电动车辆的制作方法

文档序号:18190134发布日期:2019-07-17 05:33阅读:145来源:国知局
电动车辆的制作方法

本发明涉及一种电动车辆。更详细而言,本发明涉及一种具备电容型的第一蓄电器、及与第一蓄电器相比而输出重量密度更高且能量重量密度更低的输出型的第二蓄电器此两种蓄电器的电动车辆。



背景技术:

近年来,具备电动机作为动力产生源的电动输送机器、或具备电动机及内燃机作为动力产生源的混合动力车辆等电动车辆的开发盛行。此种电动车辆中,为了对电动机供给电能而也搭载有电池或电容器等蓄电器。另外近年来,作为搭载在电动车辆上的蓄电器,也正在开发搭载充放电特性不同的多个蓄电器。

例如专利文献1中示出了一种具备电池及电容器的电动车辆。一般而言,电池与电容器相比在能量重量密度方面更优异,电容器与电池相比在输出重量密度方面更优异。专利文献1的技术中,为了发挥这些电池及电容器的充放电特性,当车辆在平坦道路上行驶时优先选择电池作为电动机的电源,另外当车辆在反复充放电的连续升降坡道上行驶时,优先选择电容器作为电动机的电源。另外,将在连续升降坡道的行驶中由电动机所发出的电力供给于电容器及电池中根据充电率而选择的一方。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2015-57939号公报



技术实现要素:

[发明所要解决的问题]

此外,在将能量重量密度优异的电容型的第一蓄电器及输出重量密度优异的输出型的第二蓄电器搭载在车辆上时,如专利文献1的技术那样,优选在要求加速时从输出型的第二蓄电器向电动机供给电力。因此,优选以在驾驶员产生了加速要求时能从第二蓄电器供给与所述要求相应的电力,另外在转变成减速时可由第二蓄电器接受电动机所发出的电力的方式,将第二蓄电器的充电率维持在规定的上限与下限之间的目标范围内。

但是,专利文献1中,关于如何能将输出型的第二蓄电器的充电率维持在目标范围内,尚未充分研究。此外,关于具备第一蓄电器及第二蓄电器的车辆,在第二蓄电器的充电率降低时,也想到使用第一蓄电器的电力对第二蓄电器进行充电。但是,若在蓄电器之间进行电力授受,则产生不少的损耗,因而优选尽量避免这种蓄电器间的电力授受。

本发明的目的在于提供一种尽量避免电容型的第一蓄电器与输出型的第二蓄电器之间的电力授受,并且能够将第二蓄电器的充电率维持在规定范围内的电动车辆。

[解决问题的技术手段]

(1)本发明的电动车辆(例如下文将述的车辆v)的特征在于包括:第一蓄电器(例如下文将述的第一电池ese);第二蓄电器(例如下文将述的第二电池esp),与所述第一蓄电器相比而输出重量密度更高且能量重量密度更低;电动发电机(例如下文将述的电动发电机m),与驱动轮(例如下文将述的驱动轮w)连结;电力变换电路(例如下文将述的电力变换电路3),设于将所述第一蓄电器及第二蓄电器与所述电动发电机连接的电力线中;控制装置(例如下文将述的控制装置5),驱动所述电力变换电路而控制所述第一蓄电器及第二蓄电器的充放电;以及要求电力算出部(例如下文将述的电力算出部74),算出所述电动发电机的力行运转时对包含所述第一蓄电器及第二蓄电器的所有蓄电器要求放电的电力即要求电力;且所述控制装置在所述力行运转时,以从所述第二蓄电器放出所述要求电力中使车速变化所需要的电力(例如下文将述的惯性电力pin)的至少一部分,且从所述第一蓄电器放出从所述要求电力中去掉从所述第二蓄电器放出的电力所得的剩余电力的方式驱动所述电力变换电路,且在所述电动发电机的再生运转时,以将所述电动发电机发出的电力充进所述第二蓄电器的方式驱动所述电力变换电路。

(2)此时,优选电动车辆包括:第二充电状态参数获取部(例如下文将述的第二充电状态推定部71b),获取与所述第二蓄电器的充电状态相关的第二充电状态参数值(例如下文将述的第二电池esp的充电率的推定值soc2);以及负担率设定部(例如下文将述的负担率设定部76),根据所述第二充电状态参数值而设定所述第二蓄电器的负担部分相对于使所述车速变化所需要的电力的比率即负担率(例如下文将述的负担率k);且所述控制装置在所述力行运转时,以从所述第二蓄电器放出使所述车速变化所需要的电力中与所述负担率相应的部分的方式驱动所述电力变换电路。

(3)此时,优选所述第二充电状态参数值越大,则所述负担率设定部将所述负担率设定为越大的值。

(4)此时,优选所述要求电力算出部将为了使所述车速变化而需要供给于所述电动发电机的电力即惯性电力(例如下文将述的惯性电力pin)、为了维持所述车速而需要供给于所述电动发电机的电力即巡航电力(例如下文将述的巡航电力pcr)、及需要供给于车辆辅机的电力即辅机电力(例如下文将述的辅机电力pho)相加,由此算出所述要求电力。

(5)此时,优选所述电动车辆包括:内燃机(例如下文将述的发动机e);以及发电机(例如下文将述的发电机g),经由所述电力变换电路而连接于所述第一蓄电器,利用所述内燃机所产生的动力而发电;且所述控制装置在所述发电机的发电时,以将所述发电机发出的电力充进所述第一蓄电器,将所述第一蓄电器维持在规定的充电状态的方式驱动所述电力变换电路。

(6)此时,优选所述电动车辆包括:内燃机(例如下文将述的发动机e);发电机(例如下文将述的发电机g),经由所述电力变换电路而连接于所述第一蓄电器,利用所述内燃机所产生的动力而发电;以及第二充电状态参数获取部(例如下文将述的第二充电状态推定部71b),获取与所述第二蓄电器的充电状态相关的第二充电状态参数值(例如下文将述的第二电池esp的充电率的推定值soc2);且所述控制装置在所述第二充电状态参数值为规定的阈值以下时,以将所述发电机所发出的电力及所述第一蓄电器的电力中的至少任一者充进所述第二蓄电器的方式驱动所述电力变换电路。

(7)此时,优选所述要求电力算出部将为了使所述车速变化而需要供给于所述电动发电机的电力即惯性电力(例如下文将述的惯性电力pin)、为了维持所述车速而需要供给于所述电动发电机的电力即巡航电力(例如下文将述的巡航电力pcr)、及需要供给于车辆辅机的电力即辅机电力(例如下文将述的辅机电力pho)相加所得的电力,减去所述发电机发出的电力即发电电力,由此算出所述要求电力。

(8)此时,优选所述电动车辆还包括将所述第一蓄电器与所述电力变换电路连接的第一电力线(例如下文将述的第一电力线21p、第一电力线21n),所述车辆辅机连接于所述第一电力线,从所述第一蓄电器供给驱动所述车辆辅机所需要的电力。

[发明的效果]

(1)首先,对电动车辆从停止状态出发到之后再次停止为止之间的电力收支进行研究。例如,为了使车辆从停止状态加速到规定的巡航速度,至少需要将使车速变化所需要的电力、或在行驶阻力的作用下实现电动车辆的等速运动所需要的电力等从蓄电器供给于电动发电机。此处,所谓“使车速变化所需要的电力”,例如是指在将可能作用于行驶中的电动车辆的行驶阻力的存在忽视的状态下实现电动车辆的加速运动所需要的电力、即实现具有与电动车辆相同车重的质点的加速运动所需要的电力。另外,如所述那样加速到巡航速度后,若使电动车辆从巡航速度减速到停止为止,则能由蓄电器来回收电动发电机中通过实现减速运动而发出的电力。此处,车重在加速时与减速时几乎未变化,因而电动发电机的力行运转时使车速变化所需要的电力、与再生运转时电动发电机发出的电力理想上大致相等。然而,再生运转时会产生由刹车所致的损耗或伴随着电力变换的损耗等各种损耗,因而实际上,再生运转时发出的电力与力行运转时使车速变化所需要的电力相比小损耗部分。

因此,本发明的电动车辆中,电力变换电路的控制装置在力行运转时,以从输出型的第二蓄电器放出使车速变化所需要的电力的至少一部分,且从电容型的第一蓄电器放出从对所有蓄电器的要求电力中去掉所述第二蓄电器的负担部分所得的剩余电力的方式控制电力变换电路,且在再生运转时,以将电动发电机发出的电力充进第二蓄电器的方式控制电力变换电路。即,在力行运转时,从第二蓄电器放出使车速变化所需要的电力的至少一部分,且在再生运转时将电动发电机发出的电力充进第二蓄电器中。如所述那样,再生运转时发出的电力与力行运转时使车速变化所需要的电力相比小损耗部分。因此,本发明的电动车辆中,考虑到所述损耗部分,在力行运转时从第二蓄电器放出使车速变化所需要的电力的至少一部分而非全部。因而,本发明的电动车辆中,能够考虑到各种损耗而使电动车辆从停止状态出发到之后停止为止之间的第二蓄电器的电力收支大致为0。因而,根据本发明的电动车辆,能够尽量避免第一蓄电器与第二蓄电器之间的电力授受,并且将输出型的第二蓄电器的充电率维持在大致一定。

(2)如所述那样,再生运转时电动发电机发出的电力小于力行运转时使车速变化所需要的电力。因而,若在力行运转时由第二蓄电器来负担使车速变化所需要的所有电力,则第二蓄电器的电力收支以所述损耗的程度而成为负,第二蓄电器的充电率减少。因此,本发明的电动车辆中,相对于力行运转时使车速变化所需要的电力而算出负担率,在力行运转时,从第二蓄电器放出使车速变化所需要的电力中与负担率相应的部分,且从第一蓄电器放出从要求电力中去掉第二蓄电器的负担部分所得的剩余电力。由此,能够使第二蓄电器的电力收支接近0。另外,本发明的电动车辆中,根据第二蓄电器的第二充电状态参数值而算出所述负担率。由此,即便在第二蓄电器的电力收支偏离0时,也能够防止第二蓄电器的充电率大幅偏离规定目标。

(3)若增大负担率,则第二蓄电器的负担部分增加,因而第二蓄电器的电力收支向负侧变化,第二蓄电器的充电率向减少侧变化。另外,若减小负担率,则第二蓄电器的负担部分减少,因而第二蓄电器的电力收支向正侧变化,第二蓄电器的充电率向增加侧变化。因此,本发明的电动车辆中,第二蓄电器的第二充电状态参数值越大则将负担率设定为越大的值。由此,能够以将第二蓄电器的充电率维持在规定目标的方式控制第二蓄电器的电力收支。

(4)本发明的电动车辆中,将为了使车速变化而需要供给于电动发电机的电力即惯性电力、为了在行驶阻力的作用下维持车速而需要供给于电动发电机的电力即巡航电力、及需要供给于车辆辅机的电力即辅机电力相加,由此算出要求电力。由此,能够使第二蓄电器的电力收支接近0,并且由第一蓄电器及第二蓄电器来提供力行运转时车辆所需要的电力。

(5)如所述那样,本发明的电动车辆在再生运转时将电动发电机发出的电力充进第二蓄电器,因而第一蓄电器的充电率容易降低。因此,本发明的电动车辆中,在与电动发电机不同的发电机的发电时,使此发电机中利用内燃机的动力而发出的电力充进第一蓄电器,使此第一蓄电器维持在规定的充电状态。由此,能够尽量避免第一蓄电器与第二蓄电器之间的电力授受,并且将第一蓄电器及第二蓄电器的充电率维持在大致一定。

(6)本发明的电动车辆中,能够使第二蓄电器的电力收支大致为0,但有时因控制误差或损耗的影响而第二蓄电器的充电率逐渐降低。因此,本发明的电动车辆中,在第二蓄电器的第二充电状态参数值为规定的阈值以下时,使发电机发出的电力及第一蓄电器的电力中的至少任一者充进第二蓄电器。由此,能够避免第二蓄电器的充电率大幅降低,无法实现与驾驶员的要求相应的加速的事态。

(7)本发明的电动车辆中,将为了使车速变化而需要供给于电动发电机的电力即惯性电力、为了在行驶阻力的作用下维持车速而需要供给于电动发电机的电力即巡航电力、及需要供给于车辆辅机的电力即辅机电力相加所得的电力,减去发电机发出的电力即发电电力,由此算出要求电力。由此,能够使第二蓄电器的电力收支接近0,并且由第一蓄电器及第二蓄电器以及发电机来提供力行运转时车辆所需要的电力。

(8)本发明的电动车辆中,将车辆辅机连接于将第一蓄电器与电力变换电路连接的第一电力线,从第一蓄电器供给驱动车辆辅机所需要的电力。由此,能够防止从第二蓄电器向车辆辅机供给电力,第二蓄电器的电力收支转为负侧,甚至第二蓄电器的充电率大幅低于规定目标的情况。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的电动车辆的结构的图。

图2是用于对ecu的充放电控制的概念进行说明的图。

图3是用于在ecu中实现充放电控制的功能块图。

图4是表示电力算出部的运算顺序的功能块图。

图5是用于设定负担率的值的映射的一例。

图6是表示确定电力的分配形态的具体顺序的流程图(其一)。

图7是表示确定电力的分配形态的具体顺序的流程图(其二)。

图8a是示意性地表示无电力传送要求,加速中,且无发电要求时的电力的分配形态的图。

图8b是示意性地表示无电力传送要求,加速中,且有发电要求时的电力的分配形态的图。

图9a是示意性地表示无电力传送要求,减速中,为可利用电动发电机所发出的电力将第二电池充电的状态,且无发电要求时的电力的分配形态的图。

图9b是示意性地表示无电力传送要求,减速中,为可利用电动发电机所发出的电力将第二电池充电的状态,且有发电要求时的电力的分配形态的图。

图10a是示意性地表示无电力传送要求,并非加速中及减速中而为停止中,且无发电要求时的电力的分配形态的图。

图10b是示意性地表示无电力传送要求,并非加速中及减速中而为巡航中,且无发电要求时的电力的分配形态的图。

图11a是示意性地表示无电力传送要求,并非加速中及减速中而为停止中,且有发电要求时的电力的分配形态的图。

图11b是示意性地表示无电力传送要求,并非加速中及减速中而为巡航中,且有发电要求时的电力的分配形态的图。

图12a是示意性地表示有电力传送要求,加速中,且无发电要求时的电力的分配形态的图。

图12b是示意性地表示有电力传送要求,加速中,且有发电要求时的电力的分配形态的图。

图13a是示意性地表示有电力传送要求,减速中,为可利用电动发电机所发出的电力将第二电池充电的状态,且无发电要求时的电力的分配形态的图。

图13b是示意性地表示有电力传送要求,减速中,为可利用电动发电机所发出的电力将第二电池充电的状态,且有发电要求时的电力的分配形态的图。

图14a是示意性地表示有电力传送要求,并非加速中及减速中而为停止中,且无发电要求时的电力的分配形态的图。

图14b是示意性地表示有电力传送要求,并非加速中及减速中而为巡航中,且无发电要求时的电力的分配形态的图。

图15a是示意性地表示有电力传送要求,并非加速中及减速中而为停止中,且有发电要求时的电力的分配形态的图。

图15b是示意性地表示有电力传送要求,并非加速中及减速中而为巡航中,且有发电要求时的电力的分配形态的图。

[符号的说明]

1:电源系统

3:电力变换电路

4:车辆辅机

5:控制装置

6:栅极驱动电路(控制装置)

7:ecu(控制装置)

21p、21n:第一电力线

71a:第一充电状态推定部

71b:第二充电状态推定部(第二充电状态参数获取部)

72:发电要求判定部

73:电力传送要求判定部

74:电力算出部

75:要求电力算出部

76:负担率设定部

77:电力分配设定部

78:充放电控制部

e:发动机(内燃机)

ese:第一电池(第一蓄电器)

esp:第二电池(第二蓄电器)

g:发电机

m:电动发电机

v:车辆(电动车辆)

w:驱动轮

具体实施方式

以下,一方面参照附图一方面对本发明的一实施方式进行说明。

图1是表示本实施方式的电动车辆v(以下简称为“车辆v”)的结构的图。此外,本实施方式中,作为车辆v,以具备电动发电机m、发动机e及发电机g的所谓混合动力车辆为例进行说明,但本发明不限于此。本发明的电动车辆不限于混合动力车辆,也能够应用于具备电动发电机m但不具备发动机e及发电机g的电动汽车(electricvehicle)。

车辆v包括驱动轮w、电动发电机m、发动机e、发电机g、车速计s及电源系统1。

电动发电机m主要产生用于使车辆v行驶的动力。电动发电机m的输出轴与驱动轮w连结。从电源系统1向电动发电机m供给电力,使电动发电机m力行运转,由此产生的力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旋转而使车辆v行驶。另外,电动发电机m在车辆v的减速时进行再生运转,由此作为发电机发挥作用。再生运转时由电动发电机m所发出的电力被供给于电源系统1。

发动机e的输出轴连结于发电机g。发电机g是由发动机e所产生的动力而驱动,产生电力。由发电机g发出的电力被供给于电源系统1。

车速计s生成与驱动轮w的车轴转速相应的脉冲信号,并发送给电源系统1的下文将述的电子控制单元(electroniccontrolunit,ecu)7。ecu7根据从所述车速计s发送的脉冲信号而算出车辆v的车速。

电源系统1包括第一电池ese、与此第一电池ese不同的第二电池esp、设于将这些第一电池ese及第二电池esp与电动发电机m及发电机g连接的电力线中的电力变换电路3、车辆辅机4以及控制电力变换电路3的控制装置5。

第一电池ese是可进行将化学能变换为电能的放电、与可将电能变换为化学能的充电两者的二次电池。以下,作为所述第1电池ese,对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的情况进行说明,但本发明不限于此。

第一电池ese的正负两极分别经由第一电力线21p、第一电力线21n而连接于电力变换电路3的下文将述的第一电压变换器31。第一电力线21p、第一电力线21n中,分别设有将第一电池ese与第一电压变换器31连接或阻断的第一连接器22p、第一连接器22n。

这些第一连接器22p、第一连接器22n是在未输入有来自外部的指令信号的状态下打开,将第一电池ese与第一电压变换器31的连接阻断的常开(normalopen)型。这些第一连接器22p、第一连接器22n根据来自控制装置5的指令信号而闭合或打开。例如在车辆v的行驶中进行第一电池ese的充放电时,这些第一连接器22p、第一连接器22n根据来自控制装置5的指令信号而闭合,将第一电池ese与第一电压变换器31连接。此外,正极侧的第一连接器22p上,为了缓和对电力变换电路3所含的平滑电容器的冲击电流,以与第一连接器22p并联的方式连接有预充电电阻23r及第一预充电连接器23p。即,将第一电池ese与第一电压变换器31连接时,将第一预充电连接器23p及负极侧的第一连接器22n闭合,在平滑电容器的预充电完成后,打开第一预充电连接器23p并且闭合正极侧的第一连接器22p。

另外,第一电池ese中,为了推定第一电池ese的内部状态而设有第一传感单元24。第一传感单元24是由检测在控制装置5中获取第一电池ese的充电状态所需要的物理量,并将与检测值相应的信号发送给控制装置5的多个传感器所构成。更具体而言,第一传感单元24是由检测第一电池ese的电压的电压传感器、检测第一电池ese的电流的电流传感器、及检测第一电池ese的温度的温度传感器等所构成。

车辆辅机4包括电池加热器、空调变频器及直流-直流(directcurrent-directcurrent,dc-dc)转换器等多个辅机类、以及成为用于驱动这些辅机类的电源的辅机电池(例如铅蓄电池)。所述车辆辅机4连接于第一电力线21p、第一电力线21n中第一连接器22p、第一连接器22n与第一电压变换器31之间。因而,驱动车辆辅机4所需要的电力主要从第一电池ese供给。此外,对于所述车辆辅机4,也可经由电力变换电路3而供给发电机g所发出的电力。另外,车辆辅机4中,设有检测各辅机类所消耗的电力并将与检测值相应的信号发送给控制装置5的电力计41。

第二电池esp是可进行将化学能变换为电能的放电、与可将电能变换为化学能的充电两者的二次电池。以下,作为所述第二电池esp,对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的情况进行说明,但本发明不限于此。

另外,所述第二电池esp是使用具有与第一电池ese不同的充放电特性的电池。更具体而言,第二电池esp的输出重量密度高于第一电池ese且能量重量密度低于第一电池ese。即,第一电池ese在能量重量密度的方面优于第二电池esp,第二电池esp在输出重量密度的方面优于第一电池ese。此外,所谓能量重量密度,是指每单位重量的电力量[wh/kg],所谓输出重量密度,是指每单位重量的电力[w/kg]。因此,能量重量密度优异的第一电池ese是以高电容为主要目的的电容型蓄电器,输出重量密度优异的第二电池esp是以高输出为主要目的的输出型蓄电器。

第二电池esp的正负两极分别经由第二电力线25p、第二电力线25n而连接于电力变换电路3的下文将述的第二电压变换器32。第二电力线25p、第二电力线25n中,分别设有将第二电池esp与第二电压变换器32连接或阻断的第二连接器26p、第二连接器26n。

这些第二连接器26p、第二连接器26n是在未输入有来自外部的指令信号的状态下打开,将第二电池esp与第二电压变换器32的连接阻断的常开型。这些第二连接器26p、第二连接器26n根据来自控制装置5的指令信号而闭合或打开。例如在车辆v的行驶中进行第二电池esp的充放电时,这些第二连接器26p、第二连接器26n根据来自控制装置5的指令信号而闭合,将第二电池esp与第二电压变换器32连接。此外,正极侧的第二连接器26p上,为了缓和对电力变换电路3所含的平滑电容器的冲击电流,以与第二连接器26p并联的方式连接有预充电电阻27r及第二预充电连接器27p。即,将第二电池esp与第二电压变换器32连接时,将第二预充电连接器27p及负极侧的第二连接器26n闭合,在平滑电容器的预充电完成后,打开第二预充电连接器27p并且闭合正极侧的第二连接器26p。

另外,第二电池esp中,为了推定第二电池esp的内部状态而设有第二传感单元28。第二传感单元28是由检测在控制装置5中获取第二电池esp的充电状态所需要的物理量,并将与检测值相应的信号发送给控制装置5的多个传感器所构成。更具体而言,第二传感单元28是由检测第二电池esp的电压的电压传感器、检测第二电池esp的电流的电流传感器、及检测第二电池esp的温度的温度传感器等所构成。

电力变换电路3包括与第一电池ese连接的第一电压变换器31(以下使用“第一vcu31”的简称)、与第二电池esp连接的第二电压变换器32(以下使用“第二vcu32”的简称)、与电动发电机m连接的第一逆变器33、与发电机g连接的第二逆变器34、作为将第一vcu31与第一逆变器33连接的电力线的第一母线35p、第一母线35n、作为将第二vcu32与第二逆变器34连接的电力线的第二母线36p、第二母线36n、以及作为将这些第一母线35p、第一母线35n与第二母线36p、第二母线36n连接的电力线的连接线37p、连接线37n。

第一vcu31例如是包括多个开关元件(例如绝缘栅双极晶体管(insulatedgatebipolartransistor,igbt))的双向dc-dc转换器,所述多个开关元件是由控制装置5的栅极驱动电路6所生成的栅极驱动信号驱动。第一vcu31在来自栅极驱动电路6的栅极驱动信号下动作,使经由第一电力线21p、第一电力线21n从第一电池ese供给的直流电压升压并供给于第一母线35p、第一母线35n,促进第一电池ese的放电,或者在第一电池ese的充电时,使经由第一母线35p、第一母线35n从第一逆变器33、第二逆变器34或第二vcu32供给的直流电压降压并供给于第一电力线21p、第一电力线21n,促进第一电池ese的充电。

第二vcu32例如是包括多个开关元件(例如igbt)的双向dc-dc转换器,所述多个开关元件是由控制装置5的栅极驱动电路6所生成的栅极驱动信号驱动。第二vcu32在来自栅极驱动电路6的栅极驱动信号下动作,使经由第二电力线25p、第二电力线25n从第二电池esp供给的直流电压升压并供给于第二母线36p、第二母线36n,促进第二电池esp的放电,或者使经由第二母线36p、第二母线36n从第一逆变器33、第二逆变器34或第一vcu31供给的直流电压降压并供给于第二电力线25p、第二电力线25n,促进第二电池esp的充电。

第一逆变器33例如是具备桥式电路的利用脉宽调制的脉宽调制(pulsewidthmodulation,pwm)逆变器,所述桥式电路是将由控制装置5的栅极驱动电路6所生成的栅极驱动信号驱动的多个开关元件(例如igbt)桥接而构成。第一逆变器33的直流输入输出侧经由电力线35p、电力线35n、电力线37p、电力线37n、电力线36p、电力线36n而连接于第一vcu31、第二vcu32及第二逆变器34的直流输出侧。第一逆变器33的交流输入输出侧连接于电动发电机m的u相、v相、w相的各线圈。第一逆变器33在电动发电机m的力行运转时,在来自栅极驱动电路6的栅极驱动信号下动作,将从第一母线35p、第一母线35n施加于直流输入输出侧的直流变换为交流,供给于电动发电机m,产生驱动力。第一逆变器33在电动发电机m的再生运转时,在来自栅极驱动电路6的栅极驱动信号下动作,将从电动发电机m施加于交流输入输出侧的交流变换为直流,供给于第一母线35p、第一母线35n。

第二逆变器34例如是具备桥式电路的利用脉宽调制的pwm逆变器,所述桥式电路是将由控制装置5的栅极驱动电路6所生成的栅极驱动信号驱动的多个开关元件(例如igbt)桥接而构成。第二逆变器34的直流输出侧经由电力线35p、电力线35n、电力线37p、电力线37n、电力线36p、电力线36n而连接于第一vcu31、第二vcu32及第一逆变器33的直流输入输出侧。第二逆变器34的交流输入侧连接于发电机g的u相、v相、w相的各线圈。第二逆变器34在使用由发动机e所产生的动力的发电机g的发电时,在来自栅极驱动电路6的栅极驱动信号下动作,在来自栅极驱动电路6的控制信号下动作,将从发电机g施加于交流输入侧的交流变换为直流,供给于第二母线36p、第二母线36n。

控制装置5包括驱动设于电力变换电路3中的多个开关元件的栅极驱动电路6、以及使用栅极驱动电路6及发动机e执行第一电池ese及第二电池esp的充放电控制的电子控制模块即ecu7。

图2是用于对ecu7中执行的充放电控制的概念进行说明的图。图2中,表示某个行驶循环中的车速的时间变化、及此车速的时间变化下的车辆v的消耗电力的时间变化。此外,图2中,将正设为电力的消耗侧,将负设为电力的生成侧。另外,本实施方式中,将车辆v从停止状态(即,车速为0的状态)出发到之后车辆v再次停止为止定义为一个行驶循环(即,图2的示例中为时刻t0~时刻t4)。此外,图2中为了容易理解,省略车辆v的消耗电力中由车辆辅机4消耗的部分及发电机g中生成的部分的图示。另外,图2中,最上段表示车速的时间变化,自上而下第2段及第3段表示消耗电力的详情,最下段表示将这些详情合计所得的要求电力。另外,此处所谓要求电力,是对车辆v上搭载的两个电池ese、电池esp要求放电或充电的电力。

例如,在时刻t0到时刻t1之间的加速时,为了使电动发电机m力行运转,使车辆v从停止状态加速到规定的巡航速度,需要在车辆v中对电动发电机m供给如下电力:如图2中自上而下第2段所示那样使车辆v的车速在规定的加速度下变化至巡航速度所需要的电力(以下也称为“实现加速运动所需要的电力”)、及如图2中自上而下第3段所示那样在行驶阻力的作用下实现车辆v的等速运动所需要的电力(以下也称为“在行驶阻力的作用下实现等速运动所需要的电力”)。此处所谓在力行运转时实现加速运动所需要的电力,更具体而言,是指在将可能作用于行驶中的车辆v的行驶阻力的存在忽视的状态下实现车辆v的加速运动所需要的电力,即在行驶阻力的非作用下实现与车辆v的车重相同质量的质点的加速运动所需要的电力。

另外,在时刻t1到时刻t2之间的巡航时,为了使电动发电机m力行运转,使车辆v维持巡航速度进行行驶,需要在车辆v中对电动发电机m供给在行驶阻力的作用下使车辆v实现等速运动所需要的电力(参照图2中自上而下第3段)。此外,在时刻t1到时刻t2之间,车速并未变化,因而如图2中自上而下第2段所示那样,实现加速运动所需要的电力为0。

另外,在时刻t2到时刻t4之间的减速时,若使电动发电机m进行再生运转,使车辆v从巡航速度减速到停止为止,则电动发电机m中通过实现减速运动而发出电力。在时刻t2到时刻t4之间,实现加速运动所需要的电力如图2中自上而下第2段所示那样成为负。换言之,在时刻t2到时刻t4之间,电动发电机m中通过实现减速运动而可回收正的电力。此处,所谓电动发电机m中通过实现减速运动而可回收的电力,是在行驶阻力的非作用下将与车辆v的车重相同质量的质点的动能换算成电力而成,若将伴随着电力变换电路3的电力变换的损耗部分设为0,则与使时刻t0到时刻t1之间实现加速运动所需要的电力的符号相反所得的电力相等。另外,在减速时,行驶阻力也作用于车辆v,车速越小则此行驶阻力越小,因而在时刻t2到时刻t4之间,在行驶阻力的作用下实现等速运动所需要的电力逐渐减少。因而,将通过实现减速运动而发出的电力与在行驶阻力的作用下实现等速运动所需要的电力合计的要求电力从开始减速的时刻t2起开始减少,然后在时刻t3由正转为负。即,在开始减速的时刻为正的要求电力到之后转为负为止之间,存在稍许的时滞(t2~t3)。因此,在减速时,如图2中最下段所示那样,仅时刻t3到时刻t4之间可利用电动发电机m所发出的电力将电池充电。

以上那样的时刻t0到时刻t4的一个行驶循环中,车辆v所消耗的电力(即,将实现加速运动所需要的电力与在行驶阻力的作用下实现等速运动所需要的电力合计的部分)如图2的最下段中粗线3a所示那样变化,车辆v中生成的电力(即,电动发电机m中通过实现减速运动而发出的电力)如图2的最下段中粗线3b所示那样变化。另外,一个行驶循环中,在时刻t0到t1之间实现车辆v的加速运动所需要的电力如图2的最下段中粗虚线3c所示那样变化,在时刻t2到t4之间在电动发电机m中通过实现减速运动而可回收的电力如图2的最下段中粗虚线3d所示那样变化。

此处,车重在加速时与减速时几乎未变化。因而,如图2的粗虚线3c、粗虚线3d所示那样,若去掉各种损耗,则实现加速运动所需要的电力量(即,以粗虚线3c切出的面积)与通过实现减速运动而可回收的电力量(即,以粗虚线3d切出的面积)相等。另外,车辆v若加速则之后必定转为减速,因而在任意的行驶循环中,产生实现加速运动所需要的电力的区间、与产生通过实现减速运动而可回收的电力的区间成对出现。然而,由于存在由行驶阻力所致的损耗或电力变换电路3的损耗等,因而在减速时实际能由电池回收的电力量(即,区域3e的面积)一直小于通过实现减速运动而可回收的电力量(即,以粗虚线3d切出的面积)。在本实施方式的充放电控制中,着眼于以上那样的一个行驶循环中的电力收支而控制第一电池ese及第二电池esp的充放电。

如上所述那样,第一电池ese是能量重量密度优于第二电池esp,以高电容为主要目的的电容型蓄电器,第二电池esp是输出重量密度优于第一电池ese,以高输出为主要目的的输出型蓄电器。因此,在通过从电池向电动发电机m供给电力而行驶的力行运转时(图2的示例中为时刻t0~时刻t3),对包含第一电池ese及第二电池esp的所有蓄电器要求放电的电力即要求电力(图2的示例中为由粗线3a切出的部分,以区域3f及区域3g所示的部分)中,实现加速运动所需要的电力的至少一部分(图2的示例中为区域3g所示的部分)是由输出型的第二电池esp负担,且由电容型的第一电池ese来负担从要求电力中去掉第二电池esp的负担部分所得的剩余电力(图2的示例中为从区域3f中去掉区域3g所得的部分)。另外,在一面利用电动发电机m所发出的电力将电池充电一面行驶的再生运转时,电动发电机m所发出的电力(图2的示例中为区域3e所示的部分)全部充进第二电池esp,而不充进第一电池ese。如上所述那样,若考虑各种损耗,则区域3e的面积小于以粗虚线3c切出的区域的面积。因而,通过由第二电池esp来负担实现加速运动所需要的电力的至少一部分而非全部,能使一个行驶循环之间的第二电池esp的电力收支接近0。由此,能够将第二电池esp的充电状态自发地维持在规定的目标范围内。另外,通过这样将第二电池esp的充电状态维持在目标范围内,在力行运转时,能根据来自驾驶员的加速要求从第二电池esp迅速供给所需要的电力,另外在再生运转时,能由第二电池esp接受电动发电机m所发出的电力。

图3是用于在ecu7中实现以上那样的充放电控制的功能块图。

ecu7具备第一充电状态推定部71a、第二充电状态推定部71b、发电要求判定部72、电力传送要求判定部73、电力算出部74、负担率设定部76、电力分配设定部77、充放电控制部78及足轴要求输出算出部79。

第一充电状态推定部71a使用从第一传感单元24发送的检测信号而推定第一电池ese的充电状态。更具体而言,第一充电状态推定部71a推定作为与第一电池ese的充电状态相关的参数的充电率[%]。所谓充电率,是以百分率来表示电池的余量相对于电池电容的比率。第一充电状态推定部71a使用第一传感单元24的检测信号而获取第一电池ese的电流、电压及温度的值,并根据使用这些值的已知的算法(algorithm)而算出第一电池ese的充电率的推定值(以下表述作“soc1”)。

第二充电状态推定部71b使用从第二传感单元28发送的检测信号而推定第二电池esp的充电状态。更具体而言,与第一充电状态推定部71a同样,第二充电状态推定部71b使用第二传感单元28的检测信号而获取第二电池esp的电流、电压及温度的值,并根据使用这些值的已知的算法而算出作为与第二电池esp的充电状态相关的参数的第二电池esp的充电率的推定值(以下表述作“soc2”)。

足轴要求输出算出部79根据检测驾驶员所操作的加速踏板(acceleratorpedal)的开度的加速器开度传感器的检测值,算出作为电动发电机m中要求的电力且为正值的足轴要求输出pmot。

发电要求判定部72通过使用第一充电状态推定部71a中算出的推定值soc1、及由足轴要求输出算出部79所算出的足轴要求输出pmot,判定是否为要求发电机g发电的状态。如参照图2所说明那样,车辆v中,在再生运转时由电动发电机m发出的电力充进第二电池esp,而不充进第一电池ese。因此,发电要求判定部72根据与第一电池ese的充电状态相关的推定值soc1而判定是否需要发电机g发电。更具体而言,发电要求判定部72在推定值soc1小于规定的阈值而要求第一电池ese的充电时,或足轴要求输出pmot大于规定的阈值而要求发电机g的电力的辅助时,判定要求发电机g发电,其他情况下判定不要求发电机g发电。

更具体而言,发电要求判定部72在推定值soc1大于规定的发电开始阈值时,判断无需发电机g发电,使发动机e停止。另外,发电要求判定部72在推定值soc1为发电开始阈值以下时,判断需要发电机g发电,启动发动机e,使用由所述发动机e所产生的动力而由发电机g发电。另外,根据所述要求而由发电机g发出的电力如下文中参照图6及图7等所说明那样,用于第一电池ese的充电,或用于减轻第一电池ese的负担,由此将第一电池ese的充电率大致维持在规定目标。

电力传送要求判定部73通过使用第二充电状态推定部71b中算出的推定值soc2,而判定是否为要求执行将第一电池ese的一部分电力供给于第二电池esp而对第二电池esp充电的电力传送的状态。如参照图2所说明那样,车辆v中,通过在再生运转时将由电动发电机m发出的电力充进第二电池esp,而将第二电池esp的电力收支大致维持在0。因而,第二电池esp的充电率自发地维持在规定的目标范围内,因而基本上无需执行电力传送。但是,有时也由某些原因导致第二电池esp的充电率偏离规定的目标范围。

因此,电力传送要求判定部73在推定值soc2大于规定的下限阈值时,判断无需执行电力传送。另外,电力传送要求判定部73在推定值soc2为所述下限阈值以下时,要求执行电力传送。如下文中参照图6或图7等所说明那样,在要求执行电力传送时,将相当于电力算出部74中算出的传送电力ppas的电力从第一电池ese中放出,并充进第二电池esp。

电力算出部74根据从车速计s及电力计41发送的信号等而算出车辆v中消耗或产生的各种电力。电力算出部74算出以下电力:实现加速运动所需要的电力即惯性电力pin[w];电动发电机m中通过实现减速运动而电动发电机m中可回收的电力即再生电力pre[w];驱动车辆辅机4所需要的电力即辅机电力pho[w];在行驶阻力的作用下实现等速运动的所需要的电力即巡航电力pcr[w];利用发动机e的动力而由发电机g发出的电力即发电电力pge[w];以及在电力传送要求判定部73中要求执行电力传送时,需要从第一电池ese放出且需要充进第二电池esp的电力即传送电力ppas[w]。

图4是表示电力算出部74的运算顺序的功能块图。电力算出部74具备算出惯性电力pin的惯性电力算出部741、算出再生电力pre的再生电力算出部742、算出辅机电力pho的辅机电力算出部743、算出巡航电力pcr的巡航电力算出部744、算出发电电力pge的发电电力算出部745、及算出传送电力ppas的传送电力算出部746。

惯性电力算出部741中,算出在行驶阻力的非作用下使与车辆v的车重m[kg]相同的质点的速度变化所需要的电力即惯性电力pin。更具体而言,惯性电力算出部741使用车速计s的检测信号,算出本次控制周期的车速[km/h]与前一次控制周期的车速[km/h]之差即速度差[km/h],并将此速度差乘以用于将速度的单位由[km/h]变换为[m/s]的系数(例如3.6)的倒数、及预定的车重m[kg],由此算出加减速驱动力[n]。另外,惯性电力算出部741使用车速计s的检测信号,算出本次控制周期的车速与前一次控制周期的车速的平均值即平均速度[km/h],并将此平均速度、加减速驱动力及用于将速度的单位由[km/h]变换为[m/s]的系数(例如3.6)的倒数相乘,由此算出加减速能量[w]。以上那样算出的加减速能量在加速时成为正,在减速时成为负,在巡航时成为0。惯性电力算出部741将以上那样算出的加减速能量与值0中的较大一者乘以规定的传递效率,由此算出惯性电力pin。此处,关于传递效率的值,考虑到力行运转时将投入至电动发电机m的电能变换为车辆v的动能的过程中产生的损耗(例如电动发电机m中的损耗、或由驱动系统产生的损耗等)而设定在0~1之间。以上那样算出的惯性电力pin如图2所示那样,在加速时成为大于0的值,在减速时或巡航时成为0。

再生电力算出部742通过移用惯性电力算出部741的运算而算出再生电力pre。更具体而言,再生电力算出部742将惯性电力算出部741中算出的加减速能量与值0中的较小一者乘以规定的传递效率、及用于使符号反转的系数(-1),由此算出再生电力pre。此处,关于传递效率的值,考虑到电动发电机m中将车体的动能变换为电能的过程中产生的损耗(电动发电机m中的损耗、由驱动系统产生的损耗、因驾驶员操作刹车而产生的损耗等)而设置在0~1之间。以上那样算出的再生电力pre如图2所示那样,在减速时成为大于0的值,在加速时或巡航时成为0。

辅机电力算出部743通过使用设于车辆辅机4的电力计41的检测信号而算出辅机电力pho。以上那样算出的辅机电力pho成为0以上的正值。

巡航电力算出部744算出在行驶阻力的作用下实现车辆v的等速运动所需要的电力即巡航电力pcr。更具体而言,巡航电力算出部744首先在巡航驱动力算出部744a中,根据车速计s的检测信号算出相当于作用于行驶中的车辆v的行驶阻力的巡航驱动力[n]。巡航驱动力算出部744a使用车速计s的检测信号算出本次控制周期中的车速,并将所算出的车速输入至预定的运算式,由此算出巡航驱动力。此外,所述运算式例如可使用车速的二次式。另外,此运算式的常数项的系数a、与车速的一次成比例的项的系数b、及与车速的二次成比例的项的系数c的值是根据温度或大气条件等而适当设定。另外,巡航电力算出部744使用车速计s的检测信号算出本次控制周期中的车速与前一次控制周期中的车速的平均值即平均速度,将此平均速度、巡航驱动力、用于将速度的单位由[km/h]变换为[m/s]的系数(例如3.6)的倒数及规定的传递效率相乘,由此算出巡航电力pcr。此处,关于传递效率的值,考虑到力行运转时将投入至电动发电机m的电能变换为车辆v的动能的过程中产生的损耗(例如电动发电机m中的损耗、或由驱动系统产生的损耗等)而设定在0~1之间。以上那样算出的巡航电力pcr如图2所示那样,在车速不为0时成为0以上的正值。

发电电力算出部745在发电要求判定部72中要求发电机g发电时,通过使用足轴要求输出pmot及第一电池ese的充电率的推定值soc1,而以第一电池ese的负担变少的方式算出负值的发电电力pge。更具体而言,发电电力算出部745在推定值soc1小于规定的阈值而要求第一电池ese的充电时,将根据推定值soc1算出的第一电池ese的再生要求电力(正值)与足轴要求输出pmot(正值)的相加值乘以值“-1”,由此算出发电电力pge。另外,发电电力算出部745在足轴要求输出pmot大于规定的阈值而要求发电机g的辅助时,将由足轴要求输出pmot减去根据推定值soc1所算出的第一电池ese的辅助部分(正值)所得的正值乘以值“-1”,由此算出发电电力pge。另外,发电电力算出部745在发电要求判定部72中不要求发电机g发电时,将发电电力pge设为0。以上那样算出的发电电力pge成为0以下的负值。

传送电力算出部746在电力传送要求判定部73中不要求执行电力传送时将传送电力ppas设为0,在要求执行电力传送时,根据由第二充电状态推定部71b所算出的推定值soc2而算出传送电力ppas。以上那样算出的传送电力ppas成为0以上的正值。

回到图3,要求电力算出部75使用由电力算出部74所得的结果而算出要求电力。此处所谓要求电力,在电动发电机m的力行运转时成为正,相当于对包含第一电池ese及第二电池esp的所有电池要求放电的电力,在电动发电机m的再生运转时成为负,相当于对所有电池要求充电的电力。要求电力算出部75如下述式(1)那样,将由电力算出部74算出的惯性电力pin、再生电力pre、辅机电力pho、巡航电力pcr及发电电力pge相加,由此算出要求电力ptot。

ptot=pin+pre+pho+pcr+pge(1)

负担率设定部76设定相当于电力算出部74中算出的惯性电力pin中由第二电池esp负担的部分的比率的负担率。如参照图2所说明那样,在再生运转时产生不少损耗,因而若惯性电力pin全部由第二电池esp负担,则第二电池esp的电力收支成为负,有时其充电率偏离规定的目标范围而降低。因此,负担率设定部76为了使第二电池esp的充电率不降低,而根据第二充电状态推定部71b中算出的推定值soc2将负担率k的值设定在0~1之间。

负担率设定部76例如根据推定值soc2而检索图5所示那样的映射,由此设定负担率k的值。根据图5所例示那样的映射,推定值soc2越大则将负担率k的值设定为越大的值。即,推定值soc2越大,换言之第二电池esp的充电率越高,重新接受电力的富余越少,则负担率设定部76将负担率k设定为越大的值,促进第二电池esp的积极放电。另外,推定值soc2越小,换言之第二电池esp的充电率越低,能重新放电的富余越少,则负担率设定部76将负担率k设定为越小的值,促进第二电池esp的积极充电。

电力分配设定部77通过使用电力算出部74中算出的各种电力的推定值、负担率设定部76中设定的负担率、发电要求判定部72的判定结果及电力传送要求判定部73的判定结果,确定第一电池ese及第二电池esp的电力的分配形态。

图6及图7是表示电力分配设定部77中确定电力的分配形态的具体顺序的流程图。图6及图7的处理是在车辆v起动的期间中,在电力分配设定部77中在规定的控制周期下反复执行。

s1中,电力分配设定部77获取由要求电力算出部75算出的要求电力ptot,进入s2。

s2中,电力分配设定部77判定是否未由电力传送要求判定部73产生了电力传送要求。电力分配设定部77在s2的判定结果为是(yes)时(即无电力传送要求时,也就是ppas=0时)进入s3,在为否(no)时(即有电力传送要求时,也就是ppas≠0时)进入s31。

s3中,电力分配设定部77根据车速计s的检测信号而判别车辆v是否为加速中。电力分配设定部77在s3的判定结果为是时、即再生电力pre=0时进入s4,在为否时、即惯性电力pin=0时进入s9。

s4中,电力分配设定部77判定是否未由发电要求判定部72产生了发电要求。电力分配设定部77在s4的判定结果为是(yes)时(即无发电要求时,也就是发电电力pge=0时)进入s5,在为否(no)时(即有发电要求时,也就是发电电力pge≠0时)进入s7。

s5中,电力分配设定部77将电力算出部74中算出的惯性电力pin乘以负担率设定部76中设定的负担率k所得的电力确定为第二电池esp的负担电力p2、即从第二电池esp向电动发电机m放出的电力,进入s6。

s6中,电力分配设定部77将电力算出部74中算出的巡航电力pcr、辅机电力pho、对惯性电力pin乘以(1-负担率k)所得的电力相加所得的电力确定为第一电池ese的负担电力p1、即从第一电池ese向电动发电机m及车辆辅机4放出的电力,结束此处理。

图8a是示意性地表示无电力传送要求,加速中,且无发电要求时(即执行s5及s6时)的分配形态的图。此时,从第二电池esp放出惯性电力pin乘以负担率k所得的电力(pin×k),供给于电动发电机m。另外,从第一电池ese放出巡航电力pcr、辅机电力pho、及惯性电力pin中去掉第二电池esp的负担部分所得的剩余部分的合计电力(pcr+pho+pin×(1-k))、即从力行运转时对所有蓄电器的要求电力(ptot=pcr+pin+pho)中去掉由第二电池esp放出的电力(pin×k)所得的剩余电力,供给于车辆辅机4及电动发电机m。

s7中,电力分配设定部77将电力算出部74中算出的惯性电力pin乘以负担率设定部76中设定的负担率k所得的电力确定为第二电池esp的负担电力p2,进入s8。此外,以下在负担电力为正时,是指从电池放出电力,在负担电力为负时,是指向电池充进电力。

s8中,电力分配设定部77将电力算出部74中算出的巡航电力pcr、辅机电力pho、发电电力pge、及对惯性电力pin乘以(1-负担率k)所得的电力相加所得的电力确定为第一电池ese的负担电力p1,结束此处理。

图8b是示意性地表示无电力传送要求,加速中,且有发电要求时(即执行s7及s8时)的分配形态的图。此时,与无发电要求时(即图8a时)同样,从第二电池esp放出惯性电力pin乘以负担率k所得的电力(pin×k),供给于电动发电机m。另外,发电机g发出的电力即发电电力pge供给于电动发电机m。另外,从第一电池ese放出巡航电力pcr、辅机电力pho、发电电力pge、及惯性电力pin中去掉第二电池esp的负担部分所得的剩余部分的合计电力(pcr+pho+pge+pin×(1-k)),供给于车辆辅机4及电动发电机m。即,从第一电池ese放出从力行运转时对所有蓄电器的要求电力(ptot=pcr+pin+pho+pge)中去掉由第二电池esp放出的电力(pin×k)所得的剩余电力,供给于车辆辅机4及电动发电机m。即,如比较图8a与图8b所表明那样,在由发电机g发出电力时,会相应地减轻第一电池ese的负担电力。

s9中,电力分配设定部77根据车速计s的检测信号而判别车辆v是否为减速中。电力分配设定部77在s9的判定结果为是(yes)时进入s10,在为否(no)时、即再生电力pre=0时进入s16。

s10中,电力分配设定部77判别负值的再生电力pre与正值的巡航电力pcr之和是否大于0。如参照图2所说明那样,从开始减速到能够开始电池的充电为止之间存在稍许的时滞(图2中为t2~t3)。在s10的判别为是(yes)时,即可进行电池的充电时,进入s11,在s10的判别为否(no)时,即不可进行电池的充电时,进入s16。

s11中,电力分配设定部77判定是否未由发电要求判定部72产生了发电要求。电力分配设定部77在s11的判定结果为是(yes)时进入s12,在为否(no)时进入s14。

s12中,电力分配设定部77将再生电力pre与巡航电力pcr相加所得的负值的电力确定为第二电池esp的负担电力p2,进入s13。

s13中,电力分配设定部77将电力算出部74中算出的辅机电力pho确定为第一电池ese的负担电力p1,结束所述处理。

图9a是示意性地表示无电力传送要求,减速中,为可利用电动发电机m发出的电力将第二电池esp充电的状态,且无发电要求时(即执行s12及s13时)的分配形态的图。此时,正值的巡航电力pcr与负值的再生电力pre之和成为负值,因而第二电池esp的负担电力(p2=pre+pcr)成为负,因此对第二电池esp充进来自电动发电机m的电力(pre+pcr)。另外,此时从第一电池ese放出辅机电力pho,全部供给于车辆辅机4。

s14中,电力分配设定部77将再生电力pre与巡航电力pcr相加所得的负值的电力确定为第二电池esp的负担电力p2,进入s15。

s15中,电力分配设定部77将电力算出部74中算出的正值的辅机电力pho与负值的发电电力pge相加所得的电力确定为第一电池ese的负担电力p1,结束所述处理。

图9b是示意性地表示无电力传送要求,减速中,为可利用电动发电机m发出的电力将第二电池esp充电的状态,且有发电要求时(即执行s14及s15时)的分配形态的图。此时,正值的巡航电力pcr与负值的再生电力pre之和成为负值,因而对第二电池esp充进其负担电力(p2=pre+pcr)。另外,在正值的辅机电力pho与负值的发电电力pge之和为正时,从第一电池ese放出正值的负担电力(p1=pho+pge),在所述和为负时充进负值的负担电力(p1=pho+pge)。

s16中,电力分配设定部77判定是否未由发电要求判定部72产生了发电要求。电力分配设定部77在s16的判定结果为是(yes)时进入s17,在为否(no)时进入s19。

s17中,电力分配设定部77与判断惯性电力pin及再生电力pre均为0相应地,将值0确定为第二电池esp的负担电力p2,进入s18。

s18中,电力分配设定部77将巡航电力pcr与辅机电力pho合计的要求电力ptot确定为第一电池ese的负担电力p1,结束所述处理。

图10a是示意性地表示无电力传送要求,并非加速中及减速中而为停止中,且无发电要求时(即执行s17及s18时且停止中时)的分配形态的图。在如此这样车辆v为停止中时,惯性电力pin、再生电力pre及巡航电力pcr均成为0,因而第二电池esp中既不进行充电也不进行放电。另外,此时,从第一电池ese放出辅机电力pho,全部供给于车辆辅机4。

图10b是示意性地表示无电力传送要求,并非加速中及减速中而为巡航中,且无发电要求时(即执行s17及s18时且巡航中时)的分配形态的图。在如此这样车辆v为巡航中时,惯性电力pin及再生电力pre均成为0,因而第二电池esp中既不进行充电也不进行放电。另外,此时,从第一电池ese放出辅机电力pho与巡航电力pcr合计的要求电力ptot,供给于车辆辅机4及电动发电机m。

s19中,电力分配设定部77与判断惯性电力pin及再生电力pre均为0相应地,将值0确定为第二电池esp的负担电力p2,进入s20。

s20中,电力分配设定部77将巡航电力pcr、辅机电力pho及负值的发电电力pge合计的要求电力ptot确定为第一电池ese的负担电力p1,结束所述处理。

图11a是示意性地表示无电力传送要求,并非加速中及减速中而为停止中,且有发电要求时(即执行s19及s20时且停止中时)的分配形态的图。在如此这样车辆v为停止中时,惯性电力pin、再生电力pre及巡航电力pcr均成为0,因而第二电池esp中既不进行充电也不进行放电。另外,在正值的辅机电力pho与负值的发电电力pge之和为正时,从第一电池ese放出正值的负担电力(p1=pho+pge),在所述和为负时充进负值的负担电力(p1=pho+pge)。

图11b是示意性地表示无电力传送要求,并非加速中及减速中而为巡航中,且有发电要求时(即执行s19及s20时且巡航中时)的分配形态的图。在如此这样车辆v为巡航中时,惯性电力pin及再生电力pre均成为0,因而第二电池esp中既不进行充电也不进行放电。另外,在正值的辅机电力pho、正值的巡航电力pcr及负值的发电电力pge之和为正时,从第一电池ese放出正值的负担电力(p1=pho+pcr+pge),在所述和为负时充进负值的负担电力(p1=pho+pcr+pge)。

s31中,电力分配设定部77根据车速计s的检测信号而判别车辆v是否为加速中。电力分配设定部77在s31的判定结果为是(yes)时、即再生电力pre=0时进入s32,在为否(no)时、即惯性电力pin=0时进入s37。

s32中,电力分配设定部77判定是否未由发电要求判定部72产生了发电要求。电力分配设定部77在s32的判定结果为是(yes)时(即无发电要求时,也就是发电电力pge=0时)进入s33,在为否(no)时(即有发电要求时,也就是发电电力pge≠0时)进入s35。

s33中,电力分配设定部77将由电力算出部74中算出的惯性电力pin乘以负担率设定部76中设定的负担率k所得的电力减去传送电力ppas所得的电力确定为第二电池esp的负担电力p2,进入s34。

s34中,电力分配设定部77将电力算出部74中算出的巡航电力pcr、辅机电力pho、对惯性电力pin乘以(1-负担率k)所得的电力及传送电力ppas相加所得的电力确定为第一电池ese的负担电力p1,结束所述处理。

图12a是示意性地表示有电力传送要求,加速中,且无发电要求时(即执行s33及s34时)的分配形态的图。此处,传送电力ppas基本上是以大于惯性电力pin乘以负担率k所得的电力的方式设定。因而,第二电池esp的负担电力(p2=pin×k-ppas)成为负。因此,对第二电池esp充进负值的负担电力(p2=pin×k-ppas)。另外,从第一电池ese放出从要求电力ptot中去掉第二电池esp的负担电力(p2=pin×k-ppas)所得的剩余电力(pcr+pho+pin×(1-k)+ppas),供给于车辆辅机4、电动发电机m及第二电池esp。

s35中,电力分配设定部77将由电力算出部74中算出的惯性电力pin乘以负担率设定部76中设定的负担率k所得的电力减去传送电力ppas所得的电力确定为第二电池esp的负担电力p2,进入s36。

s36中,电力分配设定部77将电力算出部74中算出的巡航电力pcr、辅机电力pho、发电电力pge、对惯性电力pin乘以(1-负担率k)所得的电力及传送电力ppas相加所得的电力确定为第一电池ese的负担电力p1,结束所述处理。

图12b是示意性地表示有电力传送要求,加速中,且有发电要求时(即执行s35及s36时)的分配形态的图。此时,与无发电要求时(即图12a时)同样,对第二电池esp充进负值的负担电力(p2=pin×k-ppas)。另外,从第一电池ese放出从要求电力ptot中去掉第二电池esp的负担电力(p2=pin×k-ppas)所得的剩余电力(pcr+pho+pin×(1-k)+ppas+pge),供给于车辆辅机4、电动发电机m及第二电池esp。此外,如比较图12a与图12b所表明那样,在由发电机g发出电力时,会相应地减轻第一电池ese的负担电力。

s37中,电力分配设定部77根据车速计s的检测信号而判别车辆v是否为减速中。电力分配设定部77在s37的判定结果为是(yes)时进入s38,在为否(no)时、即再生电力pre=0时进入s44。

s38中,电力分配设定部77判别负值的再生电力pre与正值的巡航电力pcr之和是否大于0。如参照图2所说明那样,从开始减速到能够开始电池的充电之间存在稍许的时滞(图2中为t2~t3)。在s38的判别为是(yes)时,即可进行电池的充电时,进入s39,在s38的判别为否(no)时,即不可进行电池的充电时,进入s44。

s39中,电力分配设定部77判定是否未由发电要求判定部72产生了发电要求。电力分配设定部77在s39的判定结果为是(yes)时进入s40,在为否(no)时进入s42。

s40中,电力分配设定部77将由再生电力pre与巡航电力pcr相加所得的负值的电力减去正值的传送电力ppas所得的电力确定为第二电池esp的负担电力p2,进入s41。

s41中,电力分配设定部77将由要求电力ptot与传送电力ppas相加所得的电力减去第二电池esp的负担电力p2所得的电力(ptot+ppas-p2)确定为第一电池ese的负担电力p1,结束所述处理。

图13a是示意性地表示有电力传送要求,减速中,为可利用由电动发电机m发出的电力将第二电池esp充电的状态,且无发电要求时(即执行s40及s41时)的分配形态的图。此时,第二电池esp的负担电力(p2=pcr+pre-ppas)成为负,因而对第二电池esp充进来自第一电池ese或电动发电机m的电力。另外,此时从第一电池ese放出辅机电力pho与传送电力ppas的合计电力,供给于车辆辅机4或第二电池esp。

s42中,电力分配设定部77将由再生电力pre与巡航电力pcr相加所得的负值的电力减去正值的传送电力ppas所得的电力确定为第二电池esp的负担电力p2,进入s43。

s43中,电力分配设定部77将由要求电力ptot与传送电力ppas相加所得的电力减去第二电池esp的负担电力p2所得的电力(ptot+ppas-p2)确定为第一电池ese的负担电力p1,结束所述处理。

图13b是示意性地表示有电力传送要求,减速中,为可利用电动发电机m发出的电力将第二电池esp充电的状态,且有发电要求时(即执行s42及s43时)的分配形态的图。此时,第二电池esp的负担电力(p2=pcr+pre-ppas)成为负,因而对第二电池esp充进来自第一电池ese或电动发电机m的电力。另外,在正值的辅机电力pho、负值的发电电力pge及正值的传送电力ppas之和为正时,从第一电池ese放出正值的负担电力(p1=pho+pge+ppas),在所述和为负时充进负值的负担电力(p1=pho+pge+ppas)。

s44中,电力分配设定部77判定是否未由发电要求判定部72产生了发电要求。电力分配设定部77在s44的判定结果为是(yes)时进入s45,在为否(no)时进入s47。

s45中,电力分配设定部77将传送电力ppas乘以值“-1”所得的负值确定为第二电池esp的负担电力p2,进入s46。

s46中,电力分配设定部77将要求电力ptot与传送电力ppas的合计电力确定为第一电池ese的负担电力(p1=pcr+pho+ppas),结束所述处理。

图14a是示意性地表示有电力传送要求,并非加速中及减速中而为停止中,且无发电要求时(即执行s45及s46时且停止中时)的分配形态的图。在如此这样车辆v为停止中时,惯性电力pin、再生电力pre及巡航电力pcr均成为0,因而对第二电池esp充进从第一电池ese供给的传送电力ppas。另外,从第一电池ese放出辅机电力pho与传送电力ppas的合计电力,供给于车辆辅机4或第二电池esp。

图14b是示意性地表示有电力传送要求,并非加速中及减速中而为巡航中,且无发电要求时(即执行s45及s46时且巡航中时)的分配形态的图。在如此这样车辆v为巡航中时,惯性电力pin及再生电力pre均成为0,因而对第二电池esp充进从第一电池ese供给的传送电力ppas。另外,从第一电池ese放出巡航电力pcr、辅机电力pho及传送电力ppas的合计电力,供给于车辆辅机4、第二电池esp及电动发电机m。

s47中,电力分配设定部77将传送电力ppas乘以值“-1”所得的负值确定为第二电池esp的负担电力p2,进入s48。

s48中,电力分配设定部77将要求电力ptot与传送电力ppas的合计电力确定为第一电池ese的负担电力(p1=pcr+pho+pge+ppas),结束所述处理。

图15a是示意性地表示有电力传送要求,并非加速中及减速中而为停止中,且有发电要求时(即执行s47及s48时且停止中时)的分配形态的图。在如此这样车辆v为停止中时,惯性电力pin、再生电力pre及巡航电力pcr均成为0,因而对第二电池esp充进从第一电池ese或发电机g供给的传送电力ppas。另外,在正值的辅机电力pho、负值的发电电力pge及正值的传送电力ppas之和为正时,从第一电池ese放出正值的负担电力(p1=pho+pge+ppas),在所述和为负时充进负值的负担电力(p1=pho+pge+ppas)。

图15b是示意性地表示有电力传送要求,并非加速中及减速中而为巡航中,且有发电要求时(即执行s47及s48时且巡航中时)的分配形态的图。在如此这样车辆v为巡航中时,惯性电力pin及再生电力pre均成为0,因而对第二电池esp充进从第一电池ese或发电机g供给的传送电力ppas。另外,在正值的辅机电力pho、正值的巡航电力pcr、负值的发电电力pge及正值的传送电力ppas之和为正时,从第一电池ese放出正值的负担电力(p1=pho+pcr+pge+ppas),在所述和为负时充进负值的负担电力(p1=pho+pcr+pge+ppas)。

回到图3,充放电控制部78以实现以上那样在电力分配设定部77中决定的分配形态的方式,向栅极驱动电路6发送控制信号,控制电力变换电路3。

根据本实施方式的车辆v,发挥以下效果。

(1)车辆v中,电力变换电路3的控制装置5在力行运转时,以从输出型的第二电池esp放出使车速变化所需要的电力即惯性电力pin的至少一部分,且从电容型的第一电池ese中放出从对电池ese、电池esp的要求电力ptot中去掉所述第二电池esp的负担部分所得的剩余电力的方式,控制电力变换电路3,且在再生运转时,以将电动发电机m发出的电力即再生电力pre充进第二电池esp的方式控制电力变换电路3。即,在力行运转时从第二电池esp放出惯性电力pin的至少一部分,且在再生运转时对第二电池esp充进电动发电机m发出的电力。如所述那样,再生运转时发出的电力与力行运转时使车速变化所需要的电力相比小损耗部分。因此,车辆v中,考虑到所述损耗部分,在力行运转时从第二电池esp放出使车速变化所需要的电力的至少一部分而非全部。因而,在车辆v中,能够考虑到各种损耗而使车辆v从停止状态出发到之后停止为止之间的第二电池esp的电力收支大致为0。因而,根据车辆v,能够尽量避免第一电池ese与第二电池esp之间的电力授受,并且将输出型的第二电池esp的充电率维持在大致一定。

(2)车辆v中,在力行运转时相对于惯性电力pin而算出负担率k,且在力行运转时,从第二电池esp放出惯性电力pin中与负担率k相应的部分,从第一电池ese放出从要求电力中去掉第二电池esp的负担部分所得的剩余电力。由此,能够使第二电池esp的电力收支接近0。另外,车辆v中,根据第二电池esp的充电率的推定值soc2而算出所述负担率k。由此,即便第二电池esp的电力收支偏离0时,也能够防止第二电池esp的充电率大幅偏离规定目标。

(3)车辆v中,第二电池esp的充电率的推定值soc2越大则将负担率k设定为越大的值。由此,能够以将第二电池esp的充电率维持在规定目标的方式控制第二电池esp的电力收支。

(4)车辆v中,将为了在行驶阻力的非作用下实现加速运动而需要供给于电动发电机m的电力即惯性电力pin、为了在行驶阻力的作用下维持车速而需要供给于电动发电机m的电力即巡航电力pcr、及需要供给于车辆辅机的电力即辅机电力pho相加,由此算出要求电力。由此,能够使第二电池esp的电力收支接近0,并且由电池ese、电池esp来提供力行运转时车辆v所需要的电力。

(5)车辆v中,在与电动发电机m不同的发电机g的发电时,使此发电机g中利用发动机e的动力所发出的电力充进第一电池ese,使此第一电池ese维持在规定的充电状态。由此,能够尽量避免第一电池ese与第二电池esp之间的电力授受,并且将第一电池ese及第二电池esp的充电率维持在大致一定。

(6)车辆v中,在第二电池esp的充电率的推定值soc2为规定的阈值以下时,使发电机g所发出的电力及第一电池ese的电力中的至少任一者充进第二电池esp。由此,能够避免第二电池esp的充电率大幅降低,无法实现与驾驶员的要求相应的加速的事态。

(7)车辆v中,将为了在行驶阻力的非作用下实现加速运动而需要供给于电动发电机m的电力即惯性电力pin、为了在行驶阻力的作用下维持车速而需要供给于电动发电机m的电力即巡航电力pcr、及需要供给于车辆辅机的电力即辅机电力pho相加所得的电力,减去发电机g发出的电力即发电电力pge,由此算出要求电力。由此,能使第二电池esp的电力收支接近0,并且由电池ese、电池esp以及发电机g来提供力行运转时车辆v所需要的电力。

(8)车辆v中,将车辆辅机4连接于将第一电池ese与电力变换电路3连接的第一电力线21p、第一电力线21n,从第一电池ese供给驱动车辆辅机4所需要的电力。由此,能够防止从第二电池esp向车辆辅机4供给电力而第二电池esp的电力收支转为正侧,甚至第二电池esp的充电率相对于规定目标大幅降低的情况。

以上,对本发明的实施方式进行了说明,但本发明不限于此。可在本发明的主旨范围内适当变更细节部分的结构。

例如,所述实施方式中,电力传送要求判定部73在第二电池esp的充电率的推定值soc2为下限阈值以下时,要求执行电力传送,与此相应地从第一电池ese向第二电池esp供给电力,但本发明不限于此。也可在推定值soc2为下限阈值以下时,要求发电机g发电,将发电机g所发出的电力供给于第二电池esp。

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