DE10316056A1 - Steuerungssystem eines regenerativen Systems und Verfahren zum Steuern desselben - Google Patents

Steuerungssystem eines regenerativen Systems und Verfahren zum Steuern desselben

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DE10316056A1
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electric power
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Takashi Kawai
Hiroshi Tsuji
Ken Kuretake
Masanori Sugiura
Hideto Hanada
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Abstract

In einem Steuerungssystem eines regenerativen Systems wird durch einen ersten Elektrogenerator erzeugte elektrische Energie an eine erste Elektroenergie-Speichervorrichtung geliefert, und elektrische Energie wird über eine Zwischenvorrichtung zwischen der ersten Elektroenergie-Speichervorrichtung und einer von der ersten Elektroenergie-Speichervorrichtung getrennt vorgesehenen zweiten Elektroenergie-Speichervorrichtung übertragen. Das Steuerungssystem des regenerativen Systems enthält eine Bestimmungseinrichtung (S1-S6) zum Bestimmen, ob eine Elektroenergie-Erzeugungsmenge des ersten Elektrogenerators gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Betrag ist oder nicht, und eine Steuerungseinrichtung (S7, S8) zum Bestimmen auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses der Bestimmungseinrichtung (S1-S6), ob die elektrische Energie der zweiten Elektroenergie-Speichervorrichtung über die Zwischenvorrichtung der ersten Elektroenergie-Speichervorrichtung zuzuführen ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuerungssystem eines regenerativen Systems, welches durch einen Elektrogenerator erzeugte elektrische Energie oder Leistung an eine Vorrichtung zum Speichern elektrischer Energie (nachstehend kurz als Elektroenergie-Speichervorrichtung bezeichnet) liefert, und auf ein Steuerungsverfahren dafür.
  • Es ist ein Fahrzeug bekannt, in welchem ein Elektromotor durch elektrische Leistung oder Energie einer Elektroenergie-Speichervorrichtung angetrieben wird, und ein Drehmoment des Elektromotors auf ein Rad übertragen wird, um eine Antriebskraft zu erzeugen. In einem solchen Fahrzeug wird eine Steuerung derart durchgeführt, daß kinetische Energie des Rades an den Elektromotor übertragen wird, der Elektromotor als ein elektrischer Generator (kurz: Elektrogenerator) arbeitet und erzeugte elektrische Energie während antriebsloser Fahrt in der Elektroenergie-Speichervorrichtung gespeichert wird. Ein Beispiel hierfür ist in der japanischen Offenlegungsschrift JP 2000-59903 offenbart. In dieser Patentveröffentlichung ist eine Regenerativenergie-Ladevorrichtung offenbart, welche einen Elektrogenerator, welcher mit einem Rad derart verbunden ist, daß Leistung oder Energie übertragen werden kann, mehrere Kondensatoren (oder Sekundärbatterien), welche mit dem Elektrogenerator elektrisch verbunden ist, und eine Verbindungsschaltvorrichtung, welche Verbindungszustände der mehreren Kondensatoren schaltet, enthält.
  • Die kinetische Energie des Rades wird an den Elektrogenerator derart übertragen, daß während Verzögerung des Fahrzeugs eine regenerative Bremsung durchgeführt wird und die mehreren Kondensatoren mit der regenerativen bzw. zurückgewonnenen Energie geladen werden. Ebenso wird, wenn eine erzeugte Spannung und die Spannung der mehreren Kondensatoren verglichen werden und die erzeugte Spannung niedriger als die Spannung der Kondensatoren ist, die Verbindung der mehreren Kondensatoren von einer Reihenschaltung in eine Parallelschaltung umgeschaltet, wodurch das Regenerations- bzw. Rückgewinnungsverhältnis verbessert wird.
  • Bei der in der vorgenannten Patentveröffentlichung offenbarten Regenerativenergie-Ladevorrichtung muß jedoch die Verbindungsschaltvorrichtung zusätzlich zu bestehenden Komponenten vorgesehen werden, was die Anzahl der Komponenten der Ladevorrichtung erhöht. Demzufolge nimmt die Produktionseffizienz ab, die Herstellungskosten steigen, und die Größe und das Gewicht der Vorrichtung nehmen zu.
  • Die Erfindung wurde gemacht, um die vorgenannten Probleme zu lösen, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein System zum Steuern eines regenerativen Systems bereitzustellen, welches den Rückgewinnungsbetrag oder die zurückgewonnene Menge elektrischer Energie ohne Erhöhen der Anzahl der Komponenten der Vorrichtung vergrößern kann, und ein Steuerungsverfahren dafür.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Weiterbildungen der Erfindung und vorteilhafte Ausführungsformen bilden den Gegenstand der Unteransprüche.
  • Um die vorgenannte Aufgabe zu lösen, ist ein Steuerungssystem eines regenerativen Systems gemäß einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung derart konfiguriert, daß durch einen ersten Elektrogenerator erzeugte elektrische Energie einer ersten Elektroenergie-Speichervorrichtung zugeführt wird, und die elektrische Energie über eine Zwischenvorrichtung zwischen der ersten Elektroenergie- Speichervorrichtung und einer von der ersten Elektroenergie-Speichervorrichtung getrennt vorgesehenen zweiten Elektroenergie-Speichervorrichtung übertragen wird. Das Steuerungssystem des regenerativen Systems enthält eine Bestimmungseinrichtung oder einen Bestimmungsabschnitt, welche bzw. welcher bestimmt, ob eine Menge oder ein Betrag einer erzeugten elektrischen Energie (nachstehend kurz als Elektroenergie-Erzeugungsmenge bezeichnet) des ersten Elektrogenerators gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Betrag ist oder nicht, und eine Steuerungseinrichtung oder eine Steuerungsvorrichtung, welche auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses der Bestimmungseinrichtung oder des Bestimmungsabschnitts bestimmt, ob die elektrische Energie der zweiten Elektroenergie-Speichervorrichtung über die Zwischenvorrichtung der ersten Elektroenergie-Speichervorrichtung zuzuführen ist oder nicht.
  • Gemäß dem ersten Gesichtspunkt wird, wenn die Elektroenergie-Erzeugungsmenge des ersten Elektrogenerators gleich dem oder größer als der vorbestimmte Betrag ist, die elektrische Energie der zweiten Elektroenergie-Speichervorrichtung über die Zwischenvorrichtung der ersten Elektroenergie-Speichervorrichtung zugeführt. In diesem Fall wächst, falls die erste Elektroenergie-Speichervorrichtung eine Eigenschaft aufweist, daß das Elektroenergie-Speicherverhalten oder -vermögen mit einem Anstieg in der Spannung verbessert wird (die Kapazität steigt), die Elektroenergie-Erzeugungsmenge des ersten Elektrogenerators. Auch besteht, nachdem die Zwischenvorrichtung eine Komponente ist, welche bereits vorgesehen ist, um zu ermöglichen, daß die elektrische Energie zwischen der ersten Elektroenergie-Speichervorrichtung und der zweiten Elektroenergie-Speichervorrichtung übertragen wird, keine Notwendigkeit, zusätzlich zu der bestehenden Vorrichtung eine andere Komponente neu vorzusehen.
  • Ferner kann die Konfiguration derart sein, daß die zweite Elektroenergie-Speichervorrichtung eine Sekundärbatterie ist, ein zweiter Elektrogenerator getrennt von dem ersten Elektrogenerator vorgesehen ist, und die von dem zweiten Elektrogenerator erzeugte elektrische Energie der zweiten Elektroenergie-Speichervorrichtung zugeführt wird.
  • Gemäß diesem Gesichtspunkt ist die zweite Elektroenergie-Speichervorrichtung eine Sekundärbatterie, die elektrische Energie wird von der zweiten Elektroenergie- Speichervorrichtung der ersten Elektroenergie-Speichervorrichtung zugeführt, und die Spannung der zweiten Elektroenergie-Speichervorrichtung erniedrigt sich. Falls die zweite Elektroenergie-Speichervorrichtung eine Eigenschaft aufweist, daß das Elektroenergie-Speicherverhalten mit einer Erniedrigung in der Spannung verbessert wird (der Ladewiderstand kleiner wird), ist die Effizienz bzw. der Wirkungsgrad beim Speichern der elektrischen Energie von dem zweiten Elektrogenerator in der zweiten Elektroenergie-Speichervorrichtung verbessert.
  • Ein Steuerungssystem eines regenerativen Systems gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung ist derart konfiguriert, daß elektrische Energie eines ersten Elektrogenerators in einer ersten Elektroenergie-Speichervorrichtung gespeichert wird und elektrische Energie eines zweiten Elektrogenerator in einer zweiten Elektroenergie- Speichervorrichtung gespeichert wird. Das Steuerungssystem eines regenerativen Systems beinhaltet eine Bestimmungseinrichtung oder einen Bestimmungsabschnitt, welche bzw. welcher bestimmt, ob die Elektroenergie-Erzeugungsmenge des ersten Elektrogenerators gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Betrag ist oder nicht, und eine Steuerungseinrichtung oder Steuerungsvorrichtung, welche auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses der Bestimmungseinrichtung oder des Bestimmungsabschnitts bestimmt, ob die elektrische Energie des ersten Elektrogenerators der zweiten Elektroenergie-Speichervorrichtung zuzuführen ist oder nicht, um die Elektroenergie-Erzeugungsmenge des ersten Elektrogenerators zu erhöhen.
  • Gemäß dem zweiten Gesichtspunkt wird bestimmt, ob die Elektroenergie-Erzeugungsmenge des ersten Elektrogenerators gleich dem oder größer als der vorbestimmte Betrag ist. Auf der Grundlage des Bestinmungsergebnisses wird bestimmt, ob die elektrische Energie des ersten Elektrogenerators der zweiten Elektroenergie-Speichervorrichtung zuzuführen ist oder nicht, um die Elektroenergie-Erzeugungsmenge des ersten Elektrogenerators zu erhöhen. Nachdem die zweite Elektroenergie-Speichervorrichtung eine bereits vorgesehene Komponente ist, besteht keine Notwendigkeit, eine andere Komponente neu vorzusehen.
  • Fig. 1 ist ein Flußdiagramm, welches eine erste Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • Fig. 2 ist ein Konzeptdiagramm, welches ein Beispiel einer Konfiguration eines Fahrzeugs zeigt, auf welches die erste Ausführungsform angewendet werden kann;
  • Fig. 3 ist eine Karte, welche ein Beispiel einer Änderung in einer Fahrzeuggeschwindigkeit zeigt, welche in der ersten Ausführungsform bestimmt wird;
  • Fig. 4 ist ein charakteristisches Diagramm, welches eine Übereinstimmungsbeziehung zwischen der Rotationsgeschwindigkeit oder der Drehzahl und der Elektroenergie- Erzeugungsmenge des Motor-Generators zeigt, welche in der ersten Ausführungsform verwendet wird;
  • Fig. 5 ist ein charakteristisches Diagramm, welches ein Beispiel einer Übereinstimmungsbeziehung zwischen Batteriespannung und Ladewiderstand in der ersten Ausführungsform zeigt;
  • Fig. 6 ist ein Konzeptdiagramm, welches ein Beispiel einer Konfiguration eines Fahrzeugs zeigt, auf welches eine zweite Ausführungsform augewendet werden kann; und
  • Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, welches eine zweite Ausführungsform der Erfindung zeigt.
  • Eine erste Ausführungsform der Erfindung wird nun beschrieben werden. Fig. 2 ist eine Konzeptdiagramm, welches die Konfiguration eines Antriebsstrangs, eines elektrischen Systems und eines Steuerungssystems eines Fahrzeugs 1 zeigt, auf welches die Erfindung angewendet ist. Zuerst wird nachstehend die Konfiguration des Antriebsstrangs des Fahrzeugs 1 beschrieben werden. Das Fahrzeug 1 beinhaltet eine Maschine bzw. einen Motor 2 als eine Antriebsenergiequelle und einen Motor-Generator (einen regenerativen Generator) 3. Als der Motor 2 kann ein Verbrennungsmotor wie etwa ein Ottomotor, ein Dieselmotor oder ein Flüssiggasmotor (LPG-Motor) eingesetzt sein. Ein Getriebe 4 ist auf der Ausgangs- bzw. Abtriebsseite des Motors 2 vorgesehen, und ein drehendes Bauteil 5 des Getriebes 4 und ein Rad 6 sind derart verbunden, daß Energie bzw. Leistung übertragen werden kann. Es versteht sich von selbst, daß, obschon in der Beschreibung der Ausführungsformen nur ein Rad 6 beschrieben ist, die Erfindung auf Fahrzeuge mit mehreren Rädern, die in gleicher Weise angordnet und verbunden sein können, anwendbar ist.
  • Ebenso sind der Motor-Generator 3 und das drehende Bauteil 5 derart verbunden, daß Energie bzw. Leistung übertragen werden kann. Der Motor-Generator 3 weist eine Antriebsfunktion, welche elektrische Energie in kinetische Energie umwandelt, und eine regenerative bzw. Rückgewinnungsfunktion auf, welche kinetische Energie in elektrische Energie umwandelt. Als der Motor-Generator 3 kann zum Beispiel ein Motor-Generator eines Dreiphasen- Wechselstromtyps eingesetzt sein. Ferner sind eine Strömungsgetriebe- bzw. hydrodynamische Wandelervorrichtung 16 und eine Überbrückungskupplung 17 in einem Energie- bzw. Leistungsübertragungsweg zwischen dem Motor 2 und dem Getriebe 4 parallel angeordnet. Man beachte, daß ein Stellglied (nicht gezeigt), welches den Betätigungsdruck der Überbrückungskupplung 17 steuert, vorgesehen ist. Ferner ist in dem Rad 6 eine Reibungsbremse 18 vorgesehen. Die Reibungsbremse 18 führt eine Bremsung für das Rad 6 auf der Grundlage eines Hubbetrags eines Bremspedals 14 und/oder dergleichen aus. Als die Reibungsbremse 18 kann eine Scheibenbremse oder eine Trommelbremse eingesetzt sein. Ebenso ist ein Stellglied (nicht gezeigt) vorgesehen, welches die Bremsleistung bzw. -kraft der Reibungsbremse 18 auf der Grundlage des Hubbetrags des Bremspedals 14 und der anderen Bedingung steuert.
  • Als nächstes wird das elektrische System des Fahrzeugs 1 beschrieben. Ein Wechselstromgenerator (nachfolgend ohne Beschränkung der Allgemeinheit als Lichtmaschine bezeichnet) 8 ist über eine Getriebevorrichtung 7 mit einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) des Motors 2 verbunden. Eine Batterie (zum Beispiel eine Bleibatterie) 9 ist mit der Lichtmaschine 8 verbunden, und eine Schaltung, welche die elektrische Energie der Batterie 9 an einen 12 V-Verbraucher 10 liefert, ist ausgebildet. Die Batterie 9 ist eine System, welches elektrische Energie in chemische Energie umwandelt und die chemische Energie speichert.
  • Ebenso ist eine Kapazität (ein Kondensator) 11, welche eine von der Batterie 9 verschiedene Elektroenergie- Speichervorrichtung ist, vorgesehen. Der Kondensator 11 kann mit der durch den Motor-Generator 3 erzeugten elektrischen Energie geladen werden. Der Kondensator 11 ist derart konfiguriert, daß ein Isolator zwischen leitfähigen Elementen (Metallplatten) angeordnet ist. Elektrische Ladung ist in jedem der leitfähigen Elemente gespeichert. Die Spannung der Batterie 9 beträgt 12 V, und die Spannung des Kondensators 11 beträgt 36 V. Somit unterscheiden sich die Batterie 9 und der Kondensator 11 in Eigenschaften wie einem Prinzip zur Speicherung elektrischer Energie oder einem Aufnahmevermögen für elektrische Energie. Ferner ist eine Schaltung ausgebildet, welche den Kondensator 11, die Batterie 9 und den 12 V-Verbraucher 10 verbindet. In der Schaltung ist ein Gleichstrom- Gleichstrom-Wandler (ein Transformator) 12 zwischen der Batterie 9 und dem Kondensator 11 angeordnet.
  • Ferner wird das Steuerungssystem, welches das gesamte Fahrzeug 1 steuert, beschrieben werden. Eine elektronische Steuereinheit (ECU) 13 ist vorgesehen, und die ECU 13 bestimmt eine Beschleunigungsanforderung und einen Bremszustand, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, die Rotationsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl des Motor-Generators 3, die Spannung und den Lade/Entladestrom der Batterie 9, die Spannung des Kondensators 11 und/oder dergleichen. Der Bremszustand beinhaltet eine Bremsanforderung eines Fahrers, eine tatsächliche auf das Fahrzeug 1 ausgeübte Bremskraft und/oder dergleichen. Dieser Bremszustand wird auf der Grundlage des Hubbetrags eines Bremspedals 13, des Hydraulikdrucks eines Hauptbremszylinders 15, dem Änderungsbetrag in der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder dergleichen bestimmt. Indessen gibt die ECU 13 Signale aus, welche die Elektroenergie-Erzeugungsmenge des Motor- Generators 3, die Elektroenergie-Erzeugungsmenge der Lichtmaschine 8, den Betrieb des Gleichstrom/Gleichstrom- Wandlers 12, des Stellglieds für die Reibungsbremse 18, des Stellglieds für die Überbrückungskupplung 17 und dergleichen steuern.
  • Als nächstes wird die Steuerung des Fahrzeugs 1 beschrieben werden. Wenn der Motor 2 betrieben wird, wird das Motordrehmoment über das Getriebe 4 an das Rad 6 übertragen, und die Antriebskraft wird erzeugt. Zu dieser Zeit steuert die ECU 13 die dem Motor 2 zuzuführende Treibstoff-Einspritzmenge, die Einspritzzeit und/oder dergleichen und stellt die Motorausgangsleistung ein. Ebenso wird, wenn die elektrische Energie des Kondensators 11 dem Motor-Generator 3 zugeführt wird und der Motor-Generator 3 als der Elektromotor betrieben wird, das Drehmoment des Motor-Generators 3 an das Rad 6 übertragen. Somit ist das Fahrzeug 1 ein sogenanntes Hybridfahrzeug, welches wenigstens entweder den Motor 2 oder den Motor-Generator 3 als die Antriebsenergiequelle verwenden kann. Es ist auch möglich, dafür zu sorgen, daß der Motor-Generator 3 als der Elektrogenerator arbeitet, indem ein Teil des Motordrehmoments an den Motor-Generator 3 geliefert und das Drehmoment verwendet wird.
  • Ferner ist es bei antriebsloser Fahrt des Fahrzeugs 1 möglich, dafür zu sorgen, daß Motor-Generator 3 als der Elektrogenerator arbeitet, indem die kinetische Energie des Rades 6 an den Motor-Generator übertragen wird. Somit wird, wenn der Motor-Generator 3 in einer Funktion als der Elektrogenerator verwendet wird, wobei die kinetische Energie des Rades 6 verwendet wird, eine der Elektroenergie-Erzeugungsmenge entsprechende Bremskraft, d. h., eine regenerative Bremskraft auf das Fahrzeug 1 ausgeübt.
  • Darüberhinaus wird bei antriebsloser Fahrt des Fahrzeugs 1 die kinetische Energie des Rades 6 über das Getriebe 4 an den Motor 2 übertragen und eine Bremskraft aufgrund des Drehwiderstands des Motors 2, d. h. eine sogenannte Motorbremskraft, auf das Fahrzeug 1 ausgeübt. In anderen Worten, wenn bei antriebsloser Fahrt des Fahrzeugs 1 die kinetische Energie des Rades 6 über das Getriebe 4 an den Motor 2 übertragen wird, wird aufgrund des Drehwiderstands des Motors 2 eine Bremskraft, d. h. eine sogenannte Motorbremskraft, auf das Fahrzeug 1 ausgeübt. Ebenso kann, wenn die Motordrehzahl während antriebsloser Fahrt des Fahrzeugs 1 gleich einer oder höher als eine vorbestimmte Drehzahl ist, eine Steuerung, welche die Treibstoffzufuhr zur Versorgung des Motors 2 unterbricht, also eine Treibstoffunterbrechnungssteuerung, ausgeführt werden. Man beachte, daß, wenn die Motordrehzahl niedriger als die vorbestimmte Drehzahl wird, während die Treibstoffunterbrechungssteuerung durchgeführt wird, die Treibstoffzufuhr an den Motor 2 gestartet wird.
  • Eine Karte zum Steuern der Drehmomentkapazität der Überbrückungskupplung 17 ist in der zuvor erwähnten ECU 13 gespeichert. Der Betätigungsdruck der Überbrückungskupplung 17 wird auf der Grundlage von in der Karte spezifizierten Parametern, wie etwa der Fahrzeuggeschwindigkeit oder der Öffnung eines Beschleunigungselements (etwa dem Betätigungsweg eines Gaspedals), gesteuert. Somit wird die Überbrückungskupplung 17 eingekuppelt, schleifen gelassen oder ausgekuppelt. Wenn die Überbrückungskupplung 17 eingekuppelt ist, wird durch die Reibungskraft Leistung oder Energie zwischen dem Motor 2 und dem Getriebe 4 übertragen. Wenn die Überbrückungskupplung 17 ausgekuppelt ist, wird Leistung oder Energie durch die kinetische Energie eines Fluids übertragen.
  • Wenn die Überbrückungskupplung 17 eingekuppelt ist, kann die Lichtmaschine 8 unter Verwendung der kinetischen Energie des Rades 6 elektrische Energie erzeugen. Die Elektroenergie-Erzeugungsmenge der Lichtmaschine 8 kann auf der Grundlage einer von dem 12 V-Verbraucher 10 benötigten elektrischen Energie und der anderen Bedingung gesteuert werden.
  • Ebenso kann, wenn die elektrische Energie der Batterie 9, welche die elektrische Energie für den 12 V-Verbraucher 10 liefert, abnimmt, die elektrische Energie des Kondensators 11 der Batterie 9 zugeführt werden, nachdem die Spannung desselben unter Verwendung des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 12 verringert worden ist. Ebenso kann, wenn die elektrische Energie des Kondensators 11, welcher den Motor-Generator 3 als der Elektrogenerator antreibt, abnimmt, die elektrische Energie der Batterie 9 dem Kondensator 11 zugeführt werden, nachdem die Spannung derselben unter Verwendung des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 12 erhöht worden ist.
  • Als nächstes wird mit Bezug auf Fig. 1 ein Beispiel einer Steuerung beschrieben werden, welche ausgeführt wird, während das Fahrzeug 1 verzögert. Wenn es keine Beschleunigungsanforderung gibt und das Fahrzeug 1 sich in einem Verzögerungszustand befindet, wird die Überbrückungskupplung 17 eingekuppelt, der Motor-Generator 3 arbeitet als der Elektrogenerator unter Verwendung der kinetischen Energie des Rades 6 derart, daß die regenerative Bremskraft erzeugt wird, die kinetische Energie des Rades 6 wird über den Motor 2 an die Lichtmaschine 8 übertragen, die durch die Lichtmaschine 8 erzeugte elektrische Energie wird in der Batterie 9 gespeichert, und die Treibstoffunterbrechungssteuerung wird ausgeführt (Schritt S1).
  • Auf den Schritt S1 folgend wird die Bremsanforderung des Fahrers bestimmt (Schritt S2). Diese Bremsanforderung wird auf der Grundlage dessen bestimmt, ob der Hydraulikdruck des Hauptbremszylinders 15, der Hubbetrag des Bremspedals 14, der Änderungsbetrag in der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder dergleichen gegebene Schwellenwerte übersteigen. Ein Beispiel des Änderungsbetrags in der Fahrzeuggeschwindigkeit ist in einem charakteristischen Diagramm von Fig. 3 gezeigt. Wie in Fig. 3 gezeigt, ändert sich eine Fahrzeuggeschwindigkeit v1 zu einer Zeit t1 auf eine Fahrzeuggeschwindigkeit v2 zu einer Zeit t2, nachdem eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist. Die Fahrzeuggeschwindigkeit v2 ist geringer als die Fahrzeuggeschwindigkeit v1.
  • Auf den Schritt S2 folgend wird die im Zusammenhang mit der Erzeugung elektrischer Energie durch den Motor- Generator 3 und der Erzeugung elektrischer Energie durch die Lichtmaschine 8 erzeugte regenerative Bremskraft bestimmt, und es wird bestimmt, ob die der Bremsanforderung des Fahrers entsprechende Bremskraft größer als die regenerative Bremskraft ist oder nicht (Schritt S3). Wenn in Schritt S3 eine bestätigende Bestimmung gemacht wird, werden die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit und die tatsächliche Spannung des Kondensators 11 bestimmt (Schritt S4), und die Betriebsdrehzahl N wird berechnet (Schritt S5). Nachdem sich die Elektroenergie-Erzeugungsmenge des Motor-Generators 3 aufgrund der Drehzahl ändert, wird in dieser Ausführungsform der Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 12 unter Verwendung der Betriebsdrehzahl N als der Referenz gesteuert. Nachstehend wird ein Beispiel eines Verfahrens zum Berechnen der Betriebsdrehzahl N mit Bezug auf Fig. 4 beschrieben werden.
  • Fig. 4 ist ein charakteristisches Diagramm, welches eine Beziehung zwischen der Drehzahl des Motor-Generators 3 und der Elektroenergie-Erzeugungsmenge des Motor-Generators 3 zeigt. Nachdem die Drehzahl des Motor-Generators 3 indirekt auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird, ist in Fig. 4 die horizontale Achse als "Fahrzeuggeschwindigkeit" anstelle der Drehzahl des Motor-Generators 3 beschriftet. In einem Fall, daß ein Drehmelder oder dergleichen zum direkten Erfassen der Drehzahl des Motor-Generators 3 vorgesehen ist, kann dessen Erfassungssignal so wie es ist verwendet werden.
  • In Fig. 4 sind zwei Arten von Elektroenergie-Erzeugungscharakteristiken A1, B1 mit durchgezogenen Linien gezeigt. Die Spannung des Kondensators 11, die der Elektroenergie-Erzeugungscharakteristik A1 entspricht, ist niedriger als die Spannung des Kondensators 11, die der Elektroenergie-Erzeugungscharakteristik B1 entspricht. Diese Elektroenergie-Erzeugungscharakteristiken A1, B1 werden berechnet wie folgt. Der Motor-Generator 3 weist eine Eigenschaft oder Charakteristik auf, daß die Elektroenergie-Erzeugungsmenge mit einem Anstieg in der Drehzahl ansteigt. Indessen weist der Kondensator eine Charakteristik oder Eigenschaft auf, daß sich die Elektroenergie-Speicherleistung (die Kapazität) aufgrund seiner Spannung ändert.
  • In diesem Fall kann die Elektroenergie-Erzeugungsmenge p des Motor-Generators 3, die der Elektroenergie-Erzeugungscharakteristik A1 entspricht, zum Beispiel unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet werden:

    p = f (n, V) ... (1)

  • Indessen kann die Elektroenergie-Erzeugungsmenge p des Motor-Generators 3, die der Elektroenergie-Erzeugungscharakteristik B1 entspricht, unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet werden:

    p = f (n, V + ΔV)
    = f (n.V/(V + ΔV), V).(V + ΔV)/V ... (2)
  • In jeder der vorstehenden Gleichungen ist "f" eine Funktion, welche eine Ausgangscharakteristik zu der Zeit einer Erzeugung elektrischer Energie zeigt, ist "V" die Spannung des Kondensators 11 und ist "n" die Drehzahl des Motor-Generators 3. In der Ausführungsform wird die Elektroenergie-Erzeugungsmenge p des Motor-Generators 3, die der Elektroenergie-Erzeugungscharakteristik A1 entspricht, auf der Grundlage der Drehzahl des Motor-Generators 3 und der Spannung des Kondensators 11 berechnet. Indessen wird die Elektroenergie-Erzeugungsmenge p des Motor-Generators 3, die der Elektroenergie-Erzeugungscharakteristik B1 entspricht, unter Verwendung der Elektroenergie-Erzeugungscharakteristik A1 als einer Referenz berechnet. Genauer gesagt wird, wenn die Elektroenergie- Erzeugungsmenge p des Motor-Generators 3, die der Elektroenergie-Erzeugungscharakteristik B1 entspricht, berechnet wird, die Spannung des Kondensators 11 verdoppelt und die Drehzahl des Motor-Generators 3 wird verdoppelt, verglichen mit der Elektroenergie-Erzeugungscharakteristik A1.
  • In anderen Worten, der Term "(V + ΔV)/V" der vorstehenden Gleichung (2) entspricht dem Anstiegsbetrag der Elektroenergie-Erzeugungsmenge in einem Fall, daß die Spannung des Kondensators 11 verdoppelt ist. Zusätzlich zeigt der Term "V/(V + ΔV)" der Gleichung (2) an, daß die Drehzahl des Motor-Generators 3 verdoppelt ist. Mit Bezug auf die beiden der so berechneten zwei Arten von Elektroenergie-Erzeugungscharakteristiken A1, B1 gibt es eine Tendenz, daß die Elektroenergie-Erzeugungsmenge mit einem Anstieg der Drehzahl des Motor-Generators 3 ansteigt. Ein Schnittpunkt D1 der die zwei Arten von Elektroenergie-Erzeugungscharakteristiken A1, B1 zeigenden Linien zeigt an, daß die Beziehung zwischen der Elektroenergie-Erzeugungsmenge p = f(n, V), die der Elektroenergie-Erzeugungscharakteristik A1 entspricht, und der Elektroenergie-Erzeugungsmenge p = f(n, V + ΔV), die der Elektroenergie-Erzeugungscharakteristik B1 entspricht, an diesem Punkt D1 durch die folgende Gleichung ausgedrückt ist:

    f (n, V) = f (n, V + ΔV)
  • Die dem Schnittpunkt D1 entsprechende Drehzahl des Motor- Generators 3 ist die Betriebsdrehzahl N.
  • Wenn die Drehzahl des Motor-Generators 3 niedriger als die Betriebsdrehzahl N ist, ist die Elektroenergie- Erzeugungsmenge, die der Elektroenergie-Erzeugungscharakteristik A1 entspricht, größer als die Elektroenergie-Erzeugungsmenge, die der Elektroenergie-Erzeugungscharakteristik B1 entspricht. Indessen ist, wenn die Drehzahl des Motor-Generators 3 die Betriebsdrehzahl N übersteigt, die Elektroenergie-Erzeugungsmenge, die der Elektroenergie- Erzeugungscharakteristik B1 entspricht, größer als die Elektroenergie-Erzeugungsmenge, die der Elektroenergie- Erzeugungscharakteristik A1 entspricht. In Fig. 4 zeigt ein Gebiet C1 den Anstiegsbetrag der Elektroenergiemenge, wenn die Spannung des Kondensators 11, die der Elektroenergie-Erzeugungscharakteristik A1 entspricht, durch Addieren der Spannung ΔV zu der Spannung, die der Elektroenergie-Erzeugungscharakteristik A1 entspricht, auf die Spannung umgeschaltet wird, die der Elektroenergie-Erzeugungsmenge B1 entspricht, in einem Fall, daß die Drehzahl des Motor-Generators 3 die Betriebsdrehzahl N übersteigt.
  • Nachdem in Schritt S5, wie oben erwähnt, die Betriebsdrehzahl N berechnet worden ist, wird bestimmt, ob die momentane Drehzahl des Motor-Generators 3 die Betriebsdrehzahl N übersteigt oder nicht (Schritt S6). Wenn in Schritt S6 eine bestätigende Bestimmung gemacht wird, wird die Spannung der von der Batterie 9 aus dem Kondensator 11 zuzuführenden elektrischen Energie durch den Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 12 erhöht, und die elektrische Energie wird dem Kondensator 11 zugeführt (Schritt S7). Denn kehrt der Prozeß zu Schritt S2 zurück. Das heißt, wenn die durch den Motor-Generator 3 erzeugte elektrische Energie in dem Kondensator 11 gespeichert wird, wird die Elektroenergie-Erzeugungsmenge des Motor- Generators 3 derart gesteuert, daß sie die der Elektroenergie-Erzeugungscharakteristik B1 entsprechende Elektroenergie-Erzeugungsmenge ist.
  • Wenn indessen in Schritt S6 eine negative Bestimmung gemacht wird, wird der Betrieb des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 12 abgeschaltet (Schritt S8). Dann kehrt der Prozeß zu Schritt S2 zurück. Das heißt, die elektrische Energie der Batterie 9 wird dem Kondensator 11 nicht zugeführt, und die Elektroenergie-Erzeugungsmenge des Motor-Generators 3 wird derart gesteuert, daß sie die der Elektroenergie-Erzeugungscharakteristik A1 entsprechende Elektroenergie-Erzeugungsmenge ist. Ebenso schreitet der Prozeß zu Schritt S8 fort, wenn in Schritt S3 eine negative Bestimmung gemacht wird.
  • Somit wird gemäß der Ausführungsform, wenn die regenerative Bremskraft durch dem Motor-Generator 3 und die Lichtmaschine 8 auf der Grundlage der Bremsanforderung erzeugt wird und die durch den Motor-Generator 3 erzeugte elektrische Energie in dem Kondensator 11 gespeichert wird, der Betrieb des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 12 derart gesteuert, daß die Elektroenergie-Erzeugungsmenge des Motor-Generators 3 so groß wie möglich wird. Daher steigt der Betrag bzw. die Menge der durch den Kondensator 11 zurückgewonnenen elektrischen Energie an.
  • Ebenso wird in der Ausführungsform die elektrische Energie der Batterie 9 nach Erhöhen der Spannung derselben unter Verwendung des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers 12 dem Kondensator 11 zugeführt. Nachdem der Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 12 eine bestehende Komponente ist, welche vorgesehen ist, um elektrische Energie zwischen der Batterie 9 und dem Kondensator 11 zu übertragen, besteht keine Notwendigkeit, zum Erhöhen der Elektroenergie-Erzeugungsmenge des Motor-Generators 3 eine andere Komponente neu vorzusehen. Daher können eine Verminderung in der Produktionseffizienz des Fahrzeugs 1, eine Erhöhung in den Herstellungskosten und ein Anstieg in Größe und Gewicht der Vorrichtung unterdrückt werden.
  • Ebenso nimmt, wenn die elektrische Energie von der Batterie 9 aus dem Kondensator 11 zugeführt wird, die Spannung der Batterie 9 ab. Diese Batterie 9 ist eine Sekundärbatterie und weist die Eigenschaft auf, daß das Speichervermögen für elektrische Energie mit einer Erniedrigung in der Spannung verbessert wird (der Ladewiderstand nimmt ab). Daher steigt, wenn die durch die Lichtmaschine 8 erzeugte elektrische Energie in der Batterie 9 gespeichert wird, der Rückgewinnungsbetrag an elektrischer Energie an.
  • Wie zuvor erwähnt, steigt in der Ausführungsform in dem Fall einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit wie etwa in dem Fall, daß die Drehzahl des Motor-Generators 3 höher als die Betriebsdrehzahl N ist, der Rückgewinnungsbetrag der durch den Motor-Generator 3 und die Lichtmaschine 8 erzeugten elektrischen Energie an. Dies vermindert die Gelegenheiten, den Motor-Generator 3 oder die Lichtmaschine 8 als den Elektrogenerator unter Verwendung der Motorausgangsleistung zu betreiben und die erzeugte elektrische Energie in dem Kondensator 11 oder der Batterie 9 zu speichern (genauer gesagt, die Anzahl von Speichervorgängen der elektrischen Energie und die Zeit zum Speichern der elektrischen Energie), und verbessert die Treibstoffeffizienz bzw. den Treibstoffwirkungsgrad (nachstehend auch als Treibstoffausnutzung bezeichnet).
  • Indessen wird, wenn die Bremskraft auf der Grundlage der Bremsanforderung des Fahrers auf das Fahrzeug 1 ausgeübt wird, ein Teil der erforderlichen Bremskraft, welcher nicht durch die durch den Motor-Generator 3 und die Lichtmaschine 8 erzeugte regererative Bremskraft abgedeckt werden kann, durch die Reibungsbremse 18 abgedeckt. Im Gegensatz dazu kann in der Ausführungsform die durch die Reibungsbremse 18 abgedeckte Bremskraft so klein wie möglich gemacht werden. Daher kann eine Vergrößerung in dem Betrag der als Reibungswärme verlorenen Bremsenergie unterdrückt werden. In Fig. 4 und der zugehörigen Beschreibung ist ein Verfahren zum Berechnen, unter Verwendung der Elektroenergie-Erzeugungscharakteristik A1 als einer Referenz, der anderen Elektroenergie-Erzeugungscharakteristik beispielhaft ausgeführt. Allerdings kann eine Karte der Betriebsdrehzahl bei jeder Spannung des Kondensators 11 hergestellt werden, und die Karte kann in der ECU 13 gespeichert sein bzw. werden.
  • Schritt S1 bis Schritt S6 entsprechen der Bestimmungseinrichtung gemäß dem ersten Gesichtspunkt der Erfindung, und Schritt S7 und Schritt S8 entsprechen der Steuerungseinrichtung gemäß dem ersten Gesichtspunkt der Erfindung. Ebenso entspricht der Motor-Generator 3 dem ersten Elektrogenerator gemäß der Erfindung, der Kondensator 11 entspricht der ersten Elektroenergie-Speichervorrichtung gemäß der Erfindung, die Lichtmaschine bzw. der Drehstromgenerator 8 entspricht dem zweiten Elektrogenerator gemäß der Erfindung, die Batterie 9 entspricht der zweiten Elektroenergie-Speichervorrichtung gemäß der Erfindung, und der Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 12 entspricht der Zwischenvorrichtung gemäß der Erfindung. Ebenso wird in Schritt S6 die tatsächliche Drehzahl des Motor-Generators 3 mit der Betriebsdrehzahl N verglichen, und es wird bestimmt, ob die Elektroenergie-Erzeugungsmenge des ersten Elektrogenerators gleich oder größer als der vorbestimmte Betrag ist oder nicht.
  • Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben werden.
  • Fig. 6 ist ein Konzeptdiagramm, welches die Konfiguration des Fahrzeugs 1 schematisch zeigt. In Fig. 6 werden die gleichen Abschnitte wie in der Konfiguration von Fig. 2 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, und ihre Beschreibung wird weggelassen werden. In Fig. 6 ist in der Schaltung zwischen der Lichtmaschine 8 und der Batterie 9 ein Energiequellen-Schaltabschnitt (ein Auswahlschalter) 20 vorgesehen. Durch Schalten des Energiequellen-Schaltabschnitts 20 können die Batterie 9 oder der Kondensator 11 getrennt mit der durch die Lichtmaschine 8 erzeugten elektrischen Energie geladen werden. In dem System von Fig. 6 sind andere Steuerungen als die Steuerung in Fig. 1 und die Vorgänge bzw. der Betrieb derselben die gleichen wie in dem System von Fig. 2.
  • Als nächstes wird ein Beispiel einer Steuerung, welche in dem System von Fig. 6 ausgeführt werden kann, anhand eines Flußdiagramms in Fig. 7 beschrieben werden. Zuerst wird bestimmt, ob sich das Fahrzeug 1 in einem Zustand befindet, in welchem es erforderlich ist, daß der Motor-Generator 3 als der Elektrogenerator arbeitet und die erzeugte elektrische Energie in dem Kondensator 11 gespeichert wird, oder nicht (Schritt S11). In Schritt S11 wird die Bestimmung auf der Grundlage dessen vorgenommen, ob physikalische Werte wie etwa der Hydraulikdruck des Hauptbremszylinders 15, der Hub des Bremspedals 14 und/oder der Änderungsbetrag in der Fahrzeuggeschwindigkeit gegebene Schwellenwerte überschreiten oder nicht.
  • Zum Beispiel wird, wenn es keine Beschleunigungsanforderung gibt, es eine Bremsanforderung gibt, und/oder das Fahrzeug 1 antriebslos fährt, in Schritt S11 eine bestätigende Bestimmung gemacht, und der Prozeß schreitet zu Schritt S12 fort. In Schritt S12 wird die kinetische Energie des Rades 6 an den Motor-Generator 3 übertragen, und die durch den Motor-Generator 3 erzeugte elektrische Energie wird in dem Kondensator 11 gespeichert.
  • Auf Schritt S12 folgend wird bestimmt, ob die erforderliche Bremskraft den Maximalwert der durch die Funktion des Motor-Generators 3 erzeugten regenerativen Bremskraft übersteigt oder nicht (Schritt S13). Die erforderliche Bremskraft wird auf der Grundlage des Hydraulikdrucks des Hauptbremszylinders 15, des Hubbetrags des Bremspedals 14 und/oder dergleichen bestimmt. In anderen Worten, in Schritt S13 wird bestimmt, ob es eine Anforderung zum Erhöhen der regenerativen Bremskraft unter Verwendung der Erzeugung elektrischer Energie durch die Lichtmaschine 8 gibt oder nicht. Eine bestätigende Bestimmung in Schritt S13 zeigt an, daß die erforderliche Elektroenergie-Erzeugungsmenge der Lichtmaschine 8 gleich dem oder größer als der vorbestimmte Betrag ist. Dann wird, wenn in Schritt S13 die bestätigende Bestimmung gemacht wird, bestimmt, ob die Überbrückungskupplung 17eingekuppelt ist oder nicht (Schritt S14). Eine bestätigende Bestimmung in Schritt S14 zeigt an, daß ein Teil der kinetischen Energie des Rades 6 an die Lichtmaschine 8 übertragen wird und die Lichtmaschine 8 eine Erzeugung elektrischer Energie durchführt. Daher wird bestimmt, ob die Elektroenergie-Erzeugungsmenge der Lichtmaschine 8 der Maximalwert ist oder nicht (Schritt S15).
  • Wenn in Schritt S15 eine negative Bestimmung gemacht wird, wird der geschätzte Wert der Elektroenergie-Erzeugungsmenge in dem Fall, daß der Kondensator 11 mit der durch die Lichtmaschine 8 erzeugten elektrischen Energie geladen wird, mit dem tatsächlichen Wert der Elektroenergie-Erzeugungsmenge in dem Fall, daß die Batterie 9 mit der durch die Lichtmaschine 8 erzeugten elektrischen Energie geladen wird, verglichen. Somit wird bestimmt, ob der geschätzte Wert der Elektroenergie-Erzeugungsmenge größer als der tatsächliche Wert der Elektroenergie-Erzeugungsmenge ist oder nicht (Schritt S16).
  • Der geschätzte Wert der Elektroenergie-Erzeugungsmenge wird unter Verwendung der nachstehenden Gleichung (1) bestimmt:

    F (Vcap, Nalt, Ialtmax) ... (1)
  • Ebenso wird der tatsächliche Wert der Elektroenergie- Erzeugungsmenge unter Verwendung der nachstehenden Gleichung (2) bestimmt:

    F (Vbat, Nalt, Ialt) ... (2)
  • In jeder der vorstehenden Gleichungen (1) und (2) ist F(a, b, c) in Gleichung (1) eine Funktion für die Ausgangscharakteristik des Motor-Generators 3, und F(a, b, c) in Gleichung (2) ist eine Funktion für die Ausgangscharakteristik der Lichtmaschine 8. Ebenso ist "Vcap" die Spannung des Kondensators 11, "Nalt" die Drehzahl der Lichtmaschine 8, "Ialtmax" der maximale Erregungstrom der Lichtmaschine 8, "Vbat" die Spannung der Batterie 9 und "Ialt" der momentane Erregungsstrom der Lichtmaschine 8.
  • Dann endet, wenn in Schritt S16 eine bestätigende Bestimmung gemacht wird, diese Steuerungsroutine über den Schritt S17. Eine bestätigende Bestimmung in Schritt S16 zeigt an, daß der Betrag bzw. die Menge der elektrischen Energie, welche/-r durch die Lichtmaschine 8 erzeugt werden kann, gleich der oder größer als die momentane Elektroenergie-Erzeugungsmenge (der vorbestimmte Betrag) ist. Daher wird in Schritt S17 zuerst die elektrische Energie des Kondensators 11 der Batterie 9 zugeführt, nachdem die Spannung desselben unter Verwendung des Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlers erniedrigt worden ist. Als nächstes wird die Erzeugung elektrischer Energie durch die Lichtmaschine 8 gestoppt, der Energiequellen-Schaltabschnitt 20 wird betätigt, und die Lichtmaschine 8 und der Kondensator 11 werden in der Schaltung verbunden. Dann wird die Erzeugung elektrischer Energie durch die Lichtmaschine 8 wieder gestartet, und der Kondensator 11 wird mit der erzeugten elektrischen Energie geladen. Die Elektroenergie-Erzeugungsmengen der Lichtmaschine 8 und des Motor-Generators 3 werden derart gesteuert, daß die durch die Lichtmaschine 8 und den Motor-Generator 3 erzeugte regenerative Bremskraft nahezu die erforderliche Bremskraft wird.
  • Indessen endet, wenn in Schritt S16 eine negative Bestimmung gemacht wird, diese Steuerungsroutine über Schritt S18. In Schritt S18 bleiben die Lichtmaschine 8 und die Batterie 9 nach wie vor in der Schaltung verbunden. Ebenso werden die folgenden unterschiedlichen Steuerungen in Abhängigkeit von der Lademenge (Ladungsmenge) des Kondensators 11 durchgeführt. Wenn die Lademenge des Kondensators 11 gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird die elektrische Energie des Kondensators 11 der Batterie 9 zugeführt, nachdem die Spannung desselben durch den Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler 12 erniedrigt worden ist. Zu dieser Zeit ist bzw. wird die Erzeugung elektrischer Energie durch die Lichtmaschine 8 gestoppt. Indessen wird, wenn die Lademenge des Kondensators 11 geringer als der vorbestimmte Wert ist, die elektrische Energie des Kondensators 11 der Batterie 9 nicht zugeführt. Ebenso wird eine Steuerung durchgeführt, welche die Batterie 9 vollständig mit der durch die Lichtmaschine 8 erzeugten elektrischen Energie lädt.
  • Wenn in Schritt S15 eine bestätigende Bestimmung gemacht wird, schreitet der Prozeß zu Schritt S18 fort. Ebenso schreitet, wenn in Schritt S14 eine negative Bestimmung gemacht wird, der Prozeß auch zu Schritt S18 fort. Nachdem jedoch die Überbrückungskupplung 17 ausgekuppelt ist, kann die Steuerung bezüglich der Erzeugung elektrischer Energie durch die Lichtmaschine 8 unter den Steuerungen in Schritt S18 nicht ausgeführt werden. Ferner schreitet, wenn in Schritt S13 eine negative Bestimmung gemacht wird, der Prozeß auch zu Schritt S18 fort. Nachdem jedoch die erforderliche Bremskraft unter Verwendung der regenerativen Bremskraft des Motor-Generators 3 sichergestellt werden kann, wird unter den Steuerungen in Schritt S18 nur "die Steuerung, welche die elektrische Energie des Kondensators 11 der Batterie 9 zuführt und die Erzeugung elektrischer Energie durch die Lichtmaschine 8 stoppt", ausgeführt. Ferner schreitet, wenn in Schritt S11 eine negative Bestimmung gemacht wird, der Prozeß auch zu Schritt S18 fort.
  • Somit ist in dem Beispiel für eine Steuerung in Fig. 7 die erforderliche Elektroenergie-Erzeugungsmenge der Lichtmaschine 8 gleich dem oder größer als der vorbestimmte Betrag, wobei der Kondensator 11 als die Vorrichtung zum Speichern der durch die Lichtmaschine 8 erzeugte elektrische Energie ausgewählt ist/wird. Nachdem die Spannung des Kondensators 11 höher als die der Batterie 9 ist und der Kondensator 11 eine Eigenschaft aufweist, daß das Aufnahmevermögen für elektrische Energie hoch ist, kann die tatsächliche Elektroenergie-Erzeugungsmenge der Lichtmaschine 8 vergrößert werden.
  • Daher ist der Wiedergewinnungsbetrag der durch die Lichtmaschine 8 erzeugten elektrischen Energie vergrößert.
  • Ebenso ist der Kondensator 11 eine Komponente, welche bereits in einer Art und Weise vorgesehen ist, daß elektrische Energie zwischen dem Kondensator 11 und dem Motor-Generator 3 übertragen wird. Daher besteht keine Notwendigkeit, zum Erhöhen der Elektroenergie-Erzeugungsmenge der Lichtmaschine 8 eine andere Komponente neu vorzusehen. Demgemäß können eine Erniedrigung in der Produktionseffizienz des Fahrzeugs 1, eine Erhöhung in den Herstellungskosten und ein Anstieg in Größe und Gewicht der Vorrichtung unterdrückt werden.
  • Ferner ist es möglich, als den Energiequellen-Schaltabschnitt 20 eine Vorrichtung einzusetzen, welche zwischen den Energiequellen schalten kann, während die Lichtmaschine 8 die Erzeugung elektrischer Energie forsetzt, zum Beispiel eine Vorrichtung, die ein Halbleiterelement verwendet. In dieser Konfiguration ist es nicht nötig, die Erzeugung elektrischer Energie durch die Lichtmaschine 8 in Schritt S17 zu stoppen. Daher wird eine Änderung in der auf das Fahrzeug 1 ausgeübten Bremskraft unterdrückt, und es ist nicht wahrscheinlich, daß der Fahrer ein Unbehagen verspürt.
  • Darüberhinaus steigt in dem Beispiel für eine Steuerung in Fig. 7 der Betrag bzw. die Menge durch die Lichtmaschine 8 erzeugter elektrischer Energie an, und die erzeugte elektrische Energie kann in dem Kondensator 11 gespeichert werden und kann von dem Kondensator 11 der Batterie 9 zugeführt werden. Dies vermindert die Gelegenheiten, den Motor-Generator 3 oder die Lichtmaschine 8 als den Elektrogenerator unter Verwendung der Motorausgangsleistung zu betreiben und die erzeugte elektrische Energie in dem Kondensator 11 oder der Batterie 9 zu speichern (genauer gesagt, die Anzahl von Speichervorgängen der elektrischen Energie und die Zeit zum Speichern der elektrischen Energie), und verbessert die Treibstoffausnutzung. Ferner ist die Elektroenergie-Erzeugungsmenge der Lichtmaschine 8 auf den Maximalwert erhöht, und die erzeugte elektrische Energie wird dem Kondensator 11 zugeführt. Daher ist auch die niedrige (kleine) Ausgangsleistung des Motor-Generators 3, welcher dem Kondensator 11 elektrische Energie zuführt, ausreichend, und demgemäß kann die Größe des Motor-Generators 3 klein gemacht werden bzw. sein.
  • Schritt S13 und Schritt S16 entsprechen der Bestimmungseinrichtung gemäß dem ersten bzw. zweiten Gesichtspunkt der Erfindung, und Schritt S17 und Schritt S18 entsprechen der Steuerungseinrichtung gemäß dem ersten bzw. zweiten Gesichtspunkt der Erfindung. Die Entsprechungsbeziehung zwischen der obigen Beschreibung mit Bezug auf Fig. 6 und Fig. 7 und der Konfiguration der Erfindung ist wie folgt. Die Lichtmaschine 8 entspricht dem ersten Elektrogenerator gemäß der Erfindung, die Batterie 9 entspricht der ersten Elektroenergie-Speichervorrichtung gemäß der Erfindung, der Motor-Generator 3 entspricht dem zweiten Elektrogenerator gemäß der Erfindung, und der Kondensator 11 entspricht der zweiten Elektroenergie- Speichervorrichtung gemäß der Erfindung.
  • Das in Fig. 2 und Fig. 6 gezeigte Fahrzeug weist einen Antriebsstrang auf, welcher derart konfiguriert ist, daß sowohl der Motor 2 als auch der Motor-Generator 3 Leistung bzw. Energie an das gleiche Rad 6 übertragen können. Allerdings können die Beispiele für Steuerungen in Fig. 1 und Fig. 7 auch auf Fahrzeuge (nicht gezeigt) angewendet werden, welche einen Antriebsstrang aufweisen, welcher derart konfiguriert ist, daß ein Rad, mit welchem ein Motor so verbunden ist, daß Leistung bzw. Energie übertragen werden kann, und ein Rad, mit welchem ein Motor-Generator verbunden ist, verschieden sind. Ebenso sind in jeder der Ausführungsformen sowohl der Kondensator 11 als auch die Batterie 9, welche als Beispiele für Elektroenergie-Speichervorrichtungen beschrieben sind, Sekundärbatterien. Allerdings kann die Erfindung auch auf einen Fall angewendet werden, in welchem die Elektroenergie-Speichervorrichtung eine Primärbatterie ist.
  • Gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung wird die elektrische Energie der zweiten Elektroenergie-Speichervorrichtung über die Zwischenvorrichtung der ersten Elektroenergie-Speichervorrichtung zugeführt, und somit kann die Spannung der ersten Elektroenergie-Speichervorrichtung erhöht werden. Demgemäß steigt die Elektroenergie-Erzeugungsmenge des ersten Elektrogenerators an, und der Wiedergewinnungsbetrag der durch den ersten Elektrogenerator erzeugten elektrischen Energie steigt an. Ebenso besteht, nachdem die Zwischenvorrichtung eine Komponente ist, welche bereits vorgesehen ist, um zu ermöglichen, daß elektrische Energie zwischen der ersten Elektroenergie-Speichervorrichtung und der zweiten Elektroenergie-Speichervorrichtung übertragen wird, keine Notwendigkeit, zusätzlich zu bestehenden Komponenten eine andere Komponente neu vorzusehen. Daher können eine Verminderung in der Produktionseffizienz des Fahrzeugs 1, eine Erhöhung in den Herstellungskosten und ein Anstieg in Größe und Gewicht der Vorrichtung unterdrückt werden.
  • Ebenso erniedrigt sich die Spannung der zweiten Elektroenergie-Speichervorrichtung dadurch, daß die elektrischen Energie von der zweiten Elektroenergie-Speichervorrichtung der ersten Elektroenergie-Speichervorrichtung zugeführt wird. Nachdem die zweite Elektroenergie-Speichervorrichtung eine Eigenschaft aufweist, daß das Speicherverhalten mit einer Abnahme in der Spannung verbessert wird (der Ladewiderstand verringert wird), steigt in einem Fall, in welchem die elektrische Energie des zweiten Elektrogenerators in der zweiten Elektroenergie-Speichervorrichtung gespeichert wird, die Menge oder der Betrag der elektrischen Energie an.
  • Ebenso wird gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung bestimmt, ob die Elektroenergie-Erzeugungsmenge des ersten Elektrogenerators gleich dem oder größer als der vorbestimmte Betrag ist oder nicht, und auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses wird bestimmt, daß die elektrische Energie des ersten Elektrogenerators der zweiten Elektroenergie-Speichervorrichtung zuzuführen ist, um die Elektroenergie-Erzeugungsmenge des ersten Elektrogenerators zu erhöhen. Daher ist es möglich, den Betrag oder die Menge der elektrischen Energie, der bzw. die durch Aktivieren des ersten Elektrogenerators zurückgewonnen werden kann, zu erhöhen. Ebenso besteht, nachdem die zweite Elektroenergie-Speichervorrichtung eine bereits vorgesehene Komponente ist, keine Notwendigkeit, eine andere Komponente neu vorzusehen. Demgemäß können eine Verminderung in der Produktionseffizienz des Fahrzeugs 1, eine Erhöhung in den Herstellungskosten und ein Anstieg in Größe und Gewicht der Vorrichtung unterdrückt werden.
  • Die Steuergeräte (d. h. die elektronischen Steuerungseinheiten 13) der dargestellten beispielhaften Ausführungsformen sind als eine oder mehrere programmierte Allzweckcomputer implementiert. Es wird für den Fachmann einsichtig sein, daß die Steuergeräte unter Verwendung eines einzelnen integrierten Schaltkreises für spezielle Zwecke (z. B. ASIC) mit einem Haupt- oder Zentralprozessorabschnitt für allgemeine Steuerung auf Systemniveau und separaten Abschnitten, welche der Ausführung vielfältiger unterschiedlicher spezifischer Berechnungen, Funktionen und anderer Prozesse unter Steuerung des Zentralprozessorabschnitts gewidmet sind, implementiert sein können. Das Steuergerät kann eine Mehrzahl von separaten zweckbestimmten oder programmierbaren integrierten oder anderen elektronischen Schaltkreisen oder Geräten (z. B. festverdrahtete elektronische oder logische Schaltungen wie etwa Schaltungen diskreter Elemente oder programmierte Logikeinrichtungen wie etwa PLDs, PLAs, PALs oder dergleichen) sein. Das Steuergerät kann so implementiert sein, daß es einen geeigneten programmierten Allzweckcomputer, z. B. einen Mikroprozessor, Mikrokontroller oder andere Prozessorvorrichtungen (CPU oder MPU), entweder allein oder in Verbindung mit einem oder mehreren peripheren Daten- und Signalverarbeitungseinrichtungen (z. B. integrierten Schaltkreisen) verwendet. Allgemein kann als das Steuergerät jede Vorrichtung oder Anordnung von Vorrichtungen verwendet werden, auf welcher ein endlicher Automat, welcher in der Lage ist, die hierin beschriebenen Prozeduren zu implementieren. Zur Maximierung von Daten/Signalverarbeitungsvermögen und -geschwindigkeit kann eine verteilte Verarbeitungsarchitektur verwendet werden.
  • Während die Erfindung mit Bezug auf die bevorzugten beispielhaften Ausführungsformen derselben beschrieben worden ist, sollte verstanden werden, daß die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen oder Konstruktionen beschränkt ist. Im Gegenteil ist die Erfindung dazu gedacht, vielfältige Modifizierungen und äquivalente Anordnungen abzudecken. Zusätzlich liegen, obschon die verschiedenen Elemente der Erfindung in zahlreichen Kombinationen und Konfigurationen, welche beispielhaft sind, gezeigt sind, andere Kombinationen und Konfiguationen, welche mehr, weniger oder nur ein einziges Element enthalten, ebenfalls innerhalb des Erfindungsgedankens und dem Schutzbereich der Erfindung.
  • Die in den Ansprüchen beschriebene "Bestimmungseinrichtung" kann ersetzt werden durch "eine Elektroenergieerzeugungsmengen-Bestimmungseinheit" oder "ein Steuergerät zur Bestimmung einer Elektroenergie-Erzeugungsmenge" oder dergleichen, und "Steuerungseinrichtung" kann ersetzt werden durch "eine Elektroenergiespeicherleistungs-Steuerungseinheit" oder "ein Steuergerät zur Steuerung eines Elektroenergie-Speicherungsverhaltens" oder dergleichen. In diesem Fall entspricht die ECU 13 der Elektroenergieerzeugungsmengen-Bestimmungseinheit, der Elektroenergiespeicherleistungs-Steuerungseinheit, dem Steuergerät zur Bestimmung einer Elektroenergie-Erzeugungsmenge oder dem Steuergerät zur Steuerung eines Elektroenergie-Speicherungsverhaltens. Ebenso kann die in den Ansprüchen beschriebene "Bestimmungseinrichtung" ersetzt werden durch "eine Elektroenergieerzeugungsmengen- Bestimmungseinheit" oder "ein Steuergerät zur Bestimmung einer Elektroenergie-Erzeugungsmenge" oder dergleichen, und "Steuerungseinrichtung" kann ersetzt werden durch "eine Elektroenergieerzeugungszustands-Steuerungseinheit" oder "ein Steuergerät zur Steuerung eines Elektroenergie- Erzeugungszustands" oder dergleichen. In diesem Fall entspricht die ECU 13 der Elektroenergieerzeugungsmengen-Bestimmungseinheit, der Elektroenergieerzeugungszustands- Steuerungseinheit, dem Steuergerät zur Bestimmung einer Elektroenergie-Erzeugungsmenge oder dem Steuergerät zur Steuerung eines Elektroenergie-Erzeugungszustands.
  • Vorstehend wurde ein System und ein Verfahren zum Steuern eines regenerativen Systems beschrieben. Durch einen ersten Elektrogenerator erzeugte elektrische Energie wird an eine erste Elektroenergie-Speichervorrichtung geliefert, und elektrische Energie wird über eine Zwischenvorrichtung zwischen der ersten Elektroenergie-Speichervorrichtung und einer von der ersten Elektroenergie- Speichervorrichtung getrennt vorgesehenen zweiten Elektroenergie-Speichervorrichtung übertragen. Das Steuerungssystem bzw. -verfahren des regenerativen Systems enthält eine Einrichtung bzw. einen Schritt zum Bestimmen, ob eine Elektroenergie-Erzeugungsmenge des ersten Elektrogenerators gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Betrag ist oder nicht, und eine Einrichtung bzw. einen Schritt zum Bestimmen auf der Grundlage des vorherigen Bestimmungsergebnisses, ob die elektrische Energie der zweiten Elektroenergie-Speichervorrichtung über die Zwischenvorrichtung der ersten Elektroenergie-Speichervorrichtung zuzuführen ist.
  • Es versteht sich von selbst, daß der im Rahmen dieser Beschreibung durchgängig gewählte Begriff "Steuerung" den Sachverhalt nicht auf den begrifflich streng abgegrenzten Anwendungsfall der "Steuerung mit offener Schleife" beschränken soll, sondern gleichfalls Anwendungsfälle betreffen kann, in denen eine "Regelung mit geschlossener Schleife" erfolgt. Der Fachmann wird also gegebenenfalls den Begriff "Steuerung" mit "Regelung" gleichsetzen.

Claims (11)

1. Steuerungssystem eines regenerativen Systems, welches ausgestattet ist mit einem ersten Elektrogenerator (3), einer ersten Elektroenergie-Speichervorrichtung (11), welcher durch den ersten Elektrogenerator (3) erzeugte elektrische Energie zugeführt wird, eine zweite Elektroenergie-Speichervorrichtung (9), welche von der ersten Elektroenergie-Speichervorrichtung (11) getrennt vorgesehen ist, eine Zwischenvorrichtung (12), welche zwischen der ersten Elektroenergie-Speichervorrichtung (11) und der zweiten Elektroenergie-Speichervorrichtung (9) vorgesehen ist und welche ermöglicht, daß elektrische Energie zwischen der ersten Elektroenergie-Speichervorrichtung (11) und der zweiten Elektroenergie- Speichervorrichtung (9) übertragen wird, wobei das Steuerungssystem dadurch gekennzeichnet ist, daß es aufweist:
eine Bestimmungseinrichtung (13; S1-S6; S13, S16) zum Bestimmen, ob eine Elektroenergie-Erzeugungsmenge des ersten Elektrogenerators (3) gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Betrag ist oder nicht; und
eine Steuerungseinrichtung (13; S7, S8; S17, S18) zum Bestimmen auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses der Bestimmungseinrichtung (13; S1-S6; S13, S16), ob die elektrische Energie der zweiten Elektroenergie-Speichervorrichtung (9) über die Zwischenvorrichtung (12) der ersten Elektroenergie- Speichervorrichtung (11) zuzuführen ist.
2. Steuerungssystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektroenergie-Speichervorrichtung (9) eine Sekundärbatterie ist, ein zweiter Elektrogenerator (8) getrennt von dem ersten Elektrogenerator (3) vorgesehen ist und die von dem zweiten Elektrogenerator (8) erzeugte elektrische Energie der zweiten Elektroenergie-Speichervorrichtung (9) zugeführt wird.
3. Steuerungssystem gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die Bestimmungseinrichtung (13; S1-S6; S13, S16) bestimmt, daß die Elektroenergie-Erzeugungsmenge des ersten Elektrogenerators (3) gleich dem oder größer als der vorbestimmte Betrag ist, die Steuerungseinrichtung (13; S7, S8; S17, S18) ermöglicht, daß die Zwischenvorrichtung (12) die elektrische Energie der zweiten Elektroenergie- Speichervorrichtung (9) der ersten Elektroenergie- Speichervorrichtung (11) zuführt.
4. Steuerungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektroenergie-Speichervorrichtung (11) ein Kondensator ist und die zweite Elektroenergie-Speichervorrichtung (9) eine Batterie ist.
5. Steuerungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektroenergie-Speichervorrichtung (11) eine Eigenschaft aufweist, daß sich die Speicherleistung für elektrische Energie mit einem Anstieg in der Spannung erhöht.
6. Steuerungssystem eines regenerativen Systems, welches ausgestattet ist mit einem ersten Elektrogenerator (3), einem zweiten Elektrogenerator (8), welcher von dem ersten Elektrogenerator (3) getrennt vorgesehen ist, einer ersten Elektroenergie-Speichervorrichtung (11), welche wenigstens durch den ersten Elektrogenerator (3) erzeugte elektrische Energie speichert, und eine zweite Elektroenergie- Speichervorrichtung (9), welche von der ersten Elektroenergie-Speichervorrichtung (11) getrennt vorgesehen ist und welche wenigstens von dem zweiten Elektrogenerator (8) erzeugte elektrische Energie speichert, wobei das Steuerungssystem dadurch gekennzeichnet ist, daß es aufweist:
eine Bestimmungseinrichtung (13; S13, S16) zum Bestimmen, ob eine Elektroenergie-Erzeugungsmenge des ersten Elektrogenerators (3) gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Betrag ist oder nicht; und
eine Steuerungseinrichtung (13; S17, S18) zum Bestimmen auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses der Bestimmungseinrichtung (13; S13, S16), ob die elektrische Energie des ersten Elektrogenerators (3) der zweiten Elektroenergie-Speichervorrichtung (9) zuzuführen ist oder nicht, um die Elektroenergie-Erzeugungsmenge des ersten Elektrogenerators (3) zu erhöhen.
7. Steuerungssystem gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinrichtung (13; S17, S18) die elektrische Energie des ersten Elektrogenerators (3) der zweiten Elektroenergie-Speichervorrichtung (9) zuführt, um die Elektroenergie-Erzeugungsmenge des ersten Elektrogenerators (3) zu erhöhen, wenn die Bestimmungseinrichtung (13; S13, S16) bestimmt, daß die Elektroenergie-Erzeugungsmenge des ersten Elektrogenerators (3) gleich dem oder größer als der vorbestimmte Betrag ist.
8. Steuerungssystem gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß es weiter eine Schalteinrichtung (20) zum Umschalten zwischen Zufuhrzielen der elektrischen Energie des ersten Elektrogenerators (3) durch Auswählen entweder der ersten Elektroenergie- Speichervorrichtung (11) oder der zweiten Elektroenergie-Speichervorrichtung (9) aufweist und die zweite Elektroenergie-Speichervorrichtung (9) als das Zufuhrziel der elektrischen Energie des ersten Elektrogenerators (3) ausgewählt wird, wenn die Bestimmungseinrichtung (13; S13, S16) bestimmt, daß die Elektroenergie-Erzeugungsmenge des ersten Elektrogenerators (3) gleich dem oder größer als der vorbestimmte Betrag ist.
9. Steuerungssystem gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektroenergie-Aufnahmemenge der ersten Elektroenergie-Speichervorrichtung (11) größer ist als die der zweiten Elektroenergie-Speichervorrichtung (9).
10. Verfahren zum Steuern eines regenerativen Systems, in welchem durch einen ersten Elektrogenerator (3) erzeugte elektrische Energie einer ersten Elektroenergie-Speichervorrichtung (11) zugeführt wird und elektrische Energie über eine Zwischenvorrichtung (12) zwischen der ersten Elektroenergie-Speichervorrichtung (11) und einer von der ersten Elektroenergie-Speichervorrichtung (11) getrennt vorgesehenen zweiten Elektroenergie-Speichervorrichtung (9) übertragen wird, gekennzeichnet durch die Schritte:
Bestimmen (S1-S6; S13, S16), ob eine Elektroenergie-Erzeugungsmenge des ersten Elektrogenerators (3) gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Betrag ist oder nicht; und
Bestimmen (S7, S8; S17, S18), ob die elektrische Energie der zweiten Elektroenergie-Speichervorrichtung (9) über die Zwischenvorrichtung (12) der ersten Elektroenergie-Speichervorrichtung (11) zuzuführen ist.
11. Verfahren zum Steuern eines regenerativen Systems, in welchem durch einen ersten Elektrogenerator (3) erzeugte elektrische Energie in einer ersten Elektroenergie-Speichervorrichtung (11) gespeichert wird und in einem zweiten Elektrogenerator (8) erzeuge elektrische Energie in einer zweiten Elektroenergie- Speichervorrichtung (9) gespeichert wird, gekennzeichnet durch die Schritte:
Bestimmen (S13, S16), ob eine Elektroenergie- Erzeugungsmenge des ersten Elektrogenerators (3) gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Betrag ist oder nicht; und
Zuführen (S17, S18) der elektrischen Energie des ersten Elektrogenerators (3) der zweiten Elektroenergie-Speichervorrichtung (9), um die Elektroenergie-Erzeugungsmenge des ersten Elektrogenerators (3) zu erhöhen, auf der Grundlage eines Bestimmungsergebnisses.
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