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DE10047970A1 - Mit einem Verbrennungsmnotor kombinierte Elektromotor-Steuervorrichtung - Google Patents

Mit einem Verbrennungsmnotor kombinierte Elektromotor-Steuervorrichtung

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Publication number
DE10047970A1
DE10047970A1 DE10047970A DE10047970A DE10047970A1 DE 10047970 A1 DE10047970 A1 DE 10047970A1 DE 10047970 A DE10047970 A DE 10047970A DE 10047970 A DE10047970 A DE 10047970A DE 10047970 A1 DE10047970 A1 DE 10047970A1
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DE
Germany
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electric motor
control
control device
starting
combustion engine
Prior art date
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Ceased
Application number
DE10047970A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiko Morimoto
Yoshiaki Omata
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzuki Motor Corp filed Critical Suzuki Motor Corp
Publication of DE10047970A1 publication Critical patent/DE10047970A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Elektromotor-Steuervorrichtung, die mit einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor kombiniert bzw. verbunden ist, um ein Fahrzeugantriebssystem zu bilden. Der Elektromotor ist mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbunden und besitzt sowohl Antriebs- wie Energieerzeugungsfunktionen. Die Elektromotor-Steuervorrichtung umfaßt eine automatische Anlaß-/Stoppsteuervorrichtung, bestehend aus automatischen Anlaßsteuer- und automatischen Stoppsteuerabschnitten. Der automatische Anlaßsteuerabschnitt steuert das Anlassen unter Verwendung des Anlassers, während stets von dem Elektromotor beim Anlassen des Fahrzeugs Unterstützung bereitgestellt wird, wenn das Anlassen mit einem (Zünd)schlüssel erfolgt. Ausschließlich die automatische Anlaßsteuerung steuert das Anlassen des Elektromotors, wodurch Geräusche unterbunden werden, die auftreten, wenn ein Zahnkranz durch ein Anlasserritzel in Eingriff genommen wird. Dieser Vorgang verbessert den ruhigen Lauf des Verbrennungsmotors. Diese Anordnung führt zu einer Säuberung des Abgases, weil verbesserte Austrageigenschaften zu erwarten sind.

Description

QUERVERWEIS AUF IM ZUSAMMENHANG STEHENDE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung betrifft die gleichzeitig anhängenden Anmel­ dungen, Seriennr. . . . (Anwaltsakte: Saigoh Case 266) und Seriennr. . . . (Anwaltsakte: Saigoh Case 268), beide mit dem Titel "Mit einem Verbrennungsmotor kombinierte Elektromotor-Steuervorrichtung" und beide gleichzeitig einge­ reicht. Die Offenbarungen der in Zusammenhang stehenden Anmel­ dungen werden in gesamtem Umfang unter Bezugnahme zum Gegen­ stand der vorliegenden Anmeldung erklärt.
GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft eine mit einem Verbrennungsmotor kom­ binierte Elektromotor-Steuervorrichtung, insbesondere eine mit einem Verbrennungsmotor kombinierte Elektromotor-Steuer­ vorrichtung mit einer automatischen Stoppsteuereinrichtung für den Start- bzw. Anlaßvorgang, die in einem Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor angeordnet ist, der bzw. die dort als Fahrzeugantriebssystem angeordnet ist bzw. sind. Der Elektromotor ist mit einer Kurbelwelle des Verbren­ nungsmotors verbunden und weist sowohl Antriebs- wie Energie­ erzeugungsfunktionen auf. (Vorliegend bezeichnet "Verbren­ nungsmotor" sowohl einen Benzinmotor wie einen Dieselmotor, und "Elektromotor" bezeichnet sowohl allgemein einen Elektro­ motor wie im speziellen einen Stromgenerator.)
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Einige Motorfahrzeuge sind als Hybridfahrzeug mit einem Ver­ brennungsmotor und einem Elektromotor (vorliegend auch als "Motor" bezeichnet) ausgelegt, die bzw. der dort als Energie­ quelle eines Antriebssystems angeordnet ist bzw. sind. Der in dem Hybridfahrzeug angeordnete Elektromotor ist mit dem Ver­ brennungsmotor kombiniert, und das Hybridfahrzeug umfaßt au­ ßerdem eine Elektromotor-Steuereinrichtung zum Steuern eines Laufzustands des Verbrennungsmotors und eine Elektromotor- Steuereinrichtung zum Steuern eines Betriebszustands des Elek­ tromotors. Die Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung und die Elektromotor-Steuereinrichtung ermitteln jeweilige Betriebszu­ stände des Verbrennungsmotors und des Elektromotors, wenn das Fahrzeug fährt, und sie tauschen derartige ermittelte Daten betreffend der Fahrzustände aus. Infolge hiervon werden die jeweiligen Betriebszustände des Verbrennungsmotors und des Elektromotors im Zusammenhang miteinander gesteuert. Ein der­ artiges Steuersystem erzielt ein hohes Niveau an erforderli­ chem Leistungsvermögen (beispielsweise bezüglich Kraftstof­ fausbeute, niedriger Werte an schädlichen Bestandteilen in Ab­ gasen und der Energienutzung).
Ein derartiges Beispiel einer Steuervorrichtung für einen Elektromotor, kombiniert mit einem Verbrennungsmotor, ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 8-93517 veröf­ fentlicht. Bei diesem elektrisch angetriebenen Hybridfahrzeug ist eine Energieerzeugungsvorrichtung vorgesehen, die durch einen Verbrennungsmotor angetrieben wird, und eine Batterie zur Energieversorgung des Fahrzeugs. Das Fahrzeug umfaßt einen Elektromotor, der die von der Batterie zugeführte elektrische Energie zu empfangen vermag, oder eine Energieerzeugungsvor­ richtung, welche der Batterie elektrische Energie zuführen kann. Eine elektronische Steuervorrichtung zum Steuern des Elektromotors wird durch eine Zusatzbatterie mit Energie ver­ sorgt. Die elektronische Steuervorrichtung umfaßt eine Ein­ richtung zum Ermitteln, daß der Verbrennungsmotor gestartet bzw. angelassen ist, eine Einrichtung zum Verhindern eines An­ triebs des Anlassers durch elektrische Energie von der Zusatz­ batterie während einer Steuerung des Elektromotors, nachdem der Verbrennungsmotor als angelassen ermittelt wird, und eine Einrichtung zum Ermitteln, ob eine Anschlußspannung der Zu­ satzbatterie kleiner als eine, vorbestimmte Spannung ist. In­ folge hiervon verhindert die Steuereinrichtung eine uner­ wünschte bzw. gestörte Bewegung einer elektronisch gesteuerten Vorrichtung durch Abfall der Spannung der Zusatzbatterie bei einem Anlasserbetrieb, wenn der Verbrennungsmotor erneut ge­ startet bzw. angelassen wird.
Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 10-136508 offenbart ein Hybridfahrzeug, welches einen Verbrennungsmotor aufweist, der durch Verbrennungsenergie von Kraftstoff betätigt wird, und einen Elektromotor, der durch elektrische Energie von einer Energiequelle im Fahrzeug betätigt wird. Das Fahrzeug weist einen Anlasser zum Anlassen auf, und es wird üblicherweise ge­ startet durch Ankurbeln eines Verbrennungsmotors mit dem Elek­ tromotor. Das Hybridfahrzeug weist jedoch eine Verbrennungsmo­ tor-Anlaßsteuereinrichtung auf, um das Ankurbeln des Verbren­ nungsmotors mit dem Anlasser zu starten, wenn ein Anlassen durch den Elektromotor als unmöglich ermittelt wird. Die Ver­ brennungsmotor-Anlaßsteuereinrichtung besitzt eine zusätzliche Funktion zur Unterstützung des Ankurbelns des Verbrennungsmo­ tors, wenn das Hybridfahrzeug das Ankurbeln eines Verbren­ nungsmotors mit einem Anlasser startet. Auf diese Weise läßt das Hybridfahrzeug bevorzugt den Verbrennungsmotor unter Ver­ wendung eines kleinen und kostengünstigen Anlassers an.
In der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 6-257484 steuert die automatische Verbrennungsmotor-Anlaß-/Stopp­ vorrichtung das Anlassen des Verbrennungsmotors, wenn eine vorbestimmte Anlaßbedingung erfüllt ist, nachdem der im Fahr­ zeug angeordnete Verbrennungsmotor gestoppt ist, und sie stoppt außerdem den Verbrennungsmotor, wenn eine vorbestimmte Stoppbedingung während des Laufs des Verbrennungsmotors er­ füllt ist. Wenn bei der automatischen Anlaß-/Stoppvorrichtung eine vorbestimmte Zeit bzw. Zeitbedingung abgelaufen ist, wäh­ rend eine Stoppbetriebsart fortdauert, nachdem der Verbren­ nungsmotor durch einen Betrieb eines Verbrennungsmotor(zünd)­ schlüssels angelassen ist, und einer nachfolgenden Stoppbedin­ gung, wenn das Fahrzeug sich bewegt, wird der Verbrennungsmo­ tor unter Erfüllung einer Bedingung automatisch gestoppt. Die automatische Anlaß-/Stoppvorrichtung ermöglicht ein automati­ sches Abschalten eines Verbrennungsmotors, wenn die Temperatur niedrig ist, und sie verbessert die Kilometerleistung, wenn die Antriebszeit vergleichsweise kurz ist.
Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 10-47104 offen­ bart eine automatische Verbrennungsmotoranlaß-/-stoppvorrich­ tung, die derart gesteuert wird, daß sie automatisch einen Stopp durchführt, wenn eine vorbestimmte automatische Stoppbe­ dingung während des Laufs des Verbrennungsmotors erfüllt ist, der in einem Fahrzeug angeordnet ist, und die derart gesteuert ist, daß ein Anlassen automatisch erfolgt, wenn eine vorbe­ stimmte automatische Anlaßbedingung auftritt, nachdem automa­ tisch gestoppt wurde. Die automatische Verbrennungsmotor- Anlaß-/Stoppvorrichtung ermittelt, ob das Fahrzeug durch den Verbrennungsmotor(zünd)schlüssel angelassen wurde, wenn der Verbrennungsmotor gestartet wurde, und ob das Fahrzeug gestar­ tet wurde, nachdem es automatisch gestoppt worden ist, und sie kann der Anfangswert einer Revisionsmenge einer Leerluftdurch­ satzmenge in einer (Zünd)schlüssel-Anlaßbetriebsart und den Anfangswert in einer automatischen Startbetriebsart ändern.
Die automatische Verbrennungsmotoranlaß-/-stoppvorrichtung verhindert ein unnötiges Erhöhen einer Leerlaufdrehzahl bei dem automatisch angelassenen Fahrzeug, nachdem es automatisch gestoppt wurde, und sie verbessert die Kilometerleistung.
Eine Steuereinrichtung für einen Elektromotor, der mit einem Verbrennungsmotor kombiniert ist, wird für ein sogenanntes Leerlaufstoppfahrzeug verwendet. Das Leerlaufstoppfahrzeug wird durch einen Anlassermotor erneut gestartet, nachdem der Verbrennungsmotor gestoppt ist.
Wenn der Anlassermotor mit einem Zahnkranz in Eingriff steht, wenn der Anlassermotor zum erneuten Start verwendet wird, tritt der Nachteil auf, daß Geräusch erzeugt wird. Außerdem besteht der Nachteil, daß die Lebensdauer des Anlassers kurz bzw. verkürzt ist.
Wenn der Verbrennungsmotor erneut gestartet wird, wird eine Anlaßkompensation aktiv, und ein überfetteter Zustand wird ge­ nutzt, um eine Erhöhung der Motordrehzahl aufrechtzuerhalten. Infolge hierdurch ergibt sich der Nachteil, daß mehr Kraft­ stoff als erforderlich verwendet wird, und daß einen schädli­ chen Bestandteil enthaltendes Abgas in unnötigem Ausmaß ausge­ stoßen wird. Wenn ein erneuter Start eines Verbrennungsmotors innerhalb einer festgelegten Zeit erfolgt, ist dies verträg­ lich mit einer bestimmten Kilometerleistung, und ein Austragen bzw. Reinigen des Abgases aus dem Verbrennungsmotor wird nicht gestoppt.
Wenn bei der in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 10-136508 offenbarten Vorrichtung das Ankurbeln durch den Elektromotor nicht möglich ist, erfolgt das Ankurbeln durch einen Anlasser. Wenn das Ankurbeln durch den Anlasser erfolgt, unterstützt der Elektromotor das Ankurbeln des Verbrennungsmo­ tors entsprechend dem vorliegenden Bedarf. Beim Betrieb der Vorrichtung gemäß der vorstehend genannten japanischen Patent­ offenlegungsschrift Nr. 10-136508 tritt der Nachteil von Ge­ räusch auf, wenn ein Anlasserzahnkranz in Eingriff genommen wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Um die vorstehend genannten Probleme zu überwinden, schafft die vorliegende Erfindung eine Elektromotor-Steuervorrichtung, kombiniert mit einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor, der bzw. die als Fahrzeugantriebssystem dort angeordnet ist bzw. sind. Der Elektromotor ist mit einer Kurbelwelle des Ver­ brennungsmotors verbunden und besitzt sowohl Antriebs- wie Energieerzeugungsfunktionen. Eine automatische Anlaß- /Stoppsteuereinrichtung umfaßt automatische Anlaßsteuer- und automatische Stoppsteuerabschnitte zum Steuern des Anlaßvor­ gangs und der Verwendung des Anlassers, und zwar stets mit Un­ terstützung von dem Elektromotor beim Anlassen des Fahrzeugs, wenn ein Startvorgang mit einem (Zünd)schlüssel erfolgt. Die automatische Anlaßsteuerung startet automatisch den Elektromo­ tor, wodurch Geräusch unterbunden wird, das auftritt, wenn ein Zahnkranz durch ein Anlassermotorzahnrad in Eingriff genommen wird, um den leisen Start bereitzustellen bzw. zu verbessern. Außerdem ist mit einer Reinigung des Abgases zu rechnen auf­ grund der verbesserten Austrageigenschaften des Abgases.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung und wie vor­ stehend erläutert, führt die Steuereinrichtung bei einem auto­ matischen Anlaßvorgang die Steuerung derart durch, daß ein Fahrzeug ausschließlich unter Verwendung des Elektromotors au­ tomatisch angelassen wird, wodurch Geräusch unterbunden wird, das auftritt, wenn ein Zahnkranz mit einem Anlasserzahnkranz in Eingriff gelangt. Infolge hiervon wird ein leiser Start ge­ fördert, und die Reinigung von Abgas ist zu erwarten. Außerdem resultiert hieraus eine Vereinfachung des Systems.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Fig. 1 zeigt ein automatisches Anlaß-/Stoppsteuerflußdiagramm einer Elektromotor-Steuervorrichtung, die mit einem Verbren­ nungsmotor kombiniert ist in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Verbren­ nungsmotors.
Fig. 3 zeigt ein Steuerflußdiagramm einer Stoppsteuerbetriebs­ art zur Verwendung in einer Steuereinrichtung;
Fig. 4 zeigt ein Steuerflußdiagramm in einer Fahrsteuerbe­ triebsart zur Verwendung in der Steuereinrichtung;
Fig. 5 zeigt ein Blockdiagramm eines Systems für die Steuer­ einrichtung eines Fahrzeugantriebssystems;
Fig. 6 zeigt ein schematisches Blockdiagramm des Aufbaus einer Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung;
Fig. 7 zeigt ein schematisches Blockdiagramm des Aufbaus eines Elektromotor-Steuereinrichtung;
Fig. 8 zeigt ein schematisches Blockdiagramm des Aufbaus einer automatischen Anlaß-/Stoppsteuereinrichtung;
Fig. 9 zeigt ein schematisches Diagramm einer Batteriesteuer­ betriebsart;
Fig. 10 zeigt ein schematisches Diagramm des Umschaltens in einer Steuerbetriebsart;
Fig. 11 zeigt ein Zeitdiagramm, wenn eine Niedriggrenzen- Hauptbatteriespannung beim Antriebsvorgang höher ist als eine Hauptbatteriespannung beim Antriebsvorgang;
Fig. 12 zeigt eine Tabelle der Beziehung zwischen dem An­ triebsdrehmoment und der Elektromotordrehzahl;
Fig. 13 zeigt ein Zeitdiagramm für den Fall, daß ein maximaler Spannungsveränderungswert unmittelbar nach einem Antriebsvor­ gang niedriger ist als eine Hauptbatterie-Offenstromkreis­ spannung minus einer Antriebsspannung, wenn X ms abgelaufen sind, nachdem ein Elektromotor seinen Antrieb gestartet hat;
Fig. 14 zeigt eine Tabelle der Beziehung zwischen dem An­ triebsdrehmoment und der Elektromotordrehzahl;
Fig. 15 zeigt ein Zeitdiagramm für den Fall, daß ein maximaler Spannungsveränderungswert unmittelbar nach dem Antrieb kleiner ist als eine Hauptbatterie-Offenstromkreisspannung minus einer Antriebsspannung;
Fig. 16 zeigt eine Tabelle der Beziehung zwischen dem An­ triebsdrehmoment und der Elektromotordrehzahl;
Fig. 17 zeigt ein Zeitdiagramm für den Fall, daß eine Energie­ erzeugungs-Hauptbatteriespannung fortdauernd größer ist als eine Spannung zur Ermittlung einer oberen Energieerzeugungs­ grenze (ein Sollwert für das jeweilige Energieerzeugungs­ drehmoment) für eine willkürliche Zeitdauer;
Fig. 18 zeigt eine Tabelle der Beziehung zwischen dem An­ triebsdrehmoment und der Elektromotordrehzahl;
Fig. 19 zeigt ein Zeitdiagramm des Übergangs einer Motordreh­ zahl beim Anlassen in einem Leerlaufstoppsystem;
Fig. 20 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Ver­ brennungsmotors unter Darstellung eines ersten Aufbaus;
Fig. 21 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Ver­ brennungsmotors unter Darstellung eines zweiten Aufbaus;
Fig. 22 zeigt ein Verbrennungsmotor-Steuerflußdiagramm in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung; und
Fig. 23 zeigt ein Elektromotor-Steuerflußdiagramm.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nunmehr unter Bezug auf die Zeichnungen im einzelnen erläutert. Fig. 1-21 zeigen eine erste Ausführungsform dieser Erfindung. In Fig. 5 bezeichnet die Bezugsziffer 2 ein Fahrzeugantriebs­ system eines Fahrzeugs; die Bezugsziffer 4 bezeichnet einen Verbrennungsmotor; die Bezugsziffer 6 bezeichnet einen Elek­ tromotor (im folgenden auch als "Motor" bezeichnet), kombi­ niert mit dem Verbrennungsmotor; die Bezugsziffer 8 bezeichnet eine Kupplung; und die Bezugsziffer 10 bezeichnet ein manuell betätigtes Getriebe. Der Verbrennungsmotor 4 und der Elektro­ motor 6 sind in dem Fahrzeug als Fahrzeugantriebssystem 2 an­ geordnet. Der Elektromotor 6 weist sowohl Antriebsfunktion wie Energieerzeugungsfunktion auf.
Im Verbrennungsmotor 4 ist der Elektromotor 6 direkt mit einer (nicht gezeigten) Kurbelwelle verbunden und verbindet das Ge­ triebe durch manuelle Betätigung über eine Kupplung 8. Der Verbrennungsmotor 4 umfaßt eine Lichtmaschine 12, einen Klima­ tisierungsverdichter 14 für eine Klimaanlage (A/C) und einen Anlasser bzw. Anlassermotor 16.
Der Elektromotor 6 ist, wie in Fig. 2 gezeigt, zwischen dem Verbrennungsmotor 4 und dem manuell betätigten Getriebe 10 an­ geordnet. Außerdem umfaßt der Elektromotor 6 eine Statorwick­ lung 6-1 und einen Rotor 6-2, wie etwa ein Schwungrad.
Das Fahrzeugantriebssystem 2 umfaßt als Steuereinrichtung 18 eine Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung 20 und eine Elektro­ motor-Steuereinrichtung 22. Die Fahrzeugmotor- Steuereinrichtung 20 steuert den Laufzustand des Verbrennungs­ motors 4, während die Elektromotor-Steuereinrichtung 22 sowohl die Antriebs- wie die Energieerzeugungszustände des Elektromo­ tors 6 steuert.
Der Verbrennungsmotor 4 ist mit der Verbrennungsmotor-Steuer­ einrichtung 20 über eine Verbrennungsmotor-Steuersignalleitung 24 verbunden. Der Begriff "Leitung" wird vorliegend verwendet, um eine beliebige elektrische Signalleitung zu bezeichnen. Die Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung 20 ist mit einer Zusatz­ batterie 28 über eine Verbrennungsmotor-Steuereinrich­ tungsstromleitung 26 verbunden. Die Zusatzbatterie 28 ist mit der Lichtmaschine 12 über eine Zusatzbatterie-Ladestromleitung 30 verbunden. Bei der Zusatzbatterie 28 handelt es sich um ei­ ne herkömmliche 12-Volt-Fahrzeugbatterie.
Der Elektromotor 6 ist mit der Elektromotor-Steuereinrichtung 22 über eine Elektromotor-Steuersignalleitung 32 verbunden. Die Elektromotor-Steuereinrichtung 22 ist mit der Zusatzbatte­ rie 28 über eine Elektromotor-Steuereinrichtungs-Zusatzstrom­ leitung 34 und die Stromleitung 26 verbunden. Die Elektromo­ tor-Steuereinrichtung 22 ist außerdem mit einer Hauptbatterie 38 über eine Elektromotor-Steuereinrichtungs-Hauptstromleitung 36 verbunden. Die Hauptbatterie 38 führt dem Elektromotor 6 elektrischen Antriebsstrom zu, und sie wird durch von dem Elektromotor 6 erzeugte elektrische Energie geladen.
Wie in Fig. 6 gezeigt, umfaßt die Verbrennungsmotor-Steuerein­ richtung 20 folgendes: einen Kraftstoffeinspritz-Steuerab­ schnitt 40; einen Zündzeitpunkt-Steuerabschnitt 42; einen Leerlaufdrehzahl-Steuer-(ISC-)Abschnitt 44; einen Kraftstoff­ pumpenrelais-Steuerabschnitt 46; einen Kühlergebläserelais- Steuerabschnitt 48; einen Klimaanlagen-(A/C-)Steuerabschnitt 50; einen Selbstabschaltfunktions-Steuerabschnitt 52; einen Funktionsabschnitt 54 zum Schützen der Teilbatterie vor Verpo­ lung; einen Fail-safe-Funktionsabschnitt 56; und einen Selbst­ diagnoseabschnitt 58.
Die Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung 20 ist eingangsseitig verbunden mit folgendem: einem Zündschalter 60; einem Kur­ bel(wellen)winkelsensor 62; einem Drosselklappensensor 64; ei­ nem Ansaugdrucksensor 66; einem Wassertemperatursensor 68; ei­ nem Motorklopfsensor 70; einem Zünd"zeitpunktregulierungs"- Register 72; einem Sauerstoffsensor 74; einem Fahrzeugge­ schwindigkeitssensor 76; einem Elektrische-Last-Sensor 78; ei­ nem Bremsschalter 80; einem A/C-Verdampferthermistor 82; einem A/C-Schalter 84; einem Gebläselüfter 86; einem Testschalter 88; und einem Diagnoseschalter 90.
Die Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung 20 ist ausgangsseitig mit folgendem verbunden: einer Einspritzeinrichtung 92; einer Zündspule/Zündeinrichtung 94; einem ISC-Ventil 96; einem Kraftstoffpumpenrelais 98; einem Kühlerlüfterrelais 100; einem Tachometer 102; einer A/C-Verdichterkupplung 104; einem A/C- Verflüssiger-Lüfterrelais 106; einem Hauptrelais 108; und ei­ ner Motorprüflampe 110.
Wenn das Getriebe 10 vom manuell betätigten Typ ist, umfaßt die Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung 20 außerdem das fol­ gende, durch eine strichlierte Linie eingeschlossene: einen elektronischen Drosselklappensteuerabschnitt 112; einen Mager­ verbrennungssteuerabschnitt 114; einen EGR-Steuerabschnitt 116; und einen Kanister- bzw. Tankspülventilsteuerabschnitt 118. In diesem Fall ist die Verbrennungsmotor-Steuereinrich­ tung 20 an der Eingangsseite mit einem Beschleunigungssensor bzw. Gaspedalsensor 120 und einem Luft-/Kraftstoff-(A/F-)Sen­ sor 122 sowie mit dem Drosselklappensensor 64 verbunden. Au­ ßerdem ist die Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung 20 an der Ausgangsseite verbunden mit folgendem: einem Drosselklappen­ stromrelais 126; einem luftunterstützten Ventil 128; einem Verwirbelungssteuerventil 130; einem Heizer und einer Pumpe 132 des A/F-Sensors 122; einem Generator 134; einem EGR-Ventil 136; und einem Kanisterspülventil 138. Bei den Ventilen 128, 136 und 138 handelt es sich um Vakuumschaltventile (VSV).
Wenn das Getriebe 10 vom automatisch betätigten Typ (AT) ist, umfaßt die Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung 20 alternativ zusätzlich einen AT-Steuerabschnitt 140. In diesem Fall ist die Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung 20 eingangsseitig mit einem AT-Gangschalter 142 verbunden, während sie ausgangssei­ tig mit einem Gangschaltsolenoidventil 144 verbunden ist.
Die Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung 20 treibt die Ein­ spritzeinrichtung 92 und die Zündspule/Zündeinrichtung 94 an­ sprechend auf Signale von dem Kurbelwellenwinkelsensor 62 und dem Drosselklappensensor 64 an, wodurch ein Laufzustand des Verbrennungsmotors 4, wie etwa die Kraftstoffeinspritzmenge und der Zündzeitpunkt gesteuert werden.
In Fig. 7 ist die Elektromotor-Steuereinrichtung 22 gezeigt, einschließlich einem Elektromotor-Steuerabschnitt 146, einem Elektromotor-Antriebsabschnitt 148, einem Ein-/Ausgabeverar­ beitungsabschnitt (einer Schnittstelle) 150, einem Hauptbatte­ riebetriebsart-Zumeß- bzw. Verwaltungsabschnitt 152 und einem Fail-safe-Abschnitt 154.
Die Elektromotor-Steuereinrichtung 22 ist eingangsseitig mit einem Anlasserschalter 156, einem Bremsschalter 158, Kupp­ lungsschaltern 160, einem Hauptbatterie-Spannungsdetektor 162, einer Verbrennungsmotordrehzahl-Ermittlungseinrichtung bzw. einem Verbrennungsmotor-Drehzahlsensor 164, und einer Ver­ brenungsmotor-Lastermittlungseinrichtung bzw. einem Verbren­ nungsmotor-Lastsensor 166 sowie mit dem Zündschalter 60, dem Ansaugdrucksensor 66, dem Wasser-(Kühlmittel)Temperatursensor 68, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 76 und dem Beschleuni­ gungssensor 120 verbunden. Der Verbrennungsmotor- Drehzahlsensor 164 und der Kurbelwellenwinkelsensor 62 bilden ein und dasselbe Element; zu Erläuterungszwecken ihres jewei­ ligen Aufbaus werden sie jedoch mit unterschiedlichen Bezeich­ nungen erläutert. Üblicherweise bilden sie ein einstückiges bzw. verbundenes Element.
Die zwei Kupplungsschalter 160 sind jeweils in oberen und un­ teren Positionen angeordnet, und das Signal von zumindest ei­ nem der Kupplungsschalter, welches dem Signal entspricht, das in die Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung 20 eingegeben wird, wird in die Elektromotor-Steuereinrichtung 22 eingegeben. Der Kupplungsschalter wird als Einrichtung zum Unterstützen des Startvorgangs eines Fahrzeugs verwendet sowie zum Unterbinden von sowohl dem Antrieb wie der Energieerzeugung des Elektromo­ tors durch die Elektromotor-Steuereinrichtung 22. Ein Signal von dem Kupplungsschalter 160 wird jedoch nicht verwendet, um einen Neu- bzw. Wiederstart zu ermitteln. Die Elektromotor- Steuereinrichtung 22 ist ausgangsseitig mit dem Elektromotor 6 verbunden.
Die Steuereinrichtung 18 des Fahrzeugantriebssystems 2 umfaßt sowohl die Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung 20 wie die Elektromotor-Steuereinrichtung 22. Die Verbrennungsmotor- Steuereinrichtung 20 steuert einen Betriebszustand des Ver­ brennungsmotors 4, während die Elektromotor-Steuereinrichtung 22 sowohl die Antriebs- wie die Energieerzeugungszustände des Elektromotors 6 steuert. Die Steuereinrichtung 18 umfaßt eine automatische Anlaß-/Stoppsteuereinrichtung 172 zum Steuern von sowohl einem automatischen Anlaßsteuervorgang wie einem auto­ matischen Stoppsteuervorgang für den Verbrennungsmotor 4. Die Elektromotor-Steuereinrichtung 22 tauscht keinerlei Daten mit der Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung 20 aus. Insbesondere ist die Elektromotor-Steuereinrichtung 22 unabhängig von der Steuerung des Verbrennungsmotors 4, welche durch die Verbren­ nungsmotor-Steuereinrichtung 20 ausgeführt wird, und sie steu­ ert dadurch unabhängig und ermittelt die Antriebs- und Ener­ gieerzeugungszustände des Elektromotors 6.
Die automatische Anlaß-/Stoppsteuereinrichtung 172, die, wie in Fig. 8 gezeigt, als Steuereinrichtung für einen wirtschaft­ lichen Lauf dient, umfaßt sowohl einen automatischen Anlaß­ steuerabschnitt 174 wie einen automatischen Stoppsteuerab­ schnitt. Die automatische Anlaßsteuereinrichtung 172 ist ein­ gangsseitig mit einem Zündschalter 60, einem Wirtschaftlicher- Lauf-Schalter 178, einem Verbrennungsmotor-Drehzahlsensor 164, einem Wassertemperatursensor 68, einem Fahrzeuggeschwindig­ keitssensor 76, einem elektrischen Lastsignal 78, einem Leer­ laufschalter 180, einer Batterie 28, einem oberen Kupplungs­ schalter 182, einem unteren Kupplungsschalter 184 und einem Elektromotoranlaß-NG-Signal 186 verbunden, und auf der Aus­ gangsseite mit einer Einspritzeinrichtung 92, einer IG- Wicklung/Zündeinrichtung 94, einem ISC-Ventil (mit Ausnahme von Magerverbrennungsfahrzeugen) 96 und einem Anlasser bzw. Anlassermotor 16.
Die automatische Anlaß-/Stoppsteuereinrichtung 172 sendet ei­ nen Neustartbefehl (ein Anlaßsignal) an die Motorsteuerein­ richtung 22 durch die Kupplung 8. Ein Neustartbefehl wird dar­ aufhin von der Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung 20 im we­ sentlichen in derselben Weise ausgegeben wie bei einem Ver­ brennungsmotor-Steuersystem eines aktuell verwendeten Leer­ laufstoppfahrzeugs.
Die Elektromotor-Steuereinrichtung 22 wird, wie in Fig. 10 ge­ zeigt, in eine Stoppsteuerbetriebsart oder einen -zustand oder eine Fahrzeugsteuerbetriebsart oder einen -zustand als Steuer­ betriebsarten versetzt, die auf einem Lauf- bzw. Fahrzustand des Fahrzeugs beruhen. Außerdem wird die Elektromotor-Steuer­ einrichtung 22 zunächst in eine Antriebs-/Energieerzeugungs­ unterbindungs-Steuerbetriebsart versetzt, wenn zwischen der Stoppsteuerbetriebsart und der Fahrsteuerbetriebsart umge­ schaltet wird. Auf diese Weise führt die Elektromotor- Steuereinrichtung 22 eine Steuerung des Motors 6 durch. Die Antriebs-/Energieerzeugungsunterbindungs-Steuerbetriebsart un­ terbindet sowohl den Antrieb wie die Energieerzeugung des Elektromotors 6.
Die Elektromotor-Steuereinrichtung 22 empfängt ein Hauptbatte­ rie-Spannungssignal von dem Hauptbatterie-Spannungsdetektor 162. Der Detektor 162 ermittelt eine Hauptbatteriespannung der Hauptbatterie 38. Die Batterie 38 führt dem Elektromotor 6 elektrische Antriebsenergie zu oder sie wird durch die von dem Elektromotor 6 erzeugte elektrische Energie geladen. Die Elek­ tromotor-Steuereinrichtung 22 steuert den Hauptbatteriebe­ triebsart-Verwaltungsabschnitt 152 derart, daß der Verwal­ tungsabschnitt eine Hauptbatteriebetriebsart in Übereinstim­ mung mit der Hauptbatteriespannung steuert.
Die Stoppsteuerbetriebsart der Elektromotor-Steuereinrichtung 22 kann, wie in Fig. 10 gezeigt, in eine Leerlauf-Energie­ erzeugungs-Steuerbetriebsart oder einen -zustand, eine Start­ antriebssteuerbetriebsart oder einen -zustand, eine Anlaßan­ triebssteuerbetriebsart oder einen -zustand und in eine Leer­ lauf-stabilisierte Antriebssteuerbetriebsart oder einen -zu­ stand versetzt werden. Wenn sie sich in der Leerlauf-Energie­ erzeugungs-Steuerbetriebsart befindet, übernimmt die Elektro­ motor-Steuereinrichtung 22 die Steuerung des Elektromotors 6 derart, daß der Elektromotor 6 Energie zu erzeugen vermag, wo­ durch die Hauptbatterie 38 geladen wird. Wenn sie sich in ei­ ner Startfahrzeugbewegungs-Antriebssteuerbetriebsart befindet, übernimmt die Elektromotor-Steuereinrichtung 22 die Steuerung des Motors 6 derart, daß der Elektromotor 6 angetrieben wird und das Starten des Fahrzeugs daraufhin unterstützt. In der Anlaßantriebssteuerbetriebsart übernimmt die Elektromotor- Steuereinrichtung 22 die Steuerung des Elektromotors 6 derart, daß der Elektromotor 6 angetrieben wird und daraufhin das An­ lassen des Verbrennungsmotors 4 unterstützt. In der Leerlauf­ stabilisierten Antriebssteuerbetriebsart übernimmt die Elek­ tromotor-Steuereinrichtung 22 die Steuerung des Elektromotors 6 derart, daß der Elektromotor angetrieben wird und der Leer­ lauf des Verbrennungsmotors 4 stabilisiert wird.
Die Fahrsteuer- oder Fahrzeugfahrbetriebsart der Elektromotor- Steuereinrichtung 22 kann, wie in Fig. 10 gezeigt, in einer Antriebs-/Energieerzeugungsfreigabe-Steuerbetriebsart oder ei­ nen -zustand, eine Antriebsunterbindungs-Steuerbetriebsart oder einen -zustand oder in eine Antriebs-/Energieerzeugungs­ unterbindungs-Steuerbetriebsart oder einen -zustand versetzt werden. In der Antriebs-/Energieerzeugungsfreigabe-Steuer­ betriebsart übernimmt die Elektromotor-Steuereinrichtung 22 die Steuerung des Elektromotors 6 derart, daß entweder der An­ trieb oder die Energieerzeugung des Elektromotors 6 möglich ist. In der Antriebsunterbindungs-Steuerbetriebsart führt die Elektromotor-Steuereinrichtung 22 die Steuerung des Elektromo­ tors 6 derart aus, daß der Antrieb des Elektromotors 6 unter­ bunden wird, während die Energieerzeugung des Elektromotors 6 möglich ist. In der Antriebs-/Energieerzeugungsunterbindungs- Steuerbetriebsart führt die Elektromotor-Steuereinrichtung 22 die Steuerung des Elektromotors 6 derart aus, daß sowohl der Antrieb wie die Energieerzeugung des Elektromotors 6 unterbun­ den sind.
Die Elektromotor-Steuereinrichtung 22 schaltet zwischen der vorstehend genannten Antriebs-/Energieerzeugungsfreigabe- Steuerbetriebsart und der Antriebsunterbindungs-Steuer­ betriebsart in Übereinstimmung mit der Hauptbatteriespannung der Hauptbatterie 38 um, die durch den Hauptbatteriebetriebs­ art-Verwaltungsabschnitt 152 der Elektromotor-Steuer­ einrichtung 22 gesteuert ist.
Wenn die Hauptbatteriespannung auf einen 100%-Ladungszustand (SOC) geladen ist, befindet sich insbesondere die Elektromo­ tor-Steuereinrichtung 22, wie in Fig. 9 gezeigt, in der An­ triebs-/Energieerzeugungsfreigabe-Steuerbetriebsart, und sie übernimmt die Steuerung des Elektromotors 6 derart, daß entwe­ der der Antrieb oder die Energieerzeugung des Elektromotors 6 möglich ist. Wenn jedoch die Hauptbatteriespannung unter eine untere Grenze der Antriebsunterbindungs-Ermittlungsspannung fällt, wird die Elektromotor-Steuereinrichtung 22 in die An­ triebsunterbindungs-Steuerbetriebsart versetzt, und die Elek­ tromotor-Steuereinrichtung erlaubt ausschließlich den Energie­ erzeugungsantrieb, bis die Hauptbatteriespannung sich über die beliebig festgelegte Spannung erholt hat.
In der in Fig. 9 gezeigten Antriebsunterbindungs-Steuer­ betriebsart übernimmt die Elektromotoreinrichtung 22 die Steuerung des Elektromotors 6 derart, daß der Antrieb des Elektromotors 6 unterbunden wird, während der Elektromotor 6 Energie zu erzeugen vermag, bis die Hauptbatteriespannung eine Antriebs-/Energieerzeugungsfreigabe-Ermittlungsspannung er­ reicht. Wenn die Hauptbatteriespannung die Antriebs-/Energie­ erzeugungsfreigabe-Ermittlungsspannung übersteigt, nachdem die Hauptbatteriespannung durch den Energieerzeugungsantrieb sich erholt hat, wird die Elektromotor-Steuereinrichtung 22 in die Antriebs-/Energieerzeugungsfreigabe-Steuerbetriebsart rückver­ setzt. In dieser Betriebsart bewirkt die Elektromotor-Steuer­ einrichtung 22 die Steuerung des Elektromotors 6 derart, daß sowohl der Antrieb wie die Energieerzeugung des Elektromotors 6 möglich sind.
Der Übergang von der Antriebs-/Energieerzeugungsfreigabe- Steuerbetriebsart zu der Antriebsunterbindungs-Steuerbetriebs­ art durch die vorstehend genannte Hauptbatteriespannungssteue­ rung erfolgt dann, wenn eine der nachfolgenden Übergangsbedin­ gungen erfüllt ist:
  • 1. Eine Hauptbatterie-Offenstromkreis-Spannung ist dauerhaft kleiner als die Antriebsunterbindungs-Ermittlungsspannung (ein beliebiger bzw. freiwilliger und/oder vorbestimmter Sollwert), und zwar für eine beliebige Zeitdauer;
  • 2. Eine Antriebs-Hauptbatteriespannung ist dauerhaft kleiner als eine Spannung zur Ermittlung einer unteren Antriebs­ grenze (ein beliebiger bzw. freiwilliger und/oder vorbe­ stimmter Sollwert für das jeweilige Antriebsdrehmoment), und zwar für eine beliebige Zeitperiode;
    • - Wie in Fig. 11 gezeigt, ist erforderlich, daß eine Antriebs-Hauptbatteriespannung kleiner als eine Span­ nung zur Ermittlung einer unteren Antriebsgrenze für eine beliebige bzw. willkürliche oder vorbestimmte Zeitdauer ist, bis die vorbestimmte Bedingung erzielt ist.
    • - Wie in Fig. 12 gezeigt, wird eine Ermittlungsspannung aus einer Tabelle gewonnen, die aus einem Antriebs­ drehmoment und einer Motordrehzahl besteht.
    • - Ein aus der Hauptbatterie-Offenstromkreis-Spannung minus einer Antriebsspannung gewonnene Spannung ist größer als ein maximaler Spannungsveränderungswert unmittelbar nach dem Antrieb (ein beliebiger Sollwert für das jeweilige An­ triebsdrehmoment), wenn X ms (eine beliebige vorbestimmte Zeitperiode) abgelaufen ist, nachdem der Elektromotor 6 seinen Antrieb aufgenommen hat;
    • - Wie in Fig. 13 gezeigt, ist es erforderlich, daß ein aus der Hauptbatterie-offene-Stromkreis-Spannung mi­ nus einer Antriebsspannung gewonnener Wert größer als ein maximaler Spannungsveränderungswert ist, unmit­ telbar nach dem Antrieb, wenn X ms (eine beliebige vorbestimmte Zeitdauer) abgelaufen ist, nachdem der Elektromotor 6 seinen Antrieb gestartet hat.
    • - Wie in Fig. 14 gezeigt, wird ein maximaler Spannungs­ veränderungswert aus einer Tabelle gewonnen, die aus einem Antriebsdrehmoment und einer Elektromotordreh­ zahl besteht.
    • - Die Spannung aus der Haupbatterie-Offenstromkreis-Spannung minus der Antriebsspannung ist größer als ein maximaler Antriebsspannungsabfallwert (ein beliebiger Sollwert für das jeweilige Antriebsdrehmoment), und zwar für eine be­ liebige vorbestimmte Zeitdauer.
    • - Wie in Fig. 15 gezeigt, ist erforderlich, daß die Hauptbatterie-Offenstromkreis-Spannung minus die An­ triebsspannung größer ist als ein maximaler Antriebs­ spannungsabfallwert für eine beliebige Zeitdauer, bis eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist.
    • - Wie in Fig. 16 gezeigt, wird ein maximaler Antriebs­ spannungsabfallwert gewonnen aus einer Tabelle, die aus einem Antriebsdrehmoment und einer Elektromo­ tordrehzahl besteht.
    • - Der Motor 6 wird veranlaßt zu stoppen, nachdem eine will­ kürliche Zeitdauer abgelaufen ist, nachdem der Antrieb des Motors 6 gestartet ist, und die Offenestromkreis-Spannung der Hauptbatterie wird daraufhin geprüft.
Wenn die vorstehend angeführte Bedingung Nr. (5) nicht erfüllt ist, nachdem die Offenestromkreis-Spannung der Hauptbatterie geprüft wurde, und wie durch die vorstehend genannte Bedingung Nr. (1) von der Antriebs-/Energieerzeugungsfreigabe-Betriebs­ art zu der Antriebsunterbindungs-Steuerbetriebsart ermittelt, nimmt der Elektromotor 6 seinen Antriebszustand wieder auf, um den Antrieb des Fahrzeugs zu unterstützen.
Ein weiterer Übergang von der Antriebsunterbindungs-Steuer­ betriebsart zu der Antriebs-/Energieerzeugungsfreigabe- Steuerbetriebsart erfolgt dann, wenn eine der folgenden Über­ gangsbedingungen erfüllt ist:
  • 1. Die Hauptbatterie-Offenstromkreisspannung ist andauernd größer als die Antriebs-/Energieerzeugungsfreigabe-Ermitt­ lungsspannung (ein beliebiger Sollwert), und zwar über ei­ ne beliebige Zeitdauer;
  • 2. Eine Energieerzeugungs-Hauptbatteriespannung ist andauernd größer als eine Energieerzeugungsspannung zur Ermittlung einer oberen Energieerzeugungsgrenze (ein beliebiger Wert für das jeweilige Erzeugungsdrehmoment), und zwar für eine beliebige Zeitdauer;
    • - Wie in Fig. 17 gezeigt, ist erforderlich, daß eine Energieerzeugungs-Hauptbatteriespannung größer als eine Spannung zur Ermittlung einer oberen Energieer­ zeugungsgrenze ist, und zwar für eine willkürliche Zeitdauer, bis eine vorbestimmte Bedingung erzielt oder erfüllt ist.
    • - Wie in Fig. 18 gezeigt, wird eine Spannung zur Er­ mittlung einer oberen Energieerzeugung aus einer Ta­ belle gewonnen, die aus einem Energieerzeugungs­ drehmoment und einer Elektromotordrehzahl besteht.
    • - Der Motor 6 wird veranlaßt, die Energieerzeugung zu stop­ pen, wenn eine beliebige Zeitdauer abgelaufen ist, nachdem der Elektromotor 6 die Energieerzeugung gestartet hat, woraufhin die Hauptbatterie-Offenstromkreisspannung ge­ prüft wird.
    • - Wenn die vorstehend genannte Bedingung Nr. (5) nicht erfüllt ist, nachdem die Hauptbatterie-Offenstrom­ kreisspannung geprüft wurde, und nach einer Ermitt­ lung durch die vorstehend genannte Bedingung Nr. (1) von der Antriebsunterbindungs-Steuerbetriebsart zu der Antriebs-/Energieerzeugungsfreigabe-Steuer­ betriebsart, wird die Energieerzeugung erneut zuge­ lassen.
Wenn eine Ermittlung bezüglich der vorstehend genannten Über­ gangsbedingung Nr. (3) von der Antriebsunterbindungs-Steuer­ betriebsart zu der Antriebs-/Energieerzeugungsfreigabe-Steuer­ betriebsart beendet ist, wird die Elektromotor-Steuereinrich­ tung 22 zurück in diejenige Steuerbetriebsart versetzt, die aktiv war, bevor diese Ermittlung erfolgt ist, und zwar unge­ achtet dessen, ob oder ob nicht die Übergangsbedingung Nr. (3) erfüllt ist. Daraufhin behält die Elektromotor-Steuereinrich­ tung 22 diesen Steuervorgang bei. Der Zeitpunkt, zu welchem die Elektromotor-Steuereinrichtung 22 in die vorstehend ge­ nannte Steuerbetriebsart rückversetzt wird, wird erneut defi­ niert als Energieerzeugungs-Startzeitpunkt.
Wenn das Fahrzeug durch einen Zündschlüssel (nicht gezeigt) gestartet bzw. angelassen wird, steuert die Steuereinrichtung 18 das Anlassen unter Verwendung des Anlassers 16, und zwar stets unter Unterstützung des Anlassens des Fahrzeugs durch Antreiben des Elektromotors 6. Die Steuereinrichtung 18 der Verbrennungsmotorseite, aufweisend sowohl die Verbrennungsmo­ tor-Steuereinrichtung 20 wie die automatische Anlaß-/Stopp­ steuereinrichtung 172 hat außerdem die Funktion, das automati­ sche Anlassen unter Verwendung von ausschließlich dem Elektro­ motor 6 in einer automatischen Anlaßsteuerbetriebsart zu steu­ ern.
Wenn eine automatische Anlaßbedingung, vorbestimmt in der au­ tomatischen Anlaßsteuerbetriebsart, nicht erfüllt ist, steuert deshalb die Steuereinrichtung 18 das Anlassen unter Verwendung des Anlassers 16, während stets eine Unterstützung aus dem An­ trieb des Elektromotors 6 beim Anlassen des Fahrzeugs in der­ selben Weise gewonnen wird wie die bzw. bei der Anlaßsteuerung durch einen (nicht gezeigten) Zündschlüssel. Wenn die automa­ tische Anlaßbedingung nicht erfüllt ist, da kein Problem be­ züglich der Hauptbatterie-Restspannung besteht, und wenn die Steuereinrichtung die Möglichkeit ermittelt, das Fahrzeug aus­ schließlich mit dem Elektromotor 6 zu starten, wird der Neu­ start ausschließlich durch den Elektromotor 6 ausgeführt.
Wenn das Verbrennungsmotoranlassen ausschließlich unter Ver­ wenden des Elektromotors 6 als unmöglich ermittelt wird, wird der Verbrennungsmotor durch den Anlasser 16 angelassen. Der Elektromotor 6 unterstützt die Erhöhung der Verbrennungsmo­ tordrehzahl, nachdem der Verbrennungsmotor gestartet ist. Auf­ grund dieser Tatsache wird das durch das Fahrzeug abgegebene Geräusch stärkstmöglich verringert, und ein Neustart, ein­ schließlich einer Startbetriebsart, bei welcher ein kraftvol­ les Drehmoment benötigt wird, wird gleichmäßig ausgeführt.
Wenn ausschließlich der Elektromotor 6 den Verbrennungsmotor neu startet, oder wenn der Elektromotor 6 und der Anlasser 16 beide für den Neustart betrieben werden, ist eine übliche An­ laßrevision nicht erforderlich, weil der Elektromotor 6 die Verbrennungsmotordrehzahl auf eine vorbestimmte Verbrennungs­ motordrehzahl erhöht.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Verbrennungsmotor 4 direkt mit dem Elektromotor 6 verbunden, der zwischen dem Verbrennungsmotor 4 und dem manuell betätigten Getriebe 10 an­ geordnet ist, wie in Fig. 2 gezeigt. Solange der Elektromotor 6 in Verbindung mit dem Verbrennungsmotor 4 steht, ist jedoch eine hiervon unterschiedliche Position möglich. Beispielsweise kann der Elektromotor 6A (Fig. 20) am gegenüberliegenden Ende des Verbrennungsmotors 4A relativ zu einer Position angeordnet sein, in welcher das Getriebe 10A mit dem Verbrennungsmotor 4A verbunden ist. In diesem Fall umfaßt der Elektromotor 6A eine Statorwicklung 6A-1 und einen Rotor 6A-2. Der Rotor 6A-2 ist mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 4A verbunden. Wenn, wie in Fig. 22 gezeigt, der Verbrennungsmotor 4B direkt mit dem Elektromotor 6B verbunden ist, der zwischen dem Verbren­ nungsmotor 4B und dem manuell betätigten Getriebe 10B angeord­ net ist, können eine Anlasserwicklung 6B-1 und ein Rotor 6B-2 außerdem in einem Ausbuchtungsteil im Umfang eines Schwungrads 6B-3 angeordnet sein, das aus mehr als aus einem Bestandteil besteht.
In diesem Zusammenhang bezeichnen die Bezugsziffern 168 und 170 einen Kühlzusatzkühler für den Elektromotor 6 und eine ro­ torangetriebene Wasserpumpe. Die Wasserpumpe 170 wird unter Steuerung der Elektromotor-Steuereinrichtung 22 angetrieben, wodurch dem Elektromotor 6 Kühlwasser zugeführt wird.
Nunmehr wird die Arbeitsweise der Ausführungsform unter Bezug auf die Steuerflußdiagramme in den Fig. 3 und 4 zur Verwendung in der Steuereinrichtung näher erläutert. Die Elektromotor- Steuereinrichtung 22 wird in die Stoppsteuerbetriebsart und die Fahrsteuerbetriebsart als gewählte Steuerbetriebsart ver­ setzt, die auf einem Betriebszustand eines Fahrzeugs beruht.
Wenn unter Bezug auf Fig. 3 die Elektromotor-Steuereinrichtung 22 sich in der Stoppsteuerbetriebsart befindet, beginnt sie die Steuerung in Schritt 200, woraufhin das Programm im Schritt 202 initialisiert wird. Daraufhin erfolgt im Schritt 204 eine Ermittlung, ob der Verbrennungsmotor 4 startet bzw. angelassen wird.
Wenn die Ermittlung im Schritt 204 "JA" ergibt, wird im Schritt 206 ermittelt, ob das Anlassen des Verbrennungsmotors 4 beendet ist. Wenn die Ermittlung im Schritt 206 "JA" ergibt, wird die Routine zum vorausgehenden Schritt 204 rückgeführt. Wenn jedoch die Antwort auf die Ermittlung im Schritt 206 "NEIN" lautet, wird die Elektromotor-Steuereinrichtung 22 in eine Anlaßantriebs-Steuerbetriebsart versetzt. Die Elektromo­ tor-Steuereinrichtung 22 übernimmt daraufhin die Steuerung des Elektromotors 6 im Schritt 208 derart, daß der Elektromotor 6 angetrieben wird und das Starten bzw. Anlassen des Verbren­ nungsmotors 4 unterstützt. Die Routine wird daraufhin zum vor­ ausgehenden Schritt 206 rückgeführt.
Wenn die Ermittlung im vorausgehenden Schritt 204 "NEIN" lau­ tet, erfolgt im Schritt 210 eine Ermittlung, ob das Fahrzeug fährt. Wenn die Antwort auf die Ermittlung im Schritt 210 "JA" lautet, wird die Elektromotor-Steuereinrichtung 22 in die Fahrsteuerbetriebsart verschoben, wie nachfolgend erläutert. Wenn die Ermittlung im Schritt 210 "NEIN" ergibt, wird im Schritt 212 ermittelt, ob der Leerlauf instabil ist.
Wenn die Ermittlung im Schritt 212 zu "JA" führt, wird im Schritt 214 ermittelt, ob dieser Leerlauf sich stabilisiert hat. Wenn die Ermittlung im Schritt 214 "JA" lautet, wird die Routine zum vorausgehenden Schritt 212 rückgeführt. Wenn je­ doch die Ermittlung im Schritt 214 zum "NEIN" führt, wird die Elektromotor-Steuereinrichtung 22 in eine Leerlauf-stabili­ sierte Antriebssteuerbetriebsart versetzt. Die Elektromotor- Steuereinrichtung 22 führt daraufhin die Steuerung des Elek­ tromotors 6 im Schritt 216 derart durch, daß der Elektromotor 6 angetrieben wird und der Leerlauf des Verbrennungsmotors 4 stabilisiert wird. Die Routine wird daraufhin zum vorausgehen­ den Schritt 214 rückgeführt.
Wenn die Ermittlung im vorausgehenden Schritt 212 zu "NEIN" führt, wird im Schritt 218 ermittelt, ob das Fahrzeug mit der Bewegung gestartet hat. Wenn die Ermittlung im Schritt 218 "JA" ergibt, erfolgt eine weitere Ermittlung im Schritt 220, ob diese Fahrzeugbewegung gestartet wurde. Wenn die Ermittlung im Schritt 220 "JA" ergibt, wird die Routine zum vorausgehen­ den Schritt 218 rückgeführt. Wenn die Ermittlung im Schritt 220 jedoch zu "NEIN" führt, wird die Elektromotor-Steuerein­ richtung 22 in eine Startbewegungsantriebs-Steuerbetriebsart versetzt. Die Elektromotor-Steuereinrichtung 22 bewirkt dar­ aufhin eine Steuerung des Elektromotors 6 im Schritt 222 der­ art, daß der Elektromotor 6 angetrieben wird und die Startbe­ wegung des Fahrzeugs unterstützt. Daraufhin wird die Routine zum vorausgehenden Schritt 220 rückgeführt.
Wenn die Ermittlung im vorausgehenden Schritt 218 "NEIN" er­ gibt, wird im Schritt 224 ermittelt, ob der Verbrennungsmotor 4 blockiert hat. Wenn die Ermittlung im Schritt 224 "JA" er­ gibt, wird die Routine zum vorausgehenden Schritt 204 rückge­ führt. Wenn die Ermittlung im Schritt 224 "NEIN" ergibt, er­ folgt im Schritt 226 eine Ermittlung, ob der Verbrennungsmotor 4 sich in einem kalten Zustand befindet und die Wassertempera­ tur niedrig ist.
Wenn die Antwort auf die Ermittlung im Schritt 226 "NEIN" er­ gibt, wird die Routine zum vorausgehenden Schritt 204 rückge­ führt. Wenn die Ermittlung im Schritt 226 "JA" ergibt, wird im Schritt 228 ermittelt, ob die Hauptbatterie 38 geladen werden muß.
Wenn die Ermittlung im Schritt 228 "OK" ergibt, weil die Hauptbatterie 28 nicht geladen werden muß, wird die Routine zum vorausgehenden Schritt 204 rückgeführt. Wenn jedoch die Ermittlung im Schritt 228 "NG" ergibt, weil die Hauptbatterie 38 geladen werden muß, wird die Menge der erzeugten elektri­ schen Energie im Schritt 230 berechnet. Der Elektromotor 6 wird außerdem im Schritt 232 derart gesteuert, daß er Energie erzeugt. Die Routine wird daraufhin zum vorausgehenden Schritt 204 rückgeführt.
Wenn die Ermittlung im Schritt 210 "JA" ergibt, weil das Fahr­ zeug fährt, wird die Elektromotor-Steuereinrichtung 22 zu­ nächst in eine Antriebs-/Energieerzeugungsunterbindungs- Steuerbetriebsart versetzt, und die Steuerung wird daraufhin in die Fahrsteuerbetriebsart verschoben, wie in Fig. 4 ge­ zeigt. In der Antriebs-/Energieerzeugungsunterbindungs- Steuerbetriebsart erfolgt im Schritt 234 eine Ermittlung, ob das Fahrzeug in einem Leerlaufzustand hält bzw. verharrt.
Wenn die Ermittlung im Schritt 234 "JA" ergibt, wird die Rou­ tine zum vorausgehenden Schritt 210 in der in Fig. 3 gezeigten Leerlauf-Steuerbetriebsart rückgeführt. Wenn die Ermittlung im Schritt 234 "NEIN" ergibt, wird im Schritt 236 ermittelt, ob der Kupplungsschalter 160 aktiviert wurde (im Verlauf eines Gangschaltvorgangs oder in einer neutralen Position).
Wenn die Ermittlung im Schritt 236 "JA" ergibt, wird die Rou­ tine zum vorausgehenden Schritt 234 rückgeführt. Wenn die Er­ mittlung im Schritt 236 "NEIN" ergibt, wird im Schritt 238 auf Grundlage eines Fahrzeuggeschwindigkeitssignals von dem Fahr­ zeuggeschwindigkeitssensor 76 ermittelt, ob das Fahrzeug fährt.
Wenn die Ermittlung im Schritt 238 "NEIN" ergibt, wird die Routine zum vorausgehenden Schritt 234 rückgeführt. Wenn je­ doch die Ermittlung im Schritt 238 "JA" ergibt, wird die Elek­ tromotor-Steuereinrichtung 22 in eine Antriebs-/Energieerzeu­ gungsfreigabe-Steuerbetriebsart in der Fahrsteuerbetriebsart verschoben. Daraufhin erfolgt im Schritt 240 eine Ermittlung, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit abnimmt oder ob der Kupplungs­ schalter 160 "EINGESCHALTET" ist (im Verlauf eines Gangschalt­ vorgangs oder in einer neutralen Position).
Wenn die Ermittlung im Schritt 240 "JA" ergibt, wird die Rou­ tine zum vorausgehenden Schritt 234 rückgeführt. Wenn die Er­ mittlung im Schritt 240 "NEIN" ergibt, wird im Schritt 242 entweder eine elektrische Antriebsmenge oder eine Menge an er­ zeugter Energie berechnet, wodurch eine Entscheidung entweder in bezug auf einen Antriebsbefehl oder eine Energieerzeugungs­ befehl durchgeführt wird. Daraufhin wird im Schritt 244 ermit­ telt, ob die Hauptbatterie 38 geladen werden muß.
Wenn die Ermittlung im Schritt 244 "JA" ergibt, weil die Bat­ terie 38 geladen werden muß, wird im Schritt 246 eine "An­ triebsunterbindungs"-Flagge derart verarbeitet, daß sie auf einen bzw. den einen Wert gesetzt wird, vorliegend auf "1". Wenn die Ermittlung im Schritt 244 "NEIN" ergibt, weil die Hauptbatterie 38 nicht geladen werden muß, wird die Antriebs­ unterbindungsflagge im Schritt 248 derart verarbeitet, daß der andere Wert gewählt wird, vorliegend eine Löschung auf "0" er­ folgt.
Daraufhin wird im Schritt 250 ermittelt, ob die Antriebsunter­ bindungsflagge entweder auf "1" oder "0" gesetzt ist. Wenn die Antwort auf die Ermittlung im Schritt 250 "1" lautet, wird die Elektromotor-Steuereinrichtung 22 in eine Antriebsunterbin­ dungs-Steuerbetriebsart versetzt. Wenn das Ergebnis von dem vorausgehenden Schritt 242 der Antriebsbefehl ist, wird der Antriebsbefehl für den Elektromotor 6 im Schritt 252 zurückge­ nommen, und ausschließlich der Energieerzeugungsbefehl wird wirksam gemacht. Wenn die Antwort auf die Ermittlung im Schritt 250 "0" lautet, wird das Ergebnis aus dem vorausgehen­ den Schritt 242 wirksam gemacht. Daraufhin wird der Elektromo­ tor 6 im Schritt 254 entweder in Übereinstimmung mit einem wirksamen Antriebsbefehl oder einem wirksamen Energieerzeu­ gungsbefehl gesteuert. Die Routine wird deshalb zum vorausge­ henden Schritt 240 rückgeführt.
Als nächstes wird die Arbeitsweise der Ausführungsform unter Bezug auf das automatische Anlaß-/Stoppsteuerflußdiagramm in Fig. 1 erläutert.
Wenn das automatische Anlaß-/Stoppsteuerprogramm im Schritt 300 startet, erfolgt im Schritt 302 eine Ermittlung, ob das Fahrzeug gestoppt ist. Wenn die Ermittlung "NEIN" ergibt, wird die Routine zum Schritt 304 rückgeführt. Wenn die Ermittlung "JA" lautet, erfolgt im Schritt 306 eine Ermittlung, ob ein Leerlaufstopp-(IS-)System eingeschaltet ist. Wenn die Antwort auf die Ermittlung im Schritt 306 "NEIN" ergibt, wird die Rou­ tine zum Schritt 308 rückgeführt, und wenn die Antwort auf die Ermittlung im Schritt 306 "JA" lautet, erfolgt im Schritt 310 eine Ermittlung, ob die Verbrennungsmotordrehzahl (Elektromo­ tordrehzahl) Ne größer als ein erster vorbestimmter Wert "#Ne1" (es gilt folgende Ungleichung: Ne < #Ne1) ist.
Wenn die Ermittlung im Schritt 310 "JA" ergibt, wird die Rou­ tine zum Schritt 312 der IS-Ermittlungsbetriebsart rückge­ führt, um zu ermitteln, ob das Fahrzeug in die Lage versetzt ist zu stoppen. Wenn die Ermittlung im Schritt 310 "NEIN" er­ gibt, wird die Routine zum Schritt 314 rückgeführt, um zu er­ mitteln, ob ein Neustartbefehl gewählt werden soll. Wenn die Ermittlung im Schritt 312 "NEIN" ergibt, wird die Routine zum Schritt 316 rückgeführt. Wenn die Ermittlung im Schritt 312 "JA" ergibt, wird der Verbrennungsmotor im Schritt 318 ge­ stoppt und die Routine wird zum Schritt 320 rückgeführt.
Im Schritt 314 zum Ermitteln, ob der vorstehend genannte Neu­ startbefehl gewählt werden soll, wird dann, wenn die Ermitt­ lung "NEIN" lautet, die Routine zum Schritt 322 rückgeführt. Wenn die Ermittlung "JA" lautet, wird im Schritt 324 ermit­ telt, ob die Neustartbetriebsart durch den Elektromotor aus­ schließlich freigegeben ist. Wenn die Ermittlung im Schritt 324 "JA" lautet, wird die Routine zum Schritt 326 einer Elek­ tromotor-Antriebsbetriebsart rückgeführt. Wenn die Ermittlung "NEIN" lautet, wird der Anlasser im Schritt 328 eingeschaltet.
Im Schritt 324 zur Ermittlung, ob die vorstehend genannte Neu­ startbetriebsart ausschließlich den Elektromotor betrifft, er­ mittelt die Routine lediglich, ob der Startvorgang durch den Elektromotor freigegeben ist. Wenn die Ermittlung im Schritt 324 "JA" lautet, erfolgt, wie in Fig. 19 gezeigt, ein Anlassen ausschließlich durch den Elektromotor, und selbst dann, wenn die Ermittlung im Schritt 324 "NEIN" aufgrund des Fehlens von Batterieenergie lautet, werden, wie in Fig. 19 gezeigt, sowohl der Elektromotor 6 wie der Anlasser 16, oder der Anlasser 16 wird zum Neustarten des Verbrennungsmotors freigegeben.
Nachdem der vorstehend genannte Elektromotor im Schritt 326 angetrieben wird, erfolgt im Schritt 330 eine Ermittlung, ob die Verbrennungsmotordrehzahl (Elektromotordrehzahl) Ne größer als ein zweiter vorbestimmter Wert "#Ne2" (es gilt die Unglei­ chung: Ne < #Ne2) ist. Wenn die Ermittlung im Schritt 330 "JA" lautet, wird die Routine zum Schritt 332 einer Stoppbetriebs­ art des Elektromotors 6 rückgeführt und zum Schritt 334 rück­ geführt. Wenn die Ermittlung im Schritt 330 "NEIN" lautet, er­ folgt im Schritt 336 eine Ermittlung, ob die fortschreitende Zeit "t" über einem ersten vorbestimmten Wert "#t1" (es gilt die Ungleichung: t < #t1) liegt. Wenn die Ermittlung im Schritt 336 "NEIN" ergibt, wird die Routine zum Schritt 326 einer Elektromotor-Antriebsbetriebsart rückgeführt, und wenn die Er­ mittlung "JA" lautet, wird die Routine zum Schritt 332 einer Elektromotor-Stoppbetriebsart rückgeführt.
Wenn die vorstehend genannte Ermittlung im Schritt 324 "NEIN" lautet, erfolgt im Schritt 338 eine Ermittlung, ob die Ver­ brennungsmotordrehzahl (Elektromotordrehzahl) Ne größer als ein dritter vorbestimmter Wert "#Ne3" (es gilt die Unglei­ chung: Ne < #Ne3) ist, nachdem der Anlasser 16 für eine Ein­ schaltbetriebsart im Schritt 328 gewählt ist. Wenn die Ermitt­ lung im Schritt 338 "NEIN" ergibt, wird die Routine zum Schritt 328 einer Einschalt-Verarbeitungsbetriebsart für den Anlasser 16 rückgeführt. Wenn die Ermittlung "JA" lautet, wird der Elektromotor 6 angetrieben (Schritt 340), und im Schritt 342 erfolgt eine Ermittlung, ob die Verbrennungsmotordrehzahl (Elektromotordrehzahl) Ne größer als ein vierter vorbestimmter Wert "#Ne4" (es gilt die Ungleichung: Ne < #Ne4) ist.
Wenn die Ermittlung im Schritt 342 "NEIN" ergibt, wird die Routine zum Schritt 344 rückgeführt, um zu ermitteln, ob die fortgeschrittene Zeit "t" größer als ein erster vorbestimmter Zeitwert "#t2" (es gilt die Ungleichung: t < #t2) ist. Wenn im Schritt 342 "JA" ermittelt wird, erfolgt im Schritt 348 eine Ermittlung, ob die Verbrennungsmotordrehzahl (Elektromo­ tordrehzahl) Ne größer als ein fünfter vorbestimmter Wert "#Ne5" (es gilt die Ungleichung: Ne < #Ne5) ist, nachdem der An­ lasser 16 für eine Einschaltbetriebsart im Schritt 346 gewählt bzw. eingestellt ist.
Zusätzlich erfolgt im Schritt 344 eine Ermittlung, ob die fortgeschrittene Zeit "t" über einem ersten vorbestimmten Wert "#t2" (es gilt die Ungleichung: t < #t2) liegt, und wenn die Antwort auf die Ermittlung "NEIN" lautet, wird die Routine zum Schritt 340 einer Antriebs-Verarbeitungsbetriebsart des Elek­ tromotors 6 rückgeführt. Wenn die Antwort auf die vorausgehen­ de Ermittlung "JA" lautet, wird der Anlasser 16 gestoppt (Schritt 350), und die Routine wird zum Schritt 352 rückge­ führt.
Außerdem erfolgt im Schritt 348 eine Ermittlung, ob die Ver­ brennungsmotordrehzahl (Elektromotordrehzahl) Ne größer als ein fünfter vorbestimmter Wert "#Ne5" (es gilt die Unglei­ chung: Ne < #Ne5) ist, und wenn die Antwort auf die Ermittlung "NEIN" lautet, wird die Routine zum Schritt 344 rückgeführt, um zu ermitteln, ob die fortgeschrittene Zeit "t" größer als ein vorbestimmter Wert "#t2" (es gilt die Ungleichung: t < #t2) ist. Wenn die Antwort auf die Ermittlung im Schritt 348 "JA" lautet, wird der Elektromotor 6 gestoppt (Schritt 354), und die Routine wird zum Schritt 356 rückgeführt.
Durch diese Erfindung werden die Anlasserseite und die Ver­ brennungsmotorseite unabhängig, und die Steuereinrichtung 18 beseitigt Geräusch, das auftritt, wenn ein Zahnkranz zum Ein­ griff mit einem Anlasserzahnrad gebracht wird. Infolge hiervon wird die Geräuscharmut verbessert, und eine Reinigung des Ab­ gases ist zu erwarten aufgrund einer verbesserten Austragei­ genschaft, und außerdem wird das System vereinfacht. Das ver­ einfachte System kann weitverbreitet eingesetzt werden, und es ist unter verringerten Kosten erhältlich, was aus wirtschaft­ lichen Gründen vorteilhaft ist. Wenn der Elektromotor 6 stets das Anlassen eines Fahrzeugs unterstützt, kann das vorstehend genannte Geräusch selbst dann verringert werden, wenn das An­ lassen durch den Anlasser erfolgt, und die Lebensdauer des An­ lassers ist verbessert.
Wenn das Anlassen des Verbrennungsmotors ausschließlich durch den Elektromotor als unmöglich ermittelt wird, wird der ge­ stoppte Verbrennungsmotor durch den Anlasser angelassen, und der Elektromotor unterstützt die Erhöhung der Verbrennungsmo­ tordrehzahl nach dem Anlassen. Aufgrund dieser Tatsache wird das Geräusch so stark wie möglich verringert und ein Neustart, einschließlich einer Anlaßbetriebsart, bei welcher ein kraft­ volles Drehmoment erforderlich ist, wird gleichmäßig ausge­ führt, und das Ergebnis ist vorteilhaft beim praktischen Ein­ satz.
Wenn das System der Verbrennungsmotorseite bzw. auf dieser Seite für einen Leerlaufstopp nicht geändert werden muß, kann der Neustartbefehl nur für die Elektromotor-Steuereinrichtung 22 erforderlich sein. Die Neustartfunktion des Elektromotors 6 kann dadurch dem System problemlos hinzugefügt werden.
Selbst dann, wenn der Verbrennungsmotor ausschließlich durch den Elektromotor 6 neu gestartet wird oder durch sowohl den Elektromotor 6 wie den Anlasser 16, ist außerdem die gewöhnli­ che Anlasserrevision nicht notwendig, weil der Elektromotor 6 die Verbrennungsmotordrehzahl auf eine vorbestimmte Verbren­ nungsmotordrehzahl erhöht, und ein überflüssiger Kraftstoff­ verbrauch wird beim Anlassen verhindert, wodurch eine Beein­ trächtigung des Abgasniveaus unterbunden wird.
Fig. 22 und 23 zeigen die zweite Ausführungsform dieser Erfin­ dung. Diejenigen Teile der zweiten Ausführungsform, welche dieselbe Funktion wie die entsprechenden Teile bei der ersten Ausführungsform haben, werden unter Verwendung derselben Be­ zugsziffern erläutert.
Die zweite Ausführungsform dieser Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Energie- bzw. Stromversorgungs-Ermittlungseinrich­ tung zum Ermitteln, ob eine Energie- bzw. Stromzufuhr zum An­ treiben eines Elektromotors sich in einem üblichen bzw. ge­ wöhnlichen Zustand befindet. Die Stromversorgungs-Ermitt­ lungseinrichtung ist mit der Steuereinrichtung verbunden, und die Steuereinrichtung steuert das Anlassen eines Fahrzeugs un­ ter Verwendung eines Elektromotors und/oder eines Anlassers.
Die Steuereinrichtung besitzt eine erste Funktion, demnach die Steuereinrichtung das Starten bzw. Anlassen eines Verbren­ nungsmotors unter Verwendung von ausschließlich einem Elektro­ motor steuert, eine zweite Funktion, demnach die Steuerein­ richtung das Starten bzw. Anlassen des Verbrennungsmotors mit einem Anlasser steuert und das Ankurbeln mit einem Elektromo­ tor fortsetzt, und eine dritte Funktion, demnach die Steuer­ einrichtung das Starten bzw. Anlassen des Verbrennungsmotors ausschließlich mit einem Anlasser steuert. Die Steuereinrich­ tung besteht aus einem sogenannten üblichen bzw. gewöhnlichen Leerlaufstoppsystem, welches mit einer Stromzufuhr-Ermitt­ lungseinrichtung verbunden ist, um zu ermitteln, ob eine Stromzufuhr in einem üblichen Zustand erfolgt durch ein Signal von einer Stromversorgungs-Ermittlungseinrichtung. Die Steuer­ einrichtung führt die Steuerung derart durch, daß ermittelt wird, ob die Stromversorgung sich in einem üblichen oder nutz­ baren Zustand befindet, und sie führt eine der ersten bis dritten Funktionen durch.
Die Arbeitsweise der Ausführungsform mit der Verbrennungsmo­ tor-Steuereinrichtung wird nunmehr unter Bezug auf ein Ver­ brennungsmotor-Steuerflußdiagramm in Fig. 22 erläutert. Wenn das Verbrennungsmotor-Steuerprogramm im Schritt 400 startet, erfolgt im Schritt 402 eine Ermittlung, ob das Fahrzeug ge­ stoppt ist. Wenn die Ermittlung im Schritt 402 "NEIN" lautet, wird die Routine zu einem Schritt 422 rückgeführt (nachfolgend erläutert). Wenn die vorausgehende Ermittlung "JA" lautet, er­ folgt im Schritt 404 eine Ermittlung, ob der Verbrennungsmotor gestoppt ist.
Wenn die Ermittlung im vorausgehenden Schritt 404 "JA" lautet, wird die Routine zum Schritt 410 rückgeführt, um zu ermitteln, ob die Neuanlaßbedingung, die nachfolgend erläutert ist, er­ füllt ist, mit anderen Worten, wenn "OK" gilt. Wenn die Er­ mittlung im vorausgehenden Schritt 404 "NEIN" ergibt, wird die Routine zum Schritt 406 rückgeführt, um zu ermitteln, ob der Verbrennungsmotor gestoppt werden kann.
Wenn die Ermittlung im vorausgehenden Schritt 406 "NEIN" er­ gibt, wird die Routine zum Schritt 422 rückgeführt (nachfol­ gend erläutert). Wenn die Ermittlung im vorausgehenden Schritt 406 "JA" lautet, wird der Verbrennungsmotor gestoppt (408), und im Schritt 410 erfolgt eine Ermittlung, ob die Neuanlaßbe­ dingung erfüllt ist, mit anderen Worten, ob "OK" gilt.
Wenn die Ermittlung im Schritt 410 "NEIN" ergibt, wird die Routine zum Schritt 422 rückgeführt (nachfolgend erläutert). Wenn die Ermittlung im Schritt 410 "JA" ergibt, erfolgt im Schritt 416 eine Erläuterung, ob der Elektromotorantrieb star­ ten kann, nachdem der Anlasser im Schritt 412 "EIN"-geschaltet (betätigt) wurde, und das "EIN"-Schaltsignal, welches von der Verbrennungsmotor-Steuereinrichtung ausgegeben wird, wird an die Elektromotor-Steuereinrichtung im Schritt 414 ausgegeben. Wenn die vorstehend genannte Ermittlung im Schritt 416 "NEIN" lautet, wird die Routine zum Schritt 418 rückgeführt, um zu ermitteln, ob die Verbrennungsmotordrehzahl Ne größer als ein zweiter vorbestimmter Wert "#Ne2" (es gilt die Ungleichung: Ne < #Ne2) ist. Wenn die Ermittlung "JA" lautet, wird die Routi­ ne zum Schritt 422 rückgeführt, nachdem der Anlasser für eine Einschaltbetriebsart im Schritt 420 eingestellt bzw. gewählt ist.
Im Schritt 418 erfolgt außerdem eine Ermittlung, ob die Ver­ brennungsmotordrehzahl Ne größer als ein zweiter vorbestimmter Wert "#Ne2" (es gilt die Ungleichung: Ne < #Ne2) ist, und wenn die Ermittlung im Schritt 418 "NEIN" ergibt, wird die Routine zum Schritt 412 einer Einschalt-Verarbeitungsbetriebsart des Anlassers rückgeführt. Wenn die Ermittlung im Schritt 418 "JA" lautet, wird die Routine zum Schritt 420 einer Ausschalt- Verarbeitungsbetriebsart des Anlassers rückgeführt.
Die Arbeitsweise der Ausführungsform wird nunmehr unter Bezug auf ein Steuerflußdiagramm in Fig. 23 zur Verwendung mit der Elektromotor-Steuereinrichtung erläutert.
Wenn das Elektromotor-Steuerprogramm im Schritt 500 startet, erfolgt im Schritt 502 eine Ermittlung, ob das Fahrzeug ge­ stoppt ist. Wenn die Ermittlung "NEIN" ergibt, wird die Routi­ ne zum Schritt 516 einer Stoppverarbeitungsbetriebsart zum An­ treiben des Elektromotors rückgeführt. Wenn die Ermittlung "JA" lautet, erfolgt im Schritt 504 eine Ermittlung, ob ein Verbrennungsmotor gestoppt ist.
Wenn die Ermittlung im Schritt 504 "NEIN" ergibt, wird die Routine zum Schritt 516 einer Stoppverarbeitungsbetriebsart eines Elektromotors im Antriebszustand rückgeführt (nachfol­ gend erläutert). Wenn die Ermittlung im Schritt 504 "JA" er­ gibt, wird die Routine zum Schritt 506 rückgeführt, um zu er­ mitteln, ob eine Spannung V über einem vorbestimmten Wert "#VB" (es gilt die Ungleichung: V < #VB) ist.
Wenn die Ermittlung im Schritt 506 "NEIN" lautet, wird die Routine zum Schritt 516 einer Stoppverarbeitungsbetriebsart eines angetriebenen Elektromotors rückgeführt. Wenn die Er­ mittlung im Schritt 506 "JA" ergibt, wird die Routine zum Schritt 508 rückgeführt, um zu ermitteln, ob der Anlasser für eine Einschaltbetriebsart gewählt bzw. eingestellt ist. Wenn die Ermittlung im Schritt 508 "NEIN" ergibt, wird die Routine zum Schritt 516 einer Stoppverarbeitungsbetriebsart eines Elektromotors im Antriebszustand rückgeführt. Wenn die Ermitt­ lung im Schritt 508 "JA" ergibt, wird der Elektromotor ange­ trieben (Schritt 510), und das Antriebssignal wird in die Ver­ brennungsmotor-Steuereinrichtung (ECU9 (Schritt 512) rückge­ führt, und daraufhin erfolgt eine Ermittlung im Schritt 514, ob die Verbrennungsmotordrehzahl Ne größer als ein erster vor­ bestimmter Wert "#Ne1" (es gilt die Ungleichung: Ne < #Ne1) ist.
Im Schritt 514 erfolgt eine Ermittlung, ob die Verbrennungsmo­ tordrehzahl (Elektromotordrehzahl) Ne größer als ein vorbe­ stimmter Wert "#Ne1" (es gilt die Ungleichung: Ne < #Ne1) ist, und wenn die Ermittlung im Schritt 514 "NEIN" lautet, wird die Routine zum Schritt 510 einer Antriebsverarbeitungsbetriebsart des Elektromotors rückgeführt. Wenn die Ermittlung im Schritt 514 "JA" lautet, wird die Routine zum Schritt 516 einer Stopp­ verarbeitungsbetriebsart eines angetriebenen Elektromotors rückgeführt, und die Routine wird zum Schritt 518 rückgeführt.
Ansprechend auf ein Signal von der Stromversorgungs-Ermitt­ lungseinrichtung ermittelt die Steuereinrichtung, ob die Stromversorgung sich in einem nutzbaren Zustand befindet, um eine der ersten bis dritten Funktionen auszuführen. Auf diese Weise kann die Steuereinrichtung eine überschüssige Verwendung bzw. Nutzung einer Stromversorgungsbatterie vermeiden, eine gute automatische Start-/Stoppfunktion erzielen und im prakti­ schen Einsatz profitabel sein, während die Zuverlässigkeit der Steuerung verbessert ist.
In derselben Weise wie bei der vorstehend genannten ersten Ausführungsform unterbindet die Steuereinrichtung außerdem Ge­ räusche, die auftreten, wenn ein Zahnkranz in Eingriff mit ei­ nem Anlasserzahnrad bzw. -ritzel gelangt. Infolge hiervon wird ein leiser Betrieb zum Vorteil des praktischen Einsatzes ver­ bessert. Eine Säuberung des Abgases ist zu erwarten aufgrund einer verbesserten Austrageigenschaft für Abgas. Das verein­ fachte System kann weitverbreitet eingesetzt werden, und es ist bei verringerten Kosten realisierbar, was in wirtschaftli­ cher Hinsicht vorteilhaft ist.
Eine Positionsermittlungseinrichtung ermittelt außerdem, ob ein Gangschalthebel sich in einer Neutralposition bzw. -stellung befindet, und sie ist mit einer Steuereinrichtung verbunden. Die Ganghebelposition wird durch ein Signal von der Positionsermittlungseinrichtung erfaßt bzw. kommuniziert. Die automatische Anlaß-/Stoppsteuerung wird deshalb in Überein­ stimmung mit der Gangschalthebelposition ausgeführt, und die Zuverlässigkeit der Steuerung wird verbessert.
Diese Erfindung ist nicht auf die ersten und zweiten Ausfüh­ rungsformen beschränkt, sondern für zahlreiche Innovationen und Anwendungen geeignet. Beispielsweise steuert bei der Aus­ führungsform dieser Erfindung die automatische Start- /Stoppsteuereinrichtung eine Antriebssteuerung unter Verwen­ dung von einem Elektromotor. Als spezielle Anordnung kann die­ se Erfindung jedoch zwei Elektromotoren, etwa einen ersten und einen zweiten Elektromotor aufweisen, die unterschiedliche Leistungseigenschaften besitzen. Wenn einer der zwei Elektro­ motoren zu starten vermag, kann dann, wenn der Verbrennungsmo­ tor ausgeht bzw. zusammenbricht, die Steuereinrichtung einen Notfallbeitrag leisten.
Durch Ändern eines Ausgangsleistungsvermögens des ersten Elek­ tromotors und des zweiten Elektromotors kann ein Anlaßmuster bei einer automatischen Anlaßbetriebsart vergrößert bzw. ver­ bessert werden. Infolge hiervon kann die automatische Anlaß­ steuerung entsprechend der Situation ablaufen, und die Steuer­ barkeit ist verbessert. Wenn zwei Elektromotoren vorgesehen sind, kann das Leistungsvermögen der zwei Elektromotoren auch dasselbe sein.
Die Ausführungsform dieser Erfindung ist unter der Annahme er­ läutertt, daß ein Anlasser in dem Fahrzeug angeordnet ist. Wenn ein Verbesserungsleistungsvermögen des Elektromotors und der Stromversorgung in Betracht gezogen werden kann, kann je­ doch der Anlasser weggelassen werden, und als spezielle Aus­ bildung kann ausschließlich der Elektromotor zum Starten bzw. Anlassen des Fahrzeugverbrennungsmotors genutzt werden. Durch Weglassen des Anlassers wird der Vorteil erzielt, daß die Tei­ leanzahl verringert ist und der Anlaßvorgang geräuschfrei er­ folgt.
Wie in der vorstehend angeführten Erläuterung hervorgehoben, stellt die vorliegende Erfindung eine Elektromotor-Steuer­ vorrichtung kombiniert mit einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor bereit, der dort bzw. in diesem als Fahrzeugan­ triebssystem angeordnet ist. Der Elektromotor ist mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbunden und besitzt so­ wohl Antriebs- wie Energieerzeugungsfunktionen. Eine automati­ sche Anlaß-/Stoppsteuereinrichtung, die aus automatischen An­ laßsteuer- und automatischen Stoppsteuerabschnitten besteht, steuert das Anlassen unter Verwendung des Anlassers, während sie stets von dem Elektromotor beim Anlassen des Fahrzeugs Un­ terstützung bereitstellt, wenn das Anlassen mit einem (Zünd)schlüssel erfolgt. Die Steuereinrichtung steuert automa­ tisch das Anlassen des Elektromotors ausschließlich durch die automatische Anlaßsteuerung, die unabhängig ist von der Anlas­ serseite und der Verbrennungsmotorseite, und wodurch verhin­ dert wird, daß Geräusche auftreten, wenn ein Zahnkranz durch eine Anlasserzahnrad bzw. -ritzel in Eingriff genommen wird. Diese Anordnung verbessert den ruhigen Lauf des Verbrennungs­ motors, und sie ist im praktischen Einsatz nützlich. Diese An­ ordnung erhöht die Reinigung des Abgases, weil verbesserte Ei­ genschaften des Abgases zu erwarten sind. Das vereinfachte Sy­ stem kann weitverbreitet verwendet werden, und es ist mit ver­ ringerten Kosten herstellbar, was aus wirtschaftlichen Aspek­ ten vorteilhaft ist. Da der Elektromotor stets das Anlassen eines Fahrzeugs unterstützt, können Geräusche verringert wer­ den, indem der Anlasser nicht genützt wird, und die Lebensdau­ er des Anlassers kann dadurch verbessert werden. Da das ver­ brennungsmotorseitige System eines Leerlaufstoppfahrzeugs kei­ nerlei Änderung bzw. Abwandlungen erfordert, kann die Neuan­ laßfunktion durch einen Elektromotor dem System problemlos hinzugefügt werden, d. h., das System kann problemlos hiermit nachgerüstet werden.

Claims (3)

1. Elektromotor-Steuervorrichtung, kombiniert mit einem Ver­ brennungsmotor und einem Elektromotor als Fahrzeugan­ triebssystem, wobei der Elektromotor mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbunden ist und sowohl Antriebs- wie Energieerzeugungsfunktionen besitzt, wobei die Elek­ tromotor-Steuervorrichtung eine automatische Anlaß- /Stoppsteuereinrichtung aufweist, die aus automatischen Anlaßsteuer- und automatischen Stoppsteuerabschnitten be­ steht, wobei die Steuerung den Anlasser nutzt, während stets von dem Elektromotor beim Anlassen des Fahrzeugs Un­ terstützung bereitgestellt wird, wenn das Starten mit ei­ nem (Zünd)schlüssel erfolgt, und wobei der automatische Anlaßsteuerabschnitt in der Lage ist, den Verbrennungsmo­ tor unter Verwendung von ausschließlich dem Elektromotor zu starten.
2. Elektromotor-Steuervorrichtung, kombiniert mit einem Ver­ brennungsmotor, nach Anspruch 1, wobei dann, wenn eine au­ tomatische Anlaßbedingung, die in der automatischen Anlaß­ steuerbetriebsart vorbestimmt ist, nicht erfüllt ist, die Steuereinrichtung das Anlassen durch Nützung des Anlassers steuert, während vom Antrieb des Elektromotors Unterstüt­ zung bereitgestellt wird, und zwar in derselben Weise wie bei der Anlaßsteuerung unter Verwendung eines (Zünd)­ schlüssels.
3. Elektromotor-Steuervorrichtung, kombiniert mit einem Ver­ brennungsmotor, nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrich­ tung eine erste Funktion besitzt, demnach die Steuerein­ richtung das Anlassen des Verbrennungsmotors ausschließ­ lich mit dem Elektromotor steuert, eine zweite Funktion, demnach die Steuereinrichtung das Anlassen des Verbren­ nungsmotors unter Verwendung des Anlassers steuert und das Ankurbeln mit dem Elektromotor fortsetzt, und eine dritte Funktion, demnach die Steuereinrichtung das Anlassen aus­ schließlich mit einem Anlasser steuert, und wobei diese Einrichtung aus einem sogenannten üblichen Leerlauf­ stoppsystem, einer Stromversorgungs-Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln, ob eine Stromzufuhr einen nutzbaren Zustand aufweist, besteht, wobei durch ein von der Stromversor­ gungs-Ermittlungseinrichtung empfangenes Signal die Steu­ ereinrichtung die Steuerung derart durchführt, daß ermit­ telt wird, ob die Stromversorgung sich in einem nutzbaren Zustand befindet, und wobei die Einrichtung die ersten bis dritten Funktionen ausführt.
DE10047970A 1999-09-30 2000-09-27 Mit einem Verbrennungsmnotor kombinierte Elektromotor-Steuervorrichtung Ceased DE10047970A1 (de)

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