DE10205555A1

DE10205555A1 - Stromerzeugungssteuereinheit für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE10205555A1
Application number: DE10205555A
Authority: DE
Inventors: Kazuhiko Morimoto; Yoshiaki Omata
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2001-02-14
Filing date: 2002-02-11
Publication date: 2002-10-02
Anticipated expiration: 2022-02-12
Also published as: US6936934B2; JP4006948B2; JP2002238103A; DE10205555B4; US20020109407A1

Abstract

In einer Stromerzeugungssteuereinheit eines Fahrzeugs wird erfindungsgemäß elektrischer Strom von einer ersten Stromversorgung, der verwendet wird, um einen Verbrennungsmotor anzulassen und während einer Fahrzeugfahrt, bevorratet, um den Strom zu verringern, der erforderlich ist, die erste Stromversorgung zu laden, und um die Motorlast durch Betreiben des Generators zu verringern. Verzögerungsenergie, die herkömmlicherweise nicht genutzt wird, kann außerdem in einer zweiten Stromversorgung rückgewonnen werden, wodurch die Verwendung einer Stromerzeugung (Regeneration) während einer Verzögerung des Fahrzeugs möglich ist, während in diesem Zustand Kraftstoff nicht erforderlich ist, wodurch der Wirkungsgrad beim Stromerzeugungsbetrieb des Generators verbessert wird.

Description

Diese Erfindung betrifft eine Stromerzeugungssteuereinheit für ein Fahrzeug zum Rückgewinnen von Verzögerungsenergie während einer Verzögerung des Fahrzeugs, wenn Kraftstoff nicht erforderlich ist.

Üblicherweise weisen Kraftfahrzeuge eine Lichtmaschine auf, bei der es sich um einen Generator handelt, der durch einen (Verbrennungs-)Motor angetrieben wird, um für die elektri schen Lasten einer (Verbrennungs-)Motorsteuereinheit sowie weiteren Lasten Energie bzw. Strom zuzuführen, wie etwa einem Kraftstoffeinspritzsystem, Lampen, Abbiegesignalisierungs leuchten, Gebläse, einem Wischer, einer Klimaanlage und der gleichen. Die Lichtmaschine wird außerdem durch den (Verbren nungs-)Motor angetrieben, um beispielsweise gleichzeitig ei ne 12-Volt-Batterie zu laden.

Zu dem Begriff "Fahrzeuge" gehören auch sogenannte Hybrid fahrzeuge, die mit einem Verbrennungsmotor ausgerüstet sind, der durch Verbrennen von Kraftstoff angetrieben wird, wobei der Verbrennungsmotor mit einem Elektromotorgenerator (Elekt romotor) versehen ist, der durch elektrische Energie ange trieben wird und Stromerzeugungsfunktion aufweist. Die Hyb ridfahrzeuge umfassen einen Verbrennungsmotor und einen Elektro motorgenerator (Elektromotor), der direkt mit der Ab triebsachse des Verbrennungsmotors verbunden ist. Die Hybrid fahrzeuge umfassen außerdem eine Elektromotorsteuereinrich tung und eine Verbrennungsmotorsteuereinrichtung mit Steuer einheiten zum Steuern von Betriebszuständen des Verbrennungs motors und des Elektromotors, und diese Steuereinrichtungen ermitteln jeweilige Betriebszustände des Verbrennungsmotors und des Elektromotors, während das Fahrzeug fährt, und sie werden in Verbindung miteinander gesteuert. Ein derartiges Steuersystem erzielt ein hohes Niveau an benötigtem Leis tungsvermögen (wie etwa Kraftstoffeffizient, niedrigere Werte an schädlichen Bestandteilen in Abgasen und verbessertes Leistungsvermögen). Eine Batterie führt dem Elektromotor An triebsstrom zu und wird durch Strom geladen, der durch den Elektromotor erzeugt wird. Ein bestimmtes Ausmaß an Batterie ladung muss beibehalten bzw. konserviert werden zur Betäti gung der erforderlichen Antriebsstromerzeugungs-/Antriebsun terbindung für den Elektromotor, und eine Stromerzeugungs steuereinheit ist vorgesehen, um die Batterie und die Erzeu gungszustände der Lichtmaschine und des Elektromotors zu steuern.

Einige Fahrzeuge sind von einem Typ mit einem automatischen Stopp-/Anlasssystem (Leerlaufstoppsystem), demnach der Verbrennungsmotor automatisch gestoppt wird, wenn eine vorbe stimmte, automatische Stoppbedingung erfüllt ist, während der Verbrennungsmotor sich im Leerlauf befindet. Daraufhin wird der Verbrennungsmotor automatisch gestartet, wenn eine vorbe stimmte, automatische Anlassbedingung erfüllt ist, während der Verbrennungsmotor gestoppt ist, so dass die Kraftstoffef fizient und die Verringerung an Abgas verbessert werden durch zwangsweises Stoppen des Verbrennungsmotors, wenn der Ver brennungsmotor in einem Leerlaufzustand gestoppt wird bzw. ist.

Beispiele von Stromerzeugungssteuereinheiten für Fahrzeuge sind offenbart in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 9-65504, in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 9-25864 und in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 9-84210. In der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 9-65504 ist eine Steuereinheit für ein Hybridfahrzeug mit einem Elektromotor/Generator offenbart, der zwischen einem Verbren nungsmotor und einem Getriebe angeordnet ist, und einen Kon densator (Kondensor- bzw. Kondensatorbatterie), der mit dem Elektromotor/Generator verbunden ist. Diese verbesserte Steu ereinheit berechnet vor dem regenerativen Bremsen während der Verzögerung eine Spannung zwischen den Anschlüssen, die voll ständig geladen werden muss, wenn das Fahrzeug gestoppt ist, und die Batterie wird vorab geladen, um einen vollständig ge ladenen Zustand beim Bremsen und einen mangelnden Ladungszu stand während des Stopps zu verhindern. In der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 9-25864 ist eine Steuereinheit offenbart, bei der, wenn das Fahrzeug geparkt ist, eine Hauptladeeinrichtung einen Kondensator auflädt, bevor, der Verbrennungsmotor gestoppt wird, und nachdem der Stopp des Verbrennungsmotors ermittelt ist, wird der Kondensator mit einer Nennspannung für eine bestimmte Zeit derart geladen, dass der Kondensator sich nahe am vollständig geladenen Zu stand selbst dann befindet, wenn das Laden des Kondensators unangemessen bzw. unzureichend ist, wenn die Stoppbetätigung des Verbrennungsmotors ermittelt wird. In der japanischen Pa tentoffenlegungsschrift Nr. 9-84210 ist eine Steuereinheit für ein Hybridfahrzeug offenbart, das einen Elektromotor/-Gene rator aufweist, der zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe angeordnet ist, und einen Kondensator (eine Kondensor- bzw. Kondensatorbatterie), der mit dem Elektromo tor/Generator verbunden ist. Der Elektromotor/Generator wird durch eine geringere Motorlast, wenn die Lademenge bzw. das -ausmaß des Kondensators zunimmt, um eine geeignete Ladung und eine geeignete Stromunterstützung zu erzielen.

In einem herkömmlichen Fahrzeug wird jedoch die Lichtmaschi ne, bei der es sich um einen durch den Verbrennungsmotor an getriebenen Generator handelt, als Teil der Motorlast ange trieben, wodurch Kraftstoff verbraucht wird, was für die Wirtschaftlichkeit von Nachteil ist. Andererseits wird Verzö gerungsenergie während eines Verzögerungsvorgangs, bei dem Kraftstoff nicht erforderlich ist, nicht zwangsweise genutzt, weshalb Bedarf an einer Verbesserung diesbezüglich besteht.

Um die vorstehend angesprochenen Nachteile zu mindern bzw. zu beseitigen und den Kraftstoffverbrauch zu verringern, stellt die vorliegende Erfindung eine Stromerzeugungssteuereinheit für ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem Gene rator bereit, der durch den Verbrennungsmotor angetrieben wird. Die Steuereinheit steuert den Stromerzeugungszustand des Generators. Eine Verzögerungsermittlungseinrichtung er mittelt eine Verzögerung des Fahrzeugs. Eine erste Stromver sorgung, bei der es sich um eine Hauptbatterie für das Fahr zeug handelt, bleibt jederzeit angeschlossen, um Strom von dem Generator aufzunehmen. Eine zweite Stromversorgung, bei der es sich um eine Zusatzbatterie für das Fahrzeug handelt, ist mit dem Generator nur dann verbunden, wenn eine Stromzu fuhrverbindungsbedingung erfüllt ist. Eine Umschalteinrich tung erzeugt eine Verbindung zwischen dem Generator und der zweiten Stromversorgung, wenn das Fahrzeug verzögert wird, oder wenn eine Lademenge bzw. ein Ladeausmaß der zweiten Stromversorgung größer als ein vorbestimmter Wert ist.

Die vorliegende Erfindung stellt eine derartige Steuereinheit bereit, die eine Verbindung zwischen dem Generator und der zweiten Stromversorgung erzeugt, wenn das Fahrzeug verzögert wird, oder wenn eine Lademenge bzw. ein Ladeausmaß der zwei ten Stromversorgung größer als ein vorbestimmter Wert ist, wodurch die zweite Stromversorgung geladen wird, während das Fahrzeug verzögert wird. Die zweite Stromversorgung kann dem nach als Stromversorgung für elektrische Lasten (Notstromver sorgung bzw. Aufrechterhaltung des Verbrennungsmotorsteuer systems oder von Lampen u. dgl.) verwendet werden, wenn der Verbrennungsmotor gestoppt ist, nachdem das Fahrzeug gestoppt ist (Fahrzeug mit einem automatischen Stopp-/Anlasssystem), oder wenn die Lademenge bzw. das Ladeausmaß der zweiten Stromversorgung größer als ein vorbestimmter Wert ist. Der elektrische Strom von der ersten Stromversorgung, der beim Anlassen oder während der Fahrt des Fahrzeugs genutzt wird, kann dadurch konserviert bzw. bevorratet werden, wodurch der Strom verringert werden kann, der erforderlich ist, um die erste Stromversorgung zu laden, so dass die Verbrennungsmo torlast durch Betätigung des Generators verringert werden kann, wodurch der Kraftstoffverbrauch verringert wird. Verzö gerungsenergie, die Herkömmlicherweise nicht genutzt wird, kann dadurch für die zweite Stromversorgung rückgewonnen wer den, was die Verwendung einer Stromerzeugung (Regeneration) während einer Verzögerung des Fahrzeugs ermöglicht, wenn kein Kraftstoff erforderlich ist, um den Wirkungsgrad bzw. die Ef fizient des generativen Betriebs des Generators zu verbes sern.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispiel haft näher erläutert; in dieser zeigen:

Fig. 1 ein Flussdiagramm einer Stromerzeugungssteuerung,

Fig. 2 ein Zeitlaufdiagramm einer Stromerzeugungssteuerung,

Fig. 3 ein Zeitlaufdiagramm von Umschaltzeitpunkten für jeden Schalter,

Fig. 4 ein Blockdiagramm einer Kondensatorverbindungsschal tung,

Fig. 5 "EIN-/AUS"-Betriebsarten für die Verriegelungsschalter,

Fig. 6 eine Ladeschaltung bzw. einen Ladestromkreis für eine Lichtmaschine,

Fig. 7 ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs und einer Stromer zeugungssteuereinheit in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 8 ein Blockdiagramm einer Kondensatorverbindungsschal tung bzw. eines Kondensatorverbindungsstromkreises in Über einstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 9 "EIN-/AUS"-Betriebsarten von jedem Verriegelungsschal ter gemäß der zweiten Ausführungsform,

Fig. 10 ein Zeitlaufdiagramm von Umschaltzeitpunkten für je den Schalter der zweiten Ausführungsform, und

Fig. 11 ein Blockdiagramm ähnlich zu demjenigen von Fig. 7, jedoch unter Darstellung einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Die Erfindung wird nunmehr unter Bezug auf Fig. 1-7 näher erläutert, die eine erste Ausführungsform der Erfindung zei gen. Wie in Fig. 7 gezeigt, umfasst ein Fahrzeug 2 einen Verbrennungsmotor 4, ein Getriebe 6, eine Kupplung 8, die zwischen dem Verbrennungsmotor 4 und dem Getriebe 6 angeord net ist, eine Lichtmaschine (ALT) 10 für ein 12-Volt- Batteriesystem zur Erzeugung von Elektrizität zum Betreiben des Verbrennungsmotors 2, und eine Verbrennungsmotorsteuer einheit 12 zum Steuern des Betriebszustands des Verbrennungs motors 4. Die Verbrennungsmotorsteuereinheit 12 umfasst eine Verbrennungsmotorsteuereinrichtung 14, die mit dem Verbren nungsmotor 4 verbunden ist, ein automatisches Stopp-/Anlass system (Leerlaufstoppsystem) 16 und ein Kraftstoffab schalt(F/C)system 18.

Der Verbrennungsmotor 4 wird durch die Verbrennungsmotorsteu ereinrichtung 14 automatisch gestoppt, wenn eine vorbestimmte automatische Stoppbedingung, wie etwa eine Steuerung des au tomatischen Stopp-/Anlasssystems 16 erfüllt ist, während der Verbrennungsmotor 4 sich im Leerlauf befindet, und der Verbrennungsmotor 4 wird automatisch gestartet, wenn eine vorbestimmte automatische Anlassbedingung erfüllt ist, wäh rend der Verbrennungsmotor gestoppt ist. Kraftstoffzufuhr wird außerdem gestoppt (unterbrochen) zur Steuerung des Kraftstoffabschalt(F/C)systems 18 durch die Verbrennungsmo torsteuereinrichtung 14 während der Verzögerung des Fahrzeugs 2, um den Kraftstoffverbrauch zu verringern.

Das Fahrzeug 2 umfasst ein Stromerzeugungs- und Steuersystem 20, das den Stromerzeugungszustand der Lichtmaschine 10 steu ert. Das Stromerzeugungs- und Steuersystem 20 umfasst einen Leerlaufschalter 22, eine Batterie 24, einen Kondensator 26 und eine Schalteinrichtung 28. Insbesondere ist der Leerlauf schalter 22 vorgesehen, um einen Verzögerungszustand des Fahrzeugs 2 zu ermitteln. Die Batterie 24 als erste Stromver sorgung bildet eine Hauptstromversorgung für das Fahrzeug (Hauptstromversorgung für den Verbrennungsmotor), und sie ist kontinuierlich bzw. dauerhaft mit der Lichtmaschine 10 ver bunden. Bei dem Kondensator 26 als zweite Stromversorgung handelt es sich um eine Zusatzbatterie (Zusatzstrom für den Verbrennungsmotor), und sie ist mit der Lichtmaschine dann verbunden, wenn eine vorbestimmte Stromzufuhrverbindungsbe dingung erfüllt ist. Die Schalteinrichtung 28 verbindet au ßerdem die Lichtmaschine 10 mit dem Kondensator 26, wenn das Fahrzeug 2 verzögert wird, oder wenn eine Lademenge bzw. ein Ladeausmaß des Kondensators 26 größer als ein vorbestimmter Wert ist. Die Batterie 24 umfasst eine herkömmliche 12-Volt- Batterie, und sie ist mit der Lichtmaschine dauerhaft in je dem Betriebszustand verbunden. Der Kondensator 26 umfasst ei ne Kondensor- bzw. Kondensatorbatterie, und sie ist mit der Lichtmaschine 10 nur dann verbunden, wenn eine vorbestimmte Stromzufuhrverbindungsbedingung erfüllt ist. Die Schaltein richtung 28 ist mit der elektrischen Last (LCAD) 30 zur Auf rechterhaltung (der Stromversorgung) des Motorsteuersystems und Betätigung von Lampen verbunden. Der Leerlaufschalter 22 ist "EIN"-geschaltet, wenn der Verbrennungsmotor 4 sich im Leerlauf befindet, und ermittelt eine Fahrzeugverzögerung durch Umschalten in den "EIN"-Zustand, ausgehend von dem "AUS"-Zustand.

Die Verbrennungsmotorsteuereinheit 12 weist Sensoren auf, die mit ihr verbunden sind, wie etwa einen Zündschalter 32, einen Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlsensor 34, einen Verbrennungs motordrehzahlsensor 36 u. dgl. Die Verbrennungsmotorsteuer einheit 12 empfängt von der Lichtmaschine 10 abgegebenen Strom, Spannung (VB) von der Batterie 24 und Spannung (VC) vom Kondensator 26.

Wie in Fig. 6 gezeigt, ist die Lichtmaschine 10 an einem ers ten Anschluss (IG) 39-1 mit einer ersten Verbindungsleitung 40-1 in Verbindung mit der Batterie 24 verbunden, und sie ist an einem zweiten Anschluss 38-2 (L) mit einer zweiten Verbin dungsleitung 40-2 verbunden. Die erste Verbindungsleitung 40- 1 weist einen Zündschalter 32 in der Nähe ihrer Mitte bzw. auf ihrer halben Erstreckung auf. Eine Ladelampe 42 ist mit der zweiten Verbindungsleitung 40-2 einerseits bzw. an einem Anschluss, und mit einer dritten Verbindungsleitung 40-3 an dererseits bzw. am anderen Anschluss verbunden. Die dritte Verbindungsleitung 40-3 ist mit einem ersten Knoten 44-1 der ersten Verbindungsleitung 40-1 zwischen dem ersten Anschluss 38-1 und dem Zündschalter 32 verbunden. Einem dritten An schluss 38-3 (B) ist eine Spannung aufgeprägt während des La dens des Kondensators 26, uncl er ist mit einer vierten Ver bindungsleitung 40-4 verbunden, die außerdem in Verbindung mit einem zweiten Knoten 44-2 der ersten Verbindungsleitung 40-1 steht. Der Zündschalter 32 ist zwischen dem zweiten Kno ten 44-2 und dem ersten Anschluss 38-1 angeordnet. Der zweite Knoten 44-2 steht außerdem in Verbindung mit einer fünften Verbindungsleitung 40-5, die mit der elektrischen Last 30 in Verbindung steht. Ein vierter Anschluss 38-4 (C) steuert die Stromerzeugung (ob eine Erzeugung stattfindet) und die Menge des abgegebenen erzeugten Stroms, und er ist mit einer sechs ten Verbindungsleitung 40-6 verbunden, die mit einem Span nungssteuerschalter 46 in Verbindung steht.

Die Schalteinrichtung 28 umfasst Schalter- bzw. Schaltab schnitte 48-1, 48-2, wie in Fig. 7 gezeigt, und eine Lade schaltung 50, demnach die Batterie 24 von der elektrischen Last 30 getrennt ist, wie in Fig. 4 gezeigt. Wie in Fig. 4 gezeigt, umfasst mit anderen Worten die Ladeschaltung 50 eine erste Signalleitung 52-1, die mit der Lichtmaschine 10 mit der elektrischen Last 30 in Verbindung steht und die eine Di ode 54 in der Nähe der Mitte der Signalleitung 52-1 aufweist. Eine zweite Signalleitung 52-2 ist an einem Ende mit einem ersten Knoten 26-2 der ersten Signalleitung 52-1 zwischen der Lichtmaschine 10 und der Diode 54 verbunden, und sie steht an ihrem anderen Ende mit einem zweiten Knoten 56-2 der ersten Signalleitung 52-1 zwischen der Diode 54 und der elektrischen Last 30 in Verbindung. Die zweite Signalleitung 52-2 weist einen ersten Schalter (SW) 58-1 in der Nähe ihrer Mitte auf.

Der erste Knoten 56-1 der ersten Signalleitung 52-1 steht mit einer dritten Signalleitung 52-3 in Verbindung, die mit dem Kondensator 26 in Verbindung steht. Die dritte Signalleitung 52-3 weist in ihrer Mitte einen zweiten Schalter (SW2) 58-2 auf, der einen ersten Schalt- bzw. Schalterabschnitt 48-1 bildet. Außerdem ist der zweite Knoten 56-2 der ersten Sig nalleitung 52-1 mit einer vierten Signalleitung 52-4 verbun den, die mit der Batterie 24 in Verbindung steht. Die vierte Signalleitung 52-4 weist in der Nähe ihrer Mitte eine Siche rung (FUSE) 60 auf.

Eine fünfte Signalleitung 52-5 steht an einem Ende mit einem dritten Knoten 56-3 der dritten Signalleitung 52-3 zwischen dem zweiten Schalter 58-2 und dem Kondensator 26 in Verbin dung, und sie steht an ihrem anderen Ende mit einem vierten Knoten 56-4 zwischen der Sicherung 60 und der Batterie 24 in Verbindung. Die fünfte Signalleitung 52-5 weist in der Nähe ihrer Mitte einen Widerstand (0,25 U) 62 und einen dritten Schalter (SW3) 58-3 in dieser Abfolge, ausgehend von der Sei te des dritten Knotens 56-3 auf. Der dritte Schalter 58-3 bildet einen zweiten Schalt- bzw. Schalterabschnitt 48-2. Die Schalter 58-2, 58-2 sind über eine erste Verriegelungsleitung 64-1 verbunden und die Schalter 58-2, 58-3 sind über eine zweite Verriegelungsleitung 64-2 verbunden.

Die Schalter 58-1, 58-2, 58-3 sind sämtliche so miteinander verriegelt bzw. verbunden, wie in Fig. 5 gezeigt. Das "EIN"- schalten des ersten Schalters 58-1 schaltet den zweiten Schalter 58-2 "AUS" und umgekehrt. Das "EIN"-schalten des dritten Schalters 58-3 schaltet den zweiten Schalter 58-2 "AUS". Wenn die Spannung am dritten Anschluss 38-3 (B) der Lichtmaschine 10 während des Ladens des Kondensators 26 auf geprägt (vorgeladen) wird, wird der erste Schalter 58-1 ein geschaltet, der zweite Schalter 58-2 wird ausgeschaltet und der dritte Schalter 58-3 wird eingeschaltet. Im normalen Be trieb ist der erste Schalter 58-1 eingeschaltet, der zweite Schalter 58-2 ist ausgeschaltet und der dritte Schalter 58-3 ist ausgeschaltet. Während des Ladens (Regenerierens), wäh rend der Verzögerung, oder wenn elektrischer Strom vom Kon densator 26 zugeführt werden kann, ist der erste Schalter 58-1 ausgeschaltet, der zweite Schalter 58-2 ist eingeschaltet und der dritte Schalter 58-3 ist ausgeschaltet.

Die Schalteinrichtung 28 der Stromerzeugungssteuereinheit 20 verhindert außerdem, dass die Lichtmaschine 10 Strom erzeugt, wenn der Verbrennungsmotor 4 neu gestartet wird, nachdem das Fahrzeug 2 verzögert und gestoppt wurde, und der Motor 4 ge stoppt ist.

Die Schalteinrichtung 28 der Steuereinheit 20 verhindert au ßerdem, dass die Lichtmaschine 10 Strom erzeugt, wenn die La demenge bzw. das Ladeausmaß des Kondensators 26 größer als ein vorbestimmter Wert ist.

Die Schalteinrichtung 28 der Steuereinheit 20 verwendet au ßerdem die Batterie 24 als Stromversorgung beim Anlassen des Verbrennungsmotors 4.

Der Kondensator 26 wird als Stromversorgung für die elektri sche Last 30 des Fahrzeugs 2 nur dann verwendet, wenn die ge speicherte Spannung größer als eine vorbestimmte Spannung ist.

Die Schalteinrichtung 28 der Stromerzeugungssteuereinheit 20 schaltet derart um, dass der Kondensator 26 mit der Lichtma schine 10 durch den ersten Schaltabschnitt 48-1 nur dann ver bunden ist, wenn eine vorbestimmte Stromzufuhrverbindungsbe dingung erfüllt ist, und derart, dass die Batterie 24 mit dem Kondensator 26 durch den zweiten Schaltabschnitt 48-2 nur dann verbunden ist, wenn eine vorbestimmte Stromzufuhrverbin dungsbedingung erfüllt ist. Die Schalteinrichtung 28 schaltet außerdem zwischen den Schaltabschnitten 48-1, 48-2 derart um, dass die Lichtmaschine 10 und der Kondensator 26 nicht ver bunden sind, wenn die Batterie 24 und der Kondensator 26 sich in Verbindung befinden.

Nunmehr erfolgt eine Erläuterung der Arbeitsweise der ersten Ausführungsform unter Bezug auf das Flussdiagramm in Fig. 1, das Zeitlaufdiagramm in Figur. 2 und das Zeitlaufdiagramm unter Darstellung des Schaltzeitablaufs der Schalter 58-1, 58-2, 58-3 in Fig. 3.

Die Ausführungsform wird zunächst unter Bezug auf das Fluss diagramm von Fig. 1 erläutert.

Ein Steuerprogramm der Stromerzeugungssteuereinheit 20 star tet im Schritt 102. Daraufhin erfolgt im Schritt 104 eine Er mittlung, ob das Fahrzeug 2 einer Verzögerung unterliegt, wo bei das Kraftstoffabschaltsystem 18 die Kraftstoffzufuhr un terbricht, d. h., ob der Leerlaufschalter 22 "EIN"-geschaltet ist. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Lichtmaschine 10 nicht in Verbindung mit dem:Kondensator 26, sondern mit der Batterie 24.

Wenn die Ermittlung im Schritt 104 "JA" ergibt, wird die Ver bindung der Lichtmaschine 10 geschaltet bzw. umgeschaltet, d. h., die mit der Batterie 24 verbundene Lichtmaschine 10 wird so geschaltet, dass sie im Schritt 106 von der Batterie ge trennt und mit dem Kondensator 26 verbunden wird.

Der Kondensator 26 wird im Schritt 108 durch die 12-Volt- Lichtmaschine 10 sofort geladen, (durch) die Ladung (Regene ration), die während der Verzögerung stattfindet, in der Kraftstoff nicht erforderlich ist.

Im Schritt 110 erfolgt eine Ermittlung, ob die Verzögerung des Fahrzeugs 2 beendet ist, d. h., ob der Verbrennungsmotor 2 durch die Steuerung des automatischen Stopp-/Anlasssystems 16 automatisch gestoppt ist, wenn die vorbestimmte, automati sche Stoppbedingung erfüllt ist, nachdem das Fahrzeug 2 ge stoppt ist, oder ob das Fahrzeug 2 sich in einem Antriebszu stand befindet, der aufrecht erhalten werden kann. Wenn die Ermittlürig im Schritt 110 "NEIN" ergibt, kehrt die Routine zum Schritt 108 zurück.

Wenn die Ermittlung im Schritt 110 "JA" ergibt, erfolgt im Schritt 112 eine Ermittlung, ob der Kondensator 26 durch die 12-Volt-Lichtmaschinenladung (Regeneration) während der Ver zögerung ausreichend geladen wird.

Wenn die Ermittlung im Schritt 112 "JA" ergibt, wird die Lichtmaschine 10 daran gehindert, im Schritt 114 Strom zu er zeugen, und der elektrische Strom wird direkt von dem voll ständig geladenen Kondensator 26 anstatt von der Batterie 24 für elektrische Lasten 30 zugeführt, wie etwa die Aufrechter haltung des Verbrennungsmotorsteuersystems, die Stromversor gung von Lampen u. dgl.

Nachdem der Verbrennungsmotor 4 durch das automatische Stopp-/An lasssystem 16 automatisch angelassen wurde, wenn eine vor bestimmte, automatische Anlassbedingung erfüllt war, erfolgt im Schritt 116 eine Ermittlung, ob die Spannung des Kondensa tors 26 kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. Wenn die Er mittlung im Schritt 116 "NEIN" lautet, wird die Routine zum Schritt 114 rückgeführt.

Wenn die Ermittlung im Schritt 116 "JA" lautet, erfolgt im Schritt 118 eine Ermittlung, ob die Strommenge, die der Kon densator 26 zuführt, kleiner als der Strom ist, den die elektrische Last 30 verbraucht. Wenn die Ermittlung im Schritt 118 "NEIN" lautet, setzt die Routine den Ermittlungsvorgang fort.

Wenn die Ermittlung im Schritt 118 "JA" ergibt, wird der Kon densator 26 von der Lichtmaschine 10 im Schritt 120 getrennt. Wenn der im Kondensator 26 gespeicherte elektrische Strom verbraucht ist (ungeachtet des Anlassens des Verbrennungsmo tors 4, der Beschleunigung des Fahrzeugs 2 oder der normalen Fahrt des Fahrzeugs 2), wird die Unterbindung der Stromerzeu gung durch die Lichtmaschine 10 nicht freigegeben (aufgeho ben). D. h., die Lichtmaschine 10 startet im Schritt 122 mit der Stromerzeugung.

Nachdem der gesparte elektrische Strom, der von dem Kondensa tor 26 ausgetragen wird, verbraucht ist, wird die Lichtma schine 10 dadurch aktiviert (zur Stromerzeugung), um der elektrischen Last 30 elektrischen Strom zuzuführen und die Batterie 24 so zu laden, wie vorstehend angeführt.

Daraufhin wird die Routine zum Schritt 124 rückgeführt. Wenn die Ermittlung im Schritt 104 oder im Schritt 112 "NEIN" lau tet, wird die Routine direkt zum Schritt 124 rückgeführt.

Als nächstes wird die Ausführungsform unter Bezug auf das Zeitsteuerdiagramm in Fig. 2 erläutet.

Wenn in dem Kraftstoffunterbrechungssystem 18 des Fahrzeugs 2 der Leerlaufschalter 22 "EIN"-geschaltet wird, ausgehend von einem "AUS"-Zustand, wobei die Kraftstoffzufuhr gestoppt ist, wird das Fahrzeug 2 verzögert (siehe S1 in Fig. 2) und die Verbindung der Lichtmaschine 10 wird umgeschaltet. D. h., die mit der Batterie 24 verbundene Lichtmaschine 10 wird umge schaltet, um von der Batterie getrennt zu werden und mit dem Kondensator 26 verbunden. Bis diese Verzögerung beginnt, wird die Lademenge bzw. das Ladeausmaß des Kondensators 26 auf ei nem Zielvorladewert gehalten oder auf einem vorbestimmten Wert.

Obwohl die Motordrehzahl entsprechend der Fahrzeugverzögerung abnimmt, bei der der Kraftstoff nicht erforderlich ist, wird die Spannung der Batterie 24 im Bereich von 14 Volt bis 15 Volt gehalten, und die Lichtmaschine 10 wird daraufhin auf maximale Leistungsabgabe umgeschaltet, bis die Kraftstoffun terbrechung aufgehoben (rückgesetzt) ist (S2 in Fig. 2), und zwar durch Laden (Regeneration) während der Verzögerung. Der Kondensator 26 wird daraufhin durch die Lichtmaschine 10 bei maximaler Stromerzeugungsfähigkeit geladen und sofort voll ständig geladen (S1, S2). Da der Kondensator 26 im Systeman fangszustand vorgeladen ist, speichert der Kondensator 26 ei ne aufgeprägte Spannung von 6-8 Volt für den dritten An schluss 38-3 (B) der Lichtmaschine 10 während des Ladens des Kondensators 26.

Das Getriebe 6 befindet sich in Neutralposition (S3) während der Verzögerung des Fahrzeugs 2, nachdem die Kraftstoffab schaltung aufgehoben ist (S2). Die Verbrennungsmotordrehzahl nimmt geringfügig zu und daraufhin geringfügig ab, weil die Motorlast verringert ist, wenn die Kraftstoffabschaltung auf gehoben ist (S2).

Wenn das Fahrzeug 2 gestoppt ist und die Fahrzeuggeschwindig keit auf Null abnimmt (S4) und wenn eine vorbestimmte, auto matische Stoppbedingung des automatischen Stoppsystems 16 er füllt ist, um den Verbrennungsmotor 4 automatisch zu stoppen (S5), wobei der Zündschalter 32 ausgeschaltet ist, nimmt die Verbrennungsmotordrehzahl auf Null ab, die Stromabgabe der Lichtmaschine 10 nimmt ebenfalls allmählich auf Null ab und der Kondensator 26 wird eingeschaltet, um sich in einer Ent ladebedingung zu befinden, wobei bzw. wenn die Stromerzeugung der Lichtmaschine 10 gestoppt ist und anstelle der Batterie 24 führt der Kondensator 26 der elektrischen Last 30 Be triebsstrom zu, wie etwa zur Aufrechterhaltung des Motorsteu ersystems und der Lampe. Zu diesem Zeitpunkt nimmt die Batte riespannung selbst dann nicht in Übereinstimmung mit der Spannung des Kondensators 26 ab, wenn die Lichtmaschine 10 ihren Betrieb stoppt. Die Batterie 24 befindet sich statt dessen in geladenem Zustand. Elektrischer Strom für die Sys temaufrechterhaltung oder die Lampen bzw. Leuchten kann al ternativ von der Batterie 24, wie üblich zugeführt werden. In diesem Fall wird ein Stromaustrag der Batterie 24 verhindert durch Ladeunterstützung von dem Kondensator 26 für die Batte rie.

Wenn der Motor 4 durch das automatische Stopp-/Anlasssystem 16 erneut gestartet wird, wenn eine vorbestimmte, automati sche Anlassbedingung erfüllt ist (S6), nimmt die Motordreh zahl zu und der Kondensator 26 führt elektrischen Strom zu, um die Motorlast zu verringern, wobei die Lichtmaschine 10 gestoppt ist, wenn in dem Kondensator 26 restliche Ladung vorhanden ist.

Wenn der Leerlaufschalter 26 ausgehend von einem "EIN"- Zustand, nachdem der Verbrennungsmotor 2 gestartet ist (S7), "AUS"-schaltet, nehmen die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Verbrennungsmotordrehzahl zu. Obwohl die Spannung der Batte rie 24 fällt und die Lademenge bzw. das Ladeausmaß des Kon densators 26 zu diesem Zeitpunkt allmählich abnimmt, wird der im Kondensator 26 gespeicherte elektrische Strom zugeführt, bis die Spannung des Kondensators 26 einen vorbestimmten Wert erreicht bzw. einnimmt, so dass die Lichtmaschine 10 gestoppt werden kann, so dass sie zur Verringerung der Verbrennungsmo torlast keinen Strom erzeugt.

Wenn eine Lademenge des Kondensators 26 sich auf einem vorbe stimmten Wert (Lademenge) (S8) befindet, wird die Lichtma schine 10 angetrieben, um wie üblich die Spannung der Batte rie 24 zu erhöhen.

Nunmehr wird eine Ausführungsform unter Bezug auf Fig. 3 er läutert, die ein Schaltzeitpunktdiagramm für die Schalter 58-1, 58-2, 58-3 zeigt.

Wenn der Zündschalter 32 eingeschaltet wird (siehe T1 in Fig. 3), wird der erste Schalter 58-1 (SW1) eingeschaltet, der zweite Schalter 58-2 (SW2) bleibt ausgeschaltet und der drit te Schalter 58-3 (SW3) wird eingeschaltet. Zu diesem Zeit punkt fällt die Spannung der Batterie 24 geringfügig und die Lademenge bzw. das Ladeausmaß des Kondensators 26 beginnt da mit, sich durch Vorladen zu erhöhen.

Wenn der Verbrennungsmotor 2 gestartet wird (T2), erreicht die Ladespannung der Batterie 24 maximale Spannung.

Wenn die Lademenge bzw. das Ladeausmaß des Kondensators 26 einen Vorladezielwert erreicht oder einen vorbestimmten Wert, wird der dritte Schalter 58-3 "AUS"-geschaltet (T3).

Wenn der erste Schalter 58-1 "AUS"-geschaltet ist und der zweite Schaler 58-2 "EIN"-geschaltet ist, d. h., wenn der Kondensator 26 während der Verzögerung (T4) lädt (Regenerati on), fällt die Spannung der Batterie 24 auf ein bestimmtes, gleichmäßiges Niveau, und eine Lademenge bzw. ein Ladeausmaß des Kondensators 26 nimmt allmählich zu, so dass der Konden sator 26 vollständig geladen wird (T5).

Wenn der erste Schalter 58-1 (SW1) "EIN"-geschaltet ist bzw. wird, um die Zufuhr des elektrischen Stroms von dem Kondensa tor 26 zu beginnen (T6), nimmt die Lademenge bzw. das Lade ausmaß des Kondensators 26 allmählich durch Entladung ab, während die Spannung der Batterie 24 vorübergehend auf maxi male Spannung zunimmt und daraufhin allmählich abnimmt.

Wenn die Lademenge bzw. das Ladeausmaß des Kondensators 26 einen Entladeschwellenwert erreicht, bei dem es sich um einen vorbestimmten Wert handelt, und der zweite Schalter 58-2 "AUS"-geschaltet wird bzw. ist (T7), wird die Zufuhr von elektrischem Strom vom Kondensator 26 gestoppt, während die Spannung der Batterie 24 auf maximaler Spannung gehalten wird. Der Entladeschwellenwert ist als Lademenge bzw. Lade ausmaß G gewählt, die bzw. das geringfügig höher als der Vor ladezielwert ist, wie in Fig. 3 gezeigt.

Wie in der ersten Ausführungsform, demnach das Fahrzeug 2 mit dem automatischen Stopp-/Anlasssystem 16 eine Verzögerung des Fahrzeugs ermittelt, wird die Lichtmaschine 10, die mit der Batterie 24 durch eine Ladeschaltung 50 verbunden ist, umge schaltet, um mit dem Kondensator 26 in Verbindung zu gelan gen, um den Kondensator, ausgehend von der maximalen Stromer zeugungsfähigkeit der Lichtmaschine, sofort zu laden.

Nachdem das Fahrzeug 2 gestoppt ist und der Verbrennungsmotor 4 automatisch gestoppt ist durch das automatische Stopp-/An lasssystem 16, weil eine vorbestimmte, automatische Stopp bedingung erfüllt ist, wird elektrischer Strom für die elekt rische Last 30, wie etwa die Aufrechterhaltung des Verbren nungsmotorsteuersystems und der Lampen, direkt zugeführt von dem vollständig geladenen Kondensator 26. Alternativ führt die Batterie 24 elektrischen Betriebsstrom für die elektri sche Last 30 zu, und der Kondensator 26 unterstützt das Laden der Batterie 24, um das Leeren der Batterie zu verhindern. Die Batterieversorgung vom Kondensator 26 zur Batterie 24 wird gestoppt, wenn die Spannung des Kondensators 26 unter einen vorbestimmten Wert fällt.

Wenn der Verbrennungsmotor 4 durch das automatische Stopp-/An lasssystem 16 erneut gestartet wird, weil eine vorbestimm te Wiederstartbedingung erfüllt ist, und wenn die gespeicher te Spannung des Kondensators 26 unter einen vorbestimmten Wert fällt, wird der Kondensator 26 von der Lichtmaschine 10 getrennt.

Wenn die Spannung des Kondensators 26 nach dem Anlassen des Motors 4 höher als ein vorbestimmter Wert ist, wird die Lichtmaschine 10 daran gehindert, Strom zu erzeugen und elektrischer Strom für elektrische Lasten 30, wie etwa Auf rechterhalten der Verbrennungsmotorsteuereinrichtung und Strom für Lampen, wird von dem Speicherkondensator zugeführt. Wenn die Spannung des Kondensators 26 unter einen vorbestimm ten Wert nach dem Anlassen des Verbrennungsmotors 4 fällt, wird der Kondensator 26 von der Lichtmaschine 10 getrennt, und die Lichtmaschine 10 wird am Betrieb gehindert, bis der durch Entladen des Kondensators 26 gespeicherte elektrische Strom verbraucht wird. Diese Unterbindung des Lichtmaschinen betriebs kann ausgeführt werden bei einem der folgenden Er eignisse: a) Anlassen des Motors 4, b) Beschleunigung des Fahrzeugs 2, oder c) normaler Betrieb des Fahrzeugs 2.

Nachdem gespeicherter elektrischer Strom durch Entladen des Kondensators 26 verbraucht ist, wird die Lichtmaschine 10 ak tiviert, um der elektrischen Last 30 Strom von der Lichtma schine 10 zuzuführen und die Batterie 24 zu laden.

Wenn das Fährzeug 2 gestoppt ist und der Zündschalter 32 aus geschaltet wird, um den Verbrennungsmotor 4 zu stoppen, wird die Verbindung des Kondensators 26 zur Batterie 24 beibehal ten und die Batterie 24 wird geladen, während das Fahrzeug 2 gestoppt ist.

Wenn beim Laden (der Regeneration) während der Verzögerung des Fahrzeugs 2 dieses erneut auf einen Fahrzustand beschleu nigt wird und der elektrische Strom, der im Kondensator 26 gespeichert ist, unzureichend ist, wird verhindert, dass die Lichtmaschine 10 betrieben wird, bis die Spannung des Konden sators 26 auf einen vorbestimmten Wert gefallen ist. Wenn die Spannung des Kondensators 26 auf eine vorbestimmte Spannung gefallen ist, wird der Kondensator 26 von der Lichtmaschine 10 getrennt und die Stromerzeugung startet.

Der Kondensator 26 vermag dadurch die Verzögerung/Energie während der Verzögerung des Fahrzeugs 2 rückzugewinnen, die ansonsten verschwendet wird, wodurch die Verbrennungsmotorbe lastung durch die Lichtmaschine 10 verringert wird, d. h., durch die Lichtmaschine 10 wird ein regenerativer Antrieb zwangsweise ausgeführt. Der Verbrennungsmotor 4 kann außerdem durch ein herkömmliches, automatisches Stopp-/Anlasssystem in einigen Fällen in Übereinstimmung mit dem Zustand der Motor last 30 nicht gestoppt werden. Eine 12-Volt-Stromversorgungs batterie 24 erlaubt es jedoch, dass ein automatisches Stopp-/An lasssystem 16 gemäß dieser Ausführungsform bezüglich der Betriebsfrequenz (Stoppfrequenz) verbessert werden kann, wo durch der Kraftstoffverbrauch verringert wird.

In diesem Fall muss ein Verbrauchsstrom von beispielsweise fünf Ampere zur Aufrechterhaltung des automatischen Stopp-/An lasssystems 16 dem Verbrennungsmotor 4, dessen Leerlauf gestoppt ist, nicht zugeführt werden, fünf Ampere für ein Bremslicht, das aufleuchtet, wenn ein Bremspedal (nicht ge zeigt) betätigt wird, drei Ampere zum Aufleuchten lassen ei ner Abbiegelampe, drei Ampere zum Einschalten eines Radios, sechs Ampere für ein Gebläse (Low) und zehn bis 20 Ampere für eine Lichtmaschine 10 müssen nicht zugeführt werden. Anderer seits kann die Lichtmaschine 10 50-60 Ampere bei etwa 14 Volt abgeben. Die Lichtmaschine 10 gibt deshalb 30-40 Ampe re frei, wenn die Batterie 24 sich in einer normalen Bedin gung befindet. Diese Freigabe von 30-40 Ampere in der Lichtmaschine 10 wird durch den Kondensator 26 gespeichert, wenn er während einer Verzögerung des Fahrzeugs 2 lädt (rege neriert wird). Die Lichtmaschine 10 kann darüber hinaus hin sichtlich ihrer Stromerzeugung (ob sie Strom erzeugt oder nicht) gesteuert werden, oder hinsichtlich der Stromerzeu gungsmenge am vierten Anschluss 36-4 (C).

Wenn infolge hiervon das Fahrzeug 2 verzögert wird oder wenn die Lademenge des zweiten Stromzufuhrkondensators 26 größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird der zweite Stromzufuhr kondensator 26 mit der Lichtmaschine 10 verbunden, bei der es sich um einen Generator handelt, wodurch der Kondensator 26 während der Verzögerung des Fahrzeugs 2 ausreichend geladen wird. Der Kondensator 26 kann verwendet werden, um die Verbrennungsmotorlast 30 mit Strom zu versorgen (wie etwa ein Verbrennungsmotorsteuersystem, Lampen bzw. Leuchten u. dgl.), und zwar während des Stoppens des Verbrennungsmotors 4, nach dem das Fahrzeug 2 gestoppt wurde (in Fällen, in denen das Fahrzeug ein automatisches Stopp-/Anlasssystem 16 umfasst), oder wenn die Lademenge des Konderisators 26 größer als ein vorbestimmter Wert ist. Infolge hiervon kann elektrischer Strom der ersten Stromversorgungsbatterie 24, der zum Anlas sen des Motors 4 und zum Fahren des Fahrzeugs 2 verwendet wird, eingespart bzw. bevorratet werden, um den Strom zum La den der Batterie 24 zu verringern, wodurch die Motorlast bzw. -belastung durch Betreiben der Lichtmaschine 10 verringert wird, was zu einem verringerten Stromverbrauch führt. Die Verzögerungsenergie, die Herkömmlicherweise nicht genutzt wird, kann außerdem durch den Kondensator 26 rückgewonnen werden, der den Wirkungsgrad bzw. die Effizienz des regenera tiven Betreibens der Lichtmaschine 10 unter Verwendung von Stromerzeugung (Regeneration) während der Verzögerung des Fahrzeugs 2 verbessert, während der Kraftstoff nicht erfor derlich ist.

Die Schalteinrichtung bzw. Umschalteinrichtung 28 der Strom erzeugungssteuereinheit 20 schaltet derart (um), dass die Lichtmaschine 10 daran gehindert wird, Strom zu erzeugen, wenn der Verbrennungsmotor 4 bei einem Motorstopp nach einer Verzögerung des Fahrzeugs 2 wiedergestartet wird, und wenn eine Lademenge bzw. ein Ladeausmaß des Kondensators 26 größer als ein vorbestimmter Wert ist. Der ausreichend geladene Kon densator 26 vermag als Zusatzstromversorgung für die Batterie 24 stets unterstützend zu wirken, wodurch eine Entladung oder Beeinträchtigung der Batterie 24 verhindert und ein verbes sertes System und eine verbesserte Produktqualität bereit ge stellt werden.

Die Schalteinrichtung 28 der Stromerzeugungssteuereinheit 20 schältet derart, dass die Lichtmaschine 10 daran gehindert wird, Strom zu erzeugen, wenn die Lademenge bzw. das Ladeaus maß des Kondensators 26 größer als ein vorbestimmter Wert ist, so dass die Lichtmaschine 10 daran gehindert werden kann, in einem Zustand Strom zu erzeugen, wenn der Kondensa tor 26 vollständig geladen ist, wodurch die Last bzw. Belas tung des Motors 4 durch die Strom erzeugende Lichtmaschine 10 verringert wird, und wodurch der Kraftstoffverbrauch verrin gert wird.

Die Schalteinrichtung 28 der Stromerzeugungssteuereinheit 20 schaltet unter Verwendung der Batterie 24 als Stromversorgung beim Anlassen des Motors 4 derart (um), dass gespeicherte La dung von der Batterie 24 beim Anlassen des Verbrennungsmotors 4 verwendet werden kann, um die Startbarkeit des Verbren nungsmotors, die Stabilität der Verbrennungsmotorsteuerein heit und die Produktqualität zu verbessern.

Da der Kondensator 26 als Stromversorgung für die elektrische Last 30 des Fahrzeugs 2 nur dann verwendet wird, wenn seine Spannung höher als eine vorbestimmte Spannung ist, kann die Batterie 24, die üblicherweise zum Anlassen des Verbrennungs motors verwendet wird, einen Akkumulator kleinerer Kapazität umfassen bzw. sein, und der Kondensator 26 muss in kurzer Zeit geladen werden, wie etwa während einer Fahrzeugverzöge rung, und er kann einen Kondensator mit kleinerem Innenwider stand umfassen bzw. sein, so dass das Fahrzeug 2 aus den Ei genschaften der jeweiligen Stromzufuhr voll Nutzen ziehen kann.

Da das Fahrzeug 2 außerdem ein automatisches Stopp-/An lasssystem 16 aufweist, das den Verbrennungsmotor 4 während des Stopps einer Fahrt stoppt, wie etwa beim Warten auf grü nes Licht an einer Verkehrsampel, werden die Betriebsbedin gungen in Bezug auf die Stromversorgung in einem Fahrzeug mit einer einzigen Stromversorgung kritisch. Bei der vorliegenden Ausführungsform stellt der Kondensator 26 jedoch eine zusätz liche Stromversorgung dar, die während des Motorstopps ge nutzt werden kann, um die Startbarkeit des Verbrennungsmotors 4 zu verbessern.

Der Kondensator 26 wird als Stromversorgung für die elektri sche Last 30 nur dann verwendet, wenn die Spannung des Kon densators 26 höher als ein vorbestimmter Wert ist. D. h., der Kondensator 26 wird nicht als Stromversorgung verwendet, wenn seine Spannung kleiner bzw. niedriger als ein vorbestimmter Wert ist (in einem nicht ausreichend geladenen Zustand), wo durch ein Fehlbetrieb der elektrischen Last 30 derart vermie den wird, dass die elektrische Einrichtung stabilisiert wird, um den Betrieb des Fahrzeugs zu verbessern.

Die Schalteinrichtung 28 der Stromerzeugungssteuereinheit 20 schaltet außerdem so (um), dass eine Verbindung zwischen der Lichtmaschine 10 und dem Kondensator 26 unter Verwendung des ersten Schaltabschnitts 48-1 nur dann hergestellt wird, wenn eine vorbestimmte Stromzufuhrverbindungsbedingung erfüllt ist, und sie schaltet so (um), dass eine Verbindung zwischen der Batterie 24 und dem Kondensator 26 unter Verwendung des zweiten Schaltabschnitts 48-2 nur dann hergestellt wird, wenn eine vorbestimmte Stromzufuhrverbindungsbedingung erfüllt ist, und sie schaltet zwischen den Schaltabschnitten 48-1, 48-2(um), um den Kondensator 26 mit der Lichtmaschine 10 nicht zu verbinden, wenn die Batterie 24 und der Kondensator 26 verbunden sind. Infolge hiervon wird der Kondensator 26 derart vorgeladen, dass der Kondensator 26 stets geladen wer den kann, wenn eine Stromzufuhrverbindungsbedingung erfüllt ist. Der Kondensator 26 kann deshalb direkt geladen werden, wenn die Lichtmaschine 10 mit dieser durch die Schalteinrich tung 28 verbunden ist. Der Steuervorgang durch zwei Steuerab schnitte 48-1, 48-2 verbessert außerdem die Zuverlässigkeit des Schalt- bzw. Umschaltvorgangs.

Fig. 8-10 zeigen eine zweite Ausführungsform der vorliegen den Erfindung. Die nachfolgend genutzten Bezugsziffern, die denjenigen der ersten Ausführungsform entsprechen, bezeichnen identische Merkmale bzw. eine identische Funktion.

Die zweite Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie 24 und die elektrische Last 30 in der Ladeschal tung bzw. im Ladestromkreis 50 nicht getrennt werden, die bzw. der eine Lichtmaschine 10 aufweist, wie in Fig. 8 ge zeigt, und das einen Verstärkungszerhacker 72 in der dritten Signalleitung 52-3 zwischen dem zweiten Schalter 58-2 und dem dritten Knoten 56-3 aufweist.

Wie in Fig. 9 gezeigt, verriegelt jeder der Schalter 58-1, 58-2, 58-3 so, wie in Fig. 5 der ersten Ausführungsform ge zeigt. Das "EIN"-schalten des ersten Schalters 58-1 schaltet den zweiten Schalter 58-2 "AUS" und umgekehrt. Das "EIN"- schalten des dritten Schalters 58-3 schaltet den zweiten Schalter 58-2 "AUS". Wenn die Spannung den dritten Anschluss 38-3 (B) der Lichtmaschine 10 während des Ladens des Konden sators 26 aufgeprägt (vorgeladen) wird, wird der erste Schal ter 58-1 eingeschaltet, der zweite Schalter 58-2 wird ausge schaltet und der dritte Schalter 58-3 wird eingeschaltet. Im normalen Betrieb wird der erste Schalter 58-1 eingeschaltet, der zweite Schalter 58-2 wird ausgeschaltet und der dritte Schalter 58-3 wird ausgeschaltet. Während des Ladens (der Re generation) während eines Verzögerungsvorgangs, oder wenn e lektrischer Strom vom Kondensator 26 nicht zugeführt werden kann, ist bzw. wird der erste Schalter 58-1 eingeschaltet und der zweite Schalter 58-2 wird bzw. ist eingeschaltet und der dritte Schalter 58-3 wird bzw. ist ausgeschaltet.

Wie in Fig. 10 gezeigt, kann in Übereinstimmung mit der zwei ten Ausführungsform der Verstärkungszerhacker 72 einen Entla destoppschwellenwert für den Kondensator 26 mit einem Wert gleicher einem Vorladezielwert (Vorladepegel bzw. -niveau) derart wählen, dass der Kondensator 26 effektiv entladen wer den kann.

Fig. 1 zeigt eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Er findung.

Die dritte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Hybridfahrzeug 2A ist. Das Hybridfahrzeug 2A umfasst eine Lichtmaschine 10 als ersten Generator für den Verbrennungsmotor 4 und einen Elektromotorgenerator (Elektro motor) 82 als zweiten Generator zwischen dem Verbrennungsmo tor 4 und einer Kupplung 8. Der Elektromotorgenerator 82 ist direkt mit der (nicht gezeigten) Abtriebswelle des Verbren nungsmotors 4 verbunden und er weist Antriebs- und Stromer zeugungsfunktionen auf und er wird durch die Elektromo torsteuereinrichtung 84 der Elektromotorsteuereinheit 12 ge steuert.

Wenn das Fahrzeug 2A verzögert wird oder wenn die Lademenge bzw. das Ladeausmaß des zweiten Stromversorgungskondensators 26 größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird in Überein stimmung mit der dritten Ausführungsform, wie bei der ersten Ausführungsform, der zweite Stromversorgungskondensator 26 mit der Lichtmaschine 10 und/oder dem Elektromotorgenerator 82 verbunden, wodurch der Kondensator 26 während der Verzöge rung des Fahrzeugs 2A ausreichend geladen wird. Der Kondensa tor 26 kann für eine Motorlast 30 (wie etwa ein Verbrennungs motorsteuersystem, eine Lampe bzw. Leuchte u. dgl.) während des Stoppens des Verbrennungsmotors 4, nachdem das Fahrzeug 2A gestoppt worden ist (wenn das Fahrzeug ein automatisches Stopp-/Anlasssystem 16 umfasst), oder wenn das Ladeausmaß des Kondensator 26 größer als ein vorbestimmter Wert ist, verwen det werden. Infolge hiervon kann elektrischer Strom von der ersten Stromversorgungsbatterie 24, der beim Anlassen des Verbrennungsmotors 4 und Fahren des Fahrzeugs 2A verwendet wird, konserviert bzw. bevorratet werden, um den Strom zu verringern, der zum Laden der Batterie 24 benötigt wird, wo durch die Motorlast beim Betrieb der Lichtmaschine 10 und/oder des Elektromotors 82 verringert wird, was zu einem verringerten Stromverbrauch führt. Die Verzögerungsenergie, die Herkömmlicherweise nicht genutzt wird, kann außerdem durch den Kondensator 26 rückgewonnen werden, der den Wir kungsgrad des regenerativen Betriebs der Lichtmaschine 10 und/oder des Elektromotors 82 unter Verwendung von Stromer zeugung (Regeneration) während der Verzögerung des Fahrzeugs 2A, während dieser Zeit Kraftstoff nicht erforderlich ist, verbessert.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend ange führten Ausführungsformen beschränkt, sondern zahlreichen Mo difikationen und Abwandlungen zugänglich.

Ein ein automatisches Stopp-/Anlasssystem (Leerlaufstoppsys tem) für eine 12-Volt-Batterie umfassendes Fahrzeug und ein Hybridfahrzeug sind vorstehend erläutert worden. Die vorlie gende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Fahrzeuge be schränkt, sondern kann auf andere Fahrzeugarten zur Verbesse rung des Kraftstoffverbrauchs angewendet werden.

Die vorliegende Erfindung kann außerdem auf Batterien mit un terschiedlichen Spannungen angewendet werden. Beispielsweise kann der Akkumulator eine höhere Spannung, wie etwa 24, 36 oder 42 Volt aufweisen.

Obwohl die Schalteinrichtung getrennt von der Verbrennungsmo torsteuereinheit in den vorstehend angeführten Ausführungs formen vorgesehen ist, kann die Verbrennungsmotorsteuerein heit beispielsweise auch eine zusätzliche Schalteinrichtung derart umfassen, dass die Verbrennungsmotorsteuereinheit und die Schalteinrichtung integriert sind.

Ein Entladestoppschwellenwert des Kondensators kann außerdem in Übereinstimmung mit speziellen Betriebsarten variiert wer den, beispielsweise beim Fahren im urbanen Bereich oder beim Fahren mit hoher Geschwindigkeit, bei anderen Fahrzeugge schwindigkeiten und in Übereinstimmung mit der Bremsenbetäti gung. Die vorbestimmte Spannung wird stets in dem Kondensator gespeichert unter Verwendung einer vorbestimmten Zeit und ei nes Ladevorgangs des Kondensators zu jedem Zeitpunkt.

Obwohl zu illustrativen Zwecken vorstehend bevorzugte Ausfüh rungsformen der Erfindung erläutert wurden, wird bemerkt, dass die offenbarten Vorrichtungen Abwandlungen und Modifika tionen zugänglich sind, die sämtliche im Umfang der vorlie genden Erfindung liegen.

Claims

1. Stromerzeugungs- und Steuersystem für ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem durch den Verbren nungsmotor angetriebenen Generator, wobei das Stromer zeugungs- und Steuersystem einen Stromerzeugungszustand des Generators steuert und Folgendes aufweist: Einen Verzögerungsdetektor zum Ermitteln einer Verzögerung des Fahrzeugs, eine erste Stromversorgung mit einer Haupt batterie für das Fahrzeug, die in jedem Betriebszustand mit dem Generator verbunden ist, eine zweite Stromver sorgung mit einer Zusatzbatterie für das Fahrzeug, die mit dem Generator nur dann in Verbindung steht, wenn ei ne Stromzufuhrverbindungsbedingung erfüllt ist, und eine Schalt(er)anordnung, die den Generator mit der zweiten Stromversorgung verbindet, wenn das Fahrzeug einer Ver zögerung unterliegt oder wenn das Ladeausmaß der zweiten Stromversorgung größer als ein vorbestimmter Wert ist.

2. Stromerzeugungs- und Steuersystem nach Anspruch 1, wobei der Generator eine durch den Verbrennungsmotor angetrie bene Lichtmaschine umfasst.

3. Stromerzeugungs- und Steuersystem nach Anspruch 1, wobei das Fahrzeug ein Hybridfahrzeug umfasst und wobei der Generator einen Elektromotorgenerator mit Antriebs- und Stromerzeugungsfunktionen umfasst, der direkt mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verbunden ist.

4. Stromerzeugungs- und Steuersystem nach Anspruch 1, wobei die zweite Stromversorgung einer elektrischen Last des Fahrzeugs nur dann Strom zuführt, wenn sein Ladeausmaß höher als ein vorbestimmter Wert ist.

5. Stromerzeugungs- und Steuersystem nach Anspruch 1, wobei die Schalt(er)anordnung die erste Stromversorgung und den Generator beim Verbrennungsmotoranlassvorgang ver bindet.

6. Stromerzeugungs- und Steuersystem nach Anspruch 1, wobei die Hauptbatterie eine 12-Volt-Systembatterie umfasst, und wobei die Zusatzbatterie einen Kondensator umfasst.

7. Stromerzeugungs- und Steuersystem nach Anspruch 1, wobei das Fahrzeug ein automatisches Stopp-/Anlasssystem um fasst, wobei der Verbrennungsmotor automatisch gestoppt wird, wenn während des Verbrennungsmotorleerlaufs eine automatische Stoppbedingung erfüllt ist, und wobei der Verbrennungsmotor automatisch gestartet wird, wenn eine automatische Anlassbedingung erfüllt ist, wenn der Verbrennungsmotor gestoppt ist.

8. Stromerzeugungs- und Steuersystem für ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem durch den Verbren nungsmotor angetriebenen Generator, wobei das Stromer zeugungs- und Steuersystem den Stromerzeugungszustand des Generators steuert und Folgendes aufweist: Einen Verzögerungsdetektor zum Ermitteln eines Verzögerungs vorgangs des Fahrzeugs, eine erste Stromversorgung mit einer Hauptbatterie für das Fahrzeug, die in jedem Be triebszustand mit dem Generator verbunden ist, eine zweite Stromversorgung mit einer Zusatzbatterie für das Fahrzeug, wobei die Zusatzbatterie mit dem Generator nur dann in Verbindung steht, wenn eine Stromzufuhrverbin dungsbedingung erfüllt ist, und eine Schalt(er)anord nung, die verhindert, dass der Generator Strom erzeugt, wenn ein Ladeausmaß der zweiten Stromversorgung größer als ein vorbestimmter Wert ist, wenn der Verbrennungsmo tor nach einem Verzögerungsvorgang des Fahrzeugs und ei nem Stoppen des Fahrzeugs erneut gestartet wird.

9. Stromerzeugungs- und Steuersystem für ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem durch den Verbren nungsmotor angetriebenen Generator, wobei das Stromer zeugungs- und Steuersystem einen Stromerzeugungszustand des Generators steuert und Folgendes aufweist: Einen Verzögerungsdetektor zum Ermitteln eines Verzögerungs vorgangs des Fahrzeugs, eine erste Stromversorgung mit einer Hauptbatterie für das Fahrzeug, die in jedem Be triebszustand mit dem Generator verbunden ist, eine zweite Stromversorgung mit einer Zusatzbatterie für das Fahrzeug, wobei die zweite Stromversorgung mit dem Gene rator nur dann in Verbindung steht, wenn eine Stromzu fuhrverbindungsbedingung erfüllt ist, und eine Schalt(er)anordnung, die verhindert, dass der Generator Strom erzeugt, wenn das Ladeausmaß der zweiten Stromver sorgung größer als ein vorbestimmter Wert ist.

10. Stromerzeugungs- und Steuersystem für ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem durch den Verbren nungsmotor angetriebenen Generator, wobei das Stromer zeugungs- und Steuersystem einen Stromerzeugungszustand des Generators steuert und Folgendes aufweist: Eine Ver zögerungsdetektoranordnung zum Ermitteln eines Verzöge rungszustands des Fahrzeugs, eine erste Stromversorgung mit einer Hauptbatterie für das Fahrzeug, die in jedem Betriebszustand mit dem Generator verbunden ist, eine zweite Stromversorgung mit einer Zusatzbatterie für das Fahrzeug, die mit dem Generator nur dann in Verbindung steht, wenn eine Stromzufuhrverbindungsbedingung erfüllt ist, einen ersten Schalt(er)abschnitt zum Verbinden des Generators mit der zweiten Stromversorgung nur dann, wenn die Stromzufuhrverbindungsbedingung erfüllt ist, einen zweiten Schalt(er)abschnitt zum Verbinden der ers ten und zweiten Stromversorgungen nur dann, wenn eine zweite Stromzufuhrverbindungsbedingung erfüllt ist, und eine Schalt(er)anordnung zum Steuern der ersten und zweiten Schaltabschnitte derart, dass der Generator und die zweite Stromversorgung nicht verbunden sind, wenn die ersten und zweiten Stromversorgungen verbunden sind.

11. Stromerzeugungs- und Steuersystem nach Anspruch 10, wo bei die Hauptbatterie in jedem Betriebszustand in Ver bindung steht, um Strom von dem Generator aufzunehmen, und in weiteren Betriebszuständen, um Strom von dem Ge nerator aufzunehmen oder zu diesem zu übertragen.

12. Stromerzeugungs- und Steuersystem für ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, aufweisend:
eine durch den Verbrennungsmotor angetriebene Lichtma schine,
einen Verzögerungsdetektor zum Ermitteln eines Verzöge rungsvorgangs des Fahrzeugs,
eine Hauptbatterie, die mit der Lichtmaschine verbunden ist, um von der Lichtmaschine in jedem Betriebszustand Energie zu empfangen, wobei die Lichtmaschine Energie erzeugt, und
eine Zusatzbattetie zur Verbindung mit dem Generator nur dann, wenn eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, und wobei dann, wenn die vorbestimmte Bedingung ein Fahr zeugverzögerungsvorgang ist, die Zusatzbatterie mit der Lichtmaschine verbunden wird und die Lichtmaschine die Zusatzbatterie und die Hauptbatterie lädt.

13. Stromerzeugungs- und Steuersystem nach Anspruch 12, wo bei ein Leerlaufschalter eingeschaltet wird und Kraft stoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor während der Verzö gerung des Fahrzeugs unterbrochen wird.

14. Stromerzeugungs- und Steuersystem nach Anspruch 12, wo bei, nachdem das Fahrzeug einer Verzögerung unterworfen war und das Fahrzeug stoppt, die Lichtmaschine weiterhin die Zusatzbatterie lädt.

15. Stromerzeugungs- und Steuersystem nach Anspruch 14, wo bei, nachdem das Fahrzeug gestoppt hat und der Verbren nungsmotor gestoppt hat, die Lichtmaschine das Laden der Zusatzbatterie stoppt, wenn eine Spannung der Zusatzbat terie größer als ein vorbestimmter Wert ist.

16. Stromerzeugungs- und Steuersystem nach Anspruch 15, wo bei, nachdem der Verbrennungsmotor gestoppt hat und die Lichtmaschine gestoppt hat, die Zusatzbatterie der elektrischen Last Strom zuführt und die Spannung der Hauptbatterie aufrecht erhält.

17. Stromerzeugungs- und Steuersystem nach Anspruch 16, wo bei die Zusatzbatterie das Fahrzeug erneut startet und die Lichtmaschine ausgeschaltet bleibt während eines darauffolgenden Fahrzeugbeschleunigungsvorgangs, bis die Zusatzbatteriespannung geringer als der Stromverbrauch der elektrischen Last ist.

18. Stromerzeugungs- und Steuersystem nach Anspruch 12, wo bei das Fahrzeug mit der vorbestimmten Bedingung gestar tet wird, dass die Spannung der Zusatzbatterie geringer als eine vorbestimmte Spannung ist, wobei die Lichtma schine die Hauptbatterie und die Zusatzbatterie lädt, und wobei dann, wenn das Fahrzeug sich im normalen Be trieb befindet, die Zusatzbatterie von der Lichtmaschine und von der Hauptbatterie getrennt wird.

19. Stromerzeugungs- und Steuersystem nach Anspruch 12, wo bei dann, wenn die Zusatzbatterie vollständig geladen ist und der Verbrennungsmotor abgeschaltet ist, die Lichtmaschine abgeschaltet bzw. abgetrennt wird und die Zusatzbatterie einer elektrischen Last des Fahrzeugs Strom zuführt.

20. Stromerzeugungs- und Steuersystem nach Anspruch 19, wo bei es sich bei dem Fahrzeug nicht um ein Hybridfahrzeug handelt.