CN102059957B - 电动车辆的控制系统和搭载有该控制系统的电动车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供电动车辆的控制系统和搭载有该控制系统的电动车辆。电动车辆的控制系统包括：进行充放电的蓄电装置(15)；从蓄电装置(15)接受电力的供给，对电动车辆进行驱动的多个负载装置(11～13)；和对蓄电装置(15)和多个负载装置(11～13)进行控制的控制器(17)，在该电动车辆的控制系统中，控制器(17)，在从蓄电装置(15)向多个负载装置(11～13)供给电力时，计算蓄电装置(15)的充放电效率和各负载装置(11～13)的驱动效率，并对从蓄电装置(15)向各负载装置(11～13)供给的电力进行调整，以提高从蓄电装置(15)到多个负载装置(11～13)的综合效率。

Description

电动车辆的控制系统和搭载有该控制系统的电动车辆
技术领域
本发明涉及电动车辆的控制系统和搭载有该控制系统的电动车辆。
背景技术
在电动车辆中搭载有蓄电装置、电动机和温度调整装置、电力变化装置等多个负载装置，这些负载装置基于驾驶者的油门开度和刹车踩踏量、温度设定等指令值进行控制。对于电动车辆来说，续航距离的延长是最大的课题，作为延长续航距离的方法，进行了各种尝试，例如通过增加蓄电装置的搭载数量来实现能量的增加，通过提高负载装置自身效率来实现节能化，通过提高控制效率来实现节能化等。
专利文献1：日本特开2008-070326号公报
发明内容
在上述现有的装置中，基于推定的行驶路线进行能量效率较好的驱动力控制。行驶路线的推定基于导航装置等地图和传感器信息来进行，基于推定的行驶距离和平均车速、坡度等道路特性信息进行驱动力控制。
但是，在上述现有的装置中，并没有关注到由多个负载装置构成的电动车辆的系统整体的能量效率，因此需要提高系统整体的能量效率。
(1)发明的第一方面是一种电动车辆的控制系统，包括：进行充放电的蓄电装置；从蓄电装置接受电力供给，对电动车辆进行驱动的多个负载装置；和对蓄电装置和多个负载装置进行控制的控制装置，其中，控制装置，在从蓄电装置向多个负载装置供给电力时，计算蓄电装置的充放电效率和各负载装置的驱动效率，并对从蓄电装置向各负载装置供给的电力进行调整，以提高从蓄电装置到多个负载装置的综合效率。
(2)发明的第二方面，在第一方面所述的电动车辆的控制系统中，多个负载装置中包含用于推进电动车辆的电动机，控制装置，当用于驱动电动机的电力发生增减时，对从蓄电装置向电动机以外的负载装置供给的电力进行调整，以提高增减后的电动机的电力的综合效率。
(3)发明的第三方面，在第二方面所述的电动车辆的控制系统中，在电动机以外的负载装置中包含进行车内的空气调节或者车载设备的冷却的温度调整装置，控制装置，当用于驱动电动机的电力增加时，减少用于驱动温度调整装置的电力，以提高增加后的电动机的电力的综合效率，当用于驱动电动机的电力减少时，增加用于驱动温度调整装置的电力，以提高减少后的电动机的电力的综合效率。
(4)发明的第四方面，在第二方面所述的电动车辆的控制系统中，电动机以外的负载装置中包含对蓄电装置的电力进行变换从而向其他蓄电装置供给电力的电力变换装置，控制装置，当用于驱动电动机的电力增加时，减少向电力变换装置供给的电力，以提高增加后的电动机的电力的综合效率，当用于驱动电动机的电力减少时，增加向电力变换装置供给的电力，以提高减少后的电动机的电力的综合效率。
(5)发明的第五方面，在第一至四中任一方面所述的电动车辆的控制系统中，控制装置，当从蓄电装置向多个负载装置供给电力时，对从蓄电装置向各负载装置供给的电力进行调整，以使蓄电装置的放电功率的变动减小。
(6)发明的第六方面，在第一至五中任一方面所述的电动车辆的控制系统中，控制装置，基于多个检测器检测到的驾驶者的操作量和电动车辆的行驶状态，计算各负载装置的请求功率。
(7)发明的第七方面，在第六方面所述的电动车辆的控制系统中，负载装置，各自通过多个检测器计测实际用于驱动电动车辆的电力，并且基于该计测结果的电力和向各负载装置供给的电力来计算驱动效率。
(8)发明的第八方面，在第七方面所述的电动车辆的控制系统中，控制装置，根据驱动效率对各负载装置的请求功率进行修正，确定向各负载装置供给的电力。
(9)发明的第九方面，在第二至八中任一方面所述的电动车辆的控制系统中，控制装置，基于由多个检测器检测到的当前的电动车辆的行驶状态、道路地图信息和定位信息来预测将来的电动车辆的行驶状态，并且基于该预测结果的行驶状态来预测从蓄电装置向多个负载装置供给的电力，和伴随该电力的供给的蓄电装置的充放电效率与各负载装置的驱动效率，并预先对从蓄电装置向各负载装置供给的电力进行调整，以提高将来的行驶状态下的综合效率。
(10)发明的第十方面，在第九方面所述的电动车辆的控制系统中，控制装置，基于预测结果的行驶状态来预测用于驱动电动机的电力的增减，对于伴随向电动机供给的电力的增减而调整供给电力的电动机以外的负载装置，在向电动机供给的电力增加之前先暂时增加向该负载装置供给的电力，在向电动机供给的电力减少之前先暂时减少向该负载装置供给的电力。
(11)发明的第十一方面，在第一至十中任一方面所述的电动车辆的控制系统中，在多个负载装置中包含进行车内的空气调节或者车载设备的冷却的温度调整装置，并且具备将蓄电装置和多个负载装置产生的热蓄积的蓄热装置，温度调整装置，使用蓄积在蓄热装置中的热进行车内的空气调节和车载设备的冷却，并抑制从蓄电装置向温度调整装置供给的电力。
(12)发明的第十二方面是一种电动车辆的控制系统，包括：进行充放电的蓄电装置；从蓄电装置接受电力供给，对电动车辆进行驱动的多个负载装置；和对蓄电装置和多个负载装置进行控制的控制装置，其中，控制装置，在从蓄电装置向多个负载装置供给电力时，对从蓄电装置向各负载装置供给的电力进行调整，以使蓄电装置的放电功率的变动减小。
(13)发明的第十三方面，在第十二方面所述的电动车辆的控制系统中，多个负载装置中包含用于推进电动车辆的电动机，控制装置，当用于驱动电动机的电力发生增减时，对从蓄电装置向电动机以外的负载装置供给的电力进行调整，以使蓄电装置的放电功率的变动减小。
(14)发明的第十四方面，在第十三方面所述的电动车辆的控制系统中，控制装置，基于由多个检测器检测到的当前的电动车辆的行驶状态、道路地图信息和定位信息来预测将来的电动车辆的行驶状态，并且基于该预测结果的行驶状态来预测用于驱动电动机的电力的增减，对于随着向电动机供给的电力的增减而调整供给电力的电动机以外的负载装置，在向电动机供给的电力增加之前先暂时增加向该负载装置供给的电力，在向电动机的供给电力减少之前先暂时减少向该负载装置供给的电力。
(15)发明的第十五方面是一种电动车辆，搭载有发明的第一至十四中任一方面所述的电动车辆的控制系统。
根据本发明，能够提高电动车辆的系统整体的能量效率。
附图说明
图1是表示搭载有作为本发明的第一实施方式的控制系统的电动车辆的结构的说明图。
图2是表示作为本发明的第一实施方式的控制系统的结构的图。
图3是表示作为本发明的第一实施方式的控制系统的其他结构的图。
图4是表示作为本发明的第一实施方式的各负载装置的效率的图。
图5是表示作为本发明的第一实施方式的系统的综合效率的图。
图6是在作为本发明的第一实施方式的控制系统中执行的程序的流程图。
图7是表示作为本发明的第一实施方式的控制系统对各负载装置的驱动负载的控制结果的图。
图8是表示与作为本发明的第一实施方式的控制系统对各负载装置的驱动负载的控制结果对应的综合效率的图。
图9是表示本发明的第一实施方式的控制系统没有对从蓄电装置放出的电力的变动进行控制的结果的图。
图10是表示本发明的第一实施方式的控制系统对从蓄电装置放出的电力的变动进行了控制的结果的图。
图11是表示作为本发明的第二实施方式的控制系统的结构的图。
图12是表示作为本发明的第二实施方式的控制系统对各负载装置的驱动负载的控制结果的图。
图13是表示搭载有作为本发明的第三实施方式的控制系统的车辆的结构的图。
附图标记说明
10：电动车辆；11：电动机；12：温度调整装置；13：电力变换装置；14：液压产生装置；15：蓄电装置；16：第二蓄电装置；17：控制器；18：蓄热装置；30：操作信号；31：导航传感器信号；41～48：传感器
具体实施方式
(发明的第一实施方式)
对于本发明的车辆的第一实施方式，使用图1～图10进行说明。该第一实施方式中表示了将本发明应用于前轮驱动方式的电动车辆的示例，但本发明也能够应用于后轮驱动方式或四轮驱动方式的电动车辆、搭载有发动机的混合动力电动车辆、或者建设用电动车辆、电气铁路用电动车辆等所有电动车辆。
图1表示搭载有作为第一实施方式的控制系统的电动车辆10的结构。第一实施方式的电动车辆10包括电动机11、温度调整装置12、电力变换装置13、液压产生装置14、蓄电装置15、第二蓄电装置16、控制器17、驱动轴20、车轮21a～21d、盘形转子22a～22d、刹车钳23a～23d、信号线31、电力线32、油压配管33、传感器41～46等。
电动机11是将从蓄电装置15供给的电能变换为机械能的直流或者交流的旋转电机，是电动车辆的负载装置之一。电动机11包含变换器和逆变换器等电力变换装置，该电力变换装置对蓄电装置15的直流电进行电压变换或者变换交流电压，向电动机11施加来进行驱动。电动机11的机械能变换为轴的旋转运动，通过减速机、差动齿轮、驱动轴20来对前轮21a、21b传递旋转动力。
此外，电动机11在制动过程中也作为通过驱动轴20的旋转而发电的发电机动作。电动机11产生的再生电能被供给到蓄电装置15，并且发电时的电动机11的再生制动力对前轮21a、21b作用为制动力。电动机11设置有计测电流、电压、扭矩等的传感器41。例如扭矩传感器可以为非接触供电型应变传感器，本发明中对电动机11设置的传感器的种类和数量不特别限定。
温度调整装置12是包括冷凝器、膨胀阀、蒸发器、压缩机等的热交换器，是电动车辆的负载装置之一。在制冷时，利用从蓄电装置15供给的电能使压缩机工作来压缩制冷剂，通过蒸发器进行由膨胀阀膨胀而变得低温了的制冷剂与车内空气的热交换。此外，在制暖时，使压缩机与制冷时反向地动作，并且将蒸发器作为冷凝器，将冷凝器作为蒸发器动作，通过冷凝器进行在压缩机的作用下变得高温的制冷剂与车内空气的热交换。
该温度调整装置12设置有对电流、电压、温度等进行计测的传感器42。例如温度传感器可以为热电偶，本发明中对设置于温度调整装置12的传感器的种类和数量不特别限定。另外，该第一实施方式的温度调整装置12是对制冷剂进行冷却或者加热的空气调节装置，但也可以是对用于电动机11等车载设备的温度调整的冷却水和防冻液进行冷却或者加热的装置，本发明中不特别限定温度调整装置12所冷却或者加热的载热体。
电力变换装置13是对从蓄电装置15供给的电能的电压进行升压或者降压，然后向液压产生装置14和第二蓄电装置16供给的变压装置，是电动车辆的负载装置之一。电力变换装置13设置有对电流、电压等进行计测的传感器43。例如电流传感器可以为非接触式的钳型传感器，本发明对设置于电力变换装置13的传感器的种类和数量不特别限定。
液压产生装置14根据来自驾驶者的踏板操作和控制器17中的任意一方或者双方的指令来产生液压。液压产生装置14产生的液压通过油压配管33被传递至刹车钳23a～23d，使该刹车钳23a～23d动作。液压产生装置14设置有对电流、电压、液压等进行计测的传感器44。例如液压传感器可以为应变仪式压力传感器，本发明中对设置于液压产生装置14的传感器的种类和数量不特别限定。
摩擦制动装置具有盘形转子22a～22d和刹车钳23a～23d。各盘形转子22a～22d固定于各车轮21a～21d，与各车轮21a～21d一体旋转。各刹车钳23a～23d由省略图示的汽缸、活塞、刹车片(pad)等构成。汽缸内的活塞由于液压产生装置14产生的液压而移动，将与该活塞连结的刹车片向盘形转子22a～22d按压。该刹车片通过按压盘形转子22a～22d，与盘形转子22a～22d之间产生磨擦力，该磨擦力作为制动力对各车轮21a～d作用，在各车轮21a～d与路面之间产生制动力。
蓄电装置15是主要对电动机11、温度调整装置12和电力变换装置13等多个负载装置供给电能即功率(Power，电力)的蓄电装置。这些负载装置的驱动负载和蓄电装置15供给的电能的大小由控制器17控制。蓄电装置15设置有对电流、电压、内部电阻等进行计测的传感器45。例如电流传感器可以为非接触式的钳型传感器，本发明中对设置于蓄电装置15的传感器的种类和数量不特别限定。
第二蓄电装置16电压是比蓄电装置15低的蓄电装置，将通过电力变换装置13供给的电能加以蓄积，或者将蓄积的电能向液压产生装置14等作为配件的负载装置供给。第二蓄电装置16设置有对电流、电压、内部电阻等进行计测的传感器46。例如电流传感器可以为非接触式的钳型传感器，本发明中对设置于第二蓄电装置16的传感器的种类和数量不特别限定。
以上的蓄电装置15与负载装置11、12、13通过信号线31和电力线32相连接，其中，信号线31以CAN(Controller Area Network，控制器局域网)标准发送接收后述的功率和效率的信息，电力线32从蓄电装置15向负载装置11、12、13供给电能。另外，本实施例中信号线31所发送接收的信号的标准为CAN，但也可以为LIN(LocalInterconnect Network，本地互联网)和FlexRay等标准，本发明中对于发送接收信号的标准不特别限定。
参照图2～图10对由控制器17，蓄电装置15和负载装置11、12、13等构成的一实施方式的控制系统的结构和动作进行说明。其中，本实施方式中将控制器17的控制对象限定为电动机11、温度调整装置12、电力变换装置13和蓄电装置15进行说明，但是本发明也能够适用于液压产生装置14和其他负载装置，本发明中对于作为控制对象的负载装置不特别限定。
第一实施方式的控制器17，如图2所示，从未图示的各种操作装置输入操作信号30，从未图示的导航装置和各种传感器输入导航传感器信号31，此外从蓄电装置15、电动机11、温度调整装置12和电力变换装置13等多个负载装置输入蓄电装置15和负载装置11、12、13的实时的效率(实际效率)等，计算出与行驶条件相应的最佳的功率(目标功率)Pin，向蓄电装置15和各负载装置11、12、13输出。
此处，功率(Power)指的是单位时间内消耗的能量，是一般用单位“W”表现的物理量。不管名称和单位是什么，只要物理意义相同即可，本发明中对于功率的名称和单位不特别限定。
操作信号30是驾驶者的加速踏板和刹车踏板的操作量、温度调整装置12的设定温度和设定风量等信号，导航传感器信号31是导航装置的地图信息和定位信息、从各种传感器发送来的车速和加速度等信号。
实际效率是蓄电装置15和各负载装置11、12、13内的致动器33实际上用于做功的功率(实际功率)Pout与输入蓄电装置15和各负载装置11、12、13的目标功率Pin的比例。效率指的是实际上用于做功的能量与所消耗的能量的比例，不管名称和单位是什么，只要物理意义相同即可，本发明中对于效率的名称和单位不特别限定。
实际功率Pout通过蓄电装置15和各负载装置11、12、13的传感器34计测，被发送至实际效率运算35。在实际效率运算35中将实际功率Pout除以向蓄电装置15和各负载装置11、12、13发送的目标功率Pin，计算出实际效率ηcr。其中，图2中表示了用传感器34计测实际功率Pout，用蓄电装置15和各负载装置11、12、13计算实际效率ηcr的示例，也可以如图3所示，基于用蓄电装置15和各负载装置11、12、13的传感器34检测到的转速和扭矩等信号，用实际功率运算40计算出实际功率Pout，将目标功率Pin和实际功率Pout发送到控制器17，用控制器17内的实际效率运算35计算实际效率ηcr，在本发明中对于实际功率Pin和实际效率ηcr的计测和运算的方法不特别限定。根据以上的方法，在蓄电装置15和各负载装置11、12、13中能够进行实际功率Pout和实际效率ηcr的计测和运算。
接着，对控制器17内的结构和动作进行说明。在控制器17中，基于操作信号30和传感器信号31，根据驾驶者向蓄电装置15和各负载装置11、12、13请求的功率(请求功率)P0，蓄电装置和各负载装置11、12、13的温度，蓄电装置15的SOC(State Of Charge，充电状态)等蓄电装置15和各负载装置11、12、13的状态，以及到目的地的距离和坡度等行驶条件，对增减请求功率P0的功率(修正功率)ΔP进行运算，通过从请求功率P0减去修正功率ΔP来计算目标功率Pin。
请求功率P0由请求功率运算32计算，例如，对电动机11的请求功率，基于驾驶者的油门开度和刹车踩踏量等操作量信号和当前的车速等传感器信号使用规定的图和计算式计算。修正功率ΔP基于操作信号30和导航传感器信号31、请求功率P0、推定效率ηc、综合效率η由修正功率运算39计算。修正功率运算39使用的综合效率η是将各负载装置11、12、13实际用于做功的能量除以蓄电装置15所供给的能量而得到的，由综合效率运算38计算。
图4是某一转速、扭矩和温度等状态下蓄电装置15和各负载装置11、12、13的效率，曲线4A是蓄电装置15的效率，曲线4B是电动机11的效率，曲线4C是温度调整装置12的效率，曲线4D是电力变换装置13的效率。蓄电装置15的损失与电流的二次方成比例增加，电动机11、温度调整装置12和电力变换装置13的损失的增减的趋势按照其规格的不同而不同。综合效率运算38使用的推定效率ηc是从保存在控制器17中的图4所示的负载装置效率图37中调用的与负载装置的转速、扭矩、温度等状态相对应的效率的值。
负载装置效率图37，被基于推定效率ηc和实际效率ηcr由效率图修正36计算出的修正效率ηx覆盖。通过反馈实际效率ηcr并对效率图37进行修正，能够减少历时变化引起的效率的误差。此外，能够对在效率图37中无法完全表现的变动原因的影响进行修正。结果，能够抑制目标功率Pin的误差导致的损失。特别是，对于蓄电装置15来说，因为劣化导致效率图37的变动较大，所以通过修正获得的损失抑制的效果较大。另外，第一实施方式中表示了将负载装置效率图37用修正效率覆盖的示例，但也可以不进行覆盖而作为不同的效率图加以保存，本发明中对于负载装置效率图37的修正方法不特别限定。
接着，对综合效率运算38的运算内容进行说明。综合效率η能够根据式(1)算出。
[式1]
η = P m · η m + P a · η a + P e · η e P b = P m · η m + P a · η a + P e · η e ( P m + P a + P e ) + ( P m + P a + P e V b ) 2 · R
                                                …(1)
式(1)中，η为综合效率，Pm为向电动机11供给的功率，ηm为电动机11的效率，Pa为向温度调整装置12供给的功率，ηa为温度调整装置12的效率，Pe为向电力变换装置13供给的功率，ηe为电力变换装置13的效率，Vb为蓄电装置15的电压，R为蓄电装置15的内部电阻。
式(1)的分子为各负载装置11、12、13实际用于做功的功率，分母为蓄电装置15向各负载装置11、12、13供给的功率，根据作为控制对象的负载装置的数量，对式(1)的各项加上向负载装置供给的功率和效率的乘积，或者对负载装置供给的功率。
图5是在向电动机11和电力变换装置13供给的功率固定，向温度调整装置12供给的功率可变的情况下综合效率η的运算结果。温度调整装置12的效率ηa与供给的功率Pa相应地变化，蓄电装置15的效率与向各负载装置供给的功率相应地变化，因此综合效率η对于向温度调整装置12供给的功率表现出曲线5A的趋势。图5是综合效率η的运算结果的一例，与向各负载装置供给的功率和效率相应地生成多个图。
将通过以上方法算出的综合效率η发送到修正功率运算39，为了缩短修正功率运算39的运算时间，可以在综合效率运算38的时间点基于请求功率P0选定综合效率η的图，本发明中对于从综合效率运算38向修正功率运算39发送的综合效率η的图的数量不特别限定。
接着，对于修正功率运算39的运算内容进行说明。修正功率运算39根据重视功率和重视效率等控制目的(控制模式)不同，结果有较大不同。第一实施方式中，为了提高综合效率，对增减蓄电装置15的充放电和电动机11、温度调整装置12以及电力变换装置13的驱动负载的修正功率ΔP进行运算。该运算方法由图6所示的流程图说明。另外，图6所示的修正功率ΔP的运算以规定时间周期反复进行。
修正功率运算39，在步骤1中，每隔规定时间从操作信号30取得驾驶者的加速踏板和刹车踏板的操作量、空调的设定温度和设定风量等信号，从传感器信号31取得由各种传感器获得的地图信息和定位信息、车速、电压等信号。在步骤2中，基于取得的信号利用负载装置效率图37算出各负载装置的推定效率ηc，接着在步骤3中，由请求功率运算32算出各负载装置的请求功率P0。
在步骤4中，基于步骤1～3中取得的信号或者算出的信号，由综合效率运算38生成综合效率η的图，并且算出1个计算周期前向负载装置供给的功率P1，1个计算周期前向负载装置供给功率时的综合效率η1、最高效率η2，和为了使综合效率η1成为最高效率η2而向负载装置供给的功率P2。此处，最高效率η2指的是通过增减向各负载装置供给的功率而实现最大化的综合效率。
在步骤5中，判定步骤4中算出的综合效率η1是否不足最高效率η2。当步骤5中判定综合效率η1和最高效率η2相等的情况下，不需要进行请求功率P0的修正，因此结束流程。当判定综合效率η1不足最高效率η2的情况下前进至步骤6，为了使步骤4算出的综合效率η1成为最高效率η2，从向负载装置供给的功率P2减去1个计算周期前向负载装置供给的功率P1从而算出修正功率ΔP。
图7和图8表示根据图6所示的运算方法来增减向温度调整装置12供给的功率Pa的结果。图7是针对向电动机11供给的功率Pm的变动，增减向温度调整装置12供给的功率Pa以使综合效率η提高的结果，曲线7A表示向电动机11供给的功率Pm，曲线7B表示向温度调整装置12供给的功率Pa。此外图8为与图7所示的功率的变动相对应的综合效率η，曲线8A为图7中对电动机11供给的功率Pm为Pm1时的综合效率图，曲线8B为图7中对电动机11供给的功率Pm为Pm3时的综合效率图，曲线8C为图7中对电动机11供给的功率Pm为Pm2时的综合效率图。
在图7的时间7a，对于向电动机11供给的功率Pm1，在向温度调整装置12供给的功率Pa为Pa1的情况下，综合效率η成为图8的曲线8A上的η2。该综合效率η2为曲线8A上的最高效率，因此不计算修正功率ΔP，对温度调整装置12供给功率Pa1。
在图7的时间7b，对于向电动机11供给的功率Pm3，在向温度调整装置12供给的功率Pa与时间7a同样为Pa1的情况下，综合效率η成为图8的曲线8B上的η1。该综合效率η1不足曲线8B上的最高效率η2，因此进行修正功率ΔP的运算。修正功率ΔP作为从综合效率η成为曲线8B的最高效率η2的功率Pa2减去Pa1的值来进行计算。结果，图7的时间7b处向温度调整装置12供给的功率Pa如曲线7B所示成为Pa2。
在图7的时间7c，对于向电动机11供给的功率Pm2，在向温度调整装置12供给的功率Pa与时间7a同样为Pa1的情况下，综合效率η成为图8的曲线8C上的η1。该综合效率η1不足曲线8C上的最高效率η2，因此进行修正功率ΔP的运算。修正功率ΔP作为从综合效率η成为曲线8C的最高效率η2的功率Pa3减去Pa1的值来进行计算。结果，图7的时间7C处向温度调整装置12供给的功率Pa如曲线7B所示成为Pa3。
如上所述，通过增减向温度调整装置12供给的功率Pa，可以提高综合效率η。另外，第一实施方式中，当综合效率η不足最高效率η2时对修正功率ΔP进行计算，但也可以仅在综合效率η与最高效率η2的差为规定值以上的情况和向各负载装置供给的功率为规定值以上的情况下对修正功率ΔP进行计算，本发明中对于计算修正功率ΔP的基准不特别限定。
此外，第一实施方式中通过增减向温度调整装置12供给的功率Pa来提高综合效率η，但也可以通过增减向电力变换装置13或其他负载装置供给的功率来提高综合效率η，本发明中对于为了提高综合效率η而增减驱动负载的负载装置的种类和数量不特别限定。
接着，对于使从蓄电装置15放出的电力的变动变小的修正功率运算39的运算内容进行说明。因为充电装置15的充放电的能量损失与电流的二次方成比例增加，所以在对电流固定的情况和变动的情况进行比较时，即使放电的电力(功率)的总和相同，电流变动的情况下能量损失的总和更大。此外，因为电力的变动会促进蓄电装置15的劣化，所以优选尽量减小变动。
图9是没有进行使蓄电装置15向各负载装置供给的功率的变动减小的控制时的结果，是用于说明与第一实施方式的结果的差异的图。图9的曲线9A表示蓄电装置15向各负载装置供给的功率Pb，曲线9B表示向电动机11供给的功率Pm，曲线9C表示向温度调整装置12供给的功率Pa。图9所示的结果中，因为没有通过增减向电动机11和温度调整装置12供给的功率Pm、Pa来减小蓄电装置15向各负载装置供给的功率Pb的变动，因此蓄电装置15向各负载装置供给的功率Pb如曲线9A所示地变动，促进了上述能量损失的增加和蓄电装置15的劣化。
图10是根据第一实施方式进行使蓄电装置15向各负载装置供给的功率Pb的变动减小的控制时的结果，曲线10A表示蓄电装置15向各负载装置供给的功率Pb，曲线10B表示向电动机11供给的功率Pm，曲线10C表示向温度调整装置12供给的功率Pa。曲线10B的大小与曲线9B相同，但能够通过增减曲线10C的驱动负载来如曲线10A所示减小蓄电装置15向各负载装置供给的功率Pb的变动，与不减小变动的情况相比能够抑制能量损失的减少和蓄电装置15的劣化。
另外，本实施例中表示了通过增减向温度调整装置12供给的功率Pa来减小蓄电装置15向各负载装置供给的功率Pb的变动的示例，但也可以通过增减向电力变换装置13和其他负载装置供给的功率来减小蓄电装置15向各负载装置供给的功率Pb的变动，本发明中对于为了提高综合效率η而增减供给的功率的负载装置的种类和数量不特别限定。
(发明的第二实施方式)
参照图11和图12说明本发明的第二实施方式。该第二实施方式的控制系统对图2所示的第一实施方式的控制系统附加了行驶预测部40，此外与图2所示的第一实施方式相同。另外，也可以对图3所示的第一实施方式的变形例的控制系统追加行驶预测部40，在本发明中对设置行驶预测部的控制系统不特别限定。
行驶预测部40每隔规定时间通过操作信号30输入驾驶者的加速踏板和刹车踏板的操作量、空调的设定温度和设定风量等信号，通过传感器信号31输入由各种传感器取得的地图信息和定位信息、车速、电压等信号，基于这些信号对将来的行驶速度和行驶距离、行驶阻力、行驶环境等将来行驶状态进行预测。
行驶环境指的是室内温度与温度调整装置12的设定温度的差或室外温度等与温度调整装置12的驱动相关的信息，通过预测该行驶环境能够进行高精度的温度调整，可以抑制因过度的冷却或加热产生的能量损失的增加。另外，在该第二实施方式中表示了以室内温度与温度调整装置12的设定温度的差或室外温度作为预测的行驶环境的示例，但还可以为日照、气压、风速、风向等，本发明中对于预测的行驶环境的内容不特别限定。
基于从行驶预测部40发送的将来预测状态，修正功率运算39对未来单位时间ΔT之内从蓄电装置15向各负载装置供给的功率，电动机11和温度调整装置12等负载装置的变换为实际做功的功率进行预测运算，计算出使综合效率η变得最大的修正功率ΔP。未来单位时间ΔT之内的综合效率ηΔT能够通过式(2)计算。
[式2]
η ΔT = ∫ 0 ΔT ( P m · η m + P a · η a + P e · η e ) dt ∫ 0 ΔT ( P b ) dt
= ∫ 0 ΔT ( P m · η m + P a · η a + P e · η e ) dt ∫ 0 Δ { ( P m + P a + P e ) + ( P m + P a + P e V b ) 2 · R } dt . . . ( 2 )
在式(2)中，ηΔT是未来单位时间ΔT之内的综合效率η，此外的参数与式(1)的参数相同。另外，根据控制对象的负载装置的数量，对式(2)的各项加上向负载装置供给的功率和效率的乘积，或者向负载装置供给的功率。
图12表示基于行驶预测部40预测的将来预测状态，增减向温度调整装置12供给的功率Pa从而使未来单位时间ΔT之内的综合效率η变得最大的结果。图12的曲线12A表示向电动机11供给的功率Pm，曲线12B表示向温度调整装置12供给的功率Pa，曲线12C表示路面坡度。当修正功率运算39预测在区间12b路面坡度增大，向电动机11供给的功率Pm增加的情况下，在区间12a像曲线12B那样先暂时增大向温度调整装置12供给的功率Pa，然后在区间12b中减少向温度调整装置12供给的功率Pa。此外，当预测在区间12d路面坡度减小，向电动机11供给的功率Pm降低的情况下，在区间12c中像曲线12B那样先暂时减少向温度调整装置12供给的功率Pa，在区间12d中增大向温度调整装置12供给的功率Pa。
通过进行这样的控制，能够减小蓄电装置15向各负载装置11、12、13供给的功率的变动，与不减小变动的情况相比能够提高综合效率η，并且能抑制蓄电装置15的劣化。另外，该第二实施方式中表示了增减向温度调整装置12供给的功率Pa的示例，但也可以增减向电力变换装置13或其他负载装置供给的功率，本发明中对于为了使综合效率η最大、或者损失的能量最小而增减供给的功率的负载装置的种类和数量不特别限定。
(第三实施方式)
参照图13说明本发明的第三实施方式。该第三实施方式中，与上述第一和第二实施方式同样，表示了将本发明应用于前轮驱动方式的电动车辆的示例，但本发明也可以应用于后轮驱动方式或四轮驱动方式的电动车辆，搭载有发动机的混合动力电动车辆，或者建设用电动车辆、电气铁路用电动车辆等。
第三实施方式的电动车辆10对图1所示的第一实施方式的电动车辆10附加了蓄热装置18，此外与图1所示的电动车辆10相同。
蓄热装置18与电动机11、温度调整装置12、电力变换装置13、蓄电装置15和第二蓄电装置16连接，是将被各负载装置冷却或者加热的制冷剂和冷却水等的热加以蓄积的装置。另外，蓄热装置18除了直接蓄积被冷却或者加热的制冷剂和冷却水等载热体之外，还可以使冷却水相变为冰进行蓄积，或者还可以从车辆外部供给被冷却或者加热的制冷剂或冷却水等载热体。本发明对于蓄热方法不特别限定。
蓄热装置18与电动机11等同样与控制器17连接，由控制器17控制。控制器17像图12所示的区间6B那样进行抑制温度调整装置12的驱动负载的控制的情况下，通过从蓄热装置18进行热能的传递来调整室内的温度。通过进行这样的控制，可以补充因温度调整装置12的驱动负载的抑制而导致的冷却或者加热能力的不足。
在上述实施方式及其变形例中，表示了在从蓄电装置15接受电力供给的多个负载装置11～13中，为了提高综合效率或者减小蓄电装置15的放电功率的变动，对从蓄电装置15向包含电动机11的各负载装置11、12、13供给的电力进行调整的示例。向电动机11供给的电力是为了实现驾驶者或者控制系统请求的行驶状态所需要的电力，虽然不能为了提高能量效率而将向电动机11供给的电力调整为无法实现所请求的行驶状态的程度，但是可以通过对加速踏板付与反作用力来促使驾驶者进行节能运转，以提高能量效率，或者可以判定是否能够通过多少牺牲一些控制系统所要求的行驶状态来进行节能运转，根据该判定的结果来调整向电动机11供给的电力。
另外，在上述实施方式及其变形例中，能够将各实施方式或者实施方式与变形例进行各种组合。
根据上述实施方式及其变形例，能够实现以下的作用效果。首先，电动车辆的控制系统包括：进行充放电的蓄电装置15；从蓄电装置15接受电力的供给，对电动车辆进行驱动的多个负载装置11～13；和对蓄电装置15和多个负载装置11～13进行控制的控制器17，在该电动车辆的控制系统中，控制器17，在从蓄电装置15向多个负载装置11～13供给电力时，计算蓄电装置15的充放电效率和各负载装置11～13的驱动效率，并对从蓄电装置15向各负载装置11～13供给的电力进行调整，以提高从蓄电装置15到多个负载装置11～13的综合效率，因此能够提高电动车辆的系统整体的综合效率即能量效率。
此外，根据上述实施方式及其变形例，在多个负载装置11～13中包含用于推进电动车辆的电动机11，控制器17在用于驱动电动机11的电力发生增减时，对从蓄电装置15向电动机11以外的负载装置12、13供给的电力进行调整，以提高增减后的电动机11的电力的综合效率，因此即使蓄电装置15向作为较大的负载装置的电动机11供给的电力发生较大变动，也能够将电动车辆的系统整体的能量效率维持在较高水平。
根据上述实施方式及其变形例，在电动机11以外的负载装置中包含进行车内的空气调节或者车载设备的冷却的温度调整装置12，控制器17在用于驱动电动机11的电力增加时，减少用于驱动温度调整装置12的电力，以提高增加后的电动机11的电力的综合效率，在用于驱动电动机11的电力减少时，增加用于驱动温度调整装置12的电力，以提高减少后的电动机11的电力的综合效率，因此即使蓄电装置15向作为较大的负载装置的电动机11供给的电力发生较大变动，也能够通过调整向温度调整装置12供给的电力来将电动车辆的系统整体的能量效率维持在较高水平。
根据上述实施方式及其变形例，在电动机11以外的负载装置中包含对蓄电装置15的电力进行变换从而向其他蓄电装置供给电力的电力变换装置13，控制器17，当用于驱动电动机11的电力增加时，减少向电力变换装置13供给的电力，以提高增加后的电动机11的电力的综合效率，当用于驱动电动机11的电力减少时，增加向电力变换装置13供给的电力，以提高减少后的电动机11的电力的综合效率，因此即使蓄电装置15向作为较大的负载装置的电动机11供给的电力发生较大变动，也能够通过调整向电力变换装置13供给的电力来将电动车辆的系统整体的能量效率维持在较高水平。
根据上述实施方式及其变形例，控制器17，当从蓄电装置15向多个负载装置11～13供给电力时，对从蓄电装置15向各负载装置11～13供给的电力进行调整，以使蓄电装置15的放电电力(放电功率)的变动减小，因此能够抑制因蓄电装置15的放电电力变动导致的能量损失，能够提高电动车辆的系统整体的能量效率，并且能抑制蓄电装置15的劣化。
根据上述实施方式及其变形例，控制器17基于由多个检测器41～48检测到的当前的电动车辆的行驶状态、道路地图信息和定位信息30、31来预测将来的电动车辆的行驶状态，并且基于该预测结果的行驶状态来预测从蓄电装置15向多个负载装置11～13供给的电力，和伴随该电力的供给的蓄电装置15的充放电效率与各负载装置11～13的驱动效率，并预先对从蓄电装置15向各负载装置11～13供给的电力进行调整，以提高将来的行驶状态下的综合效率，因此能够通过考虑将来的行驶状态来进一步提高电动车辆的系统整体的能量效率。
根据上述实施方式及其变形例，控制器17基于预测结果的行驶状态来预测用于驱动电动机11的电力的增减，对于伴随向电动机11供给的电力的增减而调整供给电力的电动机11以外的负载装置12、13，在向电动机11供给的电力增加之前先暂时增加向该负载装置12、13供给的电力，在向电动机11供给的电力减少之前先暂时减少向该负载装置12、13的供给电力，因此，即使蓄电装置15向作为较大的负载装置的电动机11供给的电力发生较大的变动，也能够将电动车辆的系统整体的能量效率维持在较高水平，并且即使在调整供给电力的电动机11以外的负载装置12、13中，也能够弥补伴随向电动机11供给的电力的增减而产生的供电不足，可以在满足对电动机11以外的负载装置12、13请求的性能的同时，提高电动车辆的系统整体的能量效率。
根据上述实施方式及其变形例，在多个负载装置中包含进行车内的空气调节或者车载设备的冷却的温度调整装置12，并且具备将蓄电装置15和多个负载装置11～13产生的热加以蓄积的蓄热装置18，温度调整装置12使用蓄积在蓄热装置18中的热进行车内的空气调节和车载设备的冷却，并抑制从蓄电装置15向温度调整装置12供给的电力，因此可以利用废热来进行车内的空气调节和车载设备的冷却，还可以相应地提高电动车辆的系统整体的能量效率。
根据上述实施方式及其变形例，电动车辆的控制系统包括：进行充放电的蓄电装置15；从蓄电装置15接受电力的供给，对电动车辆进行驱动的多个负载装置11～13；和对蓄电装置15和多个负载装置11～13进行控制的控制器17，在该电动车辆的控制系统中，控制器17，在从蓄电装置15向多个负载装置11～13供给电力时，对从蓄电装置15向各负载装置11～13供给的电力进行调整，从而使蓄电装置15的放电电力的变动减小，因此能够抑制因蓄电装置15的放电电力变动导致的能量损失，能够提高电动车辆的系统整体的能量效率，并且抑制蓄电装置15的劣化。
根据上述实施方式及其变形例，在多个负载装置11～13包含用于推进电动车辆的电动机11，控制器17，在用于驱动电动机11的电力发生增减时，对从蓄电装置15向电动机11以外的负载装置12、13供给的电力进行调整，以使蓄电装置15的放电电力的变动减小，因此即使蓄电装置15向作为较大的负载装置的电动机11供给的电力发生较大的变动，也能够抑制因蓄电装置15的放电电力变动导致的能量损失，能够提高电动车辆的系统整体的能量效率，并且抑制蓄电装置15的劣化。
根据上述实施方式及其变形例，控制器17基于由多个检测器41～48检测到的当前的电动车辆的行驶状态、道路地图信息和定位信息30、31来预测将来的电动车辆的行驶状态，并且基于该预测结果的行驶状态来预测用于驱动电动机11的电力的增减，对于伴随向电动机11供给的电力的增减而调整供给电力的电动机11以外的负载装置12、13，在向电动机11供给的电力增加之前先暂时增加向该负载装置12、13供给的电力，在向电动机11供给的电力减少之前先暂时减少向该负载装置12、13的供给电力，因此即使蓄电装置15向作为较大的负载装置的电动机11供给的电力发生较大的变动，也能够抑制因蓄电装置15的放电电力变动导致的能量损失，提高电动车辆的系统整体的能量效率，并且可以抑制蓄电装置15的劣化。此外，在调整供给电力的电动机11以外的负载装置12、13中，还能够进而弥补伴随向电动机11供给的电力的增减而产生的供电不足，满足对电动机11以外的负载装置12、13要求的性能，并且提高电动车辆的系统整体的能量效率。

Claims (10)

1.一种电动车辆的控制系统，其特征在于，包括：
进行充放电的蓄电装置；
从所述蓄电装置接受电力供给而动作的多个负载装置；和
对所述蓄电装置和所述多个负载装置进行控制的控制装置，其中
所述控制装置，在从所述蓄电装置向所述多个负载装置供给电力时，计算所述蓄电装置的充放电效率和各所述负载装置的驱动效率，并以使所述蓄电装置的放电功率的变动减小的方式对从所述蓄电装置向各所述负载装置供给的电力进行调整，以提高从所述蓄电装置到所述多个负载装置的综合效率，
所述多个负载装置中包含用于推进电动车辆的电动机，
所述控制装置，当用于驱动所述电动机的电力发生增减时，对从所述蓄电装置向所述电动机以外的所述负载装置供给的电力进行调整，以提高增减后的所述电动机的电力的所述综合效率，
在所述电动机以外的所述负载装置中包含进行车内的空气调节或者车载设备的冷却的温度调整装置，
所述控制装置，当用于驱动所述电动机的电力增加时，减少用于驱动所述温度调整装置的电力，以提高增加后的所述电动机的电力的所述综合效率，当用于驱动所述电动机的电力减少时，增加用于驱动所述温度调整装置的电力，以提高减少后的所述电动机的电力的所述综合效率。
2.如权利要求1所述的电动车辆的控制系统，其特征在于：
所述控制装置，基于多个检测器检测到的驾驶者的操作量和电动车辆的行驶状态，计算各所述负载装置的请求功率。
3.如权利要求1所述的电动车辆的控制系统，其特征在于：
在所述多个负载装置中还具备将所述蓄电装置和所述多个负载装置产生的热蓄积的蓄热装置，
所述温度调整装置，使用蓄积在所述蓄热装置中的热进行车内的空气调节和车载设备的冷却，并抑制从所述蓄电装置向所述温度调整装置供给的电力。
4.一种电动车辆的控制系统，其特征在于，包括：
进行充放电的蓄电装置；
从所述蓄电装置接受电力供给而动作的多个负载装置；和
对所述蓄电装置和所述多个负载装置进行控制的控制装置，其中
所述控制装置，在从所述蓄电装置向所述多个负载装置供给电力时，计算所述蓄电装置的充放电效率和各所述负载装置的驱动效率，并以使所述蓄电装置的放电功率的变动减小的方式对从所述蓄电装置向各所述负载装置供给的电力进行调整，以提高从所述蓄电装置到所述多个负载装置的综合效率，
所述多个负载装置中包含用于推进电动车辆的电动机，
所述控制装置，当用于驱动所述电动机的电力发生增减时，对从所述蓄电装置向所述电动机以外的所述负载装置供给的电力进行调整，以提高增减后的所述电动机的电力的所述综合效率，
所述电动机以外的所述负载装置中包含对所述蓄电装置的电力进行变换从而向其他蓄电装置供给电力的电力变换装置，
所述控制装置，当用于驱动所述电动机的电力增加时，减少向所述电力变换装置供给的电力，以提高增加后的所述电动机的电力的所述综合效率，当用于驱动所述电动机的电力减少时，增加向所述电力变换装置供给的电力，以提高减少后的所述电动机的电力的所述综合效率。
5.如权利要求4所述的电动车辆的控制系统，其特征在于：
所述负载装置，各自通过多个检测器计测实际用于驱动电动车辆的电力，并且基于该计测结果的电力和向各所述负载装置供给的电力来计算驱动效率。
6.如权利要求5所述的电动车辆的控制系统，其特征在于：
所述控制装置，根据所述驱动效率对各所述负载装置的请求功率进行修正，确定向各所述负载装置供给的电力。
7.一种电动车辆的控制系统，其特征在于，包括：
进行充放电的蓄电装置；
从所述蓄电装置接受电力供给而动作的多个负载装置；和
对所述蓄电装置和所述多个负载装置进行控制的控制装置，其中
所述控制装置，在从所述蓄电装置向所述多个负载装置供给电力时，计算所述蓄电装置的充放电效率和各所述负载装置的驱动效率，并以使所述蓄电装置的放电功率的变动减小的方式对从所述蓄电装置向各所述负载装置供给的电力进行调整，以提高从所述蓄电装置到所述多个负载装置的综合效率，
所述多个负载装置中包含用于推进电动车辆的电动机，
所述控制装置，当用于驱动所述电动机的电力发生增减时，对从所述蓄电装置向所述电动机以外的所述负载装置供给的电力进行调整，以提高增减后的所述电动机的电力的所述综合效率，
所述控制装置，基于由多个检测器检测到的当前的电动车辆的行驶状态、道路地图信息和定位信息来预测将来的电动车辆的行驶状态，并且基于该预测结果的行驶状态来预测从所述蓄电装置向所述多个负载装置供给的电力，和伴随该电力的供给的所述蓄电装置的充放电效率与各所述负载装置的驱动效率，并预先对从所述蓄电装置向各所述负载装置供给的电力进行调整，以提高将来的行驶状态下的所述综合效率。
8.如权利要求7所述的电动车辆的控制系统，其特征在于：
所述控制装置，基于所述预测结果的行驶状态来预测用于驱动所述电动机的电力的增减，对于伴随向所述电动机供给的电力的增减调整供给电力的所述电动机以外的所述负载装置，在向所述电动机供给的电力增加之前先暂时增加向该负载装置供给的电力，在向所述电动机供给的电力减少之前先暂时减少向该负载装置供给的电力。
9.一种电动车辆的控制系统，其特征在于，包括：
进行充放电的蓄电装置；
从所述蓄电装置接受电力供给而动作的多个负载装置；和
对所述蓄电装置和所述多个负载装置进行控制的控制装置，其中
所述控制装置，在从所述蓄电装置向所述多个负载装置供给电力时，对从所述蓄电装置向各所述负载装置供给的电力进行调整，以使所述蓄电装置的放电功率的变动减小，
所述多个负载装置中包含用于推进电动车辆的电动机，
所述控制装置，当用于驱动所述电动机的电力发生增减时，对从所述蓄电装置向所述电动机以外的所述负载装置供给的电力进行调整，以使所述蓄电装置的放电功率的变动减小，
所述控制装置，基于由多个检测器检测到的当前的电动车辆的行驶状态、道路地图信息和定位信息来预测将来的电动车辆的行驶状态，并且基于该预测结果的行驶状态来预测用于驱动所述电动机的电力的增减，对于随着向所述电动机供给的电力的增减调整供给电力的所述电动机以外的所述负载装置，在向所述电动机供给的电力增加之前先暂时增加向该负载装置供给的电力，在向所述电动机的供给电力减少之前先暂时减少向该负载装置供给的电力。
10.一种电动车辆，其特征在于：
搭载有权利要求1～9的任意一项所述的电动车辆的控制系统。
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