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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Leistungssteuerungsvorrichtung, die eine elektrische Leistungserzeugungsoperation einer elektrischen Leistungserzeugungseinrichtung eines Fahrzeugs während eines Maschinenstarts eines Fahrzeugs steuert.
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HINTERGRUND
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Die Leistungsfähigkeiten von Fahrzeugbatterien verschlechtern sich mit der Zeit. Somit muss in manchen Fällen eine Starthilfe („jump start”) zum Starten des Fahrzeugs mit verschlechterter Batterie durch vorübergehendes Verbinden der verschlechterten Batterie mit einer externen Leistungsquelle ausgeführt werden. In diesem Fall wird zum Starten der Maschine eine Leistungszufuhr an einen Anlasser bzw. Starter durch eine Leistungsquelle, wie etwa eine Batterie eines anderen Fahrzeugs, ergänzt.
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Wie in der
JP 2001-107768 beschrieben ist, kann zum Beispiel durch Verbinden der Batterie eines anderen Fahrzeugs mit der Batterie des betroffenen Fahrzeugs unter Verwendung eines Starthilfe- bzw. Überbrückungskabels die elektrische Leistung von der Batterie eines anderen Fahrzeugs an den Anlasser des betroffenen Fahrzeugs zum Starten der Maschine zugeführt werden.
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Wenn eine Starthilfe bezüglich des betroffenen Fahrzeugs ausgeführt wird, kann eine externe Hochspannungsleistungsquelle, wie etwa eine Batteriespannung von 24 Volt, die üblicherweise in einem Lastwagen verwendet wird, mit dem betroffenen Fahrzeug verbunden werden. Es sei angenommen, dass die 24-Volt-Batteriespannung dem betroffenen Fahrzeug nach dem Maschinenstart immer noch zugeführt wird. In diesem Fall, wenn die elektrische Leistungserzeugungseinrichtung des betroffenen Fahrzeugs eine elektrische Leistungserzeugungsoperation startet, kann ein abnormaler Strom durch die elektrische Leistungserzeugungseinrichtung fließen und der abnormale Strom kann Beschädigungen in der elektrischen Leistungserzeugungseinrichtung verursachen. Es sei angenommen, dass die 24-Volt-Batteriespannung von dem betroffenen Fahrzeug nach dem Maschinenstart entfernt wird und sich die elektrische Leistungserzeugungsoperation der elektrischen Leistungserzeugungseinrichtung zur Zeit einer Entfernung der 24-Volt-Batteriespannung in einem deaktivierten Zustand befindet. In diesem Fall, da die externe Leistungsquelle von der Batterie entfernt ist, kann die Batteriespannungsausgabe verringert werden und kann ein Maschinenstillstand aufgrund der Spannungsverringerung an den Batterieanschlüssen auftreten.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Angesichts der vorhergehenden Schwierigkeiten ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine elektrische Leistungssteuerungsvorrichtung bereitzustellen, die eine Maschine eines Fahrzeugs angemessen starten kann, wenn eine Starthilfe bezüglich der Maschine mit einer externen Leistungsquelle ausgeführt wird, die eine Spannung zuführt, die höher als eine Spannung einer Batterie ist, mit der das Fahrzeug ausgestattet ist.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine elektrische Leistungssteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug einen ersten Bestimmungsabschnitt, einen zweiten Bestimmungsabschnitt, einen dritten Bestimmungsabschnitt, einen Beibehaltungsabschnitt, einen vierten Bestimmungsabschnitt und einen Anweisungsabschnitt. Das Fahrzeug umfasst eine Maschine, eine elektrische Leistungserzeugungseinheit, die sich mit einer Antriebsleistung, die von der Maschine zugeführt wird, zum Erzeugen einer elektrischen Leistung dreht, eine Batterie, die durch die elektrische Leistung, die durch die elektrische Leistungserzeugungseinheit erzeugt wird, geladen wird, und eine Spannungserfassungseinheit, die eine Batteriespannung, die von der Batterie ausgegeben wird, erfasst. Der erste Bestimmungsabschnitt bestimmt eine Aktivierung einer Starthilfe der Maschine mit einer externen Leistungsquelle. Der zweite Bestimmungsabschnitt bestimmt, ob die externe Leistungsquelle, die eine höhere Spannung als die Batteriespannung zuführt, mit der Batterie (13) verbunden ist. Der dritte Bestimmungsabschnitt bestimmt, ob die Maschine nach der Starthilfe der Maschine in einen Maschinenstartbeendigungszustand wechselt, unter einer Bedingung, dass die Aktivierung der Starthilfe durch den ersten Bestimmungsabschnitt bestimmt ist und eine Verbindung der externen Leistungsquelle durch den zweiten Bestimmungsabschnitt bestimmt ist. Der Beibehaltungsabschnitt behält die elektrische Leistungserzeugungseinheit in einem deaktivierten elektrischen Leistungserzeugungszustand bei, wenn der dritte Bestimmungsabschnitt bestimmt, dass die Maschine in den Maschinenstartbeendigungszustand wechselt. Der vierte Bestimmungsabschnitt bestimmt, ob die externe Leistungsquelle von der Batterie getrennt ist, basierend auf einem Batteriespannungserfassungssignal, das von der Spannungserfassungseinheit beschafft wird, nachdem der dritte Bestimmungsabschnitt bestimmt, dass die Maschine in den Maschinenstartbeendigungszustand gewechselt hat. Der Anweisungsabschnitt weist einen unmittelbaren Start einer elektrischen Leistungserzeugung an die elektrische Leistungserzeugungseinheit an, wenn durch den vierten Bestimmungsabschnitt bestimmt ist, dass die externe Leistungsquelle von der Batterie getrennt ist.
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Mit der vorstehenden elektrischen Leistungssteuerungsvorrichtung kann eine Maschine eines Fahrzeugs angemessen gestartet werden, wenn eine Starthilfe bezüglich der Maschine mit einer externen Leistungsquelle mit einer höheren Spannung als einer Spannung einer Batterie, mit der das Fahrzeug ausgestattet ist, ausgeführt wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorstehenden und andere Objekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die mit Bezug auf die anhängigen Zeichnungen vorgenommen wird, offensichtlich. In den Zeichnungen zeigen:
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1 ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Fahrzeugsleistungssystems gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt;
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2 ein Ablaufdiagramm, das einen Steuerungsprozess bezüglich einer elektrischen Leistungserzeugungsoperation zeigt; und
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3 ein Diagramm, das Signaländerungen während des elektrischen Leistungserzeugungssteuerungsprozesses zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die anhängigen Zeichnungen beschrieben. Eine elektrische Leistungssteuerungsvorrichtung bzw. eine Vorrichtung zur Steuerung einer elektrischen Leistung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird in einem Fahrzeugleistungssystem eines Fahrzeugs angewendet. Das Fahrzeug umfasst hier eine Maschine als eine Antriebsquelle. 1 zeigt eine Konfiguration des Fahrzeugleistungssystems gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
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Wie in 1 gezeigt ist, umfasst ein Fahrzeug 10 eine Maschine 11, einen Starter bzw. Anlasser 12, eine Batterie 13 und einen integrierten Startergenerator (ISG) 14. Die Maschine 11 ist eine Brennkraftmaschine, die durch eine Antriebsleistung, die durch Verbrennung von Kraftstoff wie etwa Benzin oder Dieselkraftstoff erzeugt wird, angetrieben wird. Wie bekannt ist, umfasst die Maschine 11 ein Kraftstoffeinspritzventil, eine Zündeinrichtung und Ähnliches. Der Anlasser 12 ist mit der Batterie 13 verbunden und wird durch eine Leistungsversorgung von der Batterie 13 angetrieben. Der Anlasser 12 treibt eine Anfangsrotation (Kurbelrotation) der Maschine 11 während des Maschinenstartprozesses unter Verwendung der elektrischen Leistung, die von der Batterie 13 zugeführt wird, an. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die in dem Fahrzeug verwendete Batterie 13 eine Bleibatterie und weist eine Nenngleichspannung (DC) von 12 Volt auf.
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Der ISG 14 umfasst einen elektrischen Leistungsgenerator (G) 15, einen elektrischen Leistungswandler 16 und eine elektrische Leistungserzeugungssteuerungseinheit (LEISTUNGSERZEUGUNGSSTEUERUNG) 17. Der elektrische Leistungsgenerator 15 und der elektrische Leistungswandler 16 können zusammen als elektrische Leistungserzeugungseinheit bezeichnet werden und der elektrische Leistungswandler 16 kann einen Inverter (INV) umfassen. Der elektrische Leistungsgenerator 15 ist ein Wechselstrom-(AC-)Leistungsgenerator. Eine Rotationswelle des elektrischen Leistungsgenerators 15 ist mit einer Ausgabewelle der Maschine 11 durch einen Riemen auf eine wechselseitige Antriebsweise gekoppelt. Mit dieser Konfiguration rotiert die Rotationswelle des elektrischen Leistungsgenerators 15 als Antwort auf eine Rotation der Ausgabewelle der Maschine 11 und rotiert die Ausgabewelle der Maschine 11 als Reaktion auf eine Rotation der Rotationswelle des elektrischen Leistungsgenerators 15. Das heißt, der elektrische Leistungsgenerator 15 kann elektrische Leistung unter Verwendung der Rotation der Ausgabewelle der Maschine 11 erzeugen und kann Bewegungsleistung an die Maschine durch Aufbringen einer Rotationskraft auf die Ausgabewelle der Maschine 11 zuführen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besitzt das Fahrzeug 10 ein Start-Stopp-System zum Beschränken eines Leerlaufzustandes der Maschine. Somit, wenn die Maschine nach einem automatischen Abschalten der Maschine 11 erneut gestartet wird, führt der elektrische Leistungsgenerator 15 die Anfangsrotation (Kurbelrotation) an die Maschine 11 zu. Weiterhin wird die Batterie 13 durch die elektrische Leistung, die durch den elektrischen Leistungsgenerator 15 erzeugt wird, geladen.
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Der elektrische Leistungsgenerator 15 umfasst einen Dreiphasen-Wechselstrom-(AC-)Rotator und ist mit der Batterie 13 über den elektrischen Leistungswandler 16 verbunden. Der elektrische Leistungswandler 16 umfasst eine Dreiphasenbrücke entsprechend dem Dreiphasen-AC-Rotator. Für jede Phase besitzt der elektrische Leistungswandler 16 ein Schaltelement eines oberen Arms und ein Schaltelement eines unteren Arms. Das Schaltelement eines oberen Arms ist mit dem entsprechenden Schaltelement eines unteren Arms in Reihe verbunden. Die Schaltelemente, die in dem elektrischen Leistungswandler 16 umfasst sind, können durch spannungsgesteuerte Halbleiterschaltelemente bereitgestellt werden. Zum Beispiel können die Schaltelemente durch MOS-FETs bereitgestellt werden.
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Die elektrische Leistungserzeugungssteuerungseinheit 17 umfasst eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 18 und eine Leistungsquelleneinheit (PW) 19. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dient die zentrale Verarbeitungseinheit 18 als die elektrische Leistungssteuerungsvorrichtung. Die elektrische Leistungserzeugungssteuerungseinheit 17 arbeitet mit der Leistungsversorgung von der Batterie 13, die mit der Leistungsquelleneinheit 19 verbunden ist. Die Leistungsquelleneinheit 19 ist durch eine Leistungsquellenschaltung bereitgestellt, die die Anschlussspannung der Batterie 13 in eine Betriebsspannung der CPU 18 wandelt. Zum Beispiel kann die Betriebsspannung der CPU 18 auf 5 Volt eingestellt werden. Die Leistungsquellenschaltung besitzt eine Spannungserfassungsfunktion und ist dazu in der Lage, die Batteriespannung, die von der Batterie 13 ausgegeben wird, zu erfassen. Somit wird die Leistungsquelleneinheit 19 ebenso als eine Spannungserfassungseinheit bezeichnet. Wenn der elektrische Leistungsgenerator 15 elektrische Leistung erzeugt oder die Bewegungsleistung an die Maschine 11 ausgibt, steuert die CPU 18 ein Einschalten und Ausschalten der Schaltelemente des elektrischen Leistungswandlers 16, um eine elektrische Leistungswandlung zwischen AC-Leistung und DC-Leistung durchzuführen.
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In einem Fall, in dem eine Starthilfe der Maschine 11 ausgeführt wird, die durch die Verschlechterung der Batterie 13 verursacht wird, führt die CPU 18 einen Prozess zum Bestimmen durch, ob die Leistungsquelle, die bei der Starthilfe verwendet wird, eine Hochspannungsleistungsquelle ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gibt die Hochspannung eine Spannung an, die höher ist als die Batteriespannung des betroffenen Fahrzeugs. Weiterhin, wenn die Starthilfe unter Verwendung der Hochspannungsleistungsquelle durchgeführt wird, führt die CPU 18 einen Prozess durch, um eine elektrische Leistungserzeugungsoperation des elektrischen Leistungsgenerators 15 zu beschränken. Im Folgenden werden Details des durch die CPU 18 ausgeführten Steuerungsprozesses beschrieben.
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Das Fahrzeugleistungssystem des betroffenen Fahrzeugs umfasst einen Spannungssensor (VOTG-SENSOR) 20, einen Motorhaubensensor 21, einen Drehzahlsensor (NE-SENSOR) 22 und Ähnliches. Der Spannungssensor 20 erfasst eine Anschlussspannung der Batterie 13. Die Anschlussspannung ist eine Ausgabespannung der Batterie 13 von dem Anschluss. Der Motorhaubensensor 21 erfasst einen geöffneten Zustand oder geschlossenen Zustand einer Motorhaube des betroffenen Fahrzeugs. Der Drehzahlsensor 22 erfasst eine Drehzahl der Maschine 11. Der Spannungssensor 20, der Motorhaubensensor 21 und der Drehzahlsensor 22 sind mit einer elektrischen Steuerungseinheit (ECU) 24 verbunden und Signale von diesen Sensoren 20, 21, 22 werden in die ECU 24 eingegeben.
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Die ECU 24 ist durch einen Mikrocomputer mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) und Speichern bereitgestellt. Die Speicher umfassen hier einen Festwertspeicher (ROM), einen Direktzugriffsspeicher (RAM) und Ähnliches. Die CPU der ECU 24 führt mehrere Programme aus, die in dem ROM gespeichert sind, um verschiedene Arten von Funktionen bereitzustellen. Die ECU 24 startet eine Operation als Antwort auf ein Einschalten des Zündschlüssels durch eine Betätigung eines Fahrers. Die ECU 24 arbeitet mit einer Leistung, die von der Batterie 13 zugeführt wird. Die ECU 24 steuert eine Kraftstoffeinspritzmenge und einen Zündzeitpunkt basierend auf jeder Maschinenoperationsanforderung und einem Maschinenoperationszustand. Die ECU 24 ist mit der CPU 18 der elektrischen Leistungserzeugungssteuerungseinheit 17 durch ein Kommunikationskabel kommunikativ verbunden und ist dazu in der Lage, eine wechselseitige Kommunikation mit der CPU 18 der elektrischen Leistungserzeugungssteuerungseinheit 17 durchzuführen.
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Die ECU 24 steuert die Operation der CPU 18 der elektrischen Leistungserzeugungssteuerungseinheit 17. Das heißt, die ECU 24 dient als eine Hauptsteuerungseinheit der CPU 18 der elektrischen Leistungserzeugungssteuerungseinheit 17. Zum Beispiel überwacht die ECU 24 einen Ladezustand der Batterie 13 basierend auf dem Erfassungswert des Spannungssensors 20 und gibt ein Steuerungssignal an die CPU 18 gemäß dem Überwachungsergebnis des Ladezustands der Batterie 13 aus. Das Steuerungssignal wird zum Steuern, das heißt Aktivieren oder Deaktivieren, der elektrischen Leistungserzeugungsoperation des elektrischen Leistungsgenerators 15 und zum Steuern einer Schaltoperation der Schaltelemente des elektrischen Leistungswandlers 16 verwendet. Wenn das Steuerungssignal von der ECU 24 empfangen wird, steuert die CPU 18 die Schaltelemente des elektrischen Leistungswandlers 16, um die elektrische Leistungswandlung zwischen einer AC-Leistung und DC-Leistung durchzuführen, und steuert dadurch die elektrische Leistungserzeugungsoperation des elektrischen Leistungsgenerators 15.
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Im Folgenden wird einen Prozess bezüglich einer Starthilfe, der durch die CPU 18 durchgeführt wird, beschrieben. Die CPU 18 umfasst einen ersten Bestimmungsabschnitt, einen zweiten Bestimmungsabschnitt, einen dritten Bestimmungsabschnitt, einen Beibehaltungsabschnitt, einen vierten Bestimmungsabschnitt und einen Anweisungsabschnitt. Der erste Bestimmungsabschnitt bestimmt eine Aktivierung einer Starthilfe der Maschine 11. Das heißt, der erste Bestimmungsabschnitt bestimmt eine Starthilfezeit, bei der die Maschine 11 unter Verwendung der externen Leistungsquelle durch Starthilfe gestartet wird. Der zweite Bestimmungsabschnitt bestimmt, ob eine hohe Batteriespannung, die höher ist als die Batteriespannung der Batterie 13 des betroffenen Fahrzeugs, als die externe Leistungsquelle mit der Batterie 13 des betroffenen Fahrzeugs verbunden ist. Als ein Beispiel wird die hohe Batteriespannung hier durch eine 24-Volt-Batteriespannung, die üblicherweise in einem Lastwagen verwendet wird, bereitgestellt. Der dritte Bestimmungsabschnitt bestimmt, ob die Maschine 11 nach der Startoperation in einen Maschinenstartbeendigungszustand wechselt, unter einer Bedingung, dass bestimmt ist, dass die momentane Zeit die Starthilfezeit ist, und bestimmt ist, dass die 24-Volt-Batteriespannung mit dem betroffenen Fahrzeug verbunden ist. Der Beibehaltungsabschnitt behält einen deaktivierten Zustand einer elektrischen Leistungserzeugung des elektrischen Leistungsgenerators 15 bei, wenn bestimmt ist, dass die Maschine 11 in den Maschinenstartbeendigungszustand gewechselt ist. Der vierte Bestimmungsabschnitt bestimmt, ob die Zufuhr der 24-Volt-Batteriespannung entfernt ist, nachdem bestimmt ist, dass die Maschine in den Maschinenstartbeendigungszustand gewechselt ist. Der Anweisungsabschnitt weist einen unmittelbaren Start der elektrischen Leistungserzeugung des elektrischen Leistungsgenerators 15 an, wenn bestimmt ist, dass die 24-Volt-Batteriespannung von dem betroffenen Fahrzeug entfernt oder getrennt ist.
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Im Folgenden wird der elektrische Leistungserzeugungssteuerungsprozess mit Bezug auf 2 beschrieben. Die CPU 18 führt wiederholt den elektrischen Leistungserzeugungssteuerungsprozess zu vorbestimmten Intervallen durch.
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Bei S11 bestimmt die CPU 18, ob die Starthilfe ausgeführt wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn der geöffnete Zustand der Motorhaube basierend auf dem Erfassungsergebnis des Motorhaubensensors 21 bestimmt wird, bestimmt die CPU 18, dass die Starthilfe bezüglich der Maschine des betroffenen Fahrzeugs ausgeführt wird, das heißt, bestimmt die Starthilfezeit. Es wird erachtet, dass der geöffnete Zustand der Motorhaube durch die Verbindung des Starthilfekabels zu der Batterie 13 zum Zuführen einer externen Leistungsquelle zu der Batterie des betroffenen Fahrzeugs verursacht wird. Somit wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der geöffnete Zustand der Motorhaube verwendet, um die Starthilfeaktivierung zu bestimmen. Die Starthilfe kann unter Verwendung anderer Signale oder Fahrzeugzustände außer dem geöffneten Zustand der Motorhaube bestimmt werden. Zum Beispiel kann ein Merkmal der Verschlechterung der Batterie 13, zum Beispiel eine Spannungsverringerung der Batterie 13, die in einer vorhergehenden Fahrt erfasst wird, beim Bestimmen der Starthilfeaktivierung berücksichtigt werden. In einer Konfiguration, in der das Fahrzeug 10 einen Starthilfeschalter umfasst, kann die Starthilfeaktivierung basierend auf einem Einschalten des Starthilfeschalters bestimmt werden. Der bei S11 ausgeführte Prozess entspricht dem ersten Bestimmungsabschnitt. Wenn bei S11 bestimmt ist, dass die vorliegende Zeit nicht die Starthilfezeit ist, das heißt, wenn keine Aktivierung der Starthilfe erfasst wird, beendet die CPU 18 den vorliegenden Prozess. Wenn bei S11 bestimmt ist, dass die vorliegende Zeit die Starthilfezeit ist, das heißt, wenn die Aktivierung der Starthilfe erfasst wird, geht die CPU 18 über zu S12.
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Bei S12 bestimmt die CPU 18, ob die Maschine gestartet wurde, durch Bestimmen, ob die Maschinendrehzahl höher als Null ist, basierend auf einem NE-Signal. Das NE-Signal ist ein Signal, das von dem NE-Sensor ausgegeben wird, und gibt die Drehzahl der Maschine an. Wenn bei S12 bestimmt wird, dass die Maschinendrehzahl nicht höher als Null ist, beendet die CPU 18 den vorliegenden Prozess. Wenn bei S12 bestimmt wird, dass die Maschinendrehzahl höher als Null ist, geht die CPU 18 über zu S13.
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Bei S13 bestimmt die CPU 18, ob die Maschine in den Maschinenstartbeendigungszustand wechselt, nachdem die Starthilfe der Maschine mit der externen Leistungsquelle ausgeführt wurde. Die CPU 18 bestimmt, ob die Maschinendrehzahl, die durch den Drehzahlsensor 22 erfasst wird, ein vorbestimmtes perfektes bzw. optimales Explosionsbestimmungslevel wird, um zu bestimmen, ob die Maschine in den Maschinenstartbeendigungszustand wechselt. Wenn bei S13 bestimmt wird, dass die Maschine nicht in den Maschinenstartbeendigungszustand gewechselt ist, geht die CPU 18 über zu S14. Wenn bestimmt ist, dass die Maschine in den Maschinenstartbeendigungszustand gewechselt ist, geht die CPU 18 über zu S17.
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Bei S14 bestimmt die CPU 18, ob der Batteriespannungswert VB, der durch die Leistungsquelleneinheit 19 erfasst wird, höher als ein Schwellenwert Th ist. Die Bestimmung bei S14 wird ausgeführt, um eine Verbindung einer 24-Volt-Batteriespannung als die externe Leistungsquelle zu bestimmen. Somit kann der Schwellenwert Th zum Beispiel auf 18 Volt eingestellt werden. Die Spannungsbestimmung bei S14 kann ebenso unter Verwendung des Erfassungswerts des Spannungssensors 20 ausgeführt werden. In diesem Fall wird der Erfassungswert des Spannungssensors 20 von der ECU 24 übertragen. Der bei S14 ausgeführte Prozess entspricht dem zweiten Bestimmungsabschnitt. Wenn eine 12-Volt-Batteriespannung als die externe Leistungsquelle mit dem betroffenen Fahrzeug verbunden ist, ist das Bestimmungsergebnis bei S14 NEIN und die CPU 18 beendet den vorliegenden Prozess. Wenn die 24-Volt-Batteriespannung als die externe Leistungsquelle mit dem betroffenen Fahrzeug verbunden ist, ist das Bestimmungsergebnis bei S14 JA und die CPU 18 geht über zu S15.
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Bei S15 setzt die CPU 18 einen 24-Volt-Startmarker auf Eins. Der 24-Volt-Startmarker ist ein Marker, der eine Starthilfe unter Verwendung einer Spannung von 24 Volt oder eine Starthilfe unter Verwendung einer unterschiedlichen Spannung als 24 Volt angibt. Wenn der 24-Volt-Startmarker auf Null gesetzt ist, gibt dies an, dass die Starthilfe unter Verwendung einer unterschiedlichen Batteriespannung als 24 Volt durchgeführt wird. Wenn der 24-Volt-Startmaker auf Eins gesetzt ist, gibt dies an, dass die Starthilfe unter Verwendung einer Batteriespannung von 24 Volt ausgeführt wird.
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Bei S16 schaltet die CPU 18 alle Schaltelemente des elektrischen Leistungswandlers 16 aus. Wenn alle Schaltelemente des elektrischen Leistungswandlers 16 ausgeschaltet sind, wird die elektrische Leistungserzeugungsoperation des elektrischen Leistungsgenerators 15 in einem deaktivierten Zustand beibehalten. Dann beendet die CPU 18 den in 2 gezeigten Prozess.
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Wenn bei S13 bestimmt ist, dass die Maschine in den Maschinenstartbeendigungszustand gewechselt ist, geht die CPU 18 über zu S17. Bei S17 bestimmt die CPU 18, ob der 24-Volt-Startmarker gleich Eins ist. Die Bestimmung bei S17 wird ausgeführt, um einen Wechsel in den Maschinenstartbeendigungszustand nach dem Start der Maschine 11 unter einer Bedingung zu bestimmen, dass die Bestimmung der Starthilfeaktivierung und die Bestimmung der 24-Volt-Batteriespannungsverbindung durch die CPU 18 vorgenommen werden. Der bei S13 und S17 ausgeführte Prozess entspricht einem dritten Bestimmungsabschnitt. Wenn das Bestimmungsergebnis bei S17 NEIN ist, beendet die CPU 18 den vorliegenden Prozess. Wenn das Bestimmungsergebnis bei S17 JA ist, geht die CPU 18 über zu S18.
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Bei S18 bestimmt die CPU 18, ob die Batteriespannung VB, die durch die Leistungsquelleneinheit 19 erfasst wird, niedriger als der Schwellenwert Th wird. Die CPU 18 bestimmt eine Trennung oder Entfernung der 24-Volt-Batteriespannung von der Batterie 13 basierend auf der Bestimmung, die bei S18 vorgenommen wird. Der bei S18 ausgeführte Prozess entspricht einem vierten Bestimmungsabschnitt. Zu dieser Zeit gibt eine Bestimmung von JA bei S17 den Verbindungszustand der 24-Volt-Batteriespannung an und wenn die Bestimmung bei S18 NEIN wird, geht die CPU 18 über zu S16. Bei S16 behält die CPU 18 den elektrischen Leistungsgenerator 15 in einem deaktivierten Zustand einer elektrischen Leistungserzeugung bei, wie vorstehend beschrieben. Somit entspricht der bei S16 ausgeführte Prozess einem Beibehaltungsabschnitt. Obwohl bei S16 ein Steuerungssignal, das von der ECU 24 zum Aktivieren der elektrischen Leistungserzeugungsoperation ausgegeben wird, in den elektrischen Leistungsgenerator 15 eingegeben wird, behält die CPU 18 den elektrischen Leistungsgenerator 15 in dem deaktivierten Zustand der elektrischen Leistungserzeugung bei, unabhängig von dem Steuerungssignal zum Aktivieren der elektrischen Leistungserzeugungsoperation von der ECU 24.
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Wenn die Verbindung der 24-Volt-Batteriespannung entfernt oder von dem betroffenen Fahrzeug getrennt wird und das Bestimmungsergebnis bei S18 JA wird, geht die CPU 18 über zu S19. Bei S19 startet die CPU 18 die elektrische Leistungserzeugungsoperation des elektrischen Leistungsgenerators 15, die die Schaltoperation des elektrischen Leistungswandlers 16 aktiviert. Speziell schaltet der elektrische Leistungswandler 16 die Schaltelemente zum Durchführen der Schaltoperation ein. Der bei S19 ausgeführte Prozess entspricht einem Anweisungsabschnitt.
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Im Folgenden wird der elektrische Leistungserzeugungssteuerungsprozess mit Bezug auf das in 3 gezeigte Signalzeitablaufdiagramm beschrieben.
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Zur Zeit t1 wird die Motorhaube in den geöffneten Zustand versetzt. Das heißt, das Signal, das einen Zustand der Motorhaube angibt, schaltet von AUS zu AN. Zur Zeit t2 wird die 24-Volt-Batteriespannung mit der Batterie 13 unter Verwendung des Starthilfekabels verbunden und die Anschlussspannung (VOTG) der Batterie 13 erhöht sich mehr als der Schwellenwert Th. Zur Zeit t3 wird der Anlasser (STA) 12 durch die Spannung, die durch die 24-Volt-Batteriespannung zugeführt wird, angetrieben und schaltet von AUS zu AN. Wenn dieser zur Zeit t3 aktiviert wird, treibt der Anlasser 12 die Maschine 11 an, um sich zu drehen, und die Drehzahl (NE) der Maschine 11 erhöht sich. Zu dieser Zeit fließt ein Entladestrom durch die Batterie 13 durch die Antriebsoperation des Anlassers 12. Weiterhin bestimmt zur Zeit t3 die CPU 18 der elektrischen Leistungserzeugungssteuerungseinheit 17 die Starthilfezeit und eine Verbindung der 24-Volt-Batteriespannung und setzt den 24-Volt-Startmarker (24V-START-MARKER) von Null auf Eins.
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Zur Zeit t4 wird der Maschinenstartbeendigungszustand der Maschine 11 basierend auf der Maschinendrehzahl (NE) bestimmt, welche sich auf den perfekten Explosionsbestimmungswert erhöht. Zur Zeit t4, auch wenn die Maschine 11 in den Maschinenstartbeendigungszustand wechselt, behält der elektrische Leistungsgenerator 15 den deaktivierten Zustand einer elektrischen Leistungserzeugung bei, wie durch den AUS-Zustand von ISG gezeigt ist. Das heißt, der elektrische Leistungsgenerator 15 befindet sich in einem Bereitschaftszustand der elektrischen Leistungserzeugungsoperation. Somit kann ein abnormaler Strom, der durch die elektrische Leistungserzeugungsoperation verursacht wird, während die 24-Volt-Spannung an den ISG 14 angelegt wird, beschränkt werden.
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Zur Zeit t5 wird das Starthilfekabel von der Batterie 13 entfernt und die Trennung der 24-Volt-Batteriespannung wird bestimmt. Zu dieser Zeit verringert sich die Anschlussspannung (VOTG) der Batterie 13 auf ein Level, das niedriger als der Schwellenwert Th ist. Als Reaktion auf diese Spannungsverringerung wird die elektrische Leistungserzeugungsoperation des elektrischen Leistungsgenerators 15 unmittelbar gestartet, wie durch AUS zu AN des ISG gezeigt ist. Zur Zeit t5 wird die erfasste Batteriespannung direkt in die Leistungsquelleneinheit 19 der elektrischen Leistungserzeugungssteuerungseinheit 17 ohne durch die ECU 14 direkt eingegeben, und die erfasste Batteriespannung wird durch die CPU 18 von der Leistungsquelleneinheit 19 beschafft. Verglichen mit einem Fall, in dem die Spannungsinformationen von der ECU 24 eingegeben werden, kann die Spannungsverringerung unmittelbar bestimmt werden, und der elektrische Leistungsgenerator 15 kann die elektrische Leistungserzeugungsoperation als Reaktion auf die Verringerung der Batteriespannung sofort starten. Somit kann eine Verringerung der Batteriespannung nach der Trennung der 24-Volt-Batteriespannung effektiv beschränkt werden. Weiterhin wird zur Zeit t5 der 24-Volt-Startmarker auf Null gesetzt. Zur Zeit t6 wird die Motorhaube in den geschlossenen Zustand versetzt.
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Im Folgenden werden Vorteile, die durch das vorliegenden Ausführungsbeispiel bereitgestellt werden, beschrieben.
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Wenn die Starthilfe unter Verwendung einer externen Leistungsquelle einer 24-Volt-Batterie durchgeführt wird, wird die elektrische Leistungserzeugungsoperation des elektrischen Leistungsgenerators 15 in dem deaktivierten Zustand beibehalten, bis die Maschine 11 in den Maschinenstartbeendigungszustand wechselt. Somit können eine Erzeugung eines abnormalen Stroms und die Beschädigung des ISG 14 durch den abnormalen Strom beschränkt werden. Nachdem der Maschinenstart beendet bzw. vollständig ist, wird die Trennung der 24-Volt-Batteriespannung basierend auf dem Spannungssignal, das direkt von der Leistungsquelleneinheit 19 beschafft wird, bestimmt. Somit kann die Spannungsverringerung beschränkt werden und ein Maschinenstillstand, der durch die Spannungsverringerung verursacht wird, kann beschränkt werden. Als ein Ergebnis kann die Maschine angemessen gestartet werden, wenn die Starthilfe unter Verwendung einer Hochspannungsleistungsquelle, die eine Spannung zuführt, die höher als die Batteriespannung des betroffenen Fahrzeugs ist, ausgeführt wird.
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Der ISG 14 umfasst den elektrischen Leistungsgenerator 15, den elektrischen Leistungswandler 16 und die elektrische Leistungserzeugungssteuerungseinheit 17. In dieser Konfiguration kann der elektrische Leistungswandler 16 einen Zustand des ISG zwischen einem aktivierten Zustand einer elektrischen Leistungserzeugung und einem deaktivierten Zustand einer elektrischen Leistungserzeugung umschalten. Wenn der elektrische Leistungswandler 16 die Schaltelemente in den AUS-Zuständen beibehält, kann der deaktivierte Zustand einer elektrischen Leistungserzeugung (ebenso als Bereitschaftszustand bezeichnet) angemessen beibehalten werden. Wenn der elektrische Leistungswandler 16 die Schaltelemente einschaltet, kann die elektrische Leistungserzeugungsoperation angemessen gestartet werden.
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Wenn die Starthilfe unter Verwendung der 24-Volt-Batteriespannung durchgeführt wird, steuert die CPU 18 den elektrischen Leistungswandler 16, um die Schaltelemente einzuschalten oder die Schaltelemente auszuschalten, unabhängig von dem Steuerungssignal, das von der ECU 24 übertragen wird. Das heißt, wenn der dritte Bestimmungsabschnitt S13, S17 bestimmt, dass die Maschine in den Maschinenstartbeendigungszustand gewechselt ist, behält der Beibehaltungsabschnitt S16 den elektrischen Leistungsgenerator 15 in dem deaktivierten Zustand einer elektrischen Leistungserzeugung bei, obwohl das Steuerungssignal zum Aktivieren der elektrischen Leistungserzeugung von der ECU 24 ausgegeben wird. Weiterhin, wenn der vierte Bestimmungsabschnitt S18 bestimmt, dass die externe Leistungsquelle von der Batterie 13 getrennt ist, weist der Anweisungsabschnitt S19 den unmittelbaren Start der elektrischen Leistungserzeugung an den elektrischen Leistungsgenerator 15 an, obwohl das Steuerungssignal zum Deaktivieren der elektrischen Leistungserzeugung von der ECU 24 ausgegeben wird. Mit dieser Konfiguration kann der elektrische Leistungserzeugungszustand durch die CPU 18 angemessen gesteuert werden.
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Üblicherweise besitzt die Batterie 13, mit der ein privater Personenkraftwagen ausgestattet ist, eine Spannung von 12 Volt und besitzt die Batterie, mit der ein gewerbliches Fahrzeug ausgestattet ist, eine Spannung von 24 Volt. Somit, wenn die 24-Volt-Batterie des gewerblichen Fahrzeugs verwendet wird, um die Starthilfe des privaten Personenkraftwagens durchzuführen, kann die Starthilfe mit der elektrischen Leistungssteuerungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel angemessen durchgeführt werden.
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Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration, wenn die Starthilfe der Maschine 11 durch die Leistungsversorgung von der Hochspannungsleistungsquelle durchgeführt wird, wird die Leistungserzeugungsoperation des elektrischen Leistungsgenerators 15 in einem deaktivierten Zustand beibehalten. Das heißt, die Leistungserzeugungsoperation des elektrischen Leistungsgenerators 15 wird in einem Bereitschaftszustand beibehalten. Mit dieser Konfiguration kann ein abnormaler Strom, der durch die elektrische Leistungserzeugungsoperation des elektrischen Leistungsgenerators 15 erzeugt wird, wenn die Hochspannungsleistungsquelle an den elektrischen Leistungsgenerator 15 angelegt wird, beschränkt werden. Weiterhin, nach der Beendigung des Maschinenstarts, wenn bestimmt ist, dass die Hochspannungsleistungsquelle von der Batterie 13 des betroffenen Fahrzeugs getrennt ist, basierend auf dem Spannungssignal, das direkt durch die Leistungsquelleneinheit 19 erfasst wird, wird die Leistungserzeugungsoperation des Leistungsgenerators 15 unmittelbar aktiviert. Mit dieser Konfiguration, nach der Trennung der Hochspannungsleistungsquelle, kann die Spannungsverringerung an dem Batterieanschluss beschränkt werden und kann ein Maschinenstillstand, der durch die Spannungsverringerung der Batterie 13 verursacht wird, beschränkt werden. Als ein Ergebnis kann die Maschine angemessen gestartet werden, wenn eine Starthilfe unter Verwendung der Hochspannungsleistungsquelle durchgeführt wird, die eine Spannung zuführt, die höher als die Batteriespannung des betroffenen Fahrzeugs ist.
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Im Folgenden werden Modifikationen der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Verbindung einer 24-Volt-Batteriespannung als die externe Leistungsquelle bestimmt. In einem anderen Beispiel kann ein Verbindung einer externen Batterie, die eine Spannung zuführt, die höher als die Batteriespannung des betroffenen Fahrzeugs ist, als die externe Leistungsquelle bestimmt werden. Weiterhin kann eine andere Hochspannungsleistungsquelle als die Fahrzeugbatterie, zum Beispiel eine Batterie für eine Heimanwendung, mit dem betroffenen Fahrzeug zum Durchführen der Starthilfe verbunden werden.
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Das Fahrzeug 10 kann einen Wechselstromgenerator bzw. eine Lichtmaschine als die elektrische Leistungserzeugungseinrichtung anstelle des ISG 14 umfassen. In diesem Fall kann ein Schalter zwischen der Batterie 13 und der Lichtmaschine angeordnet sein. In dem Maschinenbeendigungszustand nach der Starthilfe unter Verwendung der 24-Volt-Batteriespannung kann der Schalter abgeschaltet werden (geöffneter Zustand), um den deaktivierten Zustand einer elektrischen Leistungserzeugung beizubehalten.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bestimmt der erste Bestimmungsabschnitt eine Aktivierung der Starthilfe der Maschine 11 und bestimmt der zweite Bestimmungsabschnitt, ob eine hohe Batteriespannung mit der Batterie 13 des betroffenen Fahrzeugs verbunden ist. Wenn eine hohe Batteriespannung mit der Batterie 13 des betroffenen Fahrzeugs verbunden ist, wird üblicherweise davon ausgegangen, dass eine Starthilfe auszuführen ist. Somit kann die erste Bestimmung weggelassen werden. In diesem Fall, wenn die hohe Batteriespannung mit der Batterie 13 des betroffenen Fahrzeugs verbunden ist, bestimmt der zweite Bestimmungsabschnitt die Verbindung der hohen Batteriespannung mit der Batterie 13 des betroffenen Fahrzeugs und die Aktivierung der Starthilfe zur gleichen Zeit.
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Während nur die ausgewählten beispielhaften Ausführungsbeispiele gewählt wurden, um die vorliegende Offenbarung darzustellen, ist dem Fachmann von der Offenbarung ersichtlich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen diesbezüglich vorgenommen werden können, ohne sich von dem Umfang der Offenbarung, der durch die anhängigen Ansprüche definiert ist, zu entfernen. Des Weiteren ist die vorliegende Beschreibung der beispielhaften Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Offenbarung nur für eine Darstellung bereitgestellt und nicht zum Zweck des Beschränkens der Offenbarung, die durch die anhängigen Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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