车辆用双压型电源装置的制作方法

专利名称：车辆用双压型电源装置的制作方法
糊用鹏型电源装置相关申请的交叉引用本申请与2006年12月18日提交的日本专利申请No. 2006-339925相关，tt并入其内容作为参考。 鹏页域本发明涉及车辆用双压型电源装置，其包括多个电源系统，每一个具有发 电机和电池，并且每一个用于ilf共不同的电压。 背景駄最近几年因为燃料价格飞涨，改进车辆的燃料消耗变得越来越重要。为了 改善糊的燃料成本，本发明的申请人提出了电力成本斷氐型发电控制，其中 目标发电鹏CP作为电池的SOC (充电状态)的函数计算，并且当发电絲 Cg低于计算的目标发电成本CP时，发电机产生的电力急剧增加，然而当发电财cg高于计算的目标发电駄cp时，发电m^生的电力穀ij限制。在电力駄斷氐型发电控制中，当发电成本Cg较低时，电、M31急剧增加产生电力充 电，然而当发电成本Cg较高时，积累在电池中的电力将补充到数顺制的产生 电力中。为了得到更详细的资料，可以参考例如日本专利申请特开平 No.2004-260908。同时，在例如日本专利申i辦开平No,2001-309574中提出了带有TOM电源装置的车辆。jtb^ra电源装置包括具有向高电压负载提供高电源电压的高压发电机和高压电池的高压电源系统，向低电压负载提供低电源电压的低压发 电机和低压电池的低压电源系统，并且在这些电源系统之间具有可以进行电力 传输的直術直流的变换器。根据相对^:的负载可以用较高的电压驱动的OTE 型电源装置，可以斷氐动力损失从而改善燃料成本。人们作了大量努力将上面所描述的电力成本降低,电控制应用到双压型 电源縫中希望改善燃料消耗。然而，改善燃料财的结果没有达到人们的期 望。看起来是因为电力成本斷氏型发电控制并不能简单地应用到包括多个发电 机和电池的电源，中。发明内容本发明提供一种^S用鹏型电源縫，包括由，发动机驱动的高压发电机； 由^^发动机驱动的低压发电机；由高压发电机充电并且和高电压负载相连接的高压电池； 由低压发电机充电并且和低电压负载相连接的低压电池；禾口 控制高压发电机和低压发电机的电力产，作的控制部分；高压发电mfn高压电池构成高压电源系统，以及低压发电机和低压电池构成低压电源系统， 其中，控制部分低压侧成本一soc的相关性，、 、、、、 、、、、在其中存储高压侧目标发电#和高压电池的SOC之间的负的相关性作为 高压侧成本一SOC的相关性，基于高压电池的充^/放电电流确定高压电池的SOC，和基于低压电池的充 私放电电流确定低压电池的SOC，基于低压侧成本一SOC的相关性和低压电池的SOC确定低压侧目标发电财，和基于高压侧成本一soc的相关性和高压电池的soc确定高压侧目标发 电鉢在低压侧目标发电成本和高压侧目标发电成本之间进行比较， 当高压侧目标发电财低于低压侧目标发电駄时，执行高压侧优先配电 过程，其中根据高压侧目标发电g在预定范围内确定高压发电机产生的电力 作为高压侧发电量，然后根据低压侧目标发电^ra预定范围内确定低压发电 机产生的电力作为低压侧发电量，以及当高压侧目标发电赫不低于低压侧目标发电絲时，执行低压侧优先配 电战呈，其中根翻氐压侧目标发电成tt预定范围内确定低压发电m^生的电 力作为低压侧发电量，然后根据高压侧目标发电^在预定范围内确定高压发 电机产生的电力作为高压侧发电量。根据本发明，可以提供^3 行电力财降低微电控制倉,足够高效地 陶0^料财的$^用鹏型电源錢。可以从下面包括附图的描述和权利要求中明显看出本发明的其它优点和特征。


在附图中.-图i表示的是根据本发明的实施例的^i用双压型电源^s的电路结构的 电路图。图2标的是目标发电财CP的特性图，示出了铅酸电池的雌SOC和 目标发电^CP之间的关系；图3 ，的是目标发电成本CP的特性图，示出了锂电池的优选SOC和目 标发电成本CP之间的关系；图4标的是目标发电财CP的特性亂示出了包括铅酸电池和锂电池的 组合电池的优选SOC和目标发电成本CP之间的关系；图5标的是由^li用鹏型电源錢执行的电力成本斷氐型发电控制的流程图；图6 ^^的是计算低压侧电力不足的子禾聘的淑呈图；图7 ^的是计算高压侧电力不足的子fi^的流程图；图8-11标的是高压侧优先配电逝呈的流程图；图12-18标的是产生电力W和发电财Cg之间的关系的特性图；图19标的是发动机糊、燃料消耗和发电駄Cg之间的关系的特性图。
具体实施方式
图1 ,的根据本发明的实施例的车辆用双压型电源^g的电路结构。 首先，解释双压型电源装置的电源系统。在图1中，参考标记1表示额定电压为14V的第一电池，2 g额定电压 为42V的第二电池，3表示在电池1和2之间进行电力传输的DC电力传输装 置，4 ^^输出两种不同电压作为高电源电压和低电源电压的鹏戦电机，5 ^包括工作于低电源电压的低电压负载的低电压负载组，6 g包括工作于高 电源电压的高电压负载的高电压负载组，7^^低压电源线，8録高压电源线。 电机4被构成为包掛氐压产生部分4a和高压产生部分4b的戶刑胃 的串鹏(tandem type)发电机，所述低压产生部分和高压产生部分均由糊 发动机9舰普通的转轴驱动。第一电池1、低压产生部分4a和低电压负载组5构成低压电源系统。第二 电池2、高压产生部分4b和高电压负载组6构成高压电源系统。第一电池1由额定电压为14V的铅酸(lead-acid)电池构成。第一电池1 在其正极端与低压电源线7连接，并且在其负极端接地。低压电源线7 加 有MOT型发电机4的低压输出端4A输出的低电源电压,用于向低电压负载组 5 电力。低电压负载组5由被要求在低电源电压下工作的低电压负载L1到 Ln构成。低电压负载L1到Ln包括例如通信装置、控制装置和广播接收器的电 残置。第二电池2由额定电压为42V的锂可再充电电池构成，因为重SiS行充私 放电循环所以与铅酸电池相比其具有较小的退化。第二电池2可以由例如电双 层电容器的其它充电^S构成。高压电源线"鹏加有>!! ^型发电机4的高压输出端4B输出的高电源电 压，用于向高电压负载组6提供电力。高电压负载组6由被要求在高电源电压 下工作的高电压负载H1到Hm构成。高电压负载H1到Hm包括加^1，和例 如空调马达和电力转向马达的马达。虽然在此实施例中DC电力传输装置3由直淑直流变换器构成，但是其也 可以由开关调节器构成。DC电力传输装置3具有可以进行双向电力传输的电路 结构。但是，其也可以具有进行单向电力传输的电路结构。因为用于双向或单向传送电力的直術直流变换器的电路结构和操作是公知的，所以在这里不再对 DC电力传输装置3做进一步的说明。接下来，对OT型电源设备的控制系统进行说明。控制系统包括下面将要 解释的控制装置组和传S^组。在图1中，参考l斜己10标电源控律徵，11 ^ii节器，13表示高电压 负载控制器，14标发动鹏制器和130彰示低电压负载控律幡。电源控帝勝 10，调节器ll、高电压负辦伟幡13、发动机控制器14利氐电压负载控伟i勝 130构成了TO型电源设备的控制部分。高电压负载控库幡13执行向高电压负 载组6配电的集中控制，并且低顿负载控带藤130执行向低电压负载组5配 电的集中控制。传 组包括用于检测低压电源系统的产生电流的电流传感器15，用于检 测高压电源系统的产生电流的电流传繊16,用于检测第二电池2的状态的第二电池状态监控器18，用于检测第一电池l的状态的第一电池状态鹏器180, 用于检测第二电池2的充私放电电流的电流传感器20，用于检测第一电池l的 充私放电电流的电流传繊200，加速传繊21和制动传感器22。传繊组还可以包括其它的传感器。电流传 15 ;^测^ffi型发电机4的低压产生部分4a流向低压电源线7 的产生电流，并且将检测到的电流数据发送到电源控制器10。电流传感器16 检测^51EM^电机4的高压产生部分4b流向高压电源线8的产生电流，并且 将检测到的电流娜发超魄源控制器10。顺便提一句，如果代,通二极管型三相全波整流器而使用三相反相器用 于鹏型发电机4的高压产生部分4b，贝何以使高压产生部分4b作为马达j顿， 用于对发动机9进行转矩辅助。在这种情况下，电流传感器16检测高压产生部 分4b的输入电流。第二电池状态监控器18向电源控库幡10総标由电流传麟20检测到 的第二电池2的充^/放电电流、第二电池2的,等的数据。在此实施例中， 第二电池状态监控器18基于检测至啲第二电池2的充私放电电流等计算第二电 池2的S0C。第一电池状态监控器180向电源控帝藤10发送标由电流传麟200检测 到的第一电池1的充私放电电流、第一电池1的、皿等的M。在此实施例中， 第一电池状态监控器180基于检观倒的第一电池1的充~放电电流等计算第一电池i的soc。 soc的计算可以由电源控带m 10完成。分别由加速传麟21和制动传繊22检测到的加3I^板和制动踏板的下 压量也被发凝U电源控库幡IO。代替由加速传繊21检测至啲下压量，可以将 节气门传S^检测至啲节气门开度(throttle opening)发微电源控第螺10。电 源控库幡10基于加i!J^板或制动踏板的下压歡,是否需要进行再生制动操作 或者扭矩辅助操作，并且根据判断的结果使OTffit电机4的高压产生部分4b 可以作为发电机或马达使用。电源控制器10向调节器11发出发电量的命令，所述发电量基于从传感器 组得到的繊以及从髙电压负载控帝藤13、低电压负载控带勝130和发动鹏 库幡14得到的娜来确定。电源控伟幡10还向发动丰鹏制器14发出戶刑青求的 发^^ 需的,的命令，并且向DC电力传输装置3发出电力传输量的命令。另外，电力縫控制器10与高电压负驗制器13进行数据交换以便于检测高 腿负载H1到Hm的状态并且执行消耗配电控制，并且还与低电压负载控制器 130进行 魏以便于检测低电压负载Ll到Ln的状态并且执行消耗配电控 制。顺便提一句，在执行,辅助操作的情况下，发电量变为负。调节器11执行对,型发电机4的发电控制。fetb实施例中，OTEM发电 机4是具有低压产生部分4a和高压产生部分4b的斜由串職电机，所述低压 产生部分和高压产生部分可以彼此单3她调节其发电量。因此，电源控律幡10 对低压电源系统产生低压发电量的命令，以及对高压电源系统产生高压发电量 的命令。这^^令M31将在后面详细解释的电力财陶氐型发电控制进fi^十算。 髙电压负载控制器13调节髙电压负载Hl到Hm的功耗。高电压负载Hl 到Hm中的每一个可以由多个电负,成。 :实施例中，高电压负载控制器 13具有斜虫控制高电压负载H1到Hm的电源的电路结构。可替换地，高电压 负载控帝勝13可以具有检测高电压负载H1到Hm中的每一个的功耗的电路结 构。在仅需要检测高电压负载H1到Hm的功耗总和的情况下，虽然雌单独检 测高电压负载Hl到Hm的功耗，但是这足以检测由电流传繊16检测至啲产 生电流的值和由电流传麟20检测到的第二电池2的充私放电电流的值之间的 差。但是，在这种情况下，樹可借助DC电力传输錢3的电力传输不予考虑。 在高腿负载控制器13单个控制高电压负载H1到Hm的情况下，高电压负载 Hl到Hm中的每一个的功耗可以舰简单的幵/雜制或者开关控制来调整。在 这种情况下，高电压负载控讳幡13可以实施优先的配电控制，其中根据高电压 负载H1到Hm的优知l,向其提供电力。在不需要对高电压负载H1到Hm进 行功耗调节的情况下，也就是在不需要集中配电控制的情况下，可以去除高电 压负载控律幡13。低电压负载控审勝130调节低电压负载Ll到Ln的功耗。低电压负载Ll 到Ln中的每一个可以由多个电负载构成。在此实施例中，低电压负驗审滕 130具有剃虫控制氏电压负载Ll到Ln的电源的电路结构。可替换地，低电压 负载控制器130可以具有检测低电压负载Ll到Ln中的每一个的功耗的电路结 构。在只需要检测低电压负载Ll到Ln的功耗总和的情况下，虽然雌斜虫检 测低电压负载L1到Ln的功耗,但是这足以检测由电流传感器15检测至啲产生电流的值和由电流传感器200检观接啲第一电池1的充^/放电电流的值之间的 差。但是，在这种情况下，樹可借助DC电力传输錢3的电力传输不予考虑。 在低腿负驗库幡130单个控制低电压负载Ll到Ln的情况下，低腿负载 Ll到Ln中的每一个的功耗可以舰简单的开/关控制或者开关控制来调整。在 这种情况下，低电压负载控制器130实施优先的配电控制，其中根撤氐电压负 载L1到Ln的优射,向其麟电力。在不需要对低电压负载L1到Ln进行功 耗调节,也就是不需要集中配电控制的情况下，可以去除低电压负载控伟幡130。发动*鹏审攞14从电源控伟幡10接收目标发电财(在后面解释)，计算 恭示分配给TO型发电机4的,范围的允许的转矩范围以便得到目标发电成 本，并且将计算的允许的,范围发邀合电源控制器IO。电源控伟幡10在接收到的允许的转矩范围内确定分配给鹏型发电机4 的请求的糊，并且将该请求的,发送给发动机控库幡14。发动机控制器14控制给发动机的燃料供给，使得产生与戶;n青求的,相对应的发动机转矩以驱动,型发电机4。电源控库幡10基于由传送至拨动丰鹏制器14的附青求的,可产生的发 电量将上面描述的高压发电量的命令和上面描述的低压发电量的命令发送到调 节器ll。调节器ll控制氐压产生部分4a产生由低压发电量命令表明的电力量， 并且控制高压产生部分4b产生由高压发电量命令表明的电力量。电源控制器10还控制氏压电源系统和高压电源系统之间的电力调节。接下来，解释电力g陶氏型发电控制。首先，简要介绍电力财陶氐 电控伟啲基 念。在电力成本斷氏 电控制中，313^顿发电财Cg和目标发电駄CP 控制发电。发电淋Cg表示发电+鹏于产生单位电力的财。例如，它可以由产生 lkWh电力的燃料消耗量^。发电成本Cg根据发动lOii转状态而不同。也就 是说，发电成本Cg根据发动机的转动速度和发动机 ^不同。M事先存储 表明发动机状态和发电成本Cg之间的关系的映射，可以i!31当前发动机状态计 算发电成本Cg。目标发电财CP定义为用作电源縫和功耗装置的电池的SOC的函数。 这个函数在下面将被称为目标发M本函数。也就是说，目标发电成本CP是电池的发电成本，或者当电池被假定是电力产生装置时是电池电力成本。当目标发电成本CP (或者电池电力成本)比发电机的发电g低的时候，发电机的发 电fii3Z该陶氏，并且电池的放电电流应该增加。当目标发电^CP (或者电池电力成本)比发电机的发电成本高的时候，发电机的发电量应该增加，并且电池的放电电流应该减小。当然电池应该,在电池的soc的适中范围内运行。因此，当电池的SOC从这个范围向充电侧偏移时，雌W"电'鹏行放电，并且当电池的soc从这个范围朝向放电侧偏移时，^iW电、 M行充电。对电池进行放电应当弓胞发电机的发电量斷氐，并且对电、,行充电应当引起发 电机的发电量增加。因此，目标发电财函数(也就是目标发电财CP)體成与soc成负 相关的关系。因此，当SOC低的时候，目标发电成本CP变高，并且当soc高 的时候，目标发电成本CP变低。此实 式可以设置为基于控制结果的历妙得知目标发电成本函数的最佳曲线。fflil计算目标发电成本CP和发电成本Cg,将其互相比较，并且根据比较 结果调节发电机的发电量，可以进行下面的控制，即当发电成本Cg相当低的时候(例如，当执行再生制动操作的时候)，发电机的发电量基本上增加以对电池进行充电，以及当发电成本Cg相当髙的时候(例如，当^tt爬P走坡的时候)， 发电机的发电量基本上减小以对电MiS行放电。将上面描述的电力^陶氏i^:电控制应用到包括两种不同类型的电池的车辆电源系统的最简单的配置是这样的，艮P:采用这两个电池构礎且合电池，根据该组合电池的SOC计算目标发电成本CP,以及将目标发电成本CP与发电 赫Cg进行比较。但是，这种配置具有下面的问题。这些电池具有不同的SOC值，并且由于 电池的类型不同和老化退化的原因，它们^m的SOC范围互不相同。图2标的是^ffl铅酸电池的情况下关于soc的目标发电成本CP的tt^特征曲线，图3表示的是使用锂电池的情况下关于SOC的目标发电成本CP的优选特征曲线。从这些图中可以看出，为了抑制老4bi化的需要，铅酸电池的，soc范围窄, 而锂电池的,soc范围宽。因此，如m行电力成本降低型发电控制，假定糊电源系统具有一个组合电池，尽管其实际上具有两种不同类型的电池，那么如图4所示皿的SOC范围变得非常窄，这是因为这两个电池都应当在该soc范围内的良好条件下操作。这意歸不能有效地利用锂电池的存储能力。另外，在这样的车辆电源系统中的两个发电机具有不同的特性特征。例如， 它们具有不同的发电效率。因此，根据上面所描述的这种简单配置，只能不充 分地得到电力财陶氐離电控制的效果。接下来，解释该实施例的通MOT型电源设Mi行的电力财陶氏離电 控制。为了解决上面配置中的两个电池和两个发电机分别相当于单个电池和单 个发电机的问题，本实施例被如此配置使得teW柳不同的目标发电成本对高 压电源系统和低压电源系统的每一个执行电力财降低微电控制。更详细地说，根据作为其本身电池的变量的soc，为两个电源系统的每一 个单独计算目标发电g，这样可以对两个电源系统中的每一个與虫执行电力 成本斷氏型发电控制。并且M^当地分配基于两个电源系统产生的电力，可 以最^f呈度地得至U舰电力成本斷氐離电控制陶氐燃料消耗的效果。接下来，参考图5的流程图解释电力駄陶氏型发电控制的具体例子。 电力駄斷氐型发电控制开始于在步骤S100， S102计算低压电源系统中 的电力不足值Wfl (下面可以称为"低压侧电力不足值Wfl)，和高压电源系统 中的电力不足值Wf2 (下面可以称为"高压侧电力不足值Wf2)。该计算的禾i^ 将在后面解释。然后，低压电源系统中的目标发电赫CP1 (下面可以称为"低压侧目标 发电成本CP1")，和高压电源系统中的目标发电成本CP2 (下面称为"高压侧 目标发电^CP2")分别在步骤S104， S106中i^。这些计算的方法基本上如上面所描述的。这里，低压侧目标发电财CP1 是基于电池1的SOC计算的，该SOC是参考预先存储的如图2所示的舰利 用传统已知的方法计算的，以及高压侧目标发电成本CP2是基于电池2的SOC 计算的，该SOC是参考预先存储的如图3所示的舰以类似的方式计算的。接下来，在步骤S107中在高压侧目标发电财CP2刺氐压侧目标发电成 本CP1之间进行比较。如果高压侧目标发电财CP2低于低压侧目标发电财 CP1，另13么在步骤S108执行低压侧优先配电鄉呈(后面解释)，否则，则在步骤 S110执行高压侧优先配电过程(后面解释)。此后，在步骤S112中命令低压产生部分4a产生由前面描述的低压侧优先配电过程确定的低压侧请求的发电量值WG1所，的电力量，以及在步骤S114 中命令高压产生部分4b产生由前面描述的高压侧优先配电鄉呈确定的高压侦储 求的发电量值WG2所彰示的电力量。然后，ltt^ (电力成本斷氏戦电控制) 终止，并返回主程序。图5所述的，以定期的短时间间隔执行。如上面所解释的，这个程序可以ilil从低压侧优先配电31l呈和高压侧优先 配电aii^间进微择来优化地调魁氐压侧请求的发电值WG1和高压侧请求 的发电值WG2。接下来，参考图6所示的繊图解释在步骤S100中执行的低压侧电力不足 值Wfl的计算过程的例子。该计算MI呈开始于在步骤S1000基于低电压负载L1到Ln的运行状态计算 包掛氐电压负载Ll到Ln的低电压负载组5的电功耗总和WfLo (可以称为低 压侧总功耗WflLo)。随后，在步骤S1002中标电池1可以向低腿负载组5 提供的电力的低压侧可供给电池电力WgLo基于电池1的剩余容 €计算。此 计,以用《顿已知的方法进行。例如，可以事先存储标电池1的SOC和 WgLo之间的关系的,。之后，在步骤S1004对总和WfLo和低压侧可供给电池电力WgLo之间进 行比较。如果低压侧可供给电池电力WgLo小于低压侧总功耗WfLo，则在步骤 S1006 ^a标志为"1"以，存在低压侧电力不足Wfl (=WfLo—WgLo)， 否则在步骤S1008设置标志为"0"。接下来，参考图7所示的^f呈图解释在步骤S102中执行高压侧电力不足值 Wf2的计算3if呈的例子。该计算过程开始于在步骤S1020基于高电压负载Hl到Hm的运行状态计 算包括高电压负载H1到Hm的高电压负载组6的电功耗总和WfHi (可以称为 高压侧总功耗WfHi)。随后，在步骤S1022标电池2可以向高腿负载组6 提供的电力的高压侧可供给电池电力WgHi基于电池2的剩余容量来计算。此 计算可以用任何己知的方法进行。例如，可以事先存储表示电池2的SOC和 WgHi之间的关系的映射。之后，在步骤S1024对总和WfHi和高压侧可供给电池电力WgHi之间进 行比较。如果高压侧可供给电池电力WgHi小于高压侧总功耗WfHi，则设置标 志为"l"以^^#&高压侧电力不足Wf2( =WM—WgHi)，否则在步骤S1028设置标志为"o"。接下来，参考图8-11中所示的,图解释在步骤110执行的高压側欣先配 电鹏。该过程开始于在步骤Sl 100计算当低压产生部分4a产生电力以弥补低压侧 电力不足Wfl时发电机4的发电成本Cg的特性曲线。发电财cg与战动tnji行点产生单位电力的燃料消耗量等效，所微动机运行点由与对应于由高压产生部分4b产生的电力和低压侧电力不足Wfl 的总和的负载转矩的总和相等的发动机，和当前驱动转矩以及当前发动 度确定。因此，在此实施例中，事先存储表示上面描述的参数之间关系的映射 (例如，图19所示的图)，并且当低压产生部分4a产生的电力和低压侧电力不 足Wfl相等并且高压产生部分4b产生高压侧发电量时,M参考此图可以得到 发电成本Cg和发电机4的发电量之间的关系。所得到的关系形成上面描述的发 电财Cg的特性曲线。图12示出了该特性曲线的例子。之后，在步骤S1102中高压产生部分4b的最大电力设置为高压侧可产生电 力Wg2max(见图12)。然后，在步骤S1104中，由上面描述的特性曲线得至i底 小于高压侧可产生电力Wg2max的范围内的高压产生部分4b的发电^Cg的 最小值作为发电成本Cg的最小值Cgmin (见图13)。下面，在步骤S1106中，对得到的发电成本Cg的最小值Cgmin和高压侧 电源系统中的目标发电g CP2之间进行比较。如果发电成本Cg的最小值 Cgmin小于目标发电财CP2，贝條^^呈进行至陟骤S1110,否则进行到步骤 S腦。在步骤S1108中，标高压产生部分4b被请求产生的电力的高压侧请求的 发电值WG2體为高压侧电力不足值Wf2。因此，高压电源系统仅仅被供给高 压侧电力不足值WG的电力量或者高压电源系统需要的最小电力。在步骤SlllO中，当高压产生部分4b的发电量被假定为是基于前面描述的 特性曲线的高压侧可产生电力Wg2max时，计算高压产生部分4b的发电财 Cg,并且该计算出的发电成本Cg设置为发电^Cg2Mo然后，该过禾iia行 到步骤S1112 (见图14)。在步骤Sl 112中，对高压电源系统的发电成本Cg2M和目标发电^ CP2 之间进行比较。如果目标发电^CP2小于发电^Cg2M，则该MI呈进行到步骤S1114，否则进行到步骤S1116。在步骤S1108中，标高压产生部分4b被请求产生的电力的高压侧请求的 发电值WG2體为高压侧可产生电力Wg2max。因此，请求高压产生部分4b育辦产生的最大电力。在步骤S1114中，在图中(见图15)在步骤S106得到的目标发电^CP2 的点产生的电力设置为发电量Wcp2。此发电量Wcp2意,高压产生部分4b 育嫩产生的电力满足目标发电^ CP2。接下来，在步骤S1118中对高压侧电力不足量Wf2和发电量Wcp2之间进 行比较。如果高压侧电力不足量Wf2小于发电量Wcp2，那么该过禾IiS行到步 骤S1120以将高压侧请求的发电值WG2设置为发电量Wcp2,否则，进行到步 骤S1122以将高压侧请求的发电值WG2设置为高压侧电力不足量Wf2。因此， 高压电源系统仅仅被供给高压侧电力不足量WG，也就是高压电源系统所需的 最小电力。在接下来的步骤S1124中，当高压产生部分4b产生的电力满足高压侧请求 的发电值WG2时，计算发电机4的发电成本Cg的特性曲线。发电gCg与 在发动tUt行点产生单位电力的燃料消耗量等效，所述发动机运行点由等于对 应于低压产生部分4a产生的电力和高压侧请求的发电值WG2的总和的负载转 矩的总和的发动机^g和当前驱动转矩以及当前发动+IUI度确定。因此，在本 实施例中，事先存储表示上面描述的参数之间关系的舰(例如，图19所示的 图)，并且当低压产生部分4b借助高压侧请求的发电值WG2产生电力时， 参考此图得至拨电机4的发电量和低压产生部分4a的发电成本Cg之间的关系。 所得到的关系形成上面描述的发电成本Cg的特性曲线。图16示出了该特性曲 线的例子。然后，在步骤S1126中低压产生部分4a的最大电力设置为低压侧可产生电 力Wglmax。然后，在步骤S1128中，由上面描述的特性曲线(见图16)得到 在小于低压侧可产生电力Wglmax的范围内的低压产生部分4a的发电成本Cg 的最小值作为发电成本Cg的最小值Cgmin。下面，在步骤S1130中，比较得到的发电成本Cg的最小值Cgmin刺氐压 侧电源系统的目标发电成本CP1。如果发电成本Cg的最小值Cgmin小于目标 发电成本CP1，则该ill呈进行到步骤S1132，否贝iJ进行到步骤S1134。在步骤S1134中，^^低压产生部分4a被请求产生的电力的低压侧请求的 发电值Wfl體为低压侧电力不足值Wfl。因此，低压电源系统仅仅被供给低 压侧电力不足Wfl的电力量或者低压电源系统需要的最小电力。在步骤S1132中，基于前面描述的特性曲线计算当低压产生部分4a的发电 量被假定赵氏压侧可产生电力Wglmax时的发电成本Cg，并且该计算的发电成 本Cg设置为发电赫Cglfiill。然后，该Jif呈进行至陟骤S1136 (见图17)。在步骤S1136中，进行低压电源系统的发电财Cglfiill和目标发电财 CP1之间的比较。如果目标发电成本CP小于发电成本Cg2fo11,则该MI呈进行 到步骤S1138，否则该^liiS行到步骤S1140。在步骤S1140中，表明低压产生部分4a被请求产生的电力的低压侧请求的 发电值WGI體为低压侧可产生电力Wglmax。因此，请求低压产生部分4a兽辦产生的最大电力。在步骤S1138中，在步骤S104计算的低压电源系统中的目标发电成本CP1 的点处的发电量由映射图得到作为可产生电力Wcpl (见图18)。此可产生电力 Wcpl意,低压产生部分4a可以在目标发电^CPl的点处产生的电力。接下来，在步骤S1142中对低压侧电力不足量Wfl和可产生电力Wcpl之 间进行比较。如果低压侧电力不足量Wfl小于可产生电力Wcpl,则该^f驰 行到步骤S1144以将低压恻请求的发电值WG1设置为可产生电力Wcpl,否则， OTiS行到步骤S1146以将低压侧请求的发电值WG1设置为低压侧电力不足值 Wfl 。因此，低压电源系统仅仅被供给低压侧电力不足值Wfl,也就是低压电 源系统所需的最小电力。如上面所解释的，祉面描述的高压侧优先配电战呈中，电力駄陶氏型 发电控制优先作用在高压电源系统侧以在小于目标发电# CP2的范围内提高 电力产生，而电力成本陶氏型发电控制作用在低压电源系统侧以在目标发电成 本CP1下提高电力产生。并且执行这样的控制，即向这些系统的每一个鄉它 们所需要的最小电九而不考虑目标发电成本CP和发电财Cg之间的比较结 果。因此，根据此实施例，电力财降低型发电控制可以以综合的方式最优化 地在鹏型电源设备中运行。在上面的解释中，虽然高压产生部分4b的发电成本Cg的描述基本上和低压产生部分4a的发电^ Cg —样，但是它们可以被不同地计算。在步骤S108执行的低压侧优先配电过程的细节基本上与流程图中所示的 高压侧优先配电ai呈一样，其中需要将术语"高压"和"低压"交换。上面im实施例的解释只是对于后面权利要求描述的本申请的发明的4谅性例子。应当可以理解，对于本领域技术人员来说优选实施例的变形也是可以 的。
权利要求
1、一种车辆用双压型电源装置，包括由车辆发动机驱动的高压发电机；由所述车辆发动机驱动的低压发电机；由所述高压发电机充电并且和高压负载相连接的高压电池；由所述低压发电机充电并且和低压负载相连接的低压电池；和控制所述高压发电机和所述低压发电机的电力产生操作的控制部分；所述高压发电机和所述高压电池构成高压电源系统，以及所述低压发电机和所述低压电池构成低压电源系统，其中，所述控制部分在其中存储低压侧目标发电成本和所述低压电池的SOC之间的负相关性作为低压侧成本-SOC的相关性，在其中存储高压侧目标发电成本和所述高压电池的SOC之间的负相关性作为高压侧成本-SOC的相关性，基于所述高压电池的充电/放电电流确定所述高压电池的所述SOC，和基于所述低压电池的充电/放电电流确定所述低压电池的所述SOC，基于所述低压侧成本-SOC的相关性和所述低压电池的所述SOC确定所述低压侧目标发电成本，和基于所述高压侧成本-SOC的相关性和所述高压电池的所述SOC确定所述高压侧目标发电成本，在所述低压侧目标发电成本和所述高压侧目标发电成本之间进行比较，当所述高压侧目标发电成本低于所述低压侧目标发电成本时，执行高压侧优先配电过程，其中根据所述高压侧目标发电成本在预定范围内确定由所述高压发电机产生的电力作为高压侧发电量，然后根据所述低压侧目标发电成本在预定范围内确定由所述低压发电机产生的电力作为低压侧发电量，以及当所述高压侧目标发电成本不低于所述低压侧目标发电成本时，执行低压侧优先配电过程，其中根据所述低压侧目标发电成本在预定范围内确定由所述低压发电机产生的电力作为所述低压侧发电量，然后根据所述高压侧目标发电成本在预定范围内确定由所述高压发电机产生的电力作为所述高压侧发电量。
2、 根据权利要求l所述的糊用鹏型电源装置，其中所鹏制部分予跌计算低压侧电力不足值，其^^所述低压电池的可放电电力和所述低 电压负载的功耗之间的短鹏值，在执行所述高压侧优先配电过程时，对于所述高压发电机产生所述低压侧 电力不足值的量的电力的情况，根据所述车辆发动机的运行状态确定所述高压 发电机的第一发电^的特性曲线，并且根据所述高压发电机的所述第一发电成本和所述高压侧目标发电成本之间 的比较结果确定所述高压侧发电量。
3、 根据权利要求2所述的车辆用双乐型电源装置，其中所i^^制部分 计算高压侧电力不足值，其 ^所述高压电池的可放电电力和所述高压负载的功耗之间的短缺差值，在执行所述高压侧优先配电战呈时，对于所述低压发电机产生电力以补偿 所述低压侧电力不足值的情况，确定所述高压发电机的所述第一发电^的最 小值，并且所述高压发电机基于所述特征曲线产生在低于其最大可产生电力的 范围内的电力，^0 述最小值和戶腿高压侧目标发电财之间进行比较，并且 当所述最小值大于所述高压侧目标发电成本时，将所述高压侧发电量设置 在基本上等于所述高压侧电力不足值的值。
4、 根据权利要求3戶腿的^^用鹏型电源装置，其中，当执行所述高压侧优先配电腿时，所述控制部分对于所述高压发电机产生其最大可产生电力的情况，基于所述特性曲线确 定戶皿高压发电机的第二发电^，和当所述高压侧目标发电财大于所述高压发电机的所鄉二发电成本时， 将所述高压侧发电量设置在基本上等于所述最大可产生电力的值。
5、 根据权利要求4所述的车辆用鹏型电源装置，其中当执行戶腐高压侧 皿配电^1呈时，所述控制部分基于所述特性曲线确定所述高压发电机能够产生的满足所述高压侧目标发 电成本的电力，鄉述确定的电力和所述高压侧电力不足值之间进行比较，并且 当所述高压侧电力不足歡于所述确定的电力时，将所述高压侧发电量设 置在基本上等于所述高压侧电力不足值的值。
6、 根据权利要求5戶腿的 5用^^电源装置，其中，当所述高压侧电 力不足值小于所述确定的电力时，所述控制部分在执行所述高压侧优先配电过 程时，将所述高压侧发电量设置在基本上等于所述确定的电力的值。
7、 根据权利要求3所述的^S用;5Lra电源装置，其中，顿舰行所述 高压侧优先配电^f呈确定所述高压侧发电量后，所述控制部分确定由所述低压 发电机产生的电力作为低压侧发电量。
8、 根据权利要求7所述的车辆用鹏型电源錢，其中当执行所述高压侧 优先配电逝呈时，所述控制部分对于所述高压发电机产生所述高压侧发电量的瞎况，根据所述，发动机 的运行状态确定^E低压发电机的第一发电成本的特性曲线，对于所述低压发电机产生在低于其最大可产生电力的范围内的电力的情 况，确定所述低压发电机的所述第一发电成本的最小值，^^述低压发电机的所述第一发电成本的所腿小值和所述低压侧目标发 电^之间进行比较，并且当所述低压发电机的所述第一发电赫的所腿小值大于所述低压侧目标 发电駄时，将所述低压侧发电量设置在基本上等于所述低压侧电力不足值的 值。
9、 根据权利要求8所述的车辆用双压型电源装置，其中当执行所述高压侧 优先配电娥呈时，所述控制部分对于所述低压发电机产生其最大可产生电力的情况，基于所述低压发电机 的所述第一发电成本的所述特性曲线确定所述低压发电机的第二发电成本，并 且当所述低压侧目标发电^高于所述低压发电机的所，二发电成本时， 将所述低压侧发电量设置在基本上等于所述低压发电机的所述最大可产生电力 的值。
10、 根据权利要求9所述的车辆用)M型电源装置，其中当执行所述高压 侧优先配电鹏时，所鹏制部分基于所述低压发电机的所述第一发电^的戶皿特性曲线确定所述低压发 电机肖辦产生的满^^述低压发电机的所述第二低压侧目标发电成本的电力， i^腿确定的电力和所述低压侧电力不足值之间进行比较，并且当所述低压侧电力不足歡于所述确定的电力时，将所述低压侧发电量设置在鉢上等于戶;^低压侧电力不足值的值。
11、 根据权利要求io所述的，用,型电源装置，其中，当执行戶皿高 压侧优先配电逝呈时，当所述低压侧电力不足值小于所述确定的电力时，所鹏制部分将所述低 压侧发电量體在基本上等于所述确定的电力的值。
12、 根据权利要求1所述的车辆用OT型电源驢，其中，当执行所述高压侧优先配电ai呈时和在执行所述低压侧优先配电3ii呈时，戶皿控制部分M31参考f!5fe存储的所述低压发电机的发电量和所述高压发电机的发电量的总和与所述高压发电机和所述低压发电机之一的发电成本之间 的关系，根据所述高压发电机的另一个的当前发电量来确定所述高压发电机和 所述低压发电机中的一个的发电财，当所述当前发电量被假定是度定值时。
全文摘要
本发明涉及车辆用双压型电源装置。包括高压电源系统和低压电源系统的车辆用双压型电源装置具有这样的配置，即根据作为其本身电池的变量的SOC为两个电源系统的每一个单独计算目标发电成本，这样可以对两个电源系统中的每一个单独执行电力成本降低型发电控制。
文档编号B60L11/12GK101239591SQ20071018009
公开日2008年8月13日 申请日期2007年12月18日 优先权日2006年12月18日
发明者加藤章, 田村博志, 青山洁 申请人:株式会社电装