DE60319322T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Verhinderung von Überschwingungen der Drehzahl einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Verhinderung von Überschwingungen der Drehzahl einer Brennkraftmaschine Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verhindern eines Überschwingens in der Drehzahl eines Verbrennungsmotors.
  • 2. Beschreibung der verwandten Technik
  • Es ist wohl bekannt, dass ein Verbrennungsmotor durch ein Rotieren der Kurbelwelle des Motors mittels eines mit dem Motor verbundenen Anlassers gestartet wird. Im Allgemeinen wird die Drehzahl eines Verbrennungsmotors auf 200 bis 300 U/min zum Zeitpunkt eines Starts erhöht, und wird danach weiter erhöht bis zu einer Selbstzündung des Motors, das heißt, eine Leerlauf-Drehzahl oder eine Drehzahl einer Steuerung durch eine Steuereinrichtung für den Motor.
  • Beim Starten eines Verbrennungsmotors führt die Steuereinheit, zum Verbessern der Leerlauf-Performance in einem Bereich, der geringer ist als eine Lehrlauf-Drehzahl, eine Steuerung durch, zum Fördern einer Selbstzündungs-basierten Operation, durch ein Steuern der Leerlauf-Taktung und einer Erhöhung der Kraftstoffzufuhrrate (verweise z. B. auf JP-A-2002-191192 (Paragraph 0002)).
  • In konventionellen Verbrennungsmotoren, die in der oben beschriebenen Art gestartet werden, tritt bei einem Start das folgende Phänomen auf, das verbunden ist mit einer Erhöhung in der Kraftstoffzufuhrrate. In dem Moment, in dem eine Selbstzündung des Motors gerade begonnen hat, wird auf Grund von mechanischen Verzögerungen in der Luftvorrichtung und der Kraftstoffversorgung des Motors und Verzögerungen in der Steuereinrichtung, die eine Drehzahl der Maschine erfasst und Instruktionen bezüglich einer Luftzufuhrrate herausgibt, eine Kraftstoff-Einspritzungs-Menge, eine Zündungs-Taktung in Übereinstimmung mit der erfassten Drehzahl, ein Drehmoment erzeugt, das höher ist als erforderlich, um eine Leerlauf-Drehzahl oder eine Ziel-Drehzahl nach einer Instruktion von der Steuereinheit des Motors zu erreichen, das zu einem Überschwingen einer Drehzahl führt.
  • Ein solches Überschwingen in der Drehzahl des Motors verursacht ein starkes Anwachsen in der Drehzahl, insbesondere wenn der Motor in einem Leerlauf-Stopp-Zustand neu gestartet wird. Als Ergebnis wächst der Öldruck, als Kupplungsmedium zwischen dem Getriebe und dem Motor, stark an, um eventuell einen abrupten Start des Motors zu veranlassen oder ihm einen Schock zu geben. Das ist im Rahmen der Sicherheit und des Komforts einer Fahrt problematisch.
  • Um dieses Problem zu lösen, schlägt das oben erwähnte Patent-Dokument zum Beispiel ein Steuerverfahren vor, in dem eine Abweichung der tatsächlichen Drehzahl eines Verbrennungsmotors von der Ziel-Drehzahl berechnet wird, und das Drehmoment eines Anlasser/Batterieladegeräts in Übereinstimmung mit der berechneten Abweichung auf die positive oder negative Seite geschalten wird. Obwohl ein Versuch, das Überschwingen in dem Motor zu verhindern, unmittelbar durchgeführt werden sollte, benötigt die Überschwingen-verhindernde Steuerung in dem Verfahren dieses Dokuments eine beträchtliche Zeit, das heißt, kann nicht unmittelbar durchgeführt werden. Darüber hinaus erfordert dieses Verfahren, eine Drehmoment-erzeugende Charakteristik des Motors zu erkennen, die von ihrem Zustand abhängt, und eine Drehmoment-Charakteristik, die der Motor und das Anlasser/Batterieladegerät mit sich bringen. Daher beinhaltet dieses Verfahren einen Aspekt, so dass eine komplizierte Kalibrierung notwendig ist.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die obigen Probleme zu lösen, und eine Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren, zum Verhindern eines Überschwingens der Drehzahl eines Verbrennungsmotors in einer einfachen Art und Weise bereitzustellen. Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren, wie es in den Ansprüchen definiert wird. Die abhängigen Ansprüche definieren bestimmte Ausführungsformen der Erfindung.
  • Entsprechend eines ersten Aspekts enthält eine Vorrichtung zum Verhindern eines Überschwingens einer Drehzahl eines Verbrennungsmotors ein Anlasser/Batterieladegerät und eine Steuereinheit. Das Anlasser/Batterieladegerät ist mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors gekoppelt, dient als ein Anlasser zum Anlassen des Verbrennungsmotors, und dient auch als ein Batterieladegerät zum Laden einer Batterie, nachdem der Verbrennungsmotor angelassen wurde. Die Steuereinheit führt eine Fahrsteuerung und eine Bremssteuerung auf dem Anlasser/Batterieladegerät durch und steuert dadurch die Drehzahl des Verbrennungsmotors. Die Steuereinheit ist so konstruiert, die Drehzahl des Verbrennungsmotors zu überwachen, ein Urteil darüber zu treffen, ob ein Selbstzündungs-Zustand in dem Verbrennungsmotor eingestellt wurde, das davon abhängt, dass einer aus der Drehzahl des Verbrennungsmotors und einer Variationsrate der Drehzahl einen vorgeschriebenen Wert während eines Motor-Anlassens überschritten hat, und nach dem Urteil, dass der Selbstzündungs-Zustand in dem Verbrennungsmotor eingestellt wurde, von der Fahrsteuerung zur Bremssteuerung zu schalten.
  • In dieser, ein Überschwingen-verhindernden Vorrichtung überwacht die Steuereinheit die Drehzahl des Verbrennungsmotors und trifft ein Urteil darüber, ob ein Selbstzündungs-Zustand in dem Verbrennungsmotor eingestellt wurde, das davon abhängt, dass einer aus der Drehzahl des Verbrennungsmotors und der Variationsrate der Drehzahl einen vorgeschriebenen Wert während eines Motor-Anlassens überschritten hat. Die Steuereinheit trifft das Urteil, ob der Selbstzündungs-Zustand in dem Verbrennungsmotor hergestellt wurde, durch das Tätigen eines einfachen Urteils, ob einer aus der Drehzahl des Motors und der Variationsrate der Drehzahl den vorgeschriebenen Wert überschritten hat, durch Verwendung der Tatsache, dass die Drehzahl, nachdem der Selbstzündungs-Zustand in dem Verbrennungsmotor eingestellt wurde, schnell anwächst. Nach dem Urteil in einer einfachen Art und Weise, dass der Selbstzündungs-Zustand eingestellt wurde, schaltet die Steuereinheit von der Fahrsteuerung zu der Bremssteuerung. Auf diese Art kann ein Überschwingen der Drehzahl des Verbrennungsmotors effektiv verhindert werden.
  • Entsprechend eines zweiten Aspekts enthält eine Vorrichtung zum Verhindern eines Überschwingens einer Drehzahl eines Verbrennungsmotors ein Anlasser/Batterieladegerät und eine Steuereinheit. Das Anlasser/Batterieladegeräts enthält 3-Phasen-Ankerspulen, ist an eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors gekoppelt, dient als ein Motoranlasser zum Starten des Verbrennungsmotors, und dient auch als ein Aufladegenerator zum Aufladen einer Batterie, nachdem der Verbrennungsmotor gestartet wurde. Die Steuereinheit führt eine Fahrsteuerung aus, um das Anlasser/Batterieladegerät zu veranlassen, ein positives Drehmoment zu generieren, und eine Bremssteuerung, um das Anlasser/Batterieladegerät zu veranlassen, ein negatives Drehmoment in der Bremssteuerung zu generieren, und um dadurch die Drehzahl des Verbrennungsmotors zu steuern. Die Steuereinheit veranlasst das Anlasser/Batterieladegerät, ein negatives Drehmoment in der Bremssteuerung zu generieren, durch Bewirken einer Kurzschließung zwischen Phasen der 3-Phasen-Ankerspulen des Anlasser/Batterieladegeräts, um damit ein Überschwingen der Drehzahl des Verbrennungsmotors zu verhindern.
  • In dieser, ein Überschwingen-verhindernden Vorrichtung veranlasst die Steuereinheit das Anlasser/Batterieladegerät, ein negatives Drehmoment in der Bremssteuerung zu generieren, durch Bewirken einer Kurzschließung zwischen den Phasen der 3-Phasen-Ankerspulen des Anlasser/Batterieladegeräts. Die Kurzschließung zwischen den Phasen der 3-Phasen-Ankerspulen des Anlasser/Batterieladegeräts erlaubt es dem Anlasser/Batterieladegerät leicht und effektiv, ein negatives Drehmoment zu erzeugen, und macht es dadurch möglich, das Überschwingen der Drehzahl des Verbrennungsmotors zu verhindern.
  • Entsprechend eines dritten Aspekts verwendet ein Verfahren zum Verhindern eines Überschwingens einer Drehzahl eines Verbrennungsmotors ein Anlasser/Batterieladegerät und eine Steuereinheit. Das Anlasser/Batterieladegerät ist an eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors gekoppelt, dient als ein Anlasser zum Starten des Verbrennungsmotors, und dient auch als ein Batterieladegerät zum Aufladen einer Batterie nachdem der Verbrennungsmotor gestartet wurde. Das Verfahren beinhaltet die Schritte zum Treffen eines Urteils darüber, ob ein Selbstzündungs-Zustand in dem Verbrennungsmotor eingestellt wurde, das davon abhängt, dass einer aus der Drehzahl des Verbrennungsmotors und einer Variationsrate der Drehzahl einen vorgeschriebenen Wert während eines Motor-Anlassens überschritten hat; und zum Schalten einer Steuerung des Anlasser/Batterieladegeräts von einer Fahrsteuerung zu einer Bremssteuerung, nach dem Urteil, das der Selbstzündungs-Zustand in dem Verbrennungsmotor eingestellt wurde, um damit das Überschwingen der Drehzahl des Verbrennungsmotors zu verhindern.
  • In diesem, ein Überschwingen verhindernden Verfahren, wird das Urteil getroffen, ob der Selbstzündungs-Zustand in dem Verbrennungsmotor eingestellt wurde, dass davon abhängt, dass einer aus der Drehzahl des Verbrennungsmotors und der Variationsrate der Drehzahl während eines Motor-Anlassens einen vorgeschriebenen Wert überschritten hat. Ob der Selbstzündungs-Zustand in dem Verbrennungsmotor eingestellt wurde, wird durch das Urteil getroffen, wobei ein einfaches Urteil getroffen wird, ob einer aus der Drehzahl des Verbrennungsmotors und der Variationsrate der Drehzahl den vorgeschriebenen Wert überschritten hat, durch Verwendung der Tatsache, dass die Drehzahl, nachdem der Selbstzündungs-Zustand in dem Verbrennungsmotor eingestellt wurde, schnell anwächst. Sobald das Ergebnis des Urteils, ob der Selbstzündungs-Zustand hergestellt wurde, in einer einfachen Art erhalten wurde, wird von der Fahrsteuerung auf die Bremssteuerung umgeschalten. Auf diese Art kann das Überschwingen der Drehzahl des Verbrennungsmotors effektiv verhindert werden.
  • Entsprechend eines vierten Aspekts verwendet ein Verfahren zum Verhindern eines Überschwingens einer Drehzahl eines Verbrennungsmotors ein Anlasser/Batterieladegerät und eine Steuereinheit. Das Anlasser/Batterieladegerät enthält 3-Phasen-Ankerspulen, ist an eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors gekoppelt, dient als einen Motoranlasser zum Starten des Verbrennungsmotors, und dient auch als ein Aufladegenerator zum Aufladen einer Batterie nachdem der Verbrennungsmotor gestartet wurde. Die Steuereinheit führt eine Fahrsteuerung durch, um das Anlasser/Batterieladegerät zu veranlassen, ein positives Drehmoment zu generieren, und eine Bremssteuerung, um das Anlasser/Batterieladegerät zu veranlassen, ein negatives Drehmoment zu generieren, und um dadurch die Drehzahl des Verbrennungsmotors zu steuern. Das Anlasser/Batterieladegerät wird veranlasst, ein negatives Drehmoment in der Bremssteuerung zu generieren, durch das Bewirken einer Kurzschließung zwischen den Phasen der 3-Phasen-Ankerspulen das Anlasser/Batterieladegeräts, wodurch das Überschwingen der Drehzahl des Verbrennungsmotors verhindert wird.
  • In diesem, das Überschwingen verhindernden Verfahren wird das Anlasser/Batterieladegerät veranlasst, ein negatives Drehmoment in der Bremssteuerung zu generieren, durch Bewirken einer Kurzschließung zwischen den Phasen der 3- Phasen-Ankerspulen des Anlasser/Batterieladegeräts. Die Kurzschließung zwischen den Phasen der 3-Phasen-Ankerspulen des Anlasser/Batterieladegeräts erlaubt es dem Anlasser/Batterieladegerät leicht und effektiv, ein negatives Drehmoment zu generieren, und macht es dadurch möglich, das Überschwingen der Drehzahl des Verbrennungsmotors zu verhindern.
  • Kurzer Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein schematisches Diagramm, dass eine Konfiguration einer Vorrichtung entsprechend des ersten Aspekts zeigt;
  • 2 ist ein Flussdiagramm, dass eine Steuerung eines Anlasser/Batterieladegeräts entsprechend des ersten Aspekts zeigt;
  • 3 ist ein schematisches Diagramm, das ein Anlasser/Batterieladegerät und seine Steuereinheit entsprechend des zweiten Aspekts zeigt;
  • 4 ist ein schematisches Diagramm, das einen Anlasser/Batterieladegerät und seine Steuereinheit entsprechend des dritten Aspekts zeigt;
  • 5 ist ein schematisches Diagramm, dass ein Anlasser/Batterieladegerät und seine Steuereinheit entsprechend des 4. Aspekts, der mit der Erfindung zusammenhängt, zeigt; und
  • 6A–6C illustrieren den Betrieb entsprechend des vierten Aspekts.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Erster Aspekt
  • Ein erster Aspekt wird im Folgenden mit Bezug auf 1 beschrieben. 1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration und ein Verfahren des ersten Aspekts zeigt. Wie in 1 gezeigt, ist ein Anlasser/Batterieladegerät 2 eines Verbrennungsmotors 1 zum Beispiel eine 3-Phasen-Synchron-Drehmaschine, die mit einer Kurbelwelle 1A des Motors 1 über ein Band 3 gekoppelt ist. Alternativ kann das Anlasser/Batterieladegerät mit der Kurbelwelle 1A direkt gekoppelt sein, das heißt, ohne den Eingriff des Bandes 3.
  • Eine Steuereinheit 4 für das Anlasser/Batterieladegerät 2 ist mit dem Anlasser/Batterieladegerät 2 über 3-Phasen-Leitungen 5 verbunden, die mit 3-Phasen-Ankerspulen verbunden sind, und das Anlasser/Batterieladegerät 2 steuert, so dass es ein Anfahrts-Drehmoment (positives Drehmoment) oder ein Brems-Drehmoment (negatives Drehmoment) erzeugen kann.
  • Eine Batterie 6, die mit der Steuereinheit 4 über Netzlinien 7 verbunden ist, dient als eine Stromquelle für die Steuereinheit 4. Wenn das Anlasser/Batterieladegerät 2 als ein Motoranlasserfür den Motor 1 dient, liefert die Batterie 6 einen Strom an das Anlasser/Batterieladegerät 2 über die Steuereinheit 4 und die Anker-3-Phasen-Leitungen 5. Nachdem ein Selbstbetrieb mit einer Selbstzündung in dem Motor 1 eingestellt wurde, wird die Batterie 6 durch das Anlasser/Batterieladegerät 2, das als ein Aufladegenerator dient, aufgeladen.
  • Eine Motor-Steuereinheit 8 hat eine Funktion zum Empfangen von Informationen, die sich auf die Drehzahl beziehen, von Informationen, die sich auf die Ansaugluft beziehen, von Informationen, die sich auf die Temperatur beziehen, etc. von dem Motor 1 und gibt entsprechende Steuerinstruktionen, wie zum Beispiel Ansaugluft-Rate, eine Kraftstoffeinspritzungsmenge und Zündzeitpunkt an den Motor 1. Die Motor-Steuereinheit 8 hat, als eine höherrangige Steuereinheit für die Steuereinheit 4, auch die Funktion, es sich selbst zu erlauben, ein Instruktions-Signal und solche Informationen, wie eine Drehzahl des Motors 1, an die Steuereinheit 4 zu liefern. Die Steuereinheit 4 und die Maschinen-Steuereinheit 8 konstruieren ein Steuergerät.
  • 2 ist ein Flussdiagramm, dass eine Steuerung des Anlasser/Batterieladegeräts 2 entsprechend des ersten Aspekts zeigt. Beim Schritt S1 liefert die Steuereinheit 8 eine Anlass-Instruktion an die Steuereinheit 4. Beim Schritt S2 liefert die Steuereinheit 8 der Steuereinheit 4 eine Drehmoment-Instruktion, um das Anlasser/Batterieladegerät 2 zu veranlassen, als ein Motoranlasser zu arbeiten. Beim Schritt S3 steuert die Steuereinheit 4 das Anlasser/Batterieladegerät 2 an, durch ein Beliefern desselben mit Strom von der Batterie 6, auf Grundlage der Drehmoment-Instruktion.
  • Zu diesem Zeitpunkt wird zum Beispiel eine Vektorsteuerung als eine Drehmoment-Steuerung des Anlasser/Batterieladegeräts 2 eingesetzt, wobei ein Strom, der einer Drehmoment-Vektor-Komponente entspricht, bestimmt wird. Beim Schritt S4 überwacht die Steuereinheit 8 ein Motor-Drehzahl-Signal, das darin eingegeben wird. Da die Drehzahl stark anwächst, wenn ein Selbstzündungs- Zustand in dem Motor 1 eingestellt wird, kann, durch ein Überwachen des Drehzahl-Signals, ein Urteil getroffen werden, ob der Selbstzündungs-Zustand eingestellt wurde. Zum Beispiel kann ein starkes Anwachsen der Drehzahl erfasst werden, durch ein Beurteilen, ob die Variationsrate der Drehzahl des Motors 1 einen vorgeschriebenen Wert überschritten hat. Oder es kann beurteil werden, dass ein Selbstzündungs-Zustand eingestellt wurde, wenn die Drehzahl einen vorgeschriebenen Wert überschritten hat.
  • Beim Schritt S5 veranlasst die Steuereinheit 4 das Anlasser/Batterieladegerät 2, zur Verhinderung eines Überschwingens einer Drehzahl des Motors 1, wenn der Selbstzündungs-Zustand in dem Motor 1 eingestellt wurde, ein negatives Drehmoment zu generieren, durch Steuern der Leistung seiner Ankerspulen. Das negative Drehmoment selbst und eine Zeit, während der das negative Drehmoment zu generieren ist, kann einfach durch eine Open-Loop-Steuerung gesteuert werden, durch Verwenden von Werten, die im voraus durch eine Kalibrierung eingestellt wurden.
  • Beim Schritt S6 sendet die Steuereinheit 4 ein Negativ-Drehmoment-Erzeugung-End-Signal an eine höherrangige Steuereinheit oder die Motor-Steuereinheit 8 zurück und veranlasst das Anlasser/Batterieladegerät 2, in einem Leistungs-generierenden Modus zu arbeiten.
  • Zweiter Aspekt
  • Als nächstes wird ein zweiter Aspekt mit Bezug auf 3 beschrieben. 3 ist ein schematisches Diagramm, das ein Anlasser/Batterieladegerät und seine Steuereinheit entsprechend des zweiten Aspekts zeigt. Komponenten in
  • 3, die die gleichen oder entsprechende Komponenten in 1 haben, werden die gleichen Bezugsnummern gegeben und werden nicht beschrieben.
  • Die Steuereinheit 4 für das Anlasser/Batterieladegerät 2 enthält einen Invertier-Abschnitt 41, der aus Abzweigungen von 3 jeweiligen Phasen besteht, wobei in jedem ein Paar Schaltelemente miteinander in Serie verbunden sind. Die Steuereinheit 4 beinhaltet auch einen Steuerabschnitt 42 des Invertier-Abschnitts 41. Die Steuereinheit 4 steuert die Stromversorgung des Anlasser/Batterieladegeräts 2 auf Grundlage einer Instruktion der höherrangigen Steuereinheit oder der Motor-Steuereinheit 8. Auf der anderen Seite beurteilt die höherrangige Steuereinheit oder die Motor-Steuereinheit 8 durch einen Überwachen der Drehzahl des Motors 1, in der oben beschriebenen Art und Weise, auf Grundlage eines Motor-Drehzahl-Signals, ob der Selbstzündungs-Zustand in dem Motor 1 eingestellt wurde.
  • Beim Prozess des Startens des Motors 1, um ein Drehmoment zu erzielen, das notwendig ist zur Beschleunigung von einer Anlasser-Drehzahl durch das Anlasser/Batterieladegerät 2 auf eine Selbstzündungs-Drehzahl, das heißt, eine Leerlauf-Drehzahl oder eine Ziel-Drehzahl einer Steuerung durch die Motor-Steuereinheit 8, wird die Kraftstoff-Einspritzungs-Menge höher als notwendig gesetzt, um eine gewöhnliche Leerlauf-Drehzahl aufrechtzuerhalten. Dies ist ein Faktor, der ein Überschwingen der Drehzahl des Motors 1 verursacht. Wenn ein Motor-Selbstzündungs-Beendigungs-Signal angesichts dessen von der höherrangigen Steuereinheit oder der Motor-Steuereinheit 8 erhalten wird, schließt die Steuereinheit 4 für das Anlasser/Batterieladegerät 2 die unteren Schaltelemente (angezeigt durch eine gestrichelte Linie in
  • 3) der jeweiligen Verteiler des Invertier-Abschnitts 41 kurz, um dadurch einen 3-Phasen-Kurzschluss-Zustand in der 3-Phasen Ankerspulen des Anlasser/Batterieladegeräts 2 einzurichten. Als Ergebnis fließen Kurzschluss-Ströme durch das Anlasser/Batterieladegerät 2, wodurch ein negatives Drehmoment schnell erzeugt wird. Das negative Drehmoment verhindert das Überschwingen des Drehmoments des Motors 1 und kann dadurch einen Schock verhindern, der an das Fahrzeug übertragen wird.
  • Dritter Aspekt
  • Als nächstes wird ein dritter Aspekt mit Bezug auf 4 beschrieben. 4 ist ein schematisches Diagramm, das ein Anlasser/Batterieladegerät und seine Steuereinheit entsprechend des dritten Aspekts zeigt. Komponenten in 4, die die gleichen oder entsprechende Komponenten in 3 haben, werden die gleichen Referenznummern gegeben und werden nicht beschrieben. Dieser Aspekt unterscheidet sich von dem zweiten Aspekt der 3 in den folgenden Punkten. Die Schalter 91 und 92 werden zwischen den Anker-3-Phasen-Leitungen 5 bereitgestellt für die 3-Phasen-Ankerspulen des Anlasser/Batterieladegeräts 2. die Schalter 91 und 92 werden als Antwort auf das Motor-Selbstzündungs-Beendigungs-Signal von der höherrangigen Steuereinheit oder der Motor-Steuereinheit 8 geschlossen und ein 3-Phasen-Kurzschluss-Zustand wird für eine vorgeschriebene Zeit eingestellt, während dieser das Anlasser/Batterieladegerät 2 ein negatives Drehmoment erzeugt. Dies macht es möglich, dass ein Überschwingen der Drehzahl des Motors 1 richtig verhindert wird.
  • In dieser Ausführungsform wird ein 3-Phasen-Kurzschluss-Zustand durch die Schalter 91 und 92 eingestellt. Darum können wärmerbeständige Maßnahmen in dem Invertier-Abschnitt 41 der Steuereinheit 4 minimiert werden und die Größe und die Kosten der Steuereinheit 4 können dadurch reduziert werden.
  • Vierter Aspekt
  • Als nächstes wird ein vierter Aspekt, der mit der Erfindung verbunden ist, mit Bezug auf 5 und 6A–6C beschrieben. 5 ist ein schematisches Diagramm, dass ein Anlasser/Batterieladegerät und seine Steuereinheit entsprechend des vierter Aspekts zeigt Komponenten in 5, die die gleichen oder entsprechende Komponenten in 3 haben, werden die gleichen Bezugsnummern gegeben und werden nicht beschrieben. Dieser Aspekt unterscheidet sich von dem zweiten Aspekt der 3 darin, dass eine schnelle Drehmoments-Variation des Anlasser/Batterieladegeräts 2 verhindert wird, durch ein Steuern der Ankerströme des Anlasser/Batterieladegeräts 2 und der Feldströme der Feldspule 21 mit der Steuereinheit 4.
  • Wenn das Motor-Selbstzündungs-Beendigungs-Signal von der Motor-Steuereinheit 8 empfangen wird, schließt die Steuereinheit 4 die Anker-3-Phasen-Leitungen 5 kurz und steuert gleichzeitig den durch die Feldspule 21 fließenden Strom.
  • 6A–6C illustrieren die Arbeitsweise des vierten Aspekts. 6A zeigt eine Variation der Drehzahl des Motors 1. 6B illustriert ein Drehmoment, dass durch das Anlasser/Batterieladegerät 2 erzeugt wird. 6C illustriert einen Feldstrom, der durch die Feldspule 21 fließt. Eine größere Induktivität als die Ankerspulen aufweisend, hat die Feldspule 21 des Anlasser/Batterieladegeräts 2 eine größere Zeitkonstante als die Ankerspulen. Wenn der Selbstzündungs-Zustand in dem Motor 1 eingestellt wurde, wurde für diesen Effekt ein Signal von der Motor-Steuereinheit 8 an die Steuereinheit 4 gesendet, und die Steuereinheit 4 hat die Anker-3-Phasen-Leitungen 5 kurzgeschlossen und eine Steuerung zum Abschalten des Stromes eingestellt, der durch die Feldspule 21 fließt (Zeit t0; siehe 6A und 6B), wobei der durch die Feldspule 21 fließende Strom wie in 6C gezeigt abnimmt und das Drehmoment des Anlasser/Batterieladegeräts 2 langsamer fällt (beginnt zu einem Zeitpunkt t0 zu fallen), als in einem Fall, in dem nur ein Kurzschließen der 3-Phasen-Ankerspulen bewirkt wird und erreicht 0 nach einem Verlauf einer gewissen Zeit, das heißt, zum Zeitpunkt t1, wie in 6B gezeigt. Wenn die Feldspule 21 und Zeitpunkt t1 aufgeladen ist, wächst der Feldtrom mit einer großen Zeitkonstante an, wie in 6C gezeigt. Während der Feldstrom anwächst, wächst das Drehmoment des Anlasser/Batterieladegeräts 2 (beginnt zum Zeitpunkt t1 anzuwachsen) langsam in die negative Richtung.
  • Da ein negatives Drehmoment des Anlasser/Batterieladegeräts 2 langsam anwächst, wie oben beschrieben, kann ein Schock auf Grund einer schnellen Drehmoments-Variation verhindert werden und die Drehzahl des Motors 1 ändert sich langsam ohne jegliches Überschwingen, wie durch Symbol B in 6A angezeigt.
  • In 6A zeigt das Symbol A eine Veränderung der Drehzahl eines konventionellen Motors an, indem keine Drehmoment-Absorption mittels eines negativen Drehmoments erfolgt.
  • Wenn eine Steuerung zum Abschalten des Stroms, der durch die Feldspule 21 fließt, zum Zeitpunkt t2 erfolgt, nimmt der Feldstrom langsam ab, wie in 6C gezeigt, und das Drehmoment (negatives Drehmoment) des Anlasser/Batterieladegeräts 2, das mit dem Kurzschließen der 3-Phasen-Ankerspulen erzeugt wurde, nimmt auch langsam ab, wie in 6B gezeigt.
  • Das Kurzschließen der 3-Phasen-Ankerspulen und des Abschalt-Zustandes des Feldstromes werden dann zum Zeitpunkt t3 aufgehoben, wodurch der Selbstbetrieb des Motors 1 eingestellt wird und das Anlasser/Batterieladegerät 2 beginnt, als ein Aufladegenerator zu arbeiten.
  • In diesem Aspekt mit den oben beschriebenen Kennzeichen werden die Ankerspulen des Anlasser/Batterieladegeräts 2 kurzgeschlossen und der Strom, der durch die Feldspule 21 fließt, fällt langsam ab und nimmt langsam zu. Als Ergebnis wird eine schnelle Veränderung des Drehmoments verhindert, wenn die 3-Phasen-Ankerspulen kurzgeschlossen oder deren Kurzschluss aufgehoben werden, und ein Überschwingen der Drehzahl kann somit effektiv verhindert werden.

Claims (4)

  1. Vorrichtung, die zum Verhindern eines Überschwingens einer Drehzahl eines Verbrennungsmotors (1) konfiguriert ist, umfassend: ein Anlasser/Batterieladegerät (2), das 3-Phasen-Ankerspulen enthält, an eine Kurbelwelle (1A) des Verbrennungsmotors (1) gekoppelt ist, als ein Motoranlasser zum Starten des Verbrennungsmotors (1) dient, und auch als ein Aufladegenerator zum Aufladen einer Batterie (6) dient nachdem der Verbrennungsmotor (1) gestartet wurde; und ein Steuergerät (4, 8), das konfiguriert ist zum Durchführen einer Fahrsteuerung, um das Anlasser/Batterieladegerät (2) zu veranlassen, ein positives Drehmoment zu generieren, und einer Bremssteuerung, um das Anlasser/Batterieladegerät (2) zu veranlassen, ein negatives Drehmoment zu generieren, und um dadurch die Drehzahl des Verbrennungsmotors (1) zu steuern, wobei das Steuergerät (4, 8) konfiguriert ist das Anlasser/Batterieladegerät (2) zu veranlassen, ein negatives Drehmoment in der Bremssteuerung durch das Bewirken einer 3-Phasen-Kurzschließung zwischen Phasen der 3-Phasen-Ankerspule des Anlasser/Batterieladegeräts (2) zu generieren, um damit das Überschwingen der Drehzahl des Verbrennungsmotors (1) zu verhindern, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlasser/Batterieladegerät (2) weiterhin eine Magnetspule (21) enthält und das Steuergerät (4) konfiguriert ist, nicht nur Ströme zu steuern, die durch die 3-Phasen-Ankerspule fließen, sondern auch einen Strom, der durch die Magnetspule (21) fließt, um dadurch eine schnelle Drehmomentänderung in dem Anlasser/Batterieladegerät (2) zu verhindern.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin Schalter (91, 92) zwischen 3-Phasen-Leitungen (5) der 3-Phasen-Ankerspule des Anlasser/Batterieladegeräts (2) umfasst, um die 3-Phasen-Kurzschließung zwischen den Phasen der 3-Phasen-Ankerspule zu bewirken.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die 3-Phasen-Kurzschließung zwischen Phasen der 3-Phasen-Ankerspule durch Nutzung von Schaltelementen in einem Stromrichterabschnitt (41) in dem Anlasser/Batterieladegerät (2) bereitgestellt ist.
  4. Verfahren zum Verhindern eines Überschwingens einer Drehzahl eines Verbrennungsmotors (1), wobei das Verfahren verwendet: ein Anlasser/Batterieladegerät (2), das 3-Phasen-Ankerspulen enthält, an eine Kurbelwelle (1A) des Verbrennungsmotors (1) gekoppelt ist, als ein Motoranlasser zum Starten des Verbrennungsmotors (1) dient, und auch als ein Aufladegenerator zum Aufladen einer Batterie (6) dient nachdem der Verbrennungsmotor (1) gestartet wurde; und ein Steuergerät (4, 8) zum Durchführen einer Fahrsteuerung, um das Anlasser/Batterieladegerät (2) zu veranlassen ein positives Drehmoment zu generieren, und einer Bremssteuerung, um das Anlasser/Batterieladegerät (2) zu veranlassen ein negatives Drehmoment zu generieren, und um dadurch die Drehzahl des Verbrennungsmotors (1) zu steuern, wobei das Anlasser/Batterieladegerät (2) veranlasst wird ein negatives Drehmoment in der Bremssteuerung durch das Bewirken einer 3-Phasen-Kurzschließung zwischen den Phasen der 3-Phasen-Ankerspule des Anlasser/Batterieladegeräts (2) zu generieren, um damit das Überschwingen der Drehzahl des Verbrennungsmotors (1) zu verhindern, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlasser/Batterieladegerät (2) weiterhin eine Magnetspule (21) enthält, und wobei das Steuergerät (4) veranlasst wird nicht nur Ströme zu steuern, die durch die 3-Phasen-Ankerspule fließen, sondern auch einen Strom, der durch die Magnetspule (21) fließt, um dadurch eine rapide Drehmomentänderung in dem Anlasser/Batterieladegerät (2) zu verhindern.
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