DE10347683A1 - Automatische Steuereinrichtung zum Stillsetzen des Leerlaufs eines Fahrzeugmotors - Google Patents

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Abstract

Es ist ein automatisches Leerlaufstop-Steuergerät zum automatischen Anhalten und nachfolgendem wieder Starten einer Fahrzeugmaschine offenbart, unter Verwendung eines Wechselstrommotors/Generators (21), wobei die Temperatur von Halbleiterschaltelementen (220) eines Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichters (22), der den Motor/Generator während eines Wiederstarts antreibt, gemessen oder geschätzt wird, und wobei automatische Maschinenstopoperationen verhindert werden, wenn die Temperatur einen Schwellenwert überschreitet, um dadurch ein Überhitzen der Schalterelemente während einer nachfolgenden Wiederstartoperation zu vermeiden, und um die Verwendung eines kompakten kostengünstigen Umrichters zu ermöglichen.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine automatische Steuereinrichtung zum Stillsetzen des Leerlaufs, um einen wirtschaftlichen Brennstoffverbrauch zu erreichen, und zwar durch automatisches Stoppen und nachfolgendes wieder Starten einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, wenn das Fahrzeug momentan angehalten wird.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • sAus dem Stand der Technik sind Typen von Geräten bekannt, um automatisch die Maschine eines Fahrzeugs zu stoppen und nachfolgend wieder zu starten, wenn das Fahrzeug zeitweilig zum Halten gebracht wird, wobei solch ein Typ eines Gerätes allgemein als eine automatische Steuereinrichtung zum Stillsetzen des Leerlaufs bezeichnet wird. Solch ein Gerät stoppt die Fahrzeugmaschine, wenn das Fahrzeug angehalten wird, beispielsweise an Verkehrsampeln, und startet nachfolgend die Maschine erneut, wenn das Fahrzeug sich erneut bewegen soll (z.B. basierend auf dem Detektieren einer Aktion des Fahrzeugfahrers, die die Absicht, das Fahrzeug zu bewegen, anzeigt). Die Verwendung solch eines Gerätes schafft die Möglichkeit, den Brennstoffverbrauch und auch die Abgasemissionen zu reduzieren. Ein Beispiel solch eines Gerätes ist in dem japanischen Patent 2000-192830 beschrieben.
  • Mit Hilfe solch eines herkömmlichen automatischen Leerlaufstop-Steuergerätes wird anstelle der Verwendung eines herkömmlichen Gleichstrom-Anlassermotors zum wieder Anlassen der Maschine, ein Wechselstrommotor/Generator verwendet, der sowohl die Maschine für ein wieder Starten antreiben kann und der auch durch die Maschine angetrieben werden kann, um elektrische Energie zu erzeugen. Solch ein Gerät enthält auch einen Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichter zum Gleichrichten der Wechselstromenergie aus dem Wechselstrommotor/Generator, um eine Gleichstromversorgung zum Aufladen der Fahrzeugbatterie zu erhalten, und wobei die Gleichspannung der Batterie in eine Wechselstromversorgung umgewandelt wird, um den Wechselstrommotor/Generator während des Maschinenneustarts anzutreiben. Solch ein Gerät kann einfach und zuverlässig ausgeführt werden.
  • Bei solch einem Typ eines automatischen Leerlaufstop-Steuergerätes ist es wie bei irgendeinem anderen Typ eines Leistungshalbleitergerätes erforderlich, das Gerät in solcher Weise auszulegen, daß die Temperatur der Halbleiterschalterelemente des Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichters einen vorbestimmten maximalen Wert nicht überschreitet. Spezieller gesagt, werden bei einem automatischen Leerlaufstop-Steuergerät hohe Werte an Stromfluß durch die Halbleiterschalterelemente realisiert und es ergeben sich damit hohe Werte der Wärmeerzeugung in diesen Elementen, die unter den zwei folgenden Bedingungen auftreten, das heißt:
    • (a) während die Maschine wieder gestartet wird, wird nachfolgend einer automatischen Maschinenstopoperation ein hoher Wert des Stromes von der Fahrzeugbatterie in Wechselstromenergie durch den Umrichter umgesetzt, und
    • (b) während die Batterie unmittelbar nach dem Maschinenwiederstart wieder aufgeladen wird, wobei ein hoher Wert eines Gleichstroms von dem Umrichter der Batterie zugeführt wird.
  • Beim Stand der Technik werden die Größe der Halbleiterschalterelemente und der Maßstab der Vorrichtungen, die zum Kühlen dieser Schalterelemente verwendet werden, basierend auf der maximalen Temperatur festgelegt, die erwartungsgemäß bei den Halbleiterschalterelementen bei irgendeiner der oben angegebenen Bedingungen erreicht wird. Als ein Ergebnis sind die herkömmlichen Typen von automatischen Leerlaufstop-Steuergeräten mit dem Nachteil behaftet, daß sie in der Größe bzw. im Ausmaß groß sind und hohe Herstellungskosten verursachen.
  • Es ergibt sich daher eine Forderung, die Möglichkeit zu schaffen, solch ein automatisches Leerlaufstop-Steuergerät kompakter und bei niedrigeren Kosten herstellen zu können.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die dem Stand der Technik anhaftenden Probleme, wie sie oben dargelegt wurden, zu überwinden, indem ein verbessertes automatisches Leerlaufstop-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs geschaffen wird, welches in der Größe kleiner ausgeführt werden kann und mit niedrigeren Kosten hergestellt werden kann als dies beim Stand der Technik möglich war.
  • Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung gemäß einem ersten Aspekt ein automatisches Leerlaufstop-Steuergerät, welches einen Wechselstrommotor/Generator enthält, der mit Energie von der Fahrzeugbatterie her versorgt wird, um die Fahrzeugmaschine bei einer Maschinenwiederstartoperation anzutreiben, und der elektrische Energie zum Aufladen der Batterie erzeugt, wenn sich die Maschine im Betrieb befindet. Das Gerät enthält ferner einen Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichter mit einer Vielzahl von Halbleiterschalterelementen, die in solcher Weise gesteuert werden, daß die Batteriespannung in eine Wechselstromversorgungsspannung zum Antreiben des Wechselstrommotors/Generators während einer Maschinenwiederstartoperation umgewandelt wird, und um die Wechsel-Ausgangsspannung von dem Wechselstrommotor/Generator in eine Gleichspannung umzuwandeln, um die Batterie während einer Batterieladeoperation zu laden. Das Gerät ist dadurch gekennzeichnet, daß es einen Umrichtertemperatur-Detektorabschnitt enthält, um ein umrichtertemperatur-bezogenes Signal abzuleiten, welches die Temperatur der Halbleiterschalterelemente anzeigt, und welches einen Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt enthält, der eine Steuerung anwendet, um eine automatische Maschinenstopoperation oder eine automatische Maschinenwiederstartoperation nachfolgend einer automatischen Maschinenstopoperation durchzuführen, und zwar in Einklang mit Fahrzeugstatusinformationen und dem umrichtertemperatur-bezogenen Signal.
  • Das umrichtertemperatur-bezogene Signal kann mit Hilfe eines Temperatursensors erzeugt werden, der Teil des automatischen Leerlaufstop-Steuergerätes selbst ist, oder kann aus einem Signal, wie beispielsweise einem Maschinenkühlwassertemperatursignal bestehen oder aus einem Umgebungslufttemperatursignal bestehen, welches von irgendeinem anderen Steuergerät des Fahrzeugs verfügbar ist. Es sei somit darauf hingewiesen, daß der Ausdruck "Umrichtertemperatur-Detektorabschnitt", wie er in der folgenden Beschreibung und den anhängenden Ansprüchen verwendet wird, eine breite Bedeutung hat im Sinne von "Einrichtung zum Ableiten eines Temperaturanzeigesignals, wobei der Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt direkt die Temperatur der Halbleiterschalterelemente erhält oder diese schätzt".
  • Nach der Durchführung einer automatischen Maschinenstopoperation und einer nachfolgenden Maschinenwiederstartoperation führt der Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt wiederholt eine Operation gemäß einer Beurteilung durch, ob die Temperatur der Halbleiterschalterelemente einen vorbestimmten Schwellenwert überschritten hat. Wenn festgestellt wird, daß der Schwellenwert überschritten wurde (so daß dann, wenn eine automatische Maschinenstopoperation zu diesem Zeitpunkt auszuführen ist, bald gefolgt von einer Maschinenwiederstartoperation, die Temperatur der Halbleiterschalterelemente übermäßig hoch werden würde), dann verhindert das System die Ausführung einer automatischen Maschinenstopoperation zu diesem Zeitpunkt.
  • Als ein Ergebnis kann das automatische Leerlaufstop-Steuergerät in der Größe kompakter ausgeführt werden und kann auch mit geringeren Kosten als beim Stand der Technik hergestellt werden, wobei jedoch eine hohe Zuverlässigkeit des Betriebes erreicht wird.
  • Spezifischer ausgedrückt, lassen sich die grundlegenden Vorteile, die erreicht werden, wie folgt zusammenfassen. Wenn die Maschine nachfolgend einer automatischen Maschinenstopoperation wieder gestartet wird, und wenn dann festgestellt wird, daß die Temperatur der Halbleiterschalterelemente des Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumsetzers einen vorbestimmten Schwellenwert überschritten hat, wird die Ausführung einer weiteren automatischen Maschinenstopoperation zu diesem Zeitpunkt verhindert. Es wird auf diese Weise sichergestellt, daß die Temperatur der Halbleiterschalterelemente einen zulässigen Wert nicht überschreitet, und zwar auf Grund der hohen Stromwerte, die in den Schalterelementen während eines Maschinenwiederstarts fließen, und zwar nachfolgend einer automatischen Maschinenstopoperation und auch während der Batteriewiederaufladung, die unmittelbar nach der Maschinenwiederstartoperation folgt.
  • Auf Grund der Verhinderung solch einer automatischen Maschinenstopoperation basierend auf der Temperatur, die durch die Halbleiterschalterelemente des Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichters erreicht wird, ist es nicht erforderlich, das Gesamtsystem basierend auf einem maximalen Temperaturwert auszulegen, der von den Halbleiterschalterelementen erreicht werden kann, und zwar als ein Ergebnis einer wiederholten Ausführung eines Maschinenwiederstarts innerhalb eines relativ kurzen Zeitintervalls, was als "schlechtester Fall" des Konstruktionsparameters gilt. Als ein Ergebnis kann das System in solcher Weise ausgelegt werden, daß die Größe und die Kosten des Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichters reduziert werden können, da die Halbleiterschalterelemente und auch die Kühlvorrichtungen, wie beispielsweise eine Wärmesenke und Kühlrippen kleiner ausgeführt werden können, so daß die Gesamtgröße und die Gesamtkosten des automatischen Leerlaufstop-Steuergeräts abgesenkt werden können. Die Größenreduzierung vereinfacht auch die Montage des Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichters innerhalb des Maschinenraumes eines Fahrzeugs.
  • Selbst wenn in der Praxis das Fahrzeug unter extremen Bedingungen, wie beispielsweise einem hohen Verkehrsaufkommen während einer Sommerhitze, gefahren wird, führt die oben beschriebene Verhinderung der automatischen Maschinenstopoperation basierend auf der Temperatur der Halbleiterschalterelemente lediglich dazu, daß der Brennstoffverbrauch nur unwesentlich ansteigt und auch die Abgasemissionswerte nur unwesentlich ansteigen, so daß dies keinen ernsthaften Nachteil darstellt.
  • Indem somit bei der vorliegenden Erfindung lediglich eine Einrichtung hinzugefügt wird, um ein Signal zu überwachen, welches als eine Anzeige der Temperatur der Halbleiterschalterelemente des Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichters dient, kann der Umrichter klein ausgebildet werden und es können weniger kostspielige Halbleiterschalterelemente verwendet werden und damit kann die Gesamtheit des automatischen Leerlaufstop-Steuergerätes wesentlich kompakter und weniger kostspielig ausgeführt werden, wodurch ein größerer Freiraum innerhalb des Maschinenraumes eines Fahrzeugs entsteht und die Herstellungskosten abgesenkt werden können. Diese Vorteile werden erzielt, ohne die Fahreigenschaften des Fahrzeugs nachteilig zu beeinflussen.
  • Da darüber hinaus kleinere Halbleiterschalterelemente verwendet werden können, wird auch die Menge an Wärme, die durch diese abgestrahlt wird, reduziert. Es kann daher eine kompaktere oder einfachere Einrichtung zum Kühlen der Halbleiterschalterelemente verwendet werden, wie beispielsweise eine kleiner bemessene Wärmesenke, Kühlrippen usw. Dies ermöglicht es ferner, daß die Gesamtgröße und die Gesamtkosten des automatischen Leerlaufstop-Steuergerätes reduziert werden.
  • Es werden in bevorzugter Weise MOS-Transistoren als Halbleiterschalterelemente eingesetzt. In diesem Fall kann unmittelbar sichergestellt werden, daß eine vorbestimmte zulässige Temperatur durch die Halbleiterschalterelemente während eines Maschinenwiederstarts nicht überschritten wird, der nachfolgend einem automatischen Ma schinenstopvorgang durchgeführt wird, oder während die Fahrzeugbatterie geladen wird, was unmittelbar nach dem Maschinenwiederstart stattfindet.
  • Wenn solche MOS-Transistoren verwendet werden, kann die Gleichrichtung der Wechselstromausgangsenergie des Wechselstrommotors/Generators dadurch realisiert werden, indem parasitäre Übergangsdioden (zwischen Drain und Source) dieser Transistoren während des Ladens der Batterie verwendet werden. Wenn ein solches Aufladen während eines Intervalls unmittelbar nachfolgend einem Maschinenwiederstart durchgeführt wird, fließen hohe Stromwerte in den MOS-Transistoren, und zwar im wesentlichen kontinuierlich während dieses Intervalls. Es kann jedoch eine Begrenzung des Stromwertes in einer einfachen Weise erreicht werden, indem die parasitären Junction-Dioden verwendet werden. Es wird somit möglich, eine übermäßige Erwärmung der MOS-Transistoren während solch eines Batterieladeintervalls zu vermeiden, und zwar ohne die Notwendigkeit, zusätzliche Dioden als Gleichrichterdioden verwenden zu müssen. Damit ist solch eine Konfiguration, bei der parasitären Junction-Dioden der MOS-Transistoren verwendet werden, vorteilhaft, und zwar im Vergleich zu herkömmlichen Typen eines Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichters, der im allgemeinen eine Kombination aus IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors = isolierte Gate-Bipolartransistoren) und Gleichrichterdioden verwendet, da die Konfiguration der vorliegenden Erfindung die gleichen Elemente während sowohl der elektrischen Energieerzeugung (Batterieaufladung) und während den Maschinenwiederstartoperationen verwendet, so daß die Steuerschaltung einfach ausgeführt sein kann, wenn die parasitären Junction-Dioden für die Gleichrichtung verwendet werden.
  • Mit einer solchen Konfiguration, die lediglich MOS-Transistoren verwendet, werden die Spitzenwerte der Temperatur der Halbleiterschalterelemente, die dann auftreten, wenn die Temperaturzunahme sich aus den hohen Stromwerten ergibt, die während der elektrischen Energieerzeugung fließen (das heißt während der Batterieaufladung), der Temperaturerhöhung überlagert, die sich aus einem unmittelbar vorhergehenden Maschinenwiederstartvorgang ergibt. Dies gilt auch dann, wenn die MOS-Transistoren dazu verwendet werden, um synchron die elektrische Energieerzeugung gleichzurichten, um dadurch die Energieverluste zu minimieren, die bei der Gleichrichtung auftreten, das heißt bei der die Steuerung des Schaltens der MOS-Transistoren mit der Drehung des Wechselstrommotors/Generators synchronisiert wird. Es wird jedoch bei der vorliegenden Erfindung sichergestellt, daß die MOS-Transistoren, die als Schalterelemente verwendet werden, keinen vorbestimmten maximalen Temperaturwert überschreiten, und zwar während des Maschinenwiederstarts nach einem automatischen Maschinenstopvorgang oder während der Batterieaufladung, die unmittelbar nachfolgend dem Maschinenwiederstart erfolgt.
  • Ferner kann bei der vorliegenden Erfindung der Umrichtertemperatur-Detektorabschnitt als wenigstens eine Halbleitertemperatur-Detektorschaltung konfiguriert werden (das heißt mit einem Temperatursensorelement), die integriert ausgeführt ist, und zwar mit wenigstens einem der Halbleiterschalterelemente. Die Temperatur der Halbleiterschalterelemente kann dadurch exakt bestimmt werden, es kann die Zuverlässigkeit des Betriebes erhöht werden und es kann der Temperaturschwellenwert so hoch, wie dies praktisch sinnvoll ist, eingestellt werden.
  • Indem darüber hinaus die MOS-Transistoren bei dem Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichter bei der Gleichrichtung während des elektrischen Energieerzeugungsbetriebes des Wechselstrommotors/Generators verwendet werden und die Kanalströme dieser gleichen MOS-Transistoren verwendet werden, wenn die Batteriespannung in eine Wechselstromversorgungsspannung zum Antreiben des Motorgenerators umgesetzt wird, und zwar während eines Maschinenwiederstartbetriebes, ist es lediglich erforderlich, die Temperatur eines einzelnen Satzes von Schalterelementen zu detektieren. Jedoch ist es im Falle eines herkömmlichen Typs eines Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichters, bei dem sowohl Leistungstransistoren als auch getrennte Gleichrichterdioden verwendet werden, erforderlich, die jeweiligen Temperaturen der Transistoren und der Dioden zu detektieren, so daß die Temperaturerfassungskonfiguration komplexer ist.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist wie folgt. Der Umrichtertemperatur-Detektorabschnitt kann so konfiguriert werden, um die Temperatur der Halbleiterschalterelemente basierend auf der Umgebungstemperatur des Umrichters zu schätzen oder basierend auf der Temperatur des Maschinenkühlwassers in Verbindung mit einer Aufzeichnung der Stromwerte, die in den Halbleiterschalterelementen fließen, und zwar bis hin zu einem kürzlichen Zeitpunkt. Das heißt, es ist bei den herkömmlichen Typen eines automatischen Leerlaufstop-Steuergerätes wesentlich, eine Einrichtung vorzusehen, um direkt die Temperatur der Halbleiterschalterelemente zu detektieren (und auch im allgemeinen der Gleichrichterdioden) eines Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichters. Bei der vorliegenden Erfindung kann jedoch ein äquivalentes Schaltungsmodell der Wärmeabstrahlung bei diesen Schalterelementen erstellt werden, und zwar bereits im voraus und in einem Speicher abgelegt werden, und kann dann dazu verwendet werden, um die Temperatur der Halbleiterschalterelemente basierend auf der Umgebungstemperatur zu schätzen (welches die aktuelle Umgebungstemperatur des Umrichters sein kann oder die Atmosphärentemperatur, die durch einen vorhandenen Sensor detektiert wird), oder es kann die Maschinenkühlwassertemperatur herangezogen werden, das heißt Werte, die im allgemeinen bereits durch ein existierendes Maschinensteuersystem eines Fahrzeugs gemessen werden, in Verbindung mit einer Geschichte der Stromwerte, die in den Schalterelementen geflossen sind.
  • Da allgemein Mittel vorgesehen sind, um die Stromwerte zu detektieren, die in den Schalterelementen eines Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichters fließen, und zwar zum Zwecke der Steuerung der Umrichteroperation, und da eine Korrelation zwischen den Wärmemengen besteht, die in den Halbleiterschalterelementen erzeugt wird, und den Werten des Stromes besteht, der in diesen Schalterelementen fließt (das heißt eine Beziehung, die bei dem zuvor erwähnten äquivalenten Schaltungsmodell verwendet wird), wird es nicht mehr erforderlich, irgendeine zusätzliche Einrichtung vorzusehen, um die Werte des Stromes zu detektieren, der in den Halbleiterschalterelementen fließt. Somit kann die Temperatur der Schalterelemente in einem ausreichenden Genauigkeitsgrad geschätzt werden, unter Verwendung eines äquivalenten Schaltungsmodells zusammen mit Informationen, die durch bereits vorhandene Sensorvorrichtun gen des Fahrzeugs geliefert werden. Auf diese Weise kann das automatische Leerlaufstop-Steuergerät weiter vereinfacht werden und somit können auch die Herstellungskosten gesenkt werden.
  • In dem einfachsten Fall kann die Zeit, die verstrichen ist seit dem letzten Auftreten von maximalen Werten des Stromes, der in den Halbleiterschalterelementen fließt (das heißt die Zeit, die verstrichen ist seit dem letzten Maschinenwiederstart), kann gemessen werden und es kann die Ausführung einer automatischen Maschinenstopoperation zu dieser Zeit verhindert werden, wenn die verstrichene Zeit kürzer ist als ein vorbestimmter minimaler Warteintervall unter einer Bedingung, bei der die Umgebungstemperatur oder die Maschinenkühlwassertemperatur einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist wie folgt. Als Kühlanordnung für einen Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichter werden Vorrichtungen wie Kühlrippen und eine Wärmesenke in typischer Weise verwendet und diese bilden einen wesentlichen Teil des Gesamtgewichtes und der Größe des Umrichters. Da somit die vorliegende Erfindung die Möglichkeit schafft, daß der maximale Betrag der Wärme, die durch den Umrichter abgestrahlt wird, wesentlich reduziert wird, können solche Kühlvorrichtungen kleiner und im Gewicht geringer ausgebildet werden.
  • Gemäß einem anderen Aspekt, wenn Mittel vorgesehen werden, um den Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichtung durch einen Fluß des Maschinenkühlwassers zu kühlen, wird der Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt so konfiguriert, um einen automatischen Maschinenstopbetrieb zu verhindern bzw. zu verhindern, daß dieser ausgeführt wird, wenn die Temperatur des Maschinenkühlwassers einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß dann, wenn die Wirksamkeit der Kühlung des Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichters übermäßig stark reduziert wurde, und zwar auf Grund einer hohen Temperatur des Maschinenkühlwassers (das heißt das Kühlmittel, welches in dem Radiator des Fahrzeugs gekühlt wird), eine Beschädigung oder Zerstörung der Halbleiterschalterelemente vermieden werden kann. Da somit in diesem Fall eine Einrichtung zum Detektieren der Maschinenkühlwassertemperatur bereits an dem Fahrzeug installiert ist, ist es nicht mehr erforderlich, einen zusätzlichen Sensor zum Detektieren eines Zustandes vorzusehen, bei dem die Effizienz der Kühlung der Halbleiterschalterelemente übermäßig niedrig geworden ist.
  • Gemäß einem anderen Aspekt können die Halbleiterschalterelemente eines Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichters eines automatischen Leerlaufstop-Steuergerätes gemäß der vorliegenden Erfindung auf einer Schaltungsplatine montiert werden und es kann eine Sensorelektrode zum Detektieren der Temperatur der Halbleiterschalterelemente auf der gleichen Schaltungsplatine montiert werden, das heißt in der Nähe von jedem der Schaltelemente. Es wird auf diese Weise nicht mehr erforderlich, eine getrennte Temperaturfühleinrichtung vorzusehen, und zwar für jedes der Halbleiterschalterelemente, so daß die Schaltungskonfiguration vereinfacht werden kann.
  • Indem ein geeigneter Typ einer Keramik-Schaltungsplatine verwendet wird und indem der Temperatursensor dicht bei der Schaltungsplatine angebracht wird (z.B. unter Verwendung eines synthetischen Harzklebstoffs), wird die Wärmeabstrahlung der Schaltelemente effektiv auf den Temperatursensor übertragen. Auf diese Weise wird es möglich, im wesentlichen exakt die Temperatur der Halbleiterschalterelemente einzuschätzen, und zwar unter Verwendung von lediglich einem oder einer kleinen Anzahl von Temperatursensoren.
  • Alternativ kann jedes der Halbleiterschalterelemente dicht an einer Wärme absorbierenden oder Wärme übertragenden Wärmesenke angebracht werden, wobei wenigstens ein Temperatursensor dicht bei der Wärmesenke angebracht wird. Auf diese Weise kann die Temperatur von allen den Halbleiterschalterelementen im wesentlichen exakt eingeschätzt werden, und zwar unter Verwendung einer kleinen Anzahl von Temperatursensoren, da lediglich ein kleiner Betrag eines thermischen Widerstandes zwischen den Halbleiterschalterelementen und der Wärmesenke besteht, an der diese angebracht sind. Somit kann eine Temperaturerhöhung der Halbleiterschalterelemente sehr schnell durch den Temperatursensor oder die Temperatursensoren detektiert werden.
  • Die Wärmesenke wird in bevorzugter Weise aus einem Metall hergestellt, wobei die Chips (das heißt die Würfel) der Halbleiterschalterelemente dicht daran angebracht sind, um auf diese Weise die Wärme zu absorbieren, die durch die Schaltelemente erzeugt wird, oder um die Wärme auf die externe Kühleinrichtung zu übertragen. Es sei darauf hingewiesen, daß eine Elektrode der Schaltelemente, die aus Metall gebildet ist, eine Wärmesenke darstellen kann, wie dies für die vorliegende Erfindung festgelegt wird.
  • Der Temperatursensor kann direkt an der Wärmesenke angebracht sein oder er kann indirekt über eine Schicht eines Materials angebracht sein, welches einen hohen Wirkungsgrad hinsichtlich der Wärmeübertragung besitzt. Wenn beispielsweise ein Temperatursensor auf einer Schaltungsplatine montiert wird, die aus einem Keramikmaterial hergestellt ist, kann der Sensor fest an der Schaltungsplatine mit Hilfe eines Materials befestigt werden, welches einen hohen Wirkungsgrad der Wärmeübertragung besitzt. Ferner kann eine Sammelschiene, welche die jeweiligen Schalter der Halbleiterschalterelemente verbindet, als ein Wärmeübertragungsteil dienen.
  • Es entsteht eine Temperaturdifferenz zwischen dem jeweiligen Wärmeteil der Wärmesenke (das heißt, an welchem die Halbleiterschalterelemente angebracht sind) und einer Kühlquelle (beispielsweise einer externen Oberfläche der Wärmesenke, die einer externen Luft ausgesetzt ist oder in eine Flüssigkeit eingetaucht ist, oder einer Wärmeabstrahlfläche, die durch ein Motorgehäuse gebildet ist). Es ist somit wünschenswert, daß der Temperatursensor an einer Stelle angebracht wird, die so dicht wie möglich an dem Teil mit der höchsten Temperatur der Wärmesenke gelegen ist. Der springende Punkt dabei ist jedoch, daß der Temperatursensor an der Schaltungsplatine der Halbleiterschalterelemente des Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichters montiert werden soll, da dies die Montage des Temperatursensors vereinfacht und auch die Möglichkeit schafft, daß die Verdrahtung der gedruckten Schaltung der Schaltungs platine dazu verwendet werden kann, um Leitungsdrähte für den Temperatursensor zu liefern. Damit können die Konstruktion und das Verdrahtungslayout vereinfacht werden.
  • Darüber hinaus kann ein Metallteil, welches aus einer Elektrode der Halbleiterschalterelemente besteht, als Wärmesenke verwendet werden. In diesem Fall kann einer oder können mehrere Temperatursensoren dicht an der jeweiligen Elektrode angebracht sein, und zwar mit Hilfe eines elektrisch isolierenden Materials, wie beispielsweise einem synthetischen Harzklebemittel. Alternativ, wenn Temperatursensor durch Formung gebildet wird, und zwar unter Verwendung eines elektrisch isolierenden Materials, wie beispielsweise eines synthetischen Harzes, kann es möglich sein, einen synthetischen Harzabschnitt des Temperatursensors direkt an der Elektrode anzubringen.
  • Gemäß einem anderen Aspekt kann der Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichter fest an einem Gehäuse des Wechselstrommotors/Generators angebracht werden. Wenn dies ausgeführt wird, können die Längen der Verdrahtung zwischen dem Wechselstrommotor/Generator und dem Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichter kurz ausgeführt werden und der durch solch eine Verdrahtung belegte Raum kann reduziert werden, wobei aber gleichzeitig bzw. zusätzlich elektrische Verluste in der Verdrahtung abgesenkt werden können und die Emission von elektrischen Störsignalen auf Grund von hochfrequenten Strömen in der Verdrahtung ebenfalls reduziert werden kann. Da der Wechselstrommotor/Generator selbst Wärme erzeugt, kann bei solch einer Konfiguration die maximal zulässige Temperatur eines Sensors, der die Temperatur des Wechselstrommotors/Generators detektiert, überschritten werden. Wenn jedoch ein Temperatursensor auf der Schaltungsplatine des Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichters montiert wird und der Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichter an dem Gehäuse des Wechselstrommotors/Generators montiert ist, kann dieser Temperatursensor dazu verwendet werden, um die Temperatur des Wechselstrommotors/Generators zu überwachen. Selbst wenn in diesem Fall die Temperatur, die durch diesen Temperatursensor detektiert wird. innerhalb der maximalen zulässigen Temperatur für die Halbleiterschalterelemente des Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichters liegt, kann das System so konfiguriert werden, um eine automatische Maschinenstopoperation zu verhindern, wenn die maximal zulässige Temperatur des Wechselstrommotors/Generators als überschritten festgestellt wird. Selbst wenn bei solch einer Konfiguration der Temperatursensor (oder die Temperatursensoren) mit den Halbleiterschalterelementen integriert ist bzw. integriert sind, und zwar von dem Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichter, kann die Temperatur des Wechselstrommotors/Generators zuverlässig detektiert werden, dies kann erreicht werden, wenn der Temperatursensor dicht an einer Wärmesenke angebracht wird, durch die Wärme effizient von dem Gehäuse des Wechselstrommotors/Generators übertragen werden kann.
  • Auf diese Weise kann der Temperatursensoren) dazu verwendet werden, um in zuverlässiger Weise die Temperatur von sowohl den Halbleiterschalterelementen als auch von dem Wechselstrommotor/Generator zu detektieren.
  • Gemäß einem anderen Aspekt kann das System in solcher Weise konfiguriert werden, daß der Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt beurteilt, ob die Temperatur, die durch den Umrichtertemperatur-Detektionsabschnitt detektiert wird, einen ersten vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, wenn ein Maschinenwiederstart durchgeführt wird, und zwar nachfolgend einer automatischen Maschinenstopoperation, und der Steuerabschnitt das Ausführen der automatischen Maschinenstopoperation zu diesem Zeitpunkt verhindert, wenn die Beurteilung so lautet, daß der erste Schwellenwert überschritten wurde, und ferner eine Beurteilung ausführt, ob die Temperatur, die durch den Umrichtertemperatur-Detektionsabschnitt detektiert wird, einen zweiten vorbestimmten Schwellenwert zu diesem Zeitpunkt überschreitet, wenn eine Batterieladeoperation auszuführen ist, und zwar unmittelbar nachfolgend einem Maschinenwiederstartvorgang, und der Steuerabschnitt dann den Pegel des Batterieladestromes begrenzt, indem der Wert der elektrischen Energie begrenzt wird, der durch den Wechselstrommotor/Generator erzeugt wird (das heißt durch Reduzieren des Erregerstroms), wenn beurteilt wird, daß der zweite Schwellenwert überschritten wurde.
  • In bevorzugter Weise wird der Schwellenwert der Temperatur, bei dem die Energieerzeugungsbegrenzung durchgeführt wird (während der Batterieladung) höher eingestellt als der Schwellenwert der Temperatur, für die die automatische Maschinenstopoperation verhindert wird. Auf diese Weise kann zuverlässig sichergestellt werden, daß eine Beschädigung oder Zerstörung der Halbleiterschalterelemente während des Maschinenwiederstarts nicht auftritt, und zwar nachfolgend einem automatischen Maschinenstopvorgang.
  • Als eine Alternative zu einem Verfahren zum Begrenzen des Ladestromes kann das System ferner den Gleichstromanlassermotor des Fahrzeugs verwenden. In diesem Fall führt der Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt eine Steuerung in solcher Weise durch, daß dann, wenn ein Maschinenwiederstart auszuführen ist, und zwar nachfolgend einer automatischen Maschinenstopoperation, und beurteilt wird, daß die Temperatur, die durch den Temperaturdetektionsabschnitt des Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichters detektiert wurde, einen zweiten vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, der Gleichstromanlassermotor angetrieben wird, um den Maschinenwiederstart durchzuführen, anstatt durch den Wechselstrommotor/Generator.
  • Das heißt mit anderen Worten, gemäß dem oben erläuterten Aspekt der Erfindung, wenn die Maschine angehalten wurde und dann wieder gestartet wird, und wenn das System voraussagt (basierend auf einer Überwachung des invertertemperatur-bezogenen Signals), daß die Temperatur der Halbleiterschalterelemente einen zulässigen Wert überschreiten wird, wenn die Maschinenwiederstartoperation ausgeführt wird, und zwar zu diesem Zeitpunkt unter Verwendung des Wechselstrommotors/Generators, dann die Steuerung so ausgeführt wird, bei der dann der Anlassermotor verwendet wird, um den Maschinenwiederstart durchzuführen. Wenn auf diese Weise die Temperatur der Halbleiterschalterelemente einen übermäßig hohen Wert erreicht hat, und zwar nachfolgend einer automatischen Maschinenstopoperation, wird eine Beschädigung der Halbleiterschalterelemente auf Grund der Zufuhr des Treiberstromes zu dem Wechselstrommotor/Generator zu diesem Zeitpunkt für den Maschinenwiederstart verhindert. Da jedoch solche eine Bedingung oder Zustand nicht häufig auftritt, führt diese Verwendung des Anlassermotors nicht zu einem übermäßigen Verschleiß von diesem Motor.
  • Gemäß einem anderen Aspekt können die Halbleiterschalterelemente jeweils MOS-Transistoren aufweisen, wobei der Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt eine Schaltsteuerung bei den MOS-Transistoren ausführt, um eine synchrone Gleichrichtung der Wechselstromenergie durchzuführen, die von dem Wechselstrommotor/Generator während des Elektrizitätserzeugungsbetriebes des Wechselstrommotors/Generators erzeugt wird, und wobei der Schwellenwert der Temperatur in solcher Weise ausgewählt wird, daß eine maximale zulässige vorbestimmte Temperatur der MOS-Transistoren nicht überschritten wird, wenn der Maschinenwiederstartbetrieb durchgeführt wird, und zwar folgend auf eine automatische Maschinenstopoperation, und auch nicht überschritten wird, wenn die Batterieladeoperation nachfolgend dem Maschinenwiederstartbetrieb durchgeführt wird.
  • In diesem Fall wird anstelle der Verwendung der parasitären Junction-Dioden der MOS-Transistoren für die Gleichrichtung eine Schaltsteuerung realisiert, um die Zeitlagen der Schaltvorgänge der MOS-Transistoren in Einklang mit der Richtung des Stromflusses von dem Wechselstrommotor/Generator zu steuern, das heißt in solcher Weise zu steuern, da der Stromfluß durch die Kanalzonen der MOS-Transistoren ausgenutzt wird. Dies dient auch dazu, das Ausmaß des Energieverlustes in dem MOS-Transistoren zu reduzieren, so daß dadurch die Temperatur reduziert wird, die während eines Maschinenwiederstarts durch die MOS-Transistoren erreicht wird. Zusätzlich hat dies, verglichen mit der herkömmlichen Verwendung von IGBTs und den Gleichrichterdioden, um den Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichter zu bilden, den Vorteil, daß die gleichen Schalterelemente für sowohl die Gleichrichtung als auch die Wechselstrommotor/Generator-Spannung verwendet werden, und zwar für die Aufladung der Batterie und auch für die Durchführung der Gleichstrom-zu-Wechselstrom-Umwandlung der Batteriespannung zum Antreiben des Wechselstrommotors/Generators während eines Maschinenwiederstarts nachfolgend einer automatischen Maschinenstopoperation.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein System-Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform eines automatischen Leerlaufstop-Steuergerätes;
  • 2 zeigt eine Draufsicht, die einen Temperatursensor veranschaulicht, der zusammenhängend oder einstückig mit einem MOS-Transistor eines Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichters ausgebildet ist;
  • 3 ist eine Querschnittsansicht eines Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichters der ersten Ausführungsform;
  • 4 zeigt ein Flußdiagramm einer Steuerroutine, die periodisch durch den Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt der ersten Ausführungsform ausgeführt wird;
  • 5 ist ein Zeitsteuerdurchmesser zum Beschreiben der Steueroperation, die bei der ersten Ausführungsform durchgeführt wird, um einen übermäßigen Temperaturanstieg des Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichters zu verhindern;
  • 6 zeigt eine Querschnittsansicht eines Beispiels eines herkömmlichen Typs eines Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichters;
  • 7 ist eine Querschnittsansicht einer alternativen Konfiguration des Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichters, der in 3 gezeigt ist;
  • 8 zeigt ein System-Blockdiagramm einer sechsten Ausführungsform, bei der ein Gleichstromanlassermotor für den Maschinenwiederstart verwendet werden kann, und zwar unter einer Bedingung gemäß einer hohen Temperatur des Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichters;
  • 9 ist eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform von 1, wobei der Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichter so konfiguriert ist, daß er innerhalb des Gehäuses des Wechselstrommotors/Generators montiert werden kann;
  • 10 ist eine schräge Ansicht, welche die Konstruktion des Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichters von 9 veranschaulicht;
  • 11 zeigt eine Querschnittsansicht entsprechend 9, wobei eine alternative Konstruktion für den Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichters wiedergegeben ist;
  • 12 ist ein Flußdiagramm einer alternativen Steuerroutine gegenüber derjenigen von 4, die bei der sechsten Ausführungsform verwendet wird;
  • 13 ist ein Flußdiagramm einer alternativen Steuerroutine gegenüber derjenigen von 4, die bei einer siebten Ausführungsform verwendet wird;
  • 14 ist ein Flußdiagramm einer alternativen Steuerroutine gegenüber derjenigen von 4, wobei eine Zeitdauer, die von einer vorhergehenden Maschinenwiederstartoperation verstrichen ist, als ein Parameter bei der Beurteilung verwendet wird, ob eine automatische Maschinenstopoperation verhindert werden soll; und
  • 15 ist ein allgemeines System-Blockdiagramm der siebten Ausführungsform.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1 zeigt ein konzeptmäßiges System-Blockdiagramm einer Ausführungsform eines automatischen Leerlaufstop-Steuergerätes, welches in einem Fahrzeug installiert ist, wobei das Gerät aus einem Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt 1 und einem Wechselstrommotor/Generator-Gerät 2 gebildet ist, welches einen Wechselstrommotor/Generator 21 und einen Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichter 22 inkorporiert, wobei das Wechselstrommotor/Generator-Gerät 2 durch den Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt 1 gesteuert wird, um eine Gleichstromversorgungsspannung zum Laden einer Batterie 3 zu erzeugen und um die Batteriespannung in eine Wechselstromversorgungsspannung umzuwandeln, um den Wechselstrommotor/Generator 21 zum wieder Starten der Fahrzeugmaschine anzutreiben (in der Zeichnung nicht dargestellt), und zwar nachdem eine automatische Maschinenstopoperation durchgeführt worden ist. Bei der folgenden Beschreibung bedeutet der Ausdruck "Umrichter", wenn dieser alleine verwendet wird, einen Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichter.
  • Der Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt 1 bestimmt, wann eine automatische Maschinenstopoperation oder ein Maschinenwiederstart auszuführen ist, und zwar basierend auf Fahrzeugstatusinformationen, wie beispielsweise der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Bremszustand (z.B. das Ausmaß der Betätigung des Bremspedals), und basierend auf Informationen, welche die Temperatur eines Satzes von MOS-Transistoren 220 des Umrichters 22 betreffen, die von einem Temperaturdetektorabschnitt bzw. -detektorschaltung 27 zugeführt werden (im folgenden beschrieben), und wobei die Statusinformationen oder extern zugeführte Befehle (in der Zeichnung nicht gezeigt) verwendet werden, beispielsweise basierend auf einer Aktion des Fahrzeugfahrers, die die Absicht anzeigt, daß das Fahrzeug sich zu bewegen beginnen soll, und zwar nachdem eine automatische Maschinenstopoperation aufgetreten ist. Wenn beurteilt wird, daß eine automatische Maschinenstopoperation oder eine automatische Maschinenwiederstartoperation durchgeführt werden soll, erzeugt der Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt 1 Befehle zur Ausführung dieser Operation und sendet diese Befehle zu dem Wechselstrommotor/Generator-Gerät 2 (und im Falle des Anhaltens der Maschine zu einem Steuergerät, wie beispielsweise einer Maschinen-ECU, die in den Zeichnungen nicht dargestellt ist). Eine detaillierte Beschreibung der Steuerverarbeitung, die durch den Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt 1 durchgeführt wird, um das Stoppen und wieder Starten der Maschine zu bewirken, ist für die vorliegende Erfindung nicht relevant und wird daher hier weggelassen.
  • Zusätzlich zu dem Wechselstrommotor/Generator 21 enthält das Wechselstrommotor/Generator-Gerät 2 eine Gate-Treiberschaltung 23, die in Kombination mit den MOS-Transistoren 220 im wesentlichen den Umrichter 22 bildet, wobei die Gate-Treiberschaltung 23 in Einklang mit einem Winkelpositionssignal arbeitet, welches von einem Rotationssensor 26 zugeführt wird. Das Wechselstrommotor/Generator-Gerät 2 enthält ferner die zuvor erwähnte Temperaturdetektorschaltung 27, eine Elektrizitätserzeugungs- und Steuerschaltung 24, die Betriebsbefehle der Gate-Treiberschaltung 25 zuführt, und enthält eine Erregungs-Treiberschaltung 25. Der Umrichter 22 besteht aus einem Dreiphasen-Umrichter, wobei jeder der MOS-Transistoren 220 eine interne parasitäre Junction-Diode zwischen den Drain- und Source-Elektroden aufweist und wobei diese Dioden dazu verwendet werden, um einen Gleichrichtungsbetrieb durchzuführen, wie dies im folgenden noch beschrieben wird.
  • Der Wechselstrommotor/Generator 21 besteht aus einem Feldwicklungstyp einer Synchronmaschine, die Statorwicklungen aufweist, welche so angeschlossen sind, um elektrische Energie von dem Umrichter 22 bei einer Maschinenwiederstartoperation zu empfangen, um elektrische Energie dem Umrichter 22 während der Aufladung der Batterie 3 zuzuführen. Der Erregerstrom für die Feldwicklung des Umrichters 22 wird von der Erregungs-Treiberschaltung 25 zugeführt, die so angeschaltet ist, um eine Gleichstromversorgungsspannung von dem Wechselstrommotor/Generator-Gerät 2 zu empfangen oder eine Ausgangsgleichspannung von dem Umrichter 22 zu empfangen, wie dies gezeigt ist.
  • Die Elektrizitätserzeugungs- und Steuerschaltung 24 sendet Betriebsbefehle zu der Gate-Treiberschaltung 23 in Einklang mit den Befehlen zur Ausführung einer automatischen Maschinenstopoperation oder einer Maschinenwiederstartoperation, die von dem Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt 1 in der oben beschriebenen Weise zugeführt werden. Wenn ein Befehl zur Ausführung einer automatischen Maschinenstopoperation durch die Gate-Treiberschaltung 23 empfangen wird, setzt diese alle MOS-Transistoren 220 in den Ausschaltzustand (das heißt in den nicht-leitenden Zustand). Wenn ein Befehl zum Bewirken eines Maschinenwiederstarts nachfolgend durch die Gate-Treiberschaltung 23 empfangen wird, beginnt diese eine synchrone Steuerung der Schaltoperationen durchzuführen, welche durch die MOS-Transistoren 220 realisiert werden, und zwar basierend auf dem Winkelpositionssignal von dem Rotationssensor 26, wodurch dann der Umrichter 22 elektrische 3-Phasen-Wechselstromenergie zum Antreiben des Wechselstrommotors/Generators 21 zuführt.
  • Bei dieser Ausführungsform führt, während der Wechselstrommotor/Generator 21 durch die Maschine in Drehung versetzt wird und dadurch elektrische 3-Phasenenergie dem Umrichter 22 zuführt, der Umrichter 22 eine Gleichrichtung durch, um eine Gleichstromversorgungsspannung zum Aufladen der Batterie 3 zu erhalten, und zwar unter Verwendung der zuvor erläuterten parasitären Junction-Dioden der MOS-Transistoren 220. Dies hat den Vorteil einer einfachen Schaltungsanordnung zur Durchführung solch einer Gleichrichtung. Als Alternative kann jedoch, obwohl Einzelheiten nicht in 1 dargestellt sind, die Gate-Treiberschaltung 23 mit den MOS-Transistoren 220 so verbunden werden, daß nicht nur die Gate-Elektrodenspannung von jedem Transistor gesteuert wird, sondern auch die Spannung detektiert wird, die an einer Elektrode von jedem Transistor erscheint, oder der Pegel bzw. Wert des Stromes detektiert wird, der durch jeden der MOS-Transistoren 220 hindurch fließt. In diesem Fall kann die Gate-Treiberschaltung 23 in solcher Weise konfiguriert werden, daß dann, wenn der Wechselstrommotor/Generator 21 durch die Fahrzeugmaschine angetrieben wird, die Gate-Treiberschaltung 23 die Spannungs- oder Stromflußinformationen für jeden der MOS-Transistoren 220 dazu verwendet, um eine synchrone Gleichrichtung der elektrischen 3- Phasen-Wechselstromenergie von dem Wechselstrommotor/Generator 21 durchzuführen, um die Gleichstromversorgungsspannung zum Laden der Batterie 3 zu erhalten.
  • Bei dieser Ausführungsform wird, wie in der vereinfachten Draufsicht von 2 veranschaulicht ist, ein Temperatursensorelement 271 auf einem Teil des Halbleiterchips von einem der MOS-Transistoren 220 ausgebildet. Die Temperaturdetektorschaltung 27 ist aus diesem Temperatursensorelement 271 gebildet, welches aus einer PN-Junction-Diode besteht, und zwar in Verbindung mit einer Stromregelschaltung (in den Zeichnungen nicht dargestellt), einer Spannungsverstärkerschaltung (in den Zeichnungen nicht dargestellt), einer A/D-Wandlerschaltung (in den Zeichnungen nicht dargestellt) usw. Es wird bewirkt, daß ein festgelegter Stromwert durch das Temperatursensorelement 271 hindurch fließt, und daß ein Spannungsabfall über der Diode, der aus dem Stromfluß resultiert, verstärkt wird und in ein digitales Signal umgewandelt wird, dessen Wert die Temperatur der MOS-Transistoren 220 anzeigt.
  • Wie im folgenden noch beschrieben wird, ist die Erfindung nicht auf die Verwendung solch einer Anordnung beschränkt, um Informationen zu erhalten, welche die Temperatur der MOS-Transistoren 220 anzeigen, und es wird gemäß den anhängenden Ansprüchen ein Signal durch den Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt 1 verwendet, um die Temperatur der Halbleiterschalterelemente zu erhalten, wie beispielsweise ein digitales Signal, welches basierend auf dem Temperatursensorelement 271 abgeleitet wird und welches auch als ein "umrichtertemperatur-bezogenes Signal" bezeichnet wird.
  • Das digitale Signal wird periodisch zu dem Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt 1 übertragen, der die Temperatur der MOS-Transistoren 220 durch verarbeiten dieses Signals erhält.
  • Als eine Alternative zur Verwendung des Temperatursensorelements 271 ist es in gleicher Weise möglich, verschiedene andere Typen von Temperaturfühlvorrichtungen und Schaltungsanordnungen zu verwenden, die wenigstens teilweise mit einem oder mit mehreren der MOS-Transistoren 220 integriert sein kann, um ein umrichtertemperatur-bezogenes Signal abzuleiten.
  • Wie in 1 gezeigt ist, sind drei Paare von MOS-Transistoren 220 vorhanden, wobei die Paare mit jeweils einer der Statorwicklungen des Wechselstrommotors/Generators 21 für die drei Phasen verbunden sind, wobei ein Transistor von jedem Paar (in einer oberen Position in 1 gezeigt) mit dem positiven Anschluss der Batterie 3 verbunden ist und der andere Transistor von jedem Paar (in einem unteren Abschnitt bzw. Position in 1 gezeigt) mit dem negativen Anschluss der Batterie 3 verbunden ist. Wie in der Querschnittsansicht des Umrichters 22 in 3 veranschaulicht ist, sind die drei MOS-Transistoren 220, die an der oberen Position in 1 gezeigt. sind, und zwar entsprechend der jeweiligen Phasen, an der oberen Fläche einer Schaltungsplatine 221 montiert, die aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt ist. Die verbleibenden drei MOS-Transistoren 220 (in 3 nicht gezeigt) sind an der unteren Fläche der Schaltungsplatine 221 montiert.
  • Wie oben beschrieben ist, ist es möglich, lediglich eine einzelne Temperaturdetektorschaltung 27 zu verwenden, die mit einem der MOS-Transistoren 220 integriert ausgebildet ist, und zwar in Verbindung mit Schaltungen zum Ableiten eines einzelnen digitalen Temperaturanzeigesignals. Es kann jedoch zu bevorzugen sein, die gleiche Anordnung für jeden der MOS-Transistoren 220 vorzusehen, wobei eine Vielzahl an digitalen Temperaturanzeigesignalen erhalten werden und zu dem Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt 1 übertragen oder gesendet werden.
  • Alternativ können ein Temperatursensorelement 271 und zugeordnete Schaltungen lediglich für jeden der MOS-Transistoren 220 vorgesehen werden, die an der oberen Fläche der Schaltungsplatine 221 montiert sind, und die resultierenden digitalen Temperaturanzeigesignale können dann zu dem Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt übertragen oder gesendet werden.
  • Wie in 3 gezeigt ist, ist die Schaltungsplatine 221 mit einer Wärmesenke 223 ausgestattet, die in engem Kontakt mit dieser befestigt ist. Die Wärmesenke 223 ist mit Kühlrippen 222 ausgestattet, die aus einem Metall, wie beispielsweise Aluminium, einer Aluminiumlegierung oder aus Kupfer gebildet sind. Ein Randabschnitt 224, der aus einem synthetischen Harzmaterial hergestellt ist, ist um die gesamte äußere Peripherie der Wärmesenke 223 über den Kühlrippen 222 ausgebildet, wobei der obere Abschnitt des Randabschnitts 224 durch eine Abdeckplatte 225 eingefaßt ist. Es kann somit verstanden werden, daß die Konstruktion, die in 3 gezeigt ist, in einer ähnlichen Weise wie der übliche Typ eines Leistungs-Halbleitergerätes hergestellt werden kann.
  • Die Antriebswelle des Wechselstrommotors/Generators 21 ist so angekuppelt, daß sie die Kurbelwelle der Fahrzeugmaschine antreiben kann und von dieser angetrieben wird (in den Zeichnungen nicht gezeigt). Die Art der Verwendung eines Motorgenerators zum Antreiben einer Maschine, um einen Maschinenwiederstart zu bewirken, und das angetrieben werden zum Erzeugen von elektrischer Energie durch die Maschine und die Steuerung der elektrischen Energieerzeugungsoperation des Wechselstrommotor/Generator-Gerätes 2 sind gut bekannt, so daß eine detaillierte Beschreibung hier weggelassen wird.
  • 4 ist ein Flußdiagramm einer Steuerroutine, die periodisch durch den Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt 1 dieser Ausführungsform ausgeführt wird, um das Wechselstrommotor/Generator-Gerät 2 zu steuern. Zuerst wird bei einem Schritt 1 eine Entscheidung getroffen, basierend auf den zuvor erläuterten Fahrzeugstatusinformationen, die zu dem Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt 1 zugeführt werden, ob eine automatische Maschinenstopoperation zu diesem Zeitpunkt durchgeführt werden soll. Wenn das Ergebnis dabei "JA" lautet, dann wird die Temperatur der MOS-Transistoren 220 basierend auf dem digitalen Signal oder den digitalen Signalen erhalten, die von der Temperaturdetektorschaltung 27 zugeführt wird bzw. werden (Schritt S2). Wenn eine Vielzahl der Temperaturanzeigedigitalsignale dem Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt 1 in der oben beschriebenen Weise zugeführt werden, dann wird der höchste Temperaturwert, der von diesen abge leitet wird, als Umrichtertemperatur genommen, das heißt die Temperatur der MOS-Transistoren 220.
  • Als nächstes wird eine Entscheidung dahingehend getroffen, ob die Umrichtertemperatur einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, wie beispielsweise 110°C (Schritt S3). Wenn dieser Schwellenwert überschritten wird, dann wird ein Befehl zu der Elektrizitätserzeugungs- und Steuerschaltung 24 des Wechselstrommotor/Generator-Gerätes 2 gesendet, um jegliche Ausführung einer automatischen Maschinenstopoperation zu diesem Zeitpunkt (Schritt S4) zu verhindern, und die Steuerroutine wird dann beendet. Wenn der Schwellenwert nicht überschritten wird, dann wird ein Befehl gesendet, z.B. zu einer Maschinen-ECU des Fahrzeugs, der bewirkt, daß ein Maschinenstop durchgeführt werden kann (Schritt SS).
  • Es wird dann eine Wartephase durchgeführt, bis beurteilt worden ist, daß die Maschine wieder gestartet werden muss (Schritt S6). Wenn dies stattfindet, wird ein Befehl zu der Elektrizitätserzeugungs- und Steuerschaltung 24 gesendet, der anzeigt, daß die Wechselstromenergie von dem Umrichter zugeführt werden soll, um den Wechselstrommotor/Generator 21 anzutreiben (Schritt S7). Als Nächstes wird eine Entscheidung getroffen, ob das Maschinenwiederstarten vervollständig worden ist (Schritt S8), und zwar basierend auf den Statusinformationen, wie beispielsweise der Maschinendrehzahl usw. Wenn beurteilt wird, daß der Maschinenstart vervollständigt worden ist, wird ein Befehl zu der Elektrizitätserzeugungs- und Steuerschaltung 24 gesendet, um die Wiederstartoperation zu beenden, das heißt, um dadurch die Zufuhr der Wechselstromenergie zum Zuführen der Wechselstromenergie zu dem Wechselstrommotor/Generator 21 durch gesteuertes Schalten der MOS-Transistoren 220 zu beenden.
  • Es wird dann eine 3-Phasen-Wechselstromversorgung angefangen bzw. durch den Wechselstrommotor/Generator 21 erzeugt und es wird eine 3-Phasen-Gleichrichtung automatisch durch die parasitären Junction-Dioden der MOS-Transistoren 220 durchgeführt, um eine Gleichspannung zu erzeugen. Wenn die Maschinendrehzahl auf einen ausreichend hohen Wert ansteigt, überschreitet der Pegel der Gleichspannung die Span nung der Batterie 3, so daß der Ladevorgang der Batterie 3 beginnt. Die Batterie 3, deren Ladezustand durch die Maschinenwiederstartoperation abgenommen hat, wird dadurch wieder erneuert, und zwar auf deren normalem Zustand.
  • Alternativ ist es, wie oben beschrieben wurde, auch möglich, daß der Umrichter 22 die Steuerung der MOS-Transistoren 220 durchführt, um eine synchrone Gleichrichtung zu erreichen, und zwar während dieses Batterieaufladebetriebes, um die Energieverluste dadurch zu reduzieren.
  • Während der nachfolgenden elektrischen Energieerzeugung steuert die Erregungstreiberschaltung 25 den Wert des Erregerstromes, der in die Erregerwicklung des Wechselstrommotors/Generators 21 fließt, und zwar in Einklang mit der Spannung der Batterie, z.B. durch variieren des Tastverhältnisses zum Steuern eines Schaltelements (in den Zeichnungen nicht gezeigt), und zwar in solcher Weise, um die Ausgangsspannung aus dem Umrichter 22 zu steuern, um die Batterie 3 auf einem geeigneten Ladewert zu halten. Solch ein Verfahren einer Steuerung ist gut bekannt.
  • Als ein Ergebnis der oben erläuterten Steuerung des Wechselstrommotor/Generator-Gerätes 2 wird dann, wenn die Temperatur des Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichters einen vorbestimmten Wert überschreitet, jegliche Ausführungsform der automatischen Maschinenstopoperation verhindert. Damit sind die Anforderungen nach einer Kühlung der MOS-Transistoren 220 wesentlich niedriger als dies beim Stand der Technik erforderlich ist, so daß das Wechselstrommotor/Generator-Gerät 2 kompakter und im Gewicht leichter ausgeführt werden kann.
  • Es wird nun die Betriebsweise dieser Ausführungsform weiter unten unter Hinweis auf 5 beschrieben, die die jeweiligen entsprechenden Zeitsteuerdiagramme für den Umrichterstrom darstellt (das heißt den Wert des Stromes, der von dem Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichter der Batterie 3 zugeführt wird) für die Umrichtertemperatur (das heißt dem Temperaturwert, der durch den Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt 1 in der oben beschriebenen Weise erhalten wird), und für die Fahrzeuggeschwindigkeit. In 5 wird die Fahrzeuggeschwindigkeit zu den Zeitpunkten t1 und t3 zu Null, während bei dem Zeitpunkt t1 die Umrichtertemperatur, die als T1 angezeigt ist, unterhalb des oben erwähnten Schwellenwertes (z.B. 110°C) liegt, so daß eine automatische Maschinenstopoperation zu diesem Zeitpunkt ausgeführt wird.
  • Nachfolgend dem Zeitpunkt t2 empfängt der Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt 1 Statusinformationen oder einen Befehl, der anzeigt, daß das Fahrzeug beginnt, sich zu bewegen, so daß eine Maschinenwiederstartoperation zu diesem Zeitpunkt durchgeführt wird. Auf Grund des großen Betrages an elektrischer Energie, die über den Umrichter bei der Maschinenwiederstartoperation zugeführt wird, steigt die Temperatur des Umrichters über den Schwellenwert zu dieser Zeit an und bleibt auch über dem Schwellenwert für eine gewisse Zeit danach, wobei sie dann allmählich abfällt, wie dies durch den Linienabschnitt T2 angezeigt ist.
  • Wenn nun eine andere automatische Maschinenstopoperation durchgeführt werden soll, und zwar bevor die Umrichtertemperatur den Schwellenwert erreicht hat, beispielsweise eine solche Operation zu dem Zeitpunkt t3 durchgeführt werden soll und auch ein Maschinenwiederstart kurz danach durchgeführt werden soll, so daß erneut ein hoher Betrag an elektrischer Energie über den Umrichter zugeführt werden würde, z.B. zu dem Zeitpunkt t4, dann würde, wie durch einen unterbrochenen Linienabschnitt der Umrichtertemperaturkennlinie gezeigt ist, die maximal zulässige Temperatur für die MOS-Transistoren 220 überschritten. Damit kann eine Beschädigung der MOS-Transistoren 220 wahrscheinlich auftreten. Jedoch in Verbindung mit der oben erläuterten Ausführungsform kann durch eine Verhinderung der Ausführung einer automatischen Maschinenstopoperation während die Umrichtertemperatur über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, solch eine Beschädigung vermieden werden.
  • 6 zeigt eine vereinfachte Querschnittsansicht eines Beispiels eines herkömmlichen Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichters, der in dem Wechselstrommotor/Generator-Gerät 2 verwendet werden könnte, und zwar in der gleichen Weise wie der Umrichter 22 der oben erläuterten Ausführungsform verwendet wird. Wie in 3 gezeigt ist, ist es entsprechend einem Vergleich mit dem Umrichter 22 der oben erläuterten Ausführungsform für den herkömmlichen Umrichter erforderlich, daß dieser mit einer Wärmesenke 223 und mit Kühlrippen 222 ausgestattet wird, was dann zu angenähert dem zweifachen Gewicht führen würde und auch angenähert das Zweifache des Volumens beanspruchen würde, als dasjenige, welches der Umrichter 22 benötigt.
  • Es sei darauf hingewiesen, daß das System-Blockdiagramm von 1 und das Flußdiagramm von 4 auch im folgenden bei der Beschreibung anderer Ausführungsformen verwendet wird, die sich von der ersten Ausführungsform lediglich in bezug auf die Art der Ableitung eines umrichtertemperatur-bezogenen Signals unterscheiden, welches in dem Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt 1 verwendet wird, um die Umrichtertemperatur bei dem Schritt S2 von 4 zu erhalten, z.B. indem die Funktion der Temperaturdetektorschaltung 27 durch einen Sensor durchgeführt wird, der zu dem Motor-Generator-Gerät 2 extern angeordnet ist.
  • Zweite Ausführungsform
  • Es wird nun im folgenden eine zweite Ausführungsform beschrieben. Bei der ersten Ausführungsform wird die Temperatur der MOS-Transistoren 220 direkt detektiert und wird als Grundlage für die Beurteilung verwendet, um die automatische Maschinenstopoperationsfunktion in Bereitschaft gesetzt werden soll. Wenn jedoch eine Luftkühlung zum Kühlen der MOS-Transistoren 220 verwendet wird, kann die Umgebungstemperatur des Umrichters als Beurteilungsparameter verwendet werden. Hier kennzeichnet die "Umgebungstemperatur" den Beurteilungsparameter. Hierbei kann auch die "Umgebungstemperatur" die tatsächliche Umgebungstemperatur des Umrichters kennzeichnen oder auch eine Temperatur, die auf die tatsächliche Umgebungstemperatur bezogen ist, wie beispielsweise die Atmosphärentemperatur oder die Maschinentemperatur. In diesem Fall sei auf das Flußdiagramm von 4 hingewiesen, bei dem bei dem Schritt S2 die Umgebungstemperatur detektiert wird und bei dem Schritt S3 eine Entscheidung getroffen wird, ob die Umgebungstemperatur einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Wenn dieser Schwellenwert überschritten wird, dann wird der Schritt S4 ausgeführt, um die Ausführung der automatischen Maschinenstopoperation zu verhindern.
  • Wenn solch ein Verfahren verwendet wird, kann dann, wenn das Fahrzeug in einer Bedingung oder Zustand betrieben wird, bei dem der Umrichter überhitzt werden kann (beispielsweise dann, wenn das Fahrzeug im Sommer gefahren wird, und zwar bei einem Verkehrsstau), sichergestellt werden, daß eine automatische Maschinenstopoperation durchgeführt wird, und daß die Halbleiterschalterelemente des Umrichters nicht beschädigt werden, und zwar als ein Ergebnis der Überhitzung bei einer nachfolgenden Maschinenwiederstartoperation oder beim Batterieaufladen, was unmittelbar nachfolgend der Maschinenwiederstartoperation durchgeführt wird. Somit kann der Umrichter auch in der Größe kompakt ausgeführt werden.
  • Im allgemeinen wird die Atmosphärentemperatur als gewöhnlicher Steuerparameter eines Fahrzeugs gemessen, so daß es nicht erforderlich ist, einen zusätzlichen Temperatursensor vorzusehen, wenn die Atmosphärentemperatur durch den Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt 1 dazu verwendet wird, um die Umgebungstemperatur des Umrichters einzuschätzen.
  • Alternativ wäre aus möglich, eine Geschichte der Werte des Stromflusses des Umrichters 22 aufzuzeichnen, bis hin zu dem momentanen Zeitpunkt, und diese Aufzeichnung dann dazu zu verwenden, um die Umrichtertemperatur zum gegenwärtigen Zeitpunkt einzuschätzen. Das kann mit Hilfe von Berechnungsverfahren ausgeführt werden. In diesem Fall wird dann eine Entscheidung getroffen, ob die automatische Maschinenstopoperation freigegeben oder verhindert werden soll, und zwar abhängig davon, ob die Temperatur, die auf diese Weise eingeschätzt wird, einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.
  • Dritte Ausführungsfom
  • Als eine weitere Alternative zum direkten Detektieren der Temperatur der Halbleiterschalterelemente des Umrichters durch Verwenden von einem oder von mehreren Temperatursensoren, die mit dem jeweiligen Schalterelement integriert ausgeführt sind, und Verwenden der detektierten Temperatur als Beurteilungsparameter zum Bestimmen, ob die automatische Maschinenstopoperation freigegeben werden soll, wie dies anhand des ersten Ausführungsbeispiels oben beschrieben wurde, ist es auch möglich, einen Temperatursensor zu verwenden, der benachbart zu und auf dem gleichen Substrat wie die MOS-Transistoren 220 montiert ist. Dies ist in 7 veranschaulicht, in der ein Temperatursensorelement 371 aus einem Material wie beispielsweise Keramik gebildet ist, und auf der Schaltungsplatine 221 montiert ist, auf welcher jeder der MOS-Transistoren 220 montiert ist, um auf diese Weise die Temperatur der MOS-Transistoren 220 zu detektieren.
  • Als eine Alternative für eine direkte Verwendung des Temperaturwertes, der mit Hilfe des Temperatursensorelements 371 detektiert wird, wäre es möglich, daß der Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt 1 diesen detektierten Temperaturwert in Verwindung mit Schwankungen in diesem detektierten Temperaturwert verwendet, um in exakterer Weise die momentane Temperatur der MOS-Transistoren 220 zu berechnen.
  • Als eine weitere alternative Konfiguration (siehe hierzu die 3 oder 7) kann das Temperatursensorelement 371 fest an der Wärmesenke 223 angebracht werden und mit einer Fläche ausgestattet werden, die mit einem elektrisch isolierenden Material beschichtet ist, wie beispielsweise mit synthetischem Harz, und welches in dichter Berührung mit einem Aluminiumteil befestigt ist (in den Zeichnungen nicht gezeigt), welches in engem Kontakt mit der Oberfläche der Wärmesenke 223 angebracht ist. Auf diese Weise kann die Wärme von den MOS-Transistoren 220 auf die Wärmesenke 223 übertragen werden und damit auch über das Aluminiumteil zu dem Temperatursensorelement 371.
  • Wenn das Temperatursensorelement 371 auf der Schaltungsplatine 221 montiert ist, wie dies in 7 gezeigt ist, kann der Sensor dicht bei den MOS-Transistoren 220 gelegen sein, so daß die Temperatur dieser Transistoren mit einem relativ hohen Grad an Genauigkeit erhalten werden kann. Darüber hinaus kann auch eine Temperaturdetektorschaltung zum Verstärken und zum Einstellen des Ausgangssignals des Temperatursensorelements 371 auf der Schaltungsplatine 221 montiert sein, so daß die Verdrahtungsanordnung vereinfacht werden kann. Ferner kann die Temperatur der MOS-Transistoren 220 als ein Temperaturwert erhalten werden, der durch das Temperatursensorelement 371 detektiert wird, und zwar inkrementiert um einen vorbestimmten Betrag.
  • Als weitere Alternative ist es möglich, die Temperatur von Busstäben zu detektieren, auf denen die MOS-Transistoren 220 montiert sind, oder die Temperatur der Luft zu detektieren, die an der Wärmesenke 223 vorbei strömt, oder die Temperatur der Luft zu detektieren, die von den Kühlrippen 222 her strömt, um ein umrichtertemperatur-bezogenes Signal zu erhalten.
  • Was immer für eine Alternative realisiert wird, so wird in jedem Fall das umrichtertemperatur-bezogene Signal durch den Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt 1 direkt oder in einer berechneten Form verwendet, um einen Wert der Temperatur der MOS-Transistoren 220 zu erhalten, der mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen wird, wobei das Ergebnis dieses Vergleichs als eine Grundlage dazu verwendet wird, um zu beurteilen, ob die Ausführung der automatischen Maschinenstopoperation freigegeben werden soll, wie dies oben unter Hinweis auf das Flußdiagramm von 4 beschrieben ist.
  • Vierte Ausführungsform
  • Es wird nun im folgenden eine vierte Ausführungsform beschrieben. Bei der zweiten und der dritten Ausführungsform, die oben beschrieben sind, wird eine Luftkühlung zum Kühlen der Halbleiterschalterelemente verwendet, jedoch wird gemäß der vierten Ausführungsform das Maschinenkühlwasser (das heißt, welches durch den Radiator des Fahrzeugs gekühlt wird) für diesen Zweck verwendet. Es sei darauf hingewiesen, daß der Ausdruck "Kühlwasser" hier in einem allgemeinen Sinn verwendet wird, um jeglichen Typ eines Flüssigkeitskühlmittels zu kennzeichnen.
  • Als eine alternative Form der vierten Ausführungsform wird dann, wenn das Kühlwasser ausschließlich zum Kühlen der Halbleiterschalterelemente des Umrichters zugeführt wird, ein Temperatursensor vorgesehen, durch den die Temperatur dieses Kühlwassers detektiert wird, um das invertertemperatur-bezogene Signal zu erhalten.
  • Bei der vierten Ausführungsform wird gemäß dem Flußdiagramm von 4 bei dem Schritt S2 die Kühlwassertemperatur detektiert und wird dem Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt 1 als umrichtertemperatur-bezogenes Signal zugeführt. Somit wird bei dem Schritt S3 ein Temperaturwert, der basierend auf der Kühlwassertemperatur erhalten wird (oder der Kühlwassertemperatur selbst) mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen, wobei das Ergebnis dieser Beurteilung bestimmt, ob eine automatische Maschinenstopoperation verhindert werden soll, das heißt ob der Schritt S4 oder S5 dann ausgeführt wird. Auf die gleiche Weise wie bei der zweiten Ausführungsform ist diese Ausführungsform vorteilhaft, wenn das Fahrzeug unter entgegengesetzten Bedingungen gefahren wird, so daß der Umrichter unmittelbar überhitzt werden kann. Das heißt mit anderen Worten, es kann sichergestellt werden, daß die MOS-Transistoren 220 nicht auf Grund hoher Werte des Stromflusses beschädigt werden, und zwar während eines Maschinenwiederstartbetriebes, der auf die automatische Maschinenstopoperation folgt, wenn diese automatische Maschinenstopoperation durchgeführt werden soll, während die Umrichtertemperatur auf einem hohen Wert liegt.
  • Diese Ausführungsform hat den weiteren Vorteil, daß dann, wenn das Maschinenkühlwasser zum Kühlen der MOS-Transistoren 220 verwendet wird, es nicht erforderlich ist, einen zusätzlichen Temperatursensor vorzusehen, da die Maschinenkühlwassertemperatur als ein Standardparameter für die Fahrzeugsteuerung detektiert wird, so daß im allgemeinen ein Wassertemperatursignal verfügbar ist, und zwar für die Verwendung als umrichtertemperatur-bezogenes Signal.
  • Modifizierte Konfiguration
  • Um die Genauigkeit der Ableitung der tatsächlichen Temperatur der MOS-Transistoren 220 zu erhöhen, wenn eine Luftkühlung verwendet wird und die Umgebungstemperatur detektiert wird, oder das Kühlwasser verwendet wird und die Kühlwassertemperatur detektiert wird, kann eine Geschichte der Werte des Stromflusses des Umrichters 22 bis hin zum gegenwärtigen Zeitpunkt aufgezeichnet werden. In diesem Fall kann die Geschichte der Umrichterstromwerte mit den detektierten Temperaturinformationen kombiniert werden, z.B. durch Berechnung unter Verwendung eines vorbestimmten Algorithmus, um in exakterer Weise die Umrichtertemperatur einzuschätzen. Die Werte des Stromflusses des Umrichters können direkt dadurch erhalten werden, indem ein Stromsensor verwendet wird, oder durch Schätzung basierend auf solchen Faktoren wie der Maschinendrehzahl, der Batteriespannung, der Motor-Generator-Spannung oder dem zuvor angesprochenen Tastverhältnis, welches durch Erregen der Treiberschaltung 25 angewendet wird.
  • Es ist auch möglich, die Zeit zu verwenden, die von der allerletzten Maschinenwiederstartoperation verstrichen ist, und zwar als Beurteilungsparameter. Diese verstrichene Zeit kann von dem Startzeitpunkt an gemessen werden oder von dem Endzeitpunkt des Maschinenwiederstarts an gemessen werden. Spezifischer ausgedrückt, erreicht die Temperatur der MOS-Transistoren 220 ihre höchsten Werte, wenn das Fahrzeug unter einer Bedingung betrieben wird, bei der die Lufttemperatur (und damit die Umgebungstemperatur der MOS-Transistoren 220) hoch ist, und bei der die Maschinenwiederstartoperationen häufig durchgeführt werden müssen. Ferner tritt die Maximaltemperatur der MOS-Transistoren 220 dann auf, wenn ein Maschinenwiederstart durchgeführt wird, und fällt dann allmählich ab. Diese Tatsachen können dazu verwendet werden, um eine alternative Form der dritten Ausführungsform in der folgenden Weise zu konfigurieren. Der Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt 1 führt eine Steuerung in solcher Weise durch, daß dann, wenn die Umgebungstemperatur einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, jegliche automatische Maschinenstopoperation verhindert wird, und zwar bis zu einem vorbestimmten Warteintervall Δt, der dann verstrichen ist, und zwar seit der allerletzten Maschinenwiederstartoperation, z.B. seit dem Ende dieser Maschinenwiederstartoperation. Auf diese Weise wird es möglich, die Vorteile zu erzielen, die weiter oben in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschrieben wurden, wobei ein Überhitzen der MOS-Transistoren 220 verhindert wird, während der Umrichter 22 kompakt in der Größe ausgeführt werden kann, und zwar ohne die Notwendigkeit, einen oder mehrere Temperatursensoren verwenden zu müssen, um die Temperatur der MOS-Transistoren 220 direkt zu detektieren.
  • Ein Flußdiagramm einer Steuerroutine, die periodisch durch den Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt 1 ausgeführt wird, und zwar im Falle solch einer alternativen Konfiguration, ist in 14 gezeigt. Hierbei wird die Umgebungstemperatur des Umrichters bei dem Schritt S2 erhalten (wobei in der oben beschriebenen Weise die Umgebungstemperatur bzw. der Umgebungstemperaturwert aus einem Lufttemperaturwert bestehen kann, der als ein Standard-Steuerparameter detektiert wird) und wird mit einem Schwellenwert bei dem Schritt S3 verglichen. Wenn der Schwellenwert nicht überschritten wird, dann wird bei dem Schritt SS ein Maschinenstop durchgeführt, während jedoch im anderen Fall eine Entscheidung getroffen wird, ob der zuvor erwähnte Warteintervall Δt seit dem Ende der allerletzten Maschinenwiederstartoperation verstrichen ist. Wenn dieser verstrichen ist, wird die Maschinenstopoperation ausgeführt, während jedoch im anderen Fall die Maschinenstopoperation verhindert wird.
  • Als eine abgewandelte Ausführung der oben erläuterten Konstruktion kann der Warteintervall Δt in Einklang mit der Umgebungstemperatur eingestellt werden, das heißt dann, wenn die Umgebungstemperatur hoch ist, kann die Dauer von Δt erhöht werden. Auf diese Weise kann ein wirksamerer Schutz gegenüber den Wirkungen eines Temperaturanstiegs der MOS-Transistoren 220 erhalten werden, der sich als ein Ergebnis der hohen Werte des Stromflusses einstellt, und zwar während des allerletzten Ma schinenwiederstartbetriebes und während der Erzeugung von elektrischer Energie (unmittelbar nachfolgend der Maschinenwiederstartoperation) zum wieder Aufladen der Batterie. Umgekehrt, wenn die Umgebungstemperatur niedrig ist, kann die Dauer von Δt verkürzt werden.
  • Fünfte Ausführungsform
  • Es wird nun eine fünfte Ausführungsform unter Hinweis auf die Querschnittsdarstellung von 9 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform sind die Komponenten des Umrichters 22 fest an dem Wechselstrommotor/Generator 21 angebracht. Der Wechselstrommotor/Generator 21, der in 9 gezeigt ist, besteht aus einem üblichen Typ einer Synchronmaschine mit einem Stator 210, der fest an einer Antriebswelle angebracht ist, die drehbar innerhalb des Gehäuses 214 gehaltert wird. Mit 211 ist eine Statorwicklung des Stators 210 bezeichnet und 212 bezeichnet einer Erregerwicklung, die an dem Rotor 213 ausgebildet ist. Mit 216 ist ein Zentrifugallüfter bezeichnet, der an einem Ende des Rotors 213 montiert ist, und 215 bezeichnet eine Riemenscheibe, die fest an dem Frontende der Antriebswelle angebracht ist.
  • Der Umrichter 22 ist fest an einer rückwärtigen Endwand des Gehäuses 214 angebracht. Bei diesem Beispiel ist der Umrichter 22 aus einer scheibenförmigen Wärmesenke 223, den MOS-Transistoren 220, die fest direkt an der Wärmesenke 223 montiert sind, und einer Schaltungsplatine 325 gebildet, die eine aufgedruckte Verdrahtungsschicht aufweist, die fest an der Wärmesenke 223 angebracht ist. Ein Steuer-IC (integrierte Schaltung) 226 und ein Temperatursensorelement 371 (bei diesem Beispiel ein Thyristor) sind an der Schaltungsplatine 325 montiert. Der Steuer-IC 226 dient dazu, die MOS-Transistoren 220 zu steuern, um ein Temperaturdetektionsausgangssignal einzustellen, welches durch das Temperatursensorelement 371 erzeugt wird, das heißt Funktionen der Elektrizitätserzeugungssteuerschaltung 24 und der Gate-Treiberschaltung 23 des Wechselstrommotor/Generator-Gerätes 2, welches in 1 gezeigt ist, durchzuführen. Mit 224 ist ein Randabschnitt bezeichnet, der um den gesamten äußeren Umfang der Wärmesenke 223 angebracht ist, und 227 bezeichnet einen Randabschnitt, der um den gesamten Innenumfang der Wärmesenke 223 angebracht ist. Die Wärmesenke 223 ist an dem Gehäuse 214 durch den Randabschnitt 224 angebracht, und zwar an der Innenseite der rückwärtigen Endwand des Gehäuses 214. Eine konkave ringförmige Zone, die zwischen der Wärmesenke 223 und den Randabschnitten 224 und 227 ausgebildet ist, ist mit eingespritztem synthetischem Harzmaterial 228 gefüllt. Dieses Material 228 dient zur Abdichtung der MOS-Transistoren 220, des Steuer-IC 226 und des Temperatursensorelements 371 innerhalb dieser konkaven Zone.
  • Ein Abdeckteil 229, welches aus einem synthetischen Harzmaterial hergestellt ist, ist fest an dem Randabschnitt 224 angebracht, so daß es die Wärmesenke 223 abdeckt. Der Lüfter 216 richtet einen Strom an Kühlluft von den Lufteinlaßöffnungen 2291 aus, die in dem Abdeckteil 229 ausgebildet sind, in das Innere des Abdeckteiles 229. Diese Kühlluftströmung kühlt die Wärmesenke 223 und verläuft auch in das Innere des Gehäuses 214, um dadurch die Statorwicklung 211 und die Rotorwicklung 212 zu steuern, und verläßt dann das Gehäuse 214.
  • 10 veranschaulicht die Konstruktion des Umrichters 22 von 9, wenn dieser von dem Wechselstrommotor/Generator 21 getrennt ist. Das synthetische Harzmaterial 228 und der Steuer-IC 226 sind aus der Zeichnung weggelassen.
  • Mit solch einer Konfiguration wird das Temperatursensorelement 371, welches auf der Schaltungsplatine 325 montiert ist, dicht benachbart der Wärmesenke 223 plaziert, und zwar getrennt von der Wärmesenke 223 durch die Schaltungsplatine 235. Die Wärmesenke 223 enthält darauf montierte MOS-Transistoren 220, so daß das Temperatursensorelement 371 effektiv die Temperatur der MOS-Transistoren 220 detektieren kann. Da die sechs MOS-Transistoren 220 wechselseitig thermisch gekoppelt sind, indem sie nämlich an der gleichen Wärmesenke 223 montiert sind, und da die Wärmesenke 223 einen hohen thermischen Übertragungswirkungsgrad besitzt, können bei solch einer Konfiguration alle MOS-Transistoren 220 gekühlt werden, und zwar auf im wesentlichen die gleiche Temperatur. Das Temperatursensorelement 371 ist fest an der Schaltungsplatine 325 angebracht, die aus einem keramischen Substrat gebildet ist, wel ches mit Hilfe eines Klebematerials angebracht ist, und zwar beispielsweise an der Wärmesenke 223. Damit erreicht das Temperatursensorelement 371 im wesentlichen die gleich Temperatur wie die Wärmesenke 223 und kann in exakter Weise die Temperatur der MOS-Transistoren 220 detektieren.
  • Es ist bei solch einer Konfiguration nicht möglich, in zuverlässiger Weise die höchste Temperatur zu detektieren, die durch die MOS-Transistoren 220 erreicht wird, wie dies jedoch bei der Konfiguration der ersten Ausführungsform möglich ist, die in 1 gezeigt ist, bei der ein Temperatursensorelement 271 mit einem der MOS-Transistoren 220 integriert ist oder direkt auf einem der MOS-Transistoren 220 montiert ist. Bei der in den 8 und 10 gezeigten Konfiguration ist die Temperatur, die durch das Temperatursensorelement 371 detektiert wird, im wesentlichen gleich der mittleren Temperatur, die durch die MOS-Transistoren 220 erreicht wird. Da jedoch in der oben beschriebenen Weise jeder der MOS-Transistoren 220 angenähert die gleiche Temperatur erreicht, kann eine zufriedenstellende Qualität dadurch erreicht werden, indem die Temperatur verwendet wird, die mit Hilfe des Temperatursensorelements 371 detektiert wird, und zwar für einen Vergleich mit einem vorbestimmten Schwellenwert zum Zwecke der Beurteilung, ob die automatische Maschinenstopoperation verhindert werden soll, solange als die Wirkungen der Herstellungsvariationen zwischen den MOS-Transistoren 220 in Betracht gezogen werden oder mit einkalkuliert werden, wenn der Schwellenwert festgelegt wird. Solch eine Anordnung bietet den Vorteil, daß die Temperaturdetektion unter Verwendung einer einfachen Konfiguration durchgeführt werden kann.
  • Die in 9 gezeigte Konfiguration kann so modifiziert werden, wie dies durch die Querschnittsansicht von 11 veranschaulicht ist. In diesem Fall ist ein Aluminiumteil 400 in engem Kontakt mit der Oberfläche des Randabschnitts 227 angeordnet (der um den gesamten Innenumfang der Wärmesenke 223 angebracht ist, wie dies weiter oben beschrieben ist und auch in 10 veranschaulicht ist) und steht auch in engem Kontakt mit der Oberfläche eines geformten synthetischen Harzmaterials, in welches der Temperatursensor bzw. -element 371 eingepackt oder eingebettet ist. Wenn die MOS-Transistoren 220 Wärme erzeugen und die Wärme entsprechend ansteigt, wird die Wärme sehr schnell durch die Wärmesenke 223, das Aluminiumteil 400 und den Randabschnitt 227 zu dem Temperatursensorelement 371 übertragen, so daß der Anstieg der Temperatur der MOS-Transistoren 220 unmittelbar durch das Temperatursensorelement 371 detektiert werden kann.
  • Sechste Ausführungsform
  • In Verbindung mit den oben erläuterten Ausführungsformen wird die Ausführung der automatischen Maschinenstopoperation verhindert, wenn die Temperatur der MOS-Transistoren 220 des Umrichters 22 einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, um dadurch eine übermäßige Temperaturerhöhung der MOS-Transistoren 220 zu verhindern, wenn ein Maschinenwiederstart durchgeführt ist, kurz nachdem eine automatische Maschinenstopoperation aufgetreten ist. Es kann jedoch in einigen Fällen, wenn eine automatische Maschinenstopoperation zu einem Zeitpunkt durchgeführt wird, bei dem die Fahrzeugmaschine unter einem hohen Wert einer Last betrieben wurde, da die Strömung der Kühlluft in den Maschinenraum aufhören kann oder reduziert werden kann, wenn die Maschine angehalten wird, die Temperatur innerhalb des Maschinenraumes wesentlich ansteigen, und zwar auf Grund der Wärme, die von der Maschine abgegeben wird. Als ein Ergebnis wird es, nachdem eine automatische Maschinenstopoperation durchgeführt worden ist (das heißt zu einem Zeitpunkt, wenn die Umrichtertemperatur so eingeschätzt wird, daß sie oberhalb des Schwellenwertes liegt, möglich, daß die maximal zulässige Temperatur der Umrichter überschritten wird, wenn ein Maschinenwiederstart durchgeführt wird.
  • Jedoch ist bei einer sechsten Ausführungsform, die in Form eines allgemeinen Systemblockdiagramms in 8 gezeigt ist, ein herkömmlicher Typ eines Maschinenanlassermotors 300 (das heißt ein Gleichstrommotor) an dem Fahrzeug installiert, und ist mit der Maschine 100 des Fahrzeugs gekuppelt und kann zum Starten der Maschine 100 gesteuert werden. Wenn bei dieser Ausführungsform ein Maschinenwiederstart durchgeführt werden soll, und zwar nachfolgend einer automatischen Maschinenstop operation, beurteilt der Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt 1, ob die Umrichtertemperatur zu diesem Zeitpunkt den Schwellenwert überschreitet. Wenn festgestellt wird, daß der Schwellenwert überschritten wird, führt der Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt 1 anstelle der Verwendung des Wechselstrommotors/Generators zum wieder Starten der Maschine eine Steuerung durch, wodurch der Anlassermotor 300 mit der Versorgungsgleichspannung von der Batterie 3 versorgt wird, um die Maschine 100 zu starten.
  • Wenn auf diese Weise der zuvor erläuterte nachteilige Betriebszustand des Fahrzeugs auftreten sollte (das heißt die Fahrzeugmaschine wird zu einem Zeitpunkt angehalten, wenn die Maschine unter einer hohen Lastbedingung betrieben worden ist), wird sichergestellt, daß keine Beschädigung der MOS-Transistoren 220 auf Grund der Wärme auftritt, die als Ergebnis der Durchführung einer Maschinenwiederstartoperation erzeugt wird, und zwar unter Verwendung des Umrichters 22, um den Wechselstrommotor/Generator 21 anzutreiben.
  • 12 zeigt ein Flußdiagramm, welches eine Steuerroutine wiedergibt, die periodisch durch den Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt 1 dieser Ausführungsform ausgeführt wird, um die Wirkungen zu erreichen, die in Verbindung mit dieser Ausführungsform weiter oben beschrieben sind.
  • Siebte Ausführungsform
  • Bei den oben erläuterten Ausführungsformen wird ein Schutz gegen eine Überhitzung der MOS-Transistoren 220 des Umrichters 22 erreicht, und zwar auf Grund des hohen Wertes der elektrischen Energie, die dann zugeführt werden muß, wenn ein Maschinenwiederstart durchgeführt wird, und zwar nachfolgend einer automatischen Maschinenstopoperation, das heißt wenn der Umrichter 22 Wechselstromenergie zu dem Wechselstrommotor/Generator 21 zuführt. Es ist jedoch möglich. daß die Überhitzung der MOS-Transistoren 220 als ein Ergebnis der Gleichrichtung auftreten kann, die während des normalen elektrischen Energieerzeugungsbetriebes unter gewissen Umständen auftritt, wie beispielsweise dann, wenn ein ungenügender Luftstrom zum Kühlen der MOS-Transistoren 220 auftritt. Bei der siebten Ausführungsform wird das Problem einer Überhitzung, die während der normalen elektrischen Energieerzeugung auftritt, gemindert oder beseitigt, und zwar durch Steuerung der MOS-Transistoren 220, um eine Synchron-Gleichrichtung durchzuführen, anstatt der Verwendung der parasitären Junction-Dioden, wie dies oben beschrieben wurde, um auf diese Weise den Betrag der Widerstandsverluste zu reduzieren, die in den MOS-Transistoren 220 auftreten. Da die Art der Ausführung solch einer Synchron-Gleichrichtung unter Verwendung eines Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichters, wie dem Umrichter 22, gut bekannt ist, wird eine detaillierte Beschreibung hier weggelassen.
  • Zusätzlich wird bei der siebten Ausführungsform ein Überhitzen der MOS-Transistoren 220 während des normalen elektrischen Energieerzeugungsbetriebes auch dadurch verhindert, indem der Temperaturwert überwacht wird, der durch einen Sensor, wie beispielsweise den Temperatursensor 271 oder 371, detektiert wird, die oben beschrieben wurden, und indem der Wert des Feldstromes gesteuert wird, der in der Rotorwicklung des Wechselstrommotors/Generators in Einklang mit dem detektierten Temperaturwert fließt. Das heißt mit anderen Worten, der Wert des Feldstromes wird unterbrochen oder wird reduziert, wenn die detektierte Temperatur einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, der als zweiter Schwellenwert bezeichnet wird (im Gegensatz zu dem ersten Schwellenwert, der als eine Grundlage für die Beurteilung verwendet wird, ob die Ausführung einer automatischen Maschinenstopoperation verhindert werden soll, und der in typischerweise bei 110°C liegen kann, wie dies weiter oben in Verbindung mit den vorangegangenen Ausführungsformen beschrieben ist). Der zweite Schwellenwert wird höher oder größer gewählt als der erste Schwellenwert und kann typischerweise auf 130°C eingestellt werden.
  • Bei der siebten Ausführungsform können, wie in dem allgemeinen System-Blockschaltbild von 15 gezeigt ist, Befehle von dem Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt 1 zu der Erregertreiberschaltung 25 des Wechselstrommotor/Generator-Gerätes 2 übertragen werden, und zwar über eine Verbindungslei tung 110, um zu bestimmen, ob der Feldstrom des Wechselstrommotors/Generators 21 um 50% reduziert werden soll oder nicht.
  • Auf diese Weise kann sichergestellt werden, daß eine Beschädigung oder Zerstörung der MOS-Transistoren 220 auf Grund einer Überhitzung während des elektrischen Energieerzeugungsbetriebes vermieden wird.
  • 13 zeigt ein Flußdiagramm einer Steuerroutine, die periodisch durch den Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt 1 der siebten Ausführungsform ausgeführt wird, um die Wirkungen zu erzielen, die oben beschrieben sind.
  • Es sei darauf hingewiesen, daß, obwohl die Erfindung in Verbindung mit den obigen spezifischen Ausführungsformen beschrieben wurde, vielfältige Abwandlungen bei diesen Ausführungsformen ins Auge gefaßt werden können und auch vielfältige andere Kombinationen von Merkmalen möglich sind, die in Verbindung mit den jeweiligen Ausführungsformen beschrieben wurden, die jedoch alle in den Rahmen fallen, wie er durch die anhängenden Ansprüche festgehalten ist.

Claims (13)

  1. Automatisches Leerlaufstop-Steuergerät für eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, mit: einem Wechselstrommotor/Generator, der so betreibbar ist, um eine Bewegungsenergie an die Maschine anzulegen und um von der Maschine angetrieben zu werden, um eine Wechselstromversorgungsspannung zu erzeugen, einem Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichter mit einer Vielzahl von Halbleiterschalterelementen, die so betreibbar sind, um eine Gleichspannung einer Batterie in eine Wechselstromversorgungsspannung zum Antreiben des Wechselstrommotors/Generators umzuwandeln, und zwar während einer Maschinenwiederstartoperation, und um die Wechselstromversorgungsspannung, die durch den Wechselstrommotor/Generator erzeugt wird, in eine Gleichstromversorgungsspannung zum Aufladen der Batterie während einer Batterieladeoperation umzuwandeln, und einem Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt, der auf Fahrzeugstatusinformationen anspricht, die diesem zugeführt werden, um eine automatische Maschinenstopoperation durchzuführen, bei der die Maschine angehalten wird, und um nachfolgend den Umrichter zu steuern, um den Wechselstrommotor/Generator zum wieder Starten der Maschine anzutreiben; bei dem das Gerät ferner einen Umrichtertemperatur-Detektionsabschnitt aufweist, um ein umrichtertemperatur-bezogenes Signal abzuleiten, welches eine Temperatur der Halbleiterschalterelemente betrifft, und der Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt einen Temperaturwert der Halbleiterschalterelemente basierend auf dem Umrichtertemperatur-bezoge nen Signal erhält und eine jeweilige Beurteilungsoperation durchführt, ob die erhaltene Temperatur einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, und um die Ausführung der automatischen Maschinenstopoperation zu verhindern, wenn beurteilt wird, daß der Schwellenwert überschritten wird.
  2. Automatisches Leerlaufstop-Steuergerät nach Anspruch 1, bei dem die Halbleiterschalterelemente MOS-Transistoren (Metalloxidhalbleiter) aufweisen, von denen jeder eine parasitäre Junction-Diode zwischen der Drain- und Sourceelektrode aufweist, wobei die parasitären Junction-Dioden dazu verwendet werden, um eine Vollwellengleichrichtung der Wechselstromversorgungsspannung von dem Wechselstrommotor/Generator durchzuführen, und bei dem der Schwellenwert der Temperatur in solcher Weise bestimmt wird, daß die Temperatur der MOS-Transistoren eine vorbestimmte maximal zulässige Temperatur nicht überschreitet, wenn die Maschinenwiederstartoperation nachfolgend der automatischen Maschinenstopoperation durchgeführt wird, und der maximal zulässige Temperaturwert nicht überschritten wird, wenn die Batterieladoperation nachfolgend der Maschinenwiederstartoperation durchgeführt wird.
  3. Automatisches Leerlaufstop-Steuergerät nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Umrichtertemperatur-Detektionsabschnitt eine oder eine Vielzahl von Halbleitertemperatur-Detektionsschaltungen umfaßt, wobei jede dieser Schaltungen ein Temperatursensorelement enthält und jedes Element zusammenhängend mit einem entsprechenden einen der Halbleiterschalterelemente ausgebildet ist.
  4. Automatisches Leerlaufstop-Steuergerät nach Anspruch 1, bei dem das umrichtertemperatur-bezogene Signal basierend auf wenigstens einem eines Satzes von Parametern ableitbar ist, welche eine Umgebungstemperatur des Wechsel strom/Gleichstrom-Leistungsumrichters, eine Umgebungstemperatur des Fahrzeugs und eine Temperatur des Kühlwassers der Maschine enthalten.
  5. Automatisches Leerlaufstop-Steuergerät nach Anspruch 1, mit einer Luftkühleinrichtung zum Kühlen des Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichters durch Luft.
  6. Automatisches Leerlaufstop-Steuergerät nach Anspruch 1, mit einer Wasserkühleinrichtung zum Kühlen des Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichters durch einen Fluß des Maschinenkühlwassers, und bei dem der Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt die Ausführung der automatischen Maschinenstopoperation verhindert, wenn eine Temperatur des Maschinenkühlwassers einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.
  7. Automatisches Leerlaufstop-Steuergerät nach Anspruch 1, bei dem die Halbleiterschalterelemente auf einer Schaltungsplatine montiert sind, wobei der Umrichtertemperatur-Detektionsabschnitt ein Temperatursensorelement enthält, welches auf der Schaltungsplatine montiert ist.
  8. Automatisches Leerlaufstop-Steuergerät nach Anspruch 1, bei dem die Halbleiterschalterelemente in engem Kontakt mit einer Wärmesenke positioniert sind, die eine Absorption der Wärme bewirkt oder eine Wärmeübertragung bewirkt, und bei dem der Invertertemperatur-Detektionsabschnitt ein Temperatursensorelement aufweist, welches in engem Kontakt mit der Wärmesenke angeordnet ist.
  9. Automatisches Leerlaufstop-Steuergerät nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, bei dem der Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichter fest an einem Gehäuse des Wechselstrommotors/Generators angebracht ist.
  10. Automatisches Leerlaufstop-Steuergerät nach Anspruch 1, bei welchem der Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt beurteilt, ob die basierend auf dem umrichtertemperatur-bezogenen Signal erhaltene Temperatur einen ersten vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, nachdem die Maschinenwiederstartoperation nachfolgend der Ausführung einer automatischen Maschinenstopoperation ausgeführt worden ist, und eine Ausführung der automatischen Maschinenstopoperation verhindert, wenn beurteilt wird, daß der erste Schwellenwert überschritten wird, und beurteilt, ob die basierend auf dem umrichtertemperatur-bezogenen Signal erhaltene Temperatur einen zweiten vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, der höher liegt als der erste Schwellenwert, wenn die Batterieladeoperation durchgeführt wird, nachdem die Maschinenwiederstartoperation durchgeführt worden ist, und den Wert des Batterieladestromes begrenzt, indem eine Begrenzung der elektrischen Energieerzeugung durch den Wechselstrommotor/Generator durchgeführt wird, wenn beurteilt wird, daß der zweite Schwellenwert überschritten wird.
  11. Automatisches Leerlaufstop-Steuergerät nach Anspruch 1, mit einem Gleichstromanlassermotor, der zum Starten der Maschine betreibbar ist, wobei dann, wenn ein wieder Starten der Maschine durchgeführt wird, und zwar nachfolgend der Ausführung der automatischen Maschinenstopoperation, der Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt beurteilt. ob die durch den Temperaturdetektionsabschnitt des Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichters detektierte Temperatur einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, und eine Steuerung anwendet, um den Gleichstromanlassermotor anzutreiben, um den Wiederstartvorgang auszuführen, wenn beurteilt wurde, daß der Schwellenwert überschritten worden ist.
  12. Automatisches Leerlaufstop-Steuergerät nach Anspruch 1, bei dem die Halbleiterschalterelemente jeweilige MOS-Transistoren (Metalloxidhalbleiter) aufweisen, und bei dem der Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt eine Schaltersteuerung bei den MOS-Transistoren durchführt, um eine Synchron-Gleichrichtung der Wechselstromenergie durchzuführen, die durch den Wechselstrommotor/Generator während des Elektrizitätserzeugungsbetriebes des Wechselstrommotors/Generators erzeugt wird, und bei dem der Schwellenwert in solcher Weise ausgewählt ist, daß eine vorbestimmte maximale zulässige Temperatur der MOS-Transistoren nicht überschritten wird, wenn die Maschinenwiederstartoperation nachfolgend einer automatischen Maschinenstopoperation durchgeführt wird, und dieser Schwellenwert nicht überschritten wird, wenn die Batterieladeoperation nachfolgend der Maschinenwiederstartoperation durchgeführt wird.
  13. Automatisches Leerlaufstop-Steuergerät nach Anspruch 1, bei dem das umrichtertemperatur-bezogene Signal basierend auf wenigstens einem eines Satzes von Parametern abgeleitet ist, die eine Umgebungstemperatur des Wechselstrom/Gleichstrom-Leistungsumrichters und eine Umgebungslufttemperatur des Fahrzeugs enthalten, und wobei der Brennstoff-Wirtschaftlichkeitsbetriebs-Steuerabschnitt wiederholt eine Operationssequenz gemäß Beurteilungen durchführt, ob die Temperatur, die basierend auf dem umrichtertemperatur-bezogenen Signal erhalten wurde, einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, wobei dann, wenn beurteilt wird, daß der Schwellenwert überschritten wird, beurteilt wird, ob ein vorbestimmter Warteintervall verstrichen ist, und zwar nachfolgend der allerletzten Ausführung der Maschinenwiederstartoperation, und dann, wenn beurteilt wird, daß der Warteintervall noch nicht verstrichen ist, die Ausführung einer automatischen Maschinenstopoperation verhindert wird.
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