CN102310854A - 用于混合车辆的蓄电控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于混合车辆的蓄电控制装置，该混合车辆包括：内燃机；电池，所述电池通过由内燃机驱动的发电机被充电；和马达，在从电池接收电能时所述马达被驱动，混合车辆在仅利用马达行驶的EV模式下进行行驶，所述蓄电控制装置包括：设置EV模式下的计划行驶距离的计划行驶距离设置单元；和剩余控制单元，所述剩余控制单元根据电池的蓄电状态计算EV模式下的能够行驶的距离，并且当计划行驶距离大于能够行驶的距离时，剩余控制单元操作所述内燃机以使发电机对电池充电，以便使电池中的蓄电量达到对应于计划行驶距离的蓄电量。

Description

用于混合车辆的蓄电控制装置
技术领域
本发明涉及一种用于混合车辆的蓄电控制装置，该蓄电控制装置通过电池的电力仅借助于马达就能够进行行驶。
背景技术
存在在控制之下保持车辆上的电池的恒定SOC(蓄电量)的同时进行行驶的相关技术的混合车辆。在该控制之下，相关技术的混合车辆利用储存在电池的电力在仅使用作为电源的马达的EV模式(EV行驶)下行驶，或者利用几乎由作为插入式系统的外部电源完全充电的电池在EV行驶中获得行驶距离。
在混合车辆的上述EV行驶中，由于混合车辆仅利用马达(没有发动机运转)行驶，所以运转声音小，并且人也免受噪声干扰。为此，当车辆于午夜在居民区中或者城镇周围行驶时，EV行驶是显著有效的。
在这种环境下，具有EV开关的相关技术的混合车辆已经上市，其中，在EV开关中，当车辆乘员操作EV开关以选择EV行驶时，仅进行EV行驶。
但是，在相关技术的混合车辆的EV行驶中，因为电池的电力被耗尽到在控制之下的恒定SOC的下限，所以在行驶过程中或者行驶之后电池中剩余的电能是不同的。在车辆乘员期望EV行驶的情形下，例如，当在午夜车辆进入接近为目的地的住宅的居民区时，或者当前一天放入车库的车辆清晨离开居民区时，电池不能经常确保有足够的SOC以允许车辆在居民区中行驶。为此，有很多这样的情况：当期望车辆安静行驶时，不能进行EV行驶。
特别地，在相关技术的混合车辆中，由于仅仅由指示器指示电池的SOC作为电池的剩余电能(蓄电量)，所以车辆乘员不能从指示器的指示了解混合车辆究竟还能真正进行EV行驶多长，并且即使执行了混合车辆的EV行驶，也不能在途中经常保持EV行驶，这就难以继续车辆乘员想要的安静行驶。
在相关技术的混合车辆中，如JP-A-2009-248822所揭示的，为了获得借助于电池执行的EV行驶的距离，根据目标行驶距离而增加电池中的蓄电量。
但是，JP-A-2009-248822没能认识到利用电池中剩余的电能来确保EV行驶的期望行驶距离。为此，混合车辆不能充分利用EV行驶。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于混合车辆的蓄电控制装置，该蓄电控制装置即使在任何环境下也能够行驶期望的EV行驶的计划行驶距离。
为了达到该目的，根据本发明提供一种用于混合车辆的蓄电控制装置，该混合车辆包含：内燃机；电池，该电池通过由内燃机驱动的发电机被充电；和马达，在从电池接收电能时驱动马达，混合车辆在仅利用马达行驶的EV模式下进行行驶，所述蓄电控制装置包含：设置EV模式下的计划行驶距离的计划行驶距离设置单元；和剩余控制单元，该剩余控制单元根据电池的蓄电状态计算EV模式下的能够行驶的距离，并且当计划行驶距离大于能够行驶的距离时，剩余控制单元操作内燃机以引起发电机对电池充电，以使电池中的蓄电量达到对应于计划行驶距离的蓄电量。
蓄电控制装置进一步包括：EV开关，该EV开关通过车辆乘员的操作将混合车辆的行驶模式设置为EV模式；和通知单元，该通知单元通知车辆乘员，在电池中确保对应于计划行驶距离的蓄电量。当电池中确保对应于计划行驶距离的蓄电量时，剩余控制单元使得EV开关有效。
剩余控制单元计算在EV模式下的行驶中每单位行驶距离消耗的单位电能并且基于单位电能的历史根据电池的蓄电状态计算能够行驶的距离。
当在电池中确保对应于计划行驶距离的蓄电量时，通知单元包括点亮的光源。
蓄电控制装置进一步包括：指示由剩余控制单元计算的能够行驶的距离的指示器。
附图说明
图1A和1B是图解根据本发明实施例的混合车辆的构造的示意图；
图2是示意性地图解用于混合车辆的蓄电控制装置的构造的方框图；和
图3是图解蓄电控制装置的控制流程的流程图。
具体实施方式
在下文中，参照图1A至图3将说明本发明的实施例。
图1B图解混合车辆的示例构造图。参照图1B将说明车辆的构造。车体1包括转向车轮2和驱动车轮3。在车体1中安装了驱动驱动车轮3的马达/发电机4(马达和发电机)，驱动驱动车轮3并且驱动(产生电力)马达/发电机4的发动机5，可充放电的电池6，逆变器7，和控制器9。马达/发电机4可以不是具有集成有发电机功能的马达功能的装置，但是可以具有马达和发电机被彼此分离的结构。
电池6通过逆变器7被连接到马达/发电机4，并且电力在电池6和马达/发电机4之间被传输。根据这种构造，存储在电池6中的电力被用于运转马达/发电机4。同样，发动机5通过马达/发电机4和离合器(未显示)被连接到驱动车轮3，以便能够驱动(发电)马达/发电机4并且驱动驱动车轮3。即，混合车辆能够进行EV模式的行驶和主要使用发动机5的HV模式的行驶，在EV模式中仅由电池6供应的电力(存储在电池6中的电力)驱动的马达/发电机4被用于行驶，而在HV模式中马达/发电机4被发动机5驱动(产生电能)以对电池6充电，或者发动机输出被传输到驱动车轮3。
控制器9控制EV行驶和HV行驶。更具体地，控制器9控制马达/发电机4的启动(马达)和根据行驶状态控制马达/发电机4的驱动(发电)，以便保持电池6的SOC(电池容量)的恒定下限。此外，控制器9仅在高负荷行驶状态下通过发动机输出来驱动驱动车轮3。同样，控制器9被连接到例如设置在司机座椅前面的仪表板1a上的EV开关8，并且在操作EV开关8时将模式强制切换到EV模式以便仅选择EV模式(EV行驶选择)。
如此构造的混合车辆被配备有蓄电控制装置10。例如，蓄电控制装置10被存储在控制器9的一部分中。蓄电控制装置10的构造如图2所示。
蓄电控制装置10是起到备用油箱作用的装置，其中，只有用于行驶期望EV行驶的计划行驶距离的蓄电量剩余在电池6中直到最后。蓄电控制装置10包括用于设置期望EV行驶的计划行驶距离的刻度盘12，和剩余控制单元14，在用于行驶设置的计划行驶距离的蓄电量剩余在电池6中时该剩余控制单元14能够进行EV行驶和HV行驶。
更具体地，例如，如图1A所示，刻度盘12被构造成刻度盘构件12a被设置在司机座椅前的仪表板1a上。表示计划行驶距离的刻度12b(例如，10至50km)被设置在刻度盘构件12a周围。当刻度盘构件12a的指针12c被调节到期望刻度部分时，计划行驶距离被设置。同样，指示器，例如，用于点亮扇形部分的显示系统的指示器13在刻度盘构件12a和刻度12b之间沿刻度12b被设置。
剩余控制单元14包括：从检测电池6的蓄电状态的SOC运算单元15读取现有电池6的SOC的功能；借助于SOC计算EV行驶的能够行驶的距离A的功能；将能够行驶的距离A与由刻度盘构件12a设置的计划行驶距离B比较的功能；将模式改变到EV模式或者HV模式的功能，在EV模式或者HV模式中允许剩余用于能够进行计划行驶距离B的EV行驶的SOC，并且当计划行驶距离B比能够行驶的距离A短时，保持SOC恒定；和对电池6充电的功能，当计划行驶距离B超出(大于)能够行驶的距离A时，用于将电池6恢复到对应于计划行驶距离B的蓄电量。结果，用于在EV模式下进行计划行驶距离B的EV行驶所需要的SOC被允许剩余在电池6中直到最后。即，提供能够进行任意距离的EV行驶的备用油箱功能。特别地，剩余控制单元14的输入侧被连接有电力消耗运算单元16，该电力消耗运算单元16基于EV行驶的过去行驶距离的历史计算电力消耗，该电力消耗是车辆的每单位行驶距离消耗的单位电能。用于能够进行EV行驶的计划行驶距离被设计成：基于过去行驶输出的历史和EV行驶的行驶距离尽可能正确地计算计划行驶距离。同样，当确保SOC时，通过剩余控制单元14使得EV开关8有效。
接近于刻度盘12设置的EV开关8被配备有为通知单元的EV灯18。在该实例中，例如，EV灯18由环状安排在EV开关8周围的光源构成。EV灯18通过灯控制单元19被连接到指示器13和剩余控制单元14。当在灯控制单元19的控制之下确保电池6中满足计划行驶距离的蓄电量即，SOC时，灯控制单元19的光源被设置成开启(点亮)。也就是，EV灯18的光通知车辆乘员，能够进行计划行驶距离的EV行驶，即，EV行驶是有效的。
指示器13被设置成点亮对应于通过剩余在现有电池6中的SOC(蓄电量)提供的EV行驶的计划行驶距离的扇形部分，并且指示器13被构造成通知车辆乘员现有EV能够行驶的距离。
如此构造的蓄电量控制单元10即使在任何环境下也能够进行期望EV行驶的剩余能够行驶的距离的行驶。
参照图3的控制流程将说明上述操作。
在混合车辆运行的过程中蓄电量控制单元10操作，并且，如步骤S1所示，首先获得基于行驶输出历史和行驶距离历史通过电力消耗运算单元16计算的所述电力消耗。随后，如步骤S2所示，蓄电量控制单元10从SOC运算单元15获得电池6的现有SOC值。在后续步骤S3中，蓄电量控制单元10根据获得的电力消耗和SOC值计算EV行驶的能够行驶的距离A。
例如，假设在车辆行驶过程中车辆乘员在午夜想要到达接近住宅的区域，并且当经过接近住宅的居民区时需要考虑抑制噪声影响。
在这种情形下，例如，车辆乘员假设经过城镇需要大约“30km”的EV行驶(取决于给定信息)，并且如图1A中所示将刻度盘12设置成“30km”。
在后续步骤S4中，蓄电控制装置10获得由刻度盘12设置的计划行驶距离B(30km)。在后续步骤S5中，蓄电控制装置10将能够行驶的距离A与计划行驶距离B比较。在这种情形下，如果能够行驶的距离A大于计划行驶距离B，那么蓄电控制装置10确定设置的EV行驶中的计划行驶距离是可执行的，并且前进到步骤S6，并且点亮EV灯18。于是，蓄电控制装置10通知车辆乘员，完成用于设置EV模式的准备，并且使得EV开关8有效。此外，在后续步骤S7中，蓄电控制装置10通过指示器13指示根据电池6中剩余的SOC计算的剩余能够行驶的距离，并且前进到步骤S8。在步骤S8中，蓄电控制装置10将模式改变到这样的行驶模式：在允许剩余对应于由刻度盘12设置的计划行驶距离B的SOC的同时混合车辆行驶(模式改变)。随后，在允许剩余SOC的同时，根据驱动状态适当执行EV模式或者HV模式。
另一方面，如果确定能够行驶的距离A低于计划行驶距离B即使一点，那么蓄电控制装置10前进到步骤S10，并且由指示器13指示通过电池6中剩余的SOC计算的剩余能够行驶的距离。在后续步骤S11，蓄电控制装置10对于二者距离之间的差通过增加的目标发电量由发动机5驱动(发电)马达/发电机4，以便确保对应于设置计划行驶距离B的蓄电量，并且对电池6充电以增加电池6中的蓄电量。在后续步骤S12中，蓄电控制装置10继续对电池6充电直到电荷恢复到对应于计划行驶距离B的SOC。由图1A中指示器的指示表示通过充电逐渐增加电池6的能够行驶的距离的方式。
在已经恢复SOC之后，蓄电控制装置10前进到步骤S13，点亮EV灯18，并且通知车辆乘员，完成用于设置EV行驶的准备，使得EV开关8有效，并且到达步骤S8。根据上述操作，如上述说明，实现模式改变。随后，在对应于计划行驶距离B的SOC剩余的情况下，执行对应于驱动状态的EV模式或者HV模式。
根据电池6的上述剩余控制，在混合车辆中，用于在EV行驶中行驶设置的计划行驶距离的性能在行驶过程中继续保持。
当混合车辆进入关注噪声的接近住宅的区域时，车辆乘员操作(按下)EV开关8。于是，从此时开始，(强制)执行EV模式下的EV行驶。
在这种情形下，由于电池6已经持续保持用于行驶要在EV模式下行驶的计划行驶距离的SOC，所以混合车辆能够以安静的EV行驶通过注意噪声的区域而到达住宅。
即使当前一天放入车库的混合车辆清晨离开居民区时，如果通过预测这种情况由刻度盘12设置计划行驶距离，那么这种控制能够处理注意噪声的清晨的行驶。
如上所述，利用能够进行要被执行的设置计划行驶距离的EV行驶的备用油箱功能，即使在任何环境下混合车辆都能够进行期望的能够行驶的距离的EV行驶。即使在设置EV模式下的计划行驶距离大于从电池6获得的能够行驶的距离，电池6也能够被充电到对于计划行驶距离所需要的蓄电量。因此，进行备用油箱功能以便能够确保期望的计划行驶距离。为此，在尤其于午夜或者清晨频繁行驶于居民区的运输车辆中这种功能是有效的。
而且，EV灯18能够通知车辆乘员能够进行EV行驶，所以车辆乘员能够迅速认识到该事实。特别地，由于通过光源的光，EV灯18视觉上通知车辆乘员确保蓄电量，所以EV灯18是可容易识别的。另外，当能够进行EV行驶时，EV开关8变为有效。因此，在通过EV开关8将模式强制切换到EV模式之后，能够以由车辆乘员想要的安静的EV行驶来确保完成在注意噪声的区域或者位置，例如在午夜接近住宅的区域、午夜的居民区或者清晨的居民区的行驶。因此，车辆乘员能够防止周围环境被噪声干扰。
特别地，由于考虑过去电力消耗计算能够行驶的距离，所以能够正确设置在EV模式的行驶下的计划行驶距离，并且能够正确实现车辆乘员想要的EV行驶。
同样，由指示器的指示能够确定通过当前电池6能够进行多久EV行驶，并且在设置计划行驶距离中被参照。
本发明并不局限于上述实施例，在不背离本发明的主旨的范围内可以进行各种修改和补充。例如，在上述实施例中，在设置的计划行驶距离是短的之后立即施加用于充电的控制。但是，本发明并不局限于这种构造。当正常HV模式起作用时，可以增加目标发电以及进行充电。充电时间并不是有限的。同样，可以利用声音通知来代替使用EV灯的通知。
在上述实施例中，由刻度盘12设置计划行驶距离B。但是，本发明并不局限于这种构造。可以提供另一种设置方式并且可以由该设置方式设置计划行驶距离B。
根据本发明的方面，即使在任何环境下，混合车辆都能够进行期望的计划行驶距离的EV行驶。
即使在设置EV模式下的计划行驶距离大于从电池获得的能够行驶的距离，由于电池被充电到对计划行驶距离所需要的蓄电量，所以能够确保在期望EV模式下的计划行驶距离，并且充分地执行备用油箱功能。
根据本发明的方面，由于通知单元告知车辆乘员能够进行期望EV行驶的事实，所以车辆乘员能够迅速认识该事实。而且，EV开关变得有效，并且通过操作EV开关能够强制改变模式到EV模式。因此，仅通过由车辆乘员想要的安静的EV行驶就确保能够在车辆乘员担心噪声的区域或者位置，例如在午夜接近住宅的区域、午夜的居民区或者清晨的居民区进行行驶。因此，车辆乘客能够防止周围环境被噪声干扰。
根据本发明的方面，在EV模式下的计划行驶距离能够通过进一步考虑每单位行驶距离消耗的单位电能(电力消耗)而被精确设置，并且车辆乘员想要的EV行驶能够被正确实现。
根据本发明的方面，通过点亮的光源能够视觉上通知车辆乘员，确保满足在EV模式下计划行驶距离的蓄电量。
根据本发明的方面，指示器的指示能够通知车辆乘员，仅通过现有电池能够进行多长EV行驶，这在设置计划行驶距离时能够被参考。

Claims (5)

1.一种用于混合车辆的蓄电控制装置，其特征在于，所述混合车辆包含：内燃机；电池，所述电池通过由所述内燃机驱动的发电机被充电；和马达，在从所述电池接收电能时所述马达被驱动，所述混合车辆在仅利用所述马达行驶的EV模式下进行行驶，所述蓄电控制装置包含：
设置所述EV模式下的计划行驶距离的计划行驶距离设置单元；和
剩余控制单元，所述剩余控制单元根据所述电池的蓄电状态计算所述EV模式下的能够行驶的距离，并且当所述计划行驶距离比所述能够行驶的距离长时，所述剩余控制单元操作所述内燃机以使所述发电机对所述电池充电，以使所述电池中的蓄电量达到对应于所述计划行驶距离的蓄电量。
2.如权利要求1所述的蓄电控制装置，其特征在于，进一步包含：
EV开关，所述EV开关通过车辆乘员的操作将所述混合车辆的行驶模式设置为所述EV模式；和
通知单元，所述通知单元通知车辆乘员，在所述电池中确保对应于所述计划行驶距离的所述蓄电量，
其中，当在所述电池中确保对应于所述计划行驶距离的所述蓄电量时，所述剩余控制单元使得所述EV开关有效。
3.如权利要求1所述的蓄电控制装置，其特征在于，
所述剩余控制单元计算在所述EV模式下的行驶中每单位行驶距离消耗的单位电能并且基于所述单位电能的历史，根据所述电池的所述蓄电状态计算所述能够行驶的距离。
4.如权利要求2所述的蓄电控制装置，其特征在于，
所述通知单元包括光源，当在所述电池中确保对应于所述计划行驶距离的所述蓄电量时，所述光源点亮。
5.如权利要求1所述的蓄电控制装置，其特征在于，进一步包含：
指示由所述剩余控制单元计算的所述能够行驶的距离的指示器。
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