专利名称：车辆的控制装置以及控制方法
技术领域：
本发明涉及具备消耗电力的负载、和各自与负载并联地电连接的多个电源的车辆中的充放电控制。
背景技术：
日本特开2008-109840号公报(专利文献1)公开了即使在多个蓄电装置的充放电特性不同的情况下也能够最大限度地发挥系统性能的电源系统。该电源系统包括多个蓄电装置、和分别与多个蓄电装置对应的多个转换器。在该电源系统中，针对各蓄电装置算出能够放电的剩余电力量，根据该剩余电力值的比率算出从多个蓄电装置放电的放电电力的分配率。并且，在从电源系统向负载装置供电时，根据所算出的分配率来控制多个转换器。 因此，在某一蓄电装置中比其他的蓄电装置更早地达到放电界限的情况得以抑制。因此，能够得到作为电源系统整体的最大的放电特性的机会变得最大。其结果，即使在多个蓄电装置的充放电特性不同的情况下，也能够最大限度地发挥电源系统的性能。专利文献1 日本特开2008-109840号公报专利文献2 日本特开2006-182272号公报
发明内容
发明要解决的课题在利用来自包括多个电源、和分别与多个电源对应的多个转换器的电源系统的电力来进行行驶的车辆中，在由于故障等停止了转换器的状态下使车辆行驶的情况下，无法对各电源的放电电力的分配进行控制，在各电源与电机并联地连接的情况下，主要仅消耗电压高的电源的电力。在该影响下会导致各电源的过放电。然而，在上述的日本特开 2008-109840号公报和日本特开2006-182272号公报中，关于无法对各电源的放电电力的分配进行控制时的充放电控制，没有任何公开。本发明是为了解决上述的课题而完成的，其目的在于，提供一种在包括消耗电力的负载、和各自与负载并联地电连接的第一电源及第二电源的车辆中、即使在无法对各电源的放电电力的分配进行控制的情况下也能够抑制各电源的过放电的控制装置以及控制方法。用于解决课题的手段本发明的控制装置控制具备消耗电力的负载、和各自与负载并联地电连接的第一电源及第二电源的车辆。该控制装置包括设定部，其基于第一电源的状态及第二电源的状态，设定向负载供给的电力的限制值；和限制部，其根据限制值限制向负载供给的电力。设定部包括算出部，其基于第一电源的状态算出能够从第一电源放电的电力的第一上限值， 并且基于第二电源的状态算出能够从第二电源放电的电力的第二上限值；和基本设定部， 其为了设定限制值，在第一电源的输出电压与第二电源的输出电压的差大于预定值的情况下，选择与第一电源和第二电源中的输出电压较大一方的电源对应的上限值，在输出电压的差小于预定值的情况下，选择第一上限值和第二上限值中的某一较小方的上限值。优选的是，设定部还包括如下变更部，该变更部为了设定比第一时刻晚的第二时刻的限制值，在第二时刻由基本设定部选择出的上限值大于第一时刻的限制值的情况下， 选择第一时刻的限制值来代替在第二时刻由基本设定部选择出的上限值。更优选的是，设定部还包括如下变更部，该变更部为了设定限制值，在第一电源的放电电力持续预定时间地超过了第一上限值的情况和第二电源的放电电力持续预定时间地超过了第二上限值的情况中的任一情况下，选择第一上限值和第二上限值中的某一较小方的上限值来代替由基本设定部选择出的上限值。更优选的是，设定部还包括如下变更部，该变更部为了设定限制值，在第一电源的输出电压低于了第一预定值的情况和第二电源的输出电压低于了第二预定值的情况中的任一情况下，选择第一上限值和第二上限值中的某一较小方的上限值来代替由基本设定部选择出的上限值。更优选的是，负载包括旋转电机。在车辆中具备第一转换器，其设置在旋转电机与第一电源之间，被控制为在旋转电机与第一电源之间进行电压变换的工作状态、和不进行电压变换而使电流仅在从第一电源向旋转电机的方向上流动的停止状态中的任一状态; 第二转换器，其设置在旋转电机与第二电源之间，被控制为在旋转电机与第二电源之间进行电压变换的工作状态、和不进行电压变换而使电流仅在从第二电源向旋转电机的方向上流动的停止状态中的任一状态；以及变换器，其设置在第一转换器及第二转换器与旋转电机之间，控制旋转电机。控制装置还包括行驶控制部，该行驶控制部在预定条件成立的情况下，执行放电行驶控制，所述放电行驶控制通过将第一转换器及第二转换器控制为停止状态，并且控制变换器以使旋转电机不是作为发电机进行工作而是作为电动机进行工作，从而使车辆行驶。设定部在放电行驶控制被执行的情况下设定限制值，转矩限制部在放电行驶控制被执行的情况下，限制旋转电机的输出转矩以使向旋转电机供给的电力不超过限制值。本发明的另一方式的控制装置控制具备旋转电机、和各自与旋转电机并联地电连接的第一电源及第二电源的车辆。在车辆中具备第一转换器、第二转换器和变换器，所述第一转换器在旋转电机与第一电源之间进行电压变换，所述第二转换器在旋转电机与第二电源之间进行电压变换，所述变换器设置在第一转换器及第二转换器与旋转电机之间、控制旋转电机。第一转换器及第二转换器在停止状态下使电流仅在从第一电源及第二电源向旋转电机的放电方向上流动。控制装置包括行驶控制部，其在预定条件成立的情况下，执行放电行驶控制，所述放电行驶控制通过将第一转换器及第二转换器控制为停止状态，并且控制变换器以使旋转电机不是作为发电机进行工作而是作为电动机进行工作，从而使车辆行驶；设定部，其在放电行驶控制被执行的情况下，基于第一电源的状态及第二电源的状态，设定向旋转电机供给的电力的限制值；以及转矩限制部，其在放电行驶控制被执行的情况下，限制旋转电机的输出转矩以使向旋转电机供给的电力不超过限制值。设定部包括算出部，其基于第一电源的状态算出能够从第一电源放电的电力的第一上限值，并且基于第二电源的状态算出能够从第二电源放电的电力的第二上限值；基本设定部，其为了设定限制值，在第一电源的输出电压与第二电源的输出电压的差大于预定值的情况下，选择与第一电源和第二电源中的输出电压较大一方的电源对应的上限值，在输出电压的差小于预定值的情况下，选择第一上限值和第二上限值中的某一较小方的上限值；第一变更部，其为了设定限制值，在第一电源的放电电力持续预定时间地超过了第一上限值的情况和第二电源的放电电力持续预定时间地超过了第二上限值的情况中的任一情况下，选择第一上限值和第二上限值中的某一较小方的上限值来代替由基本设定部选择出的上限值；第二变更部， 其为了设定限制值，在第一电源的输出电压低于了第一预定值的情况和第二电源的输出电压低于了第二预定值的情况中的任一情况下，选择第一上限值和第二上限值中的某一较小方的上限值来代替由基本设定部选择出的上限值；以及第三变更部，其为了设定比第一时刻晚的第二时刻的限制值，在第二时刻由基本设定部、第一变更部、以及第二变更部的某一方选择出的上限值大于在第一时刻设定的限制值的情况下，选择第一时刻的限制值来代替在第二时刻选择出的上限值。本发明的另一方式的控制方法为车辆的控制装置进行的控制方法，所述车辆具备消耗电力的负载、和各自与负载并联地电连接的第一电源及第二电源。该控制方法包括基于第一电源的状态及第二电源的状态，设定向负载供给的电力的限制值的步骤；和根据限制值限制向负载供给的电力的步骤。设定限制值的步骤包括基于第一电源的状态算出能够从第一电源放电的电力的第一上限值，并且基于第二电源的状态算出能够从第二电源放电的电力的第二上限值的步骤；和为了设定限制值，在第一电源的输出电压与第二电源的输出电压的差大于预定值的情况下，选择与第一电源和第二电源中的输出电压较大一方的电源对应的上限值，在输出电压的差小于预定值的情况下，选择第一上限值和第二上限值中的某一较小方的上限值的步骤。本发明的另一方式的控制方法为车辆的控制装置进行的控制方法，所述车辆具备旋转电机、和各自与旋转电机并联地电连接的第一电源及第二电源。在车辆中具备第一转换器、第二转换器和变换器，所述第一转换器在旋转电机与第一电源之间进行电压变换，所述第二转换器在旋转电机与第二电源之间进行电压变换，所述变换器设置在第一转换器及第二转换器与旋转电机之间、控制旋转电机。第一转换器及第二转换器在停止状态下使电流仅在从第一电源及第二电源向旋转电机的放电方向上流动。控制方法包括在预定条件成立的情况下执行放电行驶控制的步骤，所述放电行驶控制通过将第一转换器及第二转换器控制为停止状态，并且控制变换器以使旋转电机不是作为发电机进行工作而是作为电动机进行工作，从而使车辆行驶；在放电行驶控制被执行的情况下，基于第一电源的状态及第二电源的状态，设定向旋转电机供给的电力的限制值的步骤；以及在放电行驶控制被执行的情况下，限制旋转电机的输出转矩以使向旋转电机供给的电力不超过限制值的步骤。设定限制值的步骤包括基于第一电源的状态算出能够从第一电源放电的电力的第一上限值，并且基于第二电源的状态算出能够从第二电源放电的电力的第二上限值的步骤；为了设定限制值，在第一电源的输出电压与第二电源的输出电压的差大于预定值的情况下，选择与第一电源和第二电源中的输出电压较大一方的电源对应的上限值作为基本值，在输出电压的差小于预定值的情况下，选择第一上限值和第二上限值中的某一较小方的上限值作为基本值的步骤；为了设定限制值，在第一电源的放电电力持续预定时间地超过了第一上限值的情况和第二电源的放电电力持续预定时间地超过了第二上限值的情况中的任一情况下，将基本值变更为作为第一上限值和第二上限值中的某一较小方的第一变更值的步骤；为了设定限制值，在第一电源的输出电压低于了第一预定值的情况和第二电源的输出电压低于了第二预定值的情况中的任一情况下，将基本值变更为作为第一上限值和第二上限值中的某一较小方的第二变更值的步骤；以及为了设定比第一时刻晚的第二时刻的限制值，在第二时刻的基本值、第一变更值、以及第二变更值中的某一方大于在第一时刻设定的限制值的情况下，作为第二时刻的限制值而选择第一时刻的限制值的步骤。发明的效果根据本发明，即使在无法对各电源的放电电力的分配进行控制的情况下，也能够抑制各电源的过放电。
图1是具备本发明的实施例的控制装置的车辆的整体框图。图2是图1所示的第一及第二转换器的概略结构图。图3是本发明的实施例的控制装置的功能框图。图4是表示本发明的实施例的控制装置的控制构造的流程图。附图标记的说明1电源系统；2驱动力产生部；10-1第一蓄电装置(主电源)；10-2第二蓄电装置 (副电源)；12-1、12-2转换器；14-1、14-2电流传感器；16_1、16_2、20电压传感器；18_1、 18-2切换装置；19-1,19-2温度传感器；30-1,30-2变换器；32_1、32_2MG ；34动力分配装置；36发动机；38驱动轮；100车辆；8000ECU ；8100输入接口 ；8200运算处理部；8210行驶控制部；8220设定部；8222基本设定部；8223第一变更部；82M第二变更部；8225第三变更部；8230转矩限制部；8300存储部；8400输出接口 ；C、Cl平滑电容器；D1A、DlB 二极管； Ll电抗器；Q1A、Q1B开关元件；RY1、RY2系统继电器。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施例进行详细说明。对图中相同或相当部分标记相同符号，不重复其说明。图1是本发明的实施例的车辆的整体框图。参照图1，车辆100包括电源系统1、 驱动力产生部2以及ECU (Electronic Control Unit 电子控制单元)8000。驱动力产生部2包括第一变换器(inverter，逆变器)30-1、第二变换器30-2、第一 MG(Motor-Generator 电动发电机)32-1、第二 MG32-2、动力分配装置34、发动机36、以及驱动轮38。第一 MG32-1、第二 MG32-2以及发动机36与动力分配装置34连接。车辆100利用来自发动机36和第二 MG32-2的至少一方的驱动力进行行驶。发动机36产生的动力由动力分配装置34分配到2条路径。即，一条为向驱动轮 38传递的路径，另一条为向第一 MG32-1传递的路径。第一 MG32-1和第二 MG32-2各自为交流旋转电机，例如包括具备埋设有永磁体的转子的三相交流旋转电机。使用由动力分配装置34分配来的发动机36的动力进行第一 MG32-1的发电。由第一 MG32-1发电产生的电力被供给到电源系统1。第二 MG32-2使用从电源系统1供给的电力和由第一 MG32-1发电产生的电力的至少一方来产生驱动力。并且，第二 MG32-2的驱动力被传递到驱动轮38。在车辆制动时，由驱动轮38驱动第二 MG32-2，第二 MG32-2作为发电机进行工作。由此，第二 MG32-2作为将制动能量变换为电力的再生制动器进行工作。并且，由第二 MG32-2发电产生的电力被供给到电源系统1。动力分配装置34由包括太阳轮、小齿轮、行星架和齿圈的行星齿轮构成。小齿轮与太阳轮和齿圈啮合。行星架以能够自转的方式支撑小齿轮，并且与发动机36的曲轴连结。太阳轮与第一 MG32-1的旋转轴连结。齿圈与第二 MG32-2的旋转轴连结。第一变换器30-1和第二变换器30-2连接于主正母线MPL和主负母线MNL。并且， 第一变换器30-1和第二变换器30-2将从电源系统1供给的驱动电力(直流电力)变换为交流电力并分别向第一 MG32-1和第二 MG32-2输出。此外，第一变换器30_1和第二变换器 30-2分别将第一 MG32-1和第二 MG32-2发电产生的交流电力变换为直流电力并向电源系统 1输出。第一变换器30-1和第二变换器30-2各自例如由包括三相的开关元件的桥式电路构成。并且，各变换器分别根据来自ECU8000的驱动信号PWIV1、PWIV2来进行开关动作，从而驱动对应的MG。ECU8000根据未图示的各传感器的检测信号、行驶状况以及加速踏板开度等，算出车辆要求功率I3S,根据该算出的车辆要求功率I^s来算出第一MG32-1和第二 MG32-2的转矩目标值和转速目标值。并且，E⑶8000控制第一变换为30-1和第二变换器30-2以使第一 MG32-1和第二 MG32-2的产生转矩和转速变为目标值。电源系统1包括第一蓄电装置10-1、第二蓄电装置10-2、第一转换器12_1、第二转换器12-2、第一切换装置18-1、第二切换装置18-2、主正母线MPL、主负母线MNL、平滑电容器C、电流传感器14-1、14-2、电压传感器16-1、16-2、以及温度传感器19_1、19_2。第一蓄电装置10-1和第二蓄电装置10-2例如为串联连接多个镍氢、锂离子等电池单元而成的直流电源。第一蓄电装置10-1连接于第一转换器12-1，第二蓄电装置10-2连接于第二转换器 12_2。第一切换装置18-1设置在第一蓄电装置10-1与第一转换器12-1之间，根据来自 E⑶8000的切换信号SW1，切换第一蓄电装置10-1与第一转换器12-1的电连接状态。更具体而言，第一切换装置18-1包括系统继电器RY1，当切换信号SWl非激活时，系统继电器 RYl断开，当切换信号SWl激活时，系统继电器RYl接通。切换信号SWl在由用户开启未图示的点火开关时被激活。即，在车辆100行驶中系统继电器RYl维持为接通。第二切换装置18-2设置在第二蓄电装置10-2与第二转换器12_2之间，根据来自 E⑶8000的切换信号SW2，切换第二蓄电装置10-2与第二转换器12_2的电连接状态。更具体而言，第二切换装置18-2包括系统继电器RY2，当切换信号SW2非激活时，系统继电器 RY2断开，当切换信号SW2激活时，系统继电器RY2接通。切换信号SW2在车辆100行驶时被维持为接通直到预定条件成立，在预定条件成立之后被断开。 在以下的说明中，也将第一蓄电装置10-1称为“主电源”，将第二蓄电装置10-2称为“副电源”。 第一转换器12-1和第二转换器12-2并联连接并与主正母线MPL和主负母线MNL 连接。第一转换器12-1根据来自E⑶8000的驱动信号PWCl，在主电源与主正母线MPL和主
10负母线MNL之间进行电压变换。第二转换器12-2根据来自E⑶8000的驱动信号PWC2，在副电源与主正母线MPL和主负母线MNL之间进行电压变换。图2是图1所示的第一转换器12-1和第二转换器12-2的概略结构图。因为各转换器的构成及动作同样，所以以下对第一转换器12-1的构成及动作进行说明。如图2所示，第一转换器12-1包括斩波电路42-1、正母线LN1A、负母线LN1C、配线 LNlB和平滑电容器Cl。斩波电路42-1包括开关元件Q1A、Q1B、二极管D1A、DlB以及电抗器Ll。正母线LNlA的一端连接于开关元件QlB的集电极，另一端连接于主正母线MPL。 负母线LNlC的一端连接于负极线NL1，另一端连接于主负母线MNL。开关元件Q1A、QlB串联连接在负母线LNlC与正母线LNlA之间。具体而言，开关元件QlA的发射极与负母线LNlC连接，开关元件QlB的集电极与正母线LNlA连接。二极管 D1A、DlB分别反向并联地与开关元件Q1A、QlB连接。电抗器Ll连接在开关元件Q1A、QlB 的连接节点与配线LNB之间。配线LNlB的一端与正极线PLl连接，另一端与电抗器Ll连接。平滑电容器Cl连接在配线LNlB与负母线LNlC之间，降低配线LNlB与负母线LNlC之间的直流电压所包含的交流成分。斩波电路42-1根据来自E⑶8000的驱动信号PWCl，在主电源与主正母线MPL及主负母线MNL之间进行双向的直流电压变换。驱动信号PWCl包括控制构成下臂元件的开关元件QlA的导通/截止的驱动信号PWC1A、和控制构成上臂元件的开关元件QlB的导通/ 截止的驱动信号PWC1B。并且，由E⑶8000控制一定的占空比周期(导通期间和截止期间之和)内的开关元件Q1A、QlB的占空比(导通/截止期间比率)。通过控制开关元件Q1A、Q1B的占空比，能够控制主正母线MPL的电压，并且能够控制在主电源与主正母线MPL之间流动的电流(电力)以及电流量(电力量)。当开关元件Q1A、QlB双方的工作停止时，双方都变为截止状态(以下也称为“门切断状态”)。在门切断状态下，电流仅在从电抗器Ll侧(主电源侧)经由二极管DlB向主正母线MPL侧(第二 MG32-2侧)的方向上(以下也称为“放电方向”)流动，在从主正母线 MPL侧向电抗器Ll侧的方向上(以下也称为“充电方向”)变为电流不流动的状态。返回图1，平滑电容器C连接在主正母线MPL与主负母线MNL之间，降低主正母线 MPL和主负母线MNL所包含的电力变动分量。电压传感器20检测主正母线MPL与主负母线MNL之间的电压Vh，将其检测值向 ECU8000 输出。电流传感器14-1、14-2分别检测对主电源输入输出的电流Ibl和对副电源输入输出的电流Λ2，将其检测值向E⑶8000输出。在该图1中，示出了各电流传感器14-1、14-2 检测正极线的电流的情况，但各电流传感器14-1、14-2也可以检测负极线的电流。电压传感器16-1、16-2分别检测主电源的电压Vbl和副电源的电压Vb2，将其检测值向ECU8000输出。温度传感器19-1、19-2分别检测主电源的温度Tbl和副电源的温度Tb2，将其检测值向ECU8000输出。ECU8000根据来自电流传感器14_1、14_2、电压传感器16_1、16_2、20、温度传感器19-1,19-2的各检测值以及车辆要求功率1^，生成用于分别驱动第一转换器12-1和第二转换器12-2的驱动信号PWC1、PWC2、用于分别驱动第一变换器30_1和第二变换器30_2的驱动信号PWIV1、PWIV2、用于控制发动机36的控制信号PWENG。并且，E⑶8000将该生成的驱动信号PWCl、PWC2、PWIVl、PWIV2、控制信号PWENG分别向第一转换器12_1、第二转换器 12-2、第一变换器30-1、第二变换器30-2、发动机36输出。E⑶8000基于主电源的电压Vbl和电流Ibl算出表示主电源的充电状态(S0C State Of Charge)的值SOCl。ECU8000基于表示主电源的充电状态的值SOCl、温度Tbl、连续放电时间等，算出主电源的容许放电电力(能够放电的电力的上限值)Woutl。ECU8000基于副电源的电压孙2和电流Λ2算出表示副电源的充电状态的值 S0C2。E⑶8000基于表示副电源的充电状态的值S0C2、温度Tb2、连续放电时间等，算出副电源的容许放电电力Wout2。E⑶8000执行电动车辆行驶(以下也称为“EV行驶”)、混合动力车辆行驶(以下也称为“HV行驶”)、故障-安全(fail-safe)行驶中的任一方的行驶控制。ECU8000在HV 行驶控制中利用发动机36和第二 MG32-2双方的动力使车辆100进行行驶，在EV行驶控制中停止发动机36而利用第二 MG32-2的动力使车辆100进行行驶。E⑶8000在EV行驶控制和HV行驶控制中，在进行从电源系统1向驱动力产生部 2放电的情况下，控制各变换器以使电源系统1的放电电力不超过容许放电电力Woutl和容许放电电力Wout2之和，并且以使各电源的放电电力Wl、W2分别不会超过容许放电电力 WoutUffout2的方式，算出表示放电电力Wl和放电电力W2的分配的放电分配率，控制各转换器以使各电源按照该算出的放电分配率来进行放电。E⑶8000在预定条件成立的情况(例如，表示各电源的充电状态的值S0C1、S0C2 的某个高于预定的上限值的情况、或者检测出各转换器的异常(故障等)的情况等)下，执行故障-安全行驶控制。ECU8000在故障-安全行驶控制下，将各转换器双方都控制为门切断状态，并且进行电动机驱动行驶(以下也称为“MD行驶”)，所述电动机驱动行驶将发动机36和第一 MG32-1停止而使第二 MG32-2仅作为电动机发挥作用来使车辆100行驶。在以下的说明中，也将故障-安全行驶记为“门切断状态下的MD行驶”)。在门切断状态下的MD行驶中，各转换器双方都为门切断状态且为电流仅在放电方向上流动的状态，并且第二 MG32-2仅作为电动机发挥作用。因此，仅进行从电源系统1 向驱动力产生部2的放电，此时因为各转换器双方都为门切断状态，所以无法控制放电电力Wl和放电电力W2的分配。因此，若进行与能够进行电力分配的通常时(EV行驶控制时活HV行驶控制时)同样的控制，则有时会导致各电源变为过放电状态。例示各数值来进行具体说明，例如在主电源的电压Vbl为280伏、主电源的容许放电电力Woutl为10千瓦、副电源的电压Vb2为320伏、副电源的容许放电电力为20千瓦的情况下，通常时，能够将电源系统1的放电电力的上限作为30千瓦(=Woutl+ffout2)来控制各变换器，并且能够由各转换器控制放电电力Wl和放电电力W2的分配以使各放电电力 W1、W2分别不会超过10千瓦(= Woutl)、20千瓦(Wout2)。然而，在门切断状态下的MD行驶中，因为不能进行上述的电力分配，所以若与通常时同样将电源系统1的放电电力的上限设为30千瓦，则会产生从电压高的副电源侧放电超过20千瓦( = Wout2)的电力的结果， 会导致副电源变为过放电状态。
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于是，在本实施例中，设定门切断状态下的MD行驶中的电源系统1的放电电力的限制值Wout (MD)，限制第二 MG32-2的转矩目标值(以下也称为“MG2转矩”)以使电源系统 1的放电电力(向第二 MG32-2供给的电力)不会超过该限制值Wout (MD)。图3表示ECU8000的功能框图。ECU8000包括输入接口 8100、运算处理部8200、存储部8300、和输出接口 8400。输入接口 8100接收各传感器等的检测结果，将其发送到运算处理部8200。存储部8300存储各种信息、程序、阈值、映射(map)等，根据需要从运算处理部 8200读出数据、或存储数据。运算处理部8200包括行驶控制部8210、设定部8220、和转矩限制部8230。行驶控制部8210控制各设备以使车辆100在EV行驶、HV行驶、故障-安全行驶 (门切断状态下的MD行驶)的任一方的行驶控制下行驶。行驶控制部8210在进行门切断状态下的MD行驶的情况下，如上所述，将各转换器设为门切断状态，使发动机36和第一 MD32-1停止，使第二 MG32-2仅作为电动机发挥作用。设定部8220设定门切断状态下的MD行驶中的电源系统1的放电电力的限制值 Wout (MD)。设定部8220包括基本设定部8222、第一变更部8223、第二变更部82 、第三变更部8225。基本设定部8222在各电源的电压Vbl、Vb2之差大的情况下，将与电压较高一方的电源对应的容许放电电力Wout设定为限制值Wout(MD)，在不是上述的情况下，将容许放电电力Woutl、Wout2中的某一较小方设定为限制值Wout(MD)。第一变更部8223、第二变更部82M、第三变更部8225进行改变由基本设定部8222 设定的限制值Wout (MD)的处理。在以下的说明中，以按第一变更部8223、第二变更部82M、 第三变更部8225的顺序进行处理来进行说明，但处理顺序并不限定于此。第一变更部8223，作为由各电压传感器的误差引起的误判定对策，基于各电源的电压和电流算出各电源的实际的放电电力Wl、W2，在放电电力Wl、W2各自超过了容许放电电力Woutl、Wout2的状态持续了一定时间的情况下，代替由基本设定部8222设定的值，将限制值Wout (MD)变更为容许放电电力Woutl、Wout2中的某一较小方。第二变更部82M，作为各电源的保护对策，监视各电源的电压Vb 1、Vb2，在Vb 1、 Vb2的至少一方低于了各电源有劣化危险的电压值的情况下，代替由基本设定部8222设定的值，将限制值Wout (MD)变更为容许放电电力Woutl、Wout2中的某一较小方。第三变更部8225，为了防止由于限制值Wout (MD)的不稳定(hunting)引起的用户无意识的加速，进行使限制值Wout (MD)单调地减少的处理。具体而言，在本次周期由基本设定部8222(或者第一变更部8223、第二变更部8224)设定的值变得比上次周期设定的限制值Wout(MD)n-I大的情况下，代替本次周期由基本设定部8222(或第一变更部8223、第二变更部8224)设定的值，将本次周期的限制值Wout (MD)n变更为上次周期设定的限制值 Wout (MD)n-1。转矩限制部8230以使电源系统1的放电电力(向第二 MG32-2供给的电力)不会超过由设定部8220设定的限制值Wout (MD)的方式，生成限制MG2转矩的驱动信号PWIV2， 将其输出到第二变换器30-2。上述的功能可以通过软件来实现，也可以通过硬件来实现。在以下的说明中，对上述功能通过软件实现的情况，具体而言，对运算处理部8200执行存储在存储部8230中的程序来实现上述功能的情况进行说明。以下，参照图4，对由ECU8000执行的程序的控制构造进行说明。该程序在门切断状态下的MD行驶中(故障-安全行驶中)以预定的周期定时重复执行。在步骤(以下将步骤省略为S) 10中，E⑶8000算出主电源的容许放电电力Woutl 和副电源的容许放电电力Wout2。在S20中，ECU8000基于各电源的电压Vbl、Vb2(各电压传感器16_1、16_2的检测值)、电流rtl、Ib2 (各电流传感器14-1、14-2的检测值)，算出主电源实际的放电电力Wl 和副电源实际的放电电力W2。在SlOO中，E⑶8000判断副电源与第二转换器12_2是否已电连接(即，系统继电器RYl、RY2是否都导通，是否处于能够进行从主电源和副电源双方向第二变换器30-2放电的状态)。若副电源与第二转换器12-2已电连接(S100中是)，则处理移至S120。否则 (S100中否)，处理移至S110。在SllO中，E⑶8000将主电源的容许放电电力Woutl设定为本次周期的限制值 Wout(MD) ηο在S120中，E⑶8000判断主电源的电压Vbl与副电源的电压孙2的差的绝对值是否为一定值以上。若主电源的电压Vbl与副电源的电压Vb2的差的绝对值为一定值以上 (S120中是)，则处理移至S130，否则(S120中否)，处理移至S160。在S130中，E⑶8000判断主电源的电压Vbl (电压传感器16_1的检测值)是否大于副电源的电压Vb2(电压传感器16-2的检测值)。若主电源的电压Vbl大于副电源的电压Vb2 (S130中是)，则处理移至S140。否则(S130中否)，处理移至S150。在S140中，E⑶8000将主电源的容许放电电力Woutl设定为暂时限制值 Wout(RAM)。暂时限制值Wout (RAM)为暂时存储在存储部8300中的值。以下也是同样的。在S150中，ECU8000将副电源的容许放电电力Wout2设定为暂时限制Wout(RAM)。在S160中，E⑶8000判断主电源的容许放电电力Woutl是否大于副电源的容许放电电力Wout2。若主电源的容许放电电力Woutl大于副电源的容许放电电力Wout2 (S160中是)，则处理移至S170。否则(S160中否)，处理移至S180。在S170中，E⑶8000将副电源的容许放电电力Wout2设定为暂时限制值 Wout(RAM)。在S180中，E⑶8000将主电源的容许放电电力Woutl设定为暂时限制值 Wout(RAM)。在S200中，E⑶8000判断主电源实际的放电电力Wl是否持续一定时间地超过了主电源的容许放电电力Woutl、或者副电源实际的放电电力W2是否持续一定时间地超过了副电源的容许放电电力Wout2。若为Wl持续一定时间地超过了 Woutl的情况和W2持续一定时间地超过了 Wout2的情况的任一情况(S200中是)，则处理移至S220。否则(S200中否)，处理移至210。在S210中，E⑶8000判断主电源的电压Vbl是否大于预定的下限值VI、或者副电源的电压孙2是否大于预定的下限值V2。预定的下限值V1、V2分别基于各电源有劣化危险的电压值而设定。若为Vbl大于Vl的情况和Vb2大于V2的情况的任一情况(S210中是)，则处理移至S250。否则(S210中否)，处理移至S220。在S220中，E⑶8000判断主电源的容许放电电力Woutl是否大于副电源的容许放电电力Wout2。若主电源的容许放电电力Wout 1大于副电源的容许放电电力Wout2 (S220中是)，则处理移至S230。否则(S220中否)，处理移至S240。在S230中，E⑶8000将暂时限制值Wout (RAM)变更为副电源的容许放电电力 Wout2来代替已设定的值。在S240中，E⑶8000将暂时限制值Wout (RAM)变更为主电源的容许放电电力 Woutl来代替已设定的值。在S250中，ECU8000从存储部8300读出上次周期设定的限制值Wout (MD)n_l，判断上次周期设定的限制值Wout(MD)n-I是否大于暂时限制值Wout(RAM)。若Wout(MD)n-I 大于Wout (RAM) (S250中是)，则处理移至S260。否则(S250中否)，处理移至S270。在S260中工(^8000将暂时限制值101^(肌10设定为本次周期的限制值Wout (MD) η。在S270中，ECU8000将上次周期设定的限制值Wout (MD) n-1设定为本次周期的限制值 Wout (MD) η。在S280中，ECU8000控制MG2转矩以使电源系统1的放电电力(向第二 MG32-2供给的电力)不会超过本次周期的限制值Wout (MD)n。在S290中，ECU8000将本次周期的限制值Wout (MD) η存储在存储部8300中。基于以上那样的构造和流程图，对本实施例的ECU8000的动作进行说明。在以下的说明中，将门切断状态下的MD行驶中主电源和副电源双方与第二变换器30-2连接时(S100中是)的处理分为基本设定处理、第一 第三变更处理这四个处理进行说明。(基本设定处理)E⑶8000在例如副电源的电压Vb2比主电源的电压Vbl高一定值以上的情况下 (S120中是、S130中否)，考虑仅从副电源放电这一实际的物理现象，将电压较高一方的副电源的容许放电电力Wout2设定为暂时限制值Wout (RAM) (S130、S140、S150)。然后，在没有受到后述的第一 第三变更处理的情况下(S200中否、S210中是、 S250中是)，将电压较高一方的副电源的容许放电电力Wout2设定为本次周期的限制值 Wout(MD) η(S260)。由此，以各电源的放电电力W1、W2分别不会超过容许放电电力Woutl、Wout2的方式进行控制，因此可抑制各电源的过放电。进而，例如在副电源的容许放电电力Wout2高于主电源的容许放电电力Woutl的情况下，也将副电源的容许放电电力Wout2设定为限制值 Wout (MD) η,因此能够避免不必要地限制MG2转矩。另一方面，E⑶8000在主电源的电压Vbl与副电源的电压Vb2的差小于一定值的情况下(S120中否)，考虑从双方的电源放电这一物理现象，将容许放电电力Woutl、Wout2 中的某一较小方设定为限制值Wout (MD) (S160、S170、S180、S260)。由此，以至少各电源的放电电力Wl、W2分别不会超过容许放电电力Woutl、Wout2的方式进行控制，因此可抑制各电源的过放电。(第一变更处理；因各电压传感器的误差引起的误判断对策处理)
如上所述，在基本设定处理中，存在仅基于各电压传感器的检测值判断各电源的电压的高低(S130)、将电压较高一方的电源的容许放电电力Wout设定为暂时限制值 Wout (RAM)的情况。然而，考虑如下情况在各电压传感器的误差大的情况下，会产生各电源的电压高低的判断结果与实际相反的误判定，若将由基本设定处理选择出的暂时限制值 Wout (RAM)直接设定为限制值Wout (MD)，则会导致各电源变为过放电状态。例如，在Woutl为15千瓦、Wout2为5千瓦的情况下，由于各电压传感器的误差的影响，尽管实际上Vbl < Vb2但误判定为Vbl > Vb2的情况下，暂时限制值Wout (RAM)被设定为15千瓦(=Woutl)。若该15千瓦被直接设定为限制值Wout (MD)，则因为从副电源放电15千瓦(>Wout2)的电力，所以副电源会变为过放电状态。于是，ECU8000基于各电源的电压Vbl、Vb2(各电压传感器16_1、16_2的检测值)、电流让1、让2(各电流传感器14-1、14-2的检测值)，算出各电源实际的放电电力W1、 W2 (S20)，在算出的放电电力Wl、W2分别超过了容许放电电力Wout 1、Wout2的状态持续了一 定时间的情况下(S200中是)，代替由基本设定处理设定的值，将暂时限制值Wout (RAM)变更为容许放电电力Woutl、Wout2中的某一较小方(上述例子的话为5千瓦)(S220、S230、 S240)。由此，即使在产生了因各电压传感器的误差引起的误判定的情况下，也能够适当地进行控制以使各电源的放电电力Wl、Wl分别不超过容许放电电力Woutl、Wout2，可抑制各电源的过放电。(第二变更处理；各电源的保护对策处理)E⑶8000，作为各电源的保护对策，在Vbl、Vb2的至少一方下降到基于各电源有劣化危险的电压值而设定的下限值VI、V2的情况下(S210中否)，代替由基本设定处理设定的值，将暂时限制值Wout (RAM)变更为容许放电电力Woutl、Wout2中的某一较小方(S220、 S230、S240)。由此，可抑制因各电源的电压降低引起的劣化。(第三变更处理；防止用户无意识的加速的处理)在上述的基本设定处理、第一变更处理、第二变更处理中，在限制值Wout (MD)从 Woutl变更为Wout2 (或从Wout2到Woutl)的情况下，若Woutl与Wout2之差较大则MG2转矩的变动幅度变大。例如，考虑如下情况在Woutl为15千瓦、Wout2为5千瓦的情况下， 有时即使用户的加速踏板操作为一定，限制值Wout(MD)也会从5千瓦大幅地增加到15千瓦，会产生用户无意识的加速。进而，在各处理中设定哪个容许放电电力Wout的判断很细微的情况下，产生限制值Wout (MD)在Woutl和Wout2之间频繁变更的不稳定，会频繁产生用户无意识的加速(或减速)。于是，E⑶8000在上次周期设定的限制值Wout(MD)n-I比本次周期设定的暂时限制值Wout (RAM)小的情况下(S250中否)，将上次周期设定的限制值Wout (MD)n-l设定为本次周期的限制值Wout (MD) η (S270)。如此一来，例如在将限制值Wout (MD)设定为5千瓦之后，在大于5千瓦的值被设定为暂时限制值Wout (RAM)的情况下，不将该暂时限制值Wout (RAM)设定为限制值 Wout (MD)，限制值Wout (MD)被单调地减小。由此，能够防止限制值Wout (MD)的不稳定，并且能够适当地抑制用户无意识的加速。
如上所述，根据本实施方式的控制装置，在无法对主电源的放电电力和副电源的放电电力的分配进行控制的门切断状态下的电动机驱动行驶中(故障-安全行驶中)，在各电源的电压之差为一定值以上的情况下，将电压较高一方的电源的容许放电电力设定为限制值Wout (MD)，限制电动机转矩以使从电源系统向电动机放电的电力不会超过限制值 Wout(MD)。由此，能够避免不必要地限制电动机转矩，同时能够抑制各电源的过放电。应该认为，本次所公开的实施例在所有的方面都是例示而不是限制性的内容。本发明的范围不是由上述的说明而是由权利要求表示，包括与权利要求等同的意思以及范围内的所有的变更。
权利要求
1.一种车辆的控制装置，所述车辆具备消耗电力的负载O)、和各自与所述负载(2)并联地电连接的第一电源(10-1)及第二电源(10-2)，所述控制装置包括设定部(8220)，其基于所述第一电源(10-1)的状态及所述第二电源(10- 的状态，设定向所述负载(2)供给的电力的限制值；和限制部(8230)，其根据所述限制值限制向所述负载( 供给的电力，所述设定部(8220)包括算出部(8221)，其基于所述第一电源(10-1)的状态算出能够从所述第一电源(10-1) 放电的电力的第一上限值，并且基于所述第二电源(10-2)的状态算出能够从所述第二电源(10-2)放电的电力的第二上限值；和基本设定部(8222)，其为了设定所述限制值，在所述第一电源(10-1)的输出电压与所述第二电源(10- 的输出电压的差大于预定值的情况下，选择与所述第一电源和所述第二电源中的输出电压较大一方的电源对应的上限值，在所述输出电压的差小于预定值的情况下，选择所述第一上限值和所述第二上限值中的某一较小方的上限值。
2.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其中，所述设定部(8220)还包括变更部(8225)，该变更部(822 为了设定比第一时刻晚的第二时刻的所述限制值，在所述第二时刻由所述基本设定部选择出的上限值大于所述第一时刻的所述限制值的情况下，选择所述第一时刻的所述限制值来代替在第二时刻由所述基本设定部选择出的上限值。
3.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其中，所述设定部(8220)还包括变更部(8223)，该变更部(822 为了设定所述限制值，在所述第一电源(10-1)的放电电力持续预定时间地超过了所述第一上限值的情况和所述第二电源(10-2)的放电电力持续预定时间地超过了所述第二上限值的情况中的任一情况下， 选择所述第一上限值和所述第二上限值中的某一较小方的上限值来代替由所述基本设定部选择出的上限值。
4.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其中，所述设定部(8220)还包括变更部(82M)，该变更部(8224)为了设定所述限制值，在所述第一电源(10-1)的输出电压低于了第一预定值的情况和所述第二电源(10-2)的输出电压低于了第二预定值的情况中的任一情况下，选择所述第一上限值和所述第二上限值中的某一较小方的上限值来代替由所述基本设定部选择出的上限值。
5.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其中，所述负载( 包括旋转电机(32-2)，在所述车辆中具备第一转换器(12-1)，其设置在所述旋转电机(32- 与所述第一电源(10-1)之间，被控制为在所述旋转电机(32- 与所述第一电源(10-1)之间进行电压变换的工作状态、和不进行电压变换而使电流仅在从所述第一电源(10-1)向所述旋转电机(32- 的方向上流动的停止状态中的任一状态；第二转换器(12-2)，其设置在所述旋转电机(32- 与所述第二电源(10- 之间，被控制为在所述旋转电机(32- 与所述第二电源(10- 之间进行电压变换的工作状态、和不进行电压变换而使电流仅在从所述第二电源(10- 向所述旋转电机(32- 的方向上流动的停止状态中的任一状态；以及变换器(30-2)，其设置在所述第一转换器(12-1)及所述第二转换器(12- 与所述旋转电机(32- 之间，控制所述旋转电机(32-2)，所述控制装置还包括行驶控制部(8210)，该行驶控制部(8210)在预定条件成立的情况下，执行放电行驶控制，所述放电行驶控制通过将所述第一转换器(12-1)及所述第二转换器(12- 控制为所述停止状态，并且控制所述变换器(30- 以使所述旋转电机(32-2) 不是作为发电机进行工作而是作为电动机进行工作，从而使所述车辆行驶， 所述设定部(8220)在所述放电行驶控制被执行的情况下设定所述限制值， 所述限制部(8230)，在所述放电行驶控制被执行的情况下，限制所述旋转电机(32-2) 的输出转矩以使向所述旋转电机(32- 供给的电力不超过所述限制值。
6. 一种车辆的控制装置，所述车辆具备旋转电机(32-2)、和各自与所述旋转电机 (32-2)并联地电连接的第一电源(10-1)及第二电源(10-2)，在所述车辆中具备第一转换器(12-1)、第二转换器(12- 和变换器(30-2)，所述第一转换器(12-1)在所述旋转电机(32- 与所述第一电源(10-1)之间进行电压变换，所述第二转换器(12- 在所述旋转电机(32- 与所述第二电源(10- 之间进行电压变换，所述变换器(30- 设置在所述第一转换器(12-1)及所述第二转换器(12- 与所述旋转电机 (30-2)之间、控制所述旋转电机(30-2)，所述第一转换器(12-1)及所述第二转换器(12_2) 在停止状态下使电流仅在从所述第一电源(10-1)及所述第二电源(10- 向所述旋转电机 (32-2)的放电方向上流动， 所述控制装置包括行驶控制部(8210)，其在预定条件成立的情况下，执行放电行驶控制，所述放电行驶控制通过将所述第一转换器(12-1)及所述第二转换器(12- 控制为所述停止状态，并且控制所述变换器(30- 以使所述旋转电机(32- 不是作为发电机进行工作而是作为电动机进行工作，从而使所述车辆行驶；设定部(8220)，其在所述放电行驶控制被执行的情况下，基于所述第一电源(10-1)的状态及所述第二电源(10-2)的状态，设定向所述旋转电机(32-2)供给的电力的限制值；以及转矩限制部(8230)，其在所述放电行驶控制被执行的情况下，限制所述旋转电机 (32-2)的输出转矩以使向所述旋转电机(32- 供给的电力不超过所述限制值， 所述设定部(8220)包括算出部(8221)，其基于所述第一电源(10-1)的状态算出能够从所述第一电源(10-1) 放电的电力的第一上限值，并且基于所述第二电源(10-2)的状态算出能够从所述第二电源(10-2)放电的电力的第二上限值；基本设定部(8222)，其为了设定所述限制值，在所述第一电源(10-1)的输出电压与所述第二电源(10- 的输出电压的差大于预定值的情况下，选择与所述第一电源和所述第二电源中的输出电压较大一方的电源对应的上限值，在所述输出电压的差小于预定值的情况下，选择所述第一上限值和所述第二上限值中的某一较小方的上限值；第一变更部(8223)，其为了设定所述限制值，在所述第一电源(10-1)的放电电力持续预定时间地超过了所述第一上限值的情况和所述第二电源(10- 的放电电力持续预定时间地超过了所述第二上限值的情况中的任一情况下，选择所述第一上限值和所述第二上限值中的某一较小方的上限值来代替由所述基本设定部选择出的上限值；第二变更部(82M)，其为了设定所述限制值，在所述第一电源(10-1)的输出电压低于了第一预定值的情况和所述第二电源(10- 的输出电压低于了第二预定值的情况中的任一情况下，选择所述第一上限值和所述第二上限值中的某一较小方的上限值来代替由所述基本设定部选择出的上限值；以及第三变更部(8225)，其为了设定比第一时刻晚的第二时刻的所述限制值，在所述第二时刻由所述基本设定部(8222)、所述第一变更部(8223)、以及所述第二变更部(8224)的某一方选择出的上限值大于在所述第一时刻设定的所述限制值的情况下，选择所述第一时刻的所述限制值来代替在所述第二时刻选择出的上限值。
7.—种车辆的控制方法，其为车辆的控制装置进行的控制方法，所述车辆具备消耗电力的负载O)、和各自与所述负载(2)并联地电连接的第一电源(10-1)及第二电源 (10-2)，所述控制方法包括基于所述第一电源(10-1)的状态及所述第二电源(10- 的状态，设定向所述负载(2) 供给的电力的限制值的步骤；和根据所述限制值限制向所述负载( 供给的电力的步骤，设定所述限制值的步骤包括基于所述第一电源(10-1)的状态算出能够从所述第一电源(10-1)放电的电力的第一上限值，并且基于所述第二电源(10-2)的状态算出能够从所述第二电源(10-2)放电的电力的第二上限值的步骤；和为了设定所述限制值，在所述第一电源(10-1)的输出电压与所述第二电源(10-2)的输出电压的差大于预定值的情况下，选择与所述第一电源和所述第二电源中的输出电压较大一方的电源对应的上限值，在所述输出电压的差小于预定值的情况下，选择所述第一上限值和所述第二上限值中的某一较小方的上限值的步骤。
8.—种车辆的控制方法，其为车辆的控制装置进行的控制方法，所述车辆具备旋转电机(32-2)、和各自与所述旋转电机(32- 并联地电连接的第一电源(10-1)及第二电源 (10-2)，在所述车辆中具备第一转换器(12-1)、第二转换器(12- 和变换器(30-2)，所述第一转换器(12-1)在所述旋转电机(32- 与所述第一电源(10-1)之间进行电压变换，所述第二转换器(12- 在所述旋转电机(32- 与所述第二电源(10- 之间进行电压变换， 所述变换器(30- 设置在所述第一转换器(12-1)及所述第二转换器(12- 与所述旋转电机(30- 之间、控制所述旋转电机(30-2)，所述第一转换器(12-1)及所述第二转换器 (12-2)在停止状态下使电流仅在从所述第一电源(10-1)及所述第二电源(10- 向所述旋转电机(32-2)的放电方向上流动，所述控制方法包括在预定条件成立的情况下执行放电行驶控制的步骤，所述放电行驶控制通过将所述第一转换器(12-1)及所述第二转换器(12- 控制为所述停止状态，并且控制所述变换器 (30-2)以使所述旋转电机(32-2)不是作为发电机进行工作而是作为电动机进行工作，从而使所述车辆行驶；在所述放电行驶控制被执行的情况下，基于所述第一电源(10-1)的状态及所述第二电源(10-2)的状态，设定向所述旋转电机(32-2)供给的电力的限制值的步骤；以及在所述放电行驶控制被执行的情况下，限制所述旋转电机(32- 的输出转矩以使向所述旋转电机(32- 供给的电力不超过所述限制值的步骤， 设定所述限制值的步骤包括基于所述第一电源(10-1)的状态算出能够从所述第一电源(10-1)放电的电力的第一上限值，并且基于所述第二电源(10-2)的状态算出能够从所述第二电源(10-2)放电的电力的第二上限值的步骤；为了设定所述限制值，在所述第一电源(10-1)的输出电压与所述第二电源(10-2)的输出电压的差大于预定值的情况下，选择与所述第一电源和所述第二电源中的输出电压较大一方的电源对应的上限值作为基本值，在所述输出电压的差小于预定值的情况下，选择所述第一上限值和所述第二上限值中的某一较小方的上限值作为基本值的步骤；为了设定所述限制值，在所述第一电源(10-1)的放电电力持续预定时间地超过了所述第一上限值的情况和所述第二电源(10- 的放电电力持续预定时间地超过了所述第二上限值的情况中的任一情况下，将所述基本值变更为作为所述第一上限值和所述第二上限值中的某一较小方的第一变更值的步骤；为了设定所述限制值，在所述第一电源(10-1)的输出电压低于了第一预定值的情况和所述第二电源(10- 的输出电压低于了第二预定值的情况中的任一情况下，将所述基本值变更为作为所述第一上限值和所述第二上限值中的某一较小方的第二变更值的步骤; 以及为了设定比第一时刻晚的第二时刻的所述限制值，在所述第二时刻的所述基本值、所述第一变更值、以及所述第二变更值中的某一方大于在所述第一时刻设定的所述限制值的情况下，作为所述第二时刻的所述限制值而选择所述第一时刻的所述限制值的步骤。
全文摘要
在具备具有与行驶用的电动机并联连接的主电源和副电源的电源系统的车辆中，ECU在无法对主电源的放电电力和副电源的放电电力的分配进行控制的情况下，当各电源的电压差为一定值以上时，将电压较高一方的电源的允许放电电力设定为从电源系统向电动机放电的电力的限制值，限制电动机转矩以使从电源系统向电动机放电的电力不会超过所设定的限制值。
文档编号H02J7/00GK102196937SQ20088013168
公开日2011年9月21日 申请日期2008年11月21日 优先权日2008年11月21日
发明者吉见政史, 峯岸进一郎 申请人:丰田自动车株式会社