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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Regelungssystem zum Starten eines Verbrennungsmotors,
der in einem Fahrzeug eingebaut ist, und insbesondere ein Regelungssystem,
das eine Mehrzahl von Startsystemen umfasst.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Ein
Verbrennungsmotor wie etwa ein Benzinmotor ist so aufgebaut, dass
ein Kraftstoff-Luft-Gemisch einen Ansaughub und einen Kompressionshub
durchläuft,
bevor es gezündet
wird, um eine explosive Verbrennung zu bewirken, und der dadurch erzeugte
Druck bewegt den Kolben, um so Leistung zu erzeugen, und die Leistung
wird dann auf eine Kurbelwelle übertragen.
Das Regelungssystem für den
Verbrennungsmotor umfasst ein Startsystem zum Drehen der Kurbelwelle
mit einer Drehzahl, die gleich hoch wie oder höher als eine vorbestimmte Drehzahl
ist, wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird.
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Die
japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. HEI 9-117012 offenbart ein Fahrzeug, das mit
einem solchen Startsystem ausgestattet ist. Das Fahrzeug umfasst
einen Elektromotor, einen Verbrennungsmotor und einen Generator,
die als Leistungs- bzw. Energiequellen zum Antreiben des Fahrzeugs
dienen, und der Generator ist mit dem Verbrennungsmotor verbunden.
Der Generator wird als Elektromotor betrieben, um den Verbrennungsmotor
von einem gestoppten Zustand bis zu einer vorbestimmten Leerlaufdrehzahl
hochzudrehen. Wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors die Leerlaufdrehzahl
erreicht, wird der Kraftstoff dem Verbrennungsmotor zugeführt und
gezündet.
Danach wird der Generator nicht länger als Elektromotor betrieben.
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Zusätzlich zu
der oben erwähnten
Veröffentlichung
wird auch ein Startregelungssystem eines Fahrzeugs vorgeschlagen,
das mit einem Elektromotor zum Antreiben von Hilfseinrichtungen
eines Fahrzeugs und einem Startermotor, der ausschließlich für den Start
des Verbrennungsmotors vorgesehen ist, ausgestattet ist, wobei wenigstens
entweder der Elektromotor oder der Startermotor zum Starten des Verbrennungsmotors
verwendet werden kann.
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Da
ein einziger Generator verwendet wird, um als der Elektromotor zum
Starten des Verbrennungsmotors zu dienen, wird jedoch die Startbarkeit des
Verbrennungsmotors aufgrund einer Ungleichheit der Drehzahlen oder
des Drehmoments des Elektromotors gegenüber dem Zustand des Fahrzeugs
negativ beeinflusst. Ferner, da ein einziger Generator verwendet
wird, um als der Elektromotor zu dienen, wird die Startbarkeit des
Verbrennungsmotors negativ beeinflusst, wenn der Ladezustand der Batterie
zur Zuführung
elektrischer Energie zu dem Elektromotor nicht ausreichend ist,
um den Verbrennungsmotor zu starten. Ferner wird üblicherweise
ein Paar aus einem großen
und einem kleinen Geradstirnrad als Mittel zur Leistungsübertragung
zwischen dem Startermotor und dem Verbrennungsmotor verwendet. Daher
besteht die Möglichkeit,
dass, je nach Spezifikation des Geradstirnradeingriffs und der Auswahl
des Verbrennungsmotor-Startmodus, beim Start des Verbrennungsmotors
Geräusche
erzeugt werden.
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Die
europäische
Patentanmeldung
EP 0729858
A1 offenbart ein Hybridfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor
und einem Generator/Elektromotor, die durch eine Planetengetriebeeinheit
mit einer Ausgangswelle verbunden sind, und die Ausgangsleistung
des Verbrennungsmotors wird zwischen dem Generator und der Ausgangswelle
aufgeteilt. Das Fahrzeug wird geschmeidig durch einen Antriebsmotor
gestartet. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit eine Startdrehzahl des
Verbrennungsmotors erreicht, wird die Drehzahl des Generators/Elektromotors
geändert,
um zu bewirken, dass sich der Verbrennungsmotor dreht, der Verbrennungsmotor
wird gezündet,
und das Fahren wird mit dem von dem Verbrennungsmotor, ergänzt um den
Antriebsmotor, erzeugten Ausgangsdrehmoment fortgesetzt. Von diesem
Hybridfahrzeug wird gesagt, dass es einen geschmeidigen Start und
einen verbesserten Fahrkomfort ermöglicht, selbst wenn eine Verbrennungsmotor-Unterbrechungskonfiguration
zum Anhalten des Verbrennungsmotors verwendet wird.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist ein Ziel der Erfindung, ein Startregelungssystem bereitzustellen,
das dazu geeignet ist, die Startbarkeit eines Verbrennungsmotors
in Übereinstimmung
mit dem Zustand eines Fahrzeugs zu verbessern.
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Dieses
Ziel wird durch ein Verbrennungsmotor-Regelungssystem gemäß Anspruch
1 erreicht.
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Gemäß der Erfindung
umfasst ein Regelungssystem zum Starten eines Verbrennungsmotors ein
erstes Startsystem, das mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors
verbunden ist, und ein zweites Startsystem, das mit der Kurbelwelle
des Verbrennungsmotors verbunden ist, und einen Controller bzw.
ein Steuergerät,
der bzw. das beim Starten des Verbrennungsmotors zuerst das erste
Startsystem und dann das zweite Startsystem antreibt bzw. ansteuert,
bevor das Ansteuern bzw. Antreiben des ersten Startsystems beendet
ist.
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Somit
wird gemäß der Erfindung
der Verbrennungsmotor gestartet, indem das erste und das zweite
Startsystem parallel angetrieben werden, wodurch die Startbarkeit
des Verbrennungsmotors verbessert ist.
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Gemäß der Erfindung
ist das erste Startsystem dazu geeignet, den Verbrennungsmotor durch Übertragen
von Leistung über
ein Zahnradgetriebe auf den Motor zu starten, ist das zweite Startsystem dazu
geeignet, den Verbrennungsmotor durch Übertragen von Leistung über ein
Riemengetriebe zu dem Verbrennungsmotor zu starten, und steuert
der Controller beim Start des Verbrennungsmotors zuerst das erste
Startsystem an, steuert dann das zweite Startsystem an und setzt
das Ansteuern des zweiten Startsystems fort, selbst nachdem das
erste Startsystem gestoppt ist.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
wird beim Start des Verbrennungsmotors zuerst das erste Startsystem
gestartet, und die Leistung wird über das Zahnradgetriebe zu
dem Verbrennungsmotor übertragen.
Anschließend
wird das zweite Startsystem angesteuert, und die Leistung wird über das
Riemengetriebe zu dem Verbrennungsmotor übertragen. Der Verbrennungsmotor
wird durch die von dem zweiten Startsystem übertragene Leistung angetrieben, nachdem
das erste Startsystem gestoppt ist. Zum Beispiel wird die Antriebszeit
des ersten Startsystems, das eine Leistung über das Zahnradgetriebe zu dem
Verbrennungsmotor überträgt, kurz
eingestellt, so dass die Geräuscherzeugung
durch den Start des Verbrennungsmotors unterdrückt werden kann. Das Riemengetriebe,
welches eine Leistung von dem zweiten Startsystem zu dem Verbrennungsmotor überträgt, verhindert
im Vergleich zu dem Zahnradgetriebe, die Erzeugung von Getriebegeräuschen und
anomalen Geräuschen
durch Spiel beim Start. Darüber
hinaus erfordert das Riemengetriebe kein Schmieröl zur Kühlung und Schmierung der Eingriffsabschnitte,
da die Vorrichtung keine Eingriffsabschnitte wie in dem Zahnradgetriebe
enthält.
Demzufolge sind ein Temperaturanstieg oder ein Leistungsverlust
durch Bewegung des Schmieröls
beseitigt. Ferner ist der Aufbau des Riemenantriebs einfach, da er
kein Schmiersystem erfordert.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen
sind in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorgenannten und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung
werden aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
ersichtlich, wobei gleiche Bezugszeichen verwendet sind, um gleiche
Elemente zu bezeichnen. In den Zeichnungen sind:
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1 ein
Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Regelung in der Erfindung
zeigt;
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2 ein
Blockdiagramm, das eine Struktur eines Hybridfahrzeugs zeigt, auf
das die Erfindung angewendet wird;
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3 ein
Typdiagramm, das die Antriebs- bzw. Ansteuerschaltung der Mehrzahl
von in 2 gezeigten Startsystemen darstellt;
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4 ein
Blockdiagramm, das die Regelungsschaltung des in 2 gezeigten
Fahrzeugs darstellt;
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5 ein
Ablaufdiagramm, das ein Beispiel des Verbrennungsmotor-Startmodus
zeigt, der in einem in 12 gezeigten Regelungsbeispiel
implementiert ist;
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6 ein
Ablaufdiagramm, das ein weiteres Beispiel des Verbrennungsmotor-Startmodus
zeigt, der in dem in 12 gezeigten Regelungsbeispiel implementiert
ist;
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7 ein
Blockdiagramm, das den Aufbau weiterer Komponenten des Fahrzeugs
zeigt, auf das die Erfindung angewendet wird;
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8 ein
schematisches Diagramm, das den Aufbau eines Antriebsstrangs des
in 7 gezeigten Fahrzeugs veranschaulicht;
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9 ein
Diagramm, das ein Regelungsverfahren einer Reibeingriffsvorrichtung
eines in 7 gezeigten Automatikgetriebes
zeigt;
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10 ein
Blockdiagramm, das das Startsystem des Verbrennungsmotors des in 7 gezeigten
Fahrzeugs veranschaulicht;
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11 ein
Beispieldiagramm, das die Eingangs- und Ausgangssignale einer elektronischen Regelungseinheit
zeigt, die das in 7 gezeigte Fahrzeug regelt;
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12 ein
Flussdiagramm, das den Regelungsinhalt veranschaulicht, der in dem
in 7 gezeigten Fahrzeug ausgeführt wird;
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13 ein
Diagramm, das die Änderung
der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle und die Änderung
des Regelungsmodus des Öko-Fahrsystems in
Abhängigkeit
von der Zeit zeigt, und das Diagramm entspricht dem in 12 gezeigten
Regelungsbeispiel;
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14 ein
Diagramm, das die Änderung
des Regelungsmodus eines Motorgenerators und die Änderung
der Winkelgeschwindigkeit des Motorgenerators in Abhängigkeit
von der Zeit zeigt, und das Diagramm entspricht dem in 12 gezeigten
Regelungsbeispiel; und
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15 ein
Diagramm, das die Änderungen der
Antriebssignale eines Startermotors und eines diesem zugeführten Stroms
in Abhängigkeit
von der Zeit darstellt, und das Diagramm entspricht dem in 12 gezeigten
Regelungsbeispiel.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine
erste Ausführungsform
der Erfindung ist ausführlich
mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 2 ist ein
Blockdiagramm, das einen schematischen Aufbau eines Hybridfahrzeugs
zeigt, auf das die Erfindung angewendet ist. Das heißt, das Fahrzeug
umfasst unterschiedliche Arten von Leistungsquellen. Ein Verbrennungsmotor
wie etwa ein Benzinmotor, ein Dieselmotor, ein LPG-Motor, ein Gasturbinenmotor
und dergleichen werden als Verbrennungsmotor 1 verwendet,
welcher eine erste Leistungsquelle ist. Der Verbrennungsmotor 1 hat
einen bekannten Aufbau und zum Beispiel mit einem Einspritzsystem,
einem Ansaug- und Auspuffsystem, einem Zündsystem und dergleichen ausgestattet.
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Ein
elektronisches Drosselventil 2 ist in einem (nicht gezeigten)
Ansaugrohr des Verbrennungsmotors 1 angeordnet, so dass
ein Öffnungsgrad
des elektronischen Drosselventils 2 elektrisch geregelt
wird. Der Verbrennungsmotor 1 ist ferner so aufgebaut,
dass eine durch die Verbrennung von Kraftstoff erzeugte Wärmeenergie
in mechanische Energie umgewandelt wird, was drei Umdrehungen der
Kurbelwelle entspricht.
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Ferner
ist der Verbrennungsmotor 1 mit einem Schmiersystem 4 versehen.
Das Schmiersystem 4 dient der Kühlung und Schmierung der Reibabschnitte
von Teilen des Verbrennungsmotors 1. Motoröl (oder
das Schmieröl)
wird von dem Schmiersystem 4 beweglichen Teilen des Verbrennungsmotors 1 wie
etwa einer Kurbelwelle 3, einem (nicht gezeigten) Kolben
und einem Verbindungsstab zugeführt,
so dass die beweglichen Teile gekühlt und geschmiert werden.
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Ferner
umfasst der Verbrennungsmotor 1 ein wassergekühltes Kühlsystem 5.
Das wassergekühlte Kühlsystem 5 kühlt den
Verbrennungsmotor 1. Das wassergekühlte Kühlsystem 5 umfasst
eine (nicht gezeigte) Wasserpumpe, die von der Kurbelwelle 3 angetrieben
wird, einen (nicht gezeigten) Wasserkühlmantel, der innerhalb eines
Motorkörpers
ausgebildet ist, und einen (nicht gezeigten) Kühler, der mit der Wasserpumpe
und dem Wasserkühlmantel
verbunden ist. Das Kühlwasser,
das von dem Wasserkühlmantel
erwärmt
worden ist, wird zur Kühlung
zu dem Kühler
transportiert. Das Kühlwasser
wird dann durch die Wasserpumpe ins Innere des Verbrennungsmotors
zurückgeführt.
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3 ist
eine Prinzipzeichnung, die eine Anordnung der Startsysteme des Verbrennungsmotors 1 zeigt.
Eine Antriebseinheit 6 und ein Motorgenerator 7 sind
in einer Leistungs- (oder Drehmoment-) Übertragungsstrecke, die von
dem Verbrennungsmotor 1 abführt, angeordnet. Ein Wechselstrom-Synchronmotor
zum Beispiel ist als der Motorgenerator 7 verwendbar. Der
Motorgenerator 7 umfasst einen (nicht gezeigten) Rotor
mit einem (nicht gezeigten) Dauermagnet und einem (nicht gezeigten)
Stator, um den eine (nicht gezeigte) Spule gewickelt ist. Ein rotierendes
Magnetfeld wird erzeugt, wenn ein Dreiphasen-Wechselstrom bzw. Drehstrom einer Dreiphasenwicklung
zugeführt
wird. Ein Drehmoment wird dann dadurch erzeugt, dass das rotierende
Magnetfeld entsprechend der Drehposition und Winkelgeschwindigkeit
des Rotors geregelt wird. Das von dem Motorgenerator 7 erzeugte
Drehmoment ist im Wesentlichen proportional zu dem Betrag des Stroms.
Die Winkelgeschwindigkeit des Motorgenerators 7 wird durch
die Frequenz des Wechselstroms geregelt.
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Die
Antriebseinheit 6 umfasst eine Verzögerungsvorrichtung 8,
die mit dem Verbrennungsmotor 1 und dem Motorgenerator 7 verbunden
ist. Die Verzögerungsvorrichtung 8 umfasst
ein konzentrisch angeordnetes Hohlrad 9 und ein Sonnenrad 10,
und eine Mehrzahl von Ritzeln 11, die mit dem Hohlrad 9 und
dem Sonnenrad 10 in Eingriff sind. Die Mehrzahl von Ritzeln 11 werden
von einem Träger 12 gestützt bzw.
gehalten. Eine Drehwelle 13 ist mit dem Träger 12 verbunden.
Ferner ist eine Drehwelle 14 konzentrisch zu der Kurbelwelle 3 des
Verbrennungsmotors 1 angeordnet, und die Drehwelle 14 und
die Kurbelwelle 3 werden mittels eines Kupplungsmechanismus 15 in
Eingriff und außer
Eingriff gebracht. Eine Kette 16 ist vorgesehen, um ein
Drehmoment zwischen der Drehwelle 14 und der Drehwelle 13 zu übertragen.
Eine Hilfsvorrichtung 18 wie etwa ein Kompressor für eine Klimaanlage
ist über
eine Kette 17 mit der Drehwelle 13 verbunden.
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Der
Motorgenerator 7 umfasst eine Ausgangswelle 20,
und das Sonnenrad 10 ist an der Ausgangswelle 20 befestigt.
Eine Bremse 22 zum Stoppen der Rotation des Hohlrades 9 ist
in einem Gehäuse 21 der
Antriebseinheit 6 vorgesehen. Eine Einwegkupplung 23 am
Umfang der Ausgangswelle 20 angeordnet. Ein Innenring der
Einwegkupplung 23 ist mit der Ausgangswelle 20 gekoppelt,
und ein Außenring
der Einwegkupplung 23 ist mit dem Hohlrad 9 gekoppelt.
Die Verzögerungsvorrichtung 8 überträgt ein Drehmoment
zwischen dem Verbrennungsmotor 1 und dem Motorgenerator 7 und
führt eine
Verzögerung
durch. Die Ein wegkupplung 23 ist in Eingriff, wenn eine
von dem Verbrennungsmotor 1 ausgegebene Leistung zu dem
Motorgenerator 7 übertragen wird.
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Der
Motorgenerator 7 fungiert als Elektromotor zum Starten
des Verbrennungsmotors 1, und als Generator (Wechselstromgenerator)
zum Erzeugen von Elektrizität
durch die Leistung des Verbrennungsmotors 1, und der Motorgenerator 7 treibt
ferner die Hilfseinrichtung 18 an, während der Verbrennungsmotor 1 gestoppt
ist. Wenn der Motorgenerator 7 als Elektromotor verwendet
wird, wird die Gleichspannung von einer Batterie 25 in
eine Wechselspannung umgewandelt, bevor sie dem Motorgenerator 7 zugeführt wird.
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Wenn
der Verbrennungsmotor 1 durch den Motorgenerator 7 gestartet
wird, sind der Kupplungsmechanismus 15 und die Bremse 22 in
Eingriff, und die Einwegkupplung 23 ist außer Eingriff.
Wenn der Motorgenerator als Wechselstromgenerator verwendet wird,
sind der Kupplungsmechanismus 15 und die Einwegkupplung 23 in
Eingriff, und die Bremse 22 ist außer Eingriff. Wenn die Hilfseinrichtung 18 von
dem Motorgenerator 7 angetrieben wird, ist die Bremse 22 in
Eingriff, und der Kupplungsmechanismus 15 und die Einwegkupplung 23 ist
außer
Eingriff.
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Die
Batterie 25 ist über
einen Wandler 24 mit dem Motorgenerator 7 verbunden.
Ein Controller 26 ist mit dem Motorgenerator 7,
dem Wandler 24 und der Batterie 25 verbunden.
Es ist möglich,
die Batterie 25 über
den Wandler 24 mit von dem Motorgenerator 7 erzeugter
elektrischen Energie zu laden.
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Der
Controller 26 erfasst und regelt eine dem Motorgenerator 7 von
der Batterie 25 zugeführte Stromstärke oder
eine von dem Motorgenerator 7 erzeugte Stromstärke.
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Ferner
regelt der Controller 26 die Drehzahl des Motorgenerators 7 und
erfasst und regelt den Ladezustand (SOC) der Batterie 25.
Der Motorgenerator 7 ist dazu geeignet, die Drehzahl in
dem Bereich von zum Beispiel 0 bis 6000 U/min und das Drehmoment
in dem Bereich von zum Beispiel 0 bis 120 Nm einzustellen.
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Ein
Startermotor 27 ist als ein weiteres Startsystem zum Starten
des Verbrennungsmotors 1 vorgesehen. Der Startermotor 27 ist
von bekanntem Aufbau wie etwa vom Magnetverschiebetyp oder vom Untersetzungstyp.
Ein (nicht gezeigtes) Ritzel ist auf einer (nicht gezeigten) Ausgangswelle
des Startermotors 27 angeordnet. Andererseits ist ein (nicht
gezeigtes) Hohlrad auf der (nicht gezeigten) Schwungscheibe der
Kurbelwelle 3 angeordnet. Der Startermotor ist so aufgebaut,
dass der Verbrennungsmotor 1 durch den Eingriff des Ritzels
und des Hohlrades gestartet wird, und das Ritzel trennt sich von
dem Hohlrad, nachdem der Verbrennungsmotor 1 gestartet
ist.
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Eine
Batterie 29 ist über
einen Wandler 28 mit dem Startermotor 27 verbunden.
Die Gleichspannung von der Batterie 29 wir in eine Wechselspannung
umgewandelt, bevor sie zum Antrieb des Startermotors 27 dem
Startermotor 27 zugeführt
wird. Der Startermotor 27 ist dazu geeignet, die Drehzahl in
dem Bereich von zum Beispiel 0 bis 400 U/min und das Drehmoment
in dem Bereich von zum Beispiel 0 bis 12 Nm zu regeln. Somit sind
die Eigenschaften des Motorgenerators 7 und des Startermotors 27 verschieden.
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Da
die Batterie 25 eine höhere
Spannung als die Batterie 29 besitzt, ist es möglich, durch
den Wandler 30, der getrennt von den Wandlern 24 und 28 vorgesehen
ist, Elektrizität
zwischen der Batterie 25 und der Batterie 29 zu
leiten. Der Verbrennungsmotor 1 kann wenigstens entweder
von dem Motorgenerator 7 oder dem Startermotor 27 ge startet
werden. Der Startermotor 27 wird verwendet, wenn der Verbrennungsmotor 1 bei
einer extrem niedrigen Temperatur gestartet wird.
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In
der weiteren Leistungsübertragungsstrecke
des Verbrennungsmotors 1 ist ein Drehzahländerungsgetriebemechanismus 31 angeordnet.
Der Drehzahländerungsgetriebemechanismus 31 ist
von bekannter Struktur und umfasst eine Mehrzahl von (nicht gezeigten)
Planetenrädern
und eine (nicht gezeigte) Reibeingriffsvorrichtung wie etwa eine
Kupplung und eine Bremse. Eine hydraulische Regelungsvorrichtung 32 regelt
einen Ineingriffs- und einen Außereingriffszustand
der Reibeingriffsvorrichtung oder einen Eingriffsdruck der Reibeingriffsvorrichtung.
Die hydraulische Regelungsvorrichtung 32 ist von bekanntem
Aufbau und umfasst verschiedene Magnetventile.
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Ein
Schalthebel 33 steuert den Drehzahländerungsgetriebemechanismus 31 und
die hydraulische Regelungsvorrichtung 32 durch manuelle
Betätigung.
Die Auswahl verschiedener Schaltpositionen ist durch manuelle Betätigung des
Schalthebels 33 ermöglicht.
Zum Beispiel kann eine P- (Park-)
Position, eine R- (Rückwärts-) Position,
eine N- (Neutral-) Position,
eine D- (Fahr-) Position, eine 4-Position, eine
3-Position, eine 2-Position und eine L- (Niedrig-) Position gewählt werden.
In einem Zustand, in dem die D-Position, die 4-Position, die 3-Position
oder die 2-Position gewählt
wird, wird die hydraulische Regelungsvorrichtung 32 auf
der Grundlage des Fahrzeuglaufzustandes aktiviert, und das Übersetzungsverhältnis des
Drehzahländerungsgetriebemechanismus 31 wird
automatisch eingestellt.
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Ein
Kupplungsmechanismus 35, der dazu geeignet ist, wahlweise
in Eingriff und außer
Eingriff zu sein, ist zwischen einer Eingangswelle 34 des Drehzahländerungsge triebemechanismus 31 und der
Kurbelwelle 3 angeordnet. Der Eingriffs- und der Außereingriffszustand
des Kupplungsmechanismus 35 wird zum Beispiel durch Beaufschlagung
und Minderung von Hydraulikdruck geregelt. Ein Motorgenerator 36,
der dazu geeignet ist, eine Leistung zu der Eingangswelle 34 zu übertragen
bzw. zu unterbrechen, ist vorgesehen. Der Motorgenerator 36 dient als
eine zweite Leistungsquelle zum Fahren des Fahrzeugs, und der Motorgenerator 36 ist ähnlich aufgebaut
wie der Motorgenerator 7. Der Motorgenerator 36 fungiert
als ein Generator und als ein Elektromotor. Eine Batterie 36B ist über einen
Wandler 36A mit dem Motorgenerator 36 verbunden.
Die Funktionen des Wandlers 36A und der Batterie 36B sind
die gleichen wie jene des Wandlers 24 bzw. der Batterie 25.
Ein Controller 26A ist mit dem Wandler 36A und
der Batterie 36B verbunden. Der Controller 26A erfasst
oder regelt eine dem Motorgenerator 36 von der Batterie 36B zugeführte Stromstärke oder eine
von dem Motorgenerator 36 erzeugte Stromstärke.
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4 ist
ein Blockdiagramm, das eine Regelungsschaltung des Hybridfahrzeugs
darstellt. Eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) 37 umfasst eine
Zentralverarbeitungseinheit (CPU), Speicher (RAM, ROM) und einen
Mikrocomputer, der hauptsächlich
als eine Eingabe- und Ausgabeschnittstelle dient.
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In
die elektronische Steuerungseinheit 37 eingegebene Signale
umfassen Signale von einem Verbrennungsmotor-Drehzahlsensor 38, einem Verbrennungsmotor-Wassertemperatursensor 39,
einem Zündschalter 40,
Controllern 26 und 26A, einem Klimaanlagenschalter 41,
einem Eingangswellendrehzahlsensor 42 zur Erfassung der
Drehzahl der Eingangswelle 34, einem Ausgangswellendrehzahlsensor
(Fahrzeuggeschwindigkeitssensor) 44 zur Erfassung der Drehzahl
einer Ausgangswelle 43 des Drehzahlände rungsgetriebemechanismus 31 und
einem Schaltpositionssensor 45 zur Erfassung der Betriebsposition
des Schalthebels 33.
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In
die elektronische Steuerungseinheit 37 eingegebene Signale
umfassen ferner Signale von einem Fußbremsschalter 46 zur
Erfassung der Absicht eines Fahrers, zu verzögern bzw. zu bremsen, einem
Katalysatortemperatursensor 47, der an einer Stelle eines
(nicht gezeigten) Auspuffs angeordnet ist, einem Gasöffnungsgradsensor 49 zum
Anzeigen eines Niederdrückbetrages
eines Gaspedals 48, einem Drosselöffnungsgradsensor 50 zur
Erfassung eines Öffnungsgrades
des elektronischen Drosselventils 2, Drehmeldern 51 und 52 zur
getrennten Erfassung der Drehzahl und des Drehwinkels des Motorgenerators 7 und
des Motorgenerators 36.
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Von
der elektronischen Steuerungseinheit 37 ausgegebene Signale
umfassen Signale wie Signale zur Regelung eines Zündsystems 53 des
Verbrennungsmotors 1, Signale zur Regelung der Controller 26 und 26A,
Signale zur Regelung des Kupplungsmechanismus 15 und der
Bremse 22 der Antriebseinheit 6, Signale zur Regelung
der hydraulischen Regelungsvorrichtung 32, Steuerungssignale
von einem Aktor 61 zur Regelung des Öffnungsgrades des elektronischen
Drosselventils 2 und Regelungssignale zum Ineingriffbringen
und Außereingriffbringen
des Kupplungsmechanismus 35.
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Die
in dem Hybridfahrzeug ausgeführten
Regelungen sind kurz beschrieben. Wenn ein Fahrzeug allein mit der
Leistung von dem Verbrennungsmotor 1 läuft, ist der Kupplungsmechanismus 35 in
Eingriff, und das von dem Verbrennungsmotor 1 ausgegebene
Drehmoment wird über
die Ausgangswelle 43 des Drehzahländerungsgetriebemechanismus 31 auf
die (nicht gezeigten) Räder übertragen.
Die beweglichen Teile des Verbrennungsmotors 1 werden durch
das Schmiersystem 4 gekühlt
und geschmiert, während der
Verbrennungsmotor 1 betrieben wird. Während der Verbrennungsmotor 1 in
Betrieb ist, wird ein Teil der Leistung von dem Verbrennungsmotor 1 zu
dem Motorgenerator 7 übertragen.
Es ist möglich,
die Batterie 25 mit der von dem Motorgenerator 7 erzeugten elektrischen
Energie zu laden.
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Wenn
das Fahrzeug mit der Leistung von dem Verbrennungsmotor 1 und
dem Motorgenerator 7 betrieben wird, ist der Kupplungsmechanismus 35 in
Eingriff, und das von dem Verbrennungsmotor 1 und dem Motorgenerator 7 ausgegebene
Drehmoment wird über
die Kurbelwelle 3 auf die Eingangswelle 34 übertragen.
Wenn das Fahrzeug mit der Leistung von dem Motorgenerator 36 betrieben
wird, ist der Kupplungsmechanismus außer Eingriff, und das von dem
Motorgenerator 36 ausgegebene Drehmoment wird zu der Eingangswelle 34 übertragen.
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Wenn
der Klimaanlagenschalter 41 geöffnet wird, während sich
der Verbrennungsmotor 1 in einem gestoppten Zustand befindet,
wird die Hilfsvorrichtung 18 durch die Leistung von dem
Motorgenerator 7 angetrieben. Der Kupplungsmechanismus 35 ist
außer
Eingriff, während
das Fahrzeug verzögert, und
das von den Rädern
zu der Eingangswelle 34 übertragene Drehmoment wird
dem Motorgenerator 36 zugeführt. Demzufolge fungiert der
Motorgenerator 36 als ein Generator, und daher ist es möglich, die Batterie 36B mit
der elektrischen Energie von diesem zu laden.
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Der
Aufbau des Hybridfahrzeugs und seine Beziehung zum Aufbau der Erfindung
ist nachfolgend beschrieben. Der Startermotor 27 und der
Motorgenerator 7 entsprechen der Mehrzahl von Startsystemen
der Erfindung. Ferner entspricht die Hilfseinrichtung 18 der
funktionellen Vorrichtung bzw. Funktionsvorrichtung, und die Batterien 25 und 29 entsprechen der
Mehrzahl von Energiequellen der Erfindung. Der Motorgenerator 36 entspricht
der Leistungsquelle, und die Eingangswelle 34 entspricht
dem Leistungsübertragungselement
der Erfindung.
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Ein
Regelungsbeispiel zur Auswahl eines Startmodus des Verbrennungsmotors 1 entsprechend
dem Zustand des Fahrzeugs ist nachstehend mit Bezug auf das Flussdiagramm
von 1 beschrieben. Zuerst werden die Eingangssignale
in der elektronischen Steuerungseinheit 37 verarbeitet (Schritt 71),
und es wird bestimmt, ob ein Befehl zum Starten des Verbrennungsmotors 1 gegeben
wurde (Schritt 72).
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Wenn
zum Beispiel sowohl der Verbrennungsmotor 1 als auch der
Motorgenerator 7 gestoppt ist und sich das Fahrzeug ebenfalls
in einem gestoppten Zustand befindet, wird durch die Signale von
dem Zündschalter 40 bestimmt,
ob der Startbefehl für
den Verbrennungsmotor 1 gegeben wurde. Ferner, wenn der
Verbrennungsmotor 1 gestoppt ist und der Motorgenerator 7 allein
angetrieben wird, wird aus Zuständen
wie etwa einer Beschleunigungsanfrage durch Drücken des Gaspedals 48 bestimmt, ob
ein Startbefehl für
den Verbrennungsmotor 1 gegeben wurde. Wenn in Schritt 72 eine
negative Beurteilung gemacht wird, kehrt der Prozess zurück.
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Wenn
in Schritt 72 eine bestätigende
Beurteilung gemacht wird, wird bestimmt, ob entweder der Motorgenerator 7 oder
der Startermotor 27 ausgefallen ist, um zu bestimmen, welches
Startsystem zum Starten des Verbrennungsmotors 1 zu verwenden
ist (Schritt 73). Wenn in Schritt 73 eine bestätigende
Beurteilung gemacht wird, das heißt, wenn entweder der Motorgenerator 7 oder
der Startermotor 27 versagt, wird ein Modus (Startmodus)
zum unabhängigen
Starten des Verbrennungsmotors 1 durch ein nicht-fehlerhaftes Startsystem
(das heißt,
ein Startsystem, welches ordnungsgemäß funktioniert) ausgewählt (Schritt 74),
und der Prozess kehrt zurück.
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Wenn
in Schritt 73 eine negative Beurteilung gemacht wird, wird
der erste zugeordnete Betrag, der mit dem Drehwiderstand des Verbrennungsmotors 1 in
Beziehung steht, bestimmt, insbesondere ob die Kühlwassertemperatur TH des Verbrennungsmotors 1 gleich
hoch wie oder niedriger als ein vorbestimmter Wert TH1 ist (Schritt 75).
Der vorbestimmte Wert TH1 wird in der elektronischen Steuerungseinheit 37 gespeichert.
In Schritt 75 wird die Motoröltemperatur und darüber hinaus
die Viskosität
des Motoröls
auf der Grundlage der Motorwassertemperatur indirekt abgeschätzt. Schritt 75 wird
ausgeführt,
um den Startmodus des Verbrennungsmotors 1 auf der Grundlage
der Viskosität
des so abgeschätzten
Motoröls
auszuwählen.
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Da
das Kühlwasser
des wassergekühlten Kühlsystems 5 durch
den Wasserkühlmantel
oder dergleichen innerhalb des Verbrennungsmotorkörpers strömt, ist
es möglich,
die Temperatur des den beweglichen Teilen des Verbrennungsmotors 1 zugeführten Motoröls auf der
Grundlage der Kühlwassertemperatur
abzuschätzen.
Die Viskosität
des Motoröls ändert sich
entsprechend der Temperaturänderung.
Folglich ändert
sich der Drehwiderstand der Kurbelwelle 3 aufgrund der Änderungen
der Viskosität
des Motoröls,
und das zum Starten des Verbrennungsmotors 1 erforderliche
Drehmoment ändert sich.
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Wenn
in Schritt 75 eine negative Beurteilung gemacht wird, ist
zum Starten des Verbrennungsmotors 1 ein Drehmoment erforderlich,
das größer als der
vorbestimmte Wert ist, da die Viskosität des Motoröls größer als der vorbestimmte Wert
ist. Daher wird ein Startmodus A zum Anwenden sowohl des Startermotors 27 und
des Motorgenerators 7 ausgewählt (Schritt 76),
und der Prozess kehrt zu rück.
Das heißt,
der Verbrennungsmotor 1 wird durch das von sowohl dem Startermotor 27 als
auch dem Motorgenerator 7 ausgegebene Drehmoment gestartet.
Daher ist die Startbarkeit des Verbrennungsmotors verbessert, selbst
wenn der Drehwiderstand der Kurbelwelle 3 hoch ist.
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5 ist
ein Ablaufdiagramm, das einen Zustand eines Systems entsprechend
Schritt 76 darstellt. Wenn zu einem vorbestimmten Zeitpunkt
der Startbefehl für
den Verbrennungsmotor 1 ausgegeben wird, werden der Startermotor 27 und
der Motorgenerator 7 im Wesentlichen zeitgleich von dem
nicht bestromten Zustand in den bestromten Zustand geschaltet. Demzufolge
erhöht
sich die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors durch die Leistung von dem
Startermotor 27 und dem Motorgenerator 7.
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Da
die Kühlwassertemperatur
TH des Verbrennungsmotors 1 gleich hoch wie oder niedriger
als der vorbestimmte Wert TH1 ist, neigt die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors 1 dazu,
sich langsam zu erhöhen.
Folglich ist eine vergleichsweise lange Zeitspanne zum Anstieg der
Drehzahl des Verbrennungsmotors erforderlich. Dann wird der Kraftstoff durch
das Kraftstoffeinspritzsystem 54 eingespritzt und von dem
Zündsystem 53 gezündet, woraufhin der
Verbrennungsmotor 1 ohne die Hilfe des Startermotors 27 und
des Motorgenerators 7 dreht, und der Startermotor 27 und
der Motorgenerator 7 werden von dem bestromten Zustand
in den nicht bestromten Zustand geschaltet.
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Wenn
in Schritt 75 eine negative Beurteilung gemacht wird, ist
das zum Starten des Verbrennungsmotors 1 erforderliche
Drehmoment gleich groß wie
oder kleiner als der vorbestimmte Wert, da der Drehwiderstand der
Kurbelwelle 3 gleich hoch wie oder niedriger als der vorbestimmte
Wert ist. Das heißt,
der Prozess fährt
mit Schritt 77 fort, da die Wahrscheinlichkeit, dass der
Startmodus durch die Viskosität
des Motoröls
eingeschränkt
ist, niedrig ist. Schritt 77 entspricht einem Fall, in
dem der Verbrennungsmotor 1 in einem Zustand gestartet
wird, in dem das Fahrzeug durch die Leistung allein von dem Motorgenerator 36 fährt. Demzufolge
ist, wenn das Fahrzeug allein durch die Leistung von dem Motorgenerator 36 fährt, der
Kupplungsmechanismus 35 außer Eingriff, um den Leistungsverlust
des Motorgenerators 36 zu unterdrücken.
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Wenn
in diesem Zustand bestimmt wird, den Verbrennungsmotor 1 in Übereinstimmung
mit der Beschleunigungsanforderung des Fahrzeugs zu starten, wird
der Verbrennungsmotor 1 gestartet, und eine Regelung wird
ausgeführt,
um den Kupplungsmechanismus 35 in Eingriff zu bringen,
um so die Leistung des Verbrennungsmotors zu der Eingangswelle 34 zu übertragen.
Daher wird in Schritt 77 als eine weitere Bedingung zur
Auswahl des Startmodus des Verbrennungsmotors 1 bestimmt,
ob eine Fahrzeuggeschwindigkeit V einen vorbestimmten Wert V1 überschreitet.
Die Fahrzeuggeschwindigkeit V wird in Übereinstimmung mit den Signalen
von dem Ausgangswellendrehzahlsensor 44 bestimmt. Der vorbestimmte
Wert V1 wird im Voraus in der elektronischen Steuerungseinheit 37 gespeichert.
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Wenn
in Schritt 77 eine bestätigende
Beurteilung gemacht wird, kann ein Ineingriffbringen des Kupplungsmechanismus 35 in
diesem Zustand einen Stoß aufgrund
einer sehr schnellen Änderung
des Drehmoments von der Ausgangswelle 43 verursachen. Daher
wird, wenn sowohl der Startermotor 27 als auch der Motorgenerator 7 verwendet
wird, ein Startmodus B ausgewählt
(Schritt 78), und der Prozess kehrt zurück. 6 ist ein
Ablaufdiagramm, das einen Zustand eines Systems entsprechend Schritt 78 darstellt.
Wenn der Befehl zum Starten des Verbrennungsmotors 1 ausgegeben
wird, wird nur der Startermotor 27 von dem nicht bestromten
Zustand in den bestromten Zustand geschaltet.
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Folglich
erhöht
sich die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors.
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Hier
ist die Ausgangsdrehzahl des Startermotors 27 aufgrund
seiner Eigenschaften begrenzt. Daher wird der Motorgenerator 7 von
dem nicht bestromten Zustand in den bestromten Zustand geschaltet,
bevor die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors den vorbestimmten Wert
erreicht. Als nächstes
wird der Startermotor 27 von dem bestromten Zustand in
den nicht bestromten Zustand geschaltet, und die Leistung von dem
Motorgenerator 7 wird verwendet, um die Drehzahl NE des
Verbrennungsmotors auf einen vorbestimmten hohen Drehzahlbereich zu
erhöhen.
Anschließend
wird der Kraftstoff von dem Kraftstoffeinspritzsystem 54 eingespritzt
und durch das Zündsystem 53 gezündet, und
der Motorgenerator 7 wird von dem bestromten Zustand in
den nicht bestromten Zustand geschaltet. Somit unterscheiden sich
die Zeitpunkte zum Antreiben bzw. Ansteuern und Stoppen zwischen
dem Startermotor 27 und dem Motorgenerator 7 in
dem Startmodus B.
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Wie
es oben beschrieben ist, wird der Kupplungsmechanismus 35 in
Eingriff gebracht, nachdem die Drehzahl des Verbrennungsmotors soweit
erhöht ist,
dass die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors mit der Drehzahl der
Eingangswelle 34 synchron ist. Daher wird die sehr schnelle Änderung
des Drehmoments der Ausgangswelle 43 beim Eingreifen des Kupplungsmechanismus 35 unterdrückt und
somit ein Stoß vermieden.
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Wenn
in Schritt 77 eine negative Beurteilung gemacht wird, ist
die Wahrscheinlichkeit, dass der Startmodus des Verbrennungsmotors 1 eingeschränkt ist,
gering, da eine Differenz zwischen der Drehzahl NE des Verbrennungsmotors
und der Drehzahl der Eingangswelle 34 gleich groß wie oder
geringer als ein vorbestimmter Wert ist. Demzufolge wird als eine
weitere Bedingung zur Auswahl des Startmodus des Verbrennungsmotors 1 bestimmt,
ob die Hilfseinrichtung 18 angetrieben wird (Schritt 79).
Das Kriterium für
Schritt 79 kann Signale zum Beispiel von dem Klimaanlagenschalter 41,
die Stromstärke des
Motorgenerators 7 und den Eingriffszustand der Bremse 22 umfassen.
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Wenn
in Schritt 79 eine bestätigende
Beurteilung gemacht wird, kann der Kupplungsmechanismus 15 nicht
sofort in Eingriff gebracht werden, um den Verbrennungsmotor 1 zu
starten, da die Drehzahl des Motorgenerators 7 gleich hoch
wie oder höher
als der vorbestimmte Wert ist. Es ist ferner schwierig, die Drehzahl
des Motorgenerators 7 zu verringern, da die Hilfseinrichtung 18 in
Betrieb ist. Daher fährt
der Prozess mit Schritt 78 fort, um den Verbrennungsmotor 1 mit
dem Startmodus B zu starten. Das heißt, der Verbrennungsmotor 1 wird
mit der Leistung von dem Startermotor 27 gestartet, und
die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors wird um einen vorbestimmten
Wert erhöht.
Anschließend
wird der Kupplungsmechanismus 15 in Eingriff gebracht,
um so in einen Zustand zum Starten des Verbrennungsmotors durch
die Leistung von dem Motorgenerator 7 umzuschalten.
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Wenn
in den Schritten 75, 77 und 79 eine negative
Beurteilung gemacht wird, ist, was den Zustand entsprechend jedem
Schritt betrifft, ist der Startmodus des Verbrennungsmotors 1 nicht
von besonderer Bedeutung. Daher wird der Startmodus des Verbrennungsmotors 1 auf
der Grundlage der anderen Zustände
als der schon erwähnten
ausgewählt (Schritt 80),
und der Prozess wird fortgesetzt. In Schritt 80 zum Beispiel
ist es möglich,
den Startmodus allein für
den Motorgenerator 7 auszuwählen, um die Startantwort des
Verbrennungsmotors 1 zu verbessern.
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Ferner
ist es in Schritt 80 möglich,
den Ladezustand der Batterien 25 und 29 zu überwachen
und einen Startmodus zum Starten des Verbrennungsmotors 1 durch
ein Startsystem auszuwählen,
das mit einer Batterie mit höherem
Ladezustand als die weitere Batterie verbunden ist. Durch Auswählen eines Startmodus
zum Starten des Verbrennungsmotors 1 durch ein mit der
Batterie mit höherem
Ladezustand verbundenes Startsystem, kann eine Verschlechterung
der Startbarkeit des Verbrennungsmotors 1 aufgrund einer
Abnahme des Ladezustandes der Batterie oder einer weiteren Abnahme
des Ladezustandes unterdrückt
werden.
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In
dem in 1 gezeigten Regelungsbeispiel ist ein Auswählen des
Startmodus des Verbrennungsmotors 1 auf der Grundlage von
anderen Bedingungen als die Bedingung in Schritt 78 bei
der Auswahl des Startmodus des Verbrennungsmotors 1 auf
ein Fahrzeug anwendbar, das nicht mit dem Motorgenerator 36 ausgestattet
ist. Ferner ist das Regelungsbeispiel in 1 auf eine
manuelle Übertragung
anwendbar, die dazu geeignet ist, das Übersetzungsverhältnis durch
manuelle Betätigung
des Schalthebels zu ändern.
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Das
in 1 gezeigte Regelungsbeispiel ist auf ein Fahrzeug
anwendbar, das dazu geeignet ist, das Laufen und Stoppen des Verbrennungsmotors auf
der Grundlage der anderen Zustände
bzw. Bedingungen als Signalen von dem Zündschalter zu regeln. Das heißt, der
Verbrennungsmotor wird automatisch gestoppt, wenn vorbestimmte Stoppbedingungen
erfüllt
sind, und der Verbrennungsmotor wird in den Laufzustand zurückversetzt,
wenn vorbestimmte Zurückversetzungsbedingungen
erfüllt
sind. Folglich umfassen die Befehle zum Starten des Verbrennungsmotors
in Schritt 72 Befehle zum Starten des Verbrennungsmotors
durch vorbestimmte Zurückversetzungsbedingungen.
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Eine
zweite Ausführungsform
der Erfindung ist nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
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7 ist
ein Blockdiagramm, das die Konstruktionen weiterer Systeme eines
Fahrzeugs darstellt, auf die die Erfindung angewendet wird. Derartige
Verbrennungsmotoren wie etwa ein Benzinmotor, ein Dieselmotor oder
ein LPG-Motor werden
als ein Verbrennungsmotor 100 verwendet, der als eine Leistungsquelle
für das
Fahrzeug dient. Der Benzinmotor (nachfolgend als der Verbrennungsmotor
bezeichnet) 100 umfasst ein Kraftstoffeinspritzsystem 100A,
ein Ansaugsystem 100B, ein Abgassystem 100C, ein
Zündsystem 100A,
ein wassergekühltes Kühlsystem 100E,
das den gleichen Aufbau und die gleiche Funktion wie das in der
ersten Ausführungsform
beschriebene wassergekühlte
Kühlsystem 5 aufweist,
ein Ventilmechanismus 100F zum Öffnen und Schließen von
Ventilen des Ansaugsystems 100B und des Abgassystems 100C,
ein Schmiersystem 100G, das den gleichen Aufbau und die
gleiche Funktion wie das in der ersten Ausführungsform beschriebene Schmiersystem 4 aufweist.
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Ein
elektronisches Drosselventil 100J ist in einem Ansaugrohr 100H des
Verbrennungsmotors 100 angeordnet. Das elektronische Drosselventil 100J ist
so aufgebaut, dass der Öffnungsgrad
auf der Grundlage eines Niederdrückbetrages
eines Gaspedals 100K und weiteren Bedingungen elektrisch
geregelt wird. Die von dem Verbrennungsmotor 100 ausgegebene
Leistung wird auf einen Drehmomentwandler 101 und ein Automatikgetriebe
AT übertragen.
Das Automatikgetriebe AT umfasst einen Drehzahländerungsgetriebemechanismus 102 und eine
hydraulische Regelungsvorrichtung 103.
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8 ist
ein Prinzipschema, das einen Aufbau des Drehmomentwandlers 101 und
des Drehzahländerungsgetriebemechanismus 102 darstellt.
Der Drehmomentwandler 101 und der Drehzahländerungsgetriebemechanismus 102 sind in
einem Gehäuse 135 eingebaut.
Automatikgetriebefluid ist als Hydraulikfluid in das Gehäuse 135 eingebaut.
Der Drehmomentwandler 101 überträgt mit Hilfe eines Übertragungsfluids
ein Drehmoment von Elementen auf einer Antriebsseite auf Elemente
auf einer Abtriebsseite. Der Drehmomentwandler 101 umfasst
eine Frontabdeckung 108, die einteilig mit einem Pumpenflügelrad 107 ausgebildet
ist, eine Nabe 110, die einteilig an einem Turbinenläufer 109 befestigt
ist, und eine Sperrkupplung 111. Das Drehmoment von dem
Pumpenflügelrad 107 wird
mittels Fluid auf den Turbinenläufer 109 übertragen.
Die Sperrkupplung 111 dient dem selektiven Ineingriffbringen und
Außereingriffbringen
der Frontabdeckung 108 und der Nabe 110. Die Sperrkupplung 111 kann schlupfgeregelt
sein, so dass die Sperrkupplung bei einem vorbestimmten Eingriffsdruck
gleitet.
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Die
Frontabdeckung 108 ist mit einer Kurbelwelle 112 des
Verbrennungsmotors 100 verbunden. Ein Stator 113 ist
auf der inneren Umfangsseite des Pumpenflügelrades 107 und des
Turbinenläufers 109 angeordnet.
Der Stator 113 dient der Erhöhung des Drehmoments, das von
dem Pumpenflügelrad 107 auf
den Turbinenläufer 109 übertragen
wird. Eine Eingangswelle 114 ist mit der Nabe 110 verbunden. Daher
wird, wenn das Drehmoment von der Kurbelwelle 112 des Verbrennungsmotors 100 ausgegeben wird,
das Drehmoment über
den Drehmomentwandler 101 oder die Sperrkupplung 111 auf
die Eingangswelle 114 übertragen.
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Der
Drehzahländerungsgetriebemechanismus 102 umfasst
ein sekundäres
Getriebe bzw. eine sekundäre Übertragung 115 und
ein primäres
Getriebe bzw. eine primäre Übertra gung 116.
Das sekundäre
Getriebe 115 umfasst einen Planetengetriebemechanismus 117 für Overdrive.
Die Eingangswelle 114 ist mit einem Träger 118 des Planetengetriebemechanismus 117 verbunden.
Eine Mehrscheibenkupplung C0 und eine Einwegkupplung F0 sind zwischen dem
Träger 118 und
einem Sonnenrad 119, die den Planetengetriebemechanismus 117 bilden,
angeordnet. Die Einwegkupplung F0 ist in Eingriff, wenn das Sonnenrad 119 in
der positiven Richtung bezüglich des
Trägers 118 dreht,
das heißt,
wenn das Sonnenrad 119 in der Drehrichtung der Eingangswelle 114 dreht.
Ein Hohlrad 120, welches ein Ausgangselement der zweiten Übertragung 115 ist,
ist mit einer mittleren Welle 121 verbunden, die ein Eingangselement
des primären
Getriebes 116 ist. Eine Mehrscheibenbremse B0 zum selektiven
Stoppen der Drehung des Sonnenrades 11 ist ebenfalls vorgesehen.
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Daher
dreht in der zweiten Übertragung 115 der
Planetengetriebemechanismus 117 einteilig in einem Zustand,
in dem entweder die Mehrscheibenkupplung C0 oder die Einwegkupplung
F0 in Eingriff ist. Folglich dreht die mittlere Welle 121 mit
der gleichen Geschwindigkeit wie die Eingangswelle 114, was
zu einer Verschiebung zu niedrigen Drehzahlen entspricht. Ferner,
in einem Zustand, in dem die Drehung des Sonnenrades 119 durch
Eingriff der Bremse B0 gestoppt wird, wird das Hohlrad 120 bezüglich der
Eingangswelle 114 beschleunigt, was zu einer Verschiebung
zu höherer
Drehzahl führt.
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Die
primäre Übertragung 116 umfasst
drei Paare von Planetengetriebemechanismen 122, 123 und 124.
Das Drehelement, das in den drei Paaren von Planetengetriebemechanismen 122, 123 und 124 enthalten
ist, ist wie nachstehend beschrieben verbunden. Ein Sonnenrad 125 eines
ersten Planetengetriebemechanismus 122 und ein Sonnenrad 126 eines
zweiten Planetengetriebemechanismus 123 sind einstückig miteinander
verbunden. Ein Hohlrad 127 des ersten Planetengetriebemechanismus 122,
ein Träger 129 des
zweiten Planetengetriebemechanismus 123 und ein Träger 131 des
dritten Planetengetriebemechanismus sind verbunden. Eine Ausgangswelle 132 ist
mit dem Träger 131 verbunden.
Die Ausgangswelle 132 ist mit einem (nicht gezeigten) Rad über eine
(nicht gezeigte) Drehmomentübertragungsvorrichtung
verbunden. Ein Hohlrad 133 des zweiten Planetengetriebemechanismus 123 ist
mit einem Sonnenrad 134 des dritten Planetengetriebemechanismus 124 verbunden.
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In
einem Getriebezug der ersten Übertragung 116 können ein
Rückwärtsgang
und vier Vorwärtsgänge eingestellt
werden. Reibeingriffsvorrichtungen bzw. eine Kupplung und eine Bremse
zur Einstellung solcher Übertragungsverschiebungen
sind wie nachstehend beschrieben angeordnet. Eine erste Kupplung
C1 ist zwischen einer mittleren Welle 121 auf einer Seite
und dem Hohlrad 133 und dem Sonnenrad 134 auf
der anderen Seite angeordnet. Eine zweite Kupplung C2 ist zwischen
der mittleren Welle 121 auf einer Seite und dem Sonnenrad 125 und
dem Sonnenrad 126, die miteinander verbunden sind, auf
der anderen Seite angeordnet.
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Eine
erste Bremse B1 ist eine Handbremse und ist so angeordnet, dass
sie die Drehung des Sonnenrades 125 des ersten Planetengetriebemechanismus 122 und
des Sonnenrades 126 des zweiten Planetengetriebemechanismus 123 stoppt.
Eine erste Einwegkupplung F1 und eine zweite Bremse B2, die eine
Mehrscheibenbremse ist, sind hintereinander zwischen den Sonnenrädern 125, 126 und
dem Gehäuse 135 angeordnet.
Die erste Einwegkupplung F1 ist in Eingriff, wenn die Sonnenräder 125 und 126 rückwärts drehen,
d.h., wenn die Sonnenräder 125 und 126 in
einer zu der Drehrichtung der Eingangswelle 114 entgegengesetzten
Richtung drehen.
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Eine
dritte Bremse B3, die eine Mehrscheibenbremse ist, ist zwischen
einem Träger 137 des ersten
Planetengetriebemechanismus 122 und dem Gehäuse 135 angeordnet.
Der dritte Planetengetriebemechanismus 124 umfasst ein
Hohlrad 138. Eine vierte Bremse B4, die eine Mehrscheibenbremse
ist, und eine zweite Einwegkupplung F2 sind vorgesehen, um die Drehung
des Hohlrades 138 zu stoppen. Die vierte Bremse B4 und
die zweite Einwegkupplung F2 sind parallel zwischen dem Gehäuse 135 und dem
Hohlrad 138 angeordnet. Die zweite Einwegkupplung F2 ist
in Eingriff, wenn das Hohlrad 138 rückwärts dreht. Ein Eingangsdrehzahlsensor
(Turbinendrehzahlsensor) 104A zur Erfassung der Eingangsdrehzahl
des Drehzahländerungsgetriebemechanismus 102 und
ein Ausgangsdrehzahlsensor (Fahrzeuggeschwindigkeitssensor) 104B zur
Erfassung der Drehzahl der Ausgangswelle 132 des Drehzahländerungsgetriebemechanismus 102 sind vorgesehen.
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In
dem wie oben beschriebenen Drehzahländerungsgetriebemechanismus 102 können durch
Ineingriffbringen und Außereingriffbringen
der Reibeingriffsvorrichtungen wie etwa die Kupplungen und Bremsen
fünf Vorwärtsgänge und
ein Rückwärtsgang
eingestellt werden, wie es in dem Betriebsdiagramm in 9 gezeigt
ist. In 9 bedeutet O, dass die Reibeingriffsvorrichtungen
in Eingriff sind, Δ bedeutet,
dass die Reibeingriffsvorrichtungen bei einer Motorbremsung in Eingriff
sind, ⊗ bedeutet,
dass die Reibeingriffsvorrichtungen entweder in Eingriff oder außer Eingriff
sind, mit anderen Worten, der Eingriff der Reibvorrichtungen für die Drehmomentübertragung
unerheblich ist, und ein Leerzeichen bedeutet, dass die Reibeingriffsvorrichtungen
außer
Eingriff sind.
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In
der oben beschriebenen Ausführungsform können zum
Beispiel eine P- (Park-) Position, eine R- (Rückwärts-) Position, eine N- (Neutral-)
Position, eine D- (Fahr-) Position, eine 4-Position, eine 3-Position,
eine 2-Position
und eine L- (Niedrig-) Position durch manuelle Betätigung eines
Schalthebels 100L eingestellt werden. Die D-Position, die
4-Position, die 3-Position, die 2-Position und die L-Position sind Vorwärts-Positionen.
In einem Zustand, in dem die D-Position, die 4-Position, die 3-Position
und die 2-Position eingestellt sind, können die Schaltpositionen zwischen
einer Mehrzahl von Schaltpositionen geschaltet werden. In dem Fall
hingegen, in dem die L-Position oder die Rückwärtsposition R eingestellt ist,
wird eine einzige Schaltposition beibehalten. In einem Zustand,
in dem entweder die D-Position, die 4-Position, die 3-Position oder die 2-Position
ausgewählt
ist, kann die Schaltposition des Automatikgetriebes AT manuell geändert (hochgeschaltet
oder heruntergeschaltet) werden, indem ein Sportschalter 100M betätigt wird.
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Die
in 7 und 8 gezeigte hydraulische Regelungsvorrichtung 103 führt eine
Einstell- oder Schaltregelung der Schaltpositionen in dem Drehzahländerungsgetriebemechanismus 102,
ein Ineingriffbringen, ein Außereingriffbringen
und eine Schlupfregelung der Sperrkupplung 111, eine Regelung
des Leitungsdrucks der Hydraulikschaltung, eine Regelung des Eingriffsdrucks
der Reibeingriffsvorrichtungen durch. Die hydraulische Regelungsvorrichtung 103 wird
elektrisch geregelt und ist mit einem ersten bis einem dritten Magnetventil
S1 bis S3 zur Ausführung
des Schaltens des Drehzahländerungsgetriebemechanismus 102 und
einem vierten Magnetventil S4 zur Regelung des Zustandes der Motorbremse
ausgestattet.
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Die
hydraulische Regelungsvorrichtung 103 ist ferner mit einem
Linearmagnetventil SLT zur Regelung des Leitungsdrucks der Hydraulikschaltung, einem
Linearmagnetventil SLN zur Regelung des Akumulatordrucks während des Übergangs
des Schaltens des Drehzahländerungsgetriebemechanismus 102 und
einem Linearmagnetventil SLU zur Regelung des Eingriffsdrucks der
Sperrkupplung und vorbestimmter Reibeingriffsvorrichtungen versehen. Die
ECU 160 regelt das Magnetventil oder dergleichen durch
die Signaleingänge
von den verschiedenen Sensoren, und bringt jeweilige Kupplungen
und Bremsen (Reibeingriffsvorrichtungen) in oder außer Eingriff.
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10 ist
ein Diagramm, das das Startsystem des Verbrennungsmotors 100 darstellt.
Ein Motorgenerator (MG) 140 und ein Startermotor 141 zum Starten
des Verbrennungsmotors sind vorgesehen. Zum Beispiel wird ein Elektromotor
vom Dreiphasen-Wechselstromtyp als der Motorgenerator 140 verwendet.
Der Motorgenerator 140 umfasst einen (nicht gezeigten)
Rotor mit einem (nicht gezeigten) Permanentmagnet und einem (nicht
gezeigten) Stator, um den eine (nicht gezeigte) Spule gewickelt
ist. Ein rotierendes Magnetfeld wird erzeugt, wenn ein Dreiphasenwechselstrom
an eine Dreiphasenspule angelegt wird. Ein Drehmoment wird dann
durch Regelung des rotierenden Magnetfeldes entsprechend der Drehposition
und der Drehzahl des Rotors erzeugt. Das durch den Motorgenerator 140 erzeugte Drehmoment
ist im Wesentlichen der Stromstärke proportional.
Die Drehzahl des Motorgenerators 140 wird durch die Frequenz
des Wechselstromes geregelt.
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Eine
Batterie 143 ist über
einen Wandler 142 mit dem Motorgenerator 140 verbunden.
Ein Controller 144 ist mit dem Motorgenerator 140,
dem Wandler 142 und der Batterie 143 verbunden.
Eine Nennspannung der Batterie 143 ist auf eine hohe Spannung von
ungefähr
288 V eingestellt. Der Wandler 142 schaltet den Gleichstrom
in einen Wechselstrom um. Der Wandler 142 ändert ferner
die Frequenz des Wechselstroms. Um diese Funktionen zu erreichen, umfasst
der Wandler eine Schaltrelaiserregungsregelungsschaltung.
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Der
Wandler 142 schaltet ferner den Wechselstrom in den Gleichstrom
um. Dies wird durch einen eingebauten Kommutator gemacht. Der Controller 144 ist
eine elektronische Steuerungseinheit zur Regelung des Motorgenerators 140 und
umfasst eine Hochgeschwindigkeitsprozessorfunktion.
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Eine
Rolle 146 ist an der Hauptwelle 145 des Motorgenerators 140 befestigt.
Eine Rolle 148 ist über
eine Kupplung 147 mit der Kurbelwelle 112 verbunden.
Ein Riemen 149 ist um eine Rolle 148 und eine
Rolle 149 gelegt. Der Riemen 149 ist ferner um eine
Rolle 151 einer Hilfseinrichtung 150 wie etwa
einem (nicht gezeigten) Kompressor für eine Klimaanlage, eine (nicht
gezeigte) Wasserpumpe, die einen Abschnitt des wassergekühlten Kühlsystems 100E des
Verbrennungsmotors 100 bildet, oder eine (nicht gezeigte)
Pumpe für
eine Servolenkvorrichtung gelegt.
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Ein
Regelungsmodus des Motorgenerators 140 kann von einem Startmodus
zum Starten des Verbrennungsmotors 100 mit Hilfe der Leistung
des Motorgenerators 140, einem Erzeugungsmodus zur Verwendung
des Motorgenerators 140 als einen Generator (Wechselstromgenerator)
durch die Leistung des Verbrennungsmotors 100 und einem
Hilfsantriebsmodus zum Antreiben der Hilfseinrichtung 150 durch
die Leistung des Motorgenerators ausgewählt werden.
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Wenn
der Motorgenerator 140 als Startsystem verwendet wird,
ist die Kupplung 147 in Eingriff, und die Leistung von
dem Motorgenerator 140 wird über den Riemen 149 auf
den Verbrennungsmotor 100 übertragen, um den Verbrennungsmotor 100 zu starten.
Der Radius der Rolle 146 ist kleiner als der Radius der
Rolle 148, und die Rollen 146 und 148 fungieren
als Verzögerungsvorrichtungen.
Das heißt, die
Drehzahl des Motorgenerators 140 wird herabgesetzt, bevor
sie auf den Verbrennungsmotor 100 übertragen wird. Der Motorgenerator 140 regelt
die Drehzahl zum Beispiel in dem Bereich von 0 bis 5000 U/min und
das Drehmoment zum Beispiel in dem Bereich von 0 bis 20 Nm.
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Wenn
der Erzeugungsmodus ausgewählt
ist, ist die Kupplung 147 in Eingriff, und die Leistung
von dem Verbrennungsmotor 100 wird auf den Motorgenerator 140 übertragen,
so dass der Motorgenerator 140 als Generator arbeitet.
Eine durch die Drehung des Motorgenerators 140 erzeugte
Induktionsspannung kann zum Laden der Batterie 143 durch
den Wandler 142 in eine Gleichspannung umgewandelt werden.
Wenn der Hilfsantriebsmodus entsprechend solchen Bedingungen wie
etwa ein Stoppen des Verbrennungsmotors 100 ausgewählt ist,
ist die Kupplung 147 außer Eingriff, und die von dem
Motorgenerator 140 ausgegebene Leistung wird über den
Riemen 149 und die Rolle 151 auf die Hilfseinrichtung 150 übertragen,
um die Hilfseinrichtung 150 anzutreiben. Eine Riementriebsvorrichtung 159 umfasst
die oben erwähnten
Rollen 146 und 148, den Riemen 149 und
die Kupplung 147.
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Der
Controller 144 erfasst oder regelt die Stärke eines
dem Motorgenerator 140 von der Batterie 143 zugeführten Stroms
oder die Stärke
eines von dem Motorgenerator 140 erzeugten Stroms. Ferner regelt
der Controller 144 die Drehzahl des Motorgenerators 140 und
erfasst und regelt einen Ladezustand (SOC) der Batterie 143.
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Der
Startermotor 141 ist ein Elektromotor vom Gleichstrom-
(Serien) Typ, wie etwa ein magnetisch schaltender Typ oder ein Untersetzungstyp
bekannter Konstruktion. Ein Ritzel 153 (Geradstirnrad) ist
auf der Ausgangswelle 152 des Startermotors 141 vorgesehen.
Die Ausgangswelle 152 hat einen nicht gezeigten Rückziehmechanismus,
so dass sie in axialer Richtung hin und her verschieblich ist. Ein
Hohlrad (Geradstirnrad) 155 ist auf dem Schwungrad 154 der
Kurbelwelle 112 befestigt. Das Ritzel 153 und
das Hohlrad 155 kann auch als ein kleines Zahnrad bzw. ein
großes
Zahnrad betrachtet werden.
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Eine
Batterie 157 ist über
ein Relais 156 mit dem Startermotor 141 verbunden.
Eine Nennspannung der Batterie 157 ist auf eine niedrige
Spannung von zum Beispiel ungefähr
12 V eingestellt. Das Relais 156 wird durch den Controller 144 angesteuert. Ein
DC/DC-Wandler 158 ist in einer Schaltung zwischen der Batterie 143 und
der Batterie 157 vorgesehen. Der DC/DC-Wandler 158 verringert
den Gleichstrom der Batterie 143 auf eine vorbestimmte
Spannung und lädt
die Batterie 157.
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Das
Relais 156 wird entsprechend einem Startbefehl des Verbrennungsmotors 100 geschaltet, und
dem Startermotor 141 wird von der Batterie 157 Leistung
zugeführt.
Somit wird der Startermotor 141 angetrieben, und der Verbrennungsmotor 100 wird dadurch
gestartet. Demzufolge wird der Startermotor 141 mit einer
Drehzahl angetrieben, die einem Lastmoment beim Starten des Verbrennungsmotors 100 und
einem Batteriestrom oder einer Spannung beim Starten des Verbrennungsmotors 100 entspricht.
Ein großes
Startmoment wird bei der Aktivierung des Startermotor 141 aufgrund
eines Starkstroms erzeugt.
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Der
Ausgang des Motorgenerators 140 ist im allgemeinen auf
das 1,5- bis 3-Fache des Ausgangs des Startermotors 141 eingestellt.
Somit unterscheiden sich die Ausgangseigenschaften zwischen dem Motorgenerator 140 und
dem Startermotor 141. Jedoch ist das Startmoment des Motorgenerators 140 beim
Start des Verbrennungsmotors 100 niedrig. Daher ist es
schwierig, wenn der Verbrennungsmotor 100 durch den Motorgenerator 140 gestartet
wird, den Verbrennungsmotor 100 in einem Zustand zu starten,
in dem eine Verzögerungsvorrichtung
(die eine Rolle enthält)
mit einem großen
Untersetzungsverhältnis
nicht zwischen dem Motorgenerator 140 und dem Verbrennungsmotor 100 geschaltet
ist. Es ist besonders schwierig, den Verbrennungsmotor 100 geschmeidig
mit einem Motorgenerator 140 in einem kalten Zustand zu
starten.
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Wenn
der Verbrennungsmotor 100 nicht durch den Startermotor 141 gestartet
wird, sind das Ritzel 153 und das Hohlrad 155 nicht
in Eingriff. Wenn der Verbrennungsmotor 100 durch den Startermotor 141 gestartet
wird, bewegt sich das Ritzel 153 in eine axiale Richtung,
um mit dem Hohlrad 155 in Eingriff gebracht zu werden.
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11 ist
ein erläuterndes
Diagramm, das die Eingangs- und Ausgangssignale einer elektronischen
Steuerungseinheit (ECU) 160 zeigt, die die in einem Fahrzeug
eingebauten Systeme regelt. Die elektronische Steuerungseinheit 160 umfasst
eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU), Speicher (RAM, ROM) und
einen Mikrocomputer, der hauptsächlich als
eine Eingabe- und Ausgabeschnittstelle dient. In die elektronische
Steuerungseinheit 160 eingegebene Signale umfassen Signale
von einem Verbrennungsmotor-Drehzahlsensor, einer Verbrennungsmotor-Wassertemperatur,
einem Zündschalter,
einem Ökobetrieb-Schalter 161 zum
Starten (Einstellen) und Aufheben des Ökobetrieb-Systems, das den Verbrennungsmotor 100 auf
der Grundlage von anderen Bedingungen als den Zündschalter, den durch die Controller 144 erfassten
Ladezustand der Batterien 143 und 157 automatisch
stoppt und wieder einsetzt, einem Frontscheinwerferschalter, einem
Defogger-Schalter, einem Klimaanlagenschalter, einem Ausgangswellendrehzahlsensor
(Fahrzeuggeschwindigkeitssensor) 104B, einem Fluidtemperatursensor
zum Erfassen der Temperatur des Automatikgetriebefluids (ATF), welches
das Hydraulikfluid eines Automatikgetriebes AT ist, und einem Schaltpositionssensor
zum Erfassen der Betriebsposition des Schalthebels 100L.
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In
die elektronische Steuerungseinheit 160 eingegebene Signale
umfassen ferner Signale von einem Fußbremsschalter zur Erfassung
des Niederdrückzustandes
einer in 7 gezeigten Fußbremse 100N,
einem Sensor zur Anzeige des Betriebszustandes einer Feststellbremse,
einem Katalysatortemperatursensor, der an einer Stelle eines (nicht
gezeigten) Auspuffrohrs angeordnet ist, einem Gasöffnungsgradsensor
zur Anzeige einer Niederdrückbetrages
eines Gaspedals 100K, einem Kurbelwellensensor, Betriebssignale
eines Sporthebelschalters 100M, Signalen von einem Fahrzeugbeschleunigungssensor,
einem Antriebskraftquellenbremsschalter und einem Turbinendrehzahlsensor 104A.
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Von
der elektronischen Steuerungseinheit 160 ausgegebene Signale
umfassen Signale zur Regelung des Zündzeitpunkts des Verbrennungsmotors 100,
Signale zur Regelung des Brennstoffeinspritzung des Verbrennungsmotors 100,
Signale zur Regelung der Antriebs und des Stoppens des Startermotors 141,
Signale zur Regelung des Motorgenerators 140 über den
Controller 144, Signale zum Ineingriffbringen und Außereingriffbringen
der Kupplung 147, Signale zur Regelung des AT-Magnetventils (Schaltmagnetventil
S1, S3 und S4) der hydraulischen Regelungsvorrichtung 103 und
Signale zur Regelung des AT-Leitungsdruckregelungsmagnetventils
(lineares Magnetventil SLT). Ein Schaltdiagramm (Schaltkarte) mit
dem Gasöffnungsgrad
als Parameter und eine Sperrkupplungsregelungskarte sind in der
elektronischen Steuerungseinheit 160 gespeichert, so dass
die Regelungssignale für
die hydraulische Regelungsvorrichtung 103 entsprechend den
in die elektronische Steuerungseinheit 16 eingegebenen
Signale und der Daten ausgegeben werden. Somit werden das Übersetzungsverhältnis des Automatikgetriebes
AT oder die Sperrkupplung 111 automatisch geregelt.
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Von
der elektronischen Steuerungseinheit 160 ausgegebene Signale
umfassen ferner Signale für
einen Aktor eines Antiblockiersystems (ABS), Signale für eine Einrichtung
zur Anzeige der Implementierung einer automatischen Stoppregelung
des Verbrennungsmotors, Signale für eine Einrichtung zur Anzeige
der Implementierung einer automatischen Stoppregelung, Signale für einen
Sportmodusanzeiger und Regelungssignale für das elektronische Drosselventil 100J.
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Die
automatische Stoppregelung betrifft das automatische Stoppen des
Verbrennungsmotors in einem Fahrzustand entsprechend den anderen
Bedingungen als die Signale von dem Zündschalter und das automatische
Rückführen des
Verbrennungsmotors 100 von einem gestoppten Zustand bzw.
Stoppzustand in einen Fahrzustand. Stoppbedingungen zum automatischen
Stoppen des Verbrennungsmotors 100 in einem Fahrzustand
werden zum Beispiel erfüllt,
wenn das Gaspedal 100K nicht betätigt ist, das Fußbremspedal 100N betätigt ist,
die Fahrzeuggeschwindigkeit 0 ist (das Fahrzeug gestoppt ist), und
der Ladezustand SOC der Batterie 143 gleich groß wie oder
größer als
ein vorbestimmter Wert ist, während
das Ökobetriessystem
mit eingeschaltenem Ökobetrieb-Schalter 161 aktiviert
(eingestellt) ist.
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Andererseits
werden in dem Fall, in dem wenigstens eine der Stoppbedingungen
nicht erfüllt
ist, die automatischen Rückführungsbedingungen
erfüllt, was
in einer Wiederherstellung des Fahrzustandes des Verbrennungsmotors 100 von
dem automatisch gestoppten Zustand führt. Folglich wird, wenn der Fahrzustand
des Verbrennungsmotors 100 von dem automatisch gestoppten
Zustand wieder hergestellt ist, wenigstens entweder der Motorgenerator 140 oder
der Startermotor 141 angetrieben, und die Leistung hiervon
wird auf den Verbrennungsmotor 100 übertra gen, um den Verbrennungsmotor 100 zu
starten. Wenn der Ökobetrieb-Schalter 161 geöffnet ist, ist
das Ökobetriebssystem
aufgehoben, und das Fahrzeug kehrt in einen gewöhnlichen Zustand zurück, d.h.
einen Zustand, in dem der Verbrennungsmotor 100 durch Betätigung des
Zündschlüssels gestartet
und gestoppt wird. Somit wird das Ökobetriebssystem von der elektronischen
Steuerungseinheit 160 geregelt.
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Ferner
ist der Verbrennungsmotor 100 dazu geeignet, eine VVT-
(variable valve timing) Regelung auszuführen, die kontinuierlich die Öffnungs-
und Schließzeiten
eines Ansaugventils des Ansaugsystems 100B entsprechend
der Änderung
der Fahrzeuggeschwindigkeit regelt. Die VVT-Regelung ist nachfolgend kurz erläutert. Der
Hydraulikdruck, der dem an einer Zeitsteuerungsriemenrolle der Kurbelwelle
auf der Ansaugseite des Ansaugsystems 100B befestigten
Controller zugeführt
wird, wird entsprechend dem durch die elektronische Steuerungseinheit 160 erfassten
Laufzustand (Fahrzeuggeschwindigkeit, Öffnungsgrad des elektronischen
Drosselventils 100J, etc.) des Fahrzeugs geregelt. Der
Controller ändert
eine Drehphase ansaugseitigen Nockenwelle und der Zeitsteuerungsriemenrolle
auf der Grundlage des zugeführten
Hydraulikdrucks und verändert kontinuierlich das Timing Einlassventils.
Als Folge davon kann ein hoher Wirkungsgrad und ein hohes Drehmoment
in jedem Drehzahlsegment des gesamten Drehzahlbereichs des Verbrennungsmotors 100 erreicht
werden.
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Nachfolgend
ist die zweite Ausführungsform beschrieben.
Das Ritzel 153 und das Hohlrad 155 entsprechen
dem Zahnradgetriebe der Erfindung, der Startermotor 141 entspricht
dem ersten Startsystem der Erfindung, und der Motorgenerator 140 entspricht
dem zweiten Startsystem der Erfindung.
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Die
Startregelung zum Starten des Verbrennungsmotors 100 in
einem gestoppten Zustand, während
das Ökobetriebssystem
eingeschaltet ist, ist nachfolgend mit Bezug auf das Flussdiagramm
in 12 beschrieben. Zuerst werden die Eingangssignale
in der elektronischen Steuerungseinheit 160 verarbeitet
(Schritt 171), und es wird bestimmt, ob ein Startbefehl
zum automatischen Starten des Verbrennungsmotors 100 in
einem automatisch gestoppten Zustand gegeben wurde (Schritt 172).
Insbesondere wird der Startbefehl ausgegeben, wenn wenigstens eine
der Bedingungen für
ein automatisches Stoppen nicht erfüllt ist. Wenn in Schritt 172 eine
negative Beurteilung gemacht wird, kehrt der Prozess zurück.
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Wenn
in Schritt 172 eine bestätigende Beurteilung gemacht
wird, wird bestimmt, ob die Verbrennungsmotorstartfunktionen des
Motorgenerators 140 und des Startermotors 141 defekt
sind, um den Startmodus des Verbrennungsmotors 100 auszuwählen (Schritt 173).
Wenn entweder der Motorgenerator 140 oder der Startermotor 141 defekt
ist, wird der Startmodus so ausgewählt, dass das Startsystem, das
nicht defekt ist (d.h. das Startsystem, das ordnungsgemäß funktioniert)
den Verbrennungsmotor 100 unabhängig startet (Schritt 174),
und der Prozess kehrt zurück.
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Wenn
in Schritt 173 eine negative Beurteilung gemacht wird,
wird der Drehwiderstand des Verbrennungsmotors 100 bestimmt,
d.h., es wird bestimmt, ob die Kühlwassertemperatur
TW gleich hoch wie oder niedriger als ein vorbestimmter Wert TW1
ist (Schritt 175). Ferner wird der vorbestimmte Wert TW1
in der elektronischen Steuerungseinheit 160 gespeichert.
In Schritt 175 werden die Motoröltemperatur und ferner die
Viskosität
des Motoröls
indirekt abgeschätzt,
um den Startmodus des Verbrennungsmotors 100 entsprechend
der Motorölviskosität abzuschätzen. Mit
zunehmender Viskosität
des Motoröls
nimmt der Drehwi derstand der Kurbelwelle 112 zu, und das
zum Starten des Verbrennungsmotors 100 erforderliche Drehmoment ändert sich.
Daher wird Schritt 175 ausgeführt, um einen Startmodus auszuwählen, in
dem das Drehmoment, das zu dem Drehwiderstand passt, gewonnen wird.
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Wenn
in Schritt 175 eine bestätigende Beurteilung erfolgt,
ist die Viskosität
des Motoröls
gleich hoch wie oder höher
als der vorbestimmte Wert, so dass ein Drehmoment, das gleich groß wie oder
größer als
der vorbestimmte Wert ist, erforderlich ist, wenn der Verbrennungsmotor 100 gestartet
wird. Dies trifft zu, wenn die Außentemperatur GTH niedriger
als ein vorbestimmter Wert GTH1 ist. Ein Schleppwiderstand der Kurbelwelle 112 wird
gleich groß wie
oder größer als
ein vorbestimmter Wert, wenn der Verbrennungsmotor 100 gestartet
wird. Daher wird der Startmodus A (entsprechend der Zeitsteuerungstafel
in 5) ausgewählt
(Schritt 176). Ferner wird ein Kraftstoff durch das Kraftstoffeinspritzsystem 100A an
einem Punkt eingespritzt, an dem die Motordrehzahl einen vorbestimmten
Wert erreicht. Dann wird der Kraftstoff durch das Zündsystem 100D entzündet, und
der Verbrennungsmotor 100 dreht selbständig. Dann kehrt der Prozess
zurück.
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Der
Verbrennungsmotor 100 startet durch das von sowohl dem
Startermotor 141 als auch dem Motorgenerator 140 ausgegebene
Drehmoment. Daher kann, selbst wenn der Drehwiderstand der Kurbelwelle 112 wie
oben beschrieben hoch ist, die Startbarkeit des Verbrennungsmotors 100 verbessert werden.
Der Startmodus A ist anwendbar, wenn der Verbrennungsmotor 100 bei
einer extrem niedrigen Temperatur (zum Beispiel früh morgens
im Winter) durch Betätigung
des (nicht gezeigten) Zündschlüssels gestartet
wird.
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Wenn
in Schritt 175 eine negative Beurteilung erfolgt, ist der
Drehwiderstand der Kurbelwelle 112 beim Start des Verbrennungsmotors 100 gleich hoch
wie oder niedriger als der vorbestimmte wert, und ein zum Starten
des Verbrennungsmotors 100 erforderliches Drehmoment ist
gleich groß wie
oder kleiner als der vorbestimmte Wert. Das heißt, der Prozess fährt mit
Schritt 177 fort, da die Wahrscheinlichkeit, dass der Startmodus
durch die Viskosität
des Motoröls
eingeschränkt
ist, gering ist. Daher wird in Schritt 177 als eine weitere
Bedingung zur Auswahl des Startmodus des Verbrennungsmotors 1 bestimmt,
ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V den vorbestimmten Wert V1 überschreitet.
Die Fahrzeuggeschwindigkeit V wird in Übereinstimmung mit den Signalen
von dem Ausgangswellendrehzahlsensor 104B bestimmt. Der
vorbestimmte Wert V1 wird im Voraus in der elektronischen Steuerungseinheit 106 gespeichert.
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Wenn
in Schritt 177 eine bestätigende Beurteilung erfolgt,
wird die Verbrennungsmotordrehzahl auf einen Wert geregelt, der
gleich groß wie
oder größer als
der vorbestimmte Wert ist, um den Kompressor anzutreiben, der die
hydraulische Regelung in der VVT-Regelung ausführt. Da das Hohlrad 155 und
das Ritzel 153 relativ zueinander drehen, ist es schwierig, das
Hohlrad 155 und das Ritzel 153 miteinander in Eingriff
zu bringen. Daher ist es nicht vorteilhaft, den Verbrennungsmotor 100 durch
die Leistung von dem Startermotor 141 zu starten. Demzufolge
wird eine Verarbeitung ausgeführt,
um den Verbrennungsmotor 100 durch die Leistung von dem
Motorgenerator 140 allein zu starten (Schritt 178),
und der Prozess kehrt zurück.
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Wenn
in Schritt 177 eine negative Beurteilung erfolgt, wird
als eine weitere Bedingung zur Auswahl des Startmodus des Verbrennungsmotors 100 bestimmt,
ob die Hilfseinrichtung 150 durch die Leistung von dem
Motorgenerator 140 angetrieben wird (Schritt 179).
Wenn in Schritt 179 eine bestätigende Beurteilung erfolgt,
ist es schwierig, den Verbrennungsmotor 100 geschmeidig
zu starten, während die
Kupplung 174 in Eingriff gebracht wird, da die Kurbelwelle 112 und
die Rolle 148 relativ zueinander drehen. Daher wird ein
Modus zum Starten des Motors 100 durch den Startermotor 141 allein
ausgewählt
(Schritt 180), und der Prozess kehrt zurück.
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Wenn
in Schritt 179 eine negative Beurteilung erfolgt, wird
der Verbrennungsmotor 100 durch den Startmodus B (Zusammenwirken
von Motorgenerator 140 und Startermotor 141) gestartet,
wie es in der ersten Ausführungsform
(Schritt 181) erläutert
ist, und der Prozess kehrt zurück.
Der Prozess fährt über die
Schritte 175, 177 und 179 mit Schritt 181 fort, wenn
der Verbrennungsmotor 100 automatisch gestoppt wird, nachdem
der Verbrennungsmotor 100 durch Betätigen des Zündschlüssels gestartet und aufgewärmt worden
ist. In einem solchen Fall ist die Viskosität des Motoröls gering. Daher ist der Drehwiderstand
der Kurbelwelle 112 beim Starten des Verbrennungsmotors 100 vergleichsweise
gering, was zu einem kleinen, für
den Start des Verbrennungsmotors 100 erforderlichen Drehmoment
führt.
Dies entspricht einem Fall, in dem die Kühlwassertemperatur TW des Verbrennungsmotors 100 größer als
der vorbestimmte Wert TW1 ist und der Schleppwiderstand der Kurbelwelle 112 durch
das Motoröl
klein ist. Folglich wird eine gute Startbarkeit des Verbrennungsmotors 100 aufrecht
erhalten, selbst wenn der Verbrennungsmotor 100 in dem
Startmodus B gestartet wird.
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Die
in Schritt 181 ausgeführte
Regelung ist nachfolgend ausführlich
beschrieben. Wie es in 6 gezeigt ist, wird zuerst dem
Startermotor 141 Strom zugeführt, um ihn zu starten, und
ein Antreiben des Motorgenerators 140 startet, wenn Td
Sekunden seit dem Starten des Antriebs des Startermotors 141 verstrichen
sind. Das heißt,
sowohl der Startermotor 141 als auch der Motorgenerator 140 werden
nach dem Verstreichen von Td Sekunden angetrieben. Nachdem seit
dem Start der Stromzufuhr zu dem Startermotor 141 Ts Sekunden
verstrichen sind (d.h., nachdem Td Sekunden + To Sekunden verstrichen sind),
wird die Stromversorgung des Startermotors 141 unterbrochen.
Nach diesem Punkt wird allein der Antrieb des Motorgenerators 140 fortgesetzt,
und die Stromversorgung des Motorgenerators 140 wird unterbrochen,
wenn die Verbrennungsmotordrehzahl den vorbestimmten Wert erreicht,
nachdem die Zündung
durch das Zündsystem 100D ausgeführt wurde. Die
Ts Sekunden werden zum Beispiel auf 0,05 bis 0,25 Sekunden eingestellt.
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Unter
Ausnutzung der Eigenschaften des Startermotors 141, der
ein Gleichstrommotor ist, wird dem Startermotor 141 für eine äußerst kurze
Zeitspanne ein großer
Strom zugeführt,
um ein großes Drehmoment
zu erhalten, und das so von dem Startermotor 141 ausgegebene
Drehmoment wird verwendet, um die Kurbelwelle 112 in Drehung
zu versetzen. Die Drehzahl der Kurbelwelle 112 wird weiter erhöht, indem
der Motorgenerator 140 solange angetrieben wird, bis die
Stromzufuhr zu dem Startermotor 141 gestoppt wird, um so
den Verbrennungsmotor 100 zu starten. Das heißt, sowohl
der Startermotor 141 als auch der Motorgenerator 140 werden
während
einer extrem kurzen Zeitspanne gleichzeitig betrieben.
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In
Schritt 181 ist es möglich,
den Ladezustand der Batterien 143 und 157 zu überwachen
und einen Startmodus auszuwählen,
der den Verbrennungsmotor 100 durch ein Startsystem startet,
das mit der Batterie verbunden ist, die einen Ladezustand hat, der
höher als
der der weiteren Batterie ist. In Schritt 172 in 12 ist
es möglich,
auf der Grundlage der Signale von dem Zündschalter zu be stimmen, ob
ein Befehl zum Starten des Verbrennungsmotors 100 gegeben
wurde.
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Der
Zustand jedes Systems, der dem Startmodus B von Schritt 181 in 12 entspricht,
ist nachfolgend mit Bezug auf die 13 bis 15 beschrieben. 13 ist
ein Diagramm, das die Änderung
der Winkelgeschwindigkeit ωe
der Kurbelwelle 112 und die Änderung des Regelungsmodus
des Ökobetriebssystems
in Abhängigkeit
von der Zeit darstellt, während
das Ökobetriebssystem
eingestellt ist. 14 ist ein Diagramm, das die Änderung
des Regelungsmodus eines Motorgenerators 140 und die Änderung
der Winkelgeschwindigkeit ωmg
der Hauptwelle 145 des Motorgenerators 140 gegenüber der
Zeit darstellt. 15 ist ein Diagramm, das die Änderungen
des Antriebssignals eines Startermotors 141 und den diesem
zugeführten
Strom in Abhängigkeit
von der Zeit darstellt.
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Wenn
der Befehl zum Starten des Verbrennungsmotors 100 bei 0,0
Sekunden ausgegeben wird, wie es in 13 gezeigt
ist, wird zuerst der Regelungsmodus des Ökobetriebssystems zum Startmodus
geschaltet. Anschließend,
wie es in 15 gezeigt ist, wird nach Verstreichen
einer vorbestimmten Zeitspanne (zum Beispiel 0,05 Sekunden) seit der
Ausgabe des Startbefehls das Antriebssignal des Startermotors 141 von
aus nach an geschaltet. Demzufolge wird dem Startermotor 141 ein
vorbestimmter Strom zugeführt,
und der Startermotor 141 wird angetrieben. Ferner nimmt
die Winkelgeschwindigkeit ωe
der Kurbelwelle 112 allmählich von Null aus zu, wie
es in 13 gezeigt ist. Dann wird, wie
es in 14 gezeigt ist, der Regelungsmodus
des Motorgenerators 140 von einem Standby- (Nichtantriebs-) Modus
in einen Antriebsmodus geschaltet, und die Winkelgeschwindigkeit ωmg des Motorgenerators 140 nimmt
allmählich
von Null aus zu. Der Motorgenerator 140 wird zum Beispiel
0,126 Sekunden nach der Ausgabe des Startbefehls in den Antriebsmodus geschaltet.
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Wie
es in 15 gezeigt ist, nimmt der Strom,
der dem Startermotor 141 zugeführt wird, allmählich ab,
und die Antriebssignale des Startermotors 141 werden von
an nach aus geschaltet. Die Antriebssignale des Startermotors 141 sind
zum Beispiel für
0,105 Sekunden an. Der Antrieb des Motorgenerators 140 wird
fortgesetzt, selbst nachdem die Signale für den Startermotor 141 aus
sind, und der Kraftstoff wird eingespritzt und zu einem Zeitpunkt
T1 entzündet,
zu dem die Kurbelwelle 112 eine vorbestimmte Anzahl von
Malen gedreht wurde. Somit wird der Regelungsmodus des Motorgenerators 140 in den
Standby-Modus geschaltet,
nachdem der Verbrennungsmotor 100 gestartet wurde. Dann
wird der Motorgenerator 140 in den Generatormodus geschaltet.
Da die Leistung des Verbrennungsmotors 100 zu dem Motorgenerator 140 übertragen
wird, nachdem der Verbrennungsmotor 100 gestartet wurde,
nimmt die Drehzahl des Motorgenerators weiter zu.
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Wie
es oben beschrieben ist, wird der Verbrennungsmotor 100 durch
den Startermotor 141 und den Motorgenerator 140 in
der in Schritt 181 ausgeführten Regelung gestartet, wenn
der Verbrennungsmotor 100, der automatisch gestoppt worden ist,
in einen Laufzustand rückgeführt bzw.
rückgesetzt
wird. Da die Antriebszeit des Startermotors 141 extrem
kurz eingestellt ist, wird die Eingriffszeit des Ritzels 153 und
des Hohlrades 155, das in der Leistungsübertragungsstrecke von dem
Startermotor 141 zu dem Verbrennungsmotor 100 angeordnet
ist, so kurz wie möglich.
Daher unterdrückt
der Verbrennungsmotorstartmodus, der sowohl den Startermotor 141 als
auch den Motorgenerator 140 verwendet, die Erzeugung von
Geräuschen
beim Starten des Verbrennungsmotors 100 im Vergleich zu
dem Startmodus, der nur den Startermotor 141 verwendet,
bes ser. Ferner kann in dem Startmodus, der sowohl den Startermotor 141 als
auch den Motorgenerator 140 verwendet, der Verbrennungsmotor 100 aufgrund des
Zusammenwirkens des Startermotors 141 und des Motorgenerators 140 geschmeidig
und schnell gestartet werden.
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Ferner
ist keine Verzögerungsvorrichtung, die
ein Zahnradgetriebe enthält,
in der Leistungsübertragungsstrecke,
die das Riemengetriebe enthält, zwischen
dem Motorgenerator 140 und dem Verbrennungsmotor 100 angeordnet.
Daher werden Getriebegeräusche
und andere abnormale Geräusche, die
durch Getriebespiel hervorgerufen werden, beim Starten des Verbrennungsmotors 100 durch
Betreiben des Motorgenerators 140 verhindert. Da eine Übertragungs- bzw. Getriebevorrichtung
wie etwa ein Drehzahländerungsgetriebemechanismus
nicht erforderlich ist, ist auch kein Schmieröl für Eingriffsabschnitte erforderlich.
Demzufolge sind eine Temperaturerhöhung und ein Leistungsverlust,
hervorgerufen durch die Bewegung des Schmieröls, beseitigt, was eine einfache
Konstruktion zur Folge hat. Daher kann ein kompaktes und kostengünstiges
Verbrennungsmotorstartsystem bereitgestellt werden. Der Aufbau des
Drehzahländerungsgetriebemechanismus 102 ist
auf den in 2 gezeigten Drehzahländerungsgetriebemechanismus 31 anwendbar.
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Nachfolgend
ist eine typische Konstruktion der Erfindung auf der Grundlage der
Ausführungsformen
erläutert.
Eine erste Konstruktion betrifft ein Regelungssystem zum Starten
eines Verbrennungsmotors mit einer ersten Startvorrichtung und einer
zweiten Startvorrichtung, die dazu geeignet sind, einen Motor zu
starten, wobei ein Startmodusauswähler vorgesehen ist, um die
erste Startvorrichtung und die zweite Startvorrichtung kontinuierlich
zu betreiben und beim Starten des Verbrennungsmotors die erste Startvorrichtung
und die zweite Startvorrichtung vor übergehend zeitgleich anzutreiben.
Die erste Konstruktion ist dadurch gekennzeichnet, dass sie die erste
Startvorrichtung während
einer kurzen Zeit antreibt, dann die zweite Startvorrichtung antreibt,
bevor die Stromversorgung der ersten Startvorrichtung gestoppt wird,
Kraftstoff dem Verbrennungsmotor zugeführt wird und der Verbrennungsmotor
durch Zünden
des Kraftstoffs mit dem Zündsystem
gestartet wird.
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Es
ist ferner möglich,
die Antriebszeit der ersten Startvorrichtung kürzer als die Antriebszeit der zweiten
Startvorrichtung einzustellen. Insbesondere kann die Antriebszeit
der ersten Startvorrichtung auf 0,08 bis 0,20 Sekunden eingestellt
werden. Es ist möglich,
die Ausgangsleistung von der ersten Startvorrichtung kleiner als
die Ausgangsleistung von der zweiten Startvorrichtung einzustellen.
Insbesondere kann die Ausgangsleistung von der zweiten Startvorrichtung
auf das 0,4- bis 0,7-fache der Ausgangsleistung der ersten Startvorrichtung
eingestellt werden. Das Einstellen der Antriebszeiten oder Ausgangsleistungen
ist nur als Beispiel vorgesehen, und die Werte können je nach Abstimmung geändert werden.
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Die
Form des Leistungsübertragungsmechanismus,
der zwischen dem Verbrennungsmotor und der ersten Startvorrichtung
angeordnet ist, und die Form des Leistungsübertragungsmechanismus, der zwischen
dem Verbrennungsmotor und der zweiten Startvorrichtung angeordnet
ist, können
verschieden sein. Insbesondere ist zwischen dem Verbrennungsmotor
und der ersten Startvorrichtung ein Leistungsübertragungsmechanismus mit
einem Zahnradgetriebe angeordnet, während zwischen dem Verbrennungsmotor
und der zweiten Startvorrichtung ein Leistungsübertragungsmechanismus mit
einem Riemengetriebe angeordnet ist.
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Das
Ineingriffbringen bzw. das Außereingriffbringen
der Zahnräder
des Zahnradgetriebes kann wahlweise geregelt werden. Ferner umfasst
der Riemenantrieb eine erste Rolle, die mit einer Kurbelwellenseite
verbunden ist, und eine zweite Rolle, die mit der Seite der zweiten
Startvorrichtung verbunden ist. Das Untersetzungsgetriebe wird dadurch
eingestellt, dass die Radien der ersten Rolle und der zweiten Rolle
verschieden sind. Das Arbeitsprinzip der ersten Startvorrichtung
und der zweiten Startvorrichtung kann verschieden sein. Insbesondere
besteht die erste Startvorrichtung aus einem Gleichstrommotor, und
die zweite Startvorrichtung besteht aus einem Dreiphasen-Wechselstrommotor.
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Eine
zweite Konstruktion betrifft ein Regelungssystem zum Starten eines
Verbrennungsmotors mit einer ersten und einer zweiten Startvorrichtung, die
mit einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors verbunden sind, wobei
ein sechster Startmodusauswähler
vorgesehen ist, um zuerst die erste Startvorrichtung anzutreiben,
dann die zweite Startvorrichtung anzutreiben, bevor der Betrieb
der ersten Startvorrichtung gestoppt wird, wenn der Verbrennungsmotor
gestartet wird. Das Regelungssystem zum Starten des Verbrennungsmotors
ist dadurch gekennzeichnet, dass es eine erste Startvorrichtung umfasst,
die über
ein erstes Getriebe bzw. eine erste Übertragung mit der Kurbelwelle
verbunden ist, und dass die zweite Startvorrichtung über ein
zweites Getriebe bzw. eine zweite Übertragung mit der Kurbelwelle
verbunden ist.
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In
der zweiten Konstruktion ist das Regelungssystem zum Starten des
Verbrennungsmotors mit der ersten Startvorrichtung und der zweiten
Startvorrichtung ausgestattet, die unterschiedliche Elemente in
jeweiligen Übertragungsmechanismen
enthalten. In der zweiten Konstruktion umfasst die Regelungsvorrichtung
zum Starten des Verbren nungsmotors die erste Übertragung, die das Zahnradgetriebe umfasst,
und die zweite Übertragung,
die das Riemengetriebe umfasst. Die erste Übertragung des Regelungssystems
zum Starten des Verbrennungsmotors umfasst ein Paar aus einer großen und
einer kleinen Zahnradgetriebevorrichtung, so dass das die kleine
und die große
Zahnrad wahlweise in Eingriff und außer Eingriff sind.
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In
der zweiten Konstruktion umfassen die erste und die zweite Startvorrichtung
Elektromotoren, die auf unterschiedlichen Arbeitsprinzipien basieren. Die
erste Startvorrichtung umfasst einen Gleichstrommotor, und die zweite
Startvorrichtung umfasst einen Dreiphasen-Wechselstrommotor. In der zweiten Konstruktion
umfasst die zweite Übertragung
ein Riemengetriebe, und kein weiteres Verzögerungsmittel als eine Mehrzahl
von Rollen zur Einstellung des Untersetzungsverhältnisses durch die Differenz
der Radien ist in der Leistungsübertragungsstrecke
des Riemengetriebes vorgesehen. Hier kann das Verhältnis der
Rollenradien auf 2:4 eingestellt werden.
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Die
zweite Konstruktion des Regelungssystems zum Starten des Verbrennungsmotors
ist derart, dass die Antriebszeit der ersten Startvorrichtung kürzer eingestellt
ist als die Antriebszeit der zweiten Startvorrichtung. Es ist möglich, die
Antriebszeit der ersten Startvorrichtung auf 0,1 Sekunden und die
Antriebszeit der zweiten Startvorrichtung auf 0,6 Sekunden einzustellen.
In der zweiten Konstruktion ist der Ausgang des Elektromotors der
ersten Startvorrichtung kleiner eingestellt als der Ausgang des
Elektromotors der zweiten Startvorrichtung. Es ist möglich, den
Ausgang des Elektromotors der ersten Startvorrichtung auf 1,0 kW
und den Ausgang des Elektromotors der zweiten Startvorrichtung auf
2,5 kW einzustellen.
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In
der dargestellten Ausführungsform
ist der Controller (elektronische Steuerungseinheit 37 oder 160)
als ein programmierter Allzweckcomputer implementiert. Es ist dem
Fachmann auf dem Gebiet klar, dass der Controller durch Verwenden
eines einzigen speziell ausgelegten integrierten Schaltkreises (z.B.
ASIC) implementiert sein kann, der einen Haupt- oder Zentralverarbeitungsabschnitt
für die Gesamtheit,
eine Systemsteuerung und separate Abschnitte umfasst, die der Ausführung verschiedener und
unterschiedlicher Spezialberechnungen, Funktionen und weiterer Prozesse
unter der Steuerung des Hauptverarbeitungsabschnitts dienen. Der
Controller kann auch eine Mehrzahl von getrennten dedizierten oder
programmierbaren integrierten oder anderer elektronischer Schaltungen
oder Vorrichtungen sein (z.B. fest verdrahtete oder logische Schaltungen
wie etwa Schaltungen mit diskreten Bauelementen, oder programmierbare
Logikeinrichtungen wie etwa PLDs, PLAs, PALs oder dergleichen).
Der Controller kann implementiert sein, indem ein geeigneter programmierbarer
Allzweckcomputer verwendet wird, z.B. ein Mikroprozessor, ein Mikrocontroller
oder eine weitere Prozessorvorrichtung (CPU oder MPU), entweder
allein oder in Verbindung mit einer oder mehrerer (z.B. integrierte
Schaltungen) Daten- und Signalverarbeitungsvorrichtungen. Allgemein
kann jede Vorrichtung oder Anordnung von Vorrichtungen, auf der
ein Zustandsautomat implementiert ist, der dazu geeignet ist, die
in den 1 und/oder 2 gezeigten
und hierin beschriebenen Flussdiagramme zu implementieren, verwendet
werden kann. Eine verteilte Prozessorarchitektur kann für ein maximales
Daten/Signal-Verarbeitungsvermögen und
eine maximale Daten/Signal-Verarbeitungsgeschwindigkeit
verwendet werden.
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Während die
vorliegende Erfindung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen
von ihr beschrieben worden ist, ist es klar, dass die Erfindung nicht
auf die offen barten Ausführungsformen
und Konstruktionen begrenzt ist. Im Gegenteil, die Erfindung soll
verschiedene Modifikationen und äquivalente
Anordnungen abdecken. Ferner, während
die verschiedenen Elemente der offenbarten Erfindung in verschiedenen
Kombinationen und Konfigurationen gezeigt sind, welche beispielhaft
sind, sind weitere Kombinationen und Konfigurationen, die mehrere
oder weniger Elemente oder nur ein einziges Element umfassen, ebenfalls
innerhalb des Geistes und Umfangs der Erfindung, die durch die nachfolgenden Ansprüche definiert
ist.