专利名称：用于电动车辆的电力供给控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于电动车辆的电力供给控制装置，尤其涉及对增程式电动车辆(插 入式系列混合动力车辆)进行运转模式控制的电动车辆的电力供给控制装置。
背景技术：
增程式电动车辆的运转模式大致分为两种“EV模式”，在该模式中利用从外部充 电到蓄电池中的电力来进行行驶4P“HEV模式”，在该模式中使用由车载内燃式发动机(在 下文中称为“发动机”)和作为发电电动机的发电机产生的电力，同时将作为蓄电池的剩余 蓄电池容量的SOC (State of Charge，充电状态)控制在预定控制目标值(SOC-HEV)来进行 行驶。
“HEV模式”又分为怠速停止的“HEV模式1”，其中当车速为零或低速时发动机停 止；和“HEV模式2”，其中当SOC变为低于目标范围，降到规定值(S0C-H12)以下时，发动机 保持运转而不进行怠速停止，直到控制目标值(SOC-HEV)被恢复。
在图8中，SOC-HEV是在HEV模式I中要保持的蓄电池剩余容量的值。SOC-HE是 发生从HEV模式I向EV模式转换时的剩余蓄电池容量的值。SOC-EHl是发生从EV模式向 HEV模式I转换时的剩余蓄电池容量的值。S0C-H21是发生从HEV模式2向HEV模式I转 换时的剩余蓄电池容量的值。S0C-H12是发生从HEV模式I向HEV模式2转换时的剩余蓄 电池容量的值。
下面，为了简洁，假定SOC-HEV、SOC-EHl和S0C-H21是相同的值。
在这种情况下，在HEV模式I中，以SOC-HEV为中心保持SOC。
此外，图9示出当利用足够高的充电容量使车辆行驶时SOC变化的例子。如图9 中所示，在EV模式中，在消耗蓄电池的电力的同时进行行驶(其中进行来自该发电机的再 生)。然后，在SOC-HEV，EV模式转换到HEV模式1，并且保持其S0C。然而，当SOC下降到 或低于S0C-H12时，HEV模式I转换为HEV模式2，并且发动机继续发电。之后，当SOC达到 SOC-HEV时，HEV模式2转换为HEV模式I。
与以上描述有关的现有技术的例子包括如下日本专利3736437号。
有关日本专利3736437号的混合动力车辆的空调装置被配置为，在当蓄电池的充 电状态(SOC)下降到或低于开始充电的目标值时，通过利用行驶用发动机驱动电动发电装 置来对蓄电池充电的混合动力车辆中，通过将开始对蓄电池充电的目标值设置得较高，在 车辆行驶时的该行驶用发动机运转期间比车辆行驶时的该发动机停止期间更早地开始对 蓄电池进行充电。
结果，在该发动机运转期间更可能需要对蓄电池充电；另一方面，在该发动机停止 期间更少需要对蓄电池充电，使得可以减小只是为了对蓄电池充电而开始发动机运转的频 率，从而提闻燃料效率并减少对环境有害的材料的排放。
然而，尽管上面描述的日本专利3736437号在行驶用发动机处于运转中时有效， 但是在增程式电动车辆(插入式系列混合动力车辆)中可能会出现问题。
图10示出在HEV模式I和HEV模式2中发电用发动机的停止/运转。在图10中， Vst是HEV模式I中发动机启动的开始车速。
也就是说，在一些增程式电动车辆中，根据车速控制发动机的启动/停止。在HEV 模式I中，当车辆以低于发动机启动的开始车速(Vst)的速度持续行驶时，不启动该发动 机，并且在此情况下，被作为行驶用动力源使用的SOC将下降，并且为了对蓄电池充电，HEV 模式I将转换到发动机持续运转的HEV模式2。
在HEV模式2中，当车辆停止(V = O)或者以低速(O < V < Vst)行驶时，即使 在不出现或者几乎不出现风噪声和路噪声等的情况下，发动机也将为了对蓄电池充电而运 转。如果是这种情况，发动机的运转声音将突出并影响乘客，从而乘客很可能将发动机的运 转声音感受为不舒服的噪声。
具体来说，在车辆以如上所述的低速(O < V < Vst)行驶的同时车辆加速期间，由 于需要大的电力，所以发动机转速随着车辆加速而增加，从而有损车辆行驶时的舒适性。例 如，当车辆以中等速度或高速(Vst ( V)行驶时，在HEV模式I和HEV模式2中所需的电力 都由发动机产生，其间的发动机噪声差别很小。此外，由于来自外部的风噪声和路噪声因车 速的增加而增加，所以相对而言发动机噪声趋于不恼人。
如上面所描述的，与HEV模式I相比，可以说HEV模式2是在车辆停止或者以低速 行驶(加速)时静音差并因此适销性差的模式。因此，希望可以继续HEV模式I。发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于电动车辆的电力供给控制装置，其促进当车 速不低于预定车速时使发动机运转以对蓄电池充电的行驶模式的持续，并且抑制向发动机 始终运转而与车速无关的行驶模式转换，从而确保车厢内的舒适性。
本发明提供一种用于电动车辆的电力供给控制装置，所述电动车辆包括用于驱动 发电机的发动机和用于存储从所述发电机输出的电能并向车辆的驱动源供给电力的蓄电 池，所述电力供给控制装置包括SOC检测单元，其用于检测作为所述蓄电池的剩余蓄电池 容量的SOC ;车速检测单元，其用于检测车速；发动机状态检测单元，其用于检测所述发动 机的启动或停止状态；发动机启动单元，其用于以不低于预定值的车速(Okm/h)启动所述 发动机；以及控制单元，其具有HEV模式I和HEV模式2，在HEV模式I中，当所述蓄电池的 SOC变为第一 SOC时，以不低于所述预定值的车速(Vst-min VstOkm/h)使所述发动机运 转，在HEV模式2中，当所述蓄电池的SOC变为比第一 SOC低的第二 SOC时，使所述发动机 始终运转，其中，随着车速平均值变得小于预定车速平均值，或者当所述蓄电池的SOC的下 降量不低于预定量时并且随着其下降量增大时，所述控制单元降低HEV模式I中发动机启 动的开始车速。
本发明的用于电动车辆的电力供给控制装置可以促进当车速不低于预定车速时 使发动机运转以对蓄电池充电的行驶模式的持续，并且从而抑制向发动机始终运转而与车 速无关的行驶模式转换，从而确保车厢内的舒适性。
图1是电力供给控制装置的系统框图(实施例)；
图2是车辆的示意性平面图(实施例)；
图3是控制HEV模式I中发动机启动的开始车速的流程图(实施例)
图4是用于在HEV模式I中增加发电量的控制流程图(实施例)；
图5是示出HEV模式I中发动机启动的开始车速的图(实施例)；
图6是示出HEV模式I中发电量增加的图(实施例)；
图7是示出要被乘以发电量的增加量的系数(a)和车速之间关系的图
图8是示出作为剩余蓄电池容量的改变的结果而向EV模式、HEV模式 2中的每个行驶模式转换的图(现有技术例)；
图9是示出根据足够高的充电容量进行行驶时的SOC的变化的时序图 的例子)；以及
图10是示出发动机的停止/运转的说明图(现有技术例)。
附图标记说明
I 车辆
2发动机
3发电机
4蓄电池
5电力供给控制装置
6控制单元
7S0C检测单元
8车速检测单元
9发动机状态检测单元
10发动机启动单元
11发电量增加单元
12平均车速计算单元
13S0C改变量计算单元
14点火开关(变形例)； 1、HEV模式(现有技术具体实施方式
本发明通过根据车速的平均值或者SOC的下降量改变HEV模式I中发动机启动的 开始车速，促进当速度不低于预定车速时发动机运转以对蓄电池充电的行驶模式的持续， 并且从而抑制向发动机始终运转而与车速无关的行驶模式转换，从而实现确保车厢内的舒 适性的目的。
图1至图6示出本发明的实施例。
在图2中，附图标记I表示增程式电动车辆(插入式系列混合动力车辆)(在下文 中称为“车辆”)。车辆I包括内燃式发动机(在下文中称为“发动机”)2、作为由发动机2 驱动的发电电动机的发电机3以及蓄电池4，蓄电池4存储从发电机3输出的电能作为电力 并且向车辆I的驱动源供给电力。发电机3是具有产生电力的发电功能和利用蓄电池4的 电力驱动车辆I的驱动功能的装置，其还起到作为车辆I的驱动源的作用。注意，该发电功 能和该驱动功能二者可以不一起包括在发电机3中，并且可以配置为使得每个功能包括在多个不同装置中。
电力供给控制装置5被设置在车辆I中。如图1中所示，电力供给控制装置5设置有控制单元(E⑶)6，并且还设置有与控制单元6通信的用于检测作为剩余蓄电池容量的SOC(充电状态)的SOC检测单元7、用于检测车速的车速检测单元8、用于检测发动机2的启动或停止状态的发动机状态检测单元9、 用于以不低于预定值的车速(Okm/h)启动发动机2的发动机启动单元10以及用于在预定条件下使发电量增加的发电量增加单元11。
控制单元6具有HEV模式I和HEV模式2，在HEV模式I中，当蓄电池4的SOC变为第一 SOC时，以不低于预定值的车速(Vst-min VstOkm/h)使发动机2运转，在HEV模式2中，当蓄电池4的SOC变为比第一 SOC低的第二 SOC时发动机2始终运转。
此外，控制单元6具有用于计算车速平均值的平均车速计算单元12和用于计算 SOC改变量的SOC改变量计算单元13。
此外，控制单元6与点火开关14通信。
从而，随着车速平均值(Vave)变得小于预定车速平均值(Vave_th)，或者当SOC的下降量不低于预定量时并且随着其下降量增大时，控制单元6降低HEV模式I中发动机启动的开始车速(Vst)，这意味着使得HEV模式I持续并且较不可能转换到HEV模式2。
如图5中所示，在对HEV模式I中发动机启动的开始车速(Vst)的控制中，利用从当前到过去的预定时间段中的行驶历史确定车速平均值(Vave)和SOC改变量(Λ S0C)。也就是说，针对每个预定时间记录车速(V)和SOC的变化，并且根据流程处理之前的预定期间内的平均车速确定车速平均值(Vave)，并且根据SOC的变化确定SOC的改变量(Λ S0C)。
在图5中，如果车速平均值(Vave)低于预定车速平均值(Vave_th)，则以低于开始发动机启动的通常车速(VstO :点火开关被接通之后的初始值)的速度使发动机2启动。
此外，如果SOC的改变量(Λ S0C)低于预定的SOC改变量(Λ SOC-th)，也就是说， SOC的下降量大于预定值，则以低于开始发动机启动的通常车速(VstO)的车速使发动机2 启动。
结果，可以根据车速平均值(Vave)或SOC下降量改变HEV模式I中发动机启动的开始车速(Vst)，从而能够进一步使当车辆I以不低于预定速度的速度行驶时使发动机2启动以对蓄电池4充电的HEV模式I持续。这样，由于可以减小向始终通过发动机2进行发电的HEV模式2转换的频率，所以可以确保车厢中的舒适性。
此外，随着车速平均值(Vave)变得小于预定车速平均值(Vave_th)，或者SOC的下降量不低于预定量并且随着其下降量增大时，控制单元6使HEV模式I的发电量增加。
如图6中所示，在对增加HEV模式I的发电量的控制中，利用从当前到过去的预定时间段中的行驶历史确定车速平均值(Vave)和SOC改变量(△ S0C)。
在图6中，如果车速平均值(Vave)低于预定车速平均值(Vave_th)，则进行比通常的发电电力更大的发电。此外，发电量根据当时所需的电力和电负载而随时间改变。发电量的增加量(AGen)是相对于通常发电量增加的量。此外，发电量的增加量(AGen)的在点火开关14被接通后的初始值为零(O)。
此外，如果SOC改变量(Λ S0C)小于预定的SOC改变量(Λ SOC-th)，也就是说，SOC 的下降量大于预定值，则进行比通常的发电电力更大的发电。
结果，可以根据车速平均值(Vave)或SOC下降量改变HEV模式I中的发电量，从而能够进一步使当车辆I以不低于预定速度的速度行驶时使发动机2启动以对蓄电池4充电的HEV模式I持续。因此，由于可以减小向始终通过发动机2进行发电的HEV模式2的转换的频率，所以可以确保车厢中的舒适性。
此外，控制单元6根据检测到的发动机2处于停止状态之前的预定期间内的车速平均值(Vave)计算车速平均值(Vave)，并且根据检测到的发动机2处于停止状态之前的预定期间内的SOC下降量计算SOC下降量。
结果，可以辨别在HEV模式I中发动机2停止并且没有实现通过发动机2的驱动对蓄电池4充电，此外，车辆I处于不能预期对蓄电池4充电的行驶状态中的情况，从而抑制向HEV模式2转换。
此外，随着在发动机启动之后车速增加，控制单元6使发电量增加。
结果，通过利用除了发动机运转声音以外的声音，如风噪声和路噪声，随着车速增加而增加这一现象，可以增加发动机运转量而不会引起乘客被发动机2的运转声音烦扰。 因此，可以在早期阶段对蓄电池4充电。
接下来，将基于图3中的流程图描述对在HEV模式中发动机启动的开始车速(Vst) 的控制。
如图3中所示，当程序开始时(步骤A01)，判断行驶模式是否为HEV模式1，并且判断发动机是否停止(步骤A02)，当步骤A02结果是“否”时，继续该判断。
当步骤A02结果是“是”时，计算车速平均值(Vave)和SOC改变量(Λ S0C)(步骤 Α03)，并且判断是否 Vave < Vave-th 或者 ASOC < Δ SOC-th (步骤 A04)。
当步骤A04结果是“是”时，将发动机启动的开始车速设定为使得Vst在Vst-min 和VstO之间的范围内(步骤A05)。在此情况下，随着Vave变得小于Vave-th，或者ASOC 变得小于Λ SOC-th,将其设定为使得Vst更靠近Vst-min。然后，判断是否V > Vst (步骤 A06)，当步骤A06结果是“否”时，该处理返回到上述步骤A03。
另一方面，当步骤A04结果是“否”时，将VstO设定为发动机启动的开始车速(步骤A07)，并且判断是否V > VstO (步骤A08)，当步骤A08结果是“否”时，该处理返回到步骤 A03。
当步骤A08结果是“是”，或者上述步骤A06结果是“是”时，发动机2启动(步骤 A09)，并且该程序结束(步骤A10)。
接下来，将基于图4的流程图描述对在HEV模式I中增加发电量的控制。
如图4中所示，当该程序开始时(步骤B01)，判断驱动模式是否是HEV模式1，并且判断发动机是否启动(步骤B02);当步骤B02结果是“否”时，继续该判断。
当步骤B02结果是“是”时，计算车速平均值(Vave)和SOC改变量(Λ S0C)(步骤 Β03)，并且判断是否 Vave < Vave-th 或者 ASOC < Δ SOC-th (步骤 B04)。
当步骤B04结果是“是”时，将发电量增加预定增加量(AGen)(步骤B05)。
另一方面，当步骤B04结果是“否”时，进行通常发电控制而不增加发电量(步骤 B06)。
在步骤B06的处理之后，或者在步骤B05的处理之后，判断SOC是否不低于预定值 (步骤B07)。注意，该预定值对应于例如图8中的S0C-HEV。当步骤B07结果是“否”时，该处理回到步骤B03。
当步骤B07结果是“是”时，发动机2停止(步骤B08)，并且该程序结束(步骤 B09)。
注意，在如上所述的本发明中可以进行各种修改。
例如，还可以同时控制发动机启动的开始车速(Vst)和发电量的增加量(AGen)。
此外，可以以设置运转者用来进行选择/不选择的开关，并且可以通过设置该开关进行控制的执行/不执行的方式进行模式I的持续控制。
此外，可以确定作为取决于车速平均值(Vave)或SOC的函数的发电量的增加量(AGen)而不考虑车速。然而，当车速低时(所需的发电量低)，并且发电量的增加量 (Δ Gen)大时，发动机转速的增加量变得更可察觉，从而乘客的声音舒适度下降。因此，如图 7中所示，可以将根据车速(V)的系数(a)乘以发电量的增加量(AGen)。
此外，可以将用户对增加量(AGen)的控制应用于HEV模式2中的发电量的增加量。
此外，可以配置为使得当SOC不低于预定SOC(绝对值)时，不基于对SOC改变量 (ASOC)的控制 进行对发动机启动的开始车速(Vst)的控制和对发电量的增加量(AGen) 的控制。
与本发明有关的电力供给控制装置可适用于各种车辆。
权利要求
1.一种用于电动车辆的电力供给控制装置，所述电动车辆包括用于驱动发电机的发动机和用于存储从所述发电机输出的电能并向所述车辆的驱动源供给电力的蓄电池，其特征在于，所述电力供给控制装置包括SOC检测单元，其用于检测作为所述蓄电池的剩余蓄电池容量的SOC ；车速检测单元，其用于检测车速；发动机状态检测单元，其用于检测所述发动机的启动或停止状态；发动机启动单元，其用于以不低于预定值的车速(Okm/h)启动所述发动机；以及控制单元，其具有HEV模式I和HEV模式2，在HEV模式I中，当所述蓄电池的SOC变为第一 SOC时，以不低于所述预定值的车速(Vst-min VstOkm/h)使所述发动机运转,在 HEV模式2中，当所述蓄电池的SOC变为比第一 SOC低的第二 SOC时，使所述发动机始终运转，其中随着车速平均值变得小于预定车速平均值，或者当所述蓄电池的SOC的下降量不低于预定量时并且随着其下降量增大时，所述控制单元降低HEV模式I中发动机启动的开始车速。
2.一种用于电动车辆的电力供给控制装置，所述电动车辆包括用于驱动发电机的发动机和用于存储从所述发电机输出的电能并向所述车辆的驱动源供给电力的蓄电池，其特征在于，所述电力供给控制装置包括SOC检测单元，其用于检测作为所述蓄电池的剩余蓄电池容量的SOC ；车速检测单元，其用于检测车速；发动机状态检测单元，其用于检测所述发动机的启动或停止状态；发动机启动单元，其用于以不低于预定值的车速(Okm/h)启动所述发动机；以及控制单元，其具有HEV模式I和HEV模式2，在HEV模式I中，当所述蓄电池的SOC变为第一 SOC时，以不低于所述预定值的车速(Vst-min VstOkm/h)使所述发动机运转,在 HEV模式2中，当所述蓄电池的SOC变为比第一 SOC低的第二 SOC时，使所述发动机始终运转，其中随着车速平均值变得小于预定车速平均值，或者当所述蓄电池的SOC的下降量不低于预定量时并且随着其下降量增大时，所述控制单元使HEV模式I的发电量增加。
3.根据权利要求1或2所述的用于电动车辆的电力供给控制装置，其中所述控制单元根据检测到的所述发动机处于停止状态之前的预定期间内的车速平均值计算所述车速平均值，并且根据检测到的所述发动机处于停止状态之前的预定期间内的 SOC下降量计算所述蓄电池的SOC下降量。
4.根据权利要求2所述的用于电动车辆的电力供给控制装置，其中随着在所述发动机启动后所述车速增大，所述控制单元使发电量进一步增加。
全文摘要
本发明提供一种用于电动车辆的电力供给控制装置，其目的是促进当车速不低于预定车速时使发动机运转以对蓄电池充电的行驶模式的持续，并且抑制向发动机始终运转而与车速无关的行驶模式转换，从而确保车厢内的舒适性。随着车速平均值(Vave)小于预定的车速平均值(Vave-th)，或者蓄电池(4)的SOC下降量不低于预定量并且随着其下降量增大时，控制单元(6)降低HEV模式1中发动机启动的开始车速(Vst)。
文档编号B60L11/12GK102991365SQ20121031421
公开日2013年3月27日 申请日期2012年8月30日 优先权日2011年9月8日
发明者古田敏之 申请人:铃木株式会社