专利名称：车辆中的发电控制设备和控制方法
技术领域：
本发明涉及车辆中的发电控制设备和控制方法，并且特别涉
及发电控制设备，其适用于控制包括具有发电功能的涡轮增压器的车 辆中的发电。
背景技术：
如公开号为JP-A-H11-324688的日本专利申请中所公开的， 已知包括具有发电功能的涡轮增压器的车辆。当车辆减速时，涡轮增 压器用作发电机来执行电能的再生。前述的车辆可以存储在减速过程中待消耗的能量，并且将此 能量转化为电能。这样的车辆提高了能量效率，使得能量效率比涡轮 增压器没有执行再生的车辆的能量效率高。利用来自内燃机的输出扭矩来产生作为能量的电力的交流 发电机通常安装在车辆上。因此，设置有具有发电功能的涡轮增压器 的车辆具有两个发电机。交流发电机与内燃机的曲轴同步旋转。然而，涡轮增压器利 用排气能量作为其主要驱动源。交流发电机和涡轮增压器的发电效率 受它们各自的旋转条件影响较大。因此，如果它们彼此独立地旋转， 则每个的发电效率也彼此独立地变化。如果交流发电机的发电效率和涡轮增压器的发电效率彼此 独立地变化，则当车辆被驱动时，像前者超过后者或者相反的这样的条件可以自由地发生。为了在车辆中达到高能量效率，期望优先使用 具有好的发电效率的发电机来承担发电负载。然而，在常规的车辆中，不是将交流发电机的发电与涡轮增 压器的发电互相联系来执行控制。另外，在常规车辆中的处理不是根 据每个的发电效率来建立每个的发电负载。因此，尽管常规车辆具有 交流发电机和涡轮增压器，但是其不能在发电中从两者中达到最大效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车辆中的发电控制设备，其通过 合适地将发电负载分配到交流发电机和涡轮增压器来实现高效率的发 电。本发明的第一方案为一种车辆中的发电控制设备，其具有 交流发电机，其将内燃机的输出扭矩转换为电能；涡轮增压器，其具 有将涡轮机和压缩机中的至少一个的旋转转换为电能的发电功能；第 一效率计算装置，其计算作为第一效率的所述涡轮增压器的发电效率； 第二效率计算装置，其计算作为第二效率的所述交流发电机的发电效 率；发电指令量计算装置，其基于所述第一效率和所述第二效率，来 计算所述涡轮增压器将需求的第一发电指令量和所述交流发电机将需 求的第二发电指令量；第一控制装置，其指示所述涡轮增压器响应所 述第一发电指令量发电；及第二控制装置，其指示所述交流发电机响 应所述第二发电指令量发电。本发明的第二方案为根据第一方案所述的车辆中的发电控 制设备，其进一步具有涡轮转速检测装置，其检测涡轮转速；及发动机转速检测装置，其检测发动机转速，其中所述第一效率计算装置 可以基于所述涡轮转速计算所述第一效率，并且所述第二效率计算装 置可以基于所述发动机转速计算所述第二效率。本发明的第三方案为根据第一或第二方案所述的车辆中的 发电控制设备，其中如果所述第一效率比所述第二效率高，则所述发 电指令量计算装置可以计算所述第一发电指令量，作为比所述第二发 电指令量大的值；并且如果所述第二效率比所述第一效率高，则所述 发电指令量计算装置可以计算所述第二发电指令量，作为比所述第一 发电指令量大的值。本发明的第四方案为根据第一到第三方案任意一个中所述 的车辆中的发电控制设备，其进一步具有发电需求量计算装置，其 计算车辆中的发电需求量，其中所述发电指令量计算装置可以包括 第 一可能电力获取装置，其获取作为第 一可能电力的由所述涡轮增压 器产生的电力；第二可能电力获取装置，其获取作为第二可能电力的 由所述交流发电机产生的电力；涡轮增压器发电优先装置，如果所述 第一效率比所述第二效率高，则其将所述发电需求量优先分配给所述 第 一发电指令量，并且将所述发电需求量的超过所述第一可能电力的 部分作为所述第二发电指令量；及交流发电机发电优先装置，如果所 述第二效率比所述第一效率高，则其将所述发电需求量优先分配给所 述第二发电指令量，并且将所述发电需求量的超过所述第二可能电力 的部分作为所述第一发电指令量。本发明的第五方案为根据第一到第四方案任意一个中所述 的车辆中的发电控制设备，其可以进一步具有发电极限值计算装置， 其基于所述内燃机的状况，计算所述涡轮增压器所允许的电力产生量，
作为发电量极限值，其中所述发电指令量计算装置包括涡轮增压器发 电限制装置，其将所述第 一发电指令量限制到所述发电量极限值或更低。本发明的第六方案为根据第五方案所述的车辆中的发电控 制设备，其可以进一步具有检测排气系统温度的排气温度检测装置 和检测排气系统压力的排气压力检测装置中的至少 一个，其中参考作 为所述内燃机状况的所述排气系统温度和所述排气系统压力中的至少 一个，所述发电极限值计算装置计算所述发电量极限值。本发明的第七方案为根据第一到第六方案任意一个中所述 的车辆中的发电控制设备，其可以进一步具有电池电压感测装置， 其感测存储由所述涡轮增压器产生的电能的电池的电压，其中所述第 一效率计算装置考虑所述电池的所述电压来计算所述第一效率。根据本发明的第一方案，基于涡轮增压器的发电效率(第一 效率)和交流发电机的发电效率(第二效率)，可以计算关于涡轮增压 器的第一发电指令量和关于交流发电机的第二发电指令量。据此，可 以使得涡轮增压器和交流发电机分别响应发电指令量来发电。因此， 本发明的此方案可以在涡轮增压器和交流发电机之间分配负载，由此 获得高的总发电效率。根据本发明的第二方案，可以基于涡轮转速来计算涡轮增压 器的发电效率(第一效率)，并且可以基于发动机转速来计算交流发电 机的发电效率(第二效率)。根据此计算方法，容易准确地获得这些发 电效率。根据本发明的第三方案，如果涡轮增压器的发电效率(第一
效率)比交流发电机的发电效率(第二效率)大，则可以将给涡轮增 压器的发电指令量(第一发电指令量)设定为比给交流发电机的发电 指令量(第二发电指令量)大的值。在相反的情况中，可以颠倒指令 量的关系。因此，通过在发电中持续地给予具有较高发电效率的设备 优先权，本发明的此方案实现了高的总发电效率。根据本发明的第四方案，如果涡轮增压器的发电效率(第一 效率)比交流发电机的发电效率(第二效率)大，则在发电中将优先 权给予涡轮增压器。仅当仅由涡轮增压器不能满足发电需求量时，才 使得交流发电机产生不足部分的量。在相反的情况中，没有被交流发 电机产生的不足部分的量可以由涡轮增压器产生。因此，本发明的此 方案实现了高的总发电效率。根据本发明的第五方案，基于发动机的条件，可以计算涡轮 增压器在没有问题的情况下可以产生的发电量极限值。据此，可以将 涡轮增压器的发电量设置的比上述发电量极限值小。因此，本发明的 此方案有效地防止了涡轮增压器的过度发电造成的对内燃机的不当损害。根据本发明的第六方案，使得涡轮增压器的发电量极限值反 映排气系统温度或排气系统压力中的至少一个。因此，本发明的此方 案可以给容易受涡轮增压器的影响而损坏的排气系统提供合适的保 护。根据本发明的第七方案，可以使得涡轮增压器的发电效率 (第一效率)反映电池电压。电池电压越低，由涡轮增压器产生的电
力越可以有效地存储在电池中。因此，本发明的此方案可以将第一效 率作为准确的特性值，所述准确的特性值包括对电池进行充电的效率。
通过参照附图的下述优选实施例的描述，本发明的前述和进 一步的目的、特征和优点将变得明显，其中相同的标号用于表示相同 的部件，并且其中
图1为说明本发明的第一实施例的构造的示意图2为示出了交流发电机的发电效率ria的特性的图3为示出了涡轮增压器的发电效率的特性的图4为示出了在本发明的第 一实施例中执行的程序的流程图5为说明本发明的第二实施例的构造的图6为电动辅助涡轮增压器应承受的发电极限值的图7为由本发明的第二实施例执行的程序的流程图8为由本发明的第三实施例执行的程序的流程图；及
图9为在本发明的第三实施例中使用的发电效率rim的图。
具体实施例方式图1示出了本发明的第一实施例的构造。图1中所示的系统 具有电动辅助涡轮增压器(MAT) 10。 MAT10具有设置在内燃机的进 气通道中的压缩机、设置在排气通道中的涡轮机以及为这些部件(均 未示出)提供机动力的电动机。在MAT 10中，除了能够利用排气能量来旋转涡轮机和压缩 机之外，还可以利用电动机作为驱动源来旋转涡轮机和/或压缩机。当 涡轮机和压缩机正在旋转时，MAT IO可以使得电动机用作为发电机， 其旋转的能量被转换为电能。电池14经由变换器12连接到MAT 10。电动机控制设备16 连接到变换器12。电动机控制设备16可以将具有期望的传导模式的信 号应用到变换器12。通过接收此信号，变换器12将来自电池14的DC 电压转换为输出到MAT 10的三相AC电压，或者将来自MAT 10的三 相AC电压转换为提供给电池14的DC电压。除了变换器12之外，负载18和交流发电机20也连接到电 池14。交流发电机20与内燃机的曲轴同步旋转以将DC电压提供到电 池14。电池控制i殳备22连接到电池14。更详细地，电池14将表 示电池电压Vb的信号和表示电池14的充电状态的SOC (充电状态) 信号提供给电池控制设备22。电池控制设备22基于电池电压Vb和 SOC信号来计算发电需求量。在电池控制设备22中计算出来的发电需 求量与电池电压Vb —起被提供到发电量控制设备24。可以利用微型计算机来实现发电量控制设备24。检测涡轮 机转速Nt (涡轮机rpm Nt)的Nt检测传感器构造在MAT 10内。表 示涡轮机转速Nt的信号从Nt检测传感器提供到发电量控制设备24。 表示发动机转速Ne (发动机rpm Ne )的信号从Ne ;险测传感器26提供 到发电量控制设备24。发电量控制设备24基于如上所述的各种参数，特别地，诸 如发电需求量、涡轮机转速Nt以及发动机转速Ne等的参数，来计算 MAT 10将需求的发电指令量1和交流发电机20将需求的发电指令量 2。发电指令量1提供到电动机控制设备16。转速指令量(未 示出)也提供到电动机控制设备16。可以选择性地将发电指令量1和 转速指令量提供到电动机控制设备16。如果电动机控制设备16收到发 电指令量1，则电动机控制设备16响应发电指令量1，对变换器12应 用传导模式以使得来自MAT 10的电力流到电池14。另一方面，如果 电动机控制设备收到转速指令量，则电动机控制设备16响应转速指令 量，给变换器12提供驱动传导模式来电动驱动MAT 10。转速指令量在不可能只用排气能量来使得涡轮机转速快速 斜线上升(ramp up)的条件下提供。根据此实施例的系统，例如，通 过在需要突然加速的时刻将合适的转速指令量应用到电动机控制设备 16,可以快速地使得涡轮机和压缩机的转速斜线上升，由此有效地消 除所谓的涡轮迟滞(turbo-lag )。同样，根据此实施例的系统，通过将 发电指令量1应用到电动机控制设备16,可以有效地将涡轮机和压缩 机的旋转能量回收并转换为电能。交流发电机20接收提供的发电指令量2并响应发电指令量 2来产生电力。因此，此实施例的系统通过提供合适的发电指令量1、 2,可以使得MAT 10和交流发电机20响应各自的需求来发电。图2为描述交流发电机20的发电效率ria的特性的图。这里 使用的发电效率ria为交流发电机20关于提供到内燃机的燃料量的发
电效率。因此，必须提供到每发电单元的燃料量越小，发电效率r)a就 越高。如图2中所示，交流发电机20展示了发电效率ria响应发动 机转速Ne变化的特性。更详细地，交流发电机20展示了在发动机转 速Ne的中间范围中的峰值发电效率Tia。图3描述了 MAT 10的发电效率r(m。与如上所述的r(a相似， 发电效率r)m为MAT10关于提供到内燃机的燃料量的发电效率，必须 提供给发电单元的燃料量越小，发电效率Tim就越高。如图3中所示， MAT 10的发电效率T)m取决于涡轮机转速Nt,并且涡轮机转速Nt越 高，发电效率rim趋向于越大。当没有电动机辅助时，涡轮机转速Nt为响应排气能量的值。 对于相同的发动机转速Ne,排气能量值取决于进气量和燃料喷射量而 变化。因此，涡轮机转速Nt和发动机转速Ne彼此独立地变化。因此， 在内燃机的操作期间，交流发电机20的发电效率ria和MAT 10的发电 效率r(m独立地变化。结果，在此实施例的系统中，交流发电机20的发生。在ria比r(m大的条件下，从能量效率的)^见点来看，通过交流 发电机20来往完成发电工作是有利的。在Tim比ria大的条件下，从效 率的观点来看，让MAT 10来承担发电任务是有利的。据此，此实施例 的系统感测交流发电机20的发电效率r(a和MAT 10的发电效率rim, 并且将优先权给予具有较高效率的那 一个来发电。在第一实施例中执行的特定过程如下。图4为示出了由本发 明的第一实施例中的发电量控制设备24执行的过程的详情的流程图。 在图4所示的程序中，首先输入所需的数据，并且计算交流发电机20 和MAT 10的发电效率r)a和rim (步骤100 )。特别地，捕获由电池控制设备22计算的发电需求量Wd、从 MAT lO提供的涡轮机转速Nt和由Ne检测传感器检测到的发动机转速 Ne来作为所需的数据。发电量控制设备24存储与图2和图3相对应 的发电效率设定表。依据对应于图2的设定表，基于发动机转速Ne来 计算交流发电机20的发电效率Tia。依据对应于图3的设定表，基于涡 轮机转速Nt来计算MAT 10的发电效率Tim。接下来，判断MAT 10的发电效率rim是否大于交流发电机 20的发电效率r)a (步骤102 )。结果，如果满足条件rim^na，则执行使得MAT 10来完成发 电工作的过程(步骤104)。特别地，以关于MAT 10的发电指令量1 作为发电需求量Wd，以关于交流发电机20的发电指令量2为0来执 行过程。接下来，当上述过程完成时，发电指令量1被发送到MAT 10 (更精确地，发送到电动机控制设备16 )，并且发电指令量2被发送到 交流发电机20 (步骤106)。结果，由MAT 10完成与发电需求量Wd 相对应的发电。如果在上述步骤102中判定不满足条件rim〉ria,则执行^使得 交流发电机20来完成发电工作的过程(步骤108 )。在此，将关于MATIO的发电指令量1变成零，以关于交流发电机20的发电指令量2作为 发电需求量Wd来执行过程。当执行步骤108的过程时，下一个步骤106的过程将发电需 求量Wd发送到交流发电机20。结果，MAT10进入停止发电条件，并 且仅通过交流发电机20来产生发电需求量Wd。如上所述，此实施例的系统可以使得MAT 10和交流发电冲几 20中具有较高发电效率的那一个来发电。因此，根据此实施例的系统， 可以将获得发电需求量Wd所需的燃料量减至最小，并且可以改善车 辆的耗油率特性。尽管在如上所述的第一实施例中，基于条件rim〉Tia是否被 满足来通过MAT 10或者交流发电机20选择性地产生发电需求量Wd， 但本发明不限于此方式。特别地，本发明可以将发电工作优先分配给 具有较高发电效率的部件。特别地，MAT 10和交流发电机20中的每一个具有规定的最 大电输出(额定输出)以及可以连续输出的电流值(最小保证电流)。 在发电需求量Wd超过这些额定输出或最小保证电流的情况中，不可 能单独由MAT 10或单独由交流发电机20来产生发电需求量Wd。在 这样的情况中，关于发电需求量Wd的不足部分的量的任务可以分配 到被判断具有较低发电效率的设备。以图4中所示的流程图为例，可以在步骤104来执行下述过 程。特别地，首先判断MAT10的额定输出或最小保证电流(此后称为 "第一可能电力")是否足以承担发电需求量Wd。如果判断结果为是， 则如上所述将发电指令量l作为发电需求量Wd并且认为发电指令量2为零。在判断结果为否的情况中，将发电指令量1调整到MAT 10的额 定输出或最小保证电流，并且将关于发电需求量Wd的不足部分作为 发电指令量2。根据此过程，可以获得发电需求量Wd,而不管对第一 可能电力的限制。在步骤108,可以执行下述过程。特别地，首先判断交流发 电机20的额定输出或最小保证电流(此后称为"第二可能电力")是 否足以承担发电需求量Wd。如果判断结果为是，如图4中所示，以发 电指令量2作为发电需求量Wd并且认为发电指令量1为零。在判断 结果为否的情况中，将发电指令量2调整到交流发电机20的额定输出 或最小保证电流，并且将关于发电需求量Wd的不足部分作为发电指 令量l。根据此过程，可以获得发电需求量Wd,而不管对第二可能电 力的限制。此变化不限于第一实施例，并且可以以相同的方式来应用 到如下所述的其他实施例。在如上所述的第一实施例中，以发电量与供给到内燃机的燃 料量的比率作为发电效率rim、 r(a。因此，根据此实施例的系统，通过 依据图4中所示的程序来执行过程，可以将发电所需要消耗的燃料量 减至最小，使得能够改善车辆的耗油率特性。然而，发电效率rim、 ria 不限于是如上所述的物理量。特别地，发电效率rim、 ria可以是在单独 评估MAT 10或者交流发电机20的情况下的效率，即，表示MAT 10 和交流发电机20中的每一个关于输入能量的发电程度的效率。在如上所述的第一实施例中，设置有计算发电需求量Wd的 电池控制设备22,并且基于发电需求量Wd来设置发电指令量1、 2。 通过执行此过程，可以产生车辆恰好所需的电力量，因此避免了诸如 电池14过度充电的情况。然而，在本发明中，不是绝对地需要计算发
电需求量Wd。特别地，对于MAT10和交流发电机20,将发电优先权 给予具有较高的rim或ria的一个是足够的，并且不绝对地需要使得发 电量与发电需求量Wd —致。同样，尽管在如上所述的第一实施例中，具有发电功能的涡 轮增压器受限于MAT 10， MAT 10为具有电动辅助功能的涡轮增压器， 但是本发明不限于此方式。特别地，本发明中的涡轮增压器仅需要具 有发电功能，并且不需要具有电动辅助功能。而且，在如上所述的第一实施例中，发电效率T(m可以对应 于上述第一方案中的"第一效率"，并且发电效率ria可以对应于上述第 一方案中的"第二效率"。在步骤100中，发电量控制设备24可以通 过计算iim来实现第一方案中的"第一效率计算装置"，并且可以通过 计算Tia来实现第一方案中的"第二效率计算装置"。在步骤104和108 中，可以通过计算发电指令量1和发电指令量2来实现第一方案中的 "发电指令量计算装置"，并且可以通过执行步骤106的过程来实现第 一方案中的"第一控制装置"和"第二控制装置"。在如上所述的第一实施例中，构造在MAT 10中的Nt检测 传感器可以对应于第二方案中的"涡轮转速检测装置"，并且Ne检测 传感器26可以对应于第二方案中的"发动机转速检测装置"。在如上所述的第一实施例中，电池控制设备22可以对应于 第四方案中的"发电需求量计算装置"。发电量控制设备24通过获取 第一可能电力可以实现第四方案中的"第一可能电力获取装置，，，可以 通过获取第二可能电力来实现第四方案中的"第二可能电力获取装 置"，可以通过使得步骤104的过程的执行发生如上所述的变化来实现
第四方案的"涡轮增压器发电优先装置，，，以及可以通过使得步骤108 的过程的执行发生如上所述的变化来实现第四方案的"交流发电机发 电优先装置"。下面参照图5到图7来描述本发明的第二实施例。图5说明 了本发明的第二实施例的构造。在图5中，对于与图1中相同的构造 部件分配以相同的标号并且不再说明或者仅在此后作简单说明。除了具有排气温度传感器30和排气压力传感器32之外，图 5中所示的系统与图1中所示的系统相同。排气温度传感器30测量内 燃机的排气系统温度Te。排气压力传感器32测量内燃机的排气系统压 力Pe。如果MAT 10用作发电机，则MAT 10的涡轮机为增加排气 系统中的排气阻力的部件。排气阻力越大，MAT 10产生的发电量越大。 因此，如果完成大的发电量，则排气系统的温度Te和压力Pe趋向于 变高。如上所述的排气温度传感器30和排气压力传感器32设置在这 样的温度和压力变化显著并可以被检测到的位置。特别地，这些传感 器可以设置在内燃机的排气口和MAT 10的涡轮机之间。从保护内燃机的排气系统的观点看，图6示出了应用到MAT IO的发电极限值Wlimit的设定表。如上所述，MAT10的发电越大， 内燃机的排气系统温度Te和排气系统压力Pe趋于增加。因此，为了 保护排气系统，希望排气系统温度Te越高以及排气系统压力Pe越高， MAT 10的发电量保持越低。在图6中所示的图中，Te x Pe越大，发电极限值Wlimit取 越小的值。因此，如果基于此图来设置发电极限值Wlimit,可以满足
如上所述的需要并且使得MAT 10来承担发电任务，从而有效地防止对
内燃机的排气系统的损坏。在此实施例中，当将发电极限值Wlimit设置为小的值时， 可能会发生不能单独由MAT 10来处理发电需求量Wd的情况。因为此 实施例中的系统不仅具有MAT 10,还具有交流发电机20,在此情况中， 可以通过交流发电片几20来补充发电不足。因此，在此实施例的系统中， 即使在基于效率的比较应该给予MAT 10优先权来执行发电的情况中， 如果MAT 10的发电极限值Wlimit不满足发电需求量Wd，也可以使得 交流发电机20发电来弥补不足。第二实施例执行的特定过程如下所示。图7为由在此实施例 中的发电量控制设备24执行的程序的流程图。在图7中，对与图4中 所示的步骤相同的步骤分配相同的标号，并且在下文中不再做说明或 者仅做简单说明。在图7中所示的程序中，首先执行步骤110的过程。在步骤 110,除了如上所述的步骤100的过程之外，还执行下述过程。详细地， 在此处，捕获排气系统温度Te和排气系统压力Pe作为所需的数据。 在步骤IIO，连同MAT 10和交流发电机20的发电效率T)m、 "a的计算 一起，计算发电量极限值Wlimit。此实施例中的发电量控制设备24存 储图6中所示的图。在步骤110,以Te x Pe为参数参考所述图并且确 定发电量才及限值Wlimit。在此程序中，如果在步骤102判断MAT 10的发电效率rim 高于交流发电机20的发电效率Tia，那么在步骤112判断发电需求量 Wd是否超过发电量极限值Wlimit。如果结果为判断条件Wd>Wlimit
不满足，则能判定可以在发电量极限值Wlimit的范围内产生发电需求 量Wd,即，可以判定MAT10单独可以处理发电需求量Wd的产生。 在此情况中，在步骤104执行与图4相似的过程，并且单独由MAT 10 处理发电需求量Wd。然而，如果在步骤112判断条件Wd>Wlimit被满足，则判 定不能在发电量极限值Wlimit的范围内产生发电需求量。在此情况中， 执行过程通过交流发电机20来弥补不足部分(步骤114 )。特别地，在 此处将给MAT lO的发电指令量l设置为发电量极限值Wlimit，并且 以关于发电需求量Wd的不足部分(Wd-Wlimit)作为关于交流发电 机20的发电指令量2。在上述之后，执行步骤106的过程来使得MAT 10和交流发 电机20分别响应发电指令量1和2来发电。结果，有效地执行所需的 发电，而不损害排气系统。在如上所述的第二实施例中，发电量控制设备24通过在步 骤110计算发电量极限值Wlimit可以实现第一方案的"发电量极限值 计算装置"，并且通过在步骤114将发电指令量1设置到发电量极限值 Wd可以实现第五方案的"涡轮增压器发电限制装置，，。在如上所述第二实施例中，排气温度传感器30可以对应于 第六方案的"排气温度检测装置"，并且排气压力传感器32可以对应 于第六方案的"排气压力检测装置"。下面参照图8和图9说明本发明的第三实施例。如下所述， 可以通过使得发电量控制设备24执行图8中所示的程序来代替图7中 所示的程序而实现此实施例的系统。在此实施例的系统中，由MAT 10产生的电力由变换器12 转换为DC电压并且提供到电池14。在此情况中，需要变换器12来执 行电压转换，以使来自变换器12的输出电压比电池电压Vb高。变换器12对由MAT 10产生的AC电压执行全波整流，使 得大部分的电力纟皮有效地转换为DC电力。通过将由变换器12进行的 整流区域限制到AC电压的高压部分，可以增加来自变换器12的输出 电压。因此，在此实施例中，依据电池电压Vb来改变应用到变换器 12的传导模式，以使来自变换器12的输出电压为比电池电压Vb高的 合适的高值。然而，将整流到高电压范围的限制越大，电力转换效率越减 小。因此，在此实施例中，电池电压Vb越高，从MAT 10到电池14 的电力的供给效率就越减小。即，电池电压Vb越高，在此系统中的 MAT10的有效发电效率趋于减少。为了方便，此实施例中的此有效的 发电效率此后也称为"发电效率rim"。在上述第一和第二实施例中，MAT10的单独发电效率，即， 由MAT 10产生的电力和用于执行发电所需的燃料量之间的比率为发 电效率rim。在此情况中，因为不考虑电池电压Vb,所以可能发生rim 的值超过有效的发电效率的情况，并且即使MAT 10的效率比交流发电 机20的效率小，正在执行的发电过程也将优先权给予MATIO。.如上所述，在此实施例中，在计算MAT 10的发电效率T(m 中，考虑电池电压Vb的影响，并且基于从变换器12提供到电池14的 输出来确定MAT 10的有效的发电效率rim。因此，与第一和第二实施例相比，此实施例的系统执行更合适的选择利用MAT 10来发电和通过
交流发电机20来发电，因此能够改善发电效率。下面说明在本发明的第三实施例中执行的特定过程。图8为 示出了在此实施例中由发电量控制设备24执行的程序的流程图。除了 步骤IIO被步骤120代替，图8与图7中所示的程序相同。在图8中， 对与图7中的步骤相同的步骤分配相同的标号并且不做说明或者仅仅 在下面做简单说明。在图8中所示的程序中，首先执行步骤120的过程。在此处， 连同涡轮机转速Nt等一起，捕获电池电压Vb作为所需要的数据。在 此情况中，基于所捕获的数据，来计算交流发电机20的发电效率ria、 MAT 10的发电效率r)m以及MAT 10的发电量极限值Wlimit。在此实施例中，发电量控制设备24存储图9中所示的图。 图9为说明以涡轮机转速Nr和电池电压Vb为参数，MAT 10的发电效 率rim的图。特别地，图9中所示的图说明了电池电压Vb越高，发电 效率"m越高。在如上所述的步骤120，依据此图来计算与涡轮机转速Nt 和电池电压Vb相对应的发电效率r(m。结果，在此实施例中，基于从 变换器12提供到电池14的电力，来确定有效的发电效率r(m作为MAT 10的发电效率r(m。在图8中所示的程序中，执行与第二实施例中相同的随后的 过程。结果，此实施例的系统基于MAT10的有效的发电效率rim和交 流发电机20的发电效率r(a间的对比来划分发电任务。因此，此实施例 的系统比第 一或第二实施例能更有效地发电。
在上述第三实施例中，发电量控制设备24可以通过在步骤 120捕获电池电压Vb来实现第七方案的"电池电压感测装置"。尽管本发明参照被认为是其优选实施例的实施例来说明，但 应理解本发明不限于所公开的实施例或者构造。相反地，本发明意指 覆盖各种修改和等同设置。另外，尽管所公开的发明的各种部件以各 种示范的组合和结构示出，但包括更多、更少或者仅仅是单独部件的 其他组合和结构也在本发明的宗旨和范围内。
权利要求
1、一种车辆中的发电控制设备，其特征在于包括交流发电机，其将内燃机的输出扭矩转换为电能；涡轮增压器，其具有将涡轮机和压缩机中的至少一个的旋转转换为电能的发电功能；第一效率计算装置，其计算作为第一效率的所述涡轮增压器的发电效率；第二效率计算装置，其计算作为第二效率的所述交流发电机的发电效率；发电指令量计算装置，其基于所述第一效率和所述第二效率，来计算所述涡轮增压器将需求的第一发电指令量和所述交流发电机将需求的第二发电指令量；第一控制装置，其指示所述涡轮增压器响应所述第一发电指令量发电；及第二控制装置，其指示所述交流发电机响应所述第二发电指令量发电。
2、 如权利要求1所述的车辆中的发电控制设备，其特征在于进一 步包括涡轮转速检测装置，其检测涡轮转速；及 发动机转速检测装置，其检测发动机转速，其中所述第一效率计算装置基于所述涡轮转速来计算所述第一效率， 并且所述第二效率计算装置基于所述发动机转速来计算所述第二效率。
3、 如权利要求1或2所述的车辆中的发电控制设备，其特征在于如果所述第 一效率比所述第二效率高，则所述发电指令量计算装 置计算所述第一发电指令量，作为比所述第二发电指令量大的值，并 且如果所述第二效率比所述第一效率高，则所述发电指令量计算装置 计算所述第二发电指令量，作为比所述第一发电指令量大的值。
4、 如权利要求1-3任意一项中所述的车辆中的发电控制设备， 其特征在于进一步包括发电需求量计算装置，其计算车辆中的发电需求量，其中所述发电指令量计算装置包括第一可能电力获取装置，其获取作为第一可能电力的由所述涡轮 增压器产生的电力；第二可能电力获取装置，其获取作为第二可能电力的由所述交流 发电机产生的电力；涡轮增压器发电优先装置，如果所述第一效率比所述第二效率高， 则其将所述发电需求量优先分配给所述第一发电指令量，并且将所述 发电需求量的超过所述第一可能电力的部分作为所述第二发电指令 量；及交流发电机发电优先装置，如果所述第二效率比所述第一效率高， 则其将所述发电需求量优先分配给所述第二发电指令量，并且将所述 发电需求量的超过所述第二可能电力的部分作为所述第一发电指令量。
5、 如权利要求1-4任意一项中所述的车辆中的发电控制设备， 其特征在于进一步包括发电极限值计算装置，其基于所述内燃机的状况，计算所述涡轮 增压器所允许的电力产生量，作为发电量极限值，其中所述发电指令量计算装置包括涡轮增压器发电限制装置，其将所 述第 一发电指令量限制到所述发电量极限值或更低。
6、 如权利要求5所述的车辆中的发电控制设备，其特征在于进一 步包括检测排气系统温度的排气温度检测装置和检测排气系统压力的排 气压力检测装置中的至少一个，其中参考作为所述内燃机状况的所述排气系统温度和所述排气系统压 力中的至少一个，所述发电极限值计算装置计算所述发电量极限值。
7、 如权利要求1-6任意一项中所述的车辆中的发电控制设备， 其特征在于进一步包括电池电压感测装置，其感测存储由所述涡轮增压器产生的电能的 电池的电压，其中所述第一效率计算装置考虑所述电池的所述电压来计算所述第一 效率。
8、 一种车辆中的发电控制方法，所述车辆具有能够将内燃机的输 出扭矩转换为电能的交流发电机，以及具有能将涡轮机和压缩机的旋 转转换为电能的发电功能的涡轮增压器，所述发电控制方法的特征在于包括步骤计算作为第 一效率的所述涡轮增压器的发电效率； 计算作为第二效率的所述交流发电机的发电效率；基于所述第一效率和所述第二效率，来计算所述涡轮增压器将需 求的第一发电指令量和所述交流发电机将需求的第二发电指令量；指示所述涡轮增压器响应所述第一发电指令量发电；及指示所述交流发电机响应所述第二发电指令量发电。
9、 如权利要求8所述的车辆中的发电控制方法，其特征在于进一 步包括步骤检测涡轮转速；检测发动机转速；基于所述检测到的涡轮转速来计算所述第一效率；及 基于所述检测到的发动机转速来计算所述第二效率。
10、 如权利要求8或9所述的车辆中的发电控制方法，其特征在 于进一步包括步骤如果所述第 一效率比所述第二效率高，则计算所述第 一发电指令量，作为比所述第二发电指令量大的值；及如果所述第二效率比所述第一效率高，则计算所述第二发电指令 量，作为比所述第一发电指令量大的值。
11 、如权利要求8-10任意一项中所述的车辆中的发电控制方法， 其特征在于进一步包括步骤计算车辆中的发电需求量；获取作为第一可能电力的由所述涡轮增压器产生的电力；获取作为第二可能电力的由所述交流发电机产生的电力；如果所述第一效率比所述第二效率高，则将所述发电需求量优先 分配给所述第一发电指令量，并且将所述发电需求量的超过所述第一 可能电力的部分作为所述第二发电指令量；及如果所述第二效率比所述第一效率高，则将所述发电需求量优先 分配给所述第二发电指令量，并且将所述发电需求量的超过所述第二 可能电力的部分作为所述第一发电指令量。
12、如权利要求8-11任意一项中所述的车辆中的发电控制方法， 其特征在于进一步包括步骤基于所述内燃机的状况，计算所述涡轮增压器所允许的电力产生 量，作为发电量极限值；及将所述第 一发电指令量限制到所述发电量极限值或更低。
13、 如权利要求12所述的车辆中的发电控制方法，其特征在于进一步包括步骤检测排气系统温度和排气系统压力中的至少一个；及参考作为所述内燃机状况的所述排气系统温度和所述排气系统压 力中的至少一个，计算所述发电量极限值。
14、 如权利要求8 - 13任意一项中所述的车辆中的发电控制方法， 其特征在于进一步包括步骤感测存储由所述涡轮增压器产生的电能的电池的电压；及考虑所述电池的所述电压来计算所述第一效率。
全文摘要
车辆具有交流发电机(20)和电动辅助涡轮增压器(MAT)(10)。发电量控制设备(24)计算MAT(10)的发电效率ηm以及交流发电机(20)的发电效率ηa，并且基于这些值，来计算MAT(10)将需求的发电指令量1以及交流发电机(20)将需求的发电指令量2。计算发电指令量1和发电指令量2以给具有较高的发电效率的MAT(10)和交流发电机(20)发电优先权。
文档编号B60W10/30GK101346267SQ200780000895
公开日2009年1月14日 申请日期2007年5月31日 优先权日2006年6月7日
发明者小林雅志 申请人:丰田自动车株式会社