CN105050854A - 电源控制装置 - Google Patents

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Abstract

电源控制装置(40)对使用电源系统(30)而行驶的车辆(1)进行控制，电源系统(30)包含第一电源(31)和第二电源(32)这双方，电源控制装置(40)具备：控制单元(40)，以使第一电源的蓄电剩余量(SOC)与第一目标量一致且使第二电源的蓄电剩余量(SOC)与第二目标量一致的方式控制第一电源及第二电源；及设定单元(40)，以车速越大而第一目标量及第二目标量分别越减小的方式分别设定第一目标量及第二目标量，设定单元以使第二目标量相对于车速的变化率大于第一目标量相对于车速的变化率的方式分别设定第一目标量及第二目标量。

Description

电源控制装置
技术领域
本发明涉及用于对使用例如包含两种电源的电源系统而行驶的车辆进行控制的电源控制装置的技术领域。
背景技术
提出了具备包含两种电源的电源系统的车辆(例如，电动机动车或混合动力车辆)(参照专利文献1～3)。作为两种电源，可使用例如能够长时间放出(即输出)恒定电力的电源和能够进行急速的充放电(即输入输出)的电源。
在此，在专利文献1中公开了一种控制方法，在动力运转时，在对电源装置要求的放电要求输出为电池的最大输出以下的情况下，电池输出放电要求输出的全部。而且，在专利文献1中公开了一种控制方法，在对电源装置要求的放电要求输出超过电池的最大输出的情况下，电容器输出放电要求输出中的超出电池的最大输出的部分(或者，放电容器输出电要求输出的全部)。通过这样的控制方法，能防止从电池的陡急的放电，因而能抑制电池的劣化。
而且，在专利文献2中公开了一种控制方法，在制动(再生)时，通过限制向蓄电池的充电，来增大向大电容电容器的充电的分担。通过这样的控制方法，能防止向蓄电池的急速的充电，因而能抑制电池的劣化。
需要说明的是，在专利文献3中公开了一种控制方法，在车辆的发动机运转停止之后的第一规定时间T1期间，在电容器的电压为规定电压以上的情况下，将蓄积于电容器的电力向负载供给。通过这样的控制方法，电容器不易在接近于额定的高电压状态下放任不管，因此能实现电容器的长寿命化。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平7-245808号公报
专利文献2：日本特开平5-30608号公报
专利文献3：日本特开2012-110071号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在专利文献1中，公开了以车速越大则电容器的最大充电量越小的方式设定电容器的最大充电量的技术。然而，在专利文献1中，对于如何设定特性与电容器不同的电池的最大充电量的情况未作任何提及。即，在专利文献1中，对于如何高效率地使用特性不同的电池和电容器未作任何提及。因此，产生可能无法更有效地使用电池和电容器这样的技术问题点。其结果是，例如，可能会牺牲车辆的行驶性能或燃耗等。
在本发明要解决的课题中，可列举上述那样的情况作为一例。本发明课题在于提供一种在具备两种电源的车辆中能够更有效地使用两种电源的电源控制装置。
用于解决课题的手段
<1>
为了解决上述课题，本发明的电源控制装置对使用电源系统而行驶的车辆进行控制，所述电源系统包含第一电源和与所述第一电源相比电容小而输出大的第二电源这双方，所述电源控制装置的特征在于，具备：控制单元，以使所述第一电源的蓄电剩余量与第一目标量一致且使所述第二电源的蓄电剩余量与第二目标量一致的方式控制所述第一电源及所述第二电源；及设定单元，以所述车辆的车速越大而所述第一目标量及所述第二目标量分别越减小的方式分别设定所述第一目标量及所述第二目标量，所述设定单元以使所述第二目标量相对于所述车速的变化率大于所述第一目标量相对于所述车速的变化率的方式分别设定所述第一目标量及所述第二目标量。
本发明的电源控制装置能够对使用包含第一电源和第二电源这双方的电源系统而行驶的车辆进行控制。
使用这样的电源系统而行驶的车辆在动力运转时，典型的是使用从电源系统输出的电力而行驶。具体而言，例如，车辆使用通过从电源系统输出的电力来驱动的旋转电机的动力而行驶。其结果是，在车辆进行动力运转的情况下，多数情况是第一电源及第二电源中的一方或双方输出电力(即放电)。另一方面，车辆在再生时，一边向电源系统输入电力一边行驶。具体而言，例如，车辆一边将通过旋转电机的再生发电而产生的电力向电源系统输入一边行驶。其结果是，在车辆再生的情况下，多数情况是向第一电源及第二电源中的一方或双方输入电力(即充电)。
在此，第一电源是电容比第二电源大的电源(所谓高电容型的电源)。因此，第一电源与第二电源相比能够更长时间地进行恒定的电力的输出。另一方面，第二电源是输出比第一电源大的电源(所谓高输出型的电源)。因此，第二电源与第一电源相比能够更急速(陡急)地进行电力的输入输出。
需要说明的是，例如，可以使用电池作为第一电源，使用电容器(换言之，condenser)作为第二电源。或者，例如，可以使用高电容型电池(即，电容比高输出型电池大的电池)作为第一电源，使用高输出型电池(即，输出比高电容型电池大的电池)作为第二电源。或者，例如，可以使用高电容型电容器(即，电容比高输出型电容器大的电容器)作为第一电源，使用高输出型电容器(即，输出比高电容型电容器大的电容器)作为第二电源。
为了控制这样的车辆(换言之，这样的车辆具备的电源系统)，本发明的电源控制装置具备控制单元和设定单元。
控制单元以使第一电源的蓄电剩余量(即，第一电源蓄积的电力的残存电容，例如，SOC(StateOfCharge))与第一目标量一致(换言之，追随)的方式控制第一电源及第二电源。即，控制单元以使第一电源的蓄电剩余量与第一目标量之间的差减小(优选成为0)的方式控制第一电源及第二电源。需要说明的是，为了使第一电源的蓄电剩余量与第一目标量一致，可以的是，控制单元以进行向第一电源的规定量的电力的输入(即，充电)及从第一电源的规定量的电力的输出(即，放电)中的至少一方的方式控制第一电源及第二电源。
同样，控制单元以使第二电源的蓄电剩余量(即，第二电源蓄积的电力的残存电容，例如，SOC(StateOfCharge))与第二目标量一致(换言之，追随)的方式控制第一电源及第二电源。即，控制单元以使第二电源的蓄电剩余量与第二目标量之间的差减小(优选成为0)的方式控制第一电源及第二电源。需要说明的是，为了使第二电源的蓄电剩余量与第二目标量一致，可以的是，控制单元以进行向第二电源的规定量的电力的输入(即，充电)及从第二电源的规定量的电力的输出(即，放电)中的至少一方的方式控制第一电源及第二电源。
设定单元根据车辆的车速来设定控制单元使用的第一目标量及第二目标量。具体而言，设定单元以车速越大则第一目标量越小的方式设定第一目标量。同样，设定单元以车速越大则第二目标量越小的方式设定第二目标量。这是因为，在车速相对小的情况下，第一电源及第二电源优选预先蓄积车辆的起步(或加速)所使用的电力(即，优选蓄电剩余量相对大)。而且，是因为，在车速相对大的情况下，第一电源及第二电源优选留有能够蓄积通过再生而产生的电力的余地(即，优选蓄电剩余量相对小)。
尤其是设定单元以使第二目标量相对于车速的变化率与第一目标量相对于车速的变化率互不相同的方式设定第一目标量及第二目标量。具体而言，设定单元以使第二目标量相对于车速的变化率大于第一目标量相对于车速的变化率的方式设定第一目标量及第二目标量。即，设定单元以车速增大了规定量的情况下的第二目标量的减少量大于车速增大了相同量(即规定量)的情况下的第一目标量的减少量的方式设定第一目标量及第二目标量。换言之，设定单元以随着车速变大而第二目标量相对急剧(或者，急速或陡急)地变小且随着车速变大而第一目标量相对平缓地变小的方式设定第一目标量及第二目标量。
其结果是，在例如车辆加速(即，车速变大)的情况下，与第一目标量相比，第二目标量更急剧地变小。因此，控制单元能够以使第二电源的蓄电剩余量比第一电源的蓄电剩余量更急剧地减小的方式控制第一电源及第二电源。即，根据本发明的电源控制装置，与第二目标量的变化率不大于第一目标量的变化率的比较例的电源控制装置相比，在车辆加速的情况下，第二电源能够优先(换言之，积极)地输出电力。
同样，在车辆进行常规行驶(即，车速为相对高的状态且没有较大变动)的情况下，控制单元能够以维持第二电源的蓄电剩余量相对小的状态的方式控制第一电源及第二电源。即，根据本发明的电源控制装置，与第二目标量的变化率不大于第一目标量的变化率的比较例的电源控制装置相比，在车辆进行常规行驶的情况下，第二电源能够更多地确保可蓄积通过之后的再生而产生的电力的余地。
同样，在车辆减速(即，车速变小)的情况下，与第一目标量相比，第二目标量更急剧地变大。因此，控制单元能够以使第二电源的蓄电剩余量比第一电源的蓄电剩余量更急剧地变大的方式控制第一电源及第二电源。即，根据本发明的电源控制装置，与第二目标量的变化率不大于第一目标量的变化率的比较例的电源控制装置相比，在车辆减速的情况下，通过以减速为起因的再生而产生的电力优先(换言之，积极)地向第二电源输入。
这样，本发明的电源控制装置与第二目标量的变化率不大于第一目标量的变化率的比较例的电源控制装置相比，尤其是在车速变动时，能够增大第二电源输入输出的电力相对于电源系统应输入输出的电力的分担比例。例如，本发明的电源控制装置与比较例的电源控制装置相比，在车速增加时，能够增大第二电源输出的电力相对于要求输出电力(即，电源系统应输出的电力)的分担比例。同样，例如，本发明的电源控制装置与比较例的电源控制装置相比，在车速减少(即，再生)时，能够增大向第二电源输入的电力相对于再生电力(即，应向电源系统输入的电力)的分担比例。即，本发明的电源控制装置与第二目标量的变化率不大于第一目标量的变化率的比较例的电源控制装置相比，能够更有效(换言之，优先或积极)地使用第二电源输入输出的电力。
在此，第二电源的电容相对小且第二电源的输出相对大，因而第二电源的电力的输入输出的效率通常比第一电源的电力的输入输出的效率良好。因此，第二电源的分担比例越大，车辆的燃耗性能越提高。因此，本发明的电源控制装置与第二目标量的变化率不大于第一目标量的变化率的比较例的电源控制装置相比，能够更有效地使用第二电源输入输出的电力，因而能够提高车辆的燃耗性能。
这样，本发明的电源控制装置通过使第一目标量的变化率与第二目标量的变化率不同，能够高效地使用特性不同的第一电源和第二电源。
<2>
在本发明的电源控制装置的其他的方案中，还具备预测使所述车辆的动作停止的准备停止指令是否会被发出的预测单元，在由所述预测单元预测为所述准备停止指令会被发出的情况下，与未预测为所述准备停止指令会被发出的情况相比，所述设定单元以减小所述第二目标量的方式设定所述第二目标量。
根据该方案，预测单元预测准备停止指令是否会被发出。此时，预测单元优选在准备停止指令实际被发出之前预测准备停止指令是否会被发出。在此，“准备停止”是指用于使车辆具备的电源系统停止的指令。因此，在准备停止指令被发出之后，电源系统停止的车辆停止行驶。
在预测到准备停止指令会被发出的情况下，与未预测为准备停止指令会被发出的情况相比，设定单元以使第二目标量减小的方式进一步设定第二目标量。
在此，在电源系统停止的时刻，第二电源的蓄电剩余量相对变大(例如，第二电源的蓄电剩余量成为额定上限值或该额定上限值附近)时，在蓄电剩余量相对变大的状态下第二电源被放任不管。这样的蓄电剩余量相对变大的状态下的第二电源的放任不管容易导致第二电源的短寿命化(或者劣化)。以这样的蓄电剩余量相对大的情况为起因的第二电源的短寿命化在第二电源为电容器的情况下特别显著。
然而，即使在担心这样的第二电源的短寿命化的情况下，在该方案中，在准备停止指令实际被发出之前期间(换言之，电源系统停止之前)，设定单元能够以使第二目标量减小的方式进一步设定第二目标量。其结果是，在准备停止指令实际被发出之前期间(换言之，电源系统停止之前)，能够减小第二电源的蓄电剩余量。即，能够减小准备停止指令实际上被发出(换言之，电源系统实际停止)的时刻的第二电源的蓄电剩余量。因此，能良好地抑制第二电源的短寿命化。
<3>
在如上所述具备预测单元的电源控制装置的方案中，在用于操作变速器的操作杆的档位从P档以外切换为P档的情况下，所述预测单元预测为所述准备停止指令会被发出。
根据该方案，预测单元基于用于操作变速器的操作杆的档位，能够良好地预测准备停止指令是否会被发出。这是因为，在操作杆的档位从P档以外(例如，D档或R档)切换成P档的情况下，乘员多有使车辆的行驶停止(其结果是使电源系统停止)的意思。
<4>
在本发明的电源控制装置的其他的方案中，所述控制单元以与使所述第一电源的蓄电剩余量与所述第一目标量一致的控制相比优先进行使所述第二电源的蓄电剩余量与所述第二目标量一致的控制的方式控制所述第一电源及所述第二电源。
根据该方案，控制单元能够优先进行使输出相对大的第二电源的蓄电剩余量与第二目标量一致的控制。其结果是，几乎不存在第二电源枯竭(即，蓄电剩余量成为该蓄电剩余量的下限值或低于下限值)或者第二电源没有充电的余地(即，蓄电剩余量成为该蓄电剩余量的上限值或超过上限值)的情况。其结果是，电源控制装置能够有效地使用第二电源。
例如，几乎不存在第二电源枯竭或第二电源没有充电的余地的情况，因而电源控制装置根据车辆的行驶模式，能够增大第二电源输入输出的电力相对于电源系统应输入输出的电力的分担比例(即，有效使用第二电源)。在此，第二电源的电容相对小且第二电源的输出相对大，因而第二电源的电力的输入输出的效率通常比第一电源的电力的输入输出的效率良好。因此，第二电源输入输出的电力相对于电源系统应输入输出的电力的分担比例越大，车辆的燃耗性能越提高。即，在该方案中，优先进行使第二电源的蓄电剩余量与第二目标量一致的控制，因而车辆的燃耗性能的提高良好地实现。即，车辆能够以使燃耗性能优先的行驶模式行驶。
或者，几乎不存在第二电源枯竭或第二电源没有充电的余地的情况，因而能够相对减小第二电源的电容。其结果是，能够实现第二电源的成本或尺寸等的减少。而且，根据车辆的行驶模式，在为了满足行驶性能(例如，以相对大的加速度进行加速)而电源系统应暂时输出大的电力的情况下，优选通过输出相对大的第二电源暂时输出电力，来满足电源系统应输出的电力。这样的话，在抑制第二电源的枯竭的情况下，第二电源容易为了满足这样的行驶性能而输出电力。换言之，不易产生在对应于电源系统应输出的电力的变动而第二电源暂时应输出电力的定时而第二电源无法输出电力的事态。其结果是，能够更长时间地满足重视行驶性能的特性。即，车辆能够以使行驶性能优先的行驶模式进行行驶。
<5>
在如上所述优先进行使第二电源的蓄电剩余量与第二目标量一致的控制的电源控制装置的方案中，在所述第一电源的蓄电剩余量与该第一电源的蓄电剩余量能取得的极限值之间的差低于规定阈值的情况下，所述控制单元以与使所述第二电源的蓄电剩余量与所述第二目标量一致的控制相比优先进行使所述第一电源的蓄电剩余量与所述第一目标量一致的控制的方式控制所述第一电源及所述第二电源。
根据该方案，控制单元原则上优选进行使第二电源的蓄电剩余量与第二目标量一致的控制，但是例外地优先进行使第一电源的蓄电剩余量与第一目标量一致的控制。即，控制单元在第一电源的蓄电剩余量接近极限值的情况下，为了防止第一电源枯竭或第一电源没有充电的余地的情况，可以例外地优先进行使第一电源的蓄电剩余量与第一目标量一致的控制。
需要说明的是，规定阈值优选在考虑了第一电源及第二电源的规格的基础上，设定成能够适当地区别使第一电源的蓄电剩余量与第一目标量一致的控制和使第二电源的蓄电剩余量与第二目标量一致的控制之间的优先度的关系的任意的值。
<6>
在本发明的电源控制装置的其他的方案中，所述控制单元以不进行所述第一电源与所述第二电源之间的电力的供给接受而使所述第一电源的蓄电剩余量与所述第一目标量一致的方式控制所述第一电源及所述第二电源。
例如在第一电源为电池且第二电源为电容器的情况下，相对于第一电源的电容而第二电源的电容减小1位数程度。因此，第二电源向第一电源输出的电力无法成为能够充分增大第一电源的蓄电剩余量的电力那样小的可能性高。即，第二电源无法将能够充分增大第一电源的蓄电剩余量那样大的电力向第一电源输出的可能性高。同样，从第一电源向第二电源供给的电力无法成为能够充分减小第一电源的蓄电剩余量的电力那样小的可能性高。即，第二电源无法从第一电源接受能够充分减小第一电源的蓄电剩余量那样大的电力的输入的可能性高。这样的第一电源与第二电源之间的电力的供给接受很可能成为单纯的无用的损失。
因此，根据该方案，控制单元出于使第一电源的蓄电剩余量与第一目标量一致的目的，能够以不进行第一电源与第二电源之间的电力的供给接受的方式控制第一电源及第二电源。能抑制以无法充分增大或减小第一电源的蓄电剩余量的第一电源与第二电源之间的电力的供给接受为起因的无用的损失的产生。
需要说明的是，控制单元可以出于使第二电源的蓄电剩余量与第二目标量一致的目的，以进行第一电源与第二电源之间的电力的供给接受的方式控制第一电源及第二电源。但是，以使第二电源的蓄电剩余量与第二目标量一致的情况为主要目的而进行的第一电源与第二电源之间的电力的供给接受结果有时能够成为用于使第一电源的蓄电剩余量与第一目标量一致的动作。即使在这样的情况下，在与使第一电源的蓄电剩余量与第一目标量一致的目的不同的目的为主要目的的情况下，控制单元也可以以进行第一电源与第二电源之间的电力的供给接受的方式控制第一电源及第二电源。
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在如上所述不进行第一电源与第二电源之间的电力的供给接受而使第一电源的蓄电剩余量与第一目标量一致的电源控制装置的方案中，在所述第二电源的蓄电剩余量与所述第二目标量一致而所述第一电源的蓄电剩余量与所述第一目标量不一致的情况下，所述控制单元以不进行所述第一电源与所述第二电源之间的电力的供给接受而使所述第一电源的蓄电剩余量与所述第一目标量一致的方式控制所述第一电源及所述第二电源。
根据该方案，控制单元出于使第一电源的蓄电剩余量与第一目标量一致的目的，能够以不进行第一电源与第二电源之间的电力的供给接受的方式控制第一电源及第二电源。能抑制以无法充分增大或减小第一电源的蓄电剩余量的第一电源与第二电源之间的电力的供给接受为起因的无用的损失的产生。
本发明的这样的作用及其他的优点根据如下说明的实施方式而更为明确。
附图说明
图1是表示本实施方式的车辆的结构的一例的框图。
图2是表示本实施方式的车辆的控制动作(实质上是电源系统的控制动作，是电池及电容器的SOC中心控制动作)整体的流程的流程图。
图3是表示车速与电池SOC中心及电容器SOC中心的各自的关系的坐标图。
图4是表示电池的SOC与电池SOC中心之间的关系及电容器的SOC与电容器SOC中心之间的关系的坐标图。
图5是表示通过电池的SOC与电池SOC中心之间的关系及电容器的SOC与电容器SOC中心之间的关系来区别的SOC中心控制的具体的方案的表。
图6是按照换档杆的各档位来表示车速与电容器SOC中心之间的关系的坐标图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明对于具备电动发电机10的车辆1应用本发明的情况的实施方式作为用于实施本发明的方式的一例。
(1)车辆的结构
首先，参照图1，说明本实施方式的车辆1的结构。在此，图1是表示本实施方式的车辆1的结构的一例的框图。
如图1所示，车辆1具备电动发电机10、车轴21、车轮22、电源系统30、作为“电源控制装置(即，控制单元及调整单元)”的一具体例的ECU40。
电动发电机10在动力运转时，主要使用从电源系统30输出的电力进行驱动，由此作为向车轴21供给动力(即，车辆1的行驶所需的动力)的电动机发挥功能。而且，电动发电机10在再生时，主要作为用于对电源系统30具备的电池31及电容器32进行充电的发电机发挥功能。
车轴21是用于将从电动发电机10输出的动力向车轮22传递的传递轴。
车轮22是将经由车轴21传递的动力向路面传递的单元。图1示出车辆1在左右具备各一个车轮22的例子，但是实际上优选在前后左右具备各一个车轮22(即，具备总计4个车轮12)。
需要说明的是，图1例示出具备单一的电动发电机10的车辆1。然而，车辆1可以具备2个以上的电动发电机10。而且，车辆1除了具备电动发电机10之外，还可以具备发动机。即，本实施方式的车辆1可以是电动机动车或混合动力车辆。
电源系统30在动力运转时，将电动发电机10作为电动机发挥功能所需的电力向电动发电机10输出。而且，在再生时，作为发电机发挥功能的电动发电机10发出的电力从电动发电机10向电源系统30输入。
这样的电源系统30具备作为“第一电源”的一具体例的电池31、作为“第二电源”的一具体例的电容器32、电力转换器33、平滑电容器34、逆变器35。
电池31是利用电化学反应(即，将化学能量转换成电能的反应)等能够进行电力的输入输出(即，充放电)的蓄电池。作为这样的电池31的一例，可列举例如铅蓄电池、锂离子电池、镍氢电池、燃料电池等。
电容器32利用蓄积电荷(即，电能)的物理的作用或化学的作用而能够进行电力的输入输出。作为这样的电容器32的一例，可列举例如双电荷层电容器等作为一例。
需要说明的是，也可以取代电池31及电容器32而使用能够进行电力的输入输出的任意的两种电源。这种情况下，取代电池31而使用的电源与取代电容器32而使用的电源相比，可以是电容大(或者能量密度大)的电源。或者，取代电池31而使用的电源与取代电容器32而使用的电源相比，可以是能够更长时间地进行恒定的电力的输出的电源。而且，取代电容器32而使用的电源与取代电池31而使用的电源相比，可以是输出大的电源。或者，取代电容器32而使用的电源与取代电池31而使用的电源相比，可以是能够急速(陡急)地进行电力的输入输出的电源。作为这样的两种电源的一例，可列举例如高电容型电池(即，取代电池31而使用的电源)及高输出型电池(即，取代电容器32而使用的电源)、高电容型电容器(即，取代电池31而使用的电源)及高输出型电容器(即，取代电容器32而使用的电源)。
电力转换器33在ECU40的控制下，根据电源系统30要求的要求电力(典型的是电源系统30对于电动发电机10应输出的电力)而转换电池31输出的电力及电容器32输出的电力。电力转换器33将转换后的电力向逆变器35输出。而且，电力转换器33在ECU40的控制下，根据电源系统30要求的要求电力(典型的是对电源系统30应输入的电力，实质上是对电池31及电容器32应输入的电力)来转换从逆变器35输入的电力(即，通过电动发电机10的再生而产生的电力)。电力转换器33将转换后的电力向电池31及电容器32中的至少一方输出。通过这样的电力转换，电力转换器33实质上能够控制电池31及电容器32与逆变器35之间的电力的分配及电池31与电容器32之间的电力的分配。
需要说明的是，图1例示出具备电池31及电容器32共用的单一的电力转换器33的电源系统30。然而，电源系统30可以具备2个以上的电力转换器33(例如，与电池31对应的电力转换器33和与电容器32对应的电力转换器33)。
平滑电容器34在动力运转时，对于从电力转换器33向逆变器34供给的电力的变动(实质上电力转换器33与逆变器34之间的电源线的电压的变动)进行平滑化。同样，平滑电容器34在再生时，对于从逆变器34向电力转换器33供给的电力的变动(实质上电力转换器33与逆变器34之间的电源线的电压的变动)进行平滑化。
逆变器35在动力运转时，将从电力转换器33输出的电力(直流电力)转换成交流电力。然后，逆变器35将转换成交流电力的电力向电动发电机10供给。而且，逆变器35在再生时，将电动发电机10发出的电力(交流电力)转换成直流电力。然后，逆变器35将转换成直流电力的电力向电力转换器33供给。
ECU40是能够控制车辆1的动作整体的电子控制单元。ECU40具备CPU(CentralProcessingUnit)、ROM(ReadOnlyMemory)及RAM(RandomAccessMemory)等。
尤其是ECU40控制上述的电力转换器33中的电力的分配。更具体而言，ECU40以使电池31的SOC(StateOfCharge)与作为“第一目标量”的一具体例的电池SOC中心一致且使电容器32的SOC与作为“第二目标量”的一具体例的电容器SOC中心一致的方式控制电力转换器33的电力的分配。此时，ECU40例如以从电池31向电容器32或向电动发电机10输出电力的方式或者从电动发电机10向电池31输入电力的方式控制电力转换器33，由此使电池31的SOC与电池SOC中心一致。同样，ECU40例如以从电容器32向电池31或电动发电机10输出电力的方式或者以从电池31或电动发电机10向电容器32输入电力的方式控制电力转换器33，由此使电容器32的SOC与电容器SOC中心一致。
以下，继续关于在ECU40的控制下进行的使电池31的SOC与电池SOC中心一致并使电容器32的SOC与电容器SOC中心一致的控制(以后，适当称为“SOC中心控制”)动作的详细的说明。
(2)电池及电容器的SOC中心控制动作
接下来，参照图2，说明本实施方式的车辆1的控制动作(实质的上是电源系统30的控制动作，且是电池31及电容器32的SOC中心控制动作)。图2是表示本实施方式的车辆1的控制动作(实质上是电源系统30的控制动作，且是电池31及电容器32的SOC中心控制动作)的整体的流程的流程图。
如图2所示，ECU40设定成为进行电池31的SOC中心控制动作时的目标量的电池SOC中心(步骤S11)。ECU40设定成为进行电容器32的SOC中心控制动作时的目标量的电容器SOC中心(步骤S11)。具体而言，ECU40根据车辆1的车速，而分别设定电池SOC中心及电容器SOC中心。因此，ECU40优选适当取得未图示的车速传感器等检测的车速。
在此，参照图3，说明与车速对应的电池SOC中心及电容器SOC中心的各自的设定动作。图3是表示车速与电池SOC中心及电容器SOC中心的各自的关系的坐标图。
如图3(a)所示，ECU40优选以车速越大则电池SOC中心越小的方式设定(换言之，调整)电池SOC中心。此时，ECU40可以通过参照图3(a)所示的坐标图(或者映射或表格等)，来设定电池SOC中心。
同样，如图3(b)所示，ECU40优选以车速越大而电容器SOC中心越小的方式设定(换言之，调整)电容器SOC中心。此时，ECU40可以通过参照图3(b)所示的坐标图(或者映射或表格等)来设定电容器SOC中心。
在本实施方式中，尤其是将图3(a)的坐标图与图3(b)的坐标图进行比较可知，电容器SOC中心相对于车速的变化率与电池SOC中心相对于车速的变化率不同。更具体而言，电容器SOC中心相对于车速的变化率大于电池SOC中心相对于车速的变化率。换言之，车速从v1变化为v2(即，车速增大了规定量Δv(＝v2-v1))的情况的电容器SOC中心的减少量Δcc大于车速从v1变化为v2(即，车速增大了规定量Δv)的情况的电池SOC中心的减少量Δbc。
其结果是，ECU40以随着车速增大而电容器SOC中心相对急剧(或者，急速或陡急)地减小，另一方面，随着车速增大而电池SOC中心相对平缓地减小的方式设定电池SOC中心及电容器SOC中心。
再次在图2中，然后，ECU40进行电池31及电容器32的SOC中心控制(步骤S12)。具体而言，ECU40以使电池31的SOC与在步骤S11中设定的电池SOC中心一致的方式控制电池31及电容器32的电力的输入输出(实质上控制电力转换器33的电力的分配)。同样，ECU40以使电容器32的SOC与在步骤S11中设定的电容器SOC中心一致的方式控制电池31及电容器32的电力的输入输出(实质上控制电力转换器33的电力的分配)。
更具体而言，在电池31的SOC大于电池SOC中心的情况下，ECU40以对电池31输入电力(即，对电池31充电)的方式控制电力转换器33的电力的分配。其结果是，电池31的SOC增大，伊恩而ECU40能够使电池31的SOC与电池SOC中心一致。
同样，在电池31的SOC大于电池SOC中心的情况下，ECU40以从电池31输出电力(即，电池31放电)的方式控制电力转换器33的电力的分配。其结果是，电池31的SOC减小，因而ECU40能够使电池31的SOC与电池SOC中心一致。
同样，在电容器32的SOC小于电容器SOC中心的情况下，ECU40以对电容器32输入电力(即，对电容器32充电)的方式控制电力转换器33的电力的分配。其结果是，电容器32的SOC增大，因而ECU40能够使电容器32的SOC与电容器SOC中心一致。
同样，在电容器32的SOC大于电容器SOC中心的情况下，ECU40以从电容器32输出电力(即，电容器32放电)的方式控制电力转换器33的电力的分配。其结果是，电容器32的SOC减小，因而ECU40能够使电容器32的SOC与电容器SOC中心一致。
此时，ECU40在电池31的SOC与电池SOC中心不一致且电容器32的SOC与电容器SOC中心不一致的情况下，优选与电池31的SOC中心控制相比优先进行电容器32的SOC中心控制。关于这样的控制方案，参照图4进行说明。图4是表示电池31的SOC与电池SOC中心之间的关系及电容器32的SOC与电容器SOC中心之间的关系的坐标图。
如图4(a)所示，假定电池31的SOC比电池SOC中心小且电容器32的SOC比电容器SOC中心小的情况。这种情况下，ECU40可以不进行电池31的SOC中心控制而进行电容器32的SOC中心控制。
例如，可以的是，ECU40以将通过再生而产生的电力向电容器32输入的方式控制电力转换器33的电力的分配。或者，例如，可以的是，ECU40以电池31向电容器32输出电力的方式控制电力转换器33的电力的分配。即，可以的是，ECU40即使允许为了与电池SOC中心一致而不得不增大的电池31的SOC进一步减小，也优先进行电容器32的SOC中心控制。
其结果是，电容器32的SOC变大，因而ECU40能够使电容器32的SOC与电容器SOC中心一致。在电容器32的SOC与电容器SOC中心一致之后，ECU40可以进行电池31的SOC中心控制。
需要说明的是，即使对于电池31的SOC比电池SOC中心大且电容器32的SOC比电容器SOC中心大的情况也同样。而且，对于电池31的SOC比电池SOC中心小且电容器32的SOC比电容器SOC中心大的情况也同样。或者，对于电池31的SOC比电池SOC中心大且电容器32的SOC比电容器SOC中心小的情况也同样。
但是，如图4(b)所示，即使在电池31的SOC与电池SOC中心不一致且电容器32的SOC与电容器SOC中心不一致的情况下，在电池31的SOC与下限SOC之间的差成为规定阈值以下的情况下，ECU40也与电容器32的SOC中心控制相比优先进行电池31的SOC中心控制。同样，如图4(c)所示，即使在电池31的SOC与电池SOC中心不一致且电容器32的SOC与电容器SOC中心不一致的情况下，在电池31的SOC与上限SOC之间的差成为规定阈值以下的情况下，ECU40也优选与电容器32的SOC中心控制相比优先进行电池31的SOC中心控制。这种情况下，ECU40可以不进行电容器32的SOC中心控制而进行电池31的SOC中心控制。其结果是，能良好地抑制电池31的枯竭或电池31的充电的余地的不足。
需要说明的是，上限SOC及下限SOC分别优选例如从实现电源系统30的正常的或稳定的动作这样的观点出发而适当设定的极限值。这样的上限SOC及下限SOC可以是固定值，也可以是在行驶中适当更新的可变值。
而且，规定阈值优选在考虑了电源系统30的规格(尤其是电池31及电容器32的规格)的基础上，设定成从实现电源系统30的正常的或稳定的动作这样的观点出发能够适当地区别电池31的SOC中心控制与电容器32的SOC中心控制之间的优先度的关系的任意的值。
再次在图2中，ECU40还优选在考虑了电池31的电容大于电容器32的电容的基础上，进行电池31的SOC中心控制。具体而言，ECU40优选为了电池31的SOC中心控制而不使用电容器32的电力。关于该方案，参照图5进行说明。图5是表示通过电池31的SOC与电池SOC中心之间的关系及电容器32的SOC与电容器SOC中心之间的关系而区别的SOC中心控制的具体的方案的表。
如图5的情况E所示，假定电池31的SOC比电池SOC中心小且电容器32的SOC与电容器SOC中心一致的情况。这种情况下，ECU40优选以任意的电力源对电池31输出电力的方式控制电力转换器33的电力的分配，由此增大电池31的SOC。
在此，作为任意的电力源，可设想电容器32。然而，电容器32的电容相对于电池31的电容小1位数程度。因此，电容器32对电池31输出的电力未成为能够充分增大电池31的SOC的电力那样小的可能性高。即，电容器32无法将能够充分增大电池31的SOC那样大的电力对电池31输出的可能性高。其结果是，为了电池31的SOC中心控制而电容器32对电池31输出的电力可能成为单纯的无用的损失。
因此，在图5的情况E下，ECU40为了电池31的SOC中心控制而不使用电容器32的电力。这种情况下，例如，ECU40以将电动发电机10通过再生而产生的电力对电池31输出的方式控制电力转换器33中的电力的分配。其结果是，几乎或完全没有为了电池31的SOC中心控制从电容器32对电池31输出的电力成为无用的损失的情况。
同样，如图5的情况G所示，假定电池31的SOC比电池SOC中心大且电容器32的SOC与电容器SOC中心一致的情况。这种情况下，ECU40优选以使电池31对任意的负载输出电力的方式控制电力转换器33的电力的分配，由此减小电池31的SOC。
在此，作为任意的负载，假定电容器32。然而，电容器32的电容相对于电池31的电容而减小1位数程度。因此，电池31对于电容器32能够输出的电力未成为能够充分减小电池31的SOC的电力那样小的可能性高。即，电容器32从电池31无法接受到能够充分减小电池31的SOC那样大的电力的输入的可能性高。其结果是，为了电池31的SOC中心控制而电池31对电容器32输出的电力可能成为单纯的无用的损失。
因此，在图5的情况G下，ECU40为了电池31的SOC中心控制而不使用电容器32的电力。这种情况下，例如，可以的是，ECU40以使电池31对电动发电机10输出电力的方式控制电力转换器33的电力的分配。其结果是，几乎或完全没有为了电池31的SOC中心控制而从电池31对电容器32输出的电力成为无用的损失的情况。
需要说明的是，为了参考，对图5的情况E及G以外的情况进行说明。
如图5的情况A所示，在电池31的SOC比电池SOC中心小且电容器32的SOC比电容器SOC中心小的情况下，ECU40首先优先进行电容器32的SOC中心控制。即，可以的是，ECU40以使电池31(或者电动发电机10)对电容器32输出电力的方式控制电力转换器33中的电力的分配。在电容器32的SOC与电容器SOC中心一致之后，ECU40可以进行电池31的SOC中心控制。
如图5的情况B所示，在电池31的SOC与电池SOC中心一致且电容器32的SOC比电容器SOC中心小的情况下，ECU40进行电容器32的SOC中心控制。即，可以的是，ECU40以使电池31(或者，电动发电机10)对于电容器32输出电力的方式控制电力转换器33的电力的分配。
如图5的情况C所示，在电池31的SOC比电池SOC中心大且电容器32的SOC比电容器SOC中心小的情况下，ECU40首先优先进行电容器32的SOC中心控制。即，可以的是，ECU40以使电池31(或者电动发电机10)对电容器32输出电力的方式控制电力转换器33的电力的分配。可以是在电容器32的SOC与电容器SOC中心一致之后，ECU40进行电池31的SOC中心控制。
如图5的情况F所示，在电池31的SOC与电池SOC中心一致且电容器32的SOC与电容器SOC中心一致的情况下，ECU40可以不进行SOC中心控制。
如图5的情况H所示，在电池31的SOC比电池SOC中心小且电容器32的SOC比电容器SOC中心大的情况下，ECU40首先优先进行电容器32的SOC中心控制。即，可以的是，ECU40以使电容器32对电池31(或者，电动发电机10)输出电力的方式控制电力转换器33中的电力的分配。在电容器32的SOC与电容器SOC中心一致之后，ECU40可以进行电池31的SOC中心控制。
如图5的情况I所示，在电池31的SOC与电池SOC中心一致且电容器32的SOC比电容器SOC中心大的情况下，ECU40进行电容器32的SOC中心控制。即，可以的是，ECU40以使电容器32对电池31(或者，电动发电机10)输出电力的方式控制电力转换器33中的电力的分配。
如图5的情况J所示，在电池31的SOC比电池SOC中心大且电容器32的SOC比电容器SOC中心大的情况下，ECU40首先优先进行电容器32的SOC中心控制。即，可以的是，ECU40以使电容器32对于电池31(或者，电动发电机10)输出电力的方式控制电力转换器33的电力的分配。在电容器32的SOC与电容器SOC中心一致之后，ECU40可以进行电池31的SOC中心控制。
再次在图2中，ECU40在进行SOC中心控制期间，判定用于操作变速器的换档杆的档位是否从P档以外(例如，D档或R档或N档)向P档进行了切换(步骤S13)。
在步骤S13的判定的结果是未判定为换档杆的档位向P档切换的氢下(步骤S13：否)，ECU40反复进行步骤S11以后的动作。
另一方面，在步骤S13的判定的结果是判定为换档杆的档位切换为P档的情况下(步骤S13：是)，推定为车辆1停止行驶的可能性相对高。即，推定为电源系统30停止动作的可能性高。这种情况下，ECU40与未判定为换档杆的档位切换为P档的情况相比以使电容器SOC中心减小的方式设定电容器SOC中心(步骤S14)。
在此，参照图6，说明与未判定为换档杆的档位切换为P档的情况相比减小电容器SOC中心的动作。图6是按照换档杆的各档位来表示车速与电容器SOC中心之间的关系的坐标图。
如图6所示，判定为换档杆的档位切换为P档的情况的电容器SOC中心比未判定为换档杆的档位切换为P档的情况(例如，换档杆的档位为D档的情况)的电容器SOC中心减小。需要说明的是，在换档杆的档位切换为P档的时刻，车速为0的可能性高。因此，判定为换档杆的档位切换成P档的情况的电容器SOC中心如图6所示，只要至少与成为0的车速建立对应即可。但是，判定为换档杆的档位切换成P档的情况的电容器SOC中心与未判定为换档杆的档位切换成P档的情况的电容器SOC中心同样，可以与任意的车速建立对应。
在此，在换档杆的档位切换为P档的定时与电源系统30实际停止动作的定时之间存在些许的时间差。其原因是，车辆的乘员多是在将换档杆的档位切换成P档之后，进行用于对车辆1发出准备停止指令的操作(例如，点火装置的OFF操作、开始/停止按钮的按下的停止操作等)。因此，当换档杆的档位切换成P档的时刻而电容器SOC中心减小时，在电源系统30实际停止动作之前，电容器32的SOC减小。其结果是，在电容器32的SOC相对高的状态(例如，电容器32的SOC成为上限SOC或电容器32的SOC与上限SOC之间的差成为规定阈值以下)的状态下防止电容器32被放任不管的情况。
需要说明的是，换档杆的档位是否切换为P档的判定动作实质上相当于在电源系统30停止动作之前事先预测电源系统30是否停止动作的动作。因此，在图2的步骤S13中，ECU40可以取代换档杆的档位是否切换为P档的判定动作，而进行能够事先预测电源系统30是否停止动作的任意的动作。例如，ECU40可以通过判定是否进行了用于发出准备停止指令的操作，来事先预测电源系统30是否停止动作。这种情况下，ECU40在判定为进行了用于发出准备停止指令的操作的情况下，可以事先预测为电源系统30停止动作。或者，ECU40可以基于通过GPS信号等能够识别的车辆1的当前位置与该车辆1行驶的地域的映射(地图)，来事先预测电源系统30是否停止动作。这种情况下，ECU40可以在例如判定为车辆1到达自己家或者车辆1进入停车场的情况下，事先预测为电源系统30停止动作。
以上，进入总结的话，在本实施方式中，电容器SOC中心相对于车速的变化率大于电池SOC中心相对于车速的变化率。其结果是，能良好地享有以下说明的各种效果。
具体而言，例如在车辆1加速(即，车速变大)的情况下，与电池SOC中心相比，电容器SOC中心更急剧地减小。因此，ECU40能够以使电容器32的SOC比电池31的SOC更急剧地减小的方式控制电力转换器33的电力的分配。即，在本实施方式的车辆1中，与电容器SOC中心的变化率不大于电池SOC中心的变化率的比较例的车辆相比，在车辆1加速的情况下，能够增大电容器32输出的电力(或者，实现最大化)。换言之，在本实施方式的车辆1中，与比较例的车辆相比，ECU40能够相对地增大电容器32输出的电力相对于车辆1的加速所需的电力的分担比例。
同样，在车辆1进行常规行驶(即，车速以相对高的状态稳定)的情况下，ECU40在维持了电容器SOC中心相对减小的状态的基础上，能够控制电力转换器33的电力的分配。即，在本实施方式的车辆1中，与比较例的车辆相比，在车辆1进行常规行驶的情况下，电容器32能够更多地确保能够蓄积通过在常规行驶之后可能进行的再生而产生的电力的余地。
同样，在车辆1减速(即，车速变小)的情况下，与电池SOC中心相比电容器SOC中心更急剧地变大。因此，ECU40能够以使电容器32的SOC比电池31的SOC更急剧地变大的方式控制电力转换器33的电力的分配。即，在本实施方式的车辆1中，与比较例的车辆相比，在车辆1减速的情况下，能够增大向电容器32增加输入的电力(即，通过以减速为起因的再生而产生的电力)(或者实现最大化)。换言之，在本实施方式的车辆1中，与比较例的车辆相比，ECU40能够相对增大向电容器32输入的电力相对于通过以车辆1的减速为起因的再生而产生的电力的分担比例。
这样，在本实施方式的车辆1中，与比较例的车辆相比，尤其是在车速的变动时，电容器32输入输出的电力相对于电源系统30应输入输出的电力的分担比例增大。即，在本实施方式的车辆1中，与比较例的车辆相比，尤其是在车速的变动时，能更有效(换言之，优先或积极)地使用电容器32输入输出的电力。
在此，电容器32的电容比电池31的电容小且电容器32的输出比电池31的输出大，因而电容器32的电力的输入输出的效率通常比电池31的电力的输入输出的效率良好。因此，电容器32的分担比例越大，则车辆1的燃耗性能越提高。因此，在本实施方式的车辆1中，与比较例的车辆相比，能更有效地使用电容器32输入输出的电力，因而车辆1的燃耗性能提高。
而且，在本实施方式中，ECU40能够与电池31的SOC中心控制相比优先进行电容器32的SOC中心控制。因此，几乎不存在电容器32枯竭(即，电容器32的SOC成为下限SOC或低于下限SOC)或者没有向电容器32充电的余地(即，电容器32的SOC成为上限SOC或超过上限SOC)的情况。
在此，例如，几乎不存在电容器32枯竭或没有向电容器32充电的余地的情况，因而ECU40根据车辆1的行驶模式，能够增大电容器32输入输出的电力相对于电源系统30应输入输出的电力的分担比例。在此，如上所述，电容器32输入输出的电力相对于电源系统30应输入输出的电力的分担比例越大，则车辆1的燃耗性能越提高。因此，ECU40通过优先进行电容器32的SOC中心控制，能够良好地实现车辆的燃耗性能的提高。其结果是，车辆1能够以使燃耗性能优先的行驶模式进行行驶。
或者，几乎不存在电容器32枯竭或没有向电容器32充电的余地的情况，因而能够相对减小电容器32的电容。其结果是，能实现电容器32的成本、尺寸等的减少。而且，根据车辆1的行驶模式，在为了满足行驶性能(例如，以相对大的加速度进行加速)而电源系统30应暂时输出大的电力的情况下，优选通过使输出相对大的电容器32暂时输出电力，来满足电源系统30应输出的电力(换言之，对电池31输出的电力进行支援)。这样的话，在抑制电容器32的枯竭的情况下，电容器32容易为了满足这样的行驶性能而输出电力。换言之，难以产生在对应于电源系统30应输出的电力的变动而电容器32应暂时输出电力的定时，电容器32无法输出电力的事态。其结果是，能够更长时间地满足重视行驶性能的特性。即，车辆1能够以使行驶性能优先的行驶模式行驶。
需要说明的是，本发明在不违反从权利要求书及说明书整体能够读取的发明的主旨或思想的范围内能够适当变更，伴随这样的变更的电源控制装置也包含于本发明的技术思想。
标号说明
1车辆
10电动发电机
21车轴
22车轮
30电源系统
31电池
32电容器
33电力转换器
34平滑电容器
35逆变器
40ECU

Claims (7)

1.一种电源控制装置，对使用电源系统而行驶的车辆进行控制，所述电源系统包含第一电源和与所述第一电源相比电容小而输出大的第二电源这双方，所述电源控制装置的特征在于，具备：
控制单元，以使所述第一电源的蓄电剩余量与第一目标量一致且使所述第二电源的蓄电剩余量与第二目标量一致的方式控制所述第一电源及所述第二电源；及
设定单元，以所述车辆的车速越大而所述第一目标量及所述第二目标量分别越减小的方式分别设定所述第一目标量及所述第二目标量，
所述设定单元以使所述第二目标量相对于所述车速的变化率大于所述第一目标量相对于所述车速的变化率的方式分别设定所述第一目标量及所述第二目标量。
2.根据权利要求1所述的电源控制装置，其特征在于，
所述电源控制装置还具备预测使所述车辆的动作停止的准备停止指令是否会被发出的预测单元，
在由所述预测单元预测为所述准备停止指令会被发出的情况下，与未预测为所述准备停止指令会被发出的情况相比，所述设定单元以减小所述第二目标量的方式进一步设定所述第二目标量。
3.根据权利要求2所述的电源控制装置，其特征在于，
在用于操作变速器的操作杆的档位从P档以外切换为P档的情况下，所述预测单元预测为所述准备停止指令会被发出。
4.根据权利要求1所述的电源控制装置，其特征在于，
所述控制单元以与使所述第一电源的蓄电剩余量与所述第一目标量一致的控制相比优先进行使所述第二电源的蓄电剩余量与所述第二目标量一致的控制的方式控制所述第一电源及所述第二电源。
5.根据权利要求4所述的电源控制装置，其特征在于，
在所述第一电源的蓄电剩余量与该第一电源的蓄电剩余量能取得的极限值之间的差低于规定阈值的情况下，所述控制单元以与使所述第二电源的蓄电剩余量与所述第二目标量一致的控制相比优先进行使所述第一电源的蓄电剩余量与所述第一目标量一致的控制的方式控制所述第一电源及所述第二电源。
6.根据权利要求1所述的电源控制装置，其特征在于，
所述控制单元以不进行所述第一电源与所述第二电源之间的电力的供给接受而使所述第一电源的蓄电剩余量与所述第一目标量一致的方式控制所述第一电源及所述第二电源。
7.根据权利要求6所述的电源控制装置，其特征在于，
在所述第二电源的蓄电剩余量与所述第二目标量一致而所述第一电源的蓄电剩余量与所述第一目标量不一致的情况下，所述控制单元以不进行所述第一电源与所述第二电源之间的电力的供给接受而使所述第一电源的蓄电剩余量与所述第一目标量一致的方式控制所述第一电源及所述第二电源。
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