CN102421631A - 电动车辆及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

主电池通过主侧升压电路连接到马达侧并且2个副电池中的1个通过副侧升压电路连接到马达侧的状态下且档位是驻车位置的时候(S310),驱动停止主侧升压电路以及副侧升压电路(S340、S350、S380),之后,主侧升压电路以及副侧升压电路为驱动停止中且从连接到马达侧的副电池的蓄电比例减去主电池的蓄电比例得到的蓄电比例差ΔSOC在阈值ΔSref1以下的时候(S360,S370),继续主侧升压电路以及副侧升压电路的驱动停止(S380)。

Description

电动车辆及其控制方法
技术领域
本发明关于电动车辆及其控制方法。
背景技术
现有的,作为此种的电动车辆,提出了具有:电动发电机,和驱动电动发电机的变换器,和第一蓄电装置,和在第一蓄电装置与连接有变换器的主正母线以及主负母线之间进行电压转换的第一转换器,和第二蓄电装置,和在第二蓄电装置与主正母线以及主负母线之间进行电压转换的第二转换器(例如,参照特许文献1)。此电动车辆中,对应于直到限制关于各蓄电装置的容许放电电力的SOC的残存电力量的比例算出放电电力分配率,并且对应于直到限制关于各蓄电装置的容许放电电力的SOC的充电容许量的比例算出蓄电装置的充电电力分配率,通过从电源系统向驱动力产生部的供电时按照放电电力分配率控制各转换器,从驱动力产生部向电源系统供电时按照充电电力分配率控制各转换器,由此抑制任一个蓄电装置中比其他的蓄电装置更早的达到放电界限或者充电界限。
现有技术文献
特许文献
特许文献1:特开2008-109840
发明内容
如此的电动车辆中,车辆的能量效率的提高,或者驾驶者的乘坐感受的提高是一个问题,作为解决此问题的一个方法,档位为驻车位置的时候也就是不需要为了行驶驱动发动机和2个电动发电机的时候,希望能够抑制无谓的电力消耗和噪音的产生。
本发明的电动车辆及其控制方法,主要目的为:档位为驻车位置的时候更好的抑制无谓的电力消耗和噪音。
本发明的电动车辆及其控制方法,为了达到上述的目的采用以下的方法。
本发明的电动汽车,使用来自于电动机的动力行驶的电动汽车,要点在于:包含:具有至少一个二次电池的第一电池部,具有至少一个二次电池的第二电池部,在连接到第一电池部的二次电池的第一电池电压系统和电动机侧之间,伴随电压的调整进行电力交换的第一升降压电路,在连接到第二电池部的二次电池的第二电池电压系统和电动机侧之间,随着电压的调整进行电力交换的第二升降压电路,和在档位是驻车档的驻车时,控制此第一升降压电路和此第二升降压电路使得停止驱动第一升降压电路和第二升降压电路的控制单元。
本发明的电动汽车,档位为驻车位置的驻车时,控制第一升降压电路和第二升降压电路使得停止驱动:随着连接到第一电池部的二次电池的第一电池电压系统和电动机侧之间的电压的调整,进行电力的交换的第一升降压电路,和随着连接到第二电池部的二次电池的第二电池电压系统和电动机侧之间的电压的调整,进行电力的交换的第二升降压电路。如此,在驻车时,能够抑制由于驱动第一升降压电路和第二升降压电路产生的电力消耗(损失)和噪音。
如此的本发明的电动汽车中,所述控制单元可以是如下单元:在所述驻车时从第二蓄电比例减去第一蓄电比例得到的蓄电比例差比预定值大时,控制所述第一升降压电路和所述第二升降压电路,使得在所述蓄电比例差变为小于所述预定值的第二预定值以下之前,从所述第二电池部的二次电池向连接于所述第一电池电压系统的设备供给电力,所述第一蓄电比例是所述第一电池部的二次电池的蓄电量相对于蓄电容量的比例,所述第二蓄电比例是所述第二电池部的二次电池的蓄电量相对于蓄电容量的比例。根据此,能够从第二电池部的二次电池向设备供给电力,能够抑制第二电池部的二次电池的蓄电比例不变化而仅仅是第一电池部的二次电池的蓄电比例下降。此处,“预定值”也可以是固定值,也可以根据系统启动时或者从档位为驻车位置以外的位置切换操作到驻车位置的时候的蓄电比例差确定。本形式的本发明的电动车辆中,所述控制手段可以是如下单元:在所述驻车时通过从所述第一电池部的二次电池向所述设备的电力供给使得所述蓄电比例差变为大于所述预定值时,控制所述第一升降压电路和所述第二升降压电路,使得在所述蓄电比例差变为所述第二预定值以下之前,从所述第二电池部的二次电池向所述设备供给电力。
并且,本发明的电动汽车中,所述设备可以包含:空调装置中的空调压缩机,与所述第一电池电压系统和能够向辅机供给电力的辅机用二次电池连接的DC/DC转换器中的至少一方。
进一步的,本发明的电动汽车中,包含:进行所述第一电池部的二次电池与所述电动机侧的连接以及连接的解除的第一连接解除单元;以及进行所述第二电池部的二次电池与所述电动机侧的连接以及连接的解除的第二连接解除单元,所述第一电池部是具有作为二次电池的一个主二次电池的装置,所述第二电池部是具有作为二次电池的多个辅助用二次电池的装置,所述控制单元可以是如下单元:控制所述第一连接解除单元,使得将所述主二次电池连接于所述电动机侧,并且控制所述第二连接解除单元,使得将所述多个辅助用二次电池一个一个依次切换而连接于所述电动机侧。
或者,本发明的电动汽车中,包含:内燃机,能够输入输出动力的发电机,和连接3个旋转元件到所述内燃机的输出轴、所述发电机的旋转轴、和连结于车轴的驱动轴3个轴的行星齿轮机构,所述第一升降压电路,在第一电池电压系统与所述发电机和所述电动机侧之间,伴随电压的调整进行电力交换,所述第二升降压电路,在所述第二电池电压系统与所述发电机和所述电动机侧之间,伴随电压的调整进行电力交换。
附加的,本发明的电动车辆中,可以具有在系统停止的状态下连接到外部电源,使用来自此外部电源的电力对所述多个的二次电池充电的充电器。
本发明的电动汽车的控制方法,其特征在于,包含:输入输出行驶用的动力的电动机,具有至少一个二次电池的第一电池部,具有至少一个二次电池的第二电池部,在连接到所述第一电池部的二次电池的第一电池电压系统和所述电动机侧之间,随着电压的调整进行电力交换的第一升降压电路,和在连接到所述第二电池部的二次电池的第二电池电压系统和所述电动机侧之间,随着电压的调整进行电力交换的第二升降压电路,
在档位是驻车档的驻车时,控制此第一升降压电路和此第二升降压电路,使得停止驱动所述第一升降压电路和所述第二升降压电路。
此本发明的电动汽车的控制方法中,在档位为驻车位置的驻车时,控制第一升降压电路和第二升降压电路,使得停止驱动:随着连接到第一电池部的二次电池的第一电池电压系统和电动机侧之间的电压的调整进行电力交换的第一升降压电路,和随着连接到第二电池部的二次电池的第二电池电压系统和电动机侧之间的电压的调整进行电力交换的第二升降压电路。如此,在驻车时,能够抑制由于驱动第一升降压电路或/和第二升降压电路产生的电力消耗(损失)和噪音。
如此的本发明的电动汽车的控制方法中,其特征在于:在所述驻车时从第二蓄电比例减去第一蓄电比例得到的蓄电比例差比预定值大时,控制所述第一升降压电路和所述第二升降压电路,使得在所述蓄电比例差变为小于所述预定值的第二预定值以下之前,从所述第二电池部的二次电池向连接于所述第一电池电压系统的设备供给电力,所述第一蓄电比例是所述第一电池部的二次电池的蓄电量相对于蓄电容量的比例,所述第二蓄电比例是所述第二电池部的二次电池的蓄电量相对于蓄电容量的比例。如此,能够从第二电池部的二次电池向设备供给电力,能够抑制第二电池部的二次电池的蓄电比例不变化而仅仅是第一电池部的二次电池的蓄电比例下降。此处,“预定值”也可以是固定值,也可以是基于系统启动时或者从档位为驻车位置以外的位置切换操作到驻车位置的时候的蓄电比例差确定。本形式的本发明的电动车辆的控制方法中,其特征在于:在所述驻车时通过从所述第一电池部的二次电池向所述设备的电力供给使得所述蓄电比例差变为大于所述预定值时,控制所述第一升降压电路和所述第二升降压电路,使得在所述蓄电比例差变为所述第二预定值以下之前,从所述第二电池部的二次电池向所述设备供给电力。
附图说明
图1是表示作为本发明的一个实施例的混合动力车辆20的结构的概略的结构图;
图2是表示电气系统的结构的概略的结构图;
图3是表示由实施例的混合动力用电子控制单元70实行的行驶模式连接状态设定例程的一个例子的流程图;
图4是表示由混合动力用电子控制单元70实行的驻车时升压电路控制例程的一个例子的流程图;
图5是示意表示档位SP为驻车位置的时候的主电池50以及副电池60的蓄电比例SOC1,SOC2,蓄电比例差ΔSOC,主侧升压电路55以及副侧升压电路65的状态的时间变化的形式的说明图;
图6是表示变形例的混合动力车辆120的结构的概略的结构图;
图7是表示变形例的混合动力车辆220的结构的概略的结构图;
图8是表示变形例的混合动力车辆320的结构的概略的结构图;
图9是表示变形例的电动车辆420的结构的概略的结构图。
用于实施发明的方式
接着,使用实施例说明用于实施本发明的形式。
图1是表示作为本发明的一个实施例的混合动力车辆20的结构的概略的结构图。实施例的混合动力车辆20,如图所示,包含:以汽油或轻油等作为燃料的发动机22,和驱动控制发动机22用的电子控制单元(以下,也称发动机ECU)24,和齿轮架连接到发动机22的曲轴26并且齿圈连接到通过差动齿轮38连接到驱动轮39a,39b的驱动轴32上的行星齿轮30,和例如作为同步发电电动机构成,转子连接到行星齿轮30的太阳轮的马达MG1,和例如作为同步发电电动机构成,转子连接到驱动轴32的马达MG2,用于驱动马达MG1,MG2的变换器41,42,和通过开关控制变换器41,42的未图示的开关元件,驱动控制马达MG1,MG2的马达用电子控制单元(以下,也称马达ECU)40,作为锂离子二次电池构成的主电池50,副电池60,62,和连接到通过系统主继电器56连接有主电池50的电力线(以下,也是第一电池电压系统电力线)59和连接到变换器41,42的电力线(以下,也是高电压系统电力线)54,对来自主电池50的电压升压,能够向变换器41,42侧供给的主侧升压电路55,和连接到分别通过系统主继电器66,67连接到副电池60,62的电力线(以下,也是第二电池电压系统电力线)69和高电压系统电力线54、在副电池60,62中连接到第二电池电压系统电力线69的副电池(以下,也是连接副电池)来的电压升压,能够向变换器41,42侧供给的副侧升压电路65,和管理主电池50和副电池60,62的电池用电子控制单元(以下,也是电池ECU)52,和使用通过连接到第一电池电压系统电力线59的变换器94供给的电力驱动的未图示的空调装置的压缩机95,和连接到第一电池电压系统电力线59和未图示的能够向辅助设备供给电力的辅助设备电池97、能够对第一电池电压系统电力线59侧的电压降压供给到辅助设备的DC/DC变换器96,和连接到第二电池电压系统电力线69的充电器90,和连接到充电器90并且形成为能够连接与作为车外的电源的交流的外部电源(例如,家庭用电源(AC100V)等等)100的外部电源侧连接器102的车辆侧连接器92,和与发动机ECU24、马达ECU40,电池ECU52通信控制车辆全体的混合动力用电子控制单元70。此处,充电器90,包含:进行第二电池电压系统电力线69和车辆侧连接器92的连接和连接的解除的充电用继电器,转换从外部电源100来的交流电力为直流电力的AC/DC转换器,转换由AC/DC转换器转换后的直流电力的电压,供给到第二电池电压系统电力线69的DC/DC转换器等。以下,为了说明的方便,从主侧升压电路55以及副侧升压电路65到变换器41,42侧称为高电压系统,从主侧升压电路55到主电池50侧称为第一电池电压系统,从副侧升压电路65到副电池60,62侧称为第二电池电压系统。
主侧升压电路55,如图2表示的电气系统的结构的概略的结构图所示。由包含:由包括2个的晶体管T11,T12和与晶体管T11,T12反方向的并联的2个二极管D11,D12和电抗器L1的升压转换器构成。2个的晶体管T11,T12分别连接到高电压系统电力线54的正极母线和负极母线,在晶体管T11,T12的接触点连接电抗器L1。并且,分别连接到电抗器L1和高电压系统电力线54的负极母线的第一电池电压系统电力线59的正极母线和负极母线,通过系统主继电器56分别连接于主电池50的正极端子和负极端子。如此,能够通过晶体管T11,T12的开关控制,将主电池50的直流电力对其电压升压后供给到变换器41,42,将作用到高电压系统电力线54的直流电压降压后,对主电池50进行充电。并且,在高电压系统电力线54的正极母线和负极母线连接平滑用电容57,在第一电池电压系统电力线59的正极母线和负极母线连接平滑用电容58。
副侧升压电路65,如图2所示,相对于高电压系统电力线54的正极母线以及负极母线与主侧升压电路55并联,由包含:2个的晶体管T21,T22和与晶体管T21,T22反方向的并联的2个二极管D21,D22和电抗器L2的升压转换器构成。2个的晶体管T21,T22分别连接到高电压系统电力线54的正极母线和负极母线,在晶体管T21,T22的接触点连接电抗器L2。并且,在分别连接到电抗器L2和高电压系统电力线54的负极母线的第二电池电压系统电力线69的正极母线和负极母线,通过系统主继电器66分别连接到副电池60的正极端子和负极端子,并且通过和系统主继电器66并联的系统主继电器67连接副电池62的正极端子和负极端子。如此,能够通过晶体管T21,T22的开关控制,将副电池60,62的直流电力对其电压升压后供给到变换器41,42,将作用到高电压系统电力线54的直流电压降压后,对副电池60,62进行充电。并且,在第二电池电压系统电力线69的正极母线和负极母线连接平滑用电容68。
向电池ECU52,输入管理主电池50和副电池60,62必要的信号,例如,来自在主电池50的端子间设置的电压传感器51a的端子间电压Vb1,来自设置于主电池50的正极侧的输出端子的电流传感器51b的充放电电流Ib1,来自设置于主电池50的温度传感器51c的电池温度Tb1,来自副电池60,62各自的端子间设置的电压传感器61a,63a的端子间电压Vb2,Vb3,来自设置于副电池60,62各自的正极侧的输出端子的电流传感器61b,63b的充放电电流Ib2,Ib3,来自设置于副电池60,62各自的温度传感器61c,63c的电池温度Tb2,Tb3。根据需要通过通信将关于主电池50,或者副电池60,62的状态的数据,输出到混合动力用电子控制单元70。并且,电池ECU52,为了管理主电池50,基于由电流传感器51b检测的充放电电流Ib1的累计值运算出是主电池50的蓄电量E1相对于蓄电容量RC1的比例的蓄电比例SOC1,基于运算出的蓄电比例SOC1和电池温度Tb1运算出作为可以使主电池50充放电的最大容许输入输出限制Win1,Wout1,并且,为了管理副电池60,62,基于由电流传感器61b,63b检测的充放电电流Ib2,Ib3的累计值算出是副电池60,62的蓄电量E2,E3相对于蓄电容量RC2,RC3的比例的蓄电比例SOC2,SOC3,基于运算的蓄电比例SOC2,SOC3和电池温度Tb2,Tb3,运算作为副电池60,62的输入输出限制Win2,Wout2,Win3,Wout3。并且,电池ECU52,也运算作为运算出的蓄电比例SOC1,SOC2,SOC3分别乘以蓄电容量RC1,RC2,RC3得到的蓄电量E1,E2,E3的和(E1+E2+E3)的相对于主电池50,副电池60,62的全部蓄电容量(RC1+RC2+RC3)的比例的全体蓄电比例SOC。并且,主电池50的输入输出限制Win1,Wout1,能够基于温度Tb1设定输入输出限制Win1,Wout1的基本值,基于主电池50的蓄电比例SOC1设定输出限制用补正系数和输入限制用补正系数,通过将设定的输入输出限制Win1,Wout1的基本值乘以补正系数设定。副电池60,62的输入输出限制Win2,Wout2,Win3,Wout3,能够与主电池50的输入输出限制Win1,Wout1同样的设定。进一步的,实施例中,主电池50,副电池60,62,使用蓄电容量RC1,RC2,RC3相同的电池(以下,一起使用蓄电容量RC表示)。
混合动力用电子控制单元70,作为以CPU72为中心的微处理器构成,在CPU72之外,包含:存储处理程序的ROM74,和临时的存储数据的RAM76,和未图示的输入输出端口以及通信端口。混合动力用电子控制单元70,通过输入端口输入:来自设置于平滑用电容57的端子间的电压传感器57a的电压(高电压系统的电压)VH,来自设置于副侧升压电路65的高压系统电力线54的端子的电流传感器65a的副侧电流Ibs,来自设置于平滑用电容58的端子间的电压传感器58a的电压(第一电池电压系统的电压)VL1,来自设置于平滑用电容68的端子间的电压传感器68a的电压(第二电池电压系统的电压)VL2,来自点火开关80的点火信号,来自检测换挡杆81的操作位置的档位传感器82的档位SP,来自检测加速踏板83的踏入量的加速踏板位置传感器84的加速开度Acc,来自检测制动踏板85的踏入量的制动踏板位置传感器86的制动踏板位置BP,来自车速传感器88的车速V等等。从混合动力用电子控制单元70,通过输出端口输出:对主侧升压电路55的开关元件的开关控制信号,对副侧升压电路65的开关元件的开关控制信号,对系统主要继电器56,66,67的驱动信号,对变换器94的驱动信号,对DC/DC转换器96的驱动信号,对充电器90的控制信号等。混合动力用电子控制单元70,通过通信端口连接于发动机ECU24,马达ECU40,电池ECU52,与发动机ECU24,马达ECU40,电池ECU52进行各种控制信号或/和数据的交换。并且,实施例的混合动力车辆20中,作为由档位传感器82检测的档位SP,存在驻车位置(P档),空位置(N档),前进位置(D档),倒退位置(R档)。
如此构成的实施例的混合动力车辆20,基于对应于驾驶者的加速踏板83的踏入量的加速开度Acc和车速V计算应该对驱动轴32输出的要求转矩,运行控制发动机22和马达MG1和马达MG2,使得向驱动轴32输出对应于与此要求转矩的要求动力。作为发动机22和马达MG1和马达MG2的运行控制,存在如下模式:运行控制发动机22使得从发动机22输出符合要求动力的动力,并且驱动控制马达MG1以及马达MG2使得通过动力分配整合机构30和马达MG1和马达MG2将来自发动机22输出的动力的所有进行转矩变换,输出到驱动轴32的转矩变换运转模式;运转控制发动机22使得从发动机22输出满足要求动力和主电池50或/和副电池60,62的充放电的必要的电力之和,并且驱动控制马达MG1以及马达MG2使得随着主电池50和/或副电池60,62的充放电,随着通过动力分配整合机构30和马达MG1和马达MG2将来自发动机22输出的动力的所有或者一部分进行转矩变换,将要求动力输出到驱动轴32的充放电运转模式;运转控制使得停止发动机22的运转,向驱动轴32输出来自马达MG2的满足要求动力的动力的马达运转模式等。并且,转矩变换运转模式和充放电运转模式都是,控制发动机22和马达MG1,MG2使得随着发动机22的运转向驱动轴32输出要求动力的模式,所以能够整合两者作为发动机运转模式考虑。
并且,实施方式的混合动力车辆20,在自己的住宅或者设定的充电点系统停止车辆后,连接外部电源侧连接器102和车辆侧连接器92的时候,通过充电器90内的充电用继电器导通,系统主继电器56,66,67的导通断开和主侧升压电路55和/或副侧升压电路65、充电器90内的AC/DC转换器或者DC/DC转换器的控制,使用来自外部电源100的电力使主电池50和/或副电池60,62为满充电或者比满充电低的预定的充电状态(例如,蓄电比例SOC1,SOC2,SOC3为80%或者85%的状态)。如此在主电池50和/或副电池60,62为充分的充电了的状态下进行系统启动(点火)并行驶的时候,能够通过使用来自主电池50和/或副电池60,62的电力的电动行驶来行驶一定程度的距离(时间)。而且,实施例的混合动力车辆20中,因为附加于主电池50之外包含副电池60,62,相比于仅仅包含主电池50,能够延长通过电动行驶来行驶的行驶距离(行驶时间)。
图3是表示由实施例的混合动力用电子控制单元70实行的行驶模式连接状态设定流程的一个例子的流程图。此流程是,在系统启动了的时候开始实行。系统启动实行此流程的时候,混合动力用电子控制单元70的CPU72,首先,输入全体蓄电比例SOC(步骤S100),并且判定输入的全体蓄电比例SOC是否在作为能够一定程度的电动行驶的全体蓄电比例SOC预先设定的阈值Sev(例如40%或者50%等等)以上(步骤S110),在全体蓄电比例SOC在阈值Sev以上的时候,设定行驶模式为优先通过马达运转模式行驶(电动行驶)来行驶的电动行驶优先模式(步骤S120)、系统主继电器56,66导通,成为第一连接状态(主电池50以及副电池60和马达MG1,MG2侧连接并且副电池62和马达MG1,MG2侧的连接解除的状态)(步骤S130)。此处,全体蓄电比例SOC,设定为对蓄电比例SOC1,SOC2,SOC3分别乘以各自的蓄电容量RC1,RC2,RC3得到的蓄电量E1,E2,E3的和(E1+E2+E3)相对于主电池50,副电池60,62的全蓄电容量(RC1+RC2+RC3)的比例,从电池ECU52通过通信输入。
接着,控制主侧升压电路55和副侧升压电路65,使得相比于主电池50的蓄电比例SOC1,副电池60的蓄电比例SOC2迅速降低,并且根据电动行驶优先模式行驶,副电池60的蓄电比例SOC2到了小于阈值Sref2(例如25%或者30%或者35%)时(步骤S140,S150)、从第一连接状态使系统主要继电器66断开,并且使系统主要继电器67导通,切换到第二连接状态(主电池50以及副电池62和马达MG1,MG2侧连接并且副电池60和马达MG1,MG2侧的连接解除的状态)(步骤S160)。然后,控制主侧升压电路55和副侧升压电路65使得:主电池50的蓄电比例SOC1到了阈值Sref1(例如25%或者30%或者35%)以下的定时和副电池62的蓄电比例SOC3到了阈值Sref3(例如25%或者30%或者35%)以下的定时相同,并且此定时全体蓄电比例SOC小于阈值Shv(例如25%或者30%或者35%等),并且根据电动行驶优先模式行驶,在主电池50的蓄电比例SOC1小于阈值Sref1并且副电池62的蓄电比例SOC3小于阈值Sref3的定时,全体蓄电比例SOC小于阈值Shv的时候(步骤S170,S180),切换行驶模式从电动行驶优先模式到优先通过发动机运转模式行驶(混合动力行驶)行驶的混合动力行驶优先模式(步骤S190),并且从第二连接状态使系统主继电器67断开切换到副切断状态(主电池50和马达MG1,MG2侧连接并且副电池60,62两者和马达MG1,MG2侧的连接解除的状态)(开关S200),系统停止时(步骤S210),完成本例程。
另一方面,步骤S110中全体蓄电比例SOC小于阈值Sev的时候,设定混合动力行驶优先模式作为行驶模式(步骤S190),并且成为副切断状态(步骤S200)、系统停止时(步骤S210),完成本流程。
并且,实施例中,设定混合行驶优先模式为行驶模式的时候,对基于来自加速踏板位置传感器84的加速开度Acc和来自车速传感器88的车速V的要求转矩Tr*乘以驱动轴32的转速(对马达MG2的转速Nm2或者车速V乘以换算系数得到的转速)计算行驶要求的行驶用功率Pdrv*,将作为计算的行驶用功率Pdrv*和主电池50的充放电要求功率Pb*的和的要求功率Pe*和作为比能够有效率的运转发动机22的最小的功率大若干的功率预设的阈值Phv比较,要求功率Pe*在阈值Phv以下的时候,电动行驶,要求功率Pe*在阈值Phv以上的时候,混合动力行驶。如此,能够有效率的行驶。并且,在设定电动行驶优先模式为行驶模式的时候,设定主电池50的输出限制Wout1和连接副电池的输出限制的和(第一连接状态的时候是主电池50的输出限制Wout1和副电池60的输出限制Wout2的和,第二连接状态的时候是主电池50的输出限制Wout1和副电池62的输出限制Wout3的和)为输出限制Wout,对基于加速开度Acc和车速V的要求转矩Tr*乘以驱动轴32的转速计算行驶用功率Pdrv*,计算的行驶用功率Pdrv*在输出限制Wout以下的时候电动行驶,行驶用功率Pdrv*大于输出限制Wout的时候混合动力行驶。通常,因为设定电动行驶优先模式为行驶模式的时候的输出限制Wout比阈值Phv大,通过如此的控制,设定电动行驶优先模式为行驶模式的时候,相比于设定混合动力行驶优先模式为行驶模式的时候容许电动行驶变得容易,因此直到主电池50和/或副电池60,62的蓄电比例SOC1,SOC2,SOC3变小之前,能够容易的进行电动行驶。
接着,关于实施例的混合动力车辆20的档位SP为驻车位置的时候的主侧升压电路55和副侧升压电路65的控制进行说明。图4是表示由混合动力用电子控制单元70实行的驻车时升压电路控制例程的一个例子的流程图。此例程是,档位SP为驻车位置的时候,以每个预定的时间(例如每数msec)反复实行。并且,以下的说明中,根据说明,考虑为:变换器41,42驱动停止,根据需要驱动未图示的空调装置的压缩机95。
实行驻车时升压电路控制例程的时候,混合动力用电子控制单元70的CPU72,首先,输入主电池50以及副电池60,62的蓄电比例SOC1,SOC2,SOC3,通过的图3的行驶模式连接状态设定例程设定的连接状态等等控制必要的数据(步骤S300)。此处,主电池50以及副电池60,62的蓄电比例SOC1,SOC2,SOC3,从电池ECU52通过通信输入基于由电流传感器51b,61b,63b检测的充放电电流Ib1,Ib2,Ib3的累计值分别运算的内容。
如此输入数据的时候,检查输入的连接状态(步骤S310),第一连接状态的时候,从副电池60的蓄电比例SOC2减去主电池50的蓄电比例SOC1计算蓄电比例差ΔSOC(步骤S320),第二连接状态的时候,从副电池62的蓄电比例SOC3减去主电池50的蓄电比例SOC1计算蓄电比例差ΔSOC(步骤S330)。
接着,开始此例程的反复实行的时候(系统启动时,或者档位SP从驻车位置以外的位置变更到驻车位置的时候)检查设定0为初期值的标志F的值(步骤S340)、标志F为值0的时候,将标志F设定为值1(步骤S350),控制主侧升压电路55以及副侧升压电路65使得驱动停止主侧升压电路55以及副侧升压电路65(步骤S380),完成本例程。如此,在第一连接状态或者第二连接状态下,档位SP为驻车位置,并且变换器41,42为驱动停止的时候(没有进行马达MG1,MG2侧和主电池50和/或连接副电池之间的电力的交换的必要的时候),能够抑制由于主侧升压电路55以及副侧升压电路65的晶体管T11、T12、T21、T22的开关产生的噪声和电力消耗(损失)。
如此对标志F设定值1的时候,判定主侧升压电路55以及副侧升压电路65是否为驱动停止中(步骤S360),判定为主侧升压电路55以及副侧升压电路65是驱动停止中的时候,比较蓄电比例差ΔSOC和阈值ΔSref1(例如,10%或者15%,20%等等)(步骤S370),蓄电比例差ΔSOC在阈值ΔSref1以下的时候,继续主侧升压电路55以及副侧升压电路65的驱动停止(步骤380),完成本例程。此情况下,使用来自主电池50的电力根据必要驱动压缩机95,主电池50的蓄电比例SOC1降低,增大蓄电比例差ΔSOC。上述的阈值ΔSref1是,用于判定主电池50的蓄电比例SOC1相比于副电池的蓄电比例是否小一定程度。
步骤S370中蓄电比例差ΔSOC比阈值ΔSref1大的时候,控制主侧升压电路55以及副侧升压电路65使得,压缩机95的驱动用的电力Ph从连接副电池(第一连接状态的时候为副电池60,第二连接状态的时候为副电池62)向压缩机95供给(步骤S390),完成本例程。实施例中,设定压缩机95的驱动用的电力Ph作为连接副电池和高电压系统之间的应该交换的目标电力Pbs*,开关控制副侧升压电路65的晶体管T21,T22使得:来自电压传感器57a的高电压系统的电压VH和来自电流传感器65a的副侧电流Ibs的积得到的连接副电池和高电压系统之间交换的电力(以下,为副侧电力Pbs)成为目标电力Pbs*,并且开关控制主侧升压电路55的晶体管T21,T22使得向压缩机95供给此副侧电力Pbs。也就是说,控制副侧升压电路65使得随着由副侧升压电路65升压使来自连接副电池的目标电力Pbs*向高电压系统供给,并且控制主侧升压电路55使得:随着由主侧升压电路55降压使向高电压系统供给的电力向压缩机95供给。如此,能够不进行来自主电池50的放电,并且,将压缩机95的驱动用的电力Ph从连接副电池通过高电压系统供给到压缩机95,能够抑制连接副电池的蓄电比例不变化而仅仅过于降低主电池50的蓄电比例SOC1。
如此,驱动主侧升压电路55以及副侧升压电路65的时候,步骤S360中,判断为主侧升压电路55以及副侧升压电路65不是驱动停止中的时候,比较蓄电比例差ΔSOC和比上述的阈值ΔSref1小的阈值ΔSref2(例如,2%或者3%,5%等等)(步骤S400)、蓄电比例差ΔSOC比上述的阈值ΔSref2大的时候,驱动主侧升压电路55以及副侧升压电路65(步骤S390),完成本例程。通过如此的继续主侧升压电路55以及副侧升压电路65的控制,降低连接副电池的蓄电比例使蓄电比例差ΔSOC变小。
然后,步骤S400中,蓄电比例差ΔSOC到了阈值ΔSref2以下的时候,控制主侧升压电路55以及副侧升压电路65使得驱动停止主侧升压电路55以及副侧升压电路65(步骤S410),完成本例程。如此驱动停止主侧升压电路55以及副侧升压电路65的时候,下次实行本例程的时候,在步骤S360中判定为主侧升压电路55以及副侧升压电路65是驱动停止中,直到蓄电比例差ΔSOC比上述的阈值ΔSref2大之前,继续主侧升压电路以及副侧升压电路65的驱动停止(步骤S370,S380)。
图5是模式性的表示在第一连接状态下主电池50以及副电池60的蓄电比例SOC1,SOC2较高、档位SP为驻车位置的时候的主电池50以及副电池60的蓄电比例SOC1,SOC2,蓄电比例差ΔSOC,主侧升压电路55以及副侧升压电路65的状态的时间变化的形式的说明图。并且,为了简单,考虑为:马达MG1,MG2为驱动停止,压缩机95随着一定的电力消费一直被驱动。如图所示,时间t1中,因为蓄电比例差ΔSOC是在阈值ΔSref1以下,驱动停止主侧升压电路55以及副侧升压电路65,使用来自主电池50的电力驱动压缩机9。此情况下,能够通过驱动停止主侧升压电路55以及副侧升压电路65,抑制由于主侧升压电路55或者副侧升压电路5的晶体管T11,T12,T21,T22的开关产生的噪音和电力消耗(损失)。然后,主电池50的蓄电比例SOC1低下,蓄电比例差ΔSOC增大,蓄电比例差ΔSOC比阈值ΔSref2大的时候(时间t2),不进行来自主电池50的放电,并且,通过控制主侧升压电路55以及副侧升压电路65使得压缩机95的驱动用的电力Ph从副电池60向压缩机95供给,由此从连接副电池通过高电压系统向压缩机95供给压缩机95的驱动用的电力Ph,副电池60的蓄电比例SOC2降低,减小蓄电比例差ΔSOC,在蓄电比例差ΔSOC在阈值ΔSref2以下的时候(时间t3),驱动停止主侧升压电路55以及副侧升压电路65。
步骤S310中副切断状态的时候,也就是说,副电池60,62的两者和马达MG1,MG2侧的连接解除的时候,驱动停止主侧升压电路55以及副侧升压电路65(步骤S410),完成本例程。
根据如上述说明的实施例的混合动力车辆20,在档位SP为驻车位置的时候,因为驱动停止主侧升压电路55以及副侧升压电路65,能够抑制由于主侧升压电路55或者副侧升压电路5的晶体管T11,T12,T21,T22的开关产生的噪音和电力消耗(损失)。并且,根据实施例的混合动力车辆20,即使在档位SP为驻车位置的时候,因为在从连接副电池的蓄电比例减去主电池50的蓄电比例得到的蓄电比例差ΔSOC在大于阈值ΔSref1的时候,控制主侧升压电路55以及副侧升压电路65使得:直到蓄电比例差ΔSOC变为阈值ΔSref2以下之前从连接副电池向压缩机95供给压缩机95的驱动用的电力Ph,所以能够从连接副电池向压缩机95供给电力,能够抑制不变化连接副电池的蓄电比例而仅仅过于降低主电池50的蓄电比例SOC1。
实施例的混合动力车辆20中,虽然阈值ΔSref1以及阈值ΔSref2使用固定值,也可以基于开始图4的驻车时升压电路控制例程的反复的实行的时候(系统启动时或者档位SP从驻车位置以外的位置变换到驻车位置的时候)的蓄电比例差ΔSOC设定。此情况下,例如,也可以是此流程的反复的实行的开始的时候的蓄电比例差ΔSOC作为基准值ΔSOCset,基准值ΔSOCset再加上预定值α1(例如,10%或者15%,20%等等)的值作为阈值ΔSref1设定,设定基准值ΔSOCset再加上预定值α2(例如,2%或者3%,5%等等)的值作为阈值ΔSref2。如此,能够抑制此例程的反复的实行的开始的时候的蓄电比例差ΔSOC,和此例程的反复的实行的中止的时候(档位SP换挡到驱动位置或后退位置时等)的蓄电比例差ΔSOC过大的不同。也就是说,能够抑制不变化连接副电池的蓄电比例而仅仅过于降低主电池50的蓄电比例SOC1。
实施例的混合动力车辆20中,虽然控制主侧升压电路55以及副侧升压电路65使得不进行来自主电池50的放电而从连接副电池向压缩机95通过高电压系统向压缩机95供给电力,但是也可以控制主侧升压电路55以及副侧升压电路65使得对来自主电池50充放电若干的电力,并且从连接副电池向压缩机95通过高电压系统向压缩机95供给电力。
实施例的混合动力车辆20中,虽然在驻车时,在第一连接状态或者第二连接状态中,蓄电比例差ΔSOC大于阈值ΔSref1的时候,驱动主侧升压电路55以及副侧升压电路65,但是也可以不管蓄电比例差ΔSOC,不驱动主侧升压电路55以及副侧升压电路65。
实施例的混合动力车辆20中,虽然,关于档位SP是驻车位置时,根据需要驱动压缩机95的时候的主侧升压电路55以及副侧升压电路65的控制进行了说明,但是,关于对压缩机95加上或者代替的驱动DC/DC转换器96进行从第一电池电压系统线59向辅助设备97进行电力供给的时候,也可以根据蓄电比例差ΔSOC和阈值ΔSref1或者阈值ΔSref2的比较结果驱动停止或驱动主侧升压电路55以及副侧升压电路65。
实施例的混合动力车辆20中,虽然,关于从自主电池50和/或连接副电池向压缩机95和/或驱动DC/DC转换器96供给电力的情况进行了说明,但是,主电池50和/或连接副电池的蓄电比例低的时候,也可以使用来自主电池50和/或连接副电池的电力由马达MG1起转发电机22进行启动,使用来自发动机22的动力进行通过马达MG1发电对主电池50和/或连接副电池进行充电、供给电力到压缩机95和/或驱动DC/DC转换器96。
实施例的混合动力车辆20中,虽然,使用相同的蓄电容量的锂离子二次电池构成主电池50和副电池60,62,也可以构成为不同的蓄电容量的锂离子二次电池、构成为不同的蓄电容量不同类型的二次电池。
实施例的混合动力车辆20中,虽然,具有1个的主电池50和2个的副电池60,62,但是,也可以具有一个的主电池50和3个以上的副电池。此情况下,在通过电动车行驶优先模式行驶的时候,作为连接状态,可以将主电池50连接到马达MG1,MG2侧,并且依次的连接3个以上的副电池到马达MG1,MG2侧。并且,也可以具有1个的主电池50和1个的副电池,也可以具有多个的主电池50和多个的副电池。
实施例的混合动力车辆20中,虽然,具有1个的主电池50和2个的副电池60,62,在按照电动行驶优先模式行驶的时候,作为第一连接状态,是将主电池50和副电池60连接到马达MG1,MG2侧的状态,第二连接状态是将主电池50和副电池62连接到马达MG1,MG2侧的状态,但是,也可以相反的,作为第一连接状态,将主电池50和副电池62连接到马达MG1,MG2侧的状态,第二连接状态是将主电池50和副电池60连接到马达MG1,MG2侧的状态。
实施例的混合动力车辆20中,虽然,具有一个的主电池50和2个的副电池60,62和系统主继电器56,66,67,但是,只要是没有主电池或者副电池的区别,是具有能够通过第一升压电路进行和马达MG1,MG2侧的电力的交换的至少一个的电池以及能够通过第二升压电路进行和马达MG1,MG2侧的电力的交换的至少一个的电池,任何的结构都是可以的。
实施例的混合动力车辆20中,虽然,具有充电器90,不具有充电器90也是可以的。
实施例的混合动力车辆20中,虽然,通过减速齿轮35对马达MG2的动力变速向齿圈轴32a输出,但是,如图6变形例的混合动力车辆120示例的那样,连接马达MG2的动力到与齿圈轴32a连接的车轴(与驱动轮39a,39b连接的车轴)不同的车轴(与图6中车轮39c,39d连接的车轴)也是可以的。
实施例的混合动力车辆20中,虽然,通过动力分配整合机构30输出来自发动机22的动力到作为与驱动轮39a,39b连接的驱动轴的齿圈轴32a,并且通过减速齿轮35将马达MG2的动力向齿圈轴32a输出,但是如图7的变形例的混合动力车辆120示例的那样,也可以通过在连接到驱动轮39a,39b的驱动轴通过变速器230安装马达MG,在马达MG的旋转轴通过离合器229连接发动机22,通过马达MG的旋转轴和变速器230输出来自发动机22的动力到驱动轴,并且通过变速器230输出来自马达MG的动力到驱动轴。或者,如图8变形例的混合动力车辆320示例的那样,通过变速器330输出来自发动机22的动力到与驱动轮39a,39b连接的车轴,并且输出来自马达MG的动力到与驱动轮39a,39b连接的车轴不同的车轴(图8中车轮39c,39d连接的车轴)。
实施例中,虽然是适用到:具有通过行星齿轮30连接到驱动轴32的的发动机22以及马达MG1,连接到驱动轴32的马达MG2的混合动力车20,但是,如图9的变形例的电动车辆420所示,具有输出行驶用的动力的马达MG的单纯的电动车辆也可以适用。
实施例或者变形例中,将本发明适用于电动车辆或者混合动力车辆的形态进行了说明,但是,作为他们的控制方法的形态使用也是可以的。
关于实施例的主要的要素和发明的内容栏中记载的发明的主要的要素的对应关系进行说明。实施例中,马达MG2相当于“电动机”,作为锂离子二次电池构成的主电池50是相当于“第一电池部”,副电池60,62是相当于“第二电池部”,主侧升压电路55相当于“第一升降压电路”,副侧升压电路65相当于“第二升降压电路”,档位SP是驻车位置的时候,实行驱动停止主侧升压电路55和副侧升压电路65的图4的驻车时升压电路控制例程的混合动力用电子控制单元70是相当于“控制单元”。并且,压缩机95和DC/DC转换器96是相当于“设备”,系统主继电器56是相当于“第一连接解除单元”,系统主继电器66,67是相当于“第二连接解除单元”,发动机22是相当于“内燃机”,马达MG1是相当于“发电机”,行星齿轮30是相当于“行星齿轮机构”。
此处,作为“电动机”,不限定为作为同步发电电动机构成的马达MG2,感应电动机等任何类型的电动机都可以。作为“第一电池部”,不限定为作为锂离子二次电池构成的主电池50,设为多个主电池,或锂离子二次电池以外的二次电池(例如镍氢二次电池或者镍镉二次电池,铅蓄电池等)等,只要是至少具有一个的二次电池,则任意的构成都是可以的。作为“第二电池部”,不限定为作为锂离子二次电池构成的副电池60,62,设为一个或者三个以上的副电池,锂离子二次电池以外的二次电池(例如镍氢二次电池或者镍镉二次电池,铅蓄电池等等),只要是至少具有一个二次电池,任意的构成都是可以的。作为“第一升降压电路”,不限定为主侧升压电路55,只要是在连接到第一电池部的二次电池的第一电池电压系统和电动机侧之间伴随电压的调整进行电力的交换,则任意的构成都可以。作为“控制单元”,不限定为在档位SP为驻车位置的时候,驱动停止主侧升压电路55以及副侧升压电路65,只要是在档位SP为驻车位置的驻车的时候,控制第一升降压电路和第二升降压电路使得驱动停止第一升降压电路和第二升降压电路,则任何的形式都可以。作为“设备”,不限定为压缩机95和DC/DC转换器96,可以是连接到第一电池电压系统的任意设备。作为“第一连接解除单元”不限定为系统主继电器56,只要是进行第一电池部的二次电池向电动机侧的连接以及连接的解除,可以是任意的形式。作为“第二连接解除单元”不限定为系统主继电器66,67,只要是进行第二电池部的二次电池向电动机侧的连接以及连接的解除,则任意的形式都可以。作为“内燃机”,不限定为通过汽油或轻油等碳氢系的燃料输出动力的内燃机,可以是氢发动机等任意形式的内燃机。作为“发电机”,不限定为同步发电机构成的马达MG1,可以是感应电动机等能够输入输出动力的任意形式的内燃机。作为“行星齿轮机构”,不限定为行星齿轮30,连接3个的旋转元件到内燃机的输出轴和发电机的旋转轴和连接到车轴的驱动轴的3个轴的任意的结构都可以。
并且,实施例的主要的要素和发明的内容栏记载的发明的主要的要素的对应关系,因为实施例是用于具体的说明用于实施发明的概要的栏记载的发明的一个例子,不限定发明的内容栏记载的发明的要素。也就是说,关于在发明的内容栏记载的发明的解释是应该根据此栏中的记载进行,实施例仅仅是发明的内容栏记载的发明的具体的一个例子。
以上,关于用于实施本发明的形式使用实施例进行了说明,但是,本发明没有在任何程度上限定为此实施例,在不脱离本发明的要点的范围内,当然能够通过种种的形式实施。
产业上的利用可能性
本发明可以利用于电动车辆的制造产业等。

Claims (9)

1.一种电动汽车,使用来自电动机的动力行驶,包含:
具有至少一个二次电池的第一电池部;
具有至少一个二次电池的第二电池部;
在连接于所述第一电池部的二次电池的第一电池电压系统和所述电动机侧之间,伴随电压的调整进行电力交换的第一升降压电路;
在连接于所述第二电池部的二次电池的第二电池电压系统和所述电动机侧之间,伴随电压的调整进行电力交换的第二升降压电路;以及
控制单元,其在档位处于驻车档的驻车时,控制所述第一升降压电路和所述第二升降压电路,使得停止驱动所述第一升降压电路和所述第二升降压电路。
2.如权利要求1所述的电动汽车,其中,
所述控制单元是如下单元:在所述驻车时从第二蓄电比例减去第一蓄电比例得到的蓄电比例差比预定值大时,控制所述第一升降压电路和所述第二升降压电路,使得在所述蓄电比例差变为小于所述预定值的第二预定值以下之前,从所述第二电池部的二次电池向连接于所述第一电池电压系统的设备供给电力,所述第一蓄电比例是所述第一电池部的二次电池的蓄电量相对于蓄电容量的比例,所述第二蓄电比例是所述第二电池部的二次电池的蓄电量相对于蓄电容量的比例。
3.如权利要求2所述的电动汽车,其中,
所述控制单元是如下单元:在所述驻车时通过从所述第一电池部的二次电池向所述设备的电力供给使得所述蓄电比例差变为大于所述预定值时,控制所述第一升降压电路和所述第二升降压电路,使得在所述蓄电比例差变为所述第二预定值以下之前,从所述第二电池部的二次电池向所述设备供给电力。
4.如权利要求2所述的电动汽车,其中,
所述设备包含:空调装置中的空调压缩机、与所述第一电池电压系统和能够向辅机供给电力的辅机用二次电池连接的DC/DC转换器中的至少一方。
5.如权利要求1所述的电动汽车,其中,包含:
进行所述第一电池部的二次电池与所述电动机侧的连接以及连接的解除的第一连接解除单元;以及
进行所述第二电池部的二次电池与所述电动机侧的连接以及连接的解除的第二连接解除单元,
所述第一电池部是具有作为二次电池的一个主二次电池的装置,
所述第二电池部是具有作为二次电池的多个辅助用二次电池的装置,
所述控制单元是如下单元:控制所述第一连接解除单元,使得将所述主二次电池连接于所述电动机侧,并且控制所述第二连接解除单元,使得将所述多个辅助用二次电池一个一个依次切换而连接于所述电动机侧。
6.如权利要求1所述的电动汽车,其中,包含:
内燃机;
能够输入输出动力的发电机;以及
将3个旋转元件连接于所述内燃机的输出轴、所述发电机的旋转轴、和连结于车轴的驱动轴这3个轴的行星齿轮机构,
所述第一升降压电路,在所述第一电池电压系统与所述发电机和所述电动机侧之间,伴随电压的调整进行电力交换,
所述第二升降压电路,在所述第二电池电压系统与所述发电机和所述电动机侧之间,伴随电压的调整进行电力交换。
7.一种电动汽车的控制方法,该电动汽车包含:输入输出行驶用的动力的电动机;具有至少一个二次电池的第一电池部;具有至少一个二次电池的第二电池部;在连接于所述第一电池部的二次电池的第一电池电压系统和所述电动机侧之间,伴随电压的调整进行电力交换的第一升降压电路;以及在连接于所述第二电池部的二次电池的第二电池电压系统和所述电动机侧之间,伴随电压的调整进行电力交换的第二升降压电路,所述电动汽车的控制方法,
在档位处于驻车档的驻车时,控制所述第一升降压电路和所述第二升降压电路,使得停止驱动所述第一升降压电路和所述第二升降压电路。
8.如权利要求7所述的电动汽车的控制方法,其中,
在所述驻车时从第二蓄电比例减去第一蓄电比例得到的蓄电比例差比预定值大时,控制所述第一升降压电路和所述第二升降压电路,使得在所述蓄电比例差变为小于所述预定值的第二预定值以下之前,从所述第二电池部的二次电池向连接于所述第一电池电压系统的设备供给电力,所述第一蓄电比例是所述第一电池部的二次电池的蓄电量相对于蓄电容量的比例,所述第二蓄电比例是所述第二电池部的二次电池的蓄电量相对于蓄电容量的比例。
9.如权利要求8所述的电动汽车的控制方法,其中,
在所述驻车时通过从所述第一电池部的二次电池向所述设备的电力供给使得所述蓄电比例差变为大于所述预定值时,控制所述第一升降压电路和所述第二升降压电路,使得在所述蓄电比例差变为所述第二预定值以下之前,从所述第二电池部的二次电池向所述设备供给电力。
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