车辆的电源系统的制作方法

文档序号:22763829发布日期:2020-10-31 10:14阅读:109来源:国知局
车辆的电源系统的制作方法

本发明涉及一种车辆的电源系统。更详细地说,涉及一种具备在车辆发生碰撞时使连接蓄电装置和电动机的主电路中的电荷进行放电的放电功能的车辆的电源系统。



背景技术:

混合动力汽车或电动汽车等电动车辆搭载有电源系统,通过利用由所述电源系统供给的电力对马达进行驱动而行驶。电源系统包括高电压电池、对所述高电压电池的输出电压进行转换的直流-直流(directcurrent-directcurrent,dc-dc)转换器、以及将dc-dc转换器的直流输出转换成交流而供给至马达的逆变器(inverter)。另外,在由这些dc-dc转换器及逆变器等构成的主电路中,设置多个大电容的平滑电容器。

在车辆的行驶过程中,为了使电源系统的直流电力稳定化,在所述多个平滑电容器中必须预先蓄积电荷,然而例如当车辆发生了碰撞时,就需要这些平滑电容器中所蓄积的电荷迅速放电。因此,在很多车辆中,在发生碰撞时执行如下放电控制:使平滑电容器所蓄积的电荷放电至某些负载,使主电路的电压迅速下降(例如,参照专利文献1)。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]国际公开第2010/131340号公报



技术实现要素:

[发明所要解决的问题]

但是在车辆发生碰撞的情况下,优选尽可能快速地使主电路的电压下降。然而,在车辆在坡道上发生碰撞的情况下或车辆发生了斜向(倾斜)碰撞的情况下,有时即使响应检测出车辆的碰撞来执行放电控制而使主电路的电压下降之后,驱动轮会旋转,从而也会在马达中产生感应电力,主电路的电压再次上升。然而,专利文献1的发明并未充分研究在执行放电控制后的电压的再上升。因此,在车辆发生碰撞后,有时无法在规定时间内使主电路的电压下降到规定电压以下。

本发明的目的在于提供一种车辆的电源系统,即使在车辆发生碰撞后直到车辆停止为止的期间主电路的电压再次上升的情况下,也能够在规定时间内使主电路的电压下降到规定电压以下。

[解决问题的技术手段]

(1)本发明的车辆(例如,后述的车辆v)的电源系统(例如,后述的电源系统1)具备:蓄电装置(例如,后述的高电压电池21);连结于车辆的驱动轮(例如,后述的驱动轮w)的电动机(例如,后述的驱动马达m);主电路(例如,后述的高电压电路2),在所述蓄电装置与所述电动机之间进行电力的授受;电压获取部件(例如后述的二次侧电压传感器94),获取所述主电路的电压即主电路电压;以及控制装置(例如后述的系统电子控制单元(electroniccontrolunitecu)8),在放电开始条件成立时,执行对所述主电路进行操作而使所述主电路电压下降的放电控制,在所述放电开始条件成立后,所述控制装置在执行了既定时间的等待所述放电控制的开始的待机控制之后,开始所述放电控制。

(2)在此情况下,优选所述控制装置基于在执行所述待机控制的过程中由所述电压获取部件获取的主电路电压,判定能否继续所述待机控制。

(3)在此情况下,优选所述控制装置基于在执行所述待机控制的过程中由所述电压获取部件获取的主电路电压,判定在既定的目标时间(例如,后述的目标放电时间ttotal)内所述主电路电压是否能够放电至既定的目标电压(例如后述的目标停止电压v2end)以下,并且,在能够放电至既定的目标电压以下的情况下继续所述待机控制,在不能放电至既定的目标电压以下的情况下结束所述待机控制,开始所述放电控制。

(4)在此情况下,优选所述控制装置基于在所述待机控制的执行中由所述电压获取部件获取的主电路电压反复算出预定放电执行时间(例如,后述的预定放电执行时间zpre)及预定放电待机时间(例如,后述的预定放电待机时间ypre),并在经过了所述预定放电待机时间之后开始所述放电控制,所述预定放电执行时间是通过执行所述放电控制而使所述主电路电压成为所述目标电压以下所需要的时间,所述预定放电待机时间是为了在经过了所述目标时间时使所述主电路电压成为所述目标电压以下而需要等待所述放电控制的执行的时间。

(5)在此情况下,优选所述控制装置基于在执行所述待机控制的过程中由所述电压获取部件获取的主电路电压来算出所述主电路中的残留能量,并基于此残留能量来算出所述预定放电时间以及所述预定放电待机时间。

(6)在此情况下,优选所述控制装置基于在执行所述待机控制的过程中由所述电压获取部件获取的主电路电压来判定所述主电路电压有无上升,并基于所判定结果来判定能否继续所述待机控制。

(7)在此情况下,优选所述电源系统还具备获取所述电动机的转速的转速获取部件,所述控制装置基于在执行所述待机控制的过程中由所述转速获取部件获取的转速来判定所述转速有无上升,并基于所判定结果来判定能否继续所述待机控制。

(8)在此情况下,优选所述电源系统还包括将所述主电路中的电力供给至所述控制装置的电力供给装置(例如,后述的后备电源单元5),所述控制装置使用由所述电力供给装置供给的电力来执行所述放电控制。

(9)在此情况下,优选当在执行所述待机控制的过程中,所述主电路电压低于预先设定的电压(例如后述的目标停止电压v2end)时,所述控制装置不执行所述放电控制。

[发明的效果]

(1)在本发明的电源系统中,控制装置在放电开始条件成立后,在执行了既定时间的等待放电控制的开始的待机控制后,开始对主电路进行操作而使主电路电压下降的放电控制。换句话说,控制装置不是响应于放电开始条件成立而立即开始放电控制,而是在执行待机控制经过既定时间之后开始放电控制。因而根据本发明,即使在放电开始条件成立之后,在等待执行放电控制的期间主电路电压再次上升的情况下,执行放电控制,也能够使主电路电压在规定时间内下降至规定电压以下。

(2)需要执行放电控制的时间对应于主电路电压而变化。因而根据本发明,控制装置基于在执行待机控制的过程中由电压获取部件获取的主电路电压来判定能否继续待机控制,由此可确保尽可能长地执行待机控制的时间以备主电路电压的再上升,并能够在对应于此时的主电路电压的适当的时机来结束待机控制而开始放电控制,以使主电路电压在规定时间内成为规定电压以下。

(3)在本发明的电源系统中,控制装置基于在执行待机控制的过程中由电压获取部件获取的主电路电压,来判定在既定的目标时间内主电路电压是否能够放电至既定的目标电压以下,并且在能够放电至既定的目标电压以下的情况下继续待机控制,在不能够放电至既定的目标电压以下的情况下结束待机控制并开始放电控制。因此,根据本发明,通过相对于规定时间和规定电压设置既定的余量(margin)来设定目标时间和目标电压,能够确保尽可能长地执行待机控制的时间以备主电路电压的再上升,并且在与此时的主电路电压对应的适当的时机结束待机控制而开始放电控制,以使主电路电压在规定时间内成为规定电压以下。

(4)在本发明的电源系统中,控制装置在执行待机控制的过程中反复算出预定放电执行时间及预定放电待机时间,并在经过了所述预定放电待机时间之后开始放电控制,所述预定放电执行时间是通过执行放电控制而使主电路电压成为目标电压以下所需要的时间,所述预定放电待机时间是为了在经过了目标时间时使主电路电压成为目标电压以下而需要等待放电控制的执行的时间。根据本发明,在执行待机控制的过程中,以在经过目标时间时主电路电压成为目标电压以下的方式反复算出预定放电待机时间,由此确保尽可能长地执行待机控制的时间以备主电路电压的再上升,并且能够在对应于此时的主电路电压的适当的时机结束待机控制而开始放电控制,以使主电路电压在规定时间内成为规定电压以下。

(5)主电路中的电压越高,则主电路中的能量越多。另外,设置于主电路或与主电路连接的设备等的电容器的数量或静电电容越多,则主电路中的能量越多。因此,控制装置基于待机控制的执行中获取的主电路电压来算出主电路中的残留能量,并基于所述残留能量来算出预定放电时间及预定放电待机时间。由此,可考虑设置于主电路或与主电路连接的设备等的电容器的数量或静电电容,来更正确地算出预定放电时间和预定放电待机时间等。

(6)车辆发生碰撞后,主电路中的电力被各种辅助设备消耗。因此,主电路电压在车辆发生碰撞后逐渐减小,但是如上所述,由于某种原因在电动机中产生感应电力时,有时会再上升。因此在本发明的电源系统中,控制装置判定在执行待机控制的过程中主电路电压有无上升,并基于此判定结果来判定能否继续待机控制。如此,当在执行待机控制的过程中主电路电压上升时,能够与此相应地结束待机控制,并开始放电控制,使主电路电压下降,以使其在规定时间内成为规定电压以下。

(7)如上所述在车辆发生碰撞后,存在当因某些原因而电动机旋转时,产生感应电力,而主电路电压再上升的情况。因此,在本发明的电源系统中,控制装置判定在执行待机控制的过程中电动机的转速有无上升,并基于所判定结果来判定能否继续待机控制。由此,在执行待机控制的过程中电动机的转速上升,而主电路电压有可能上升的情况下,能够与此相应地结束待机控制并且开始放电控制,使主电路电压下降以在规定时间内成为规定电压以下。

(8)当车辆发生碰撞后,存在如下情况:因撞击而在电池中产生不良情况,无法从电池向控制装置供给用于执行放电控制的电力。相对于此,本发明的电源系统具有向控制装置供给主电路中的电力的电力供给装置,控制装置使用由电力供给装置供给的电力来执行放电控制。由此,即使在无法从电池向控制装置供给电力的情况下,控制装置也能够通过电力供给装置所供给的电力来执行放电控制。

但是,由于电力供给装置向控制装置供给主电路的电力,另外在控制装置中执行放电控制需要大量电力,所以在放电开始条件成立之后,在从电力供给装置供给的电力下能够在控制装置中执行放电控制的时间受到限制。相对于此,本发明中,控制装置在放电开始条件成立后,经过既定时间而执行等待放电控制开始的待机控制,从而能够延长可通过电力供给装置向控制装置供给电力的时间。

(9)在本发明的电源系统中,控制装置在执行待机控制的过程中,主电路电压低于预定的电压的情况下,不执行放电控制。由此,能够抑制不必要的放电控制的执行。

附图说明

图1a是表示搭载本发明的第一实施方式所涉及的电源系统的电动车辆的构成的图。

图1b是表示高电压dc-dc转换器的电路构成的一例的图。

图2是表示急速放电处理的具体顺序的流程图。

图3是表示初始预定时间算出处理的具体顺序的流程图。

图4是用于说明初始预定时间算出处理的顺序的流程图。

图5是表示放电待机控制处理的具体顺序的流程图。

图6是表示通过图2的急速放电处理实现的二次侧电压及马达转速的时间变化的流程图。

图7是表示通过图2的急速放电处理实现的二次侧电压及马达转速的时间变化的流程图。

图8是表示通过图2的急速放电处理实现的二次侧电压及马达转速的时间变化的流程图。

图9是表示通过图2的急速放电处理实现的二次侧电压及马达转速的时间变化的流程图。

图10是表示通过图2的急速放电处理实现的二次侧电压及马达转速的时间变化的流程图。

图11是表示通过图2的急速放电处理实现的二次侧电压及马达转速的时间变化的流程图。

图12是表示本发明的第二实施方式涉及的电源系统中的放电待机控制处理的具体的顺序的流程图。

图13是表示本发明的第三实施方式的电源系统中的放电待机控制处理的具体的顺序的流程图。

[符号的说明]

v:车辆

w:驱动轮

1:电源系统

m:驱动马达(电动机)

2:高电压电路(主电路)

21:高电压电池(蓄电装置)

5:后备电源单元(电力供给装置)

8:系统ecu(控制装置)

93:一次侧电压传感器(电压获取部件)

94:二次侧电压传感器(电压获取部件)

具体实施方式

<第一实施方式>

以下,参照附图对本发明的第一实施方式进行说明。

图1a是表示搭载本实施方式的电源系统1的电动车辆v(以下简称为“车辆”)的构成的图。再者,在本实施方式中,作为车辆v,是以包含发动机e、驱动马达m及发电机g的所谓混合动力车辆为例进行说明,但是本发明并不限于此。本发明的电源系统并不限于混合动力车辆,只要是电动汽车或燃料电池汽车等使用电池中所蓄积的电力而行驶的车辆,就可以应用于任意车辆。

车辆v包括电源系统1、发动机e、作为电动发电机的驱动马达m、发电机g及驱动轮w。驱动马达m主要产生用于车辆v行驶的动力。驱动马达m的输出轴经由未图示的动力传递机构而连结于驱动轮w。通过从电源系统1向驱动马达m供给电力而在驱动马达m中产生的扭矩经由未图示的动力传递机构而传递至驱动轮w,使驱动轮w旋转,从而使车辆v行驶。另外,驱动马达m在车辆v的减速再生时作为发电机而发挥作用。由驱动马达m发出的电力对电源系统1所具备的后述高电压电池21充电。

另外在驱动马达m的输出轴,安装有用以检测输出轴的旋转角度的第1解角器(resolver)r1。当从电源系统1的系统ecu8供给交流电力时,第1解角器r1励磁,并且将与驱动马达m的输出轴的旋转角度对应的信号发送至系统ecu8。

作为发动机e的输出轴的曲轴经由未图示的动力传递机构与发电机g连接。发电机g通过发动机e的动力来驱动,产生电力。由发电机g发出的电力对高电压电池21充电。再者,发动机e经由未图示的动力传递机构与驱动轮w连接,能够利用发动机e的动力来使驱动轮w驱动。

另外在发电机g的输出轴,安装有用以检测输出轴的旋转角度的第2解角器r2。当从电源系统1的系统ecu8供给交流电力时,第2解角器r2励磁,并且将与发电机g的输出轴的旋转角度对应的信号发送至系统ecu8。

电源系统1包括:高电压电路2,连接高电压电池21、驱动马达m及发电机g,在高电压电池21与驱动马达m以及高电压电池21与发电机g之间进行电力的授受;低电压电路3,设置有低电压电池31;后备电源单元5;以及系统ecu8,控制驱动马达m、发电机g、高电压电路2,低电压电路3以及后备电源单元5等。

高电压电路2包括:高电压电池21,作为电压转化器的高电压dc-dc转换器22,将高电压电池21的正负两极与高电压dc-dc转换器22的低压侧正负两极端子加以连接的第1电力线26p、第1电力线26n,作为电力转换器的第1逆变器(inverter)23、第2逆变器24,连接高电压dc-dc转换器22的高压侧的正负两极端子和各逆变器23、24的直流输入输出侧的第2电力线27p、第2电力线27n,与第1电力线26p、第1电力线26n连接的低电压dc-dc转换器25,低电压dc-dc转换器25的控制电路25d,与第1电力线26p、第1电力线26n连接的一次侧电容器11,与第2电力线27p、第2电力线27n连接的二次侧电容器12,以及与第1电力线26p、第1电力线26n连接的车辆辅助设备4。再者,在图1a中,将在第1电力线26p、第1电力线26n中相互并联连接的多个电容器汇总而图示为一次侧电容器11,将在第2电力线27p、第2电力线27n中相互并联连接的多个电容器汇总而图示为二次侧电容器12。另外,以下,将一次侧电容器11的静电电容设为c1,将二次侧电容器12的静电电容设为c2。

高电压电池21是能够实现将化学能转换成电能的放电以及将电能转换成化学能的充电两者的蓄电池。以下,说明使用通过锂离子在电极间移动而进行充放电的所谓锂离子蓄电池作为所述高电压电池21的情况,但是本发明并不限于此。

在第1电力线26p、第1电力线26n上,分别设置有正极接触器(contactor)28p及负极接触器28n。所述接触器28p、接触器28n是常开(normalopen)型,在未输入来自外部的指令信号的状态下打开而切断高电压电池21的两电极与第1电力线26p、第1电力线26n的导通,在输入了指令信号的状态下关闭而将高电压电池21与第1电力线26p、第1电力线26n加以连接。所述接触器28p、接触器28n根据从电池ecu6发送的指令信号,利用由低电压电池31供给的电力而开关。再者,正极接触器28p成为预充电接触器,具有用于缓和朝向高电压电路2中所设置的多个电容器11、电容器12的涌入电流的预充电电阻。

车辆辅助设备4包括调节未图示的车室内温度的电动空气压缩机、对高电压电池21进行加热的电池加热器等电负载。

图1b是表示高电压dc-dc转换器22的电路构成的一例的图。高电压dc-dc转换器22设置在第1电力线26p、第1电力线26n与第2电力线27p、第2电力线27n之间。高电压dc-dc转换器22的低压侧正极端子221和低压侧负极端子222分别与一次侧电容器11的两端连接。高电压dc-dc转换器22的高压侧正极端子223和高压侧负极端子224分别与二次侧电容器12的两端连接。

高电压dc-dc转换器22是将电抗器l、高臂元件225h、低臂元件225l、负母线227组合而构成的双向dc-dc转换器。

负母线227是将低压侧负极端子222与高压侧负极端子224加以连接的配线。电抗器l中,其一端侧连接于低压侧正极端子221,其另一端侧连接于高臂元件225h和低臂元件225l的连接节点(node)228。

高臂元件225h包括绝缘栅双极型晶体管(insulatedgatebipolartransistor,igbt)或金属氧化物半导体场效应晶体管(metallicoxidesemiconductorfieldeffecttransistor,mosfet)等已知的功率切换(powerswitching)元件、以及与所述功率切换元件并联连接的二极管。低臂元件225l包括igbt或mosfet等已知的功率切换元件、以及与所述功率切换元件并联连接的二极管。这些高臂元件225h及低臂元件225l在高压侧正极端子223与负母线227之间依此顺序串联连接。

高臂元件225h的功率切换元件的集极(collector)与高压侧正极端子223连接,其射极(emitter)与低臂元件225l的集极连接。低臂元件225l的功率切换元件的射极与负母线227连接。高臂元件225h中所设置的二极管的正方向是从电抗器l向高压侧正极端子223的方向。另外,低臂元件225l中所设置的二极管的正方向是从负母线227向电抗器l的方向。

这些高臂元件225h及低臂元件225l分别通过栅极驱动信号而接通或断开,所述栅极驱动信号是通过系统ecu8所具备的栅极驱动电路(gatedrivecircuit)(未图示)而生成。

高电压dc-dc转换器22通过按照从系统ecu8的栅极驱动电路以既定的时序生成的栅极驱动信号对所述元件225h、元件225l进行接通/断开关闭驱动,而发挥升压功能及降压功能。所谓升压功能,是指使施加至低压侧的端子221、端子222的电压升压而输出至高压侧的端子223、端子224的功能,由此电流从第1电力线26p、第1电力线26n流入至第2电力线27p、第2电力线27n。此外,所谓降压功能,是指使施加至高压侧的端子223、端子224的电压降压而输出至低压侧的端子221、端子222的功能,由此电流从第2电力线27p、第2电力线27n流入至第1电力线26p、第1电力线26n。再者,以下,将第1电力线26p、第1电力线26n之间的电位差,更具体来说将一次侧电容器11的两端的电压记作一次侧电压v1。另外,将第2电力线27p、第2电力线27n之间的电位差,更具体来说将二次侧电容器12的两端的电压记作二次侧电压v2。

返回到图1a,第1逆变器23及第2逆变器24例如是包括将多个开关元件(例如,igbt)加以桥接而构成的桥接电路(bridgecircuit)的利用脉冲宽度调制的脉宽调制(pulse-widthmodulation,pwm)逆变器,具备对直流电力与交流电力进行转换的功能。第1逆变器23在其直流输入输出侧与第2电力线27p、第2电力线27n连接,在交流输入输出侧与驱动马达m的u相、v相、w相的各线圈连接。第2逆变器24在其直流输入输出侧与第2电力线27p、第2电力线27n连接,在交流输入输出侧与发电机g的u相、v相、w相的各线圈连接。

第1逆变器23是针对每个相将与驱动马达m的u相连接的高位侧u相开关元件及低位侧u相开关元件、与驱动马达m的v相连接的高位侧v相开关元件及低位侧v相开关元件、及与驱动马达m的w相连接的高位侧w相开关元件及低位侧w相开关元件加以桥接而构成。

第1逆变器23通过按照从系统ecu8的栅极驱动电路以既定的时序生成的栅极驱动信号对所述各相的开关元件进行接通/断开驱动,而将从高电压dc-dc转换器22供给的直流电力转换成交流电力供给至驱动马达m,或将从驱动马达m供给的交流电力转换成直流电力供给至高电压dc-dc转换器22。

第2逆变器24是针对每个相将与发电机g的u相连接的高位侧u相开关元件及低位侧u相开关元件、与发电机g的v相连接的高位侧v相开关元件及低位侧v相开关元件、及与发电机g的w相连接的高位侧w相开关元件及低位侧w相开关元件加以桥接而构成。

第2逆变器24通过按照从系统ecu8的栅极驱动电路以既定的时序生成的栅极驱动信号对所述各相的开关元件进行接通/断开驱动,而将从高电压dc-dc转换器22供给的直流电力转换成交流电力供给至发电机g,或将从发电机g供给的交流电力转换成直流电力供给至高电压dc-dc转换器22。

低电压dc-dc转换器25相对于第1电力线26p、第1电力线26n,与高电压dc-dc转换器22并联连接。控制电路25d通过使用从后备电源单元5供给的电力而对低电压dc-dc转换器25的开关元件进行接通/断开驱动,从而使第1电力线26p、第1电力线26n之间的电压v1降压,供给至低电压电池31,对低电压电池31进行充电。

低电压电路3包括低电压电池31、第1系统控制电力线32、第1二极管33、碰撞探测部35及电池ecu36。

低电压电池31是能够实现将化学能转换成电能的放电、及将电能转换成化学能的充电两者的蓄电池。在本实施方式中,是对使用铅电池作为电池3的情况进行说明,所述铅电池在电极中使用了铅,但是本发明并不限于此。并且,以下,说明使用其输出电压低于高电压电池21的输出电压的电池作为低电压电池31的情况。再者,以下,说明考虑到操作者对车辆的维护性,将所述低电压电池31设置在车辆v的未图示的发动机舱之中车辆前方侧的情况,但是本发明并不限于此。

第1系统控制电力线32是将低电压电池31与系统ecu8加以连接,将电力从低电压电池31供给至系统ecu8的供电线。再者,以下,将第1系统控制电力线32的电压,即,将低电压电池31的输出电压记作vb。

第1二极管33设置在第1系统控制电力线32上。第1二极管33的正方向是从低电压电池31向系统ecu8的方向,允许从低电压电池31向系统ecu8的电流。

碰撞探测部35通过利用加速度传感器(未图示)的检测信号,来判断车辆v是否发生了碰撞或侧翻,当判定为发生了碰撞或侧翻时,向电池ecu36发送碰撞探测信号。碰撞探测部35利用由低电压电池31供给的电力来动作。

电池ecu36是负责关于接触器28p、接触器28n的接通/断开与高电压电池21及低电压电池31的状态的监视等的控制的微型算出机。电池ecu36利用由低电压电池31供给的电力来动作。

电池ecu36具备未图示的电池传感器单元。此电池传感器单元包含用于推定高电压电池21的电压、电流、以及温度等高电压电池21的内部状态所需要的多个传感器。电池ecu36通过使用由所述电池传感器单元产生的检测信号来推定高电压电池21的内部状态(例如,电池温度、充电状态等)。

当驾驶员接通起动开关时,电池ecu36在从低电压电池31供给的电力下起动,开始对设置在高电压电路2内的多个电容器11、12进行预充电。更具体地说,电池ecu36接通接触器28p、接触器28n,并将高电压电池21连接于第一电力线26p、第一电力线26n,从而进行电容器11、电容器12的预充电。再者,在进行电容器11、电容器12的预充电时,电池ecu36接通负极接触器28n,并且接通正极接触器28p中的具有预充电电阻的接触器。另外,在电容器11、电容器12的预充电完成之后,电池ecu36接通正极接触器28p中的没有预充电电阻的接触器。由此,可以缓和在执行预充电时流入电容器11、电容器12的涌入电流。

电池ecu36在如以上所述那样使接触器28p、接触器28n接通之后,在驾驶员为使电源系统1停止而使起动开关断开的情况下,或者从碰撞探测部35接收到碰撞探测信号的情况下,使接触器28p、接触器28n断开,从而使高电压电池21与第1电力线26p、第1电力线26n断开。

另外,所述电池ecu36能够经由系统ecu8及控制器局域网(controllerareanetwork,can)总线(未图示)进行can通信。因此,电池ecu36经由can通信向系统ecu8发送关于通过使用电池传感器单元而推定出的高电压电池21的内部状态的信息。另外,电池ecu36将表示如下内容的信号经由can通信发送至系统ecu8,即,在按照以上所述的顺序对电容器11、电容器12进行预充电的期间,不阻碍正在执行的预充电。另外,在从碰撞探测部35接收到碰撞检测信号的情况下,电池ecu36如上所述地断开接触器28p、接触器28n,并且经由can通信向系统ecu8发送放电指令信号。放电指令信号是指示后述的急速放电处理(参照图2)的执行的信号。

后备电源单元5包括第3电力线51p、第3电力线51n、第2系统控制电力线53、第2二极管54、降压装置55、电源集成电路(integratedcircuit,ic)56。

第3电力线51p、第3电力线51n是连接高电压电路2的第2电力线27p、第2电力线27n与低电压dc-dc转换器25的控制电路25d,并从第2电力线27p、第2电力线27n向控制电路25d供给电力的供电线。

降压装置55设置在第3电力线51p、第3电力线51n上。降压装置55是绝缘型的dc-dc转换器,包括:变压器(transformer),其一次侧与第2电力线27p侧连接,其二次侧与控制电路25d侧连接;以及开关元件,使流入至所述变压器的一次侧的电流断开或连续。电源ic56在使起动开关接通,而如上所述使接触器28p、接触器28n接通之后,利用从第1电力线26p(或第2电力线27p)供给的电力对降压装置55的开关元件进行接通/断开驱动,从而使从第2电力线27p供给的电力降压而输出至控制电路25d侧。

第2系统控制电力线53是将第3电力线51p之中控制电路25d与降压装置55之间、和第1系统控制电力线32之中比第1二极管33更靠系统ecu8之侧加以连接,从降压装置55向系统ecu8供给电力的供电线。再者,以下,将第2系统控制电力线53的电压,即,将降压装置55的输出电压记作vcc。再者,以下,对将第2系统控制电力线53连接于第1系统控制电力线32的情况进行说明,但是本发明并不限于此。第2系统控制电力线53也可以不经由第1系统控制电力线32,而与系统ecu8直接连接。

第2二极管54设置在第2系统控制电力线53。第2二极管54的正方向是从降压装置55向系统ecu8的方向,允许从降压装置55向系统ecu8的电流。

此处,对降压装置55的输出电压vcc的设定进行说明。如图1a所示,在负责车辆v的行驶控制的系统ecu8中,分别经由二极管33、二极管54而连接有作为电力供给源的低电压电池31及降压装置55。因此,在系统ecu8中,能够从所述两个电力供给源之中更高电位者选择性地供给电力。在本实施方式中,将低电压电池31设为系统ecu8的主电源,将降压装置55用作在低电压电池31产生故障(更具体来说,由于车辆v发生碰撞,而使低电压电池31与系统ecu8的连接消失的情况、或低电压电池31为不正常的状态的情况等)、而无法从低电压电池31向系统ecu8供给电力时的系统ecu8的后备电源,因此将降压装置55的输出电压vcc设定为处于系统ecu8的动作电压范围内并且低于低电压电池31为正常的状态下的输出电压vb。此处,所谓低电压电池31为不正常的状态,是指例如低电压电池31的劣化过度发展,而使其输出电压大大低于新品时的状态。

系统ecu8包括执行车辆v的行驶控制和后述的图2所示的急速放电处理的主微型算出机、及根据从所述主微型算出机发送的指令信号对高电压dc-dc转换器22、第1逆变器23以及第2逆变器24的开关元件进行接通/断开驱动的栅极驱动电路等。此处,急速放电处理是指在车辆v发生碰撞时使成为高电压的高电压电路2的电容器11、电容器12所蓄积的电荷放电的一系列的处理。

构成系统ecu8的主微型算出机和栅极驱动电路等利用从低电压电池31或后备电源单元5供给的电力,来执行车辆v的行驶控制及急速放电处理。当驾驶员接通起动开关(未图示)以启动电源系统1时,系统ecu8在从低电压电池31供给的电力下起动,然后利用从低电压电池31或者后备电源单元5供给的电力来执行行驶控制和急速放电控制。

另外,在高电压电路2中设置有检测高电压电路2的电压的一次侧电压传感器93以及二次侧电压传感器94。一次侧电压传感器93检测一次侧电压v1,并向系统ecu8发送对应于检测值的信号。二次侧电压传感器94检测二次侧电压v2,并向系统ecu8发送对应于检测值的信号。

图2是表示急速放电处理的具体顺序的流程图。所述急速放电处理是在车辆碰撞时使设置于高电压电路2的电容器11、电容器12的电荷放电,从而使二次侧电压v2下降的处理,在系统ecu8中响应判定为放电开始条件成立而执行。此处,所谓放电开始条件包括例如系统ecu8从电池ecu36接收放电指令信号等在车辆发生碰撞的情况下能够成立的条件。

在s1中,系统ecu8执行初始预定时间算出处理,并进入s2。如以下说明的那样,急速放电处理主要包括如下三个处理:空转停止控制处理(参照s3及s4)、放电待机控制处理(参照s5)、放电控制处理(参照s6)。

空转停止控制处理是在车辆发生碰撞之后停止驱动马达m的旋转的处理,更具体而言是将驱动马达m的转速下降到既定的目标停止转速的处理。

放电控制处理是在通过空转停止控制处理使驱动马达m的旋转停止之后,使电容器11、电容器12的电荷放电,使二次侧电压下降至既定的目标停止电压的处理。

放电待机控制处理是在通过空转停止控制处理使驱动马达m的旋转停止之后,暂时等待放电控制处理的开始的处理。

在s1的初始预定时间算出处理中,系统ecu8在开始所述空转停止控制处理、放电待机控制处理及放电控制处理之前,算出相当于对这三个处理的执行时间的预测值的预定时间。

图3是表示初始预定时间算出处理的具体顺序的流程图。

图4是用于说明初始预定时间算出处理的顺序的流程图。更具体而言,在图4中,从上段向下段依次示出急速放电处理中的高电压电路2的残留能量w的时间变化、急速放电处理中的二次侧电压v2的时间变化、急速放电处理中的马达转速nm的时间变化、以及通过初始预定时间算出处理所算出的预定时间的明细的一例。另外,在图4中,时刻t0是车辆的碰撞时刻。时刻t1是放电开始条件成立并开始急速放电处理的时刻。即,时刻t1是图3的初始预定时间算出处理的执行时刻,另外也是后述的空转停止控制处理的开始时刻。时刻t2是通过空转停止控制处理使马达转速nm成为目标停止转速nend以下的时刻。时刻t3是放电控制处理的开始时刻。另外,时刻t4是通过放电控制处理使二次侧电压v2成为目标停止电压v2end以下的时刻。

在图2的急速放电处理中,对从在时刻t0车辆发生碰撞起到在时刻t4二次侧电压v2成为目标停止电压v2end以下为止的放电时间设定目标放电时间ttotal,且执行空转停止控制处理、放电待机控制处理、及放电控制处理,使得在经过所述目标放电时间ttotal之前二次侧电压v2成为目标停止电压v2end以下。此处,在放电时间及放电控制处理结束时的二次侧电压由例如法规规定的情况下,通过对法规确定的规定时间及规定电压加上既定的余量来设定上述目标放电时间ttotal及目标停止电压v2end。更具体地说,通过从法规确定的规定时间减去既定的正的余量时间来设定目标放电时间ttotal,通过从法规确定的规定电压减去既定的正的余量电压来设定目标停止电压v2end。

首先,在s11中,系统ecu8利用一次侧电压传感器93及二次侧电压传感器94,获取放电开始条件成立的时间点(图4中,时刻t1)的一次侧电压v1及二次侧电压v2,即初始一次侧电压v1ini及初始二次侧电压v2ini,并转移至s12。

接着,在s12中,系统ecu8基于在s11获取的初始一次侧电压v1ini和初始二次侧电压v2ini,算出初始残留能量wini,所述初始残留能量wini为在放电开始条件成立的时间点(图4中的时刻t1)的高电压电路2中的残留能量,并转移至s13。此处,高电压电路2中的残留能量是蓄积在设置于高电压电路2的多个电容器11、12中的能量的总和。系统ecu8基于在s11中获取的初始一次侧电压v1ini及初始二次侧电压v2ini、已知的一次侧电容器11的静电电容c1、已知的二次侧电容器12的静电电容c2,利用下述式(1)算出初始残留能量wini。

wini=1/2×c1×(v1ini)2+1/2×c2×(v2ini)2(1)

接着,在s13中,系统ecu8基于在s12中算出的初始残留能量wini,算出预定放电执行时间zini并进入s14,此预定放电执行时间zini是通过执行放电控制处理使二次侧电压下降到目标停止电压v2end所需的时间。在图4中,如时刻t3~时刻t4所示,当执行放电控制处理时,从电容器11、电容器12释放电荷,二次侧电压v2下降。在系统ecu8中保存有规定初始残留能量wini和预定放电执行时间zini的相关关系的映射和运算式,通过使用在s11中获取的初始残留能量wini和上述映射和运算式,算出预定放电执行时间zini。这些映射和运算式使用通过预先进行试验而构筑的映射和运算式。如图4所示,初始二次侧电压vini越高,或者初始残留能量wini越多,预定放电执行时间zini越长。

接着,在s14中,系统ecu8使用第一解角器r1获取初始马达转速nini,并且转移到s15,所述初始马达转速nini是在放电开始条件成立的时间点(图4中的时刻t1)的马达转速nm。

接着在s15中,系统ecu8基于在s14获取的初始马达转速nini,执行空转停止控制处理以算出预定旋转停止时间xini,并且转移到s16,所述预定旋转停止时间xini是使马达转速nm下降到目标停止转速nend所需的时间。在图4中,如时刻t1~时刻t2所示,在没有外力作用于驱动轮的情况下,执行空转停止控制处理时,马达转速nm减小。系统ecu8保存有规定初始马达转速nini与预定旋转停止时间xini之间的相关关系的映射和运算式,并且通过使用在s14获取的初始马达转速nini与上述映射和运算式,来算出预定旋转停止时间xini。这些映射和运算式使用通过预先进行试验而构筑的映射和运算式。如图4所示,初始马达转速nini越高,预定旋转停止时间xini越长。

接着,在s16中,如下述式(2)所示,系统ecu8通过从目标放电时间ttotal中减去在s13中算出的预定放电执行时间zini、在s15中算出的预定旋转停止时间xini、及相当于从车辆发生碰撞到放电开始条件成立为止的时间的反应时间r0,来算出预定放电待机时间yini,并转移到图2的s2。此处,反应时间r0使用预定的值。

yini=ttotal-zini-xini-r0(2)

如图4所示,根据上述式(2)算出的预定放电待机时间yini相当于如下放电待机时间的上限,即,在尽量延迟放电控制处理的开始时刻t2的情况下,能够确保在自时刻t0车辆发生碰撞起经过了目标放电时间ttotal的时刻t4,二次侧电压v2成为目标停止电压v2end以下的放电待机时间的上限。

返回到图2,在s2中,系统ecu8判定在初始预定时间算出处理中算出的预定放电待机时间yini是否大于0。当s2的判定结果为yes(是)时系统ecu8转移到s4,并且当s2的判定结果为no(否)时系统ecu8转移到s3。此处,预定放电待机时间yini大于0的情况相当于预测为从空转停止控制处理结束到开始放电控制处理能够确保大于0的放电待机时间的情况。与此相对,所谓预定放电待机时间yini为0以下的情况,相当于预测为从空转停止控制处理结束到开始放电控制处理无法确保大于0的放电待机时间的情况,即相当于空转停止控制处理结束后,即使立即开始放电控制处理,也存在直到经过目标放电时间ttotal为止的期间内无法使二次侧电压下降至目标停止电压v2end以下的担忧的情况。

在s3中,系统ecu8执行减少马达转速nm的空转停止控制处理,当马达转速nm在目标停止转速nend以下时,转移到s6。在所述空转停止控制处理中,系统ecu8执行使马达转速nm减少的已知的控制方法(例如,第1逆变器23的三相短路控制等),直至马达转速nm为目标停止转速nend以下。

在s6中,系统ecu8执行使二次侧电压v2减少的放电控制处理,并在二次侧电压v2为目标停止电压v2end以下时,结束图2的急速放电处理。在所述放电控制处理中,系统ecu8执行使二次侧电压v2迅速下降的已知的控制方法(例如,利用第1逆变器23及第2逆变器24的开关控制,使蓄积于电容器11、电容器12的电荷放电的方法、或使用未图示的放电电阻使蓄积于电容器11、电容器12的电荷放电的方法等)。

如此,在预定放电待机时间yini为0以下的情况下,系统ecu8在放电开始条件成立后,立即执行空转停止控制处理(参照s3),在空转停止控制处理结束后,立即执行放电控制处理(参照s6),尽可能迅速地使二次侧电压v2下降。

在s4中,系统ecu8按照与s3相同的顺序执行空转停止控制处理,当马达转速nm变为目标停止转速nend以下时,转移到s5。在s5中,在系统ecu8执行放电待机控制处理达既定时间之后,转移到s6。再者关于所述放电待机控制处理的具体顺序,在后面参照图5详细说明。在s6中,系统ecu8如上所述执行使二次侧电压v2减少的放电控制处理,当二次侧电压v2变为目标停止电压v2end以下时,结束图2的急速放电处理。再者,如参照图1a及图1b所说明那样,第1电力线26p与第2电力线27p经由将从第1电力线26p侧朝向第2电力线27p侧的方向作为正方向的二极管连接。因此,放电控制处理的执行中的一次侧电压v1和二次侧电压v2大致相等。因此,在本实施方式中可通过二次侧电压v2决定结束放电控制处理的时机。

如上所述,在预定放电待机时间yini大于0的情况下,系统ecu8在放电开始条件成立后,立即执行空转停止控制处理(参照s4),当空转停止控制处理结束时,立即开始放电待机控制处理(参照s5),在执行了所述放电待机控制处理经过既定时间之后,执行放电控制处理(参照s6)。

图5是表示放电待机控制处理的具体顺序的流程图。

在s21中,系统ecu8起动测量作为放电待机控制处理的执行时间的待机时间t的放电待机计时器,并且转移到s22。

在s22中,系统ecu8获取实际空转停止时间x,并且转移到s23。所述实际空转停止时间x相当于s4的空转停止控制处理的执行时间,换言之,相当于从开始s4的空转停止控制处理到马达转速nm成为目标停止转速nend以下为止所花费的时间。再者,当如参照图11所说明那样,执行两次以上空转停止控制处理时,系统ecu8将每个空转停止控制处理的执行时间x1、x2、…与过去执行的放电待机控制处理的执行时间y1、…的总和设为实际空转停止时间x。

在s23中,系统ecu8使用一次侧电压传感器93和二次侧电压传感器94来获取正在执行放电待机控制处理的当前的一次侧电压v1和二次侧电压v2,并且转移到s24。

在s24中,系统ecu8对在s23获取的二次侧电压v2进行时间微分,以算出电压变化率v2',并且转移到s25。

在s25中,系统ecu8使用第一解角器r1获取正在执行放电待机控制处理中的当前的马达转速nm,并且转移到s26。

在s26中,系统ecu8判定在s23中获取的二次侧电压v2是否为目标停止电压v2end以下。当s26的判定结果为yes(是)时,即,当在执行放电待机控制处理的期间,二次侧电压v2下降到目标停止电压v2end以下时,系统ecu8判断为不需要执行放电控制处理(参照图2的s6),并且结束急速放电处理而不执行放电控制处理。在s26的判定结果为no(否)的情况下,系统ecu8转移到s27。

在s27中,系统ecu8判定在s24算出的电压变化率v2'是否大于0且在s25获取的马达转速nm是否大于目标停止转速nend。在s27的判定结果为是的情况下,即在执行空转停止控制处理(参照图2的s4)直到马达转速nm成为目标停止转速nend以下为止之后,由于某些原因而马达转速nm再次上升,由此二次侧电压v2再次上升的情况下,系统ecu8转移到图2的s4,再次执行空转停止控制处理。在s27的判定结果为否的情况下,系统ecu8转移到s28。

在s28中,系统ecu8基于在s23中获取的一次侧电压v1和二次侧电压v2,算出高电压电路2中的残留能量w,转移到s29。系统ecu8基于在s23中获取的一次侧电压v1及二次侧电压v2、已知的一次侧电容器11的静电电容c1、已知的二次侧电容器12的静电电容c2,利用下述式(3)算出残留能量w。

w=1/2×c1×(v1)2+1/2×c2×(v2)2(3)

在s29中,系统ecu8基于在s28获取的残留能量w,算出预定放电执行时间zpre,并转移到s30。所述预定放电执行时间zpre相当于通过执行放电控制处理(参照图2的s6),使电容器11、电容器12所残留的电荷放电,使二次侧电压v2成为目标停止电压v2end以下所需的时间。在系统ecu8中保存有规定残留能量w和预定放电执行时间zpre的相关关系的映射和运算式,通过使用在s28中获取的残留能量w和上述映射和运算式,算出预定放电执行时间zpre。根据这些映射和运算式,残留能量w越多,预定放电执行时间zpre越长。

在s30中,如下式(4)所示,系统ecu8通过从目标放电时间ttotal减去在s29算出的预定放电执行时间zpre、在s22获取的实际空转停止时间x以及反应时间r0,来算出预定放电待机时间ypre,并转移至s31。由下述式(4)算出的预定放电待机时间ypre相当于为了在经过了目标放电时间ttotal时使二次侧电压v2成为目标停止电压v2end以下而需要等待放电控制处理的执行的时间。

ypre=ttotal-zpre-x-r0(4)

在s31中,系统ecu8判定由在s21起动的放电待机计时器所测定的待机时间t是否为在s30中算出的预定放电待机时间ypre以上。当s31的判定结果为否时,即,在能够判断为在目标放电时间ttotal内,二次侧电压v2可放电至目标停止电压v2end以下时,系统ecu8应继续等待放电控制处理的开始,返回到s23。另外,当s31的判定结果为是时,即,在能够判断为在目标放电时间ttotal内,二次侧电压v2不能放电至目标停止电压v2end以下时,系统ecu8结束图5的放电等待控制处理,并且转移到图2的s6,开始放电控制处理。

如上所述,在图5的放电待机控制处理中,系统ecu8基于在等待放电控制处理的执行的期间获取的二次侧电压v2,反复算出残留能量w、预定放电执行时间zpre和预定放电待机时间ypre,并在经过了预定放电待机时间ypre之后开始放电控制处理。

接着,参照图6~图11的时序图,说明通过图2~图5所示的急速放电处理实现的残留能量w、二次侧电压v2以及马达转速nm的车辆碰撞后的时间变化的例子。图6~图11是表示通过上述急速放电处理实现的残留能量w、二次侧电压v2以及马达转速nm的时间变化的时序图。再者,在所述图6~图11的下段,图示了在初始预定时间算出处理中算出的预定时间(xini,yini,zini)、刚开始放电待机控制处理后算出的预定时间(ypre,zpre)、空转停止控制处理、放电待机控制处理以及放电控制处理的实际执行时间(x,y,z)。

图6是表示通过上述急速放电处理实现的残留能量w、二次侧电压v2以及马达转速nm的时间变化的时序图。再者,在图6中,时刻t10是车辆的碰撞时刻。时刻t11是放电开始条件成立并开始急速放电处理的时刻,即图3的初始预定时间算出处理的执行时刻,另外还是空转停止控制处理的开始时刻。时刻t14是放电待机控制处理的开始时刻。时刻t15是放电控制处理的开始时刻。另外,时刻t16是通过放电控制处理使二次侧电压v2成为目标停止电压v2end以下的时刻。

再者,图6示出在正在执行空转停止控制处理的时刻t12,马达转速nm上升,如虚线所示,在驱动马达m感应电压再上升的情况。另外,在图6中,表示在驱动马达m中产生的感应电压始终为电容器12的电压以下,不会对二次侧电压v2的上升产生影响的情况。

如图6所示,如果在空转停止控制处理的执行中马达转速nm上升,则空转停止控制处理的结束时刻t14相应地比所述预定时刻t13延迟。另外,系统ecu8在时刻t14以后进行放电待机控制处理的期间,根据二次侧电压v2的变化而反复算出预定放电待机时间ypre及预定放电执行时间zpre,并在放电待机时间t成为预定放电待机时间ypre以上的时刻t15,开始放电控制处理。由此,二次侧电压v2在经过目标放电时间ttotal的时刻t16成为目标停止电压v2end以下。

图7是表示通过上述急速放电处理实现的残留能量w、二次侧电压v2以及马达转速nm的时间变化的时序图。再者,在图7中,时刻t20是车辆的碰撞时刻。时刻t21是放电开始条件成立的时刻。时刻t22是放电待机控制处理的开始时刻。时刻t26是放电控制处理的开始时刻。另外,时刻t27是通过放电控制处理使二次侧电压v2成为目标停止电压v2end以下的时刻。

再者,图7与图6的例子不同之处在于:马达转速nm上升的时机。更具体而言,图7表示从正在执行放电待机控制处理的时刻t24~t25,马达转速nm上升,而如虚线所示感应电压上升的情况。另外,在图7中,表示了在驱动马达m中产生的感应电压为电容器12的电压以下,不影响二次侧电压v2的上升的情况。

在图7的例子中,示出在比最初的预定时刻t23早的时刻t22,马达转速nm成为目标停止转速nend以下的情况。因此,在图7的例子中,在比最初的预定时刻t23早的时刻t22,从空转停止控制处理转移到放电待机控制处理。另外,系统ecu8在时刻t22以后进行放电待机控制的期间,根据二次侧电压v2的变化而反复算出预定放电待机时间ypre及预定放电执行时间zpre,并在放电待机时间成为预定放电待机时间ypre以上的时刻t26,开始放电控制处理。由此,二次侧电压v2在经过目标放电时间ttotal的时刻t27成为目标停止电压v2end以下。

再者,在图7的例子中,在时刻t22~时刻t26之间进行放电待机控制处理的期间的时刻t24~时刻t25之间,马达转速nm为目标停止转速nend以上。然而,在图7的例子中,因所述马达转速nm的上升而在时刻t24~时刻t25之间产生的感应电压比电容器12的电压低,二次侧电压v2的电压变化率v2'不为正。因此,在放电待机控制处理的执行中,即使马达转速nm达到目标停止转速nend以上,系统ecu8也不再次执行空转停止控制处理,继续执行放电待机控制处理(参照图5的s27)。

图8是表示通过上述急速放电处理实现的残留能量w、二次侧电压v2以及马达转速nm的时间变化的时序图。再者,在图8中,时刻t30是车辆的碰撞时刻。时刻t31是放电开始条件成立的时刻。时刻t32是放电待机控制处理的开始时刻。时刻t35是放电控制处理的开始时刻。另外,时刻t37是通过放电控制处理使二次侧电压v2成为目标停止电压v2end以下的时刻。

再者,图8与图6以及图7的例子的不同之处在于:在马达转速nm上升的时机。更具体而言,图8示出了在从放电待机控制处理至转移到放电控制处理的时刻t35的前后,马达转速nm上升,而如虚线所示,由驱动马达m产生的感应电压上升的情况。另外,在图8的例子中,表示在驱动马达m中产生的感应电压为电容器12的电压以下,对二次侧电压v2的上升不产生影响的情况。

根据图8的例子,空转停止控制处理、放电待机控制处理以及放电控制处理在与图7的例子大致相同的时机开始。再者,在图8的例子中,在进行放电待机控制处理及放电控制处理的期间的时刻t34~时刻t36之间,马达转速nm为目标停止转速nend以上。然而,在图8的例子中,因所述马达转速nm的上升而在时刻t34~时刻t36之间产生的感应电压比电容器12的电压低,所以不影响二次侧电压v2的变化。因此,如图8所示,能够在经过目标放电时间ttotal的时刻t37,使二次侧电压v2下降至目标停止电压v2end以下。

图9是表示通过上述急速放电处理实现的残留能量w、二次侧电压v2以及马达转速nm的时间变化的时序图。再者,在图9中,时刻t40是车辆的碰撞时刻。时刻t41是放电开始条件成立的时刻。时刻t42是放电待机控制处理的开始时刻。时刻t43是放电控制处理的开始时刻。另外,时刻t46是通过放电控制处理使二次侧电压v2成为目标停止电压v2end以下的时刻。

再者,图9与图6~图8的例子的不同之处在于:马达转速nm上升的时机。更具体而言,图9表示在执行放电控制处理的过程中马达转速nm上升,而如虚线所示,在驱动马达m中感应电压上升的情况。另外,在图9中,表示在驱动马达m中产生的感应电压成为电容器12的电压以上,对二次侧电压v2的上升产生影响的情况。

根据图9的例子,空转停止控制处理、放电待机控制处理以及放电控制处理在与图8的例子大致相同的时机开始。再者,在图9的例子中,在时刻t43开始放电控制处理之后,在时刻t44~时刻t46之间,马达转速nm成为目标停止转速nend以上,由此,二次侧电压v2上升。因此,如图9所示,虽然在经过目标放电时间ttotal的时刻t45,二次侧电压v2未成为目标停止电压v2end以下,但是通过在经过了目标放电时间ttotal之后也继续执行放电控制处理,能够在时刻t46使二次侧电压v2成为目标停止电压v2end以下。这样,在图9的例子中,直到经过目标放电时间ttotal为止的期间,不能使二次侧电压v2为目标停止电压v2end以下。但是,如上所述,存在如下情况:通过对由法规等规定的规定时间以及规定电压加上余量来设定目标放电时间ttotal以及目标停止电压v2end,可使二次侧电压v2在规定时间内下降至规定电压以下。

图10是表示通过上述急速放电处理实现的残留能量w、二次侧电压v2以及马达转速nm的时间变化的时序图。再者,在图10中,时刻t50是车辆的碰撞时刻。时刻t51是放电开始条件成立的时刻。时刻t54是放电待机控制处理的开始时刻。时刻t55是放电控制处理的开始时刻。另外,时刻t56是通过放电控制处理使二次侧电压v2成为目标停止电压v2end以下的时刻。

再者,图10与图6的例子的不同之处在于:马达转速nm的上升幅度。更具体地说,图10示出在执行空转停止控制处理的过程中马达转速nm上升,如虚线所示感应电压上升的情况。另外,在图10的例子中,与图6的例子不同,表示在驱动马达m中产生的感应电压成为电容器12的电压以上,对二次侧电压v2的上升产生影响的情况。

如图10所示,如果在正在执行空转停止控制处理的时刻t52~时刻t54之间,马达转速nm上升,由此,感应电压上升,在时刻t53,二次侧电压v2也上升。因此,空转停止控制处理的结束时刻t54比所述预定时刻延迟。这样,在图10的例子中,与图6的例子不同,因感应电压而使二次侧电压v2上升,所以开始放电待机控制处理的时刻t54时的二次侧电压v2比图6的例子高。与此相对,系统ecu8在时刻t54以后进行放电待机控制处理的期间,根据二次侧电压v2的变化而反复算出预定放电待机时间ypre及预定放电执行时间zpre,在放电待机时间t成为预定放电待机时间ypre以上的时刻t55,开始放电控制处理,在经过目标放电时间ttotal的时刻t56,使二次侧电压v2为目标停止电压v2end以下。这样,在系统ecu8中,通过在进行放电待机控制处理的期间,根据二次侧电压v2的变化而反复算出预定放电待机时间ypre及预定放电执行时间zpre,调整放电待机控制处理的执行时间y,以在经过目标放电时间ttotal的时刻t56,使二次侧电压v2成为目标停止电压v2end以下。

图11是表示通过上述急速放电处理实现的残留能量w、二次侧电压v2以及马达转速nm的时间变化的时序图。再者,在图11中,时刻t60是车辆的碰撞时刻。时刻t61是放电开始条件成立,开始第一次空转停止控制处理的时刻。时刻t62是第一次放电待机控制处理的开始时刻。时刻t64是开始第二次空转停止控制处理的时刻。时刻t65是第二次放电待机控制处理的开始时刻。时刻t66是放电控制处理的开始时刻。另外,时刻t67是通过放电控制处理使二次侧电压v2成为目标停止电压v2end以下的时刻。

再者,图11与图10的例子不同之处在于:马达转速nm上升的时机。更具体而言,图11示出在第一次放电待机控制处理的执行中的时刻t62~时刻t64之间,马达转速nm上升,而如虚线所示那样感应电压上升的情况。另外,在图11的例子中,示出在驱动马达m中产生的感应电压成为电容器12的电压以上,对二次侧电压v2的上升产生影响的情况。

系统ecu8在时刻t62以后进行第一次放电待机控制处理的期间,根据二次侧电压v2的变化而反复算出预定放电待机时间ypre及预定放电执行时间zpre。此处,在图11的例子中,在时刻t63,马达转速nm成为目标停止转速nend以上,之后在时刻t64,二次侧电压v2的电压变化率v2'为正。系统ecu8相应地结束第一次放电待机控制处理,开始第二次空转停止控制处理(参照图5的s27)。其后,在时刻t65,响应于马达转速nm再次变为目标停止转速nend以下,系统ecu8终止第二次空转停止控制处理,并开始第二次放电待机控制处理。然后,系统ecu8根据二次侧电压v2的变化而反复算出预定放电待机时间ypre及预定放电执行时间zpre,并在第二次放电待机时间成为预定放电待机时间ypre以上的时刻t66,开始放电控制处理。由此,二次侧电压v2在经过了目标放电时间ttotal的时刻t67成为目标停止电压v2end以下。

此处,图11中用点划线表示现有的电源系统的二次侧电压v2的变化。所谓现有的电源系统,是指在空转停止控制处理结束后,不执行放电待机控制处理而立即开始放电控制处理的系统。如图11所示,在现有的电源系统中,在时刻t62,响应于马达转速nm成为目标停止转速nend以下,立即开始放电控制处理。由此,二次侧电压v2在时刻t64成为目标停止电压v2end以下。因此,在现有电源系统中,虽然在车辆碰撞后能够使二次侧电压v2在目标放电时间ttotal内成为目标停止电压v2end以下,但在二次侧电压v2成为目标停止电压v2end以下的时刻t64以后,无法从后备电源单元5向系统ecu8供给电力,因此之后在时刻t65,即使马达转速nm上升,二次侧电压v2再上升,有时也无法执行放电控制处理。与此相对,根据本实施方式的电源系统1,在空转停止控制处理结束之后,在既定时间内执行放电待机控制处理,由此,如图11所示,即使在二次侧电压v2再上升的情况下也能够执行放电控制处理,而能够使二次侧电压v2在目标放电时间ttotal内下降至目标停止电压v2end以下。

再者,在本实施方式中,对在放电待机控制处理的执行中电压变化率v2'大于0且马达转速nm大于目标停止转速nend的情况下,系统ecu8再次执行空转停止控制处理的情况进行了说明(参照图5的s27),但本发明并不限定于此。这种情况下,系统ecu也可以在放电待机控制处理的执行中电压变化率v2'大于0且马达转速nm大于目标停止转速nend的情况下,继续执行放电待机控制处理。如图11中最下段所示,即使是不再次进行空转停止控制处理的变形例,也能够使二次侧电压v2在目标停止时间ttotal内成为目标停止电压v2end以下。

<第二实施方式>

接着,参照附图来说明本发明的第二实施方式。根据本实施方式的电源系统与根据所述第一实施方式的电源系统1的不同之处在于:放电待机控制处理的顺序。

图12是表示本实施方式的电源系统中的放电待机控制处理的具体顺序的流程图。再者,图12的流程图中的s41~s46及s48~s51的处理与图5的流程图中的s21~s26及s28~s31的处理相同,因此省略详细说明。

在s47中,系统ecu判定在s44中算出的电压变化率v2'是否大于0。当s47的判定结果为否时,系统ecu转移到s48。另外,当s47的判定结果为是时,系统ecu立即结束图12的放电待机控制处理,并且转移到图2的s6,而开始放电控制处理。

如图6~图11所示,在执行空转停止控制处理及放电待机控制处理的期间,高电压电路2中的电力被包括系统ecu的各种辅助设备消耗,因此二次侧电压v2缓慢地下降,因此电压变化率v2'为负。因此,在本实施方式的电源系统中,在放电待机控制处理的执行中电压变化率v2'为正的情况下,即使在经过预定放电待机时间ypre之前也立即开始放电控制处理,以使二次侧电压v2能够在目标放电时间ttotal内成为目标停止电压v2end以下。

<第三实施方式>

接着,参照附图来说明本发明的第三实施方式。根据本实施方式的电源系统与根据所述第一实施方式的电源系统1的不同之处在于:放电待机控制处理的顺序。

图13是表示本实施方式的电源系统中的放电待机控制处理的具体顺序的流程图。再者,图13流程图中的s61~s66及s68~s71的处理与图5的流程图中的s21~s26及s28~s31的处理相同,因此省略详细说明。

在s67中,系统ecu判定在s65中获取的马达转速nm是否大于目标停止转速nend。当s67的判定结果为否时,系统ecu转移到s68。另外当s67的判定结果为是时,系统ecu立即结束图13中的放电待机控制处理,并且转移到图2的s6,而开始放电控制处理。

如图6~图11所示,在空转停止控制处理结束后,马达转速nm基本上维持在目标停止转速nend以下。但是,在车辆在坡道上发生碰撞的情况或者发生了斜向碰撞的情况下,在放电待机控制处理的执行中,有时马达转速nm超过目标停止转速nend,进而二次侧电压v2上升。因此,在本实施方式的电源系统中,在放电待机控制处理的执行中马达转速nm大于目标停止转速nend的情况下,即使在经过预定放电待机时间ypre之前也立即开始放电控制处理,以使二次侧电压v2能够在目标放电时间ttotal内成为目标停止电压v2end以下。

以上,说明了本发明的一实施方式,不过本发明并不限定于此。在本发明的主旨的范围内,可以适当变更细部的构成。

例如,在上述实施方式中,对将本发明应用于在高电压电池21和第1逆变器23之间设置有高电压dc-dc转换器22的电源系统1的情况进行了说明,但本发明不限于此。本发明还能够应用于高电压电池21和第1逆变器23不经由高电压dc-dc转换器22而连接的电源系统。

另外,在上述实施方式中,如上述式(3)所示,说明了通过对蓄积在一次侧电容器11中的能量和蓄积在二次侧电容器12中的能量相加来算出高电压电路2中的残留能量w的情况,但本发明并不局限于此。例如,在一次侧电容器11的静电电容c1与二次侧电容器12的静电电容c2相比足够小的情况下,在算出残留能量w时,可以忽略蓄积在一次侧电容器11中的能量。

另外,在所述实施方式中,针对将本发明应用于如下电源系统1的情况进行了说明,即在第2电力线27p、第2电力线27n连接有驱动马达m及其第1逆变器23、并且在第1电力线26p、第1电力线26n上未连接有驱动马达及其逆变器,但本发明不限于此。本发明还适用于将驱动马达及其逆变器连接到第2电力线27p、第2电力线27n以及第1电力线26p、第1电力线26n两者的电源系统。再者,在此情况下,由于各马达能够独立地旋转,所以在车辆碰撞后需要监视一次侧电压v1及二次侧电压v2两者。因此,在此种情况下,在图2的s6的放电控制处理中,优选执行急速放电处理直至一次侧电压v1成为目标停止电压v1end以下且二次侧电压v2成为目标停止电压v2end以下。另外,优选在图5的s24的处理中,算出一次侧电压v1的电压变化率v1'及二次侧电压v2的电压变化率v2',在s25的处理中,获取两方的马达的转速,在s26的处理中,判定一次侧电压v1是否为目标停止电压v1end以下且二次侧电压v2是否为目标停止电压v2end以下,在s27的处理中,不仅判定二次侧电压v2,还判定一次侧电压v1是否再上升。

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