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TECHNISCHES FACHGEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugsteuervorrichtung, insbesondere eine Fahrzeugsteuervorrichtung, die in einem Fahrzeug montiert ist, das eine Vielzahl von Sekundärzellen umfasst.
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STAND DER TECHNIK
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Bisher ist ein Fahrzeugstromversorgungssystem bekannt, das eine Vielzahl von Sekundärzellen umfasst, die eine erste Batterie und eine zweite Batterie, die einen kleineren Innenwiderstand als die erste Batterie aufweist, umfasst, und das einen Anlasser nur mit elektrischem Strom, der von der ersten Batterie zugeführt wird, antreibt, wenn ein Motor gestartet wird (z.B.
JP 2010 - 207 061 A (siehe Patentdokument 1)).
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In den vergangenen Jahren ist ein ISG (integrierter Starter-Generator)-Motor, der durch Kombination eines Wechselstromgenerators und eines Anlassers erhalten wird, als ein Anlasser zum Anlassen eines Motors bekannt. Weil solch ein ISG-Motor den Motor mit einer hohen Leistungsabgabe starten kann, kann die Motordrehzahl bis zu einer Drehzahl gesteigert werden, die höher als die Leerlaufdrehzahl ist, und die erhöhte Drehzahl kann aufrechterhalten werden. Wenn ein ISG-Motor als Anlasser verwendet wird, kann aus diesem Grund eine Kriechkraft ohne einen Kraftstoffeinspritzungs-Vorgang erzeugt werden, und daher kann das Fahrzeug zur Bewegung gestartet werden. Dementsprechend ist die Kraftstoffeffizienz verbessert.
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DE 10 2004 043 129 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Spannungsversorgung für Verbraucher in einem Kraftfahrzeug. Dabei wird eine als Starter-Generator betreibbare elektrische Maschine über einen Pulswechselrichter und einen Wechselschalter mit der Batterie und dem Bordnetz verbunden, wobei diese Verbindung über den Wechselschalter getrennt werden kann, so dass dann ein Kondensator mit dem Pulswechselrichter verbunden wird.
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DE 102 31 379 B3 offenbart eine Vorrichtung zum Starten eines Verbrennungsmotors für ein Kraftfahrzeug, wobei dem Verbrennungsmotor eine elektrische Maschine zugeordnet ist, welche als Starter/Generator betrieben wird. Die elektrische Maschine wird beim Starten mit einer Spannung versorgt, welche sich aus der Addition oder der Subtraktion der an einem ersten und der an einem zweiten Energiespeicher anliegenden Spannungen ergibt.
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ZITATLISTE
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PATENTDOKUMENT
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Patentdokument 1:
JP 2010 - 207 061 A -
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
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Wenn jedoch, wie in dem Fahrzeugstromversorgungssystem, das in
JP 2010 -
207 061 A offenbart ist, der ISG-Motor nur mit elektrischem Strom angetrieben wird, der während des Anlassens des Motors von der ersten Batterie zur Verfügung gestellt wird, gibt es die Sorge, dass der elektrische Strom, der nur von der ersten Batterie zugeführt wird, entsprechend der Kapazität oder der Verschaltung unzureichend ist. Wenn der elektrische Strom, der dem ISG-Motor zugeführt wird, abnimmt, nimmt auch die Antriebsausgabe des ISG-Motors ab.
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Selbst wenn die Motordrehzahl während des Anlassens des Motors bis zu einer Drehzahl gestiegen ist, die höher als die Leerlaufdrehzahl ist, kann infolgedessen die erhöhte Drehzahl nicht aufrechterhalten werden. Ferner erhöht sich die Frequenz der Vibrationen aufgrund der Resonanz, die verursacht wird, wenn die Frequenz, die von dem Motor mit geringer Drehzahl erzeugt wird, mit der Eigenfrequenz des Fahrzeugs übereinstimmt. Ferner ist die Kriechkraft nicht ausreichend und daher ist die Anlass-Leistung des Fahrzeugs verschlechtert.
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Es ist hier eine Aufgabe der Erfindung, eine Fahrzeugsteuervorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, eine ausreichende Kriechkraft durch einen Anlasser bereitzustellen, während Vibrationen unterdrückt werden, wenn der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs angelassen wird.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS
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Gemäß der Erfindung ist eine Fahrzeugsteuervorrichtung bereitgestellt, die an einem Fahrzeug montiert ist, umfassend einen Verbrennungsmotor mit einer Einspritzdüse, die einen Kraftstoff in eine Verbrennungskammer einspritzt, eine erste und eine zweite Sekundärzelle und einen Anlasser, der von elektrischem Strom angetrieben wird, der von zumindest einer der ersten Sekundärzelle und der zweiten Sekundärzelle zugeführt wird, wobei die Fahrzeugsteuervorrichtung das Anlassen des Verbrennungsmotors steuert, indem der Anlasser angetrieben wird, wobei die Fahrzeugsteuervorrichtung umfasst: eine Steuereinheit, die konfiguriert ist, eine Anlasssteuerung durchzuführen, bei der eine Motordrehzahl des Verbrennungsmotors erhöht wird, indem elektrischer Strom von zumindest einer der ersten Sekundärzelle und der zweiten Sekundärzelle dem Anlasser zugeführt wird, wenn eine vorgegebene Anlassbedingung erfüllt ist, wobei die Steuereinheit eine Erhaltungssteuerung durchführt, bei der die Motordrehzahl bei einer vorgegebenen Zieldrehzahl gehalten wird, indem elektrischer Strom von der ersten Sekundärzelle und der zweiten Sekundärzelle dem Anlasser zugeführt wird, wenn mindestens eine von zwei Hilfsbatterie-Verbindungsbedingungen erfüllt ist, wobei eine Hilfsbatterie-Verbindungsbedingung darin besteht, dass die Motordrehzahl durch die Anlasssteuerung gleich oder größer als eine vorgegebene Drehzahl wird, wobei die andere Hilfsbatterie-Verbindungsbedingung darin besteht, dass ein Antriebsstromwert des Anlassers durch die Anlasssteuerung gleich oder kleiner als ein vorgegebener Wert wird, und wobei die Steuereinheit die Motordrehzahl bei der vorgegebenen Zieldrehzahl hält, indem sie einen Kraftstoffeinspritzungs-Vorgang unter Verwendung der Einspritzdüse durchführt, wenn keine der Hilfsbatterie-Verbindungsbedingungen erfüllt ist.
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WIRKUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß der Erfindung ist es möglich, eine ausreichende Kriechkraft durch den Anlasser zu erzeugen, während eine Vibration unterdrückt wird, wenn ein Verbrennungsmotor angelassen wird.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Konfigurationszeichnung, die einen Hauptteil eines Fahrzeugs veranschaulicht, das mit einer Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausgestattet ist;
- 2 ist ein Flussdiagramm, das eine Prozedur einer Anlassteuerung und einer Erhaltungssteuerung veranschaulicht, die von einer Motorsteuereinheit einer Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß der Ausführungsform der Erfindung durchgeführt wird; und
- 3 ist ein Ablaufdiagramm, wenn ein Motor von der Motorsteuereinheit der Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß der Ausführungsform der Erfindung neu gestartet wird.
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ART(EN) ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
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Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Wie in 1 gezeigt, umfasst ein Fahrzeug 1, das mit einer Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß der Ausführungsform der Erfindung ausgestattet ist, einen Motor 2, der als ein Verbrennungsmotor dient, ein Stromversorgungssystem 3 und eine Motorsteuereinheit 4, die als eine Steuereinheit dient. Ferner ist das Fahrzeug 1 gemäß der Ausführungsform ein Fahrzeug, das eine Start-Stopp-Funktion aufweist, wie im Folgenden beschrieben wird.
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Der Motor 2 ist als ein Viertaktmotor ausgebildet, der eine Serie von vier Takten durchläuft, die einen Ansaugtakt, einen Verdichtungstakt, einen Arbeitstakt und einen Auslasstakt umfassen, und er führt eine Zündung zwischen dem Verdichtungstakt und dem Arbeitstakt durch. In dem Motor 2 ist für jeden Zylinder eine Einspritzdüse 21 bereitgestellt, die Kraftstoff in eine (nicht gezeigte) Brennkammer einspritzt.
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Das Stromversorgungssystem 3 umfasst eine Hauptbatterie 31, die als eine erste Sekundärzelle dient, eine Hilfsbatterie 32, die als eine zweite Sekundärzelle dient, einen Anlasser 33, einen ISG-Motor 34, der als ein Anlassmotor dient, und eine Hilfsbatterie-Steuereinheit 35.
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Weil, wie oben beschrieben, zwei Batterien, wie die Hauptbatterie 21 und die Hilfsbatterie 32, eingebaut sind, handhabt das Stromversorgungssystem 3 eine durch die Start-Stopp-Funktion des Fahrzeugs 1 erhöhte Batterielast.
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Die Hauptbatterie 31 ist beispielsweise als ein Bleiakkumulator ausgebildet und ist elektrisch mit einer elektrischen Komponente 31a und dem Anlasser 33 verbunden. Ferner ist die Hauptbatterie 31 elektrisch mit dem ISG-Motor 34 über ein erstes Relais 36 verbunden.
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Das erste Relais 36 wird von der Motorsteuereinheit 4 gesteuert und wird in Reaktion auf die Anweisung von der Motorsteuereinheit 4 an- oder ausgeschaltet. Wenn beispielsweise das erste Relais 36 angeschaltet ist, sind die Hauptbatterie 31 und der ISG-Motor 34 elektrisch miteinander verbunden. Wenn das erste Relais 36 ausgeschaltet ist, ist die elektrische Verbindung zwischen der Hauptbatterie 31 und dem ISG-Motor 34 unterbrochen.
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Die Hauptbatterie 31 ist mit einem Batteriestatus-Detektionssensor 38 ausgestattet, der einen Lade-/Entladestrom, eine Spannung und eine Batterietemperatur der Hauptbatterie 31 detektiert. Der Batteriestatus-Detektionssensor 38 ist mit der Motorsteuereinheit 4 verbunden und gibt den detektierten Wert des Lade-/Entladestroms, den detektierten Wert der Spannung und den detektierten Wert der Batterietemperatur an die Motorsteuereinheit 4 aus.
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Basierend auf dem Wert des Lade-/Entladestroms, des Spannungswerts und der Batterietemperatur, die von dem Batteriestatus-Detektionssensor 38 eingegeben werden, berechnet die Motorsteuereinheit 4 die Kapazität und den Innenwiderstand der Hauptbatterie 31.
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Als Batteriestatus-Detektionssensor 38 kann beispielsweise ein Aufbau verwendet werden, in dem der Spannungssensor zur Detektion der Spannung und der Batterietemperatursensor zur Detektion der Batterietemperatur mit dem Stromsensor zur Detektion des Lade-/Entladestroms der Hauptbatterie 31 integriert sind. Der Stromsensor, der Spannungssensor und der Batterietemperatursensor können auch getrennt bereitgestellt sein.
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Die Hilfsbatterie 32 ist beispielsweise als ein Bleiakkumulator oder eine Lithiumionenbatterie ausgebildet. Die Hilfsbatterie 32 ist elektrisch mit einer elektrischen Komponente 32a und dem ISG-Motors 34 über ein zweites Relais 37 verbunden.
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Das zweite Relais 37 wird von der Motorsteuereinheit 4 gesteuert und wird in Reaktion auf die Anweisung von der Motorsteuereinheit 4 an- und ausgeschaltet. Wenn das zweite Relais 37 angeschaltet ist, ist die Hilfsbatterie 32 elektrisch mit dem ISG-Motor 34 und der elektrischen Komponente 32a verbunden. Wenn das zweite Relais 37 ausgeschaltet ist, ist die elektrische Verbindung der Hilfsbatterie 32, des ISG-Motors 34 und der elektrischen Komponente 32a unterbrochen.
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Der Anlasser 33 ist ein Motor-Anlasser, der eine (nicht gezeigte) Kurbelwelle des Motors 2 bis zu einer startfähigen Drehzahl mittels des elektrischen Stroms, der von der Hauptbatterie 31 zugeführt wird, antreibt.
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Der ISG-Motor 34 ist ein Motor, der als Wechselstromgenerator dient, der durch den Antrieb des Motors 2 elektrischen Strom erzeugt, während er dazu dient, als Anlasser den Motor 2 zu starten. Der ISG-Motor 34 ist über eine Vielzahl von Zahnrädern, Riemen oder Ketten derart mit der Kurbelwelle des Motors 2 verbunden, dass Leistung zu dieser übertragen werden kann.
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Der ISG-Motor 34 wird von elektrischem Strom angetrieben, der von zumindest einer der Hauptbatterie 31 und der Hilfsbatterie 32 zugeführt wird. Wenn insbesondere das erste Relais 36 angeschaltet und das zweite Relais 37 ausgeschaltet ist, wird der ISG-Motor 34 nur von elektrischem Strom angetrieben, der von der Hauptbatterie 31 zugeführt wird. Wenn das erste Relais 36 angeschaltet und das zweite Relais 37 angeschaltet ist, wird der ISG-Motor 34 von elektrischem Strom angetrieben, der von der Hauptbatterie 31 und der Hilfsbatterie 32 zugeführt wird.
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In der Ausführungsform sind der Anlasser 33 und der ISG-Motor 34 als ein Motor zum Anlassen des Motors 2 bereitgestellt. Diese Motoren können in Übereinstimmung mit dem Status getrennt verwendet werden. Wenn beispielsweise der Motor durch das Anschalten eines Zündungsschalters gestartet wird, d.h. der Motor wird gestartet, anstatt aus einem Leerlaufstopp zurückzukehren, wird der Motor durch den Anlasser 33 gestartet. In dem Fall, dass der Motor aus dem Leerlaufstopp zurückkehrt, wird der Motor durch den ISG-Motor 34 neu gestartet. Der Anlasser 33 und der ISG-Motor 34 können, wie oben beschrieben, getrennt verwendet werden, doch dies ist nur ein Beispiel. Daher ist die Erfindung darauf nicht beschränkt.
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Die Hilfsbatterie-Steuereinheit 35 ist eine Steuereinheit, die mit der Hilfsbatterie 32 verbunden ist und die in der Lage ist, die Spannung, die Kapazität und den Innenwiderstand der Hilfsbatterie 32 zu überwachen. Obwohl dies nicht in den Zeichnungen gezeigt ist, sind beispielsweise der Stromsensor, der Spannungssensor und der Batterietemperatursensor mit der Hilfsbatterie 32 auf ähnliche Art und Weise wie bei der Hauptbatterie 31 verbunden.
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Basierend auf dem Wert des Lade-/Entladestroms, dem Spannungswert und dem Wert der Batterietemperatur, die von dem Stromsensor, dem Spannungssensor und dem Batterietemperatursensor, die mit der Hilfsbatterie 32 verbunden sind, eingegeben werden, berechnet daher die Hilfsbatterie-Steuereinheit 35 die Spannung, die Kapazität und den Innenwiderstand der Hilfsbatterie 32.
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Ferner ist die Hilfsbatterie-Steuereinheit 35 mit der Motorsteuereinheit 4 verbunden und tauscht Daten mit der Motorsteuereinheit 4 aus. Die Hilfsbatterie-Steuereinheit 35 überträgt den Spannungswert, den Kapazitätswert und den Wert des Innenwiderstands der Hilfsbatterie 32, die wie oben beschrieben berechnet wurden, an die Motorsteuereinheit 4.
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Die Motorsteuereinheit 4 umfasst beispielsweise einen Mikrocomputer, der eine CPU, einen RAM, einen ROM und eine Eingangs-/Ausgangsschnittstelle umfasst. Die CPU führt Signalverarbeitung entsprechend einem im Vorhinein im ROM gespeicherten Programm durch, während es eine temporäre Speicherfunktion des RAM nutzt. Der ROM speichert im Vorhinein verschiedene Steuer-Integer-Zahlen oder verschiedene Kennfelder.
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Der Batteriestatus-Detektionssensor 38, ein Bremsleuchtenschalter 41, ein Motordrehzahlsensor 42 und ein Wassertemperatursensor 43 sind mit dem Eingangsanschluss der Motorsteuereinheit 4 verbunden. Der Bremsleuchtenschalter 41 wird angeschaltet, wenn ein Fahrer auf ein Bremspedal 5 tritt. Der Bremsleuchtenschalter 41 gibt ein Signal aus, das der Motorsteuereinheit 4 einen AN-Zustand oder einen AUS-Zustand anzeigt.
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Der Motordrehzahlsensor 42 detektiert eine Motordrehzahl Ne als eine Anzahl der Motordrehungen. Der Wassertemperatursensor 43 detektiert eine Temperatur des Motorkühlmittels (hier im Folgenden der Einfachheit halber als „Motorwassertemperatur“ bezeichnet) T des Motors 2. Diese Sensoren geben die detektierten Werte an die Motorsteuereinheit 4 aus.
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Die Einspritzdüse 21, das erste Relais 36 und das zweite Relais 37 sind mit dem Ausgangsanschluss der Motorsteuereinheit 4 verbunden. Ferner sind der ISG-Motor 34 und die Hilfsbatterie-Steuereinheit 35 mit der Motorsteuereinheit 4 verbunden.
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Wenn eine vorgegebene Stoppbedingung erfüllt ist, stoppt die Motorsteuereinheit 4 automatisch den Motor 2. Ist hingegen eine vorgegebene Anlassbedingung erfüllt, kann eine Start-Stopp-Steuerung durchgeführt werden, bei der der Motor 2 neugestartet wird. Die vorgegebene Stoppbedingung umfasst beispielsweise eine Bedingung, bei der eine Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder kleiner einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit wird, oder eine Bedingung, bei der ein Betrag der Gaspedalbetätigung „Null“ wird, oder eine Bedingung, in der eine Bremse betätigt wird. Ferner umfasst die vorgegebene Anlassbedingung beispielsweise eine Bedingung, bei der ein Gaspedal betätigt wird, oder eine Bedingung, bei der eine Bremse nicht betätigt wird.
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Wenn eine der vorgegebenen Anlassbedingungen erfüllt ist, führt die Motorsteuereinheit 4 einen Anlassvorgang, bei dem die Motordrehzahl Ne erhöht wird, durch, indem elektrischer Strom von der Hauptbatterie 31 dem ISG-Motor 34 zugeführt wird.
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Nachdem der Anlassvorgang durchgeführt wurde, führt die Motorsteuereinheit 4 die Erhaltungssteuerung, bei der eine Motordrehzahl Ne bei einer vorgegebenen Zieldrehzahl beibehalten wird, durch, indem elektrischer Strom von der Hauptbatterie 31 und der Hilfsbatterie 32 dem ISG-Motor 34 zugeführt wird. Die vorgegebene Zieldrehzahl ist beispielsweise eine Leerlauf-Drehzahl.
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Auf diese Art und Weise steuert die Motorsteuereinheit 4 den Neustart des Motors 2, indem der ISG-Motor 34 gemäß der Anlasssteuerung und der Erhaltungssteuerung angetrieben wird. Die Anlasssteuerung und die Erhaltungssteuerung, die beim Neustart des Motors durchgeführt werden, werden während eines automatischen Stopps des Motors 2, d.h. einem Leerlaufstopp des Fahrzeugs 1, durchgeführt.
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2 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang eines Prozesses einer Anlasssteuerung und einer Erhaltungssteuerung veranschaulicht, die von der Motorsteuereinheit 4 durchgeführt werden. Die Anlasssteuerung umfasst die Prozesse des Schritts S1 bis zu dem Schritt S4 der 2 und die Erhaltungssteuerung umfasst die Prozesse nach dem Schritt S5.
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Wie in 2 gezeigt, bestimmt die Motorsteuereinheit 4 zuerst, ob die vorgegebene Anlassbedingung erfüllt ist (Schritt S1). Beispielsweise bestimmt die Motorsteuereinheit 4, dass die vorgegebene Anlassbedingung erfüllt ist, wenn das Bremspedal 5 freigegeben ist, so dass ein Signal, das einen AUS-Zustand anzeigt, von dem Bremsleuchtenschalter 41 eingegeben wird. Die Motorsteuereinheit 4 bestimmt, dass die vorgegebene Anlassbedingung nicht erfüllt ist, wenn ein Signal, das einen AN-Zustand anzeigt, von dem Bremsleuchtenschalter 41 eingegeben wird.
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Wenn die Motorsteuereinheit 4 bestimmt, dass die vorgegebene Anlassbedingung nicht erfüllt ist, führt die Motorsteuereinheit den Prozess des Schritts S1 erneut durch. Wenn die Motorsteuereinheit 4 bestimmt, dass die vorgegebene Anlassbedingung erfüllt ist, bestimmt die Motorsteuereinheit, ob eine Hilfsbatterie-Zuschaltbarkeitsbedingung erfüllt ist (Schritt S2).
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In dieser Ausführungsform ist die Hilfsbatterie-Zuschaltbarkeitsbedingung eine Bedingung zur Bestimmung, ob der Prozesse nach Schritt S5 durchgeführt wird, d.h. die Erhaltungssteuerung, und zwar basierend auf dem Vergleich zwischen dem Batteriestatus der Hauptbatterie 31 und dem Batteriestatus der Hilfsbatterie 32. Daher steuert die Motorsteuereinheit 4, ob eine Erhaltungssteuerung durchgeführt wird, und zwar basierend auf dem Ergebnis der Bestimmung, das durch die Bestimmung erhalten wird, ob die Hilfsbatterie-Zuschaltbarkeitsbedingung in Schritt S2 erfüllt ist. In dieser Ausführungsform werden die Spannungswerte V1 und V2 und die Werte des Innenwiderstands r1 und r2 der Hauptbatterie 31 und der Hilfsbatterie 32, die im Folgenden beschrieben werden, als der Batteriestatus verwendet.
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Insbesondere umfasst die Hilfsbatterie-Zuschaltbarkeitsbedingung zwei Bedingungen, d.h. eine Bedingung, bei der ein Spannungswert ΔV (= V1 - V2), der durch das Abziehen des Spannungswerts V2 der Hilfsbatterie 32 von dem Spannungswert V1 der Hauptbatterie 31 erhalten wird, größer ist als ein vorgegebener Spannungswert Vth (ΔV > Vth), und eine Bedingung, bei der ein Wert, der durch das Teilen des Werts des Innenwiderstands r1 der Hauptbatterie 31 durch den Wert des Innenwiderstands r2 der Hilfsbatterie 32 erhalten wird, d.h. ein Verhältnis zwischen dem Wert des Innenwiderstands r1 und dem Wert des Innenwiderstands r2 ist kleiner als ein vorgegebener Sollwert.
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Wenn zwei Bedingungen von ΔV > Vth und r1/r2 < Sollwert erfüllt sind, bestimmt die Motorsteuereinheit 4, dass die Hilfsbatterie-Zuschaltbarkeitsbedingung erfüllt ist. Die Motorsteuereinheit 4 kann bestimmen, dass die Hilfsbatterie-Zuschaltbarkeitsbedingung erfüllt ist, wenn eine der zwei Bedingungen von ΔV > Vth und r1/r2 < Sollwert erfüllt ist.
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Der vorgegebene Spannungswert Vth ist eine Spannungsdifferenz (beispielsweise 0,3 V), der als eine Referenz zur Bestimmung verwendet wird, ob die Überentladung der Hilfsbatterie 32 in Relation zu der Hauptbatterie 31 auftritt, und der im Vorhinein experimentell erhalten wurde. Der vorgegebene Sollwert ist ein Verhältnis zwischen dem Wert des Innenwiderstands r1 und dem Wert des Innenwiderstands r2, der angibt, ob eine Überentladung der Hilfsbatterie 32 in Relation zu der Hauptbatterie 31 auftritt, und der im Vorhinein experimentell erhalten wurde.
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Wenn die Motorsteuereinheit 4 bestimmt, dass die Hilfsbatterie-Zuschaltbarkeitsbedingung nicht erfüllt ist, bestimmt die Motorsteuereinheit, dass die Überentladung der Hilfsbatterie 32 auftreten kann, und treibt den ISG-Motor 34 nur mit elektrischem Strom an, der von der Hauptbatterie 31 zugeführt wird (Schritt S3).
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In dieser Zeit gibt es einen Fall, in dem die Motordrehzahl Ne nicht bis zu der vorgegebenen Zieldrehzahl in dem ISG-Motor 34 erhöht werden kann, der nur von dem elektrischen Strom angetrieben wird, der von der Hauptbatterie 31 in Schritt S3 zugeführt wird.
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Hier führt die Motorsteuereinheit 4 einen Kraftstoffeinspritzungs-Vorgang unter der Verwendung der Einspritzdüse 21 durch, nachdem der ISG-Motor 34 in Schritt S3 angetrieben wurde, oder gemeinsam mit dem Antreiben des ISG-Motors 34 (Schritt S7), und sie beendet die Anlasssteuerung und die Erhaltungssteuerung, die den ISG-Motor 34 verwenden.
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Nachdem die Motorsteuereinheit 4 die Motordrehzahl Ne durch das Antreiben des ISG-Motors 34 nur mit elektrischem Strom, der von der Hauptbatterie 31 in dem Schritt S3 zugeführt wird, bis zu der vorgegebenen Zieldrehzahl erhöht hat, kann die Motorsteuereinheit 4 die Motordrehzahl Ne bei der vorgegebenen Zieldrehzahl halten, indem ein Kraftstoffeinspritzungs-Vorgang unter Verwendung der Einspritzdüse 21 durchgeführt wird.
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Wenn die Motorsteuereinheit 4 bestimmt, dass die Hilfsbatterie-Zuschaltbarkeitsbedingung erfüllt ist, treibt die Motorsteuereinheit den ISG-Motor 34 nur mit elektrischem Strom an, der von der Hauptbatterie 31 zugeführt wird (Schritt S4). Die Motordrehzahl Ne wird bis zu der vorgegebenen Zieldrehzahl erhöht, indem der ISG-Motor 34 in Schritt S4 angetrieben wird.
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Als Nächstes bestimmt die Motorsteuereinheit 4, ob eine Hilfsbatterie-Verbindungsbedingung erfüllt ist (Schritt S5). Die Hilfsbatterie-Verbindungsbedingung umfasst zwei Bedingungen, d.h. eine Bedingung, bei der der Antriebsstrom Im des ISG-Motors 34 gleich oder kleiner als ein vorgegebener Wert Ith (Im ≤Ith) ist, und eine Bedingung, bei der die Motordrehzahl Ne gleich oder größer als eine vorgegebene Drehzahl Nth (Ne ≥Nth) ist.
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Die Motorsteuereinheit 4 bestimmt, dass die Hilfsbatterie-Verbindungsbedingung erfüllt ist, falls Im ≤Ith und Ne ≥Nth. Die Motorsteuereinheit 4 kann bestimmen, dass die Hilfsbatterie-Verbindungsbedingung erfüllt ist, wenn eine der beiden Bedingungen Im ≤ Ith und Ne ≥Nth erfüllt ist.
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Der vorgegebene Wert Ith ist ein Wert, der einen Zustand anzeigt, in dem der Antriebsstrom Im bis zu einem Betrag abfällt, so dass der Entladestrom der Hilfsbatterie 32 nicht übermäßig groß ist, selbst wenn die Hilfsbatterie 32 mit dem ISG-Motor 34 verbunden ist, und der im Vorhinein experimentell erhalten wurde.
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Der Antriebsstrom Im weist das Merkmal auf, dass der Antriebsstrom übermäßig ansteigt, wenn der Antrieb gestartet wird, und dass er in Übereinstimmung mit einem Anstieg der Motordrehzahl Ne abfällt (siehe 3). In dieser Ausführungsform ist die vorgegebene Drehzahl Nth unter Berücksichtigung dieser Eigenschaften festgesetzt worden. Das heißt, die vorgegebene Drehzahl Nth ist eine Motordrehzahl Ne, die zur Bestimmung verwendet wird, ob der Antriebsstrom Im bis zu einem Betrag abfällt, so dass der Entladestrom der Hilfsbatterie 32 nicht übermäßig groß ist, selbst wenn die Hilfsbatterie 32 mit dem ISG-Motor 34 verbunden ist, und diese Drehzahl wurde im Vorhinein experimentell erhalten.
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Wenn die Motorsteuereinheit 4 bestimmt, dass die Hilfsbatterie-Verbindungsbedingung nicht erfüllt ist, bestimmt die Motorsteuereinheit, ob eine vorgegebene Zeit t1 seit dem Start des Antriebs des ISG-Motors 34 in Schritt S4 abläuft (Schritt S6).
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Wenn die Motorsteuereinheit 4 bestimmt, dass die vorgegebene Zeit t1 seit dem Start des Antriebs des ISG-Motors 34 in Schritt S4 nicht abläuft, wiederholt die Motorsteuereinheit 4 den Vorgang des Schritts S5. Wenn die Motorsteuereinheit 4 bestimmt, dass die vorgegebene Zeit t1 seit dem Start des Antriebs des ISG-Motors 34 in Schritt S4 abläuft, führt die Motorsteuereinheit einen Kraftstoffeinspritz-Vorgang unter Verwendung der Einspritzdüse 21 durch (Schritt S7) und beendet die Anlasssteuerung und die Erhaltungssteuerung, die den ISG-Motor 34 verwenden.
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Wenn die Motorsteuereinheit 4 in Schritt S5 bestimmt, dass die Hilfsbatterie-Verbindungsbedingung erfüllt ist, schaltet die Motorsteuereinheit das zweite Relais 37 an, um die Hilfsbatterie 32 mit dem ISG-Motor 34 zu verbinden (Schritt S8).
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Dementsprechend ist der ISG-Motor 34 mit zwei Batterien verbunden, d.h. der Hauptbatterie 31 und der Hilfsbatterie 32, so dass elektrischer Strom von diesen zwei Batterien dem ISG-Motor zugeführt wird. Dementsprechend steigt der elektrische Strom, der dem ISG-Motor 34 zugeführt wird, und die Motordrehzahl Ne wird bei der vorgegebenen Zieldrehzahl gehalten, indem der ISG-Motor 34 angetrieben wird.
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Als Nächstes bestimmt die Motorsteuereinheit 4, ob eine Kraftstoffeinspritzungs-Beschleunigungs-Bedingung erfüllt ist (Schritt S9). Insbesondere bestimmt die Motorsteuereinheit 4, ob ein Kraftstoffeinspritzungs-Vorgang durchzuführen ist, um die Motordrehzahl Ne bis zu der vorgegebenen Zieldrehzahl oder weiter zu erhöhen, beispielsweise wenn ein Fahrer auf ein (nicht gezeigtes) Gaspedal tritt.
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Wenn die Motorsteuereinheit 4 bestimmt, dass die Kraftstoffeinspritzungs-Beschleunigungs-Bedingung erfüllt ist, führt die Motorsteuereinheit einen Kraftstoffeinspritzungs-Vorgang unter Verwendung der Einspritzdüse 21 durch (Schritt S7) und beendet die Anlasssteuerung und die Erhaltungssteuerung, die den ISG-Motor 34 verwenden.
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Wenn die Motorsteuereinheit 4 bestimmt, dass die Kraftstoffeinspritzungs-Beschleunigungs-Bedingung nicht erfüllt ist, überwacht die Motorsteuereinheit 4, ob eine vorgegebene Zeit t2 seit dem Start des Antriebs des ISG-Motors 34 in Schritt S4 abläuft. Dann, wenn die vorgegebene Zeit t2 abläuft (Schritt S10), führt die Motorsteuereinheit einen Kraftstoffeinspritzungs-Vorgang unter Verwendung der Einspritzdüse 21 durch (Schritt S7) und beendet die Anlasssteuerung und die Erhaltungssteuerung, die den ISG-Motor 34 verwenden.
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In Schritt S10 kann die Motorsteuereinheit 4 kontinuierlich bestimmen, ob die Kraftstoffeinspritzungs-Beschleunigungs-Bedingung aus Schritt S9 erfüllt ist, während sie überwacht, ob die vorgegebene Zeit t2 seit dem Start des Antriebs des ISG-Motors 34 abläuft. Wenn die Motorsteuereinheit 4 bestimmt, dass die Kraftstoffeinspritzungs-Beschleunigungs-Bedingung vor Ablauf der vorgegebenen Zeit t2 erfüllt ist, führt in diesem Fall die Motorsteuereinheit einen Kraftstoffeinspritzungs-Vorgang unter Verwendung der Einspritzdüse 21 durch (Schritt S7) und beendet die Anlasssteuerung und die Erhaltungssteuerung, die den ISG-Motor 34 verwenden.
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Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf die 3 die Verbindungszeitsteuerung der Batterie 32 beim Neustart des Motors beschrieben.
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In 3 zeigt die horizontale Achse die Zeit [s] an, die vertikale Achse zeigt die Motordrehzahl Ne [U/min] und das ISG-Drehmoment [N·m] als das Antriebsdrehmoment des ISG-Motors 34 an und die rechte vertikale Achse zeigt den Strom [A] von jedem von dem Entladestrom Ib1 der Hauptbatterie 31, dem Entladestrom Ib2 der Hilfsbatterie 32 und dem Antriebsstrom Im des ISG-Motors 34 an. Hier sind die Stromwerte in einem invertierten Zustand in der rechten vertikalen Achse angezeigt. Das heißt, der Wert von jedem Strom steigt, wenn er an der rechten vertikalen Achse nach unten geht.
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Wenn das Antreiben des ISG-Motors 34 durch die Neustartaufforderung des Motors 2 an dem Zeitpunkt ts gestartet wird, steigt, wie in 3 gezeigt, der Antriebsstrom Im des ISG-Motors 34 abrupt an. Während des Starts des Antriebs des ISG-Motors 34 wird der ISG-Motor 34 mit elektrischem Strom angetrieben, der von der Hauptbatterie 31 zugeführt wird. Daher steigt der Entladestrom Ib1 der Hauptbatterie 31 abrupt an, so dass er mit dem Antriebsstrom Im überlappt. Dementsprechend steigt auch das ISG-Drehmoment abrupt an. Weil zu dieser Zeit die Hilfsbatterie 32 noch nicht mit dem ISG-Motor 34 verbunden ist, hat die Entladung noch nicht begonnen. Aus diesem Grund ist der Entladestrom Ib2 klein.
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Nachfolgend steigt die Motordrehzahl Ne näherungsweise bis zu der vorgegebenen Zieldrehzahl in Übereinstimmung mit einem Abfall des Antriebsstroms Im und des Entladestroms Ib1 an. Zu dieser Zeit nimmt das ISG-Drehmoment bis zu einem Drehmoment ab, das in der Lage ist, die Motordrehzahl Ne bei der vorgegebenen Zieldrehzahl zu halten.
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Wenn zu der Zeit t0 der Antriebsstrom Im gleich oder kleiner als der vorgegebene Wert Ith wird und wenn die Motordrehzahl Ne gleich oder größer als die vorgegebene Drehzahl Nth wird, d.h. die Hilfsbatterie-Verbindungsbedingung ist erfüllt (siehe Schritt S5 in 2), wird das zweite Relais 37 angeschaltet, so dass die Hilfsbatterie 32 mit dem ISG-Motor 34 verbunden ist.
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Dementsprechend steigt der Entladestrom Ib2 der Hilfsbatterie 32 an. Weil kein übermäßig großer Strom benötigt wird, um den ISG-Motor 34 zu dieser Zeit anzutreiben, ist der Entladestrom Ib2 nicht übermäßig groß, selbst wenn die Hilfsbatterie 32 mit dem ISG-Motor 34 verbunden ist.
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Zu dieser Zeit weist der Antriebsstrom Im des ISG-Motors 34 einen Wert auf, der durch Addition des Entladestroms Ib2 auf den Entladestrom Ib1 erhalten wird. Dementsprechend ist die unzureichende Stromversorgung des ISG-Motors 34 gelöst. Aus diesem Grund ist das ISG-Drehmoment, das zum Beibehalten der Motordrehzahl Ne bei der vorgegebenen Zieldrehzahl benötigt wird, sichergestellt. Infolgedessen ist die Kriechkraft während des Neustarts des Motors 2 sichergestellt.
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Wenn nachfolgend das Fahrzeug 1 beginnt, sich durch eine Kriechkraft, die von dem ISG-Motor 34 erzeugt wird, zu bewegen, steigt die Fahrzeuggeschwindigkeit V schrittweise an. Wenn als Nächstes begonnen wird, Kraftstoff in den Motor 2 bei einem vorbestimmten Zeitpunkt einzuspritzen, steigt die Motordrehzahl Ne weiter an. Wenn das ISG-Drehmoment nicht benötigt wird, werden dementsprechend das erste Relais 36 und das zweite Relais 37 ausgeschaltet und der Antriebsstrom Im, der Entladestrom Ib1 und der Entladestrom Ib2 sinken ab.
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Wie oben beschrieben, führt die Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß der Ausführungsform die Anlasssteuerung durch, bei der die Motordrehzahl Ne erhöht wird, indem elektrischer Strom von der Hauptbatterie 31 zu dem ISG-Motor 34 zugeführt wird, wenn eine vorgegebene Anlassbedingung erfüllt ist.
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Ferner führt die Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß der Ausführungsform die Erhaltungssteuerung durch, bei der die Motordrehzahl Ne bei einer vorgegebenen Zieldrehzahl gehalten wird, indem elektrischer Strom von der Hauptbatterie 31 und der Hilfsbatterie 32 dem ISG-Motor 34 zugeführt wird, nachdem die Anlasssteuerung durchgeführt wurde.
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Dementsprechend ist es möglich, ein Problem zu verhindern, bei dem die Motordrehzahl Ne aufgrund unzureichender Stromversorgung des ISG-Motors 34 nicht bei der vorgegebenen Zieldrehzahl gehalten werden kann. Daher kann die Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß der Ausführungsform eine Vibration unterdrücken, die durch das Laufen des Motors 2 während des Neustartens des Motors in einem Bereich niedriger Drehzahl, der unterhalb der vorgegebenen Zieldrehzahl liegt, verursacht wird. Ferner ist es möglich, eine ausreichende Kriechkraft durch das Antreiben des ISG-Motors 34 zu erzeugen. Aus diesem Grund ist es möglich, ein Problem zu verhindern, bei dem die Anlass-Leistung des Fahrzeugs 1 aufgrund der unzureichenden Kriechkraft während des Neustarts des Motors verringert ist.
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Die Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß der Ausführungsform führt eine Erhaltungssteuerung durch, wenn zumindest eine von einer Bedingung, bei der die Motordrehzahl Ne gleich oder größer als die vorgegebene Drehzahl Nth durch die Anlasssteuerung wird, und von einer Bedingung, bei der der Wert des Antriebsstroms Im des ISG-Motors 34 gleich oder kleiner als der vorgegebene Wert Ith durch die Anlasssteuerung wird, erfüllt ist. Dementsprechend ist es möglich, die Langlebigkeit der Batterie, die die elektrische Stromversorgung an den ISG-Motor 34 während beispielsweise der Erhaltungssteuerung startet, sicherzustellen.
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Ferner kann die Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß der Ausführungsform die Erhaltungssteuerung durchführen, um die Verwendung der Hilfsbatterie 32 zu verhindern, wenn die Überentladung der Hilfsbatterie 32 auftritt, und zwar basierend auf dem Vergleich zwischen dem Batteriestatus der Hauptbatterie 31 und dem Batteriestatus der Hilfsbatterie 32. Mit anderen Worten kann die Fahrzeugsteuervorrichtung die Erhaltungssteuerung nur dann unter Verwendung der zwei Batterien, d.h. der Hauptbatterie 31 und der Hilfsbatterie 32, durchführen, wenn die Überentladung der Hilfsbatterie 32 nicht übermäßig auftritt. Dementsprechend ist die Langlebigkeit der Hilfsbatterie 32 sichergestellt.
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In dieser Ausführungsform wird beispielsweise der ISG-Motor 34 zuerst nur durch elektrischen Strom angetrieben, der von der Hauptbatterie 31 zugeführt wird, nachdem die Hilfsbatterie-Zuschaltbarkeitsbedingung erfüllt ist, wie durch den Schritt S4 in 2 angezeigt, jedoch ist die Erfindung darauf nicht beschränkt. Wenn beispielsweise die Motordrehzahl Ne nicht nur mit elektrischem Strom von der Hauptbatterie 31 bis zu der vorgegebenen Zieldrehzahl erhöht werden kann, kann die Motordrehzahl Ne bis zu der vorgegebenen Zieldrehzahl erhöht werden, indem der ISG-Motor 34 unter Verwendung des elektrischen Stroms der zwei Batterien, d.h. der Hauptbatterie 31 und der Hilfsbatterie 32, angetrieben wird.
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Selbst in einem solchen Fall ist es wünschenswert, die Hilfsbatterie 32 mit dem ISG-Motor 34 bei der Bedingung zu verbinden, dass die Hilfsbatterie-Verbindungsbedingung, die durch den Schritt S5 in 2 veranschaulicht wird, erfüllt ist. Nachdem die Motordrehzahl Ne bis zu der vorgegebenen Zieldrehzahl ansteigt, wird die Motordrehzahl Ne durch elektrischen Strom der zwei Batterien, d.h. der Hauptbatterie 31 und der Hilfsbatterie 32, kontinuierlich bei der vorgegebenen Zieldrehzahl gehalten.
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Dementsprechend können zusätzlich zu den Wirkungen der oben beschriebenen Ausführungsform die folgenden Wirkungen erhalten werden. Das heißt, selbst wenn die elektrische Leistung des ISG-Motors 34 nur von der Hauptbatterie 31 nicht ausreichend ist, wenn der Motor neu gestartet wird, kann gemäß dem oben beschriebenen Aufbau die Motordrehzahl Ne bis zu der vorgegebenen Zieldrehzahl erhöht werden, wenn der Motor neu gestartet wird.
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Während die Ausführungsform der Erfindung beschrieben wurde, ist es offensichtlich, dass Modifikationen von einem Fachmann durchgeführt werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Alle diese Korrekturen und deren Äquivalente sollen von den nachfolgenden Ansprüchen umfasst werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Motor (Verbrennungsmotor)
- 3
- Stromversorgungssystem
- 4
- Motorsteuereinheit (Steuereinheit)
- 5
- Bremspedal
- 21
- Einspritzdüse
- 31
- Hauptbatterie (erste Sekundärzelle)
- 32
- Hilfsbatterie (zweite Sekundärzelle)
- 34
- ISG-Motor (Anlassmotor)
- 35
- Hilfsbatterie-Steuereinheit
- 36
- erstes Relais
- 37
- zweites Relais
- 38
- Batteriestatus-Detektionssensor
- 41
- Bremsleuchtenschalter
- 42
- Motordrehzahlsensor
