车辆控制装置的制造方法_3

文档序号:9421582阅读:来源:国知局
im增加时,容许输入电流值Ilim远离0 [A]。
[0091] 上述公式(2)的右边第3项利用电池温度TB和S0C的函数g、容许输入电流值 llim[0]、以及来表示。另外,如上述公式(3)所示,函数g表示为系数0,系数 0依赖于电池温度TB和S0C。因此,可以通过预先求出表示系数、电池温度TB以及S0C 的对应关系的映射,来确定与电池温度TB和S0C对应的系数0。分别使用在时间t的值来 作为电池温度TB和S0C。
[0092] 在此,表示系数0、电池温度TB以及S0C的对应关系的映射可以存储于存储器 10a中。上述公式⑵的右边第3项的值表示当持续放置电池6时,每单位时间使容许输入 电流值Ilim增加(恢复)的量(恢复量)。上述公式(2)的右边第3项的值被加在容许输 入电流值Ilim[t-1]上。
[0093] 当容许输入电流值Ilim[t]为0 [A]时,单电池61中的负极活性物质内的锂离子 为饱和状态。因此,的值表示负极活性物质内的锂离子的量。在此,可 以与负极活性物质中的锂离子的量的减少相应地增加上述的恢复量。
[0094] 在时间t的恢复量依赖于在时间"t-1"的恢复量,在时间"t-1"的恢复量 用"Ilim[0]-Ilim[t-1]"来表示。在此,关于上述公式(2)的右边第3项,为了使 "Ilim[0]-Ilim[t-1]" 的值无量纲化而用llim[0]去除"Ilim[0]-Ilim[t-1]"。可以通过 在上述除得的值上乘以系数0来得到每单位时间的恢复量。
[0095] 使用了这样设定的容许输入电流值Ilim[t]的本实施例的电池6的充电电力的限 制控制可以按以下的方式进行。
[0096] 当对电池6进行充放电时、放置电池6时,容许输入电流值Ilim[t]以预定的周期 来计算。即,每经过与时间t和时间"t-1"的间隔相当的预定时间,就更新容许输入电流值 IIim[t]。在此,容许输入电流值Ilim[t]仅在控制电池6的充电时使用。
[0097] 计算出容许输入电流值之后,车辆控制装置10基于容许输入电流值 来控制电池6的输入输出(充放电)。在此,当控制电池6的输入时,设定输入限制 值(电力)Win[t],控制电池6的输入以使得电池6的输入电力不超过输入限制值Win[t]。 输入限制值Win[t]例如可以按以下说明的方式进行设定。
[0098] 此外,关于电池6的充放电电力的限制值也是将电池6放电时作为正值来表示,另 一方面,在充电时以负值表示。也就是说,输出限制值Wout为0或正值(Wout多0),输入限 制值Win为0或负值(Win彡0)。
[0099] 图4示出抑制锂析出控制下的电池6的电流值IB与输入限制值Win[t]之间的关 系的图。车辆控制装置10基于容许输入电流值Ilim[t]来计算输入电流限制值Itag。
[0100] 输入电流限制值Itag是用于确定输入限制值Win[t]的值。具体而言,如图4所 示,车辆控制装置10通过使容许输入电流值Ilim[t]向0[A] -侧偏移预定量来计算输入 电流限制值Itag。据此,输入电流限制值Itag成为与容许输入电流值Ilim[t]相比靠近 〇[A]的值,电池6的输入会容易被限制。
[0101] 这样,通过在容许输入电流值与输入电流限制值Itag之间保持有余量, 能够使电流值IB不易超过容许输入电流值Ilim[t]。在基于输入电流限制值Itag来控制 电池6的输入的情况下,当电流值IB到达输入电流限制值Itag时,开始执行电池6的输入 限制。在此,即使由于控制延迟等而电流值IB超过了输入电流限制值Itag,也能够抑制电 流值IB到达容许输入电流值Ilim[t]。
[0102] 接下来,车辆控制装置10基于输入电流限制值Itag来计算输入限制值Win[t]。如 果设定输入电流限制值Itag,则能够设定输入限制值Win[t]。当设定了输入限制值Win[t] 时,车辆控制装置10调节第二MG3的转矩指令,以便使电池6的输入电力在输入限制值 Win[t]以下。
[0103] 例如,输入限制值Win[t]可以基于下述公式(4)来计算。
[0104] Win[t] =SWin[t]_KpX{IB[t]_Itagl[t] }-!(,/ {IB[t]_Itag2[t]}dt …(4)
[0105] 在上述公式(4)中,SWin[t]是考虑电池6的输入特性等而预先设定的输入限制 值Win的上限值。与输入限制值SWin[t]相关的信息可以存储在存储器10a中。
[0106] 输入限制值SWin[t]可以根据例如电池温度TB和/或S0C而改变。
[0107] 图5是示出电池6的电池温度TB与输入限制值SWin[t]的关系的图。在图5中, 纵轴为电池6的输入限制值,横轴为电池6的电池温度TB。另外,图6是示出电池6的S0C 与输入限制值SWin[t]的关系的图。在图6中,纵轴为电池6的输入限制值,横轴为电池6 的S0C。
[0108] 首先,众所周知,若电池6为高温,则会促进劣化。如图5所示那样,可以设定成在 高温时随着温度变高而使输入限制值SWin[t]变小。这样逐渐地使上限值减小是由于考虑 到了电池温度TB高时的充电的充电效率降低,并且随着充电效率降低而温度上升。
[0109] 另外,在电池6为低温时的情况下,内部电阻增加。此时,若流过大的充电电流,则 电池6的电压值VB上升,因此,为了保护电池6和通电部件,可以设定成随着电池温度TB 降低而使输入限制值SWin[t]减小,以便在低温时不流过大电流。
[0110] 另一方面,如图6所示,若电池6的S0C变高,则会产生充电效率的降低和由伴随 着充电效率的降低的反应热所导致的发热等。为了对此进行抑制,可以随着电池6的S0C 变高,将输入限制值SWin[t]设定得较小。
[0111] 这样,输入限制值SWin[t]可以根据电池温度TB和S0C来设定,如果按图5等的 例子那样预先求出输入限制值SWin[t]与电池温度TB(和/或S0C)的对应关系,则可以通 过检测电池温度TB(和/或S0C),来确定输入限制值SWin[t]。
[0112] 在本实施例中,将根据电池6的电池温度TB和S0C设定的输入限制值SWin[t]作 为电池6的输入限制值的基准(上限值)来计算基于容许输入电流值Ilim[t]的输入限制 值Win[t]。也就是说,车辆控制装置10执行第一输入控制和第二输入控制,在上述第一输 入控制中,一边根据电池6的电池温度TB和/或S0C来更新容许输入电流值(输入限制值 SWin)、一边控制电池6的输入,在上述第二输入控制中,一边根据电池6的充电状态来更新 容许输入电流值Ilim[t],一边控制电池6的输入。因此,输入限制值SWin[t]是电池6所 容许的输入电力的最大值(上限值),基于容许输入电流值来设定的输入限制值 Win[t]是在不超出输入限制值SWin[t]的范围内,进一步较大(作为绝对值小)地限制的 输入限制值。
[0113] 在上述公式(4)中,Kp、Ki表示预先设定的增益。Itagl、Itag2表示输入电流限 制值,与上述的输入电流限制值Itag相当。在上述公式⑷中,设定2个输入电流限制值 Itagl、Itag2作为输入电流限制值Itag。在此,输入电流限制值Itagl、Itag2可以彼此相 等,也可以彼此不同。
[0114] 此外,在上述的说明中,设定了输入电流限制值Itag,但并不局限于此。具体而言, 也可以基于容许输入电流值IIim[t]来设定输入限制值Win[t],而不设定输入电流限制值 Itag〇
[0115] 根据本实施例,如上述公式(2)所示那样,考虑每单位时间的减少量和/或每单位 时间的恢复量来设定容许输入电流值Ilim[t]。据此,能够设定考虑了到当前为止的单电池 10的充放电履历的容许输入电流值Ilim[t]。另外,基于容许输入电流值来控制 电池6的输入,据此能够抑制负极电位低于基准电位。
[0116] 此外,上述公式(1)、⑵示出未考虑单电池61的劣化时的容许输入电流值 Ilim[t],未考虑单电池61 (电池6)的劣化程度。于是,可以考虑单电池61因使用(充放 电)而劣化来设定考虑了单电池61的劣化的容许输入电流值Ilim[t]。考虑了单电池61 的劣化的容许输入电流值Ilim_d[t]可以基于下述公式(5)来计算。
[0117] inm-d[t] =iiin[t]xn…(5)
[0118] 在上述公式(5)中,n表示劣化系数。通过对上述公式(1)、(2)所示的容许输 入电流值Ilim[t]乘以劣化系数n,可以计算考虑了单电池61的劣化的容许输入电流值 Ilim_d[t]。在此,劣化系数n可以预先设定,劣化程度越大则将劣化系数n设定得越小, 劣化程度越小则将劣化系数n设定得越大。可以将与劣化系数n相关的信息存储在存储 器10a中。
[0119] 劣化系数n可以根据例如单电池61 (电池6)的使用年数来确定。若设单电池 61的使用期间为0年(例如,制造初始)的情况为劣化程度"0",则随着使用期间变长,劣 化程度会变大,因此,可以根据劣化程度来设定劣化系数n。例如,作为劣化系数n,可以 使用比1小的值。若单电池61的劣化发展,则存在锂金属会容易析出的情况,因此,优选 限制单电池61的输入。若使用作为比1小的值的劣化系数n,则能够使容许输入电流值 Ilim_d[t]比容许输入电流值Ilim[t]小,能够限制单电池61的输入。基于容许输入电流 值Ilim_d[t]来控制单电池61 (电池6)的输入,据此容易抑制锂金属的析出。
[0120] 如上述说明的那样,若为了抑制锂金属的析出而以不超过容许输入电流值的方式 进行限制了输入限制值Win[t]的电池6的充放电控制,则电池性能的降低被抑制。但是, 由于向电池6输入的输入电力被限制,因此,有可能会促进发动机1的净化装置13中的催 化剂劣化。
[0121] 在混合动力车辆100中,在松开加速踏板之际的车辆减速时,作用于车辆的制动 力除了根据制动踏板的踏入量直接地抑制驱动轮7的旋转的制动力(向设置于驱动轮7的 制动盘按压制动块(brakepad)而抑制驱动轮7的旋转的力)以外,还存在由第二MG3产 生的再生制动力(再生制动)和由发动机的旋转阻力产生的发动机制动的制动力。
[0122] 此外,车辆控制装置10能够在由加速位置传感器14检测的加速踏板的踏入量为 〇 (或者基准值)的情况下,掌握加速踏板被松开这一情况,换言之,掌握处于加速踏板未被 踩下的松开状态这一情况。另外,关于加速踏板被松开的情况,除了加速踏板的踏入量为0 的情况以外,还包含从加速踏板被踏入预定量的状态开始加速踏板复原而踏入量减少的情 况。
[0123] 车辆控制装置10在松开加速踏板之际的车辆减速时,根据输入限制值Win[t]将 由第二MG3发电而生成的再生电力充电至电池6。也就是说,车辆控制装置10进行控制,以 使第二MG3作为再生制动器,并使再生制动力作用于车辆。
[0124] 但是,如上述那样,若为了抑制锂金属的析出,与输入限制值SWin[t]相比,进一 步限制输入限制值Win[t](Win[t]〈SWin[t]),则将再生电力充电至电池6的充电量会变 小。也就是说,会由于输入限制值Win[t]而再生制动力降低。因此,与超过输入限制值 Win[t]的无法充入电池6的再生电力量对应的由第二MG3产生的再生制动力会无法作用于 混合动力车辆100。
[0125] 因此,为了补充与超过输入限制值Win[t]的无法充入电池6的再生电力量对应 的由第二MG3产生的再生制动力的不足的量,需要使发动机制动的制动力较多地作用于车 辆。但是,若增大发动机制动的制动力,则发动机1的转速会增加。由于发动机1的转速的 增加,从发动机1供给至净化装置13 (排气净化用催化剂)的排气气体、空气的排出量会增 加,因此,会促进排气净化用催化剂的劣化。
[0126] 因此,利用输入限制值Win[t]来抑制电池6的电池性能降低、与排气净化用催化 剂的劣化促进处于此消彼长(相反)关系。因此,仅抑制电池性能的降低会在另一方面促 进排气净化用催化剂的劣化,而排气的净化性能会降低。
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