CN104247250B - 车辆的发电控制装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够适当地使用架设于车辆所搭载的发电机与内燃机之间的传送皮带的发电控制装置。该发电控制装置中，对旋转电机的实际发电电流、与根据相当于发电转矩指令的用于控制旋转电机的发电的推定发电转矩等推定得到的推定发电电流的差进行监视，在实际发电电流与推定发电电流产生在规定值以上的差的情况下，减少所述推定发电转矩来进行限制，并且，基于实际发电电流与推定发电电流产生电流差的时刻的推定发电转矩计算出学习限制发电转矩，并根据该学习限制发电转矩来限制推定发电转矩。

Description

车辆的发电控制装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及适当地使用架设于车辆的内燃机和发电机的传送皮带的车辆的发电控制装置等。
背景技术
近年来，作为减少车辆的燃料消耗量的技术，研发出了利用再生发电将车辆减速时的动能作为电力进行回收的车辆。利用架设于内燃机和发电机之间的传送皮带来传递动力，但若为了要得到更多的再生发电量而增加发电转矩，则会有较大的力施加到传送皮带上，从而导致皮带打滑。
若将发电电力作为指令值进行反馈控制，则在皮带发生打滑的情况下，发电机的转速会下降，从而导致发电电力下降，若要将发电电力维持在指令值，则要通过反馈控制来增加励磁电流。在传送皮带恢复收紧的情况下，由于针对降低的发电机转速进行了反馈控制以使发电电力达到指令值，而在输出这样的反馈控制后的励磁电流的状态下，会恢复到原来的发电机转速，因此发电机的发电量将急剧增加，有可能会导致设备损坏。专利文献1所公开的装置中，以上述内容作为课题，通过在发生皮带打滑时，将励磁电流限制为根据发动机转速即恢复收紧时的发电机转速计算出的为了使发电电力达到指令值的励磁电流值，从而解决了上述问题，防止了发电机发电量的急剧增加。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2009－214738号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在上述现有的装置中，由于在确定发电量时并未考虑传送皮带的打滑，因此，在发生皮带打滑时有可能无法从打滑状态恢复。若继续处于皮带打滑的状态，则会因传送皮带滑动而导致产生异常声音或机构损耗等问题。并且，不一定能够在传送皮带的打滑临界值内有效利用车辆减速时的动能，从而希望能够得到更大的发电量。
本发明是为解决上述问题点而完成的，其目的在于提供一种车辆的发电控制装置等，即使在传送皮带发生打滑的情况下，也能减少因传送皮带滑动而引起的异常声音或机构的损耗，并且能够在传送皮带的打滑临界值内有效利用车辆减速时的动能，从而增大发电量。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的车辆的发电控制装置用于具备与车辆的驱动轴交换动力的内燃机和经由传送皮带与所述内燃机进行动力交换且能控制为输出可变的旋转电机的车辆，其特征在于，包括：求取所述旋转电机的转速的旋转电机转速取得部；检测所述旋转电机的电压的旋转电机电压检测部；求取所述旋转电机的实际电流的旋转电机电流检测部；根据所述车辆的状态计算用于所述旋转电机的发电转矩指令的发电转矩指令生成部；发电电流推定部，该发电电流推定部根据基于所述发电转矩指令的用于控制所述旋转电机的发电的推定发电转矩、所述旋转电机转速取得部的旋转电机转速、所述旋转电机电压检测部的旋转电机电压来推定旋转电机推定电流；发电电流差判定部，该发电电流差判定部在所述旋转电机电流检测部的旋转电机实际电流比所述发电电流推定部的旋转电机推定电流小第1规定值以上的情况下，判定为产生了发电电流差，并输出用于限制所述发电转矩指令的限制发电转矩，在产生了发电电流差的状态之后，所述旋转电机实际电流与所述旋转电机推定电流的差小于比所述第1规定值要小的第2规定值的情况下，判定为未产生发电电流差，并停止所述限制发电转矩的输出；以及发电控制部，该发电控制部将所述发电转矩指令设定为所述推定发电转矩，根据所述推定发电转矩来控制所述旋转电机的发电，在产生发电电流差时，将所述发电转矩指令限制为所述限制发电转矩，并根据由此得到的所述推定发电转矩来进行所述旋转电机的发电控制。
发明效果
根据本发明所涉及的车辆的发电控制装置等，在传送皮带打滑的情况下也能够迅速地使传送皮带从打滑状态恢复，减少因传送皮带的滑动而引起的异常声音、机构损耗，并且能够使传送皮带的打滑临界范围内所能得到的发电量增加。
附图说明
图1是具备本发明所涉及的车辆的发电控制装置的车辆的结构图。
图2是表示本发明的实施方式1所涉及的车辆发电控制中发电时的动作的时序图。
图3是表示本发明的实施方式1所涉及的车辆的发电控制装置的处理的流程图。
图4是表示本发明的实施方式1所涉及的车辆的发电控制装置中发电电流的比较以及计算限制发电转矩的处理的流程图。
图5是表示本发明的实施方式2所涉及的车辆的发电控制装置中发电电流的比较以及计算限制发电转矩的处理的流程图。
图6是说明本发明的实施方式3所涉及的车辆的发电控制装置中传送皮带上所受的力的图。
图7是表示本发明的实施方式4所涉及的车辆的发电控制装置中发电电流的比较以及计算限制发电转矩的处理的流程图。
图8是说明本发明的实施方式4所涉及的车辆的发电控制装置中外力和摩擦力的临界值的图。
图9是表示本发明的实施方式4所涉及的车辆的发电控制装置在发电时的动作的时序图。
图10是表示本发明的实施方式5所涉及的车辆的发电控制装置中发电电流的比较以及计算限制发电转矩的处理的流程图。
图11是表示具备本发明的实施方式6所涉及的车辆的发电控制装置的车辆的结构图。
具体实施方式
下面，使用附图并按照各实施方式来对本发明所涉及的车辆的发电控制装置等进行说明。此外，在各实施方式中，对相同或相当部分以相同标号示出，并省略重复说明。
实施方式1.
图1是具备本发明的实施方式1所涉及的车辆的发电控制装置的车辆的结构图。图1中，内燃机1是车辆的动力源，通过燃烧燃料来产生动力，并与车辆的驱动轴进行动力的交换。内燃机1与车辆的驱动轴之间也可以具备未图示的变速机。发电机2是通过架设于内燃机1的滑轮1a与发电机2的滑轮2a之间的传送皮带3而与内燃机1之间进行动力交换来进行发电的发电机，能够根据所输入的指令Duty(占空比)来将发电电流控制为可变。
另外，发电机2只要是具有发电功能的旋转电机即可，但在下述说明中，为了便于理解，以发电机为例进行说明。
内燃机转速检测器11检测内燃机转速，例如具有以下结构：通过利用拾波器检测环形齿轮的缺齿，来检测内燃机转速。发电电压检测器12检测发电机2的发电电压。发电电流检测器13检测发电机2的发电电流，例如，在与发电机2的输出端子相连接的电力线上设置霍尔元件，利用磁电转换的霍尔效应来检测发电电流。
图1的101－109和用M表示的部分示出例如由具备存储部M的计算机构成的控制运算部，分别用功能模块来表示。
发电模式判定部101基于加速踏板的输入状态(踏板角度信号等)、车速等车辆状态信息S1，判定再生发电模式等发电模式。发电转矩指令计算部102根据由发电模式判定部101得到的发电模式，计算出向发电机2进行指令的发电转矩指令，并输出至发电转矩指令限制部103。
发电转矩指令限制部103将从发电转矩指令计算部102得到的发电转矩指令限制在由限制发电转矩计算部109得到的限制发电转矩或限制发电转矩范围内，并将限制完成的发电转矩即推定发电转矩输出至指令Duty计算部104。在不需要限制的状态下将发电转矩指令直接设定为推定发电转矩。指定Duty计算部104参照控制装置内部所具备的存储部M中事先设定的表示发电机2的特性的映射，基于由发电机转速推顶部105得到的发电机转速和由发电电压检测器12得到的发电电压，计算出指令Duty并输出至发电机2，以达到由发电转矩指令限制部103得到的推定发电转矩。
这里，上述存储部M中所预先设定的用于发电机2的第1发电机特性映射例如由表示用于在发电机的转速和发电电压的各条件下达到所希望的发电转矩(推定发电转矩)的指令Duty的值的映射构成。
发电机转速推定部105将由内燃机转速检测器11得到的内燃机转速与控制装置内部所具备的存储部M中事先设定的内燃机1的滑轮1a与发电机2的滑轮2a的直径比相乘，由此来推定发电机转速。发电电流推定部106参照存储部M中事先设定的表示发电机2的特性的映射，基于发电电压检测器12得到的发电电压、发电转矩指令限制部103得到的推定发电转矩、以及发电机转速推定部105得到的发电机转速，来计算推定发电电流。
这里，上述存储部M中所预先设定的用于发电机2的第2发电机特性映射例如由表示在发电机的转速和发电电压、以及推定发电转矩的各条件下的推定发电电流的值的映射构成。
实际发电电流取得部107利用发电电流检测器13来得到实际发电电流。发电电流比较部108对发电电流推定部106得到的推定发电电流与实际发电电流取得部107得到的实际发电电流进行比较，在实际发电电流比推定发电电流小规定值以上的情况下，判定为产生了发电电流差。用于判定产生发电电流差的所述规定值通过事先测定皮带打滑时的电流变化等而得到，并设定在存储部M中。限制发电转矩计算部109在发电电流比较部108判定为产生了发电电流差(发生皮带打滑)的情况下，将比发电转矩指令限制部103得到的推定发电转矩要小规定值(差值)的值作为限制发电转矩，并输出至发电转矩指令限制部103。所述规定值(差值)通过事先的测定来求得，优选设定为能够使皮带发生打滑时迅速地恢复。
图2是表示本发明的实施方式1所涉及的车辆发电控制中发电时的动作的时序图。(a)的实线V1表示车速，(b)的实线T1表示在应用本发明的情况下发电机2的发电转矩，虚线T2表示在没有应用本发明的情况下的发电转矩，(c)的实线I1表示在应用本发明的情况下发电机2的发电电流，虚线I2表示在没有应用本发明的情况下的发电电流。
图2中，在时刻t1，车辆处于减速状态，从而判定为再生发电模式，因此，发电转矩指令逐渐增大。在时刻t2，发电转矩使施加在传送皮带3上的力超过收紧的临界值，导致传送皮带3的微带打滑，从而动力无法充分地传递到发电机2，造成实际发电电流下降。此时，在没有应用本发明的情况下，将如图2(b)的虚线T2所示那样不断增加发电转矩指令，但实际发电电流却如(c)的虚线I2所示那样大幅下降。
在本发明的实施方式1所涉及的车辆的发电控制装置中，总体上来看，在产生所述推定发电电流与所述实际发电电流的差时，减小发电转矩指令即推定发电转矩，使得传送皮带从打滑状态恢复，在所述推定发电电流与所述实际发电电流的差消失的情况下，再次提高推定发电转矩。如上所述，传送皮带打滑状态和从传送皮带打滑状态的恢复反复进行，缩短了传送皮带产生打滑的期间，并能够得到尽可能大的发电电流。在时刻t3，车辆的减速状态结束，再生发电模式结束。于是，使推定发电转矩减小，从而实际发电电流减少。
图3是表示本发明的实施方式1所涉及的车辆的发电控制装置中计算输出至发电机的指令Duty的处理的步骤的流程图，按规定的运算周期(例如，5msec)来执行。
图3中，在步骤S100中，由发电模式判定部101基于加速踏板的输入状态、车速等车辆状态信息S1来判定再生发电模式等发电模式，然后前进至步骤S101的处理。步骤S101中，在发电转矩指令计算部102中基于步骤S100判定得到的发电模式，计算发电转矩指令，然后前进至步骤S102的处理。例如，若是再生发电模式则增加发电转矩指令，若不是再生发电模式则减小发电转矩指令直到0。
步骤S102中，发电机转速推定部105根据内燃机转速检测器11得到的内燃机转速来推定发电机转速，然后前进至步骤S103的处理。步骤S103中，利用发电电流检测器13和实际发电电流取得部107得到发电机2的实际发电电流，然后前进至步骤S104的处理。例如，实际发电电流取得部107利用由霍尔元件构成的发电电流检测器13检测出发电机2的实际发电电流，由此来得到实际发电电流。
步骤S104中，发电电流推定部106参照发电机2的上述第2特性映射，基于来自发电电压检测器12的发电电压、步骤S102中得到的来自发电机转速推定部105的发电机转速、以及来自后述的发电转矩指令限制部103的推定发电转矩，来对推定发电电流进行推定，然后前进至步骤S110的处理。
步骤S110中，发电电流比较部108对步骤S103中得到的实际发电电流与步骤S104中得到的推定发电电流进行比较，根据比较得到的结果来检测规定的发电电流差(皮带打滑)的产生。在产生了皮带打滑的情况下，进一步在限制发电转矩计算部109中进行以下处理：从来自后述的发电转矩指令限制部103的推定发电转矩减去规定值，从而计算出限制发电转矩，然后前进至步骤S105的处理。步骤S110的处理内容在后述的图4中示出。
步骤S105中，发电转矩指令限制部103基于步骤S110中计算得到的限制发电转矩，对步骤S101中计算得到的发电转矩指令进行限制，然后前进至步骤S106的处理。步骤S106中，利用指令Duty计算部104，基于发电电压和步骤S102中推定得到的发电机转速，通过参照发电机2的上述第1特性映射来计算指令Duty，以达到步骤S105中限制得到的推定发电转矩，然后前进至步骤S107的处理。步骤S107中，将步骤S106中计算得到的指令Duty输出至发电机2，然后结束本次处理。
图4是表示本发明的实施方式1所涉及的车辆的发电控制装置中，在发电电流比较部108、限制发电转矩计算部109中所进行的比较实际发电电流与推定发电电流、计算限制发电转矩的处理的流程图，在每次被图3中的步骤S110调用时执行。
图4的步骤S200中，当发电电流比较部108中产生了发电电流差的判定不成立的情况下，前进至步骤S201的处理，在成立的情况下，即产生了发电电流差的情况下，前进至步骤S210的处理。步骤S201中，当发电电流比较部108中实际发电电流比推定发电电流小第1规定值以上时(即发电电流差在第1规定值以上时)，前进至步骤S202的处理，在除此以外的情况下，前进至步骤S203的处理。所述第1规定值例如可通过事先的测量，根据传送皮带3发生打滑时的电流差计算得到，设定为30A等(例如，预先存储在存储部M)。
步骤S202中，限制发电转矩计算部109将限制发电转矩设定为比当前的推定发电转矩要小规定量的值，然后前进至步骤S204的处理。
这里，对于当前的推定发电转矩，若处于发电限制中，则是指已被发电转矩指令限制部103进行了限制的发电转矩的值，若不处于发电限制中，则是指没有被限制的推定发电转矩，即发电转矩指令计算部102输出的发电转矩指令的值。
此外，“比当前的推定发电转矩要小规定量的值”中的所述规定量的值例如设定为每1秒减少1Nm(牛顿米)。该值可通过事先的测量求得，优选设定为使得发电转矩指令的波动较小(例如预先存储于存储部M)。步骤S204中，在限制发电转矩计算部109中，产生了发电电流差的判定成立，结束本次处理。步骤S203中，解除发电转矩的限制，并结束本次处理。
步骤S210中，在发电电流比较部108中，当处于发电限制中的实际发电电流与推定发电电流的发电电流差大于第2规定值以上时，前进至步骤S211的处理，在除此以外的情况下，前进至步骤S212的处理。所述第2规定值通过相对于所述第1规定值设置时滞而设定为较小的值，例如，设定为10A等。步骤S211中，限制发电转矩计算部109将限制发电转矩设定为比当前的推定发电转矩要小规定量的值，然后结束本次处理。步骤S212中，限制发电转矩计算部109解除发电转矩的限制，然后前进至步骤S213的处理。步骤S213中，产生了发电电流差的判定不成立，并结束本次处理。
根据如上所述的本发明实施方式1所涉及的车辆的发电控制装置，在传送皮带产生打滑的情况下，通过使实质上成为发电转矩指令的推定发电转矩下降，能够使得传送皮带从打滑状态恢复，从而能够减少因传送皮带的打滑而引起的异常声音、机构损耗，并且能够有效利用传送皮带直至打滑临界值附近以得到发电量。
实施方式2.
所述实施方式1所涉及的车辆的发电控制装置中，在实际发电电流与推定发电电流的差在规定值以上时，判定产生了发电电流差，并对发电转矩指令(推定发电转矩)进行限制，由此来减少传送皮带打滑的产生，但实施方式2所涉及的车辆的发电控制装置进一步根据实际发电电流与推定发电电流的差的增加来判定产生了发电电流差。由此，能够更为迅速地对传送皮带的打滑进行抑制。
具备实施方式2所涉及的车辆的发电控制装置的车辆的结构与图1相同，但发电电流比较部108和限制发电转矩计算部109的内部处理不同。实施方式2所涉及的车辆的发电控制装置中，计算指令Duty的处理的步骤与图3所示的步骤S110中比较实际发电电流与推定发电电流来计算限制发电转矩的处理内容不同。
下面，通过图5所示的实施方式2所涉及的车辆的发电控制装置中比较实际发电电流与推定发电电流来计算限制发电转矩的处理的流程图，来对与实施方式1的不同之处进行说明。图5中，对于进行与实施方式1的图4所示的流程图相同的处理的部分标注相同的标号，下面对不同部分的处理进行描述。
图5的步骤S201中，在发电电流比较部108中，当实际发电电流比推定发电电流小第1规定值以上时，前进至步骤S202的处理，在除此以外的情况下，前进至步骤S220的处理。步骤S220中，在实际发电电流与推定发电电流的差增加了规定值以上的情况下，前进至步骤S202的处理，在除此以外的情况下前进至步骤S203的处理。例如，在100msec的时间内若实际发电电流与推定发电电流的差增加了10A，则判定为产生了发电电流差。该情况下，根据实际发电电流与推定发电电流的差的增加率来判定是否进行发电转矩的限制。此外，也可以根据需要将每次实际发电电流与推定发电电流的发电电流差记录在存储部M中，将其用于计算增加率。
根据如上所述的本发明实施方式2所涉及的车辆的发电控制装置，与实施方式1所涉及的车辆的发电控制装置相比，能够通过进一步迅速地判定出产生了发电电流差，来减少因传送皮带的打滑而引起的异常声音、机构损耗。
实施方式3.
上述实施方式所涉及的车辆的发电控制装置中，在基于实际发电电流与推定发电电流的差，判定为产生了发电电流差的情况下，通过限制发电转矩指令(推定发电转矩)，来使得传送皮带从打滑状态迅速恢复。与此相对，在实施方式3所涉及的车辆的发电控制装置中，基于传送皮带的张力来设定初始限制发电转矩，事先对传送皮带打滑的产生进行抑制。
下面，对传送皮带的张力与打滑临界转矩的关系的导出过程进行说明。其中，假设传送皮带的张力足够大，且忽略伴随着传送皮带旋转而产生的离心力，在该条件下进行计算。
图6是表示拉伸在发电机2的滑轮2a上的传送皮带3的微小角度的部分所受到的力的图。基于图6，求得成为皮带打滑临界值的附加转矩Tlim与静摩擦系数μ0、皮带张力Fs、传送皮带3的滑轮2a的有效卷绕角度θ之间的关系。图6中力1表示皮带拉伸侧的张力F，力2表示皮带松弛侧的张力F-dF，合力3表示滑轮接触面2b的法线方向上的力N，摩擦力4表示因合力3而产生的摩擦力μ0N。这里，根据式(1)求出滑轮接触面2b的法线方向的力。
若和dF极小，则式(1)中，能够近似得到从而得到式(2)。
据此，最大静摩擦力可得到式(3)。
此外，根据皮带卷绕方向的力的平衡，可得到式(4)。
式(4)中，若极小，则能够近似得到从而得到式(5)。
对式(5)进行积分，能够得到式(6)的关系。
对式(6)进行变形，从而得到式(7)。
在有效卷绕角度θ内对式(7)进行积分，得到式(8)。
皮带拉伸方向的力若超过式(8)所示的值，则会发生传送皮带打滑。即，传送皮带3不发生打滑的条件可由式(9)表示。
Tlim≤(R·Fs/μ0){exp(μ0θ)-1} (9)
这里，R表示发电机2的滑轮2a的半径。
如上所述，导致传送皮带3发生打滑的发电转矩与传送皮带3的张力成正比。因此，在限制发电转矩计算部109中，初始限制发电转矩基于维护时所设定的标准传送皮带的张力来进行设定。例如，从输入部(省略图示)输入维护时所设定的标准传送皮带的张力，并在存储部M预先进行设定。限制发电转矩计算部109从存储部M读取所设定的标准传送皮带的张力，基于根据产生打滑的发电转矩与传送皮带的张力的比例关系式(也可以存储于存储部M)计算得到的产生打滑的发电转矩，将例如该产生打滑的发电转矩以下的与该产生打滑的发电转矩成规定比例的在该产生打滑的发电转矩附近的发电转矩设定为初始限制发电转矩，由此在发电转矩指令限制部103中将发电转矩指令限制在初始限制发电转矩的范围内，并输出限制后的推定发电转矩。
并且，也可以利用由图1所示的应变仪等构成的传送皮带张力检测器18检测得到的传送皮带张力，来对所述初始限制发电转矩进行校正。此外，考虑到皮带的滑动性会因温度而变化，因此，也可以基于由外部气温检测器19等检测到的外部气温来对所述初始限制发电转矩进行校正。外部气温与所述初始限制发电转矩的关系能够事先通过实际测量皮带发生打滑时的推定发电转矩(发电转矩)与外部气温的关系来求得。将所求得的发电转矩－外部气温特性映射设定于存储部M中进行使用。
根据如上所述的本发明实施方式3所涉及的车辆的发电控制装置，通过基于传送皮带的张力来适当地限制发电转矩，能够事先防止传送皮带的打滑，从而减少因传送皮带的打滑而引起的异常声音的产生、机构的损耗。并且，能够在皮带的张力下降的情况下，或在低温环境下传送皮带的静摩擦系数下降的情况下，均能够适当地对发电转矩进行限制，从而防止传送皮带的打滑。
实施方式4.
上述实施方式1、2所涉及的车辆的发电控制装置中，在基于实际发电电流与推定发电电流的差，判定为产生了发电电流差的情况下，通过限制发电转矩指令(推定发电转矩)，来使得传送皮带从打滑状态迅速恢复。实施方式4中，进一步基于产生实际发电电流与推定发电电流的差的时刻的发电转矩指令(推定发电转矩)的值来计算限制发电转矩，由此来抑制传送皮带打滑的再次发生。
具备实施方式4所涉及的车辆的发电控制装置的车辆的结构与图1的结构图相同，但发电电流比较部108和限制发电转矩计算部109的内部处理不同。实施方式4所涉及的车辆的发电控制装置中，计算指令Duty的处理的步骤与图3所示的步骤S110中比较实际发电电流与推定发电电流来计算限制发电转矩的处理内容不同。
下面，说明与实施方式2的不同之处。图7是表示在实施方式4所涉及的车辆的发电控制装置中，比较实际发电电流与推定发电电流来计算限制发电转矩的处理的流程图。图7中，对于进行与实施方式2的图5所示的流程图相同的处理的部分标注相同的标号，下面对不同部分的处理进行描述。
图7的步骤S204中，在限制发电转矩计算部109中，产生了发电电流差的判定成立，然后前进至步骤S230的处理。步骤S203中，解除发电转矩的限制，然后前进至步骤S231的处理。步骤S211中，将限制发电转矩设定为比当前的推定发电转矩要小规定量的值，然后前进至步骤S231的处理。步骤S213中，产生了发电电流差的判定不成立，然后前进至步骤S231的处理。
步骤S230中，在限制发电转矩计算部109中，基于当前即产生了发电电流差的推定发电转矩的值，设定学习限制发电转矩，然后前进至步骤S231的处理。步骤S231中，将学习限制发电转矩与限制发电转矩中较小的值确定为限制发电转矩，并结束本次处理。
图8是用于说明实施方式4所涉及的车辆的发电控制装置的动作的图，表示传送皮带3上所施加的外力与摩擦力的关系。图8中，点A表示传送皮带3的打滑临界状态下的外力，外力在达到点A之前传送皮带3不会发生打滑。若超过点A，则传送皮带3处于打滑状态，传送皮带3的摩擦力取决于动摩擦系数。点B表示静摩擦力的最大值。点C表示在传送皮带3打滑后即使增加外力摩擦力也保持固定的点。点C取决于动摩擦系数。点D表示在点C所示的外力的作用下传送皮带3打滑后减小外力的情况下打滑收敛时刻的外力与摩擦力。
实施方式4所涉及的车辆的发电控制装置中，构成为将所述学习限制发电转矩设定为比图8的点A所示的打滑临界值要小且在打滑临界值附近的值。这里，若基于通过减小所述外力来使打滑收敛的点D的外力来设定所述学习限制发电转矩，则无法将所述学习限制发电转矩设定在图8的点A所示的传送皮带3的打滑临界值附近，从而无法充分地有效利用传送皮带3的打滑临界范围，进而导致所能得到的发电量减少。
也就是说，限制发电转矩计算部109基于产生发电电流差的推定发电转矩(＝产生打滑的发电转矩)，将例如在该推定发电转矩(图8的点A)以下的与该推定发电转矩成规定比例的在该推定发电转矩附近的发电转矩设定为学习限制发电转矩，由此在发电转矩指令限制部103中将发电转矩指令限制在学习限制发电转矩的范围内。
图9是表示本发明的实施方式4所涉及的车辆发电控制中发电时的动作的时序图。(a)表示车速、(b)表示发电转矩、(c)表示发电电流。在时刻t2，一旦发电转矩使施加在传送皮带3上的力超过收紧的临界值，就会导致传送皮带3的微带打滑，从而动力无法充分地传递到发电机2，造成实际发电电流下降。然而，通过将在时刻t2的推定发电转矩(即打滑发生时的发电转矩)以下的与该推定发电转矩成规定比例的在该推定发电转矩附近的发电转矩设定为学习限制发电转矩，利用该学习发电转矩来对发电转矩指令进行限制，使得在时刻t2以后传送皮带3不会发生微带打滑，发电转矩、发电电流可如图9的(b)(c)所示维持在较高的水平。
根据如上所述的本发明的实施方式4所涉及的车辆的发电控制装置，基于产生实际发电电流与推定发电电流的差的时刻的推定发电转矩的值来计算限制发电转矩，由此能够抑制传送皮带打滑的再次发生，并且能够得到到传送皮带的打滑临界值附近的发电电流。由此，在因传送皮带的长时间老化等而导致传送皮带的摩擦力趋于下降的情况下，也能适当地抑制传送皮带打滑的再次发生，抑制异常声音的产生、机构的损耗。
实施方式5.
在所述实施方式4所涉及的车辆的发电控制装置中，基于产生实际发电电流与推定发电电流的差的时刻由发电转矩指令限制部103输出的推定发电转矩的值来计算限制发电转矩，由此来抑制传送皮带3打滑的再次发生。在实施方式5所涉及的车辆的发电控制装置中，将发电转矩指令(推定发电转矩)设为学习限制发电转矩，且对未产生实际发电电流与推定发电电流的差的时间进行累计，在累计得到的时间达到规定时间以上时，进行校正以使学习限制发电转矩增加。
具备实施方式5所涉及的车辆的发电控制装置的车辆的结构与图1相同，但发电电流比较部108和限制发电转矩计算部109的内部处理不同，在实施方式5所涉及的车辆的发电控制装置中，计算指令Duty的处理的步骤与图3所示的步骤S110的比较实际发电电流与推定发电电流来计算限制发电转矩的处理内容不同。
下面，通过表示图10所示的实施方式5所涉及的车辆的发电控制装置中比较实际发电电流与推定发电电流来计算限制发电转矩的处理的流程图，来对与实施方式4的不同之处进行说明。图10中，对于进行与实施方式4的图7所示的流程图相同的处理的部分标注相同的标号，下面对不同部分的处理进行描述。
图10的步骤S230中，限制发电转矩计算部109基于当前即产生了发电电流差的推定发电转矩的值，设定学习限制发电转矩，然后前进至步骤S240的处理。步骤S203中，解除发电转矩的限制，然后前进至步骤S241的处理。
步骤S240中，限制发电转矩计算部109将未打滑经历时间清为0值，然后前进至步骤S231的处理。步骤S241中，判定发电转矩指令(这里指推定发电转矩)与限制发电转矩或学习限制发电转矩是否一致，若一致则前进至步骤S242的处理，若不一致则前进至步骤S231的处理。步骤S242中，判定未打滑经历时间(未产生发电电流差的累计经历时间)是否在规定值以上，在是的情况下前进至步骤S243的处理，在否的情况下前进至步骤S245的处理。所述规定值例如将一次再生发电所进行发电的时间设定为基准，例如设定为15秒等。
步骤S243中，将步骤S230中设定的学习限制发电转矩增加规定量，然后前进至步骤S244的处理。所述规定量优选设定为车辆减速度产生的变化不会给驾驶员带来不适感的量，例如，设定为不会因发电转矩的增加而产生0.001G的变化，例如考虑到最终减速比、轮胎直径、滑轮比等车辆的设计值，将所述规定量设定为0.2Nm等。步骤S244中，将所述未打滑经历时间清为0值，然后前进至步骤S231的处理。步骤S245中，保持学习限制发电转矩值不变而直接前进至步骤S246的处理。步骤S246中，将所述未打滑经历时间与图10所示处理的处理周期(与图3相同，例如为5msec)相加来累计所述未打滑经历时间，然后前进至步骤S231的处理。
根据如上所述的本发明实施方式5所涉及的车辆的发电控制装置，与实施方式4所涉及的车辆的发电控制装置相比，例如在因传送皮带进水等暂时性原因而引起皮带打滑，从而导致所述学习限制发电转矩学习得过少的情况下，也能够通过确认传送皮带没有发生打滑，并且逐渐增加所述学习限制发电转矩，来使得所述学习限制发电转矩接近相当于平常情况下传送皮带的打滑临界值的发电转矩值，由此来确保发电量。
实施方式6.
上述各实施方式所涉及的车辆的发电控制装置中，获得了设置于发电机的发电电流检测器所检测得到的实际发电电流，而在实施方式6所涉及的车辆的发电控制装置中，为增加再生发电电力的回收量，在具有图11所示结构的车辆中，采用以下方式来取代设置于发电机的发电电流检测器，即：根据由发电机所发电力的供给对象即功率转换部和第2蓄电部所具备的电流检测器得到的电流值的和，来推定所述发电机的实际发电电流。功率转换部为了进行输入输出电力的转换，通常具备电流检测器，第2蓄电部例如是锂离子电池，为了保护锂离子电池，也通常具备电流检测器以掌握充电状态。
图11是具备本发明的实施方式6所涉及的车辆的发电控制装置的车辆的结构图。图11中，对与具备图1所示的上述各实施方式所涉及的车辆的发电控制装置的车辆的结构图相同的结构的部分标注相同的符号，下面对不同部分的结构进行描述。
发电机2向功率转换部201和第2蓄电部202提供所发电力。功率转换部201对由发电机2和第2蓄电部202中的至少一个提供的电力进行转换并输出。第2蓄电部202对发电机2所发电力进行蓄电，并将蓄电得到的电力提供给功率转换部201。第1蓄电部203对功率转换部201输出的电力进行蓄电，并将蓄电得到的电力提供给车辆电负载204。车辆电负载204是前照灯等车辆的电负载，通过消耗电力来实现各种功能。
功率转换部输入电流检测器15包括在功率转换部201中，对输入到功率转换部201的功率转换部输入电流进行检测，并传输至实际发电电流取得部107。第2蓄电部充电电流检测器14包括在第2蓄电部202中，对充电至第2蓄电部202的第2蓄电部充电电流进行检测，并传输至实际发电电流取得部107。这里，第2蓄电部充电电流检测器14传输作为负值的第2蓄电部202的放电电流。实际发电电流取得部107通过将功率转换部输入电流与第2蓄电部充电电流相加来推定发电机2的实际发电电流，并输出至发电电流比较部108。
根据如上所述的本发明实施方式6所涉及的车辆的发电控制装置，能够利用功率转换部和第2蓄电部所具备的电流检测器来推定实际发电电流，以取代设置于发电机的电流检测器，从而能够省去设置于发电机的电流检测器。由于利用了为增加再生发电电力的回收量而具备的功率转换部输入电流检测器、第2蓄电部充电电流检测器，因此，无需设置发电机的发电电流检测器，从而不会导致成本增加。
另外，内燃机转速检测器11、发电机转速推定部105构成旋转电机转速取得部。发电电压检测器12构成旋转电机电压检测部。发电电流检测器13、蓄电部充电电流检测器14、功率转换部输入电流检测器15、实际发电电流取得部107构成旋转电机电流检测部。发电模式判定部101、发电转矩指令计算部102构成发电转矩指令生成部。发电电流比较部108、限制发电转矩计算部109构成发电电流差判定部。发电转矩指令限制部103、指定Duty计算部104构成发电控制部。传送皮带张力检测器18构成传送皮带张力检测部。外部气温检测器19构成外部气温检测部。
此外，本发明并不局限于上述各实施方式，当然也包含这些实施方式所有可能的组合。
工业上的实用性
本发明所涉及的车辆的发电控制装置及其控制方法能够适用于搭载有具有再生发电机构的旋转电机的各种车辆。
标号说明
1内燃机、1a，2a滑轮、2发电机(旋转电机)、2b滑轮接触面、3传送皮带、11内燃机转速检测器、12发电电压检测器、13发电电流检测器、14蓄电部充电电流检测器、15功率转换部输入电流检测器、18传送皮带张力检测器、19外部气温检测器、101发电模式判定部、102发电转矩指令计算部、103发电转矩指令限制部、104指令Duty计算部、105发电机转速推定部、106发电电流推定部、107实际发电电流取得部、108发电电流比较部、109限制发电转矩计算部、201功率转换部、202第2蓄电部、203第1蓄电部、204车辆电负载。

Claims (10)

1.一种车辆的发电控制装置，用于具备与车辆的驱动轴交换动力的内燃机、和经由传送皮带与所述内燃机进行动力交换且能控制为输出可变的旋转电机的车辆，其特征在于，包括：
求取所述旋转电机的转速的旋转电机转速取得部；
检测所述旋转电机电压的旋转电机电压检测部；
求取所述旋转电机的实际电流的旋转电机电流检测部；
根据所述车辆的状态计算用于所述旋转电机的发电转矩指令的发电转矩指令生成部；
发电电流推定部，该发电电流推定部根据基于所述发电转矩指令来控制所述旋转电机的发电用的推定发电转矩、所述旋转电机转速取得部的旋转电机转速、所述旋转电机电压检测部的旋转电机电压来推定旋转电机推定电流；
发电电流差判定部，该发电电流差判定部在所述旋转电机电流检测部的旋转电机实际电流比所述发电电流推定部的旋转电机推定电流小第1规定值以上的情况下，判定为产生了发电电流差，并输出用于限制所述发电转矩指令的限制发电转矩，在产生了发电电流差的状态之后所述旋转电机实际电流与所述旋转电机推定电流的差小于比所述第1规定值要小的第2规定值的情况下，判定为未产生发电电流差，并停止所述限制发电转矩的输出；以及
发电控制部，该发电控制部将所述发电转矩指令设定为所述推定发电转矩，根据所述推定发电转矩来控制所述旋转电机的发电，在产生了发电电流差时，将所述发电转矩指令限制为所述限制发电转矩，并根据由此得到的所述推定发电转矩来进行所述旋转电机的发电控制，
所述发电电流差判定部基于事先设定的标准传送皮带张力计算并设定所述旋转电机的初始限制发电转矩，所述发电控制部将所述发电转矩指令限制在所述初始限制发电转矩的范围内。
2.一种车辆的发电控制装置，用于具备与车辆的驱动轴交换动力的内燃机、和经由传送皮带与所述内燃机进行动力交换且能控制为输出可变的旋转电机的车辆，其特征在于，包括：
求取所述旋转电机的转速的旋转电机转速取得部；
检测所述旋转电机电压的旋转电机电压检测部；
求取所述旋转电机的实际电流的旋转电机电流检测部；
根据所述车辆的状态计算用于所述旋转电机的发电转矩指令的发电转矩指令生成部；
发电电流推定部，该发电电流推定部根据基于所述发电转矩指令来控制所述旋转电机的发电用的推定发电转矩、所述旋转电机转速取得部的旋转电机转速、所述旋转电机电压检测部的旋转电机电压来推定旋转电机推定电流；
发电电流差判定部，该发电电流差判定部在所述旋转电机电流检测部的旋转电机实际电流比所述发电电流推定部的旋转电机推定电流小第1规定值以上的情况下，判定为产生了发电电流差，并输出用于限制所述发电转矩指令的限制发电转矩，在产生了发电电流差的状态之后所述旋转电机实际电流与所述旋转电机推定电流的差小于比所述第1规定值要小的第2规定值的情况下，判定为未产生发电电流差，并停止所述限制发电转矩的输出；以及
发电控制部，该发电控制部将所述发电转矩指令设定为所述推定发电转矩，根据所述推定发电转矩来控制所述旋转电机的发电，在产生了发电电流差时，将所述发电转矩指令限制为所述限制发电转矩，并根据由此得到的所述推定发电转矩来进行所述旋转电机的发电控制，
所述车辆还具备：向车辆的电负载提供电力的第1蓄电部；与所述旋转电机交换电力的第2蓄电部；在所述旋转电机、所述第2蓄电部、所述第1蓄电部之间转换并交换电力的功率转换部；检测所述功率转换部的输入电流的功率转换部输入电流检测器；以及检测所述第2蓄电部的充电电流的第2蓄电部充电电流检测器，
所述旋转电机电流检测部基于由所述功率转换部输入电流检测器和所述第2蓄电部充电电流检测器检测得到的电流，计算旋转电机实际电流。
3.如权利要求1或2所述的车辆的发电控制装置，其特征在于，
在未产生发电电流差的状态下，当所述旋转电机实际电流与所述旋转电机推定电流的差以规定增加率以上的增加率增加时，所述发电电流差判定部判定为产生了发电电流差。
4.如权利要求1或2所述的车辆的发电控制装置，其特征在于，
还具备检测所述传送皮带的张力的传送皮带张力检测部，所述发电电流差判定部基于所述传送皮带张力来对所述初始限制发电转矩进行校正。
5.如权利要求1或2所述的车辆的发电控制装置，其特征在于，
还具备检测车辆的外部气温的外部气温检测部，所述发电电流差判定部基于所述外部气温来对所述初始限制发电转矩进行校正。
6.如权利要求1或2所述的车辆的发电控制装置，其特征在于，
所述发电电流差判定部基于产生发电电流差时的所述推定发电转矩来设定学习限制发电转矩，所述发电控制部将所述发电转矩指令限制在所述学习限制发电转矩的范围内。
7.如权利要求6所述的车辆的发电控制装置，其特征在于，
所述发电电流差判定部对所述推定发电转矩与所述学习限制发电转矩相一致且判定为未产生发电电流差的时间进行累计，从而计算出未产生发电电流差累计经历时间，在所述未产生发电电流差累计经历时间在规定值以上的情况下，使所述学习限制发电转矩增加。
8.如权利要求2所述的车辆的发电控制装置，其特征在于，
所述发电电流差判定部基于事先设定的标准传送皮带张力计算并设定所述旋转电机的初始限制发电转矩，所述发电控制部将所述发电转矩指令限制在所述初始限制发电转矩的范围内。
9.一种车辆的发电控制方法，用于具备与车辆的驱动轴交换动力的内燃机、和经由传送皮带与所述内燃机进行动力交换且能控制为输出可变的旋转电机的车辆的发电控制，其特征在于，包括：
根据所述车辆的状态计算用于所述旋转电机的发电转矩指令的步骤；
根据基于所述发电转矩指令来控制所述旋转电机的发电用的推定发电转矩、旋转电机转速、旋转电机电压来推定旋转电机推定电流的步骤；
在旋转电机实际电流比所述旋转电机推定电流小第1规定值以上的情况下，判定为产生了发电电流差，并输出用于限制所述发电转矩指令的限制发电转矩，在产生了发电电流差的状态之后，所述旋转电机实际电流与所述旋转电机推定电流的差小于比所述第1规定值要小的第2规定值的情况下，判定为未产生发电电流差，并停止所述限制发电转矩的输出的步骤；以及
将所述发电转矩指令设定为所述推定发电转矩，根据所述推定发电转矩来控制所述旋转电机的发电，在产生了发电电流差时，将所述发电转矩指令限制为所述限制发电转矩，并根据由此得到的所述推定发电转矩来进行所述旋转电机的发电控制的步骤，
基于事先设定的标准传送皮带张力计算并设定所述旋转电机的初始限制发电转矩，将所述发电转矩指令限制在所述初始限制发电转矩的范围内。
10.一种车辆的发电控制方法，用于具备与车辆的驱动轴交换动力的内燃机、和经由传送皮带与所述内燃机进行动力交换且能控制为输出可变的旋转电机的车辆的发电控制，其特征在于，包括：
根据所述车辆的状态计算用于所述旋转电机的发电转矩指令的步骤；
根据基于所述发电转矩指令来控制所述旋转电机的发电用的推定发电转矩、旋转电机转速、旋转电机电压来推定旋转电机推定电流的步骤；
在旋转电机实际电流比所述旋转电机推定电流小第1规定值以上的情况下，判定为产生了发电电流差，并输出用于限制所述发电转矩指令的限制发电转矩，在产生了发电电流差的状态之后，所述旋转电机实际电流与所述旋转电机推定电流的差小于比所述第1规定值要小的第2规定值的情况下，判定为未产生发电电流差，并停止所述限制发电转矩的输出的步骤；以及
将所述发电转矩指令设定为所述推定发电转矩，根据所述推定发电转矩来控制所述旋转电机的发电，在产生了发电电流差时，将所述发电转矩指令限制为所述限制发电转矩，并根据由此得到的所述推定发电转矩来进行所述旋转电机的发电控制的步骤，
所述车辆具备：向车辆的电负载提供电力的第1蓄电部；与所述旋转电机交换电力的第2蓄电部；以及在所述旋转电机、所述第2蓄电部、所述第1蓄电部之间转换并交换电力的功率转换部，
所述车辆的发电控制方法还包括检测出所述功率转换部的输入电流，检测出所述第2蓄电部的充电电流，并基于检测得到的电流，计算旋转电机实际电流的步骤。
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