nicht antwortet, schreitet dann die Routine zu dem Schritt S105 voran, in dem es bestimmt wird, ob eine Maschinenanlassanforderung zum Anlassen der Maschine 10 abgegeben wurde oder nicht. Wenn eine Maschinenwiederstartanforderung abgegeben wurde, nachdem die Maschine 10 automatisch angehalten wurde, wird in dem Schritt S105 eine JA-Antwort erhalten. Die Routine schreitet dann zu dem Schritt S106 voran. Eine NEIN-Antwort wird in dem Schritt S105 erhalten, bis die Maschinenwiederstartanforderung abgegeben wurde, nachdem die Maschine 10 automatisch angehalten wurde. Die Routine endet dann.
In dem Schritt S106 wird die Anlasserantriebsanweisung zu dem Relais 33 abgegeben, um den Anlasser 11 zu betätigen. Die Routine schreitet dann zu dem Schritt S107 voran, in dem der erste Parameter, der den Zustand der Batterie 31 darstellt, abgeleitet wird. Insbesondere erhält die ECU 30 einen inneren Widerstand der Batterie 31, der sich normalerweise als eine Funktion des Alterungsgrads der Batterie 31 ändert. Desto größer der innere Widerstand ist, desto größer ist der Alterungsgrad der Batterie 31. Wenn der innere Widerstand der Batterie 31 erhöht ist, wird dies verursachen, dass die Menge der zu dem Anlasser 11 gelieferten elektrischen Leistung verringert wird, was eine Verringerung der Anstiegsrate der Maschinendrehzahl NE während des Kurbelns der Maschine 10 ergibt, nämlich, in der Betätigung des Anlassers 11. Der innere Widerstand der Batterie 31 kann in einer bekannten Weise bestimmt werden. Zum Beispiel kann der innere Widerstand der Batterie 31 als eine Funktion der Spannung an der Batterie 31 oder des von der Batterie 31 strömenden elektrischen Stroms abgeleitet werden. Alternativ kann der innere Widerstand der Batterie 31, der gemessen wurde, während die Maschine 10 vorangehend betrieben wurde, in dem Schritt S107 verwendet werden. Darauffolgend schreitet die Routine zu dem Schritt S108 voran, in dem eine geschätzte Maschinendrehzahl NEx als eine Funktion des inneren Widerstands der Batterie 108 berechnet wird, der in dem Schritt S107 abgeleitet wurde. Die geschätzte Maschinendrehzahl NEx ist die Drehzahl der Maschine 10 (das heißt, der Kurbeldrehzahl der Maschine 10), die in diesem Maschinenkurbelzyklus erwartet wird.
Die ECU 30 kann die Anschlussspannung an der Batterie 31 als den Zustand der Batterie 31 anzeigend überwachen, bevor begonnen wird, die elektrische Leistung zu dem Anlasser 11 zuzuführen, und die geschätzte Maschinendrehzahl NEx unter Betrachtung der Tatsache bestimmen, dass, umso niedriger die Anschlussspannung an der Batterie 31 ist, der zu dem Anlasser 11 zugeführte elektrische Strom umso kleiner ist.
Darauffolgend schreitet die Routine zu dem Schritt S109 voran, in dem es bestimmt wird, ob die geschätzte Maschinendrehzahl NEx, wie sie in dem Schritt S108 berechnet wurde, größer als oder gleich einem gegebenen Schwellwert TH2 ist oder nicht. Der Schwellwert TH2 ist ein Bezugswert zur Verwendung in der Bestimmung, ob die Maschinendrehzahl NE (das heißt, die Kurbeldrehzahl), die durch den Anlasser 11 angetrieben wird, niedrig werden wird oder nicht. Der Schwellwert TH2 ist auf zum Beispiel 150 U/min eingestellt, was niedriger als 200 U/min ist, was der Kurbeldrehzahl der Maschine 10 entspricht, wenn der Anlasser 11 in der Lage ist, geeignet zu arbeiten. Falls eine JA-Antwort in dem Schritt S109 erhalten wird, was bedeutet, dass die Drehzahl der Maschine 10 nicht unerwünscht niedrig werden wird, schreitet die Routine zu dem Schritt S110 voran, in dem die Startzeit, zu der der Generator 20 gestartet werden sollte, auf die Bezugsstartzeit eingestellt wird, ohne dass diese geändert wird.
Falls eine NEIN-Antwort in dem Schritt S109 erhalten wird, was bedeutet, dass die Drehzahl der Maschine 10 unerwünscht niedrig werden wird, schreitet die Routine dann zu dem Schritt S111 voran, in dem die Startzeit des Generators 20 vorgezogen wird. Mit anderen Worten wird eine Sollzeit, zu der der Generator 20 gestartet werden sollte, ausgehend von der Bezugsstartzeit vorgezogen.
In dem Schritt S111 kann die Startzeit des Generators 20 unter Verwendung eines Kennfelds in der 4 auf eine vorgewählte frühe Zeit eingestellt werden. Das Kennfeld stellt ein Verhältnis zwischen der geschätzten Maschinendrehzahl NEx und einer Sollzeit dar, zu der die Startzeit vorgezogen werden sollte. Wenn in dem Beispiel der 4 die geschätzte Maschinendrehzahl NEx höher als oder gleich dem Schwellwert TH2 ist, wird die Sollzeit, zu der die Startzeit vorgezogen werden sollte, als null bestimmt. Dies bedeutet, dass die Startzeit nicht geändert wird. Die Startzeit des Generators 20 wird vorgezogen, wenn die geschätzte Maschinendrehzahl NEx kleiner als der Schwellwert TH2 wird. Mit anderen Worten, wenn erwartet wird, dass die Maschinendrehzahl NE unerwünscht verringert wird, wenn der Anlasser 11 angetrieben wird, beginnt die ECU 30 früh den Generator 20 zu betätigen, um den Grad zu erhöhen, mit dem das Maschinenanlasssystem das Anlassen der Maschine 10 unterstützt.
Der innere Widerstand der Batterie 31 weist eine Korrelation mit der Drehzahl der Maschine 10 auf, wenn der Anlasser 11 betätigt wird, um die Maschine 10 zu kurbeln. Die ECU 30 kann die Startzeit des Generators 20 als Funktion des inneren Widerstands der Batterie 31 bestimmen oder ändern. Zum Beispiel bestimmt die ECU 30 die Startzeit des Generators 20 durch ein Nachschauen unter Verwendung eines Kennfelds der 5. Das Kennfeld stellt ein Verhältnis zwischen dem inneren Widerstand der Batterie 31 und einer Sollzeit dar, zu der die Startzeit vorgezogen werden sollte. In dem Beispiel der 5 wird, umso höher der innere Widerstand der Batterie 31 ist, die Startzeit desto mehr vorgezogen.
Nachdem der Anlasser 11 betätigt wurde, das heißt, falls eine JA-Antwort in dem Schritt S104 erhalten wird, schreitet die Routine dann zu dem Schritt S112 voran, in dem bestimmt wird, ob eine Winkelposition der Maschine 10 (das heißt, eine Winkelposition der Kurbelwelle der Maschine 10) sich direkt vor dem obersten Totpunkt (TDC) des Kolbens in dem Verdichtungstakt befindet oder nicht. Zum Beispiel wird bestimmt, ob die Winkelposition der Maschine 10 sich in einem Bereich von BTDC 45° bis 5° CA befindet oder nicht. Eine Winkelposition der Maschine 10 direkt vor dem obersten Totpunkt stellt einen Punkt dar, direkt bevor der Druck der verdichteten Luft in dem Zylinder der Maschine 10 maximal ist. Falls in dem Schritt S112 eine JA-Antwort erhalten wird, was bedeutet, dass eine aktuelle Position der Maschine 10 sich direkt vor dem TDC befindet, schreitet dann die Routine zu dem Schritt S113 voran. Falls alternativ eine NEIN-Antwort in dem Schritt S112 erhalten wird, endet dann die Routine, so dass die ECU 30 fortfährt, den Anlasser 11 anzutreiben. In dem Schritt S113 wird das Relais 33 geöffnet, um das Betätigen des Anlassers 11 zu beenden.
Falls in dem Schritt S103 eine JA-Antwort erhalten wird, was bedeutet, dass die Startzeit des Generators 20, die bereits eingestellt wurde, erreicht wurde, schreitet die Routine dann zu dem Schritt S114 voran, in dem die ECU 30 die Generatorantriebsanweisung (das heißt, ein Generator-Ein-Signal) zu der Steuerung 22 abgibt.
Falls eine NEIN-Antwort in dem Schritt S102 erhalten wird, nachdem der Generator 20 betätigt wurde, so dass die Maschinendrehzahl NE ansteigt und den Schwellwert TH1 übersteigt, schreitet dann die Routine zu Schritt S115 voran, in dem die ECU 30 ein Aus-Signal abgibt, um die Motorbetriebsart des Generators 20 zu beenden. Die Routine endet dann.
Die 6 stellt die Antriebssteuerung für den Generator 20 dar, die durch die Steuerung 22 ausgeführt wird, in einem gegebenen Steuerzyklus, der identisch mit oder unterschiedlich zu dem in der ECU 30 sein kann.
Nach dem Starten des Programms schreitet die Routine zu dem Schritt S201 voran, in dem bestimmt wird, ob der Generator 20 nun in Betrieb ist oder nicht. Falls eine JA-Antwort erhalten wird, was bedeutet, dass der Generator 20 angetrieben wird, schreitet dann die Routine zu dem Schritt S204 voran. Falls alternativ eine NEIN-Antwort erhalten wird, schreitet dann die Routine zu dem Schritt S202 voran.
In dem Schritt S202 wird bestimmt, ob die Steuerung die Generatorantriebsanweisung von der ECU 30 empfangen hat oder nicht, nämlich ob dem Generator 20 gestattet ist, in der Motorbetriebsart zu arbeiten oder nicht. Falls in dem Schritt S202 eine NEIN-Antwort erhalten wird, was bedeutet, dass der Generator 20 unterdrückt ist, in der Motorbetriebsart zu arbeiten, endet die Routine dann, ohne den Generator 20 in die Motorbetriebsart zu versetzen. Falls alternativ eine JA-Antwort in dem Schritt S202 erhalten wird, was bedeutet, dass dem Generator 20 gestattet ist, in der Motorbetriebsart angetrieben zu werden, schreitet die Routine dann zu dem Schritt S203 voran, in dem die Antriebssteuerung ausgeführt wird, um den Generator 20 anzutreiben.
Wenn der Generator 20 beginnt, angetrieben zu werden, wird in dem Schritt S201 eine JA-Antwort erhalten. Die Routine schreitet dann zu dem Schritt S204 voran, in dem es bestimmt wird, ob die Steuerung 22 das Generator-Aus-Signal von der ECU 30 empfangen hat oder nicht. Falls eine NEIN-Antwort erhalten wird, endet die Routine dann, so dass die Steuerung 22 fortfährt, den Generator 20 anzutreiben.
Falls alternativ eine JA-Antwort in dem Schritt S204 erhalten wird, schreitet die Routine dann zu dem Schritt S205 voran, in dem die Steuerung 22 das Betreiben des Generators 20 anhält, um den Anlassvorgang für die Maschine 10 zu vollenden.
Die 7 ist ein Zeitdiagramm, das Betriebe des Maschinenanlasssystems zum Anlassen der Maschine 10 darstellt. Die 7 zeigt ein Beispiel, in dem die Maschine 10 automatisch angehalten und dann wieder gestartet wird.
Vor der Zeit t11 befindet sich die Maschine 10 in Ruhe. Zu der Zeit t11 macht der Fahrer der Maschine eine Maschinenanlassanforderung für die Maschine 10. Insbesondere, wenn der Fahrer das Beschleunigerpedal niederdrückt oder das Bremspedal freigibt, wird die Maschinenanlassanforderung abgegeben. Zum Beispiel in einem Fall, in dem es erforderlich ist, die Maschine 10 zum ersten Mal anzulassen, wird die Maschinenanlassanforderung aufgrund des Einschaltens eines Zündschlüssels des Fahrzeugs durch den Fahrer erzeugt.
Wenn die Maschinenanlassanforderung vorgenommen wird, beginnt die ECU 30 das Beaufschlagen des Anlassers 11 mit Energie, um die Maschine 10 zu kurbeln. Die ECU 30 berechnet ebenfalls die geschätzte Maschinendrehzahl NEx, wenn der Anlasser 11 angetrieben wird, und bestimmt die Startzeit des Generators 20. Insbesondere erhält die ECU 30 den inneren Widerstand der Batterie 31 und berechnet die geschätzte Maschinendrehzahl NEx als eine Funktion des inneren Widerstands. In dem Beispiel der 7 ist der innere Widerstand der Batterie 31 höher als oder gleich dem Schwellwert TH3, was bedeutet, dass die Batterie 31 nicht in der Lage ist, eine erforderliche Menge einer elektrischen Leistung zu dem Anlasser 11 zuzuführen. Die ECU 30 schließt deswegen, dass nicht erwartet wird, dass die Maschinendrehzahl NE zu einem gewünschten Wert hoch ansteigt, und ändert dann die Bezugsstartzeit zum Starten des Generators 20 von einer Zeit ta zu einer Zeit t12.
Zu der Zeit t12 gibt die ECU 30 das Generatorantriebssignal zum Starten der Betätigung des Generators 20 aus. Wenn darauffolgend eine Zeit t13 direkt vor einem gegebenen TDC des Kolbens der Maschine 10 erreicht ist, gibt die ECU 30 das Aus-Signal ab, um den Anlasser 11 abzuschalten.
Danach wird die Maschinendrehzahl NE durch den Kurbelbetrieb des Generators 20 und die Selbstdrehung der Maschine 10, die durch die Verbrennung des Kraftstoffs in der Maschine 10 erlangt wird, erhöht. Wenn die Maschinendrehzahl NE den Schwellwert TH1 zu einer Zeit t14 erreicht, gibt die ECU 30 das Aus-Signal zu der Steuerung 22 zum Abschalten des Generators 20 aus. Die Steuerung 22 beendet das Betätigen des Generators 20, um das Kurbeln der Maschine 10 zu beenden.
In der voranstehenden Weise zieht die ECU 30 die Startzeit des Generators 20 vor, um einen gewünschten Anstieg der Maschinendrehzahl NE während des Kurbelns der Maschine 10 zu erlangen. In dem Beispiel der 7 liegt eine Überlappung zwischen den Einschaltdauern des Anlassers 11 und des Generators 20 zwischen der Zeit t12 und der Zeit t13.
Das Maschinenanlasssystem dieser Ausführungsform bietet die folgenden günstigen Vorteile.
In einem Fall, in dem zwei Startgeräte: der Anlasser 11 und der Generator 20 verwendet werden, um das Anlassen der Maschine 10 zu vollenden, und zuerst der Anlasser 11 betätigt wird, und danach der Generator 20 betätigt wird, ist es bevorzugt, die Einschaltdauern zu optimieren, für die der Anlasser 11 und der Generator 20 betätigt sind. Die Bedingung des Betriebs des Anlassers 11 kann durch verschiedene Faktoren geändert werden. Dies kann eine Variation der Änderung der Drehzahl der Maschine 10 ergeben, wenn sie durch den Anlasser 11 gekurbelt wird, was nachteilhaft auf die Anlassfähigkeit der Maschine 10 auftrifft. Um einen derartigen Missstand abzumildern, ist das Maschinenanlasssystem dieser Ausführungsform entworfen, den ersten Parameter abzuleiten, der mit der Betriebsbedingung des Anlassers 11 korreliert, und einen Abstand zwischen der Zeit, zu der der Anlasser 11 ausgeschaltet werden sollte, und der Startzeit des Generators 20 zu bestimmen oder zu steuern. Wenn es zum Beispiel unmöglich ist, dass der Anlasser 11 einen Grad eines Moments erzeugt, der groß genug ist, ein gewünschtes Anfangsmoment auf die Maschine 10 aufzubringen, ist es erforderlich, den Grad zu erhöhen, mit dem der Generator 20 das Kurbeln der Maschine 10 unterstützt. Diesbezüglich führt das Maschinenanlasssystem dieser Ausführungsform die voranstehend beschriebenen Anlasssteueraufgaben durch, um die Stabilität in dem Anlassen der Maschine 10 unter Verwendung des Anlassers 11 und des Generators 20 sicherzustellen.
Insbesondere bestimmt das Maschinenanlasssystem die Startzeit des Generators 20 ausgehend von dem ersten Parameter. Der erste Parameter, wie voranstehend beschrieben wurde, korreliert mit dem Betriebszustand des Anlassers 11. Dies ermöglicht, dass die ECU 30 den Drehzustand der Maschine 10 unter Verwendung des ersten Parameters erhält, wenn die Maschine 10 durch den Anlasser 11 angetrieben ist. Die ECU 30 bestimmt somit, ob der Anlasser 11 in der Lage ist, einen erforderlichen Grad eines Moments aufzubringen, um die Maschine 10 anfänglich zu kurbeln, oder nicht, und berechnet die Startzeit des Generators 20 als Funktion des ersten Parameters, um einen erwünschten Grad einer Unterstützung im Vollenden des Anlassers der Maschine 10 unter Verwendung des Generators 20 sicherzustellen.
Wenn erwartet wird, dass die Maschinendrehzahl NE, wie durch den Kurbelbetrieb des Anlassers 11 abgeleitet, niedriger als der gegebene Wert wird, ist es notwendig, den Grad zu erhöhen, mit dem der Generator 20 das Kurbeln der Maschine 10 unterstützt. Diesbezüglich arbeitet das Maschinenanlasssystem, um die Startzeit des Generators 20 vorzuziehen, um die Länge der Zeit der Einschaltdauer des Anlassers 11, die die des Generators 20 überlappt, zu erhöhen, mit anderen Worten, einen Abstand zwischen der Anhaltezeit des Anlassers 11 und der Startzeit des Generators 20 zu steuern, und dabei die Unterstützung des Generators 20 in dem Kurbeln der Maschine 10 zu optimieren, um die Anlassfähigkeit der Maschine 10 sicherzustellen.
Das Maschinenanlasssystem erhält als den ersten Parameter den Zustand (zum Beispiel die Anschlussspannung oder den Grad der Alterung) der Batterie 31, die elektrische Leistung zu dem Anlasser 11 zuführt, und erleichtert dabei die Einfachheit, mit der bestimmt wird, ob der Anlasser 11 nun in der Lage ist, einen erforderlichen Grad eines Anfangsmoments zu der drehenden Welle der Maschine 10 aufzubringen, wenn erforderlich ist, dass diese angelassen wird. Dies ergibt ein gutes Gleichgewicht zwischen der Betätigung des Anlassers 11 und dem Generator 20, um die Maschine 10 anzulassen.
Wenn erwartet wird, dass der Anlasser 11 geeignet arbeitet, ist es nicht notwendigerweise erforderlich, das Betätigen des Generators 20 zu starten, bevor der Anlasser 11 vollständig abgeschaltet ist. Das Maschinenanlasssystem ist deswegen entworfen, eine Überlappung zwischen der Betätigung des Anlassers 11 und dem Generator 20 nicht aufzuweisen, wenn der Anlasser 11 als in der Lage bestimmt ist, die Maschine 10 ohne die Unterstützung des Generators 20 geeignet zu kurbeln. Dies minimiert die in dem Anlassen der Maschine 10 verbrauchte Energie.
MODIFIKATION DER ERSTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Das Maschinenanlasssystem ist entworfen, die Antriebsanweisung zu dem Anlasser 11 auszugeben, wenn es erforderlich ist, die Maschine 10 anzulassen, den Zustandsparameter der Batterie 31 zu überwachen, um die Maschinendrehzahl NEx zu berechnen, die die Drehzahl der Maschine 10 ist, die in diesem Maschinenkurbelzyklus erwartet wird, und die Startzeit des Generators 20 als eine Funktion der Maschinendrehzahl NEx zu bestimmen (siehe Schritte S107 bis S111 in der 3), kann jedoch alternativ entworfen sein, einen Spitzenwert der Drehzahl der Maschine 10 zu bestimmen (das heißt, der Kurbeldrehzahl), wenn der Anlasser 11 arbeitet und die Startzeit des Generators 20 als eine Funktion des Spitzenwerts zu berechnen.
Die voranstehend beschriebene Struktur wird mit Bezug auf ein Flussdiagramm der 8 im Detail beschrieben. Das Flussdiagramm der 8 ist eine Folge von logischen Schritten, die durch die ECU 30 in einem Zyklus anstelle dessen in dem der 3 ausgeführt werden. Die gleichen Schrittzahlen, wie in der 3 eingesetzt, bezeichnen die gleichen Betätigungen, und deren Erläuterung im Detail wird hier ausgelassen. Das Flussdiagramm der 3 lässt die Schritte S107 bis S111 von denen der 3 aus und weist zusätzlich die Schritte S301 bis S306 auf.
Wenn in der 8 das Anlassen der Maschine 10 noch nicht vollendet ist, und die Maschinendrehzahl NE niedriger als der Schwellwert TH1 ist, das heißt, JA-Antworten werden in den Schritten S101 und S102 erhalten, schreitet die Routine zu dem Schritt S103 voran, in dem es bestimmt wird, ob die Startzeit des Generators 20 erreicht wurde. Falls eine NEIN-Antwort erhalten wird, schreitet die Routine zu dem Schritt S104 voran, in dem es bestimmt wird, ob der Anlasser 11 in Erwiderung auf die Maschinenanlassanforderung angetrieben ist oder nicht. Falls eine JA-Antwort erhalten wird, schreitet die Routine dann zu dem Schritt S301 voran, in dem es bestimmt wird, ob die Startzeit des Generators 20 bestimmt wurde oder nicht. Falls eine NEIN-Antwort erhalten wird, schreitet die Routine dann zu dem Schritt S302 voran, in dem es bestimmt wird, ob die Drehzahl der Maschine 10 den Spitzenwert davon passiert hat oder nicht. Falls eine JA-Antwort erhalten wird, was bedeutet, dass der Spitzenwert der Drehzahl der Maschine 10 passiert wurde, schreitet die Routine dann zu dem Schritt S303 voran, in dem der Spitzenwert, das heißt, die Kurbeldrehzahl abgeleitet wird.
Darauffolgend schreitet die Routine zu dem Schritt S304 voran, in dem es bestimmt wird, ob die Maschinendrehzahl NE höher als oder gleich dem Schwellwert TH2 ist oder nicht. Falls eine JA-Antwort erhalten wird, schreitet die Routine zu dem Schritt S305 voran, in dem die Startzeit des Generators 20 auf die Bezugsstartzeit eingestellt wird. Falls alternativ eine NEIN-Antwort in dem Schritt S304 erhalten wird, schreitet die Routine zu dem Schritt S306 voran, in dem die Startzeit des Generators 20 in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführungsform beschrieben vorgezogen wird. Die folgenden Schritte sind identisch zu denen in der 3. Die Startzeit des Generators 20 wird mit einer Verringerung in dem Spitzenwert der Maschinendrehzahl NE vorgezogen.
Das Maschinenanlasssystem kann alternativ entworfen sein, die Startzeit des Generators 20 als eine Funktion einer Rate des Anstiegs der Drehzahl der Maschine 10, direkt nachdem der Anlasser 11 betätigt wurde, zu bestimmen. Diese Struktur wird im Folgenden im Detail mit Bezug auf ein Flussdiagramm der 9 beschrieben.
Das Flussdiagramm der 9 ist eine Folge von logischen Schritten, die durch die ECU 30 in einem Zyklus anstelle dessen der 3 ausgeführt werden. Die gleichen Schrittzahlen wie in der 3 eingesetzt bezeichnen die gleichen Vorgänge, und deren Erläuterung im Detail wird hier ausgelassen. Das Flussdiagramm der 9 lässt die Schritte S107 bis S111 von denen der 3 aus und weist zusätzlich die Schritte S401 bis S406 auf.
Wenn in der 9 das Anlassen der Maschine 10 noch nicht vollendet ist, und die Maschinendrehzahl NE niedriger als der Schwellwert TH1 ist, das heißt, in den Schritten S101 und S102 werden JA-Antworten erhalten, schreitet die Routine zu dem Schritt S103 voran, in dem es bestimmt wird, ob die Startzeit des Generators 20 erreicht worden ist oder nicht. Falls eine NEIN-Antwort erhalten wird, schreitet die Routine zu dem Schritt S104 voran, in dem es bestimmt wird, ob der Anlasser 11 in Erwiderung auf die Maschinenanlassanforderung angetrieben ist oder nicht. Falls eine JA-Antwort erhalten wird, schreitet die Routine dann zu dem Schritt S401 voran, in dem es bestimmt wird, ob die Startzeit des Generators 20 bestimmt wurde oder nicht. Falls eine NEIN-Antwort erhalten wird, schreitet die Routine dann zu dem Schritt S402 voran, in dem eine Anstiegsrate in der Maschinendrehzahl NE als eine Funktion einer Änderung der Maschinendrehzahl NE berechnet wird. Die Änderung der Maschinendrehzahl NE wird mit einem gegebenen Winkelabstand der Maschine 10 (das heißt, der Kurbelwelle der Maschine 10) durch die ECU 30 abgeleitet, nachdem der Anlasser 11 eingeschaltet worden ist. Die Routine schreitet dann zu dem Schritt S403 voran, in dem die Maschinendrehzahl NEx, welche die Drehzahl der Maschine 10 ist, die erwartet wird, als die Kurbeldrehzahl in diesem Kurbelzyklus abgeleitet zu werden, als Funktion der Rate des Anstiegs der Maschinendrehzahl NE geschätzt oder berechnet wird.
Darauffolgend schreitet die Routine zu dem Schritt S404 voran, in dem es bestimmt wird, ob die geschätzte Maschinendrehzahl NEx höher als oder gleich dem Schwellwert PH2 ist oder nicht. Falls eine JA-Antwort erhalten wird, schreitet die Routine dann zu dem Schritt S405 voran, in dem die Startzeit des Generators 20 auf die Bezugsstartzeit eingestellt wird. Falls alternativ eine NEIN-Antwort in dem Schritt S404 erhalten wird, schreitet die Routine dann zu dem Schritt S406 voran, in dem die Startzeit des Generators 20 in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführungsform beschrieben vorgezogen wird. Die folgenden Schritte sind identisch zu denen in der 3.
Das Maschinenanlasssystem kann alternativ entwickelt sein, die Startzeit des Generators 20 unter Verwendung einer Mehrzahl von Parametern als dem ersten Parameter zu bestimmen. Zum Beispiel kann der erste Parameter einen Parameter haben, der den Zustand der Batterie 31 anzeigt, und einen Parameter, der die Drehzahl der Maschine 10 anzeigt (das heißt, die Kurbeldrehzahl), wenn der Anlasser 11 angetrieben wird. Das Maschinenanlasssystem verwendet derartige Parameter, um eine Mehrzahl von Anlasszeiten des Generators 20 als Funktionen der voranstehend beschriebenen entsprechenden Parameter zu berechnen. Das Maschinenanlasssystem wählt die frühere der Startzeiten als die Startzeit, zu der der Generator 20 eingeschaltet werden sollte, und startet das Betätigen des Generators 20, wenn die gewählte Startzeit erreicht ist. Die Bestimmung der Startzeit auf diese Weise kann unter Verwendung eines anderen zusätzlichen Parameters vorgenommen werden. Die Verwendung einer Mehrzahl von unterschiedlichen Parametern als den ersten Parameter optimiert außerdem die Bestimmung der Startzeit des Generators 20. Die Auswahl der früheren einer Mehrzahl von Startzeiten des Generators 20, der unter Verwendung einer Mehrzahl von Parametern bestimmt wurde, als den ersten Parameter kompensiert eine unzureichende Unterstützung im Anlassen der Maschine 10, nämlich verbessert die Anlassfähigkeit der Maschine 10.
Das Maschinenanlasssystem kann alternativ entworfen sein, die spätere oder mittlere einer Mehrzahl von Startzeiten auszuwählen, die unter Verwendung einer Mehrzahl von unterschiedlichen Parametern in der gleichen Weise wie voranstehend beschrieben berechnet wurden, als die Startzeit, zu der der Generator 20 gestartet werden sollte.
Das Maschinenanlasssystem ist, wie voranstehend beschrieben wurde, entworfen, die Startzeit des Generators 20 vorzuziehen, um die Einschaltdauer des Anlassers 12 mit der des Generators 20 zu überlappen und ebenfalls die Dauer des Überlappens abhängig von der Leistungsfähigkeit des Anlassers 11 zu erhöhen, kann aber alternativ entwickelt sein, die Startzeit des Generators 20 innerhalb eines Bereichs vorzuziehen, in dem die Einschaltdauer des Anlassers 11 sich nicht mit der des Generators 20 überlappt. Dies verbessert ebenfalls die Unterstützung des Generators 20 in dem Anlassen der Maschine 10 und hält die Menge der verbrauchten elektrischen Leistung zum Kurbeln der Maschine 10 niedrig.
ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
Das Maschinenanlasssystem der zweiten Ausführungsform wird nun im Folgenden beschrieben. Das Maschinenanlasssystem der ersten Ausführungsform bestimmt die Startzeit des Generators 20 unter Verwendung eines Parameters, der mit dem Betriebszustand des Anlassers 11 korreliert, während das Maschinenanlasssystem der zweiten Ausführungsform arbeitet, um eine Anhaltezeit zu bestimmen, die eine Sollzeit ist, zu der der Anlasser 11 angehalten sein sollte, das heißt, ausgeschaltet sein sollte, unter Verwendung eines Parameters, der mit der Betriebsbedingung des Generators 20 korreliert.
In der Startstufe der Maschine 10 unter Verwendung des Anlassers 11 und des Generators 20 kann die Betriebsbedingung des Anlassers 11 durch verschiedene Faktoren geändert sein. Wenn zum Beispiel der Anlasser 11 nicht in der Lage ist, geeignet zu arbeiten, wie in der 2(b) gezeigt ist, wird dies eine unzureichende Erhöhung der Drehzahl der Maschine 10 ergeben. In einem derartigen Ereignis kann die Startzeit verzögert sein, zu der der Generator 20 in der Motorbetriebsart betätigt wird.
Noch genauer verwendet das Maschinenanlasssystem dieser Ausführungsform den Generator 20, der von einer sensorlosen Art ist, mit einem Wechselstrommotor. Nachdem der Anlasser 11 beginnt, angetrieben zu werden, wird der Generator ebenfalls durch die Drehung des Anlassers 11 gedreht. Wenn es erforderlich ist, den Generator 20 in Erwiderung auf ein Generatoranweisungssignal zu starten, bestimmt deswegen die Steuerung 22, welche Phasenwicklung des Generators 20 erregt werden sollte, und steuert dann das Beaufschlagen des Generators 20 gemäß der zu erregenden Phasenwicklung mit Energie, um die Motorbetriebsart des Generators 20 zu erlangen. Wenn die Drehzahl des Generators 20, während er durch die Drehung des Anlassers 11 gedreht wird, niedrig ist, erfordert dies eine erhöhte Zeit zum Starten des Generators 20 einer Motorbetriebsart, und ergibt somit eine Verzögerung in dem Starten des Generators 20. Dies kann eine unzureichende Unterstützung des Generators 20 in dem Kurbeln der Maschine 10 ergeben, was zu einer Sorge bezüglich einer Verschlechterung der Anlassfähigkeit der Maschine 10 führt.
Das Maschinenanlasssystem dieser Ausführungsform ist deswegen entworfen, eine Information über den Start der Motorbetriebsart des Generators 20 (das heißt, eine Startbedingung, die die Anfangsbetätigung des Generators 20 darstellt) in der Zeitfolge als zweiten Parameter zu erhalten, der mit der Betriebsbedingung des Generators 20 korreliert, nachdem die Antriebsanweisung durch die Steuerung 22 empfangen wurde, um die Betätigung des Generators 20 zu starten. Das Maschinenanlasssystem bestimmt dann die Anhaltezeit, zu der der Anlasser 11 ausgeschaltet werden sollte, als eine Funktion des zweiten Parameters, um einen Zeitabstand zwischen dem Anhalten des Anlassers 11 und dem Start des Generators 20 zu steuern. Mit anderen Worten nimmt das Maschinenanlasssystem dieser Ausführungsform den Grad vorweg, mit dem der Generator 20 das Kurbeln der Maschine 10 unterstützt, und berechnet dann die Anhaltezeit des Generators 20 unter Verwendung des zweiten Parameters, und optimiert dabei die Betätigung des Anlassers 11 in der Anfangsanlassphase der Maschine 10.
Insbesondere, wenn bestimmt ist, dass erwartet wird, dass der Generator 20 unzureichend in dem Unterstützen des Kurbelns der Maschine 10 ist, verzögert das Maschinenanlasssystem das Anhalten des Anlassers 11. Noch genauer, wenn bestimmt ist, dass erwartet wird, dass der Generator 20 unzureichend in dem Unterstützen des Anlassens der Maschine 10 ist, verzögert das Maschinenanlasssystem das Ausschalten des Anlassers 11, um einen Zeitabstand zwischen den Einschaltdauern des Anlassers 11 und des Generators 20 zu erhöhen, um die Stabilität in dem Anlassen der Maschine 10 sicherzustellen. Wenn zum Beispiel bestimmt ist, dass erwartet wird, dass eine erhöhte Zeit durch den Generator 20 erforderlich ist, um das Anlassen der Maschine 10 geeignet zu vollenden, oder dass das Altern der Batterie 31 zu stark ist, um eine Menge von elektrischer Leistung zu dem Generator 20 zuzuführen, die erforderlich ist, das Anlassen der Maschine 10 geeignet zu vollenden, schließt das Maschinenanlasssystem, dass erwartet wird, dass der Generator 20 unzureichend in dem Unterstützen des Anlassens der Maschine 10 ist. Das Maschinenanlasssystem dieser Ausführungsform ist entwickelt, das Betätigen des Anlassers 11 zu beenden, nachdem der Generator 20 beginnt, eingeschaltet zu werden, um ein Überlappen zwischen den Einschaltdauern des Anlassers 11 und des Generators 20 zu erzeugen.
Die 10 stellt ein Flussdiagramm einer Sequenz von logischen Schritten oder ein Programm dar, das durch die ECU 30 dieser Ausführungsform in einem Zyklus anstelle dessen in der 3 ausgeführt wird. Das Maschinenanlasssystem dieser Ausführungsform beendet das Betätigen des Anlassers 11, wenn die ECU 30 eine Anlasseranhalteanweisung empfängt, diese von der Steuerung 22 ausgegeben wird. Die gleichen Schrittzahlen, die in der 3 eingesetzt wurden, beziehen sich auf die gleichen Vorgänge, und deren Erläuterung im Detail wird hier ausgelassen.
Wenn in der 10 das Anlassen der Maschine 10 noch nicht vollendet ist, und die Maschinendrehzahl NE niedriger als der Schwellwert TH1 ist, nämlich in den Schritten S101 und S102 JA-Antworten erhalten werden, schreitet die Routine zu dem Schritt S501 voran, in dem es bestimmt wird, ob die Anlasseranhalteanweisung, wie von der Steuerung 22 abgegeben, empfangen wurde oder nicht. Falls eine NEIN-Antwort erhalten wird, was bedeutet, dass die ECU 30 noch nicht die Anlasseranhalteanweisung empfangen hat, schreitet die Routine dann zu dem Schritt S104 voran, in dem es bestimmt wird, ob der Anlasser 11 in Erwiderung auf die Maschinenanlassanforderung angetrieben wird oder nicht. Falls eine JA-Antwort erhalten wird, schreitet die Routine dann zu dem Schritt S502 voran.
In dem Schritt S502 wird bestimmt, ob die Anlasszeit des Generators 20 erreicht wurde oder nicht. Die Anlasszeit des Generators 20 wird in dieser Ausführungsform bestimmt und auf eine Zeit zum Beispiel nachdem ein gegebener Zeitraum folgend auf den Start des Anlassers 11 verstrichen ist, aber bevor der Anlasser 11 angehalten werden sollte, eingestellt. Falls eine JA-Antwort in dem Schritt S502 erhalten wird, schreitet die Routine dann zu dem Schritt S114 voran, in dem das Generatorantriebssignal zu der Steuerung 22 abgegeben wird. Falls alternativ eine NEIN-Antwort erhalten wird, wird dann die Routine beendet.
Die Startzeit des Generators 20 kann im Voraus bestimmt werden, um ein Überlappen zwischen den Einschaltdauern des Anlassers 11 und des Generators 20 unabhängig von dem Betriebszustand des Anlassers 11 zu erzeugen.
Falls eine JA-Antwort in dem Schritt S501 erhalten wird, was bedeutet, dass die Anlasseranhalteanweisung, wie von der Steuerung 22 ausgegeben, empfangen wurde, nachdem die Generatorantriebsanweisung ausgegeben wurde, schreitet die Routine dann zu dem Schritt S113 voran, in dem der Anlasser 11 ausgeschaltet wird.
Wie die Anhaltezeit des Anlassers 11 in der Steuerung 22 zu bestimmen ist, wird im Folgenden mit Bezug auf die 11 beschrieben. Die 11 ist ein Flussdiagramm eines Programms, das einen Zyklus durch die Steuerung 22 anstelle des Programms der 6 ausgeführt wird. Das Programm der 11 kann in einem gegebenen Steuerzyklus ausgeführt werden, der identisch mit oder unterschiedlich von dem in der ECU 30 sein kann.
Nach dem Starten des Programms schreitet die Routine zu dem Schritt S201 voran, in dem es bestimmt wird, ob der Generator 20 nun in Betrieb ist oder nicht. Falls eine NEIN-Antwort erhalten wird, was bedeutet, dass der Generator 20 nicht angetrieben ist, schreitet die Routine dann zu dem Schritt S202 voran, in dem es bestimmt wird, ob die Steuerung 22 die Generatorantriebsanweisung von der ECU 30 empfangen hat oder nicht. Falls eine NEIN-Antwort in dem Schritt S202 erhalten wird, was bedeutet, dass der Generator 20 unterdrückt ist, in der Motorbetriebsart zu arbeiten, wird die Routine dann beendet, ohne den Generator 20 in die Motorbetriebsart zu versetzen. Falls alternativ eine JA-Antwort in dem Schritt S202 erhalten wird, was bedeutet, dass es dem Generator 20 gestattet ist, in der Motorbetriebsart angetrieben zu werden, schreitet die Routine dann zu einem Schritt S203 voran, in dem die Antriebssteuerung ausgeführt wird, um den Generator 20 anzutreiben. Falls eine JA-Antwort in dem Schritt S201 erhalten wird, was bedeutet, dass der Generator 20 in Betrieb ist, schreitet die Routine zu dem Schritt S601 voran, in dem es bestimmt wird, ob die Anlasseranhalteanweisung zu der ECU 30 ausgegeben worden ist oder nicht. Falls eine JA-Antwort erhalten wird, schreitet die Routine dann zu dem Schritt S204 voran. Falls alternativ eine NEIN-Antwort erhalten wird, schreitet die Routine dann zu dem Schritt S602 voran.
In dem Schritt S602 wird Information über den Start der Motorbetriebsart des Generators 20 als der zweite Parameter erhalten, nachdem die Steuerung 22 die Antriebsanweisung zum Starten des Generators 20 empfangen hat. Insbesondere wurde Information über die Tatsache erhalten, dass die Steuerung 22 eine der Phasenwicklungen davon bestimmt hat, die erforderlich ist, darauffolgend erregt zu werden, und dann den Generator 20 betätigend gestartet hat.
Darauffolgend schreitet die Routine zu einem Schritt S603 voran, in dem es bestimmt wird, ob der Generator 20 eingeschaltet worden ist und in die Motorbetriebsart versetzt worden ist oder nicht. Falls eine JA-Antwort erhalten wird, schreitet die Routine dann zu dem Schritt S604 voran, in dem die Anlasseranhalteanweisung zu der ECU 30 ausgegeben wird. In diesem Fall fährt der Anlasser 11 damit fort, angetrieben zu werden, bis der Generator 20 gestartet wird, um in der Motorbetriebsart angetrieben zu werden. Wenn es bestimmt ist, dass der Start des Generators 20 in der Motorbetriebsart erwartet wird, durch verschiedene Faktoren verzögert zu werden, nämlich befindet sich der Generator 20 in einem unzureichenden Unterstützungszustand, in dem erwartet wird, dass der Generator 20 unzureichend in dem Unterstützen des Anlassens der Maschine 10 ist, wird die Anhaltezeit des Anlassers 11 verzögert.
Die 12 ist ein Zeitdiagramm, das die Steueraufgaben in den 10 und 11 zeigt. In dem Beispiel der 12, nachdem sie automatisch angehalten wurde, wird die Maschine 10 in der Leerlaufanhaltebetriebsart wieder gestartet.
Vor der Zeit t21 befindet sich die Maschine 10 in Ruhe. Wenn der Fahrer des Fahrzeugs eine Maschinenanlassanforderung zu einer Zeit t21 abgegeben hat, gibt die ECU 30 die Anlasserantriebsanweisung aus, um das Betätigen des Anlassers 11 zu beginnen. Zu der Zeit t22 erzeugt die ECU 30 die Generatorantriebsanweisung und gibt sie zu der Steuerung 22 aus. Wenn die Generatorantriebsanweisung empfangen wird, beginnt die Steuerung 22 das Steuern der Beaufschlagung des Generators 20 mit Energie. Insbesondere bestimmt die Steuerung 22, welche Phasenwicklungen des Generators 20 als Nächstes erregt werden sollten, und beginnt dann das Beaufschlagen des Generators 20 mit Energie ausgehend von der Vorbestimmten Phasenwicklung, um den Generator 20 in der Motorbetriebsart zu betreiben.
In dem Beispiel der 12 ist die Anstiegsrate der Drehzahl der durch den Anlasser 11 gekurbelten Maschine 10 aufgrund von zum Beispiel der Alterung der Batterie 31 (zum Beispiel des inneren Widerstands der Batterie 31, der höher als oder gleich dem Schwellwert TH3 geworden ist) verringert. Dies wird verursachen, dass das Anfahren der Motorbetriebsart des Generators 20 verzögert wird. Wenn der Generator 20 beginnt, zu der Zeit t23 in der Motorbetriebsart zu arbeiten, gibt die Steuerung 22 die Anlasseranhalteanweisung zu der ECU 30 aus. Wenn die Anlasseranhalteanweisung zu der Zeit t24 empfangen wird, beendet die ECU 30 das Betätigen des Anlassers 11. Der Anlasser 11 fährt somit fort, angetrieben zu werden, bis der Generator 20 das Arbeiten in der Motorbetriebsart beginnt.
Wenn die Drehzahl der Maschine 10 sich zu einer gewünschten Rate erhöht, beginnt der Generator 20 das Arbeiten in der Motorbetriebsart zu einer Zeit tb. Darauffolgend empfängt die ECU 30 die Anlasseranhalteanweisung zu einer Zeit tc. Wenn alternativ die Drehzahl der Maschine 10 sich zu einer geringeren Rate erhöht, wird der Start des Generators 20 in der Motorbetriebsart verzögert. Die Steuerung 22 verzögert somit das Abgeben der Anlasseranhalteanweisung, und kompensiert dabei ein Fehlen einer Unterstützung des Generators 20 in dem Anfahren der Maschine 10, das aus der Verzögerung des Starts der Motorbetriebsart des Generators 20 entsteht.
Wenn die ECU 30 und die Steuerung 22 abwechselnd miteinander in Verbindung sind, tritt gewöhnlich eine Verzögerung in derartigen Kommunikationen auf. In dem Beispiel der 12 stellt ein Abstand zwischen den Zeiten t23 und t24 eine solche Verzögerung dar.
Wie voranstehend beschrieben wurde, erhält das Maschinenanlasssystem dieser Ausführungsform den zweiten Parameter, der mit dem Betriebszustand des Generators 20 korreliert, und steuert einen Abstand oder ein Überlappen zwischen dem Anhalten des Anlassers 11 und dem Start des Generators 20 als eine Funktion des zweiten Parameters. Wenn erwartet wird, dass der Generator 20 unzureichend im Unterstützen des Anfahrens der Maschine 10 ist, ist es notwendig, den Grad zu erhöhen, mit dem der Anlasser 11 die Maschine 10 in einer frühen Phase zum Anfahren der Maschine 10 kurbelt. Diesbezüglich arbeitet das Maschinenanlasssystem dieser Ausführungsform, um die Einschaltdauern des Anlassers 11 und des Generators 20 zu optimieren, um die Stabilität in dem Anfahren der Maschine 10 sicherzustellen.
Insbesondere bestimmt das Maschinenanlasssystem, wie voranstehend bereits beschrieben wurde, die Zeit, zu der der Anlasser 11 angehalten werden sollte, unter Verwendung des zweiten Parameters. Die Verwendung des zweiten Parameters, der mit dem Betriebszustand des Generators 20 korreliert, ermöglicht einen erwarteten Grad der Unterstützung des Generators 20 in dem Anfahren der Maschine 10 abzuleiten, um zu bestimmen, ob der Generator 20 zum Erhöhen der Drehzahl der Maschine 10 in einer erwünschten Rate in der Lage ist oder nicht. Das Maschinenanlasssystem bestimmt die Anhaltezeit des Anlassers 11 ausgehend von dem zweiten Parameter, und stellt dabei die Stabilität in dem Anfahren der Maschine 10 sicher.
Wenn erwartet wird, dass der Generator 20 nicht ausreichend in dem Unterstützen in dem Anfahren der Maschine 10 ist, ist es notwendig, eine Last auf den Anlasser 11 zum Anlassen der Maschine 10 im Vergleich mit der des Generators 20 zu erhöhen. Diesbezüglich verzögert das Maschinenanlasssystem der zweiten Ausführungsform das Anhalten des Anlassers 11, um ein Überlappen zwischen den Einschaltdauern des Anlassers 11 und des Generators 20 zu erhöhen, und erhöht dabei die Last auf den Anlasser 11 zum Kurbeln der Maschine 10, um die Anlassfähigkeit der Maschine 10 zu verbessern.
Das Maschinenanlasssystem erhält eine Information über den Zustand der Motorbetriebsart des Generators 20 in der Zeitfolge als den zweiten Parameter, der mit dem Betriebszustand des Generators 20 korreliert, nachdem die Steuerung 22 die Antriebsanweisung empfangen hat, und verwendet die Information, um zu bestimmen, ob erwartet wird, dass der Generator 20 wünschenswert das Anfahren der Maschine 10 unterstützt oder nicht. Dies ermöglicht eine Kombination der Betätigungen des Anlassers 11 und des Generators 20 zu optimieren.
Das Maschinenanlasssystem kann alternativ entworfen sein, den Zustand (das heißt, die Anschlussspannung oder den Grad der Alterung) der Batterie 31, die die elektrische Leistung zu dem Generator 20 zuführt, oder einen Kaltzustand der Maschine 10 (zum Beispiel eine Umgebungstemperatur oder einer Temperatur eines Maschinenkühlmittels) als den zweiten Parameter abzuleiten. In diesem Fall erhält die ECU 30 den zweiten Parameter und bestimmt die Anhaltezeit des Anlassers 11 unter Verwendung des zweiten Parameters. Zum Beispiel verzögert die ECU 30 die Anhaltezeit des Anlassers 11, wenn die Anschlussspannung an der Batterie 31 oder die Temperatur des Kühlmittels sich verringert.
DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM
Das Maschinenanlasssystem der dritten Ausführungsform wird im Folgenden beschrieben. Das Maschinenanlasssystem der ersten Ausführungsform weist die Batterie 31 auf, mit der der Anlasser 11 und der Generator 20 elektrisch verbunden sind, und führt elektrische Leistung sowohl zu dem Anlasser 11 wie auch dem Generator 20 von der Batterie 31 zu, während das Maschinenanlasssystem der dritten Ausführungsform getrennte Batterien aufweist, die elektrische Leistung zu dem Anlasser 11 beziehungsweise zu dem Generator 20 zuführen.
Die 13 stellt schematisch die Struktur des Maschinenanlasssystems der dritten Ausführungsform dar. Die Batterie 34 ist elektrisch mit dem Anlasser 11 gefügt und dient als eine erste Leistungszufuhr, die elektrische Leistung zum Betätigen des Anlassers 11 zuführt. Die Batterie 35 ist mit dem Generator 20 elektrisch verbunden und dient als eine zweite Leistungszufuhr, die elektrische Leistung zum Betätigen des Generators 20 zuführt. Insbesondere, wenn es erforderlich ist, den Generator 20 als elektrischen Motor zu betreiben, führt die Batterie 35 die elektrische Leistung durch einen Wandlerschaltkreis zu dem Generator 20 zu. Die ECU 30 ist mit der Batterie 35 verbunden, so dass sie unter Verwendung der von der Batterie 35 zugeführten elektrischen Leistung arbeitet. Die ECU 30 ist in der Lage, aufeinanderfolgend den Zustand von jeder der Batterien 34 und 35 zu erhalten. Andere Anordnungen sind identisch mit denen in der ersten Ausführungsform, und deren Erläuterung im Detail wird hier ausgelassen.
Das Maschinenanlasssystem der dritten Ausführungsform erhält den Zustand der Batterie 35 als den zweiten Parameter und bestimmt die Anhaltezeit des Anlassers 11 als eine Funktion des zweiten Parameters, um einen Abstand zwischen dem Anhalten des Anlassers 11 und dem Start des Generators 20 zu steuern. Mit anderen Worten, das Maschinenanlasssystem leitet als den zweiten Parameter den Zustand der Batterie 35 ab, die elektrisch von dem Anlasser 11 getrennt ist, und verbessert dabei die Genauigkeit in der Bestimmung des Betriebszustands des Generators 20.
Die 14 zeigt ein Flussdiagramm einer Folge von logischen Schritten oder ein durch die ECU 30 ausgeführtes Programm der dritten Ausführungsform in einem Zyklus, um die Anhaltezeit des Anlassers 11 unter Verwendung des zweiten Parameters zu bestimmen. Das Programm wird anstelle dessen in der zweiten Ausführungsform der 10 durchgeführt. Die gleichen Schrittzahlen wie in der 10 eingesetzt beziehen sich auf die gleichen Vorgänge, und deren Erläuterung im Detail wird hier ausgelassen.
Wenn in der 14 das Anlassen der Maschine 10 noch nicht vollendet ist, und die Maschinendrehzahl NE niedriger als der Schwellwert TH1 ist, nämlich JA-Antwort in den Schritten S101 und S102 erhalten werden, schreitet die Routine zu dem Schritt S701 voran, in dem die ECU 30 bestimmt, ob die Anhaltezeit des Anlassers 11 erreicht worden ist oder nicht. Falls eine JA-Antwort erhalten wird, schreitet die Routine dann zu dem Schritt S113 voran. Falls alternativ eine NEIN-Antwort erhalten wird, schreitet die Routine dann zu dem Schritt S104 voran.
In dem Schritt S104 wird bestimmt, ob der Anlasser 11 angetrieben ist oder nicht. Falls eine JA-Antwort erhalten wird, was bedeutet, dass der Anlasser 11 arbeitet, schreitet die Routine dann zu dem Schritt S502 voran, in dem es bestimmt wird, ob die Startzeit des Generators 20 erreicht ist oder nicht. Falls eine JA-Antwort in dem Schritt S502 erhalten wird, schreitet die Routine dann zu dem Schritt S114 voran, in dem das Generatorantriebssignal zu der Steuerung 22 abgegeben wird. Die Routine schreitet dann zu dem Schritt S702 voran.
In dem Schritt S702 wird ein den Zustand der Batterie 35 anzeigender Parameter als der zweite Parameter abgeleitet. Insbesondere erhält die ECU 30 den inneren Widerstand der Batterie 35. Die Routine schreitet dann zu dem Schritt S703 voran, in dem die Anhaltezeit des Anlassers 11 als eine Funktion des inneren Widerstands der Batterie 35 bestimmt wird.
Die Anhaltezeit des Anlassers 11 kann unter Verwendung eines in der 15 gezeigten Kennfelds berechnet werden. Das Kennfeld stellt ein Verhältnis zwischen dem inneren Widerstand der Batterie 35 und der Anhaltezeit des Anlassers 11 dar, die als Funktion eines Werts des inneren Widerstands verzögert ist. Insbesondere wird die Anhaltezeit des Anlassers 11 mit einem Anstieg des inneren Widerstands der Batterie 35 verzögert. Dies ist der Fall, da, falls der innere Widerstand der Batterie 35 erhöht wird, dies eine Verringerung der elektrischen Leistung ergeben wird, die zu dem Generator 20 geliefert wird, was zu einem Verlust eines Moments führt, das durch den Generator 20 erzeugt wird, um die Maschine 10 zu kurbeln, mit anderen Worten einem Verlust der Unterstützung des Generators 20 in dem Anfahren der Maschine 10. Das Maschinenanlasssystem verzögert deswegen die Anhaltezeit des Anlassers 11, um die Länge der Zeit zu erhöhen, die der Anlasser 11 arbeitet, um den Verlust der Unterstützung des Generators 20 in dem Kurbeln der Maschine 10 auszugleichen.
Wenn danach die Anhaltezeit des Anlassers 11 erreicht ist, wird in dem Schritt S701 eine JA-Antwort erhalten. Die Routine schreitet dann zu dem Schritt S113 voran, in dem der Anlasser 11 ausgeschaltet wird.
Der Betrieb der Steuerung 22 in der dritten Ausführungsform ist identisch mit dem in der 6. Die ECU 30 ist ungleich zu der zweiten Ausführungsform entworfen, die Anhaltezeit des Anlassers 11 zu bestimmen.
Der Anlasser 11 und der Generator 20 sind elektrisch mit den Batterien 34 beziehungsweise 35 verbunden. Wenn entsprechend eine der Batterien 34 und 35 sich in einem unterwünschten Zustand befindet, während die andere der Batterien 34 und 35 sich in einem erforderlichen Zustand befindet, kann das Maschinenanlasssystem die Betriebe des Anlassers 11 und des Generators 20 unter Verwendung von zumindest einem aus dem ersten Parameter und dem zweiten Parameter steuern, und dabei das Anfahren der Maschine 10 optimieren.
Jeder aus dem ersten Parameter oder dem zweiten Parameter kann als den Zustand der Batterie 34 oder 35 anzeigend verwendet werden. Dies ermöglicht dem Maschinenanlasssystem, eine erhöhte Genauigkeit in der Bestimmung der Menge der zu dem Anlasser 11 oder dem Generator 20 gelieferten elektrischen Leistung aufzuweisen, um den Betriebszustand davon zu erhalten.
Die ECU 30 ist entworfen, wie voranstehend beschrieben wurde, den zweiten Parameter zu erhalten und die Anhaltezeit des Anlassers 11 zu bestimmen. Dies beseitigt die Notwendigkeit, eine Verbindung zwischen der ECU 30 und der Steuerung 22 herzustellen, die erforderlich ist, um Ein- und Aus-Betätigungen des Anlassers 11 zu steuern, und erleichtert somit die Steuerung der Betätigung des Anlassers 11.
Das Maschinenanlasssystem kann alternativ entworfen sein, einen Parameter, der den Zustand der Batterie 34 anzeigt, als den ersten Parameter zu erhalten und die Startzeit des Generators 20 als eine Funktion des ersten Parameters zu bestimmen.
MODIFIKATIONEN
Das Maschinenanlasssystem in jeder der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen kann modifiziert werden, wie im Folgenden beschrieben ist.
Das Maschinenanlasssystem kann entworfen sein, eine Kombination von zwei Ausgaben auszuführen: eine davon ist es, die Startzeit des Generators 20 unter Verwendung des ersten Parameters zu bestimmen, und die andere ist es, die Anhaltezeit des Anlassers 11 unter Verwendung des zweiten Parameters zu bestimmen. Insbesondere erhält das Maschinenanlasssystem sowohl die ersten wie auch die zweiten Parameter, berechnet die Startzeit des Generators 20 als eine Funktion des ersten Parameters, und berechnet ebenfalls die Anhaltezeit des Anlassers 11 als eine Funktion des zweiten Parameters. Dies optimiert die Einschaltdauern des Anlassers 11 und des Generators 20, um die Anlassfähigkeit der Maschine 10 zu verbessern.
Das Maschinenanlasssystem kann alternativ entwickelt sein, den Generator 20 nicht zum Anfahren der Maschine 10 zu betätigen. Wenn zum Beispiel der Anlasser 11 sich in einem Zustand befindet, in dem er in der Lage ist, das Anfahren der Maschine 10 zu vollenden, kann das Maschinenanlasssystem lediglich den Anlasser 11 verwenden, um die Maschine 10 zu kurbeln.
Die voranstehend beschriebene Struktur des Maschinenanlasssystems wird im Folgenden im Detail mit Bezug auf die 16 beschrieben. Die 16 zeigt lediglich einen Abschnitt einer Folge von Schritten (das heißt, die Schritte S106 bis S111), die identisch zu denen der 3 sind, aus dem Zweck der Einfachheit der Offenbarung.
Wenn in dem Programm der 16 eine Maschinenanlassanforderung zum Anlassen der Maschine 10 abgegeben ist, schreitet die Routine zu dem Schritt S106 voran, in dem die Anlasserantriebsanweisung zu dem Relais 33 abgegeben wird, um den Anlasser 11 zu betätigen. Die Routine schreitet dann zu dem Schritt S107 voran, in dem ein Parameter, der den Zustand der Batterie 31 anzeigt, und ein Parameter, der die Temperatur des Kühlmittels (zum Beispiel Kühlwassers) für die Maschine 10 anzeigt, als der erste Parameter abgeleitet werden. Der innere Widerstand der Batterie 31 wird als der Parameter verwendet, der den Zustand der Batterie 31 anzeigt. Die Routine schreitet dann zu dem Schritt S108 voran, in dem die Maschinendrehzahl NEx als eine Funktion des inneren Widerstands der Batterie 31 berechnet wird.
Darauffolgend schreitet die Routine zu dem Schritt S109 voran, in dem es bestimmt wird, ob die Maschinendrehzahl NEx, wie in dem Schritt S108 geschätzt, größer als oder gleich dem Schwellwert TH2 ist oder nicht. Falls eine NEIN-Antwort werden wird, was bedeutet, dass erwartet wird, dass die Drehzahl der Maschine 10 in einen unerwünscht niedrigen Bereich fällt, der kleiner als der Schwellwert TH2 ist, schreitet die Routine dann zu dem Schritt S111 voran, in dem die Startzeit des Generators 20 geändert wird.
Falls alternativ eine JA-Antwort in dem Schritt S109 erhalten wird, was bedeutet, dass erwartet wird, dass die Drehzahl der Maschine 10 nicht in den unerwünscht niedrigen Bereich fällt, schreitet die Routine dann zu dem Schritt S801 voran, in dem es bestimmt wird, ob die Temperatur des Kühlmittels höher als oder gleich dem Schwellwert TH4 ist oder nicht. Der Schwellwert TH4 ist ein Bezugswert, der zum Bestimmen verwendet wird, ob die Maschine 10 sich in einem Kaltzustand befindet oder nicht. Falls eine JA-Antwort in dem Schritt S801 erhalten wird, was bedeutet, dass die Maschine 10 sich nicht in dem Kaltzustand befindet, nämlich, dass die Maschine 10 aufgewärmt wurde, schreitet die Routine dann zu dem Schritt S802 voran, in dem die Startzeit des Generators 20 nicht bestimmt ist. Mit anderen Worten verwendet das Maschinenanlasssystem den Generator 20 in diesem Maschinenanlasszyklus nicht, um die Maschine 10 zu kurbeln. Falls alternativ eine NEIN-Antwort in dem Schritt S801 erhalten wird, was bedeutet, dass die Maschine 10 sich in dem Kaltzustand befindet, schreitet die Routine dann zu dem Schritt S110 voran, in dem die Startzeit des Generators 20 auf die Bezugsstartzeit eingestellt wird.
Wie aus der voranstehend beschriebenen Diskussion deutlich wird, arbeitet das Maschinenanlasssystem, um die Maschine 10 ohne Verwendung des Generators 20 anzufahren, wenn die Maschine 10 sich nicht in dem Kalttemperaturzustand befindet, so dass erwartet wird, dass die Drehzahl der Maschine 10 wünschenswert durch den Anlasser 11 erhöht wird.
Das Maschinenanlasssystem kann entworfen sein, zu bestimmen, ob der Anlasser 11 sich in einem Zustand befindet, in dem er in der Lage ist, erwünscht angetrieben zu werden, aber der Generator 20 sich in einem Zustand befindet, in dem er nicht in der Lage ist, erwünscht angetrieben zu werden oder nicht. Wenn bestimmt ist, dass der Generator 20 sich in dem Zustand befindet, in dem er nicht in der Lage ist, erwünscht angetrieben zu werden, kann das Maschinenanlasssystem lediglich den Anlasser 11 verwenden, um die Maschine 10 anzufahren.
Der erste Parameter oder der zweite Parameter können ein Parameter sein, der die Tatsache anzeigt, dass die Maschine 10 sich in dem Kaltzustand befindet. Zum Beispiel ist ein solcher Parameter die Temperatur der Außenluft oder die Temperatur des Kühlmittels der Maschine 10, die durch einen Umgebungstemperatursensor oder einen Kühlmitteltemperatursensor gemessen werden kann, die in dem Fahrzeug eingebaut sind. Wenn zum Beispiel der erste Parameter, der die Temperatur des Kühlmittels anzeigt, niedriger als ein gegebener Schwellwert ist, was bedeutet, dass die Maschine 10 sich in dem Kaltzustand befindet, kann das Maschinenanlasssystem die Startzeit des Generators 20 vorziehen.
Die ECU 30 kann entworfen sein, die Ein- und Aus-Betätigungen des Anlassers 11 zu steuern, und ebenfalls den Betrieb (zum Beispiel die Drehung) des Generators 20 zu steuern.
Die Maschinenanlasssysteme in den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen weisen darin installiert den Generator 20 als zweiten Anlasser auf, der nicht mit einem Drehsensor ausgestattet ist, kann aber alternativ entworfen sein, den Generator 20 zu verwenden, der mit dem Drehsensor ausgestattet ist.
Der Anlasser 11 kann durch einen sogenannten Tandemanlasser implementiert sein, der mit einem ein Ritzel verschiebendes Solenoid und einem einen Motor betätigenden Solenoid ausgestattet ist.
Während die vorliegende Erfindung in Bezug auf die bevorzugte Ausführungsform offenbart wurde, um ein besseres Verständnis davon zu erleichtern, sollte erkannt werden, dass die Erfindung in verschiedenen Arten ausgeführt werden kann, ohne von der Grundlage der Erfindung abzuweichen. Deswegen sollte verstanden werden, dass die Erfindung alle möglichen Ausführungsformen und Modifikationen zu der gezeigten Ausführungsform enthält, die ausgeführt werden können, ohne von der Grundlage der Erfindung wie in den anhängenden Ansprüchen fortgeführt abweicht.
Ein Maschinenanlasssystem ist mit einem Anlasser und einem Generator ausgestattet, die als Maschinenanlasser arbeiten, um ein Anfahren einer in einem Fahrzeug montierten Maschine zu vollenden. Das Maschinenanlasssystem erhält zumindest einen aus einem ersten Parameter, der mit einem Betriebszustand des Anlassers korreliert, und einem zweiten Parameter, der mit einem Betriebszustand des Generators korreliert. Das Maschinenanlasssystem steuert einen Abstand zwischen einer Anhaltezeit des Anlassers und einer Startzeit des Generators als eine Funktion von zumindest einem der ersten und zweiten Parameter, und stellt dabei die Stabilität in dem Vollenden des Anfahrens der Maschine sicher.
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 2016-168544 [0001]
JP 4421567 [0004]

Claims

Maschinenanlasssystem zum Anlassen einer Maschine (10), die in einem Fahrzeug montiert ist, mit: einem ersten Anlasser (11); einem zweiten Anlasser (20); und einer Maschinenanlasssteuerung (22, 30), die auf eine Maschinenanlassanforderung hin erwidert, um zuerst den ersten Anlasser zu betätigen und dann den zweiten Anlasser zu betätigen, um die Maschine anzufahren, wobei die Maschinenanlasssteuerung arbeitet, um zumindest einen aus einem ersten Parameter und einem zweiten Parameter zu erhalten, wobei der erste Parameter mit einem Betriebszustand des ersten Anlassers korreliert, der zweite Parameter mit einem Betriebszustand des zweiten Anlassers korreliert, wobei die Maschinenanlasssteuerung einen Abstand zwischen einer Anhaltezeit, zu der der erste Anlasser angehalten wird, und einer Startzeit, zu der der zweite Anlasser gestartet wird, als Funktion des zumindest einen aus dem ersten und dem zweiten Parameter steuert.
Maschinenanlasssystem nach Anspruch 1, wobei die Maschinenanlasssteuerung die Startzeit des zweiten Anlassers als Funktion des ersten Parameters bestimmt, um den Abstand zwischen der Anhaltezeit des ersten Anlassers und der Startzeit des zweiten Anlassers zu steuern.
Maschinenanlasssystem nach Anspruch 2, wobei die Maschinenanlasssteuerung unter Verwendung des ersten Parameters bestimmt, ob erwartet wird, dass eine Drehzahl der durch den ersten Anlasser gekurbelten Maschine in einen niedrigen Bereich fällt, der kleiner als ein gegebener Schwellwert ist oder nicht, und wobei, wenn bestimmt ist, dass erwartet wird, dass die Drehzahl der Maschine in den niedrigen Bereich fällt, die Maschinenanlasssteuerung die Startzeit des zweiten Anlassers vorzieht.
Maschinenanlasssystem nach Anspruch 1, wobei die Maschinenanlasssteuerung als den ersten Parameter zumindest einen aus einem Spitzenwert einer Drehzahl der durch den ersten Anlasser angetriebenen Maschine, einer Anstiegsrate der Drehzahl der durch den ersten Anlasser angetriebenen Maschine, einen Zustand einer Leistungszufuhr (30, 34), die tätig ist, um eine elektrische Leistung zu dem ersten Anlasser zuzuführen, und einem Kalttemperaturzustand der Maschine erhält.
Maschinenanlasssystem nach Anspruch 1, wobei die Maschinenanlasssteuerung die Anhaltezeit des ersten Anlassers als eine Funktion des zweiten Parameters bestimmt, um den Abstand zwischen der Anhaltezeit des ersten Anlassers und der Startzeit des zweiten Anlassers zu steuern.
Maschinenanlasssystem nach Anspruch 5, wobei die Maschinenanlasssteuerung bestimmt, ob der zweite Anlasser sich in einem Zustand einer unzureichenden Unterstützung befindet, in dem erwartet wird, dass der zweite Anlasser unzureichend zum Unterstützen des Anfahrens der Maschine ist oder nicht, und wobei, wenn bestimmt ist, dass der zweite Anlasser sich in dem Zustand der unzureichenden Unterstützung befindet, die Maschinenanlasssteuerung die Anhaltezeit des ersten Anlassers verzögert.
Maschinenanlasssystem nach Anspruch 1, wobei die Maschinenanlasssteuerung als den zweiten Parameter zumindest eines aus einer Information über einen Startzustand des zweiten Anlassers, einem Zustand einer Leistungszufuhr (30, 35), die elektrische Leistung zu dem zweiten Anlasser zuführt, und einem Kaltzustand der Maschine erhält.
Maschinenanlasssystem nach Anspruch 1, wobei die Maschinenanlasssteuerung in einer Steuerbetriebsart arbeitet, um einen Betrieb von jedem aus dem ersten Anlasser und dem zweiten Anlasser ausgehend von zumindest einem aus dem ersten und zweiten Parameter zu steuern, wobei die Steuerbetriebsart eine Betriebsart hat, in der unterdrückt ist, dass der zweite Anlasser arbeitet.
Maschinenanlasssystem nach Anspruch 1, außerdem mit einer ersten Leistungszufuhr (34) für den ersten Anlasser und einer zweiten Leistungszufuhr (35) für den zweiten Anlasser, und wobei die Maschinenanlasssteuerung den ersten Parameter erhält, wenn es erforderlich ist, den ersten Anlasser unter Verwendung von elektrischer Leistung zu betätigen, die von der ersten Leistungszufuhr zugeführt wird, und ebenfalls den zweiten Parameter erhält, wenn es erforderlich ist, den zweiten Anlasser unter Verwendung einer von der zweiten Leistungszufuhr zugeführten elektrischen Leistung zu betätigen.