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TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft ein Steuersystem zum Steuern der Energieversorgung
eines Fahrzeugs, im Besonderen zum Steuern einer Vielzahl von Energieversorgungsabschnitten
eines Fahrzeugs, sowie ein Steuerverfahren hierfür.
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2. Stand der
Technik
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In
einem Fahrzeug sind im Allgemeinen eine Energiespeichervorrichtung
und eine Energieerzeugungsvorrichtung vorgesehen, die gemeinsam
als eine Energieversorgung dienen, um eine Vielfalt von elektrischen
Vorrichtungen des Fahrzeugs mit Energie zu versorgen. Die Energieerzeugungsvorrichtung wird
im Normalfall von einem Verbrennungsmotor als Antriebskraftquelle
des Fahrzeugs angetrieben. Seit kurzem besteht jedoch ein deutliches
Verlangen nach einer höheren
Brennstoffeinsparung, in erster Linie um die vom Fahrzeug ausgestoßenen Abgase zu
reduzieren. Diesem Verlangen Rechnung tragend wird versucht, aus
der kinetischen Energie des Fahrzeugs Energie zu regenerieren und
die regenerierte Energie in der Energiespeichervorrichtung zu speichern.
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Ein
typisches Beispiel für
ein derartiges Fahrzeug ist das so genannte "Hybridfahrzeug", das einen Verbrennungsmo tor und einen
Motor/Generator als Antriebskraftquellen aufweist. Ein Fahrzeug dieser
Bauart kann in einem bestimmten Betriebszustand allein mit Hilfe
des Motors/Generators in Bewegung gesetzt (gestartet) werden. Daher
muss die Energieversorgung des Fahrzeugs in der Lage sein, eine
große
Energiemenge augenblicklich abzugeben. Aus diesem Grund wird ein
Kondensator als eine Energieversorgung für den Motor/Generator und als
eine Energiespeichervorrichtung zum Speichern der über den
Motor/Generator regenerierten Energie verwendet, der Energie in
Form von statischer Elektrizität
speichert.
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Abgesehen
davon wurde vor kurzem ein Fahrzeug entwickelt, das einen so genannten
Economy-Betriebsmodus ermöglicht.
In diesem Betriebsmodus wird der Leerlauf des Verbrennungsmotors gestoppt,
wenn das Fahrzeug zur Seite fährt
(vorübergehend
anhält),
und der Verbrennungsmotor automatisch wieder gestartet, wenn die
Bedingungen, die den Stoppzustand des Fahrzeugs definieren, nicht
mehr erfüllt
sind. Auf diese Weise wird die Leerlaufzeit des Verbrennungsmotors
insgesamt reduziert, was zu einer Reduzierung der vom Fahrzeug ausgestoßenen Abgasmenge
und zu einer höheren Brennstoffeinsparung
führt.
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Ein
derartiges "Economy-Fahrzeug" benötigt jedoch
eine große
Energiemenge, um den Verbrennungsmotor unverzüglich wieder zu starten. Daher wird
anstelle einer herkömmlichen
Batterie ein Kondensator, der in der Lage ist, eine hohe Energiemenge
augenblicklich abzugeben, als eine Energieversorgung für den Starter
verwendet. Neben dem Kondensator kann außerdem ein Energieregenerator zum
Erzeugen von Energie zum Laden des Kondensators vorgesehen sein.
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Die
japanische Offenlegungsschrift Nr. 2-156919 offenbart eine Anordnung
eines Kondensators, der eine hohe Energiespeicherspannung aufweist
und in einer kurzen Zeit eine große Energiemenge abgeben kann,
in der weise, dass die Energie vom Kondensator einer Batterie zugeführt wird,
um diese zu laden. Eine derartige Anordnung erfordert in einem geringerem
Maß den
Antrieb eines Generators durch einen Verbrennungsmotor zum Laden
der Batterie, wodurch die für
den Antrieb des Generators verbrauchte Brennstoffmenge reduziert
und dadurch eine höhere
Brennstoffeinsparung erzielt wird.
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Es
stimmt zwar, dass im Wege einer Energieregeneration mit Hilfe des
Kondensators und des Energieregenerators, wie sie in der vorgenannten Veröffentlichung
beschrieben werden, eine höhere Brennstoffeinsparung
erzielt wird. Es wird jedoch davon ausgegangen, dass die regenerierte
Energie oftmals nicht effizient genug eingesetzt wird und daher offensichtlich
weitere Verbesserungen notwendig sind, um eine effizientere Nutzung
der regenerierten Energie zu ermöglichen.
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In
dem Fall, in dem ein Kondensator verwendet wird, um die Batterie
zu laden, wie es in der vorgenannten Veröffentlichung beschrieben ist,
muss das Laden der Batterie durch den Generator gestoppt werden,
bevor die Batterie voll geladen ist, so dass die Batterie jederzeit
die vom Kondensator bezogene Energie aufnehmen kann. Da die im Kondensator
gespeicherte Energie jedoch im Wege der Energieregeneration erhalten
wird und daher nicht immer zur Verfügung steht, kann die Ladung
der Batterie knapp werden, wenn Energie abgegeben wird. Wenn die Batterie
unter Verwendung der durch den Generator erzeugten Energie ständig voll
geladen gehalten wird, um einen derartigen Energiemangel zu vermeiden,
kann es passieren, dass die Batterie die Energie vom Kondensator
nicht mehr aufnehmen kann und infolge einer erhöhten Ausgangsspannung des Kondensators überladen
wird, oder dass eine an die Batterie angeschlossene elekrische Last übermäßig eine
allzu hohe Energiemenge verbraucht.
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Wenn
in einem Fahrzeug ein Energieregenerator und ein Kondensator vorgesehen
sind, wie es vorstehend beschrieben wurde, bedeutet dies im Übrigen,
dass das Fahrzeug zwei Energieversorgungsabschnitte aufweist: einen
aus einem Generator oder einem Generator und einer Batterie gebildeten
ersten Energieversorgungsabschnitt und einen aus einem Energieregenerator
oder einem Energieregenerator und einem Kondensator gebildeten zweiten
Energieversorgungsabschnitt. In Anbetracht der Tatsache, dass der
zweite Energieversorgungsabschnitt zur Energieregeneration zwar
zum Erzielen einer höheren
Brennstoffeinsparung effizient eingesetzt werden kann, aber kaum
eine "stabile Energieversorgung" gewährleistet,
wird vorzugsweise zunächst
die durch den zweiten Energieversorgungsabschnitt regenerierte Energie
verwendet und auf die durch den Generator erzeugte oder in der Batterie
gespeicherte Energie erst dann zugegriffen, wenn die regenerierte Energie
nicht mehr ausreicht.
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Hierzu
gilt es, während
der Versorgung einer elekrischen Last mit Energie von der einen
Energieversorgung auf die andere Energieversorgung umzuschalten.
Um eine derartige Umschaltung zwischen den Energieversorgungen zu
ermöglichen,
ist beispielsweise der Generator so ausgelegt, dass er mit der Energieversorgung
beginnt, wenn die Energie, die momentan vom Kondensator einer bestimmten elekrischen
Last zugeführt
wird, abnimmt. In diesem Fall wird, wenn der Kondensator die Energieversorgung übernimmt,
auf den Generator nahezu kein Drehmoment ausgeübt. Der Generator erfährt jedoch dann
ein gewisses Drehmoment, wenn er mehr mit der elekrischen Last verbunden
wird, um mit der Erzeugung von Energie zu beginnen. Im Falle einer
hohen elekrischen Last erfährt
der Generator dabei plötzlich
ein hohes Drehmoment, das zum Durchrutschen eines Riemens führen könnte, der
einen Verbrennungsmotor mit dem Generator verbindet, was wiederum
ein Geräusch
erzeugen und eine Verkürzung
der Haltbarkeit des Riemens verursachen könnte.
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Wenn
der Generator nach und nach Energie erzeugt, um ein derartiges Problem
zu vermeiden, kann die Ausgangsspannung des Generators noch niedrig
sein, wenn die Energieversorgung vom Kondensator unterbrochen wird.
Eine derartige Abnahme der Energie, mit der die elekrische Last
versorgt wird, kann eine kurzzeitiges Änderung des Betriebszustands
zur Folge haben, z. B. eine momentane Abnahme der Lichtstärke eines
Lichts, was zu einer unangenehmen Sinnesempfindung von Insassen
führen
könnte.
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In
der
EP 0 917 978 A2 ist
ein Steuersystem und ein Steuerverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1 bzw. 9 offenbart.
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ERFINDUNG
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuersystem zu schaffen,
dass eine effiziente Verwendung der von einer Vielzahl von Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitten
eines Fahrzeugs bereitgestellten Energie ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Steuersystem und ein Steuerverfahren nach
dem Anspruch 1 bzw. 9 gelöst.
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Diesem
Steuersystem und Steuerverfahren entsprechend wird die Sollausgangsspannung
des ersten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitts
in Abhängigkeit
von der Sollausgangsspannung des zweiten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitts
eingestellt. Dabei wird die Spannung des ersten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitts
auf eine Spannung eingestellt, die niedriger ist als die Sollausgangsspannung
des zweiten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitts.
Auf diese Weise wird der Energieverbraucher zunächst mit Energie vom zweiten
Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt und erst dann mit
Energie vom ersten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt
versorgt, wenn die Ausgangsspannung des zweiten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitts
abnimmt. Daher wird von vornherein verhindert, dass der Energie verbraucher
mit allzu viel Energie versorgt wird, und dadurch ein übermäßiger Verbrauch
von Energie vermieden.
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In
einer beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung weist der erste Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt
vorzugsweise eine erste Energieerzeugungsvorrichtung auf, die Energie
erzeugt, indem sie die Antriebskraft einer Vortriebskrafterzeugungsmaschine
des Fahrzeugs aufnimmt, und der zweite Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt
vorzugsweise eine zweite Energieerzeugungsvorrichtung, die Energie
erzeugt, indem sie die Antriebskraft eines anderen Mechanismus als
der Vortriebskrafterzeugungsmaschine aufnimmt.
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Mit
dem so ausgestalteten Steuersystem lässt sich die Möglichkeit,
dass die erste Energieerzeugungsvorrichtung von der Vortriebskrafterzeugungsmaschine übermäßig oder
unnötig
angetrieben wird, gering halten oder ausschließen und somit eine Reduzierung
der Brennstoffeinsparung verhindern.
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In
einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist
der Mechanismus vorzugsweise ein Übertragungsmechanismus zur Übertragung
eines Drehmoments zwischen einem Rad des Fahrzeugs und der zweiten
Energieerzeugungsvorrichtung.
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Mit
dem so ausgestalteten Steuersystem wird aus der Fahrzeugenergie
Energie regeneriert, und die Sollausgangsspannung des zweiten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitts,
der die regenerierte Energie verwendet, wird in Abhängigkeit von
der Sollausgangsspannung des ersten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitts
eingestellt, so dass die Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitte
jeweils keine übermäßige Energiemenge
abgeben.
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In
einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist
der Energieverbraucher vorzugsweise eine Energiespeichervorrichtung
oder eine elekrische Last, die mit Energie aus der Energiespeichervorrichtung
versorgt wird.
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Mit
dem so ausgestalteten Steuersystem wird, wenn die Energiespeichervorrichtung
oder die elekrische Last mit Energie von den Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitten
versorgt wird, die Sollausgangsspannung des ersten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitts
in Abhängigkeit
von der Sollausgangsspannung des zweiten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitts
eingestellt. In dieser Ausgestaltung lässt sich die Wahrscheinlichkeit,
dass die Batterie überladen wird,
oder die Wahrscheinlichkeit, dass die elekrische Last eine allzu
große
Energiemenge verbraucht, von vornherein reduzieren oder ausschließen.
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In
einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist
der erste vorgegebene Wert vorzugsweise ein kleiner Spannungswert,
der keine Änderung
des Betriebszustands des Energieverbrauchers verursacht.
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Mit
dem so ausgestalteten Steuersystem steigt bei einem Abfall der Spannung
des zweiten Energieerzeugungs- /Energieversorgungsabschnitts während der
Versorgung des Energieverbrauchers mit Energie die Ausgangsspannung
des zweiten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitts relativ
an, wodurch die Energieversorgung zum Versorgen des Energieverbrauchers
mit Energie vom zweiten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt
auf den ersten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt umgeschaltet
wird. Der Spannungsabfall zum Zeitpunkt der Umschaltung der Energieversorgung
ist so klein, dass sich der Betriebszustand des Energieverbrauchers
nicht ändert.
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In
einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist
das Steuersystem vorzugsweise des Weiteren eine Schalteinrichtung
auf, die den Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt
zur Versorgen des Energieverbrauchers mit Energie von dem zweiten
Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt
auf den ersten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt umschaltet, wenn
die Differenz zwischen der Ausgangsspannung des zweiten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitts
und der Spannung des ersten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitts gleich
einem vorgegebenen Wert oder kleiner als dieser ist.
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Mit
dem so ausgestalteten Steuersystem erfolgt für den Fall, dass die Energieversorgung
zur Versorgen des Energieverbrauchers mit Energie vom zweiten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt
auf den ersten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt umgeschaltet
wird, während
der Energieverbraucher mit Energie vom zweiten Ener gieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt
versorgt wird, die Umschaltung dann, wenn die Differenz zwischen
der Ausgangsspannung des zweiten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitts
und der Spannung des ersten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitts
gleich dem vorgegebenen Wert oder kleiner ist als dieser. Daher
kann einem Spannungsabfall entgegengewirkt werden, der andernfalls
entstehen könnte,
wenn die Energieversorgung umgeschaltet wird, wodurch sich Änderungen
oder ein Ausfall des Betriebs des Energieverbrauchers unterdrücken oder
verhindern lässt.
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In
einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist
die erste Energieerzeugungsvorrichtung vorzugsweise so ausgestaltet, dass
sie Energie erzeugt, indem sie die Antriebskraft von der Vortriebskrafterzeugungsmaschine
des Fahrzeugs über
einen Riemen aufnimmt.
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Mit
dem so ausgestalteten Steuersystem unterbleibt ein scharfer Anstieg
der durch den ersten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt zu erzeugenden
Energiemenge. Außerdem
wird der Betrag, um den das auf den ersten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt
ausgeübte Drehmoment
ansteigt, nicht groß.
Auf diese Weise lassen sich Probleme, z. B. ein so genannter Riemenschlupf
und ein so genanntes Riemengequietsche, unterdrücken oder verhindern.
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In
einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist
das Steuersystem vorzugsweise des weiteren eine Spannungsaufrechterhaltungseinrichtung
zum Aufrechterhalten der Ausgangsspannung des zweiten Energieerzeugungs- /Energieversorgungsabschnitts
und eine Hochfahreinrichtung auf, die den ersten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt
mit einer Ausgangsspannung hochfährt,
die niedriger ist als die Ausgangsspannung des zweiten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitts,
während
die Ausgangsspannung des zweiten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitts
aufrechterhalten wird.
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Mit
dem so ausgestalteten Steuersystem wird bei der Umschaltung der
Energieversorgung der erste Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt
so hochgefahren, dass er eine der Ausgangsspannung des zweiten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitts
gleichwertige Spannung abgeben kann, während die Ausgangsspannung
des zweiten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitts auf
einer bestimmten Spannung gehalten wird. Da während dieser Hochfahrphase
der erste Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt keine Energie
erzeugt, steigt das auf den ersten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt
ausgeübte
Drehmoment auch nicht scharf an. In diesem Zustand wird die Energieversorgung
vom zweiten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt auf den
ersten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt umgeschaltet.
Somit kann der Betriebszustandsgrad des ersten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitts
rasch angehoben und gleichzeitig ein Spannungsabfall beim Umschalten
der Energieversorgung unterdrückt
oder verhindert werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorstehend angeführten
Ausführungsformen
und weitere Ausführungsformen,
Gegenstände, Merkmale,
Vorteile sowie die technische und gewerbliche Bedeutung der Erfindung
werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung beispielhafter Ausführungsforms
der Erfindung anhand der Zeichnungen verständlicher, in denen:
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1 ein
Flussschema eines Verfahrens zum Bestimmen einer Sollspannung in
einem Beispiel für
eine von einem Steuersystem gemäß einer beispielhaften
Ausführungsform
der Erfindung ausgeführte
Steuerung ist;
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2 ein
Flussschema eines Verfahrens zum Berechnen des Stromregelwerts eines
Generators in der vom Steuersystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung ausgeführten Steuerung
ist;
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3 ein
Flussschema eines Verfahrens zum Berechnen des Ausgangsstroms eines
Gleichspannungswandlers in der vom Steuersystem gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung ausgführten
Steuerung ist;
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4 ein
Zeitdiagramm ist, das schematisch zeigt, wie sich die von Verbrauchern
dargestellte elekrische Last, die Batteriespannung und der Betriebszustand
des Gleichspannungswandlers und Generators durch das in den 1 bis 3 gezeigte
Verfahren ändern;
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5 ein
Flussschema eines Verfahrens zum Bestimmen einer Sollspannung für eine Steuerung
zum Umschalten der Energieversorgung ist;
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6 ein
Flussschema eines Verfahrens zum Berechnen des Stromregelwerts des
Generators in der Energieversorgungsschaltsteuerung ist;
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7 ein
Zeitdiagramm ist, das schematisch zeigt, wie sich ein Stromsollwert
für den
Gleichspannungswandler, ein Erregungssollwert für den Generator, die Batteriespannung
und das auf den Generator ausgeübte
Drehmoment durch die in 5 und 6 gezeigten
Verfahren ändern;
und
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8 eine
Darstellung ist, die den Aufbau eines Fahrzeugenergieversorgungssystems
mit einem Fahrzeugenergieversorgungssteuersystem gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung schematisch zeigt.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im
Folgenden wird die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen an
beispielhaften Ausführungsformen
ausführlich
beschrieben.
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Anhand
der 8 wird zunächst
der Aufbau eines Fahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Steuersystem
beschrieben. 8. Wie in 8 dargestellt ist, ist ein Getriebe 2 mit
der Ausgangsseite eines Verbrennungsmotors mit innerer Verbrennung (im
Folgenden als "Verbrennungsmotor" bezeich net) 1 verbunden.
Das Drehmoment wird vom Getriebe 2 über ein Differentialgetriebe 3 auf
ein rechtes und eines linkes Rad (nicht dargestellt) übertragen.
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Der
Verbrennungsmotor 1 ist eine Antriebsmaschine, z. B. ein
Ottomotor, Dieselmotor oder Erdgasmotor, der durch die Verbennung
eines Brennstoffs ein Drehmoment erzeugt. Die Ausgangswelle (Kurbelwelle)
des Verbrennungsmotors 1 ist über einen Riemen 4 mit
einem Generator 5 verbunden, der als eine erste Energieerzeugungsvorrichtung
dient. Der Generator 5 ermöglicht eine bedarfsgerechte Regelung
seiner Ausgangsspannung. Die durch den Generator 5 erzeugte
Energie wird in einer Batterie (z. B. einer Batterie mit einer Ladespannung
von 12V) 6 gespeichert, die aus einer Blei-Säure-Batterie oder
dergleichen gebildet ist.
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Die
Batterie 6 wirkt als eine elekrische Last, wenn sie zur
Energiespeicherung verwendet wird, während sie gemeinsam mit dem
Generator 5 einen ersten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt
bildet, wenn sie zur Energieversorgung verwendet wird. Die Batterie 6 ist
mit Verbrauchern 7 (einer elekrischen Last), z. B. einem
Gebläse
für eine Klimaanlage,
Lichtern, Startermotor, Scheibenwischern, Elektromotoren zum Antrieb
der Sitze, Fenster und so weiter, verbunden.
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Das
Getriebe 2 kann ein beliebiges Getriebe sein, z. B. ein
Handschalt- oder Automatikgetriebe mit einer Vielzahl von Gängen oder
ein sogenanntes CVT (stufenloses Getriebe), das eine stufenlose Drehzahländerung
ermöglicht.
Die An triebskraft wird über
ein Ausgangsteil des Getriebes 2 auf das Differentialgetriebe 3 übertragen.
Das Getriebe 2 ist in einen "Neutralmodus" schaltbar, in dem der Kraftübertragungsweg
vom Verbrennungsmotor 1 zum Differentialgetriebe 3 unterbrochen
ist. Ein Energieregenerator 8 ist mit einem Drehteil verbunden,
das so angeordnet ist, dass auch im Neutralmodus zwischen dem Drehteil
und den angetriebenen Rädern
ein Drehmoment übertragen
werden kann. Dieser Mechanism mit dem Drehteil entspricht einem "Übertragungsmechanismus".
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Der
Energieregenerator 8 ist so konzipiert, dass er durch den
Antrieb von einer äußeren Kraft Energie
erzeugt. Im Einzelnen regeneriert der Energieregenerator 8 Energie
durch Umwandlung eines Teils der kinetischen Energie des Fahrzeugs
in elektrische Energie, wenn das Fahrzeug von der Trägheitskraft
angetrieben wird, und erzeugt Energie durch Nutzung eines Teils
der Antriebskraft des Verbrennungsmotors 1, wenn das Fahrzeug
vom Verbrennungsmotor 1 angetrieben wird. Der auf diese Weise
durch den Energieregenerator 8 erzeugte Drehstrom wird
mit Hilfe eines Gleichrichters (nicht dargestellt) in Gleichstrom
umgewandelt und anschließend
in einem Kondensator 9 gespeichert.
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Der
Kondensator 9 ist eine Energiespeichervorrichtung, die
Energie in Form statischer Elektrizität speichert, und kann daher
in einer kurzen Zeit eine größere Energiemenge
speichern als herkömmliche
Energiespeichervorrichtungen, wie Blei-Säure-Batterien. Der Kondensator 9 ist
beispiels weise für die
Speicherung von Energie bei einer Spannung von 0 bis 40 V ausgelegt.
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Zur
Regelung des Entladevermögens
des Kondensators 9 ist ein Gleichspannungswandler 10 vorgesehen.
Die elekrische Last 7 wird selektiv mit Energie vom Gleichspannungswandler 10 versorgt.
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Der
Energieregenerator 8, der Kondensator 9 und der
Gleichspannungswandler 10 bilden somit einen "zweiten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt." Das Steuersystem
gemäß der Ausführungsform
umfasst damit eine Vielzahl von Energieversorgungsabschnitten zur
Versorgung der elekrischen Last 7 mit Energie, nämlich zwei
Energieversorgungsabschnitte: den aus dem Generator 5 oder
dem Generator 5 und der Batterie 6 gebildeten ersten
Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt
und den zweiten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt,
der gemäß der vorstehenden
Darstellung ausgestaltet ist.
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Das
Steuersystem der Ausführungsform
ist des Weiteren mit einer ECU (elektronischen Steuereinheit) 11 zur
Steuerung/Regelung der Energieerzeugung und der Ausgangsspannung
des Generators 5 und der Energieausgangsmenge und der Ausgangsspannung
des Gleichspannungswandlers 10 entsprechend dem zweiten
Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt versehen. Die ECU 11 beinhaltet
im Wesentlichen einen Mikrocomputer und ist so konfiguriert, dass
sie Steuerdaten aufnimmt, die die Ladespannung und den Ladezustand
des Kondensators 9 und den Ladezustand der Batterie 6 angeben,
und Steuerbefehlsignale zur Steuerung des Gleichspannungswandlers 10,
des Generators 5, des Energieregenerators 8, des
Gleichrichters und weiterer Komponenten ausgibt.
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Das
vorstehend beschriebene Fahrzeug weist eine Vielzahl von Energieversorgungen
zur Versorgung der elekrischen Last 7 mit Energie auf. Obwohl
mit dem zweiten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt eine
höhere
Spannung erhalten werden kann als mit dem ersten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt
ist die Energieversorgung durch den zweiten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt
weniger stabil als durch den ersten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt.
Das Steuersystem der Ausführungsform
steuert die Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitte daher
in der nachstehend erläuterten
Weise, um eine effiziente Energienutzung zu ermöglichen und dadurch die Brennstoffeinsparung
zu erhöhen.
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Die 1 und 3 zeigen
schematisch ein Beispiel für
eine Steuerung zum Laden der Batterie 6. Da die Batterie 6 mit
den Verbrauchern verbunden ist, wirken die Batterie 6 und
die Verbraucher beim Laden der Batterie 6 gemeinsam als
eine elekrische Last 7.
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1 ist
ein Flussschema eines Verfahrens zum Bestimmen einer Sollspannung.
In diesem Verfahren wird zunächst
bestimmt, ob eine Energieregeneration durchgeführt wird (Schritt S1). Da das
Fahrzeug den Generator 5 zur Erzeugung von Energie unter
Nutzung der Antriebskraft des Verbrennungsmotors 1 aufweist,
erfolgt eine Energieerzeugung durch den Energieregenerator 8 nur
während
einer Verzögerung
des Fahrzeugs und so weiter. Ob eine Energieregeneration durchgeführt wird,
lässt sich
daher auf der Grundlage der Betriebsparameter des Fahrzeugs, z.
B. der Gaspedalstellung, der Fahrgeschwindigkeit und dergleichen,
bestimmen.
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Wenn
im Schritt S1 bestimmt wird, dass eine Energieregeneration durchgeführt wird,
wird die Sollspannung Vdcdc des Gleichspannungswandlers 10 gleich
der Sollladespannung Vtg der Batterie 6 und die Sollspannung
Valt des Generators 5 gleich einer Spannung (Vtg – α) gesetzt,
die um einen vorgegebenen Wert α niedriger
ist als die Sollladespannung Vtg der Batterie 6 (Schritt
S2). Die Spannung des einen Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitts wird
somit in Abhängigkeit
von der Spannung des anderen Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitts
eingestellt.
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Wenn
als die vorgenannte Batterie 6 beispielsweise eine Batterie
verwendet wird, deren Ladespannung 12 V beträgt, beträgt die Sollladespannung Vtg
gleich 12 V. Der vorgegebene Wert α ist so klein (z. B. 0,1 bis
0,2 V), dass er noch keine Änderung
des Betriebszustands der elekrischen Last 7 zur Folge hat.
Wenn die Spannung um den vorgegebenen Wert α reduziert wird und diese Spannungsreduzierung
beispielsweise eine Abnahme der Lichtstärke eines Lichts zur Folge
hätte,
dann wäre
die Änderung der
Lichtstärke
so schwach, dass ein Insasse sie nicht wahrnehmen würde.
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Wird
im Schritt S1 dagegen "NEIN" erhalten, d. h.
wird keine Energieregeneration durchgeführt, wird die Sollspan nung
Vdcdc des Gleichspannungswandlers 10 gleich 0 V und die
Sollspannung Valt des Generators 5 gleich der Sollladespannung
Vtg der Batterie 6 gesetzt (Schritt S3).
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2 ist
ein Flussschema eines Verfahrens zur Berechnung des Stroms des Generators 5.
In diesem Verfahren wird zunächst
die Spannungsdifferenz ΔV1
zwischen der Sollspannung Valt und der momentanen Batteriespannung
Vbatt bestimmt (Schritt S11). Wie vorstehend erwähnt ist, wird die Sollspannung
Valt des Generators 5 gleich einer Spannung gesetzt, die
um den vorgegebenen Wert α niedriger
ist als die Sollladespannung Vtg, wenn eine Energieregeneration
durchgeführt
wird, und gleich der Sollladespannung Vtg, wenn keine Energieregeneration
stattfindet. Wenn die Batterie 6 voll geladen ist, ist
die im Schritt S11 berechnete Spannungsdifferenz ΔV1 somit
null oder negativ.
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Anschließend wird
auf der Grundlage der im Schritt S11 berechneten Spannungsdifferenz ΔV1 der Stromregelwert
Ialt des Generators 5 berechnet (Schritt S12). Der Strom
des Generators 5 wird dabei unter Anwendung des so genannten
Proportional-Integral-Verfahrens geregelt, nach dem der Stromregelwert
Ialt als die Summe des Produkts (P × ΔV1) aus einem Beiwert P und
der Spannungsdifferenz ΔV1
als proportionales Glied und des Produkts (I × ΣΔV1) aus einem Beiwert I und
der aufsummierten Spannungsdifferenz ΣΔV1 als integrales Glied berechnet
wird.
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Anschließend wird
der Anstiegsbetrag des berechneten Stromregelwerts Ialt auf einen
vorgegebenen Wert ΔIalt1
begrenzt (Schritt S13). Auf diese Weise wird einem steilen Anstieg
der erzeugten Energiemenge vorgebeugt, wenn der Generator 5 Energie
erzeugt.
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3 ist
ein Flussschema eines Verfahrens zur Bestimmung des Ausgangsstroms
des Gleichspannungswandlers 10, der den zweiten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt
bildet. In diesem Verfahren wird zunächst die Spannungsdifferenz ΔV2 zwischen
der Sollspannung Vdcdc des Gleichspannungswandlers 10,
die in dem in 1 gezeigten Verfahren bestimmt
wurde, und der Batterieistspannung Vbatt bestimmt (Schritt S21).
Wie vorstehend erwähnt,
wird die Sollspannung Vdcdc des Gleichspannungswandlers 10 gleich
der Sollladespannung Vtg der Batterie 6 gesetzt, wenn eine
Energieregeneration durchgeführt
wird. Die Spannungsdifferenz ΔV2
ist daher positiv, wenn die Batterie 6 nicht voll geladen
ist. Wenn die Batterie 6 voll geladen ist oder keine Energieregeneration
durchgeführt wird,
ist die Spannungsdifferenz ΔV2
andererseits null oder negativ.
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Als
nächstes
wird auf der Grundlage der im Schritt S21 bestimmten Spannungsdifferenz ΔV2 ein Stromregelwert
Idcdc berechnet (Schritt S22). Der vom Strom des Gleichspannungswandlers 10 wird hier
ebenfalls nach dem Proportional-Integral-Verfahren
berechnet, nach dem der Stromregelwert Idcdc des Gleichspannungswandlers 10 als
die Summe des Produkts (P × ΔV2) aus einem
Beiwert P und der Spannungsdiffe renz ΔV2 als proportionales Glied und
des Produkts (I × ΣV2) aus einem
Beiwert I und einer aufsummierten Spannungsdifferenz ΣΔV2 als integrales
Glied berechnet wird.
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4 ist
ein Zeitdiagramm, das die Änderungen
der vom Energieverbraucher dargestellten elekrischen Last, der Batteriespannung
und der Betriebszustände
des Gleichspannungswandlers 10 und des Generators 5 zeigt.
Gemäß 4 wird, wenn
keine Energieregeneration durchgeführt wird (d. h. wenn im Schritt
S1 von 1 "NEIN" erhalten wird),
die Sollspannung Vdcdc des Gleichspannungswandlers 10 gleich
null gesetzt und der Gleichspannungswandler 10 ausgeschaltet.
Dabei wird vom Kondensator 9 über den Gleichspannungswandler 10 keine
Energie abgegeben.
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In
diesem Zustand wird die Sollspannung Valt des Generators 5 gleich
der Sollladespannung Vtg gesetzt, wodurch die Spannung der Batterie 6 auf der
Sollspannung im voll geladenen Zustand gehalten wird. Daher wird
während
dieser Zeit die elekrische Last 7 mit Energie von dem aus
dem Generator 5 und der Batterie 6 gebildeten
ersten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt versorgt.
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Wenn
die Energieregeneration beginnt und der Gleichspannungswandler 10 mit
einem Ausgangspegel arbeitet, der niedriger ist als dessen Nennausgang
(zum Zeitpunkt t1 in 4), wird im Schritt S1 in 1 "JA" erhalten. In diesem
Fall wird die Sollspannung Vdcdc des Gleichspannungswandlers 10 gleich
der Sollladespannung Vtg und die Sollspannung Valt des Generators 5 gleich
einer Spannung gesetzt, die um den vorgegebenen Wert α niedriger
ist als die Sollladespannung Vtg. Im Ergebnis werden die Batterie 6 und
der Verbraucher (die elekrische Last) 7 mit Energie vom
Gleichspannungswandler 10 versorgt, wodurch die Spannung
der Batterie 6 auf der Sollspannung im voll geladenen Zustand
gehalten wird. Dabei ist der Generator 5 ausgeschaltet,
da es nicht notwendig ist, mit Hilfe des Generators 5 Energie
zu erzeugen.
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Wenn
der erforderliche Energiepegel mit einer Zunahme der elekrischen
Last während
der Zeit jedoch über
den Nennausgang des Gleichspannungswandlers 10 hinausgeht
(zum Zeitpunkt t2 in 4), beginnt die Batterie 6,
Energie abzugeben, um einen Energiemangel zu kompensieren, der zu
einem Abfall der Spannung der Batterie 6 führen würde. Wenn
der Betrag des Spannungsabfalls den vorgegebenen Wert α erreicht,
sinkt die momentane Batteriespannung Vbatt der Batterie 6 unter
die Sollspannung Valt des Generators 5, wodurch die Spannungsdifferenz ΔV1 entsteht.
Dann wird der Stromregelwert Ialt des Generators 5 in Abhängigkeit
von der erzeugten Spannungsdifferenz ΔV1 bestimmt, d. h. der Generator 5 beginnt
zu arbeiten, um Energie zu erzeugen.
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Wenn
der erforderliche Energiepegel mit einer Abnahme der elekrischen
Last während
der Zeit wieder kleiner wird als der Nennausgang des Gleichspannungswandlers 10 (zum
Zeitpunkt t3 in 4), wird die Spannungsdifferenz ΔV1 zwischen
der Sollspannung Valt des Generators 5 und der momentanen
Batteriespannung Vbatt der Batterie 6 negativ. Der Stromregelwert
Ialt des Generators 5 wird daher null, d. h. der Generator 5 wird
ausgeschaltet, so dass er keine Energie mehr erzeugt.
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Wenn
die Energieregeneration aufgrund einer Änderung des Fahrzustands des
Fahrzeugs stoppt (zum Zeitpunkt t4 in 4), wird
die Sollspannung Vdcdc des Gleichspannungswandlers 10 gleich null
und die Sollspannung Valt des Generators 5 gleich der Sollladespannung
Vtg gesetzt, so dass der Gleichspannungswandler 10 aus-
und der Generator 5 eingeschaltet wird, um Energie zu erzeugen.
Somit wird die Energieversorgung vom zweiten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt
auf den ersten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt
umgeschaltet.
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Gemäß der vorstehend
beschriebenen Steuerung wird in dem Fall, in dem genügend regenerierte Energie
zur Verfügung
steht, die Energieerzeugung durch den Generator 5 gestoppt
und die regenerierte Energie vorzugsweise der elekrischen Last zugeführt oder
zum Laden der Batterie 6 verwendet. Auf diese Weise kann
eine Reduzierung der Brennstoffeinsparung aufgrund eines übermäßigen Einsatzes
des Generators 5 verhindert und eine Überladung der Batterie 6 und
ein allzu hoher Energieverbrauch durch die elekrische Last 7 vermieden
werden. Reicht die regenerierte Energie andererseits nicht mehr
aus, wird von der Batterie 6 oder dem Generator 5 Energie
zugeführt,
um einen Energiemangel an der elekrischen Last 7 oder einen
Funktionsausfall der elekrischen Last 7 aufgrund eines
Energiemangels zu verhindern.
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Das
Hinzuziehen der Batterie 6 zur Kompensation eines Energiemangels,
wie vorstehend erwähnt,
kann zu einem Abfall der Batteriespannung führen. Wenn der Betrag des Abfalls
der Batteriespannung den vorgegebenen Wert α (Volt) erreicht, der so klein
ist, dass sich der Betriebszustand der elekrischen Last 7 noch
nicht ändert,
beginnt der Generator 5 jedoch bereits mit der Erzeugung
von Energie. Somit kann selbst in dem Fall, in dem zu wenig Energie
regeneriert wird, eine Änderung
im Betriebszustand oder ein Funktionsausfall der elekrischen Last 7 verhindert
werden.
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Das
erfindungsgemäße Steuersystem
schaltet die Energieversorgung in der vorstehend dargestellten Weise
um. Zum Einleiten der Energieerzeugung mit Hilfe des Generators 5 am
Ende der Energieregenerationsphase wird beispielsweise folgende Steuerung
ausgeführt.
Die 5 und 6 zeigen Verfahren, die im Rahmen
dieser Steuerung ausgeführt
werden. 5 zeigt im Besonderen ein Verfahren
zum Bestimmen der Sollspannung des Gleichspannungswandlers 10 und
der Sollspannung Valt des Generators 5. In diesem Verfahren
wird zunächst bestimmt,
ob eine Energieregeneration durchgeführt wird (Schritt S31). Diese
Bestimmung kann in derselben Weise wie in dem vorstehend beschriebenen Schritt
S1 erfolgen.
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Wenn
im Schritt S31 "JA" erhalten wird, wird die
Sollladespannung Vtg der Batterie 6 gleich der Sollspannung
Vdcdc des Gleichspannungswandlers 10 und die Sollspannung
Valt des Generators 5 gleich einer Spannung (Vtg – β) gesetzt,
die um einen vorgegebenen Wert β kleiner
ist als die Sollladespannung Vtg der Batterie 6 (Schritt
S32). Dieser Schritt entspricht dem Schritt S2 in 1.
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Wenn
die Energieregeneration stoppt, weil sich der Fahrzustand des Fahrzeugs ändert, und
im Schritt S31 "NEIN" erhalten wird, wird
die Sollspannung Vdcdc des Gleichspannungswandlers 10 dagegen
nicht sofort gleich null, sondern gleich einer Spannung gesetzt,
die kleiner ist als die Sollladespannung Vtg der Batterie 6.
Die Sollspannung Valt des Generators 5 wird gleich der
Sollladespannung Vtg gesetzt (Schritt S33). Im Einzelnen werden
in diesem Schritt die Sollspannung Vdcdc des Gleichspannungswandlers 10 und
die Sollspannung Valt des Generators 5 vertauscht.
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6 zeigt
ein Verfahren zum Bestimmen des Stroms des Generators 5.
In diesem Verfahren wird zunächst
die Spannungsdifferenz ΔV3
zwischen der Sollspannung Valt des Generators 5, die in
dem in 5 gezeigten Verfahren bestimmt wurde, und der
Batterieistspannung Vbatt der Batterie 6 bestimmt (Schritt
S41). Anschließend
wird bestimmt, ob eine Energieregeneration durchgeführt wird
(Schritt S42).
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Wenn
die Energieregeneration stoppt und im Schritt S42 "JA" erhalten wird, wird
ein Anfangserregerstrom Ialtinit des Generators 5 auf der
Grundlage des Stromregelwerts Idcdc des Gleichspannungswandlers 10 und
der Motordrehzahl ene bestimmt (Schritt S43). Der Anfangserregerstrom
Ialtinit kann im Wege einer Berechnung bestimmt werden, die von
einer vorgegebenen Funktion oder einem Kennfeld Gebrauch macht.
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Dann
wird das zur Bestimmung des Stromregelwerts Ialt verwendete integrale
Glied (I × ΣΔV3) gleich
dem bestimmten Anfangserregerstrom Ialtinit, der Stromregelwert
Ialt gleich dem Anfangserregerstrom Ialtinit und ein Grenzwert Δlimit zur
Begrenzung des Anstiegsbetrags des Stromregelwerts Ialt auf einen
vorgegebenen Wert ΔIalt2
gesetzt. Der Grenzwert Δlimit
sieht einen Änderungsgradienten des
Stromregelwerts Ialt des Generators 5 vor.
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Anschließend wird
der Stromregelwert Ialt des Generators 5 mittels desselben
Proportional-Integral-Verfahrens wie im Schritt S12 in 12 und im Schritt S22 in 3 geregelt
(Schritt S44). Nachdem die Energieregeneration beendet und der Prozess
im Schritt S43 ausgeführt
ist, wird im nächsten
Durchlauf im Schritt S42 "NEIN" erhalten. In diesem
Fall geht die Routine unmittelbar zum Schritt S44.
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Als
nächstes
wird der im Schritt S44 bestimmte Anstiegsbetrag des Stromwerts
Ialt auf den Grenzwert Δlimit
begrenzt (Schritt S45). Dieser Prozess wird ausgeführt, um
einen maximalen Gradienten der durch den Generator 5 zu
erzeugenden Energie einzustellen und den Änderungsgradienten des an den
Generator 5 anzulegenden Drehmoments zu steuern.
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Schließlich wird
bestimmt, ob die Energieerzeugung durch den Generator 5 begonnen
hat (Schritt S46). Wie vorstehend erwähnt, beginnt der Generator 5,
die Batterie 6 mit Energie zu versorgen, wenn die momentane
Batteriespannung Vbatt der Batterie 6 über die Sollspannung Vdcdc
des Gleichspan nungswandlers 10 hinausgeht, so dass die
Energieerzeugung durch den Generator 5 zu diesem Zeitpunkt
beginnt. Der Beginn der Energieerzeugung durch den Generator 5 kann
somit durch einen Vergleich der momentanen Batteriespannung Vbatt
der Batterie 6 mit der Sollspannung Vdcdc des Gleichspannungswandlers 10 bestimmt
werden.
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Wenn
die Sollspannung Vdcdc des Gleichspannungswandlers 10 höher ist
als die momentane Batteriespannung Vbatt der Batterie 6,
d. h., wenn bestimmt wird, dass die Energieerzeugung durch den Generator 5 noch
nicht begonnen hat, und im Schritt S46 "NEIN" erhalten
wird, geht die Steuerung unverändert
weiter. Wenn umgekehrt bestimmt wird, dass die Energieerzeugung
durch den Generator 5 begonnen hat, d. h., dass im Schritt
S46 "JA" erhalten wird, wird
der Grenzwert Δlimit
auf einen vorgegebenen Wert ΔIalt1
gesetzt, der kleiner ist als der im Schritt 43 bestimmte vorgegebene
Wert ΔIalt2
(Schritt S47).
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Demnach
wird vor dem Beginn der Energieerzeugung durch den Generator 5 der
Anstiegsgradient des Stromregelwerts Ialt so steil festgelegt wird, dass
die Spannung steil ansteigt. Da während dieser Phase der Generator 5 keine
Energie erzeugt, steigt das auf den Generator 5 ausgeübte Drehmoment nicht
an, wodurch der Riemen auch kein Quietschgeräusch erzeugt. Nach dem Beginn
der Energieerzeugung durch den Generator 5 wird der Anstiegsgradient
des Stromregelwerts Ialt dagegen weniger steil festgelegt, wodurch
auch der Anstiegsgradient des auf den Generator 5 ausgeübten Drehmoments
nicht zu steil wird und sich die Wahrschein lichkeit, dass der Riemen
ein Quietschgeräusch
erzeugt, beseitigen oder vermindern lässt. Da die Spannung zu Beginn der
Energieerzeugung durch den Generator 5 bereits hoch ist,
kann des Weiteren eine Anstiegsverzögerung hinsichtlich der erzeugten
Energie unterdrückt oder
verhindert werden.
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7 ist
ein Zeitdiagramm, das zeigt, wie sich der Spannungssollwert für den Gleichspannungswandler 10,
der Erregungssollwert für
den Generator 5, die Batteriespannung und das auf den Generator 5 ausgeübte Drehmoment
mit Ausführung der
in 5 und 6 gezeigten Verfahren ändern. Gemäß 7 wird
am Ende der Energieregeneration zum Zeitpunkt t11 die Sollspannung
Vdcdc des Gleichspannungswandlers 10 um den vorgegebenen Wert β reduziert
und die Sollspannung Valt des Generators 5 gleich der Sollladespannung
Vtg der Batterie 6 gesetzt. Gleichzeitig mit dieser Änderung
wird der Stromsollwert für
den Gleichspannungswandler 10 um einen vorgegebenen Betrag
reduziert und der Erregungssollwert für den Generator 5 auf
seinen Anfangswert Ialtinit steil erhöht.
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Da
der Stromsollwert des Gleichspannungswandlers 10 auf einem
bestimmten Wert gehalten wird, fällt
die Spannung der Batterie 6 dabei nicht wesentlich ab.
Dadurch ändert
sich auch das auf den Generator 5 ausgeübte Drehmoment nicht wesentlich,
wodurch ein Quietschgeräusch
des Riemens verhindert wird.
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Anschließend wird
unmittelbar vor dem Start der Energieerzeugung durch den Generator 5 der
Erregungssollwert für
den Generator 5 deutlich erhöht. Der Anstiegsgradient des
Erregungssollwerts wird dabei steil festgelegt. Wenn der Generator 5 zum Zeitpunkt
t12 dann beginnt, Energie zu erzeugen, wird der Anstiegsgradient
des Erregungssollwerts weniger steil festgelegt. Auf diese Weise
steigt der Erregungssollwert für
den Generator 5 an, bis er den Sollwert erreicht. Während dieser
Phase wird die Spannung der Batterie 6 im Wesentlichen
konstant gehalten, wobei das auf den Generator 5 ausgeübte Drehmoment
nach und nach ansteigt.
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In
der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann die Energieversorgung
umgeschaltet und gleichzeitig ein vorübergehender Spannungsabfall
unterdrückt
oder verhindert werden, wodurch sich Änderungen oder Ausfälle hinsichtlich
des Betriebszustands der elekrischen Last 7, z. B. eine
Abnahme der Lichtstärke
eines Lichts, verhindern lassen. Da der Erregungssollwert für den Generator 5 erhöht wird,
während
der Stromsollwert für
den Gleichspannungswandler 10, d. h. dessen Ausgang, auf
einem relativ hohen Wert gehalten wird, wird des weiteren die Spannung
zu Beginn der Energieerzeugung durch den Generator 5 aufrechterhalten.
Im Ergebnis kann ein vorübergehender
Spannungsabfall verhindert und daher eine Verzögerung der Energieerzeugung
mit Hilfe des Generators 5 unterdrückt oder verhindert werden.
Da die Spannung bereits hoch ist, bevor der Generator 5 beginnt,
durch einen Antrieb des Verbrennungsmotors 1 Energie zu
erzeugen, unterbleibt eine deutliche Änderung des auf den Generator 5 ausgeübten Drehmoments,
wodurch Probleme, wie ein Quietschgeräusch des Riemen, das vom Fahrer
unangenehm wahrgenommen werden könnte,
verhindert werden können.
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Im
Folgenden wird der Zusammenhang zwischen den Merkmalen der vorstehend
beschriebenen Ausführungsform
und den in den Ansprüchen genannten
Merkmalen dargestellt. Die Batterie 6 oder die Batterie 6 und
die elekrische Last 7 entspricht dem "Energieverbraucher" in den Ansprüchen. Die Funktionsinhalte
der Schritte S2, S3, S32 und S33 entsprechen der "Spannungseinstelleinrichtung" in den Ansprüchen. Der
Verbrennungsmotor 1 entspricht der "Vortriebskrafterzeugungsmaschine" in den Ansprüchen. Der
Generator 5 entspricht der "ersten Energieerzeugungsvorrichtung" in den Ansprüchen. Der
Energieregenerator 8 entspricht der "zweiten Energieerzeugungsvorrichtung" in den Ansprüchen. Die
Batterie 6 entspricht der "Energiespeichervorrichtung" in den Ansprüchen. Die
Funktionsinhalte der Schritte S33, S43 zum Erhöhen des Erregungssollwerts
für den
Generator 5 und der Aufrechterhaltung der Ausgangsspannung
des Gleichspannungswandlers 10 entsprechen der "Schalteinrichtung" in den Ansprüchen. Der
Funktionsinhalt des Schritts S43 entspricht der "Hochfahreinrichtung" in den Ansprüchen. Zu beachten gilt, dass
die in den Ansprüchen
genannten Merkmale nicht auf die entsprechenden Merkmale der vorstehend
beschriebenen Ausführungsform
beschränkt
sind.
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Außerdem gilt
zu beachten, dass die Erfindung nicht auf die vorstehend dargestellte
Ausführungsform
beschränkt
ist, sondern ebenso Anwendung finden kann für ein Steuersystem zur Steuerung von
Energieversorgungen eines Hybridfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor
und einem Motor/Generator als Antriebskraftquellen sowie eines Fahrzeugs mit
einem Economy-Betriebsmodus durch eine automatisches Stoppen und
erneutes Starten des Verbrennungsmotorbetriebs. Daher kann der zweite
Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt der Erfindung anstelle
des the Energieregenerators einen Motor/Generator umfassen, der
auch als ein Motor fungierren kann. Obwohl die Erfindung in der
vorstehenden Ausführungsform
als ein Steuersystem zur Steuerung zweier Energieversorgungsabschnitte verwendet
wird, kann sie auch als ein Steuersystem zur Steuerung von mehr
als zwei Energieversorgungsabschnitten verwendet werden.
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Ein
Steuersystem für
eine Fahrzeugenergieversorgung, die einen ersten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt
(5) und einen zweiten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt
(8, 9, 10) aufweist und einen bestimmten Energieverbraucher
(6, 7) mit Energie von den Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitten
versorgt, weist eine Spannungseinstelleinrichtung (S2, S3; S32,
S33) auf, die die vom ersten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt
(5) an den Energieverbraucher (6, 7)
anzulegende Sollausgangsspannung in Abhängigkeit von der Sollausgangsspannung
des zweiten Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitts (8, 9, 10)
einstellt. In dieser Ausgestaltung lassen sich Probleme, wie z.
B. eine übermäßige Energieversorgung
der Verbraucher (6, 7) verhindern. Wenn der zweite
Energieerzeugungs-/Energieversorgungsabschnitt (8, 9, 10)
Energie regeneriert, kann die regenerierte Energie effi zient eingesetzt
werden. Somit kann die Brennstoffeinsparung des Fahrzeugs verbessert
werden.