DE19523985A1 - Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug - Google Patents

Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug

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DE19523985A1
DE19523985A1 DE19523985A DE19523985A DE19523985A1 DE 19523985 A1 DE19523985 A1 DE 19523985A1 DE 19523985 A DE19523985 A DE 19523985A DE 19523985 A DE19523985 A DE 19523985A DE 19523985 A1 DE19523985 A1 DE 19523985A1
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combustion engine
internal combustion
inverter
drive
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DE19523985A
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Kanji Takeuchi
Yousuke Setaka
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Denso Corp
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NipponDenso Co Ltd
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Description

Diese Anmeldung basiert auf den prioritätsbegründenden Japanischen Patentanmeldungen Nr. 6-150999 und 7-79166, de­ ren Offenbarungsgehalt hiermit in vollem Umfang in den Of­ fenbarungsgehalt vorliegender Anmeldung übernommen wird.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuer­ vorrichtung für ein serienmäßiges Hybridfahrzeug mit einem Generator, der durch einen Verbrennungsmotor angetrieben wird, und einer Batterie als Energiequellen am Fahrzeug, die die Energiequellen antreiben, um ein Fahrzeug entspre­ chend dem Betätigungszustand eines Fahrpedals anzutreiben.
Elektrofahrzeuge wurden als Alternative zu Fahrzeugen entwickelt, die Verbrennungsmotoren verwenden, die schädli­ ches Abgas ausstoßen. Beim Elektrofahrzeug ist jedoch die Energiespeicherkapazität einer Batterie gering und die zu­ rückgelegte Entfernung während ihres Ladezyklus kurz. Dem­ entsprechend besteht der Wunsch, die zurückgelegte Entfer­ nung weiter zu erhöhen. Ein serienmäßiges Hybridfahrzeug, bei dem das Elektrofahrzeug ferner mit einem Generator als Energiequelle am Fahrzeug und einem Verbrennungsmotor zum Antrieb des Generators versehen ist, wurde als Ersatz für das Elektrofahrzeug in der ungeprüften japanischen Patent­ veröffentlichung Nr. 62-64201 offenbart.
Obwohl ein serienmäßiges Hybridfahrzeug im Vergleich mit einem Fahrzeug, das ausschließlich einen Verbrennungs­ motor aufweist, eine verringerte Abgasemission hat, ist es jedoch notwendig, sowohl eine Batterie als auch einen Ver­ brennungsmotor im Motorraum zu montieren. Daher ist es not­ wendig, eine Batterie, die kleiner als die ist, die beim Elektrofahrzeug verwendet wird, zu montieren. Ferner ist es notwendig, den geladenen Zustand der Batterie auf ausrei­ chend hohes Niveau einzustellen, um eine Kapazität vorzuse­ hen, die groß genug ist, um einen Motor zum Antreiben des Fahrzeuges während der Beschleunigung und auf einer anstei­ genden Straße ausreichend anzutreiben.
Wenn bei Bewegung des Fahrzeugs auf langer abschüssiger Neigung die regenerative Bremsung bzw. Nutzbremsung des Mo­ tors zum Antreiben des Fahrzeuges ausgeführt wird, wird als Ergebnis das Laden der Batterie durch den Strom, der durch die Nutzbremsung erzeugt wird, unterstützt, wodurch die Batterie einen Lade-Sättigungszustand einfach erreicht. Dementsprechend kann, selbst wenn der regenerative Betrieb des Motors ausgeführt wird, nachdem die Batterie den Lade- Sättigungszustand erreicht hat, die Batterie nicht geladen werden; ihr Strompegel ist verringert und die Bremskraft des Motors niedriger, wodurch das für das Fahrzeug erfor­ derliche ausreichende Bremsen nicht durchgeführt werden kann.
Wie es in der ungeprüften japanischen Patentveröffent­ lichung Nr. Sho 62-64201 offenbart ist, kann ein Widerstand vorgesehen sein; ein Strom, der durch den Motor zum Antrei­ ben regeneriert wird, kann durch den Widerstand abgeleitet werden. Bei einem Motorraum mit begrenzter Größe ist es je­ doch unmöglich, gegen eine an den Widerstand angelegten Hochspannung eine Isolierung vorzusehen und gleichzeitig einen Raum zur Verfügung zu stellen, der zum Abstrahlen von Wärme vom Widerstand ausreichend groß ist.
Ferner wird entsprechend der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Hei 4-322105, wenn die Kapazität ei­ ner Batterie beim Nutzbremsen eines Motors zum Antreiben groß ist, die Bremskraft des Motors vorgesehen, um einen Verbrennungsmotor zu bremsen, indem durch Verwendung eines Wechselrichters ein Fluß von regenerativem Strom in einem Generator hervorgerufen wird. Es ist jedoch notwendig, einen Motorwechselrichter zum Antreiben eines Motors, einen Generatorwechselrichter zum Antreiben eines Generators und einen Energiequelle-Kondensator vorzusehen, der ein großes Gewicht hat und von großer Bauform ist, um den Betrieb der jeweiligen Wechselrichter zu stabilisieren, was die Größe und die Komplexität der Steuerschaltung erhöht.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung für ein serienmäßiges Hybridfahrzeug mit geringen Abmessungen vorzusehen, die einen Generator, der durch einen Verbrennungsmotor angetrieben wird, und eine Batterie aufweist und eine Bremskraft ausübt, die ausrei­ chend ist, um die Fortbewegung des Fahrzeugs eine abschüs­ sige Neigung abwärts ausreichend zu beeinflussen, wobei das Vorrichtungssteuerschaltungssystem vereinfacht ist.
Entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung weist eine Steuervorrichtung für ein seri­ enmäßiges Hybridfahrzeug auf: einen Generator, der durch einen Verbrennungsmotor angetrieben wird, einen Generator­ wechselrichter zur Steuerung des Generators, eine Batterie, die durch ein Ausgangssignal des Generators geladen wird, und einen Motorwechselrichter, der das Fahrzeug unter Ver­ wendung von Batterieenergie entsprechend dem Betätigungszu­ stand eines Fahrpedals antreibt, wobei ein Energiequelle- Kondensator durch den Wechselrichter zum Antreiben des Fahrzeugs und durch den Wechselrichter für den Generator gemeinsam genutzt wird.
Entsprechend einer zweiten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung weist der Generatorwechselrichter eine Steuereinrichtung auf, die den Generator zur Drehung an­ treibt, wenn dieser als Motor zum Antreiben des Verbren­ nungsmotors verwendet wird, indem durch den Generatorwech­ selrichter ein Stromfluß hervorgerufen wird, wenn die Kapa­ zität der Batterie beim regenerativen Steuern des Motors einen vorbestimmten Betrag hat oder größer ist, wodurch der Verbrennungsmotor durch den Generator angetrieben wird.
Entsprechend einer dritten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung weist eine Steuereinrichtung für ein seri­ enmäßiges Hybridfahrzeug einschließlich eines Generators, der durch einen Verbrennungsmotor angetrieben wird, eine Batterie, die durch das Ausgangssignal des Generators gela­ den wird, einen Motorwechselrichter, der einen Motor zum Fahren eines Fahrzeugs unter Verwendung von Batterieenergie entsprechend dem Betätigungszustand eines Fahrpedals an­ treibt, und eine Steuereinrichtung auf, die den Generator mit dem Generatorwechselrichter antreibt, um den Verbren­ nungsmotor zu drehen, wenn der Verbrennungsmotor startet.
Entsprechend einer vierten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung hat die Steuereinrichtung ein Relais, das den Generator mit dem Wechselrichter und einem Gleichrich­ ter auswählend verbindet.
Entsprechend einer fünften Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung weist eine Steuervorrichtung für ein Hy­ bridfahrzeug einschließlich eines Generators, der durch einen Verbrennungsmotor angetrieben wird, auf: einen Gene­ ratorwechselrichter, der den Generator als Motor zum An­ treiben des Verbrennungsmotors zur Drehung steuert, eine Batterie, die durch das Ausgangssignal des Generators gela­ den wird, einen Antriebswechselrichter, um einen Motor zum Antreiben eines Fahrzeugs unter Verwendung von Batterie­ energie entsprechend dem Betätigungszustand eines Fahrpe­ dals anzutreiben, und eine Steuereinrichtung, um den Gene­ rator anzutreiben, wenn die Kapazität der Batterie beim re­ generativen Steuern des Motors einen vorbestimmten Betrag hat oder größer ist, wobei der Verbrennungsmotor durch den Generator angetrieben wird, die Steuereinrichtung einen An­ haltesteuerung-Erfassungsabschnitt zum Erfassen der Anhal­ testeuerung des Verbrennungsmotors und einen Stromerfas­ sungsabschnitt aufweist, der den in Spulen des Generators fließenden Strom erfaßt, und wobei die Vorrichtung Nutz­ bremsungs-Erhöhungssteuerung des Generators durch den Gene­ ratorwechselrichter auf einen Strom basierend durchführt, der durch die Stromerfassungseinrichtung erfaßt wird, wenn der Verbrennungsmotor angehalten wird.
Entsprechend einer sechsten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung weist eine Steuervorrichtung für ein Hy­ bridfahrzeug auf: einen Generator, der durch einen Verbren­ nungsmotor angetrieben wird, einen Generatorwechselrichter für den Generator und für die Rotationssteuerung des Gene­ rators als Motor zum Antreiben des Verbrennungsmotors, eine Batterie, die durch ein Ausgangssignal des Generators gela­ den wird, einen Antriebswechselrichter zum Antreiben eines Motors, um ein Fahrzeug unter Verwendung von Batterieener­ gie entsprechend dem Betätigungszustand eines Fahrpedals anzutreiben, und eine Steuereinrichtung zum Antreiben des Generators, wenn die Kapazität der Batterie beim regenera­ tiven Drehen des Motors einen vorbestimmten Betrag hat oder größer ist, wobei die Steuereinrichtung einen Anhaltesteue­ rungs-Erfassungsabschnitt, der die Anhaltesteuerung des Verbrennungsmotors erfaßt, und einen Stromerfassungsab­ schnitt aufweist, der den Strom erfaßt, der in Spulen des Generators fließt, wobei die Vorrichtung Gegenstrombrem­ sungssteuerung des Generators unter Verwendung des Genera­ torwechselrichters auf dem Strom basierend durchführt, der durch den Stromerfassungsabschnitt erfaßt wird, wenn der Verbrennungsmotor angehalten wird.
Entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung wird, wenn der Generator durch den Ver­ brennungsmotor angetrieben wird, das Ausgangssignal des Ge­ nerators durch den Generatorwechselrichter gesteuert, wo­ durch die Batterie geladen wird und Batterieenergie dem Mo­ tor zugeführt wird, um das Fahrzeug entsprechend dem Betä­ tigungszustand des Fahrpedals anzutreiben.
Der Energiequelle-Kondensator wird durch den Antriebs­ wechselrichter zum Antreiben des Fahrzeugs und durch den Generatorwechselrichter für den Generator gemeinsam ge­ nutzt; die Spannung des Generators wird durch den Energie­ quelle-Kondensator geglättet, wenn diese zur Batterie ge­ speist wird; dem Antriebswechselrichter wird über den glei­ chen Energiequelle-Kondensator ein Strom zugeführt.
Auf diese Weise kann ein Energiequelle-Kondensator mit großem Gewicht und großen Abmessungen eingespart werden, da der Energiequelle-Kondensator durch den Antriebswechsel­ richter und den Generatorwechselrichter gemeinsam genutzt wird. Dementsprechend kann die Steuervorrichtung kleiner gebaut werden; ihr Gewicht kann verringert werden und eine preisgünstige Vorrichtung hergestellt werden.
Entsprechend der zweiten Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung wird, wenn ein Fahrer beim Fahren des Fahr­ zeugs auf z. B. eine lange abschüssige Neigung trifft, bei der das Fahrpedal nicht verwendet wird, der Antrieb des Fahrzeugs durch den Motor angehalten und der Motor durch Antriebsräder gedreht, wodurch der Motor Nutzbremsen aus­ führt. Zu diesem Zeitpunkt wird ein regenerativer Strom im Motor regeneriert und mit diesem die Batterie geladen. Wenn die Ladung der Batterie einen vorbestimmten Betrag hat oder größer ist, wird der Strom an den Generatorwechselrichter angelegt, um den Generator als Motor anzutreiben. Der Ver­ brennungsmotor wird eine Rotationslast des Generators, da dieser mit dem Generator verbunden ist. Der regenerative Strom des Motors wird abgeleitet, indem dieser in den Gene­ rator fließt. Dementsprechend kann im Motor eine beträcht­ liche Bremskraft erzeugt werden. Als Ergebnis wird der re­ generative Strom abgegeben und kann Nutzbremsen an An­ triebsräder ausgeführt werden, selbst wenn die Batterie ge­ sättigt ist.
Auf diese Weise kann, wenn ein Fahrer auf eine lange abschüssige Neigung oder ähnliches trifft, selbst bei Sät­ tigung der Batterie der Strom, der durch den Motor regene­ riert wird, durch das Anlegen von diesem an den Wechsel­ richter für den Generator entladen werden. Als Ergebnis kann das Nutzbremsen durch den Motor kontinuierlich ausge­ führt werden; daher kann die Bremskraft des Fahrzeugs durch eine Vorrichtung mit geringen Abmessungen vorgesehen wer­ den. In diesem Fall kann die Bremskapazität durch die Steu­ erzustände der jeweiligen Wechselrichter eingestellt wer­ den; daher kann eine gleichmäßige Bremskraft einfach vorge­ sehen werden.
Entsprechend der dritten Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung wird beim Anlassen des Verbrennungsmotors Strom durch den Antriebswechselrichter an den Generator an­ gelegt, um ein Fahrzeug anzutreiben; der Verbrennungsmotor wird durch seine Rotationsantriebskraft angelassen. Im An­ triebswechselrichter ist eine große Stromkapazität einge­ stellt, um im Motor einen Stromfluß hervorzurufen; ein aus­ reichend großer Stromfluß kann hervorgerufen werden, wenn wie im Fall des Anlassens des Verbrennungsmotors ein großes Anlaßdrehmoment erforderlich ist. Somit kann der Verbren­ nungsmotor ohne Anlasser angelassen werden.
Nach dem Anlassen des Verbrennungsmotors wird der Gene­ rator durch die Rotationskraft des Verbrennungsmotors betä­ tigt, wodurch eine Energie abgegeben wird, die die Batterie auflädt. Ferner treibt, wenn das Fahrpedal betätigt ist, der Antriebswechselrichter den Motor an, um das Fahrzeug entsprechend dem Betätigungszustand des Fahrpedals anzu­ treiben.
Entsprechend der vierten Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung ist beim Anlassen des Verbrennungsmotors der Antriebswechselrichter statt mit der Gleichrichterschaltung mit dem Generator verbunden; die Gleichrichterschaltung ist nach dem Anlassen mit dem Generator verbunden.
Im Antriebswechselrichter ist eine große Stromkapazität eingestellt, um den Stromfluß im Motor hervorzurufen; daher kann ein ausreichend großer Stromfluß erzeugt werden, wenn wie im Fall des Anlassens des Verbrennungsmotors ein großes Anlaßdrehmoment notwendig ist.
Auf diese Weise kann beim Anlassen des Verbrennungsmo­ tors, bei dem ein großes Anlaßdrehmoment erforderlich ist, der Antriebswechselrichter, der eine große Stromkapazität zum Antreiben des Fahrzeuges hat, verwendet werden, wobei im Generator Stromfluß hervorgerufen wird; daher kann der Verbrennungsmotor ohne Anlasser angelassen werden. Daher kann eine preisgünstige Vorrichtung mit geringen Abmessun­ gen hergestellt werden.
Entsprechend der fünften Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung wird, wenn der Verbrennungsmotor nach dem An­ treiben des Fahrzeugs angehalten wird, bei Erfassen der An­ haltesteuerung des Verbrennungsmotors durch den Anhalte­ steuerung-Erfassungsabschnitt die Nutzbremsungserhöhungs­ steuerung auf den Strom basierend durchgeführt, der durch den Stromerfassungsabschnitt zum Erfassen des Stroms erfaßt wird, der in Spulen des Generators fließt. Daher wird durch seine eigene elektromotorische Kraft durch einen Kurz­ schlußstrom eine Bremskraft erzeugt; der Verbrennungsmotor, der aufgrund seiner Trägheit läuft, nimmt die Bremskraft des Generators auf, seine Rotationsgeschwindigkeit wird schnell erniedrigt.
Entsprechend der sechsten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung wird, wenn der Verbrennungsmotor nach dem Antreiben des Fahrzeugs angehalten wird, bei Erfassung der Anhaltesteuerung des Verbrennungsmotors durch den Anhalte­ steuerung-Erfassungsabschnitt die Gegenstrombremsungssteue­ rung des Generators auf dem Strom basierend durchgeführt, der durch den Stromerfassungsabschnitt zum Erfassen des Stromes erfaßt wird, der in Spulen des Generators fließt. Daher wird im Generator eine große Bremskraft durch ein Um­ kehrdrehmoment erzeugt, das sich aus dem Stromfluß im Gene­ ratorwechselrichter ergibt; der Verbrennungsmotor, der auf­ grund seiner eigenen Trägheit läuft, nimmt die Bremskraft des Generators auf; seine Rotationsgeschwindigkeit wird schnell erniedrigt.
Auf diese Weise nimmt der Verbrennungsmotor die Brems­ kraft durch den Generator auf; daher wird die Rotationsge­ schwindigkeit schnell erniedrigt. Dementsprechend sind an­ dere Bremsvorrichtungen zum Anhalten der Drehung des Ver­ brennungsmotors nicht notwendig; daher ist die Größe der Vorrichtung nicht erhöht.
Andere Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Er­ findung sowie Funktionen der in Beziehung stehenden Teile werden beim Durcharbeiten der folgenden detaillierten Be­ schreibung, der beiliegenden Patentansprüche und der Zeich­ nungen deutlicher, wobei in den beiliegenden Zeichnungen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild ist, das ein Steuersystem in einem serienmäßigen Hybridfahrzeug entsprechend einem er­ sten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 2 ein Flußbild ist, das den Programmablauf des er­ sten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung erläu­ tert,
Fig. 3 ein Flußbild ist, das die Steuerung zum Antrieb eines Generators im ersten Ausführungsbeispiel der vorlie­ genden Erfindung erläutert,
Fig. 4 ein Blockschaltbild ist, das ein Steuersystem in einem serienmäßigen Hybridfahrzeug entsprechend einem zwei­ ten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 5 ein Flußbild ist, das den Programmablauf der An­ laßsteuerung eines Verbrennungsmotors entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung er­ läutert,
Fig. 6 ein Blockschaltbild ist, das ein Steuersystem eines serienmäßigen Hybridfahrzeugs entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 7 ein Flußbild ist, das den Programmablauf der An­ laßsteuerung eines Verbrennungsmotors entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung er­ läutert,
Fig. 8 ein Blockschaltbild ist, das ein Steuersystem eines serienmäßigen Hybridfahrzeugs entsprechend einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 9 ein Flußbild ist, das den Programmablauf des vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung er­ läutert,
die Fig. 10A und 10B Teilschaltbilder darstellen, die den Betrieb des vierten Ausführungsbeispiels der vor­ liegenden Erfindung erläutern,
die Fig. 11A bis 11F Zeitpläne darstellen, die den Betrieb des vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung erläutern.
Im folgenden wird die Erläuterung eines ersten Ausfüh­ rungsbeispiels der vorliegenden Erfindung im Hinblick auf ein serienmäßiges Hybridfahrzeug, das in Fig. 1 gezeigt ist, vorgenommen.
In einem Hybridfahrzeug, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Batterie, die als eine Energiequelle am Fahrzeug angebracht ist, und Bezugszeichen 2 einen Dreiphasen-Wechselstromgenerator mit einer Posi­ tionserfassungseinrichtung (nicht gezeigt) zum Erfassen der Rotationspositionen eines Rotors unter Verwendung von z. B. einem Lochelement oder ähnlichem, um den Generator eben­ falls als Motor zu nutzen. Bezugszeichen 3 bezeichnet einen Verbrennungsmotor zum Antreiben des Generators 2.
Ferner bezeichnen Bezugszeichen 4 einen Motor zum An­ treiben des Fahrzeugs, das Bezugszeichen 5 ein Unterset­ zungsgetriebe und das Bezugszeichen 6 Antriebsräder.
Die Statorspulen des Generators 2 sind z. B. in Stern­ schaltung angeordnet; ihre Ausgangsleitungen sind mit einem Generatorwechselrichter 10 verbunden.
Der Generatorwechselrichter 10 weist sechs Dioden D1 und sechs Schalttransistoren T1 auf, die entsprechend den jeweiligen Dreiphasenwicklungen des Generators 2 vorgesehen sind; der Generatorwechselrichter 10 ist mit einer Batterie 1 verbunden.
Im Generatorwechselrichter 10 geben die Dioden D1 einen Strom ab, indem eine gegenelektromotorische Kraft des Gene­ rators 2 gleichgerichtet wird, wenn der Generator 2 durch den Verbrennungsmotor 3 angetrieben wird und eine Ausgangs­ spannung der Batterie 1 und einem Antriebswechselrichter 20 zuführt, um das Fahrzeug anzutreiben, wie es nachstehend genannt ist. Wenn der Verbrennungsmotor 3 angelassen wird oder eine Verlangsamung zum Bremsen des Fahrzeugs vorgenom­ men wird, führt der Transistor T1 ferner einen vorbestimm­ ten Schaltvorgang im Ansprechen auf die Steuerschaltung 30 aus und treibt den Generator 2 an, indem der Generator 2 als Motor betrieben wird.
Der Antriebswechselrichter 20 zum Antreiben des Fahr­ zeugs weist 6 Dioden D2 und sechs Transistoren T2 mit ähn­ licher Struktur wie beim Generatorwechselrichter 10 auf und ist an der Ausgangsseite des Generatorwechselrichters 10 parallel zu diesen angeordnet.
Der Antriebswechselrichter 20 führt einen Schaltvorgang zum Antreiben des Motors 4 aus, der zum Antreiben des Fahr­ zeugs angebracht ist, und führt beim Verlangsamen des Fahr­ zeugs einen regenerativen Vorgang aus.
Der vorstehend genannte Generatorwechselrichter 10 und der vorstehend genannte Antriebswechselrichter 20 werden durch eine Steuerschaltung 30 gesteuert.
Die Steuerschaltung 30 führt die Anlaßsteuerung des Verbrennungsmotors 3 durch den Generator 2, die Fahrsteue­ rung unter Verwendung des Motors 4, die Bremsungssteuerung beim Verlangsamen des Fahrzeugs, die Ladesteuerung und ähn­ liches aus.
Bei der Anlaßsteuerung des Verbrennungsmotors 3 wird, wenn das Fahrzeug durch die Betätigung eines Zündschlüssel­ schalters (nicht gezeigt) angelassen wird, der Generator­ wechselrichter 10 betätigt, Strom von der Batterie 1 dem Generator 2 zugeführt und der Generator 2 als ein Motor be­ trieben, wodurch der Verbrennungsmotor zum Anlassen ange­ trieben wird.
Bei der Fahrsteuerung wird der Motor 4 angetrieben, in­ dem der Antriebswechselrichter 20 entsprechend dem Grad des Niederdrückens des Fahrpedals 7 gesteuert wird, wodurch das Fahrzeug mit willkürlicher Geschwindigkeit angetrieben wird. In diesem Fall wird ein Schaltvorgang am Motor 4 ent­ sprechend Signalen einer Positionserfassungseinrichtung (nicht gezeigt) ausgeführt, die die Rotationspositionen eines Rotors erfaßt, wodurch die Geschwindigkeit des Motors 4 gesteuert wird.
Beim Geschwindigkeitssteuervorgang kann die Ladung der Batterie unter einen vorbestimmten Pegel fallen, wenn sich der durch den Motor 4 gezogene Strom durch das Niederdrüc­ ken des Fahrpedals 7 oder die Bewegung des Fahrzeugs einen steilen Berg hinauf erhöht. Um dieses auszugleichen, ver­ größert eine Drosselsteuervorrichtung einen Drosselöff­ nungswinkel des Verbrennungsmotors 3, um die Menge des Lufteintritts zu erhöhen und dadurch die Rotationsgeschwin­ digkeit des Verbrennungsmotors 3 zu erhöhen, um die Unzu­ länglichkeit der Batterie 1 auszugleichen. Gleichzeitig wird der Feldstrom des Generators 2 erhöht, um das Aus­ gangssignal des Generators 2 zu erhöhen und die Batterie 1 aufzuladen. Die Batteriespannung und das Ausgangssignal eines Stromsensors 9 können verwendet werden, um zu bestim­ men, ob der Batterieladepegel unter den vorbestimmten Pegel fallen wird.
Indessen wird, wenn sich das Fahrzeug durch das Freige­ ben des Fahrpedals 7 verlangsamt, die Bremsungssteuerung des Motors 4 ausgeführt, so daß eine Bremskraft an die An­ triebsräder 6 angelegt wird, die sich von der bei der Betä­ tigung einer Bremse (nicht gezeigt) unterscheidet.
Bei der Bremsungssteuerung wird der Motor 4 durch die Antriebsräder 6 in umgekehrter Richtung angetrieben; zu diesem Zeitpunkt kann die Bremskraft an die Antriebsräder 6 angelegt werden, indem mit dem Motor 4 eine regenerative Steuerung ausgeführt wird.
Die Batterie 1 kann gesättigt sein, da der Strom, der durch die regenerative Steuerung des Motors erzeugt wird, normalerweise die Batterie 1 lädt und der Strom durch die regenerative Steuerung bedingt durch die Batterie 1 in den Fällen, in denen sich das Kraftfahrzeug an einer langen ab­ schüssigen Neigung und ähnlichem bewegt, nicht vollständig aufgenommen werden kann. In einem solchen Fall kann die Energie abgeleitet werden, indem der Generator 2 unter Ver­ wendung des Generatorwechselrichters 10 angetrieben wird, um den Verbrennungsmotor 3 zwangsweise zu drehen. Dadurch kann die Bremskraft kontinuierlich erzeugt werden, während das Überladen der Batterie 1 durch den Verbrauch des im Mo­ tor 4 erzeugten regenerativen Stromes verhindert wird, in­ dem der Generator 2 als Motor angetrieben wird.
Ferner sind der Generatorwechselrichter 10 und der An­ triebswechselrichter 20 vorzugsweise zu einer einzigen Ein­ heit U vereinigt und wird ein Energiequelle-Kondensator 1A durch den Generatorwechselrichter 10 und den Antriebswech­ selrichter 20 gemeinsam genutzt, um die diesen zugeführte Spannung zu stabilisieren. Im Hinblick auf die Wärmeablei­ ter für die Dioden D1 und D2 und die Transistoren T1 und T2 sind die Zeitverhalten zum Betreiben der Dioden und der Transistoren der jeweiligen Wechselrichter 10 und 20 unter­ schiedlich; daher kann eine ausreichende Wärmeableitungska­ pazität vorgesehen werden, indem sich diese gemeinsam einen Ableiter teilen, wodurch der Wärmeableiter-Gesamtbereich kleiner ausgeführt werden kann.
Ferner ist es nicht notwendig, die elektrische Kapazi­ tät oder die Belastbarkeit des Energiequelle-Kondensators 1A durch seine gemeinsame Nutzung bedingt zu erhöhen. Wie in dem Fall, in dem der Generator 2, der mit dem Verbren­ nungsmotor 3 verbunden ist, als Motor angetrieben wird, findet, wenn der Motor 4 zum Antreiben des Fahrzeugs Ener­ gie erzeugt, der Stromfluß immer in einer Richtung und aus­ schließlich in den Antriebswechselrichter 20 und den Gene­ ratorwechselrichter 10 statt; daher ist die Größe des Stro­ mes, der durch den Energiequelle-Kondensator 1A aufzunehmen ist, unverändert.
Als nächstes wird eine Erläuterung der Steuerprogramm­ abläufe in einem Hybridfahrzeug dieses Ausführungsbeispiels einschließlich der vorstehend beschriebenen Strukturen un­ ter Bezugnahme auf Fig. 2 vorgenommen.
Wenn das Fahrzeug unter Verwendung des Zündschlüssel­ schalters (JA in Schritt 101) angelassen wird, wird der Ge­ neratorwechselrichter 10 durch die Steuerschaltung 30 ge­ steuert; der Generator 2 arbeitet als Motor, indem dieser einen Strom aufnimmt, der den Verbrennungsmotor 3 antreibt, wodurch der Verbrennungsmotor 3 angelassen wird (Schritt 102). Wenn die Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors 3 einen vorbestimmten Leerlaufpegel erreicht, wird der Strom, der zum Generatorwechselrichter 10 fließt, abgeschaltet; der Vorgang befindet sich im Energieerzeugungssteuerzu­ stand, in dem der Generator 2 durch die Drehung des Ver­ brennungsmotors 3 angetrieben wird (Schritt 103), während auf das Niederdrücken des Fahrpedals 7 gewartet wird.
Wenn bei Betrieb des Verbrennungsmotors 3 das Fahrpedal 7 nicht betätigt wird (NEIN in Schritt 104), ist die Fahr­ zeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs 0 km/h; in diesem Fall wird die Energieerzeugungssteuerung in Schritt 103 vorge­ nommen.
Wenn das Fahrpedal 7 niedergedrückt wird (JA in Schritt 104), wird in der Fahrsteuerung (Schritt 105), bei der der Antriebswechselrichter 20 im Ansprechen auf die Betätigung des Fahrpedals 7 gesteuert wird, der Motor 4 durch das Ver­ ursachen eines Stromflusses in diesem angetrieben; seine Drehung wird über ein Übersetzungsgetriebe 5 zu den An­ triebsrädern 6 übertragen; das Fahrzeug bewegt sich mit willkürlicher Geschwindigkeit.
Wenn beim Fahren das Bremsen durch den Motor 4 nicht notwendig ist (NEIN in Schritt 106) werden die Schritte 103 bis 105 wiederholt und das Fahrzeug entsprechend der Betä­ tigung des Fahrpedals 7 und der Bremse angetrieben oder an­ gehalten.
Wenn ein Fahrer beim Fahren des Fahrzeugs auf eine lange abschüssige Neigung trifft und das Bremsen des Motors 3, das nicht durch die Bremse erfolgt, notwendig ist (JA in Schritt 106), wird die regenerative Steuerung des Motors durch den Antriebswechselrichter 20 vorgenommen (Schritt 107); der Drosselwinkel des Verbrennungsmotors 3 wird ver­ kleinert und der Ansaugluftbetrag gedrosselt (Schritt 108), wodurch die Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 3 verringert wird. Ferner wird das Ausgangssignal des Gene­ rators 2 abgeschaltet, indem der Feldstrom des Generators 2 abgeschaltet wird (Schritt 109).
Als Ergebnis fließt der Strom, der durch die regenera­ tive Steuerung des Motors 4 regeneriert wird, zur Batterie 1 und wird in diesem Moment verwendet, um zu bestimmen, ob sich die Batterie 1 im gesättigten Ladezustand befindet, wobei die Bestimmung auf dem Pegel eines Stromsensors 9 und der Spannung der Batterie 1 basiert.
Wenn die Batterie 1 nicht gesättigt ist (JA in Schritt 110), wird die Generatorantriebssteuerung, wie diese in Fig. 3 gezeigt ist, vorgenommen (Schritt 111).
Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, wird in der Generatoran­ triebssteuerung der Generatorwechselrichter 10 aktiviert (Schritt 121), der Programmablauf berechnet die Leistung, die durch die regenerative Steuerung des Motors 4 erzeugt wird (Schritt 122); der Programmablauf setzt das Ausgangs­ signal des Generatorwechselrichters 10 auf den berechneten Leistungspegel (Schritt 123), wodurch die Leistung, die durch das regenerative Bremsen erzeugt wird, durch den Ge­ nerator 2 abgeleitet wird.
Dementsprechend wird der Strom, der durch den Motor 4 regeneriert wird, durch den Generator 2 verwendet, um den Verbrennungsmotor 3 anzutreiben; daher wird im Motor 4 ein Stromfluß verursacht, woraus sich an den Antriebsräder 6 eine Bremskraft ergibt; es kann eine ausreichend große Bremskraft an diese angelegt werden, selbst wenn der Strom nicht zur Batterie 1 fließt.
Im Anschluß wird, wenn der Zündschlüsselschalter einge­ schaltet wird (NEIN in Schritt 112), Schritt 103 und die anschließenden Schritte wiederholt. Wenn der Zündschlüssel­ schalter ausgeschaltet wird (JA in Schritt 112), wird der Verbrennungsmotor 3 angehalten und der Steuervorgang ist beendet.
Wenn beim Fahren des Fahrzeugs das Bremsen, das nur dem Motorbremsen entspricht, notwendig ist, ist es gemäß Vorbe­ schreibung in diesem Ausführungsbeispiel möglich, die Bremskraft vorzusehen, während der Strom, der im Motor 4 regeneriert wird, noch zur Batterie 1 fließt. Ferner kann, wenn die Batterie 1 gesättigt ist, der regenerative Strom vom Motor 4 ohne das Aufladen der Batterie 1 fließen, indem die Energie durch das Antreiben des Motors 2 mit dem Gene­ ratorwechselrichter 10 abgeleitet wird, wodurch der Ver­ brennungsmotor 3 angetrieben wird, durch den die Bremskraft am Fahrzeug vorgesehen werden kann. Dementsprechend kann eine ausreichende Bremskraft, die den Motorbremsen ent­ spricht, immer vorgesehen werden, selbst wenn das Fahrzeug auf einer langen abschüssigen Neigung fährt.
Als nächstes wird die Erläuterung eines zweiten Ausfüh­ rungsbeispiels der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 vorgenommen.
Im zweiten Ausführungsbeispiel ist ein Schalter (oder ein Relais) 50 zum Schaltverbinden des Generators 2 mit dem Generatorwechselrichter 10 und dem Antriebswechselrichter 20 angebracht; die Anlaßsteuerung des Verbrennungsmotors 3 wird nach einer Schaltsteuerung vorgenommen, bei der der Antriebswechselrichter 20 durch die Steuerschaltung 30 mit dem Generator 2 nur dann verbunden ist, wenn der Verbren­ nungsmotor 3 angelassen wird.
Im folgenden wird die Erläuterung des Steuervorgangs bezüglich der Anlaßsteuerung des Verbrennungsmotors 3 im zweiten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf Fig. 5 vorgenommen.
Wenn das Fahrzeug durch die Betätigung des Zündschlüs­ selschalters angelassen wird, bestimmt der Programmablauf, ob sich der Gangschalthebel in einer neutralen Position be­ findet; die Anlaßsteuerung wird nicht vorgenommen, wenn sich dieser nicht in der neutralen Position befindet.
Wenn sich dieser in der neutralen Position befindet (JA in Schritt 201), wird der Strom zum Generatorwechselrichter 10 abgeschaltet (Schritt 202), wird der Strom zum Antriebs­ wechselrichter 20 zum Antreiben des Fahrzeugs im Anschluß abgeschaltet (Schritt 203) und fließt anschließend der Strom im Relais 50 (Schritt 204); der Vorgang befindet sich für einen vorbestimmten Zeitabschnitt (NEIN in Schritt 205) im Leerlauf. Wenn die vorbestimmte Zeitdauer vergangen ist, seit der Strom durch das Relais 50 geflossen ist (JA in Schritt 205), werden Anschlüsse des Relais 50 geschaltet, wenn diese nicht bereits geschaltet sind.
Im Anschluß wird, wenn der Strom zum Antriebswechsel­ richter 20 zum Antreiben des Fahrzeugs eingeschaltet wird (Schritt 206), der Generator 2 als Motor durch den An­ triebswechselrichter 20 angetrieben (Schritt 207), wodurch der Verbrennungsmotor 3 zur Drehung angetrieben wird.
Wenn die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungs­ motors 3 einen Leerlaufpegel erreicht oder größer ist (JA in Schritt 208), wird der Verbrennungsmotor 3 angelassen; der Programmablauf schaltet den Strom zum Antriebswechsel­ richter 20 ab (Schritt 209) das Relais 50 wird entaktiviert (Schritt 210) und der Generator 2 erneut nur mit dem Gene­ ratorwechselrichter 10 verbunden.
Beim Starten des Verbrennungsmotorstroms vom Generator 2 durch die Verwendung des Antriebswechselrichters 20, der ein großes Ausgangssignal hat, wird gemäß Vorbeschreibung im zweiten Ausführungsbeispiel daher ein großes Anlaß­ drehmoment einfach vorgesehen, um den Verbrennungsmotor 3 anzutreiben. Daher kann der Generatorwechselrichter 10 mit einer kleinen Stromkapazität versehen werden, die ausrei­ chend ist, um den Generator 2 nur beim Bremsen des Fahr­ zeugs anzutreiben; daher kann ein kleiner Wechselrichter im Vergleich mit dem des vorstehend genannten ersten Ausfüh­ rungsbeispiels verwendet werden. Daher kann eine beträcht­ liche Verringerung der Größe der Wechselrichtereinheit, die den Generatorwechselrichter 10 und den Antriebswechselrich­ ter 20 aufweist, erreicht werden, indem nur das Relais 50 hinzugefügt wird.
Die Fig. 6 und 7 zeigen ein drittes Ausführungsbei­ spiels der vorliegenden Erfindung.
In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Generatorwechsel­ richter nicht angebracht, ein Antriebswechselrichter 20 zum Erzeugen des Stromflusses in einem Motor 4 und ein Gleich­ richter 60 zum Gleichrichten der Ausgangsspannung eines Ge­ nerators 2 sind vorgesehen, auch ist ein Relais 50 ange­ bracht, um die Verbindung des Generators 2 mit dem Gleich­ richter 60 und dem Antriebswechselrichter 20 zu schalten.
Ferner steuert, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, eine Steuerschaltung 30 das Relais 50, so daß der Antriebswech­ selrichter 20 mit dem Generator 2 nur dann verbunden ist, wenn der Verbrennungsmotor 3 startet, um dadurch die Anlaß­ steuerung des Verbrennungsmotors 3 vorzunehmen.
Auf diese Weise kann in diesem Ausführungsbeispiel nach dem Schalten des Relais 50 beim Anlassen des Verbrennungs­ motors der Verbrennungsmotor 3 angelassen werden, indem der Generator 2 unter Verwendung des Antriebswechselrichters 20 angetrieben wird.
Ferner kann ein großes Anlaßmoment zum Antreiben des Verbrennungsmotors 3 einfach vorgesehen werden, da das Aus­ gangssignal des Antriebswechselrichters 20 groß ist.
Dadurch kann eine Verringerung der Größe der Vorrich­ tung vorgesehen werden, indem nur das Relais 50 hinzugefügt wird, da der Verbrennungsmotor 3 ohne das Anbringen eines Anlassers oder eines Generatorwechselrichters angelassen werden kann.
Fig. 8 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der vor­ liegenden Erfindung.
In Fig. 8 bezeichnet das Bezugszeichen 14 eine Posi­ tionserfassungseinrichtung zum Erfassen der Rotationsposi­ tionen eines Rotors eines Generators 2; das Bezugszeichen 15 bezeichnet Stromerfassungseinrichtungen zum Erfassen der Phasenströme des Generators 2.
Eine Steuerschaltung 30 erzeugt einen vorbestimmten Stromflußbetrag in vorbestimmten Spulen des Generators 2, indem die Transistoren T1 des Generatorwechselrichters 10 entsprechend Signalen der Positionserfassungseinrichtung 14 wie in den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen auf­ einanderfolgend angesteuert werden.
Ferner fließt bei der Anhaltesteuerung des Verbren­ nungsmotors ein vorbestimmter Strom in den vorbestimmten Spulen des Generators 2, indem die Transistoren T1 entspre­ chend Signalen von der Positionserfassungseinrichtung 14 aufeinanderfolgend angesteuert werden, so daß im Verbren­ nungsmotor 3 eine Bremskraft erzeugt wird, indem eine rege­ nerative Erhöhungsbremsungssteuerung oder eine Gegenstrom­ bremsungssteuerung vorgenommen werden.
Im folgenden wird die Erläuterung des Vorgangs der re­ generativen Erhöhungsbremsungssteuerung in der Anhalte­ steuerung des Verbrennungsmotors 3 entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf Fig. 9 ausgeführt.
Der Programmablauf bestimmt, in welcher Weise ein Fah­ rer einen Zündschlüsselschalter betätigt; mit dem Energie­ erzeugungsvorgang wird fortgefahren, wenn der Zündschlüs­ selschalter eingeschaltet ist (NEIN in Schritt 410). Wenn der Zündschlüsselschalter ausgeschaltet ist (JA in Schritt 410), unterbricht die Steuerschaltung 30 die Kraftstoffzu­ fuhr zum Motor oder hält das Zünden im Motor an, um dadurch den Verbrennungsmotor 3 anzuhalten (Schritt 420).
Im Anschluß wird die Bremsungssteuerung des Verbren­ nungsmotors 3 unter Verwendung des Generators 2 durchge­ führt.
Bei der Bremsungssteuerung fließt ein Feldstrom in den Feldwicklungen des Generators 2, indem an diese eine vorbe­ stimmte Spannung angelegt wird (Schritt 430), die Steuer­ schaltung 30 zum Steuern des Generatorwechselrichters 10 wird in einen regenerativen Erhöhungssteuerungsmodus (Schritt 440) gebracht; der Programmablauf startet den Ge­ neratorwechselrichter 10 (Schritt 450).
Als Ergebnis wird der Verbrennungsmotor 3 durch den Ge­ nerator 2 gebremst; seine Rotationsgeschwindigkeit wird schnell verringert. Wenn die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungsmotors 3 größer als ein vorbestimmter Pegel (der einer vorbestimmten Rotationsgeschwindigkeit ent­ spricht) na ist (NEIN in Schritt 460), wartet der Programm­ ablauf, bis daß die Rotationsgeschwindigkeit Ne ein vorbe­ stimmter Pegel (der einer vorbestimmten Rotationsgeschwin­ digkeit entspricht) na oder weniger ist.
Wenn die Rotationsgeschwindigkeit Ne des Verbrennungs­ motors 3 auf dem vorbestimmten Pegel (der vorbestimmten Ro­ tationsgeschwindigkeit) na oder weniger ist (JA in Schritt 460), bestimmt der Programmablauf, daß der Verbrennungsmo­ tor angehalten ist; der Feldstrom wird abgeschaltet, indem der Strom, der an die Feldwicklungen angelegt ist, abge­ schaltet wird (Schritt 470); der Programmablauf hält den Generatorwechselrichter 10 an (Schritt 480), wodurch die Bremsungssteuerung beendet wird.
Als nächstes wird die Erläuterung des Programmablaufs des Generatorwechselrichters 10 bei der Bremsungssteuerung in den Schritten 430 bis 450 unter Bezugnahme auf die Fig. 10A und 10B vorgenommen.
Die Bremsungssteuerung wird vorgenommen, indem auf Po­ sitionssignalen der Positionserfassungseinrichtung 14, die einen Magnetpolsensor aufweist, und erfaßten Strompegeln der Stromerfassungseinrichtungen 15, von denen jeder einen Stromsensor aufweist, basierend die Transistoren T1 des Ge­ neratorwechselrichters 10 ein- und ausgeschaltet werden. Hier wird ein Beispiel gezeigt, bei dem sich die Position des Rotors des Generators 2, die auf dem Positionssignal der Positionserfassungseinrichtung 14 basierend erfaßt wurde, an einer Stelle befindet, an der der Strom durch eine gegenelektromotorische Kraft in einer U-Phasenwicklung 2U und einer W-Phasenwicklung 2W fließt.
Wenn der Generator 2 gedreht wird und sich der Rotor an der Position von 120° befindet, schaltet der Programmablauf einen Transistor Tu ein, um die Wicklungen kurz zu schlie­ ßen, wie es in Fig. 10A gezeigt ist. Dadurch wird die ge­ genelektromotorische Kraft der jeweiligen Windungen durch eine Diode D(-W) ausgebildet; daher wird der Generator 2 gebremst und elektromagnetische Energie durch den geschlos­ senen Kreis gespeichert.
Wenn der Pegel des Kurzschlußstromes, der durch die Stromerfassungseinrichtungen 15 erfaßt wird, auf einen vor­ bestimmten Strompegel steigt, wird der Transistor Tu ausge­ schaltet, wie es in Fig. 10B gezeigt ist. Als Ergebnis fließt durch die durch den Kurzschlußstrom erzeugte gegen­ elektromotorische Kraft über Dioden D(+U) und D(-W) Strom zu einer Batterie 1, durch den die Batterie geladen wird; der Vorgang wird aufeinanderfolgend wiederholt.
Wenn der Rotor gedreht wird, werden Transistoren betä­ tigt und Wicklungen, in denen der Kurzschlußstrom fließt, geschaltet; anschließend wird der vorstehend genannte Vor­ gang ähnlich wiederholt.
Die gegenelektromotorische Kraft, die in den Wicklungen des Generators 2 erzeugt wird, ist zur Rotationsgeschwin­ digkeit des Generators 2 proportional; daher wird, wenn die Rotationsgeschwindigkeit abgesenkt wird, die gegenelektro­ motorische Kraft nicht erzeugt; die Bremsungssteuerung wird automatisch angehalten.
In diesem Ausführungsbeispiel wird, wenn die Rotations­ geschwindigkeit des Generators 2 abnimmt, die Bremsungs­ steuerung automatisch beendet; daher wird der Generator 2 nicht umgekehrt gedreht; die Batterie 1 kann geladen werden und dementsprechend die Energie effektiv genutzt werden.
Wie es in den Fig. 11A bis 11F gezeigt, wird die Ro­ tationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors 3 schnell verringert und der Verbrennungsmotor 3 schnell verlangsamt; der Verbrennungsmotor 3 kann in einem kurzen Zeitraum ange­ halten werden, indem die vorstehend genannte Bremsungs­ steuerung ausgeführt wird.
Obwohl im Ausführungsbeispiel von Fig. 8 eine Posi­ tionserfassungseinrichtung verwendet wurde, kann die Posi­ tionserfassung ausgeführt werden, indem eine Erfassungs­ schaltung für die gegenelektromotorische Kraft verwendet wird.
Obwohl im vorstehenden Ausführungsbeispiel beim Anhal­ ten des Verbrennungsmotors 3 die Steuerschaltung 30 das re­ generative Erhöhungsbremsen ausführt, kann der Generator­ wechselrichter 10 gesteuert werden, indem ein Stromfluß in diesem hervorgerufen wird, um ein Drehmoment zu erzeugen, durch das die Tendenz dazu besteht, daß sich der Generator 2 in umgekehrter Richtung dreht. In diesem Fall wird, ob­ wohl es notwendig ist, den Generator 2 zu steuern, um si­ cher anzuhalten, wodurch der Verbrennungsmotor 3 nicht in umgekehrter Richtung gedreht wird, die Bremskraft des Ver­ brennungsmotors nicht verringert, da das Drehmoment der um­ gekehrten Drehung nicht verringert ist, selbst wenn die Ro­ tationsgeschwindigkeit verringert wurde. Dementsprechend kann der Verbrennungsmotor schneller angehalten werden.
Die vorliegende Erfindung wurde in Verbindung mit den praktikabelsten und bevorzugten Ausführungsbeispielen be­ schrieben; die Erfindung ist jedoch nicht auf die offenbar­ ten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern es besteht die Absicht, alle Abwandlung und alternativen Anordnungen abzu­ decken, die im Geltungsbereich und der Wesensart der bei­ liegenden Ansprüche liegen.
In einer Steuervorrichtung für ein serienmäßiges Hy­ bridfahrzeug von kleiner Größe unter Verwendung eines Elek­ tromotors und eines Verbrennungsmotors als Energiequellen wird also Energie, die durch den Antriebsmotor erzeugt wird, an einem Motor/Generator über einen Generatorwechsel­ richter angelegt, so daß der Motor/Generator den Verbren­ nungsmotor antreibt, um an diesen eine Bremskraft anzule­ gen. Auf diese Weise kann Energie, die während des Nutz­ bremsens erzeugt wird und durch eine gesättigte Batterie nicht aufgenommen werden kann, (z. B. wenn das Fahrzeug bergab fährt) verwendet werden, um das Bremsen des Fahr­ zeugs zu unterstützen.

Claims (6)

1. Steuersystem zur Verwendung in einem serienmäßigen Hybridfahrzeug, wobei das Steuersystem aufweist:
einen Verbrennungsmotor (3),
einen Generator (2), der durch den Verbrennungsmotor (3) angetrieben wird,
eine Batterie (1), die durch ein Ausgangssignal des Ge­ nerators (2) geladen wird,
einen Antriebsmotor (4) zum Antreiben des Fahrzeugs,
einen Antriebswechselrichter (20) zum Anlegen von Ener­ gie von der Batterie (1) an den Antriebsmotor (4) im An­ sprechen auf den Betätigungszustand eines Fahrpedals (8), einen Generatorwechselrichter (10) zum Antreiben des Generators (2) mit der Energie von der Batterie (1) oder dem Antriebsmotor (4) oder beiden und
einen Energiequelle-Kondensator (1A), der durch den An­ triebswechselrichter (20) und den Generatorwechselrichter (10) gemeinsam genutzt wird.
2. System nach Anspruch 1, das ferner eine Steuerein­ richtung (30) aufweist, um den Generator (2) als Motor zu betreiben, damit der Verbrennungsmotor (3) während eines Nutzbremsvorgangs angetrieben wird, indem über den Genera­ torwechselrichter (10) eine durch den Antriebsmotor (4) er­ zeugte Energie an diesen angelegt wird, wenn der Ladepegel der Batterie (1) größer als ein vorbestimmter Betrag oder gleich diesem ist.
3. Steuersystem für ein serienmäßiges Hybridfahrzeug, wobei das System aufweist:
einen Verbrennungsmotor (3)
einen Generator (2), der durch den Verbrennungsmotor (3) angetrieben wird,
eine Batterie (1), die durch ein Ausgangssignal des Ge­ nerators (2) geladen wird,
einen Antriebsmotor (4) zum Antreiben des Fahrzeugs, einen Antriebswechselrichter (20) zum Anlegen von Ener­ gie von der Batterie (1) an den Antriebsmotor (4) im An­ sprechen auf den Betätigungszustand eines Fahrpedals (8) und
eine Steuereinrichtung (30, 50) zum Betätigen des An­ triebswechselrichters (20), um den Generator (2) anzutrei­ ben und dadurch den Verbrennungsmotor (3) beim Anlaßvorgang anzutreiben.
4. System nach Anspruch 3, bei dem die Steuereinrich­ tung (30, 50) eine Schalteinrichtung (50) aufweist, um den Generator (2) mit dem Antriebswechselrichter (20) und einem Gleichrichter (60) auswählend zu verbinden.
5. Steuersystem für ein Hybridfahrzeug, wobei das Sy­ stem aufweist:
einen Verbrennungsmotor (3),
einen Generator (2), der durch den Verbrennungsmotor (3) angetrieben wird,
eine Batterie (1), die durch ein Ausgangssignal des Ge­ nerators (2) geladen wird,
einen Generatorwechselrichter (10) zum Drehsteuern des Generators (2) als Motor zum Antreiben des Verbrennungsmo­ tors (3),
einen Antriebsmotor (4) zum Antreiben des Fahrzeugs,
einen Antriebswechselrichter (20) zum Anlegen von Ener­ gie von der Batterie (1), um den Antriebsmotor (4) im An­ sprechen auf den Betätigungszustand eines Fahrpedals (8) anzutreiben,
eine Steuereinrichtung (30) zum Betätigen des Genera­ tors (2) als Motor, um den Verbrennungsmotor (3) während eines Nutzbremsvorgangs durch den Generatorwechselrichter (10) anzutreiben, wenn der Ladepegel der Batterie (1) größer als ein vorbestimmter Betrag oder gleich diesem ist,
eine Anhaltesteuerung-Erfassungseinrichtung (30, 410) in der Steuereinrichtung (30) zum Erfassen der Anhalte­ steuerung des Verbrennungsmotors (3) und
eine Stromerfassungseinrichtung (30, 410-480) in der Steuereinrichtung (30) zum Erfassen eines Stromes, der in den Spulen des Generators (2) fließt, und zum Durchführen einer regenerativen Erhöhungsbremsungssteuerung des Genera­ tors (20) unter Verwendung des Generatorwechselrichters (10) im Ansprechen auf den erfaßten Strom, wenn der Ver­ brennungsmotor (3) zum Anhalten gesteuert wird.
6. Steuersystem für ein Hybridfahrzeug, wobei das Sy­ stem aufweist:
einen Verbrennungsmotor (3), einen Generator (2), der durch den Verbrennungsmotor (3) angetrieben wird,
eine Batterie (1), die durch ein Ausgangssignal des Ge­ nerators (2) geladen wird,
einen Generatorwechselrichter (10) zum Drehsteuern des Generators (2) als Motor zum Antreiben des Verbrennungsmo­ tors (3),
einen Antriebsmotor (4) zum Antreiben des Fahrzeugs, einen Antriebswechselrichter (20) zum Anlegen von Ener­ gie von der Batterie (1), um den Antriebsmotor (4) im An­ sprechen auf den Betätigungszustand eines Fahrpedals (8) anzutreiben,
eine Steuereinrichtung (30) zum Betreiben des Genera­ tors (2) als Motor, um den Verbrennungsmotor (3) während eines Nutzbremsvorgangs durch den Generatorwechselrichter (10) anzutreiben, wenn der Ladepegel der Batterie (1) größer als ein vorbestimmter Betrag oder gleich diesem ist, eine Anhaltesteuerung-Erfassungseinrichtung (30, 410) in der Steuereinrichtung (30) zum Erfassen der Anhalte­ steuerung des Verbrennungsmotors (3) und
eine Stromerfassungseinrichtung (30, 420-480) in der Steuereinrichtung (30) zum Erfassen eines Stromes, der in den Spulen des Generators (2) fließt, und zum Vornehmen ei­ ner Gegenstrombremsungssteuerung des Generators (2) durch den Generatorwechselrichter (10) auf dem erfaßten Strom ba­ sierend, wenn der Verbrennungsmotor (3) zum Anhalten ge­ steuert wird.
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