CN101239591A - 车辆用双压型电源装置 - Google Patents

Abstract

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。

Description

车辆用双压型电源装置

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，在此并入其内容作为参考。

技术领域

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，并且每一个用于提供不同的电压。

背景技术

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。为了改善车辆的燃料成本，本发明的申请人提出了电力成本降低型发电控制，其中目标发电成本CP作为电池的SOC(充电状态)的函数计算，并且当发电成本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，然而当发电成本Cg高于计算的目标发电成本CP时，发电机产生的电力受到限制。在电力成本降低型发电控制中，当发电成本Cg较低时，电池通过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受到限制的产生电力中。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，在例如日本专利申请特开平No.2001-309574中提出了带有双压型电源装置的车辆。此双压型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流/直流的变换器。根据相对较大的负载可以用较高的电压驱动的双压型电源装置，可以降低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型发电控制应用到双压型电源装置中希望改善燃料消耗。然而，改善燃料成本的结果没有达到人们的期望。看起来是因为电力成本降低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装置中。

发明内容

本发明提供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；

由车辆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；和

控制高压发电机和低压发电机的电力产生操作的控制部分；

高压发电机和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

在其中存储低压侧目标发电成本和低压电池的SOC之间的负的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高压电池的SOC之间的负的相关性作为高压侧成本-SOC的相关性，

基于高压电池的充电/放电电流确定高压电池的SOC，和基于低压电池的充电/放电电流确定低压电池的SOC，

基于低压侧成本-SOC的相关性和低压电池的SOC确定低压侧目标发电成本，和基于高压侧成本-SOC的相关性和高压电池的SOC确定高压侧目标发电成本，

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，

当高压侧目标发电成本低于低压侧目标发电成本时，执行高压侧优先配电过程，其中根据高压侧目标发电成本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成本在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

当高压侧目标发电成本不低于低压侧目标发电成本时，执行低压侧优先配电过程，其中根据低压侧目标发电成本在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，然后根据高压侧目标发电成本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，可以提供通过执行电力成本降低型发电控制能够足够高效地降低燃料成本的车辆用双压型电源装置。

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。

附图说明

在附图中：

图1表示的是根据本发明的实施例的车辆用双压型电源装置的电路结构的电路图。

图2表示的是目标发电成本CP的特性图，示出了铅酸电池的优选SOC和目标发电成本CP之间的关系；

图3表示的是目标发电成本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表示的是目标发电成本CP的特性图，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表示的是由车辆用双压型电源装置执行的电力成本降低型发电控制的流程图；

图6表示的是计算低压侧电力不足的子程序的流程图；

图7表示的是计算高压侧电力不足的子程序的流程图；

图8-11表示的是高压侧优先配电过程的流程图；

图12-18表示的是产生电力W和发电成本Cg之间的关系的特性图；

图19表示的是发动机转矩、燃料消耗和发电成本Cg之间的关系的特性图。

具体实施方式

图1表示的根据本发明的实施例的车辆用双压型电源装置的电路结构。

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表示额定电压为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表示输出两种不同电压作为高电源电压和低电源电压的双压型发电机，5表示包括工作于低电源电压的低电压负载的低电压负载组，6表示包括工作于高电源电压的高电压负载的高电压负载组，7表示低压电源线，8表示高压电源线。

双压型发电机4被构成为包括低压产生部分4a和高压产生部分4b的所谓的串联型(tandem type)发电机，所述低压产生部分和高压产生部分均由车辆发动机9通过普通的转轴驱动。

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被施加有从双压型发电机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提供电力。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子装置。

第二电池2由额定电压为42V的锂可再充电电池构成，因为重复进行充电/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装置构成。

高压电源线8被施加有从双压型发电机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包括加热器，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由直流/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流/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，对双压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感器组。

在图1中，参考标记10表示电源控制器，11表示调节器，13表示高电压负载控制器，14表示发动机控制器和130表示低电压负载控制器。电源控制器10，调节器11、高电压负载控制器13、发动机控制器14和低电压负载控制器130构成了双压型电源设备的控制部分。高电压负载控制器13执行向高电压负载组6配电的集中控制，并且低电压负载控制器130执行向低电压负载组5配电的集中控制。

传感器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感器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1的状态的第一电池状态监控器180，用于检测第二电池2的充电/放电电流的电流传感器20，用于检测第一电池1的充电/放电电流的电流传感器200，加速传感器21和制动传感器22。传感器组还可以包括其它的传感器。

电流传感器15检测从双压型发电机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检测从双压型发电机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数据发送到电源控制器10。

顺便提一句，如果代替普通二极管型三相全波整流器而使用三相反相器用于双压型发电机4的高压产生部分4b，则可以使高压产生部分4b作为马达使用，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向电源控制器10发送表示由电流传感器20检测到的第二电池2的充电/放电电流、第二电池2的温度等的数据。在此实施例中，第二电池状态监控器18基于检测到的第二电池2的充电/放电电流等计算第二电池2的SOC。

第一电池状态监控器180向电源控制器10发送表示由电流传感器200检测到的第一电池1的充电/放电电流、第一电池1的温度等的数据。在此实施例中，第一电池状态监控器180基于检测到的第一电池1的充电/放电电流等计算第一电池1的SOC。SOC的计算可以由电源控制器10完成。

分别由加速传感器21和制动传感器22检测到的加速踏板和制动踏板的下压量也被发送到电源控制器10。代替由加速传感器21检测到的下压量，可以将节气门传感器检测到的节气门开度(throttle opening)发送给电源控制器10。电源控制器10基于加速踏板或制动踏板的下压量判断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双压型发电机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数据以及从高电压负载控制器13、低电压负载控制器130和发动机控制器14得到的数据来确定。电源控制器10还向发动机控制器14发出所请求的发电所需的转矩的命令，并且向DC电力传输装置3发出电力传输量的命令。另外，电力装置控制器10与高电压负载控制器13进行数据交换以便于检测高电压负载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进行数据交换以便于检测低电压负载L1到Ln的状态并且执行消耗配电控制。顺便提一句，在执行转矩辅助操作的情况下，发电量变为负。

调节器11执行对双压型发电机4的发电控制。在此实施例中，双压型发电机4是具有低压产生部分4a和高压产生部分4b的单轴串联发电机，所述低压产生部分和高压产生部分可以彼此单独地调节其发电量。因此，电源控制器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。

这些命令通过将在后面详细解释的电力成本降低型发电控制进行计算。

高电压负载控制器13调节高电压负载H1到Hm的功耗。高电压负载H1到Hm中的每一个可以由多个电负载构成。在此实施例中，高电压负载控制器13具有单独控制高电压负载H1到Hm的电源的电路结构。可替换地，高电压负载控制器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，虽然优选单独检测高电压负载H1到Hm的功耗，但是这足以检测由电流传感器16检测到的产生电流的值和由电流传感器20检测到的第二电池2的充电/放电电流的值之间的差。但是，在这种情况下，任何借助DC电力传输装置3的电力传输不予考虑。在高电压负载控制器13单个控制高电压负载H1到Hm的情况下，高电压负载H1到Hm中的每一个的功耗可以通过简单的开/关控制或者开关控制来调整。在这种情况下，高电压负载控制器13可以实施优先的配电控制，其中根据高电压负载H1到Hm的优先顺序向其提供电力。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制器13。

低电压负载控制器130调节低电压负载L1到Ln的功耗。低电压负载L1到Ln中的每一个可以由多个电负载构成。在此实施例中，低电压负载控制器130具有单独控制低电压负载L1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L1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L1到Ln的功耗总和的情况下，虽然优选单独检测低电压负载L1到Ln的功耗，但是这足以检测由电流传感器15检测到的产生电流的值和由电流传感器200检测到的第一电池1的充电/放电电流的值之间的差。但是，在这种情况下，任何借助DC电力传输装置3的电力传输不予考虑。在低电压负载控制器130单个控制低电压负载L1到Ln的情况下，低电压负载L1到Ln中的每一个的功耗可以通过简单的开/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，其中根据低电压负载L1到Ln的优先顺序向其提供电力。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制器130。

发动机控制器14从电源控制器10接收目标发电成本(在后面解释)，计算表示分配给双压型发电机4的转矩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转矩范围发送给电源控制器10。

电源控制器10在接收到的允许的转矩范围内确定分配给双压型发电机4的请求的转矩，并且将该请求的转矩发送给发动机控制器14。发动机控制器14控制给发动机的燃料供给，使得产生与所请求的转矩相对应的发动机转矩以驱动双压型发电机4。

电源控制器10基于由传送到发动机控制器14的所请求的转矩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11。调节器11控制低压产生部分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还控制低压电源系统和高压电源系统之间的电力调节。

接下来，解释电力成本降低型发电控制。

首先，简要介绍电力成本降低型发电控制的基本概念。

在电力成本降低型发电控制中，通过使用发电成本Cg和目标发电成本CP控制发电。

发电成本Cg表示发电机用于产生单位电力的成本。例如，它可以由产生1kWh电力的燃料消耗量表示。发电成本Cg根据发动机运转状态而不同。也就是说，发电成本Cg根据发动机的转动速度和发动机转矩而不同。通过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，可以通过当前发动机状态计算发电成本Cg。

目标发电成本CP定义为用作电源装置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电成本函数。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)比发电机的发电成本低的时候，发电机的发电量应该降低，并且电池的放电电流应该增加。当目标发电成本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。当然电池应该优选在电池的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，优选地对电池进行放电，并且当电池的SOC从这个范围朝向放电侧偏移时，优选地对电池进行充电。对电池进行放电应当引起发电机的发电量降低，并且对电池进行充电应当引起发电机的发电量增加。

因此，目标发电成本函数(也就是目标发电成本CP)设置成与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。此实施方式可以设置为基于控制结果的历史来得知目标发电成本函数的最佳曲线。

通过计算目标发电成本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相当高的时候(例如，当车辆在爬陡坡的时候)，发电机的发电量基本上减小以对电池进行放电。

将上面描述的电力成本降低型发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，即：采用这两个电池构成组合电池，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与发电成本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，它们优选的SOC范围互不相同。图2表示的是使用铅酸电池的情况下关于SOC的目标发电成本CP的优选特征曲线，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，为了抑制老化退化的需要，铅酸电池的优选SOC范围窄，而锂电池的优选SOC范围宽。

因此，如果执行电力成本降低型发电控制，假定车辆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所示优选的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。这意味着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成本降低型发电控制的效果。

接下来，解释该实施例的通过双压型电源设备执行的电力成本降低型发电控制。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通过使用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成本降低型发电控制。

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。并且通过适当地分配基于两个电源系统产生的电力，可以最大程度地得到通过电力成本降低型发电控制降低燃料消耗的效果。

接下来，参考图5的流程图解释电力成本降低型发电控制的具体例子。

电力成本降低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Wf1(下面可以称为“低压侧电力不足值Wf1)，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)。该计算的程序将在后面解释。

然后，低压电源系统中的目标发电成本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“高压侧目标发电成本CP2”)分别在步骤S104，S106中计算。

这些计算的方法基本上如上面所描述的。这里，低压侧目标发电成本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所示的映射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所示的映射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成本CP2和低压侧目标发电成本CP1之间进行比较。如果高压侧目标发电成本CP2低于低压侧目标发电成本CP1，那么在步骤S108执行低压侧优先配电过程(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所表示的电力量，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过程确定的高压侧请求的发电量值WG2所表示的电力量。然后，此程序(电力成本降低型发电控制)终止，并返回主程序。图5所述的程序以定期的短时间间隔执行。

如上面所解释的，这个程序可以通过从低压侧优先配电过程和高压侧优先配电过程之间进行选择来优化地调整低压侧请求的发电值WG1和高压侧请求的发电值WG2。

接下来，参考图6所示的流程图解释在步骤S100中执行的低压侧电力不足值Wf1的计算过程的例子。

该计算过程开始于在步骤S1000基于低电压负载L1到Ln的运行状态计算包括低电压负载L1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WfLo)。随后，在步骤S1002中表示电池1可以向低电压负载组5提供的电力的低压侧可供给电池电力WgLo基于电池1的剩余容量来计算。此计算可以用任何已知的方法进行。例如，可以事先存储表示电池1的SOC和WgLo之间的关系的映射。

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设置标志为“1”以表示存在低压侧电力不足Wf1(＝WfLo-WgLo)，否则在步骤S1008设置标志为“0”。

接下来，参考图7所示的流程图解释在步骤S102中执行高压侧电力不足值Wf2的计算过程的例子。

该计算过程开始于在步骤S1020基于高电压负载H1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表示电池2可以向高电压负载组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。此计算可以用任何已知的方法进行。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“1”以表示存在高压侧电力不足Wf2(＝WfHi-WgHi)，否则在步骤S1028设置标志为“0”。

接下来，参考图8-11中所示的流程图解释在步骤110执行的高压侧优先配电过程。

该过程开始于在步骤S1100计算当低压产生部分4a产生电力以弥补低压侧电力不足Wf1时发电机4的发电成本Cg的特性曲线。

发电成本Cg与在发动机运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Wf1的总和的负载转矩的总和相等的发动机转矩和当前驱动转矩以及当前发动机速度确定。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Wf1相等并且高压产生部分4b产生高压侧发电量时，通过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成本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到在小于高压侧可产生电力Wg2max的范围内的高压产生部分4b的发电成本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成本CP2之间进行比较。如果发电成本Cg的最小值Cgmin小于目标发电成本CP2，则该过程进行到步骤S1110，否则进行到步骤S1108。

在步骤S1108中，表示高压产生部分4b被请求产生的电力的高压侧请求的发电值WG2设置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Wf2的电力量或者高压电源系统需要的最小电力。

在步骤S1110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的发电成本Cg，并且该计算出的发电成本Cg设置为发电成本Cg2full。然后，该过程进行到步骤S1112(见图14)。

在步骤S1112中，对高压电源系统的发电成本Cg2full和目标发电成本CP2之间进行比较。如果目标发电成本CP2小于发电成本Cg2full，则该过程进行到步骤S1114，否则进行到步骤S1116。

在步骤S1108中，表示高压产生部分4b被请求产生的电力的高压侧请求的发电值WG2设置为高压侧可产生电力Wg2max。因此，请求高压产生部分4b能够产生的最大电力。

在步骤S1114中，在图中(见图15)在步骤S106得到的目标发电成本CP2的点产生的电力设置为发电量Wcp2。此发电量Wcp2意味着高压产生部分4b能够产生的电力满足目标发电成本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，那么该过程进行到步骤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Wf2，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。发电成本Cg与在发动机运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转矩和当前驱动转矩以及当前发动机速度确定。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映射(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，通过参考此图得到发电机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Wg1max。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Wg1max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和低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，则该过程进行到步骤S1132，否则进行到步骤S1134。

在步骤S1134中，表示低压产生部分4a被请求产生的电力的低压侧请求的发电值Wf1设置为低压侧电力不足值Wf1。因此，低压电源系统仅仅被供给低压侧电力不足Wf1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的发电量被假定是低压侧可产生电力Wg1max时的发电成本Cg，并且该计算的发电成本Cg设置为发电成本Cg1full。然后，该过程进行到步骤S1136(见图17)。

在步骤S1136中，进行低压电源系统的发电成本Cg1full和目标发电成本CP1之间的比较。如果目标发电成本CP1小于发电成本Cg2full，则该过程进行到步骤S1138，否则该过程进行到步骤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WG1设置为低压侧可产生电力Wg1max。因此，请求低压产生部分4a能够产生的最大电力。

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Wcp1(见图18)。此可产生电力Wcp1意味着低压产生部分4a可以在目标发电成本CP1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Wf1和可产生电力Wcp1之间进行比较。如果低压侧电力不足量Wf1小于可产生电力Wcp1，则该过程进行到步骤S1144以将低压侧请求的发电值WG1设置为可产生电力Wcp1，否则，过程进行到步骤S1146以将低压侧请求的发电值WG1设置为低压侧电力不足值Wf1。因此，低压电源系统仅仅被供给低压侧电力不足值Wf1，也就是低压电源系统所需的最小电力。

如上面所解释的，在上面描述的高压侧优先配电过程中，电力成本降低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成本CP2的范围内提高电力产生，而电力成本降低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提供它们所需要的最小电力，而不考虑目标发电成本CP和发电成本Cg之间的比较结果。

因此，根据此实施例，电力成本降低型发电控制可以以综合的方式最优化地在双压型电源设备中运行。

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的发电成本Cg一样，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过程一样，其中需要将术语“高压”和“低压”交换。

上面优选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代表性例子。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。

Claims (12)

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1所述的车辆用双压型电源装置，其中所述控制部分

预先计算低压侧电力不足值，其表示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缺差值，

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成本的特性曲线，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所述的车辆用双压型电源装置，其中所述控制部分

计算高压侧电力不足值，其表示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过程时，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成本的最小值，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，

在所述最小值和所述高压侧目标发电成本之间进行比较，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过程时，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所述高压发电机的第二发电成本，和

当所述高压侧目标发电成本大于所述高压发电机的所述第二发电成本时，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所述的车辆用双压型电源装置，其中当执行所述高压侧优先配电过程时，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，

在所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值大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所述的车辆用双压型电源装置，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所述的车辆用双压型电源装置，其中，在通过执行所述高压侧优先配电过程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所述的车辆用双压型电源装置，其中当执行所述高压侧优先配电过程时，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情况，根据所述车辆发动机的运行状态确定所述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，

在所述低压发电机的所述第一发电成本的所述最小值和所述低压侧目标发电成本之间进行比较，并且

当所述低压发电机的所述第一发电成本的所述最小值大于所述低压侧目标发电成本时，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过程时，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成本高于所述低压发电机的所述第二发电成本时，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所述的车辆用双压型电源装置，其中当执行所述高压侧优先配电过程时，所述控制部分

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能够产生的满足所述低压发电机的所述第二低压侧目标发电成本的电力，

在所述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值大于所述确定的电力时，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。

11、根据权利要求10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过程时，

当所述低压侧电力不足值小于所述确定的电力时，所述控制部分将所述低压侧发电量设置在基本上等于所述确定的电力的值。

12、根据权利要求1所述的车辆用双压型电源装置，其中，当执行所述高压侧优先配电过程时和在执行所述低压侧优先配电过程时，

所述控制部分通过参考预先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成本，当所述当前发电量被假定是恒定值时。

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