CN102575596B - 车辆的控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种车辆的控制装置，其使交流发电机(12)的发电电压可变，以使搭载于车辆上的蓄电池(20)的充电状态SOC成为控制目标，其具有：怠速停止许可SOC设定部(S3)，其设定可以许可怠速停止的蓄电池充电状态SOC；以及蓄电池SOC调整部(S6、S8)，其在规定的驾驶条件成立的情况下，在超过怠速停止许可SOC的范围内，降低蓄电池充电状态SOC的控制目标而进行重新设定。

Description

车辆的控制装置及控制方法

技术领域

本发明涉及一种车辆的控制装置及控制方法，特别涉及一种对可以进行怠速停止的车辆用蓄电池的SOC(State Of Charge：充电状态)进行控制的装置及方法。

背景技术

近年来，逐渐在车辆上搭载对应于车辆的行驶状态而使交流发电机(发电机)的发电电压(充电电压)升降的系统。这种可以调节发电电压的控制系统，通过在减速燃料切断中提高发电电压而积极地对蓄电池充电，在车辆加速时等，降低发电电压而减轻发动机负载，从而可以改善燃料消耗。

并且在JP2001-268708A的系统中，对应于蓄电池恶化程度而改变定速行驶时的目标SOC、和怠速停止许可判定用SOC。

发明内容

作为定速行驶时的目标SOC，如果较小则在减速燃料切断中可以更多地充电，充电效率好。

但是，如果为了获得好的充电效率而降低目标SOC，则存在因为目标SOC低于可以许可怠速停止的SOC，所以不能许可怠速停止的担忧。

本发明就是着眼于这种当前的问题点，其目的在于提供一种车辆的控制装置及控制方法，其可以避免将怠速停止禁止为不可使用。

发明的效果

根据本发明的一个方式，一种车辆的控制装置，其使交流发电机的发电电压可变，以使搭载于车辆上的蓄电池的充电状态SOC成为控制目标，其具有：怠速停止许可SOC设定部，其设定可以许可怠速停止的蓄电池的充电状态SOC；以及蓄电池SOC调整部，其在规定的驾驶条件成立的情况下，在超过所述怠速停止许可SOC的范围内，降低蓄电池充电状态SOC的控制目标而进行重新设定。

关于本发明的实施方式、本发明的优点，基于添加的附图在下面进行详细地说明。

附图说明

图1是表示可以应用本发明的车辆控制装置的系统的一个例子的说明图。

图2是示意地表示充电状态SOC相同的新蓄电池和恶化蓄电池的状态的说明图。

图3是表示控制器的控制逻辑的一个例子的流程图。

图4是表示发电电压可变控制开始处理的控制逻辑的一个例子的流程图。

图5是表示发电再生模式的控制逻辑的一个例子的流程图。

图6是说明在蓄电池未恶化的状态下执行控制逻辑时的动作的时序图。

图7是说明在蓄电池恶化的状态下执行控制逻辑时的动作的时序图。

具体实施方式

图1是表示可以应用本发明的车辆控制装置的系统的一个例子的说明图。

系统1包括发动机10、起动机11、发电机12、蓄电池20、辅助设备30、以及控制器50。

起动机11对发动机10进行起动。

发电机12经由传动带13与发动机10连接。发电机12利用发动机输出进行发电。

蓄电池20利用发电机12进行充电。另外，根据需要，蓄电池20向起动机11、发电机12、辅助设备30供给电力。在蓄电池20的负极安装电流传感器21。该电流传感器21检测蓄电池的充电电流及放电电流。由电流传感器21检测出的信号向控制器50发送。另外，控制器50具有检测蓄电池20的端子电压(即蓄电池电压)的功能。

作为辅助设备30，举一个例子，为车辆导航系统。因为如果向车辆导航系统供给的电压低，则存在画面消失的可能，所以需要总是确保一定以上的电压。

控制器50从电流传感器21等接收信号。并且，控制器50向起动机11、发电机12、辅助设备30等发送控制信号。控制器50由具有中央运算装置(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)及输入输出接口(I/O接口)的微型计算机构成。控制器50也可以由多个微型计算机构成。

(本发明的基本概念)

如上述所述，近年来，逐渐在车辆上搭载对应于车辆的行驶状态而提高或降低交流发电机(发电机)的发电电压(充电电压)的系统。这种使发电电压可变的控制系统，通过在减速燃料切断中提高发电电压而积极地向蓄电池充电，在车辆加速时等时，降低发电电压而减轻发动机负载，从而可以改善燃料消耗。

蓄电池随着接近充满电而充电电流难以流入，在充满电时充电电流不流入。因此，优选控制蓄电池的充电状态，以使得不会成为充满电状态，另一方面，不会成为空充电状态。

作为表示蓄电池的充电状态的指标，广泛使用蓄电池充电状态SOC。该充电状态SOC由下列公式(1)定义。

[公式1]

$\mathrm{SOC}=\frac{\mathrm{Cr}}{\mathrm{Cf}}\·\·\·\left(1\right)$

其中

SOC：蓄电池充电状态

Cr：蓄电池剩余容量[Ah]

Cf：蓄电池充满电容量[Ah]

如果将其示意地图示，则如图2所示。

蓄电池充电状态SOC如上述所述进行定义，但难以对其进行实际的检测。

因此，简单地以蓄电池充电电流的大小，对充电状态SOC的大小进行推定。即，如果充电状态SOC大，则为接近充满电的状态，充电电流难以流入而变小。因此，可以推定蓄电池的充电电流越小，则充电状态SOC越大。另一方面，如果充电状态SOC变小，则充电电流容易流入而变大。因此，可以推定蓄电池的充电电流越大，则充电状态SOC越小。

这样对充电状态SOC进行推定，但即使充电状态SOC相同，根据蓄电池的恶化程度不同，蓄电池剩余容量也会发生变化。因为蓄电池充满电容量Cf取决于蓄电池的恶化程度。如图2(A)所示，如果蓄电池是新的，则蓄电池充满电容量Cf大。另一方面，如图2(B)所示，蓄电池越恶化，则蓄电池充满电容量Cf越小。此外，图2(A)及图2(B)是示意地表示充电状态SOC相同的新的蓄电池和恶化的蓄电池之间的状态的说明图。如图2(A)及图2(B)中所示，即使充电状态SOC相同，蓄电池越恶化，蓄电池剩余容量也越小。如果在蓄电池剩余容量小的状态下使起动机起动，则电压大幅度降低，存在车辆导航画面暂时消失的担忧。

因此，随着蓄电池恶化，为了确保正常的重新起动性，需要提高可以许可怠速停止的蓄电池充电状态SOC。

另一方面，在使交流发电机的发电电压可变的控制系统中，蓄电池充电状态SOC的控制目标预先设定为，在减速燃料切断中提高发电电压而使蓄电池可以充电至接近充满电。但是如果在减速燃料切断中途，蓄电池达到充满电状态，则无法获得高的充电效率。因此，为了可以对蓄电池更多地充电，需要降低蓄电池的充电状态SOC的控制目标。

这样，如果为了获得高的充电效率而降低控制目标SOC，进而，如果因为蓄电池恶化的继续发展而提高怠速停止许可SOC，则有可能因为控制目标SOC低于怠速停止许可SOC而成为无法怠速停止的状态。

因此在本发明中，适当地设定SOC控制目标。在下面说明具体的内容。

图3是表示控制器的控制逻辑的一个例子的流程图。

控制器1每隔微小的时间(例如10微秒)循环重复执行下面的处理。

在步骤S1中，控制器判定起动机开关标识是否被设置。如果起动机开关标识被设置，则控制器跳转至步骤S2进行处理。如果起动机开关标识未被设置，则控制器跳转至步骤S4进行处理。

在步骤S2中，控制器基于发动机起动时的电压下降而推定蓄电池的恶化程度。蓄电池的恶化程度可以基于起动发动机时的蓄电池电压的最大下降量进行推定。即，如果蓄电池是新的，则发动机起动时的电压的最大下降量小，但蓄电池的恶化程度越恶化，发动机起动时的电压的最大下降量越大。因此，发动机起动时的电压的最大下降量、和蓄电池的恶化程度之间的关系可以预先通过实验而求得，从而图表化。并且，如果在该图表中使用发动机起动时的电压的最大下降量，则可以推定蓄电池的恶化程度。

在步骤S3中，控制器对应于蓄电池恶化程度而设定怠速停止许可SOC。

在步骤S4中，控制器判定是否处于发电电压可变控制中。如果未处于发电电压可变控制中，则控制器跳转至步骤S5进行处理。如果处于发电电压可变控制中，则控制器跳转至步骤S7进行处理。

在步骤S5中，控制器判定发电电压可变控制的许可条件是否成立。在发动机起动后，由于因发动机起动时的起动机驱动而使蓄电池充电状态SOC变小，所以使交流发电机的发电电压最大，但如果蓄电池的充电状态SOC达到接近充满电的状态，则许可发电电压可变控制。如果发电电压可变控制的许可条件不成立，则控制器暂时退出处理。如果发电电压可变控制的许可条件成立，则控制器跳转至步骤S6进行处理。

在步骤S6中，控制器执行发电电压可变控制开始处理。具体的内容如后述所述。

在步骤S7中，控制器判定是否为减速燃料切断中。如果不是减速燃料切断中，则控制器暂时退出处理。如果是减速燃料切断中，则控制器跳转至步骤S8进行处理。

在步骤S8中，控制器对发电再生模式进行处理。具体的内容如后述所述。

图4是表示发电电压可变控制开始处理的控制逻辑的一个例子的流程图。

在步骤S61中，控制器开始发电电压可变控制。即，使交流发电机12的发电电压可变，以使蓄电池20的充电状态SOC达到规定的控制目标。具体地说，如果充电状态SOC超过SOC控制目标，则使交流发电机12的发电电压变小，如果充电状态SOC低于SOC控制目标，则使交流发电机12的发电电压变大。

在步骤S62中，控制器判定发电电压可变控制的SOC控制目标是否超过怠速停止许可SOC。如果发电电压可变控制的SOC控制目标超过怠速停止许可SOC，则控制器暂时退出处理。如果未超过，则控制器跳转至步骤S63进行处理。在这里的SOC控制目标，使用上次驾驶的最终值，如果是初次驾驶，则使用预先设定的目标值，该目标值对于改善燃料消耗来说为最佳值。另外，SOC控制目标以基点SOC为中心，设置上限SOC和下限SOC(参照图6、图7)。

在步骤S63中，控制器将发电电压可变控制的SOC控制目标提高规定的量，以使其超过怠速停止许可SOC。

图5是表示发电再生模式的控制逻辑的一个例子的流程图。

在步骤S81中，控制器判定是否交流发电机12的发电电压为最大，在减速燃料切断的中途蓄电池已被充电至接近充满电，即判定当前的充放电电流值是否低于基准值。在低于之前，控制器均暂时退出处理。如果低于，则控制器跳转至步骤S82进行处理。

在步骤S82中，控制器判定是否即使降低发电电压可变控制的SOC控制目标，也超过怠速停止许可SOC。如果超过，则控制器跳转至步骤S83进行处理。如果未超过，则控制器暂时退出处理。此外，SOC控制目标的降低量被预先设定为一定值。

在步骤S83中，控制器降低发电电压可变控制的SOC控制目标。

图6是说明在蓄电池未恶化的状态下执行控制逻辑时的动作的时序图。

此外，为了容易理解与上述的流程图之间的对应，而在流程图的步骤编号前附加S而同时进行记载。

执行上述的控制逻辑而进行如下的动作。

在起动机开关未被设置(图6(B))、也未开始发电电压可变控制的状态下(图6(C))，控制器重复步骤S1→S4→S5而进行处理。

如果在时刻t11起动机开关被设置(图6(B)；在步骤S1中为是)，则控制器基于在发动机起动中的蓄电池的电压最小值(电压最大下降量)，求出蓄电池的恶化程度(步骤S2)。发动机起动中的电压值在时刻t12为最小，可以求出蓄电池的恶化程度。并且对应于蓄电池的恶化程度，设定怠速停止许可SOC(图6(D)；步骤S3)。此外，在图6中，因为蓄电池的恶化程度没有发生变化，所以一直维持之前的怠速停止许可SOC。

如果在时刻t13起动机开关被复位(图6(B)；在步骤S1为否)，则控制器重复步骤S1→S4→S5而进行处理。

如果在时刻t14发电电压可变控制的许可条件成立(图6(C)；在步骤5中为是)，则开始进行发电电压可变控制(步骤S6→S61)，使交流发电机(发电机)的发电电压(充电电压)升降，以使得蓄电池20的充电状态SOC达到控制目标(图6(E))。并且在下个循环以后，控制器重复步骤S1→S4→S7而进行处理。

如果在时刻t15成为减速燃料切断的状态(图6(A)；在步骤S7中为是)，则控制器进行步骤S1→S4→S7→S8→S81的处理。使交流发电机的发电电压最大(图6(E))。

如果在时刻t16蓄电池接近充满电，当前的充放电电流值低于基准值(图6(F)；在步骤S81中为是)，即使降低发电电压可变控制的SOC控制目标，也超过怠速停止许可SOC(在步骤S82中为是)，则降低发电电压可变控制的SOC控制目标(图6(D)；步骤S83)。

图7是说明在蓄电池恶化的状态下，执行控制逻辑时的动作时序图。

在起动机开关未被设置(图7(B))、也未开始发电电压可变控制的状态下(图7(C))，控制器重复步骤S1→S4→S5而进行处理。

如果在时刻t21起动机开关被设置(图7(B)；在步骤S 1中为是)，则控制器基于发动机起动时的电压最小值，求出蓄电池的恶化程度(步骤S2)。发动机起动时的电压值在时刻t22为最小，可以求出蓄电池的恶化程度。并且对应于蓄电池的恶化程度而重新设定怠速停止许可SOC(图7(D)；步骤S3)。

如果在时刻t23起动机开关被复位(图7(B)；在步骤S1中为否)，则控制器重复步骤S1→S4→S5而进行处理。

如果在时刻t24发电电压可变控制的许可条件成立(图7(C)；在步骤S5中为是)，则开始发电电压可变控制(步骤S6→S61)。如图7(D)所示，发电电压可变控制的SOC控制目标的一部分，低于怠速停止许可SOC(在步骤S62中为否)。因此提高发电电压可变控制的SOC控制目标(图7(D)；步骤S63)。并且在下个循环之后，控制器重复步骤S1→S4→S7而进行处理。

如果在时刻t25成为减速燃料切断状态(图7(A)；在步骤S7中为是)，则控制器进行步骤S1→S4→S7→S8→S81的处理。

因为在时刻t26蓄电池接近充满电，当前的充放电电流值低于基准值(图7(F)；在步骤S81中为是)，但如果降低发电电压可变控制的SOC控制目标，则不会超过怠速停止许可SOC(在步骤S82中为否)，所以不变更当前的发电电压可变控制的SOC控制目标(图7(D))。

根据本实施方式，设定蓄电池充电状态SOC的控制目标以使其超过怠速停止许可SOC。因此，可以避免将怠速停止禁止为不可使用。

另外，如果即使降低蓄电池充电状态SOC的控制目标也超过怠速停止许可SOC，则降低蓄电池充电状态SOC的控制目标而进行重新设定。因此，可以获得高充电效率。

以上对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式仅表示本发明的适用例的一部分，并不是将本发明的技术范围限定为上述实施方式的具体结构。

例如，在上述中，例示了将SOC控制目标的降低量预先设定为一定值的情况，但也可以对应于充电状态SOC等进行变化。

另外，在上述中，作为驱动源仅例示使用发动机的车辆进行说明，但也可以是同时使用发动机和电动机的所谓的混合动力车辆。

而且，作为发电机不仅限于交流发电机，也可以是具有交流发电机功能及起动机功能的SSG(Side mount Starter Generator)。

另外，在上述中，对SOC控制目标设定了上限值SOC和下限值SOC，如果SOC控制目标的一部分低于怠速停止许可SOC，则提高SOC控制目标，但也可以将SOC控制目标的下限值SOC设定为怠速停止许可SOC。

本申请基于于2010年1月22日向日本国特许厅提出的特愿2010-11786而主张其优先权，该申请的全部内容通过参照而编入本说明书。

Claims (5)

1.一种车辆的控制装置，其使交流发电机(12)的发电电压可变，以使搭载于车辆上的蓄电池(20)的充电状态SOC成为控制目标，

其特征在于，具有：

怠速停止许可SOC设定部(S3)，其设定可以许可怠速停止的蓄电池充电状态SOC；以及

蓄电池SOC调整部(S6、S8)，其在规定的驾驶条件成立的情况下，在超过所述怠速停止许可SOC的范围内，降低蓄电池充电状态SOC的控制目标而进行重新设定。

2.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其特征在于，

所述蓄电池SOC调整部(S6、S8)，在减速燃料切断中，通过交流发电机(12)的发电而使蓄电池(20)充电，在减速燃料切断中途蓄电池(20)充电至接近充电满的情况下，在超过所述怠速停止许可SOC的范围内，降低蓄电池充电状态SOC的控制目标而进行重新设定。

3.根据权利要求1或2所述的车辆的控制装置，其特征在于，

具有蓄电池恶化推定部(S2)，其推定蓄电池的恶化程度，

如果所述蓄电池(20)的恶化程度继续发展，则所述怠速停止许可SOC设定部(S3)提高怠速停止许可SOC而进行重新设定。

4.根据权利要求3所述的车辆的控制装置，其特征在于，

如果蓄电池充电状态SOC的控制目标低于重新设定的怠速停止许可SOC，则所述蓄电池SOC调整部(S6、S8)提高蓄电池充电状态SOC的控制目标而进行重新设定，以超过重新设定的怠速停止许可SOC。

5.一种车辆的控制方法，其使交流发电机(12)的发电电压可变，以使搭载于车辆上的蓄电池(20)的充电状态SOC成为控制目标，

其特征在于，具有：

怠速停止许可SOC设定工序(S3)，在该工序中设定可以许可怠速停止的蓄电池充电状态SOC；以及

蓄电池SOC调整工序(S6、S8)，在该工序中，在规定的驾驶条件成立的情况下，在超过所述怠速停止许可SOC的范围内，降低蓄电池充电状态SOC的控制目标而进行重新设定。