CN105083260A - 车辆控制装置、车辆以及车辆控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆控制装置、车辆以及车辆控制方法。计算辅助机构电流量，该辅助机构电流量用于安装在车辆(200)中的辅助机构(70)中。基于车辆(200)的行驶历史来计算车辆(200)的停车时间比率，并且计算基于停车时间比率而估计的车辆(200)的估计停车时间。基于根据估计停车时间和辅助机构电流量而获得的估计消耗电流量，来设定SOC阈值(DP)。当电池(40)的蓄电状态的值小于SOC阈值(DP)时，使安装在车辆(200)中的发电机(35)运行，使得电池(40)的蓄电状态的值恢复到变得大于SOC阈值(DP)。

Description

车辆控制装置、车辆以及车辆控制方法
技术领域
本发明涉及一种车辆控制装置、车辆以及车辆控制方法。
背景技术
近年来，考虑到提高车辆的燃料经济性，在临时停车时用于停止发动机的称为怠速停车的技术已经流行。例如，在日本专利申请公开No.2011-163281(JP2011-163281A)，提出了如下技术：刚好在停车之前快速使电池充电，将电池的蓄电状态(SOC)的值恢复到等于或者大于预定的阈值(下文中，也称为“SOC阈值”)的值，增加执行怠速停车的机会的数量，并且在车速小于预定的值时，电池的SOC值小于SOC阈值的情况下，提高车辆的燃料经济性。
然而，根据日本专利申请公开No.2011-163281(JP2011-163281A)，SOC阈值是恒定的，所以存在以下可能性。例如，当用于怠速停车的时间是长的时，电池的蓄电量是不充足的，并且怠速停车可能中途强制取消。而且，当用于怠速停车的时间是短的时，可能将电池充电有高于执行怠速停车所需的蓄电量(也称为“电量”)。然后，这些可能性的出现可能导致不充分的燃料经济性的提高。因此，期望如下技术：使得电池能够根据怠速停车的发生的时间的长度来适当地充电。
发明内容
在以下发明中实现了本发明。
(1)根据发明的一个方面，设置有车辆控制装置，其安装在车辆中，该车辆具有：发动机；发电机，该发电机由所述发动机的动力驱动；电池，该电池能够通过利用所述发电机的发电而充电；以及辅助机构，该辅助机构利用蓄存在所述电池中的电力运行，该车辆控制装置装备由辅助机构电流量计算单元、停车时间比率计算单元、停车时间计算单元、SOC阈值设定单元以及发电控制单元。辅助机构电流量计算单元计算用于所述辅助机构中的辅助机构电流量。停车时间比率计算单元基于所述车辆的行驶历史，来计算所述车辆的停车时间比率。停车时间计算单元计算基于所述停车时间比率而估计的所述车辆的估计停车时间。SOC阈值设定单元基于从所述估计的停车时间和所述辅助机构电流量而获得的估计消耗电流量，来设定SOC阈值。当所述电池的蓄电状态的值小于所述SOC阈值时，发电控制单元使所述发电机运行，使得所述电池的所述蓄电状态的所述值恢复到变得大于所述SOC阈值。根据该车辆控制装置，能够基于从所述估计停车时间和所述辅助机构电流所获得的所述估计消耗电流量来可变地设定SOC阈值。因此，能够确保需要执行怠速停车的电池的蓄电量处于合适的状态，并且能够抑制电池超过需要地充电。因此，能够提高燃料经济性。
(2)在根据发明的前述方面的车辆控制装置中，所述阈值设定单元可以进行在设定所述SOC阈值时的所述电池的所述蓄电状态的所述值与从当前起一定时间前获得的所述电池的所述蓄电状态的所述值之间的比较，并且基于预先准备的、所述电池的所述蓄电状态的所述值中的变化与校正量之间的关系，利用与所述比较的结果相对应的校正量来校正所述SOC阈值。根据发明的该方面的车辆控制装置使得能够使阈值反映时间相关的波动。
(3)在根据发明的前述方面的车辆控制装置中，基于所述车辆的行驶历史，在经过从作为预定时间的起始点开始的第一时间之后，所述停车时间比率计算单元可以顺序计算停车时间与过去的所述第一时间的期间的比率，来作为第一停车时间比率，在经过从所述起始点开始的第二时间之后，所述停车时间比率计算单元可以顺序地计算停车时间与过去的第二时间的期间的比率，来作为第二停车时间比率，所述第二时间比所述第一时间长，基于所述第一停车时间比率与第一估计停车时间之间的预先准备的关系，所述停车时间计算单元可以获得与所述第一停车时间比率相对应的所述第一估计停车时间，所述第一停车时间比率由所述停车时间比率计算单元计算，并且基于所述第二停车时间比率与第二估计停车时间之间的预先准备的关系，所述停车时间计算单元可以获得与所述第二停车时间比率相对应的所述第二估计停车时间，所述第二停车时间比率由所述停车时间比率计算单元计算，并且所述停车时间计算单元设定所获得的所述第一估计停车时间和所获得的所述第二估计停车时间中的较长的一个作为估计的停车时间。根据发明的该方面的车辆控制装置使得能够提高估计停车时间时的精度，并且能够提高设定阈值时的精度。
顺便提及，发明能够在各方面中实现。例如，在如下方面中能够实现发明：装备有根据发明的方面的车辆控制装置的车辆；用于使得计算机实现与根据发明的方面的车辆控制装置的各个单元相对应的功能的车辆控制方法等。
附图说明
下面将参考附图描述发明的示例性实施例的特征、优势、技术和工业重要性，其中，相同的编号表示相同的元件，并且其中：
图1是示出作为发明的实施例的机动车辆的构造的说明图；
图2是功能性地示出ECU的构造的一部分的说明图；
图3是示出电池控制例程的流程图；
图4是示出用于计算近过去停车时间比率的存储堆栈的实例的说明图；
图5是示出表示停车时间比率与停车时间系数之间的关系的映射的实例的说明图；
图6是示出表示SOC中的改变与校正值之间的关系的校正值映射的实例的说明图；
图7是示出在图3的电池控制例程中获得的SOC阈值和SOC目标值并且示出这些值与电池控制之间的关系的说明图；
图8是示出用于快速充电的发电指示电压的实例的说明图；
图9是示出在正常电池控制状态下处于恒速行驶模式的FB发电控制期间的发电指示电压的时序图；
图10A是示出如下效果的说明图：SOC阈值根据基于所估计的停车时间和辅助电流量而获得的所估计的消耗电流量来可变地设定；以及
图10B是示出如下效果的说明图：根据SOC阈值根据基于所估计的停车时间和辅助电流量而获得的所估计的消耗电流量来可变地设定。
具体实施方式
图1是示出作为发明的一个实施例的机动车辆200的构造的说明图。机动车辆200是具有用于发动机的怠速停车功能的车辆。机动车辆200装备有发动机10、自动变速器15、差速齿轮20、驱动轮25、启动器30、交流发电机35、电池40以及电子控制单元(ECU)50。
发动机10是通过燃烧诸如汽油、轻油等这样的燃料来发电的内燃机。发动机10的动力传输到自动变速器15，并且经由驱动机构34传输到交流发电机35。发动机10的输出利用发动机控制计算机(未示出)根据由驾驶员操作的油门踏板(未示出)的踩下量而改变。
自动变速器15自动改变速度比(产生了所谓的换挡)。发动机10的动力(旋转速度/转矩)利用自动变速器15改变速度，并且经由差速齿轮20传输到右和左驱动轮25，作为期望的旋转速度/期望的转矩。以这种方式，发动机10的动力在根据油门踏板的踩下量而改变的同时，经由自动变速器15传输到驱动轮25。从而，使车辆(机动车辆200)加速/减速。
在发明的本实施例中，将发动机10的动力传输到交流发电机35的驱动装置34采用带式传动构造。交流发电机35使用发动机10的动力的一部分产生电力。交流发电机35是一种发电机。所产生的电力用于经由逆变器(未示出)对电池40充电。顺便提及，在本说明书中，借助于交流发电机35利用发动机10的动力的发电被称为“燃料发电”。
电池40是作为带有12V电压的直流电源的铅蓄电池，并且将电力供应至不设置在发动机本体中的周边装置。在本说明书中，不设置在发动机本体中、并且利用蓄存在电池40中的电力来操作的周边装置称为“辅助机构”。一组辅助机构称为“辅助机构组”。机动车辆200装备有作为辅助机构组70的前灯72、空调74、音频设备76、导航设备78等。
启动器30是利用从电池40供应的电力来启动发动机10的单元电动机。通常地，当驾驶员在开始驱动停止的机动车辆而操作点火开关(未示出)时，启动器30激活，并且启动了发动机10。当发动机10从其停止状态通过怠速停车控制而重新启动时也使用启动器30。
ECU50被构造为计算机，其装备有CPU、ROM、RAM、输入/输出端口等；CPU执行计算机程序，ROM存储计算机程序等，RAM临时存储数据，输入/输出端口连接到各种传感器、致动器等。设置了如下作为连接到ECU50的传感器：车速传感器81，其检测车速；车轮转速传感器82，其检测驱动轮25的旋转速度；制动踏板传感器84，其检测制动踏板(未示出)是否按下；油门开度传感器86，其检测油门踏板(未示出)的踩下量作为油门开度；电池电流传感器88，其检测电池40的充电/放电电流；交流发电机电流传感器89，其检测交流发电机35的输出电流(交流发电机电流)等。启动器30、交流发电机35等与致动器相对应。ECU50供应有来自电池40的电力。
ECU50基于来自各个传感器和发动机控制计算机(未示出)的各个信号，来控制启动器30和交流发电机35，从而控制发动机的停止和重启动(怠速停车控制)以及控制电池40的蓄电状态(充电状态或者SOC)。“SOC”定义为通过将电池40中剩余的电量除以当电池充满时蓄存的电量而获得的值。顺便提及，SOC还称为剩余容量。根据怠速停车控制，当由车轮转速传感器82检测到的车轮转速Vh降低到低于预定速度(例如，10km/h)时，确定了已经满足发动机停止条件，并且将燃料中断指示输出到燃料供应系统，而后，当从油门开度Tp检测到油门踏板的踩下时，确定了已经满足发动机重启动条件，并且将发动机重启动指示输出到启动器30。ECU50充当根据发明的车辆控制装置。
图2是功能性地示出ECU50的构造的一部分的说明图。图示示出了用于控制电池40的SOC的构造。ECU50装备有驱动模式计算单元110、停车时间比率计算单元120、停车时间计算单元124、辅助机构电流量计算单元130、SOC阈值设定单元140以及交流发电机发电指示电压计算单元150。各个单元110至150实际上表示当装备有ECU50的CPU执行存储在ROM中的计算机程序时所实现的功能。
驱动模式计算单元110基于如下来计算驱动模式：发动机信息S1，诸如从发动机控制计算机(未示出)发送的油门开度等；燃料中断信息S2，其表示同样从发动机控制计算机发送的燃料注入的停止；变速器(T/M)信息S3，其表示自动变速器15的换挡范围；车速Vv，其利用车速传感器81来检测；以及车轮转速Vh，其由车轮转速传感器82检测。应该注意的是，“驱动模式”表示机动车辆200的行驶状态，并且具有三种模式，即，恒速行驶模式、加速行驶模式和减速行驶模式。驱动模式计算单元110计算建立前述三种模式的哪一种模式，并且将计算的结果传输到交流发电机发电指示电压计算单元150作为驱动模式Md。
基于由作为机动车辆的行驶历史的元素的车速传感器81所检测的车速Vv以及由车轮转速传感器82所检测的车轮转速Vh，停车时间比率计算单元120计算停车时间与预定时间的比率。在本实例中，停车时间比率计算单元120装备有两个单元，在两个单元之间存在预定期间的长度的差异，即，近过去停车时间比率计算单元121和远过去停车时间比率计算单元122。近过去停车时间比率计算单元121计算例如车辆的停车时间与诸如过去的X分钟这样的短期间的比率R1(下文中，称为“近过去停车时间比率”)。远过去停车时间比率计算单元122计算例如车辆的停车时间与诸如过去的Y分钟(Y＞X)这样的长期间的比率R2(下文中，称为“远过去停车时间比率”)。顺便提及，近过去停车时间比率计算单元121充当发明的第一停车时间比率计算单元，并且远过去停车时间比率计算单元122充当发明的第二停车时间比率计算单元。此外，X分钟与发明的第一时间相对应，并且过去的X分钟与发明的过去的第一时间的期间相对应。此外，Y分钟与发明的第二时间相对应，并且过去的Y分钟与发明的过去的第二时间的期间相对应。顺便提及，在本实例中，X＝10并且Y＝15。而且，近过去停车时间比率R1与发明的第一停车时间比率相对应，并且远过去停车时间比率R2与发明的第二停车时间比率相对应。
基于由停车时间比率计算单元120所计算的各个停车时间比率R1和R2，停车时间计算单元124计算在下一停车时所估计的停车时间(称为“所估计的停车时间”)Te。顺便提及，下文将具体描述利用停车时间比率计算单元120和停车时间计算单元124的处理。
基于由交流发电机电流传感器89所检测的交流发电机电流Aa和由电池电流传感器88所检测的电池40的充电/放电电流(称为“电池电流”)Ab，辅助机构电流量计算单元130计算辅助机构组70中消耗的辅助机构电流量Ih。
SOC阈值设定单元140基于所估计的停车时间Te和辅助机构电流量Ih，来设定SOC阈值DP和SOC目标值TS。基于由SOC阈值设定单元140设定的SOC阈值DP、SOC目标值TS、由驱动模式计算单元110所计算的驱动模式Md以及由电池电流传感器88(图1)所检测的电池电流Ab，交流发电机发电指示电压计算单元150计算用于指示交流发电机35产生发电量的电压值(发电指示电压)SV。交流发电机35(图1)在由交流发电机发电指示电压计算单元150所计算的发电指示电压SV处产生电力。该交流发电机发电指示电压计算单元150充当发明的发电控制单元。
此处应该注意的是，SOC阈值DP是表示电池的某个SOC的值，并且是用于确定是否应该将交流发电机35的发电操作状态设定为用于恢复电池40的SOC的快速充电操作状态。例如，当电池40的SOC低于SOC阈值DP时，用于怠速停车的电量估计为在下一次停车时不充分。然后，在该情况下，操作交流发电机发电指示电压计算单元150以执行快速充电电池控制，使得交流发电机35的发电操作状态变为快速充电操作(也称为“恢复充电操作”)状态。具体地，当在电池40的SOC应当经受快速充电操作的状态下，驱动模式Md是的恒速行驶模式或者加速行驶模式时，如后文所述，表示用于快速充电的电压值的发电指示电压SV从交流发电机发电指示电压计算单元150输出。从而，将利用交流发电机35的燃料发电控制成恒压发电，并且执行电池40的快速充电。顺便提及，当驱动模式Md是减速行驶模式时，表示用于再生充电的电压值的发电指示电压SV从交流发电机发电指示电压计算单元150输出。从而，将利用交流发电机35的发电控制成再生发电，来代替控制成燃料发电，所以电池40能够利用通过再生而产生的电力来充电。顺便提及，该再生发电控制是在减速行驶期间通过再生发电而对电池充电的控制处理。因此，能够抑制电池40在正常行驶期间通过燃料发电而充电，所以能够节省燃料消耗的量。
相比之下，当电池40的剩余容量已经超过SOC阈值DP时，估计在下一次停车时可能执行怠速停车。因此，能够确定不需要快速充电操作(恢复充电操作)。从而，在该情况下，根据电池40的SOC中的波动的状态来操作交流发电机发电指示电压计算单元150，使得交流发电机35的发电操作状态变为正常操作(“正常充电操作”)状态，并且执行正常充电电池控制。具体地，当在电池40的SOC应当经受正常充电操作的状态下，驱动模式Md是恒速行驶模式时，执行FB发电控制，该FB发电控制通过根据电池40的SOC中的波动的状态的反馈，来控制发电指示电压SV，并且对电池40充电，使得电池40的SOC保持为等于SOC目标值TS。顺便提及，当驱动模式Md是减速行驶模式时，执行再生发电控制，来代替FB发电控制，所以电池40能够利用通过再生而产生的电力来充电。而且，当驱动模式Md是加速行驶模式时，给予加速操作更高的优先级，并且停止或者抑制利用交流发电机35的发电。顺便提及，将在后文进一步描述FB发电控制。
交流发电机35利用发动机10的动力的一部分来旋转，所以在行驶期间的发电导致燃料消耗量的增加。此处应当注意的是，当在发动机通过怠速停车控制而停止的过程中，SOC下降到怠速停车禁止阈值时，怠速停车控制停止，以由于SOC中的不充足而重启动发动机。需要在增加发动机的动力以在发动机的操作期间增加SOC的情况下的三倍至大约五倍的燃料的量来用于发动机的重启动。换句话说，在发动机的运行期间，每单位SOC(例如，SOC1％)的燃料经济性的效果是在发动机停止的过程中由于SOC的不充足而重启动发动机的情况的三倍到五倍。因此，在交流发电机发电指示电压计算单元150中，如上所述，根据驱动模式Md和SOC阈值DP来控制发电指示电压SV，因此重启动发动机的机会的数量由于通过怠速停车控制的发动机停止的过程中的SOC中的不充足而减少，从而使得燃料经济性提高。特别地，根据发明的本实施例，如将在下文中所述，估计在下一次停车时的怠速停车期间所消耗的估计消耗电流量(也称为“预测消耗电流量”或者“估计(预测)消耗电量”)根据所估计的停车时间或者辅助机构电流量而获得，并且SOC阈值根据在获得的所估计的消耗电流量中的改变而波动。从而，限制了电池超过所需电量而充电，或者，限制电池处于所估计的消耗电量不能够利用电池的剩余容量补偿的情况，从而使得燃料经济性提高。
图3是示出电池控制例程的流程图。从当在通过操作者操作点火开关(未示出)来激活启动器30之后启动发动机10时、到当发动机10通过操作者操作点火开关而停止时，该电池控制例程反复地启动以在ECU50中执行。
当处理开始时，在步骤S10中，ECU50的辅助机构电流量计算单元130计算辅助机构电流量Ih。例如，通过对从交流发电机电流Aa减去电池电流Ab而获得的电流值进行15秒平滑时间的平滑处理，能够获得辅助机构电流量。然而，应当注意的是，为了排除激活启动器30时的起动电流，优选地在激活启动器30时停止计算并且保持最终值达预定的时间(例如，一秒)。顺便提及，计算辅助机构电流量的方法应当不限于平滑处理。能够通过使用各种通常的平滑化处理而计算辅助机构电流量。
在步骤S20中，ECU50的停车时间比率计算单元120计算停车时间比率。具体地，近过去停车时间比率计算单元121计算近过去停车时间比率R1，并且远过去停车时间比率计算单元122计算远过去停车时间比率R2。近过去停车时间比率R1是停车时间与过去的X分钟(在本实例中，X＝10)的行驶时间和停车时间组成的总时间的比率。在X分钟第一次过去之前，将近过去停车时间比率R1设定为初始值，并且随后在X分钟过去之后，基于实时来计算和更新。如具有近过去停车时间比率R1的情况，远过去停车时间比率R2也是停车时间与过去Y分钟(在本实例中，Y＝15)的行驶时间和停止时间所组成的总时间的比率。在Y分钟第一次过去之前，将远过去停车时间比率R2设定为初始值，并且随后在Y分钟过去之后，基于实时来计算和更新。顺便提及，根据一个实例X＝10和Y＝15，然而本发明不限于此。能够应用具有X＜Y的关系的各种时间长度。
例如，如下文所述，近过去停车时间比率计算单元121能够计算近过去停车时间比率R1。首先，在发动机响应于来自驾驶员的点火开关(未示出)的操作而启动之后，近过去停车时间比率计算单元121确定机动车辆200的车速Vv是否高于预定速度V0(例如，15km/h)，并且当车速Vv变得高于预定速度V0时，开始执行用于在启动点处获取停车时间的停车时间获取例程。将停车时间获取例程设计成以例如60秒的间隔获得在该60秒期间的停车时间，并且将所获得的结果顺序地存储在装备有第一存储堆栈的堆栈元素中。
图4时示出用于计算近过去停车时间比率R1的存储堆栈ST1的实例的说明图。如由图4的上侧上的存储堆栈ST1所表示，存储堆栈ST1由10个堆栈元素M(1)、M(2)、…、和M(10)所构成。近过去停车时间比率计算单元121以60秒的间隔获得在该60秒期间的停车时间，并且将所获得的结果顺序地存储到装备有存储堆栈ST1的堆栈元素M(1)、M(2)、…、和M(10)中。所存储的堆栈元素顺序地从M(1)朝着M(10)移动。通过基于由车轮转速传感器82检测的车轮转速Vh来确定车辆是否停止(Vh＝0km/h)、并且当车辆停止超过60秒时测量时间，来计算停车时间。顺便提及，为了确定车辆是否停止，还能够采用使用车速传感器(未示出)所检测的值的构造等，来代替使用车轮转速传感器82所检测的值的构造。
即，将停车时间获取例程设计成以60秒的间隔顺序地获得在该60秒期间的停车时间，并且将所获得的停车时间逐个顺序地存储到堆栈元素M(1)至M(10)中。根据附图中所示的实例，在60秒过去时，将20秒的停车时间存储在堆栈元素M(1)中，在120秒过去时，将0秒的停车时间存储在堆栈元素M(2)中，并且在180秒过去时，将60秒的停车时间存储在堆栈元素M(3)中。以该方式，停车时间以60的间隔顺序地存储。如图4的下侧上的存储堆栈ST1所表示，当第一至最后堆栈元素M(1)至M(10)的每一个堆栈元素都填充有停车时间时，即，当10分钟(600秒)的总时间已经过去时，将在随后周期获得的停车时间pt存储在第一堆栈元素M(1)中。此时，目前所存储的值保持在堆栈元素M(2)至M(10)中。在随后周期获得的停车时间(未示出)存储在第二堆栈元素M(2)中。以该方式，当所有的堆栈元素M(10)都填满时，使得返回至第一堆栈元素，并且从该第一堆栈元素起逐个更新堆栈元素。
图2的近过去停车时间比率计算单元121除了执行停车时间获取例程之外，还执行停车时间比率计算例程。在填满存储堆栈ST1的堆栈元素M(1)至M(10)所需的时间，即，600秒(＝10分钟)从起始点过去时，开始执行停车时间比率计算例程。将停车时间比率计算例程设计成获得存储在堆栈元素M(1)至M(10)中的各个数值的总和，将所获得的总和除以作为填满存储堆栈ST1所需的时间的600秒，并且设定商作为近过去停车时间比率R1。在存储堆栈ST1中，堆栈元素M以60秒的间隔逐个更新，所以每次执行该更新时，都获得近过去停车时间比率R1。即，根据停车时间比率计算例程，存储在存储堆栈ST1中的内容用于使得能够以60秒为间隔获得停车时间与刚过去的600秒(＝10分钟)期间的比率，该比率相继作为近过去停车时间比率R1。停车时间的比率是停车时间与总时间(在该情况下是600秒)的比率。
如近过去停车时间比率计算单元121，远过去停车时间比率计算单元122也能够通过执行停车时间获取例程和停车时间比率计算例程来计算远过去停车时间比率R2。然而，应当注意的是，在远过去停车时间比率计算单元122中的停车时间获取例程和停车时间比率计算例程仅限于远过去停车时间比率计算单元122。将远过去停车时间比率计算单元122的停车时间获取例程设计成从前述起始点的达到以90秒的间隔顺序地获得90秒的期间内的停车时间，并且随后将所获得的停车时间逐个存储到装备有仅限于远过去停车时间比率计算单元122的存储堆栈的堆栈元素N(1)至N(10)中。顺便提及，堆栈元素N(1)至N(10)在附图中未示出，但是附有参考标记“N”，就该意义而言它们分别不同于M(1)至M(10)。将远过去停车时间比率计算单元122的停车时间获取例程设计成在从前述起始点开始过去900秒(＝15分钟)时，获得存储在堆栈元素N(1)至N(10)中的各个值的总和，将所获得的总和除以作为填满存储堆栈所需时间的900秒，并且将商设定为远过去停车时间比率R2。
连续地执行近过去停车时间比率计算单元121中的停车时间比率计算例程和远过去停车时间比率计算单元122中的停车时间比率计算例程，直到发动机响应关闭点火开关(未示出)的驾驶员的操作而停止。
在图3的步骤S30中，ECU50的停车时间计算单元124获得与步骤S20中获得的停车时间比率(近过去停车时间比率R1和远过去停车时间比率R2)相对应的停车时间系数Tr(近过去停车时间系数Tr1和远过去停车时间系数Tr2)，并且计算与所获得的停车时间系数Tr相对应的所估计的停车时间Te。例如，如后文将描述，与所获得停车时间系数Tr相对应的所估计的停车时间Te能够通过如下来计算：参考提前准备的映射而获得近过去停车时间系数Tr1和远过去停车时间系数Tr2，设定它们中较大的一个作为停车时间系数Tr，并且采用所获得的停车时间系数Tr作为估计的停车时间Te。顺便提及，近过去停车时间系数Tr1充当发明的第一估计停车时间，并且远过去停车时间系数Tr2充当发明的第二估计停车时间。
图5是示出显示了停车时间比率与停车时间系数之间的关系的映射的实例的说明图。图5的上部表格是示出近过去停车时间比率R1与近过去停车时间系数Tr1之间的关系的近过去停车时间系数映射的实例。图5的下部表格是示出远过去停车时间比率R2与远过去停车时间系数Tr2之间的关系的远过去停车时间系数映射的实例。如图5的上部表格所示，当近过去停车时间比率R1是0％时，近过去停车时间系数映射使近过去停车时间系数Tr1与60秒相关联，当近过去停车时间比率R1是25％时，使近过去停车时间系数Tr1与90秒相关联，并且当近过去停车时间比率R1等于或者高于50％时，使近过去停车时间系数Tr1与180秒相关联。然后，在0％＜R1＜25％的同时，以关联的方式设定在60秒与90秒之间的值，从而与近过去停车时间比率R1的数值成比例地增加或者逐渐增加(未示出)。同样在25％＜R1＜50％的同时，以关联的方式设定在90秒与180秒之间的值，从而与近过去停车时间比率R1的数值成比例地增加或者逐渐增加(未示出)。而且，如图5的下部表格所示，像图5的上部表格中的近过去停车时间系数映射的情况那样，当远过去停车时间比率R2是0％时，远过去停车时间系数映射也使远过去停车时间系数Tr2与60秒相关联，当远过去停车时间比率R2是20％时，使远过去停车时间系数Tr2与90秒相关联，并且当远过去停车时间比率R2等于或者高于40％时，使远过去停车时间系数Tr2与180秒相关联。然后，在0％＜R2＜20％的同时，以关联的方式设定在60秒与90秒之间的值，从而与远过去停车时间比率R2的数值成比例地增加或者逐渐增加(未示出)。同样在20％＜R1＜40％的同时，以关联的方式设定在90秒与180秒之间的值，从而与远过去停车时间比率R2的数值成比例地增加或者逐渐增加(未示出)。
与步骤S20中获得的近过去停车时间比率R1相对应的近过去停车时间系数Tr1能够通过参考近过去停车时间系数映射(图5的上部表格)而获得，并且与远过去停车时间比率R2相对应的远过去停车时间系数Tr2能够通过参考远过去停车时间系数映射(图5)而获得。顺便提及，图5中示出的停车时间系数映射是实例，并且发明不限于此。停车时间系数映射能够根据环境等而适当地设定。
然后，与所获得的停车时间系数Tr相对应的所估计的停车时间Te能够通过如下来计算：设定所获得的近过去停车时间系数Tr1和所获得的远过去停车时间系数Tr2中的较长的一个作为停车时间系数Tr，并且采用该停车时间系数Tr作为所估计的停车时间Te。例如，在近过去停车时间比率R1是25％且近过去停车时间系数Tr1是90秒、并且远过去停车时间比率R2是40％且远过去停车时间系数Tr2是180秒的情况下，采用远过去停车时间系数Tr2作为停车时间系数Tr，并且将所估计的停车时间Te设定为Tr2＝180秒。
顺便提及，前述的近过去停车时间比率的初始值和前述的远过去停车时间比率的初始值是考虑到以下原因而优选地设定的。即，当远过去停车时间比率的初始值设定为高的时，初始值的影响持续长的时间(在本实例中15分钟)。因此，通过将其影响持续相对短时间(在本实例中10分钟)的近过去停车时间比率的初始值设定为高的来处理在城市区域中的启动。在本实例中，近过去停车时间比率R1的初始值是50％，并且远过去停车时间比率R2的初始值是20％。然而，应该注意的是，发明不限于这些数值，并且能够根据环境等来适当地设定初始值。
在图3的步骤S40中，ECU50的SOC阈值设定单元140基于步骤S10中获得的辅助机构电流量Ih和步骤S30中获得的所估计的停车时间Te，来计算SOC阈值DP。具体地，在怠速停车的执行期间，从电池40所释放的并且估计为由辅助机构组70所消耗的估计消耗电流量(估计消耗电量)PR根据以下示出的表达式(1)而获得，并且所获得的估计消耗电流量PR根据以下示出的表达式(2)换算为电池40的SOC，从而获得SOC阈值DP。
PR(As)＝Ih(A)×Te(sec)...(1)
DP(％)＝SS(％)+(PR/(5小时比率容量/100))(％)...(2)
此处应该注意的是，由于延长寿命的需求，将电池40、尤其是发明的本实施例的铅电池的可用SOC范围(下文中，称为“操作的SOC范围”)例如提前设定在从82％的下限到90％的上限范围之内。顺便提及，在以下说明中，操作的SOC范围表示为0％到8％，下限是作为基准的0％，并且上限是8％。因此，前述的SOC阈值DP也表示为相对于基准(0％)的值。前述表达式(2)的第一项SS表示怠速停车禁止阈值，并且在本实例中将其设定为0.2％。该怠速停车禁止阈值SS是用于禁止怠速停车的阈值，使得电池40的SOC没有在已经下降到SS(％)之后进一步下降，从而防止SOC变得小于操作的SOC范围的下限。前述表达式(2)的第二项表示：假设SOC是100％的状态等于电池的5小时比率容量，通过将估计消耗电流量PR换算为电池40的SOC而获得的值。
然后，在步骤S50中，SOC阈值设定单元140根据SOC中的长期波动来校正SOC阈值DP。例如，在现在之前的一定时间(例如，180秒)获得的SOC与当前SOC以一定时间(10秒)的间隔互相比较，并且利用与SOC中的增大/减小相对应的校正值CO来校正SOC阈值DP。具体地，与SOC中的变化相对应的校正值CO通过参考校正值映射而获得，该校正值映射提前准备以显示SOC中的变化与校正值CO之间的关系，并且根据下面示出的表达式(3)来校正。
DP(％)＝SS(％)+(PR/(5小时比率容量/100))(％)+CO(％)...(3)
图6是示出显示SOC中的变化与校正值之间的关系的校正值映射的实例的说明图。如图6所示，当SOC中的变化趋于减少时，将趋于增加的校正值(校正量)CO设定为补偿该趋势，并且当SOC中的变化趋于增加时，将趋于减小的校正值CO设定为补偿该趋势。
能够使得SOC阈值DP反映与根据例如电池的温度、电池中的劣化、电池的尺寸等不同的电池充电的可接受性。从而，如图5所示的示出停车时间比率与停车时间系数之间的关系的映射不要求根据前述的差异而准备，并且能够在不需要适应的情况下使用。而且，SOC中的长期波动能够经受反馈，所以能够提高诸如后述的充电/放电电流的累积值等这样的各种测量值的稳定性。
顺便提及，图6中示出的校正值映射是实例，并且发明不限于此。校正值映射能够根据环境等而适当地设定。步骤S50的处理与如下相对应：根据发明，在设定SOC阈值时的电池的蓄电状态的值与现在之前的一定时间获得的电池的蓄电状态的值之间进行比较，并且基于提前准备的电池的蓄电状态的值中的改变与校正量之间的关系，而利用与比较的结果相对应的校正量来校正阈值。
在图3的步骤S60中，SOC阈值设定单元140基于步骤S50中获得SOC阈值DP，来获得在前述正常充电操作中使用的SOC目标值TS。如下面示出的表达式(4)所示，SOC目标值TS是通过将裕量Th(％)(例如，5％)增加到SOC阈值DP(表达式(3))而获得的值，考虑该裕量Th以防止电池40的SOC变得等于或者小于SOC阈值DP。
TS(％)＝DP(％)+Th(％)...(4)
在图3的步骤S70中，基于如上所述而获得的SOC阈值DP，用于快速充电或者正常充电的电池控制根据电池40的SOC来执行。在用于正常充电的电池控制中，特别地执行基于所获得的SOC目标值TS的通过FB发电控制的电池控制。
图7是示出在图3的电池控制例程中获得的SOC阈值DP和SOC目标值TS，并且示出这些值与电池控制之间的关系的说明图。如上所述，将能够使用电池40的SOC范围(操作的SOC范围)确定为例如，在总电池容量(100％)中从下限Cd(；82％)到上限Cu(；90％)的范围。将电池控制设计成基于SOC阈值DP和SOC目标值TS，来控制对电池40充电的操作，使得SOC保持在操作的SOC范围之内。
此处应该注意的是，如上所述，SOC阈值DP基于从辅助机构电流量Ih和估计停车时间Te获得的估计消耗电流量PR、怠速停车禁止阈值SS、校正值CO，根据前述表达式(3)来设定。如表达式(3)显而易见，SOC阈值DP是根据估计的消耗电流量PR，即，辅助机构电流量Ih或者估计的停车时间Te而变化的值。
因此，SOC阈值DP中的变化的下限Dd1除了怠速停车禁止阈值SS(例如，0.2％)之外还考虑裕量Dm(例如，1％)而设定(本实例中1.2％)。而且，SOC阈值DP中的变化的上限Du考虑操作的SOC范围的上限Cmax(＝Cu-Cd；8％)而设定(本实例中8％)。因此，在本实例中，SOC阈值DP的变化范围是1.2％≤DP≤8％。
而且，如上所述，SOC阈值DP是如下阈值：该阈值用于确定是否应该执行快速充电(恢复充电)以恢复SOC，从而防止电池40的SOC在下次执行的怠速停车时的怠速停车期间变得不充足。然后，当电池40的SOC的值小于SOC阈值DP时，建立快速充电电池控制(也称为“恢复充电电池控制”)状态。当SOC等于或者大于SOC阈值DP时，建立正常充电电池控制状态。
在快速充电电池控制状态下，在恒速行驶模式和加速行驶模式下，指示交流发电机35产生用于快速充电的电压值的发电指示电压SV，该发电指示电压SV大于后文将描述的正常充电电池控制中的发电指示电压SV的值。交流发电机35经受恒定发电控制，从而在用于快速充电的高电压值处发电，因此执行了充电操作。而且，同样在减速行驶模式中，指示交流发电机35产生发电指示电压SV，该发电指示电压SV表示高于在正常充电电池控制中的发电指示电压SV的值的用于再生充电的电压值。交流发电机35经受再生发电控制，从而在用于再生充电的高电压值处发电，因此执行了再生充电操作。然而，应当注意的是，电池40的SOC一恢复到SOC阈值DP，已经开始的快速充电电池控制就不会结束，然而SOC一恢复到断开阈值DPoff，快速充电电池控制就会结束，利用使得进行稳定充电操作的滞后特征，该断开阈值DPoff通过将滞后值Dh(本实例中是0.5％)增加到SOC阈值DP而获得。
用于快速充电的发电电压SV将如下文所述地设定。图8是示出用于快速充电的发电指示电压SV的实例的说明图。用于快速充电的发电指示电压SV是与电池液温(下文中，仅称为“电池温度”)Tb相对应的值。具体地，如图8中所示，当电池温度Tb等于或者高于稳定温度Tm(在本实例中13.8V)时，用于快速充电的发电指示电压SV是用于快速充电的第一高压VTm(在本实例中是13.8V)。然后，当电池温度Tb等于或者低于低温T1(＜Tm，例如，10℃)时，用于快速充电的发电指示电压SV是高于第一高压的第二高压VTh(例如，14.4V)。当10＜Tb＜25时，用于快速充电的发电指示电压SV是随着温度的降低从第一高压VTm顺序上升到第二高压VTh的值。即，根据电池温度Tb，将用于快速充电的发电指示电压SV设定为从第一高压VTm到第二高压VTh的特定的恒定电压值。
电池40具有随着电池温度下降而在可接受性上劣化的特性。顺便提及，“可接受性”是表示电池容易充电的指标。从而，考虑到即使在电池温度Tb低的状态下，也使得电池40能够快速且充分地充电，随着电池温度Tb下降，用于电池的充电电压通过增加发电指示电压SV而提高。顺便提及，当用于电池的充电电压提高时，电池的寿命趋于缩短。另一方面，随着电池温度下降，电池的寿命趋于缩短。因此，即使当随着电池温度下降，发电指示电压SV提高时，也能够抑制电池寿命减少的影响。
如下文所述设定用于再生充电的发电指示电压SV。即，在减速行驶模式下执行再生充电操作，并且该操作比其它充电操作持续时间短。因此，即使当充电电压提高时，对电池的寿命的影响也被认为是弱的。因此，在本实例中，将用于再生充电的发电指示电压SV设定成高于作为用于快速充电的发电指示电压SV的第二高压VTh(例如，14.4V)的第三高压VTr(在本实例中14.8V)。
相比之下，在正常充电电池控制状态下，如将在下文所述，执行通过FB发电控制的充电操作，使得SOC保持为等于恒速行驶模式中的SOC目标值TS(图7)。而且，在减速行驶模式下，如快速充电电池控制状态的情况那样，执行通过再生发电控制的充电操作。然而，应该注意的是，加速行驶模式下的加速性能是重要的，以及抑制或者停止交流发电机35发电。
图9是示出在正常电池控制状态下的恒速行驶模式下的通过FB发电控制的发电指示电压的时序图。在FB发电控制中，发电指示电压SV经受反馈控制，使得充电/放电电流累积值YSA(As)变得等于充电/放电电流累积值的目标值TYSA(As)。顺便提及，目标值TYSA是通过如下而获得的值：假设SOC是100％的状态等于电池的5小时比率容量(As)，根据例如下面所示表达式(5)将SOC目标值TS(％)换算为充电/放电累积值(As)。
TYSA(As)＝(5小时比率容量)(As)×TS(％)/100...(5)
具体地，如图9所示，在充电/放电电流累积值YSA大于目标值TYSA的状态下，根据充电/放电电流累积值YSA与目标值TYSA之间的差异，通过将发电指示电压SV减少到FB最小发电指示电压VFB1(V)(本实例中的12.3V)而抑制发电。相比之下，在充电/放电电流累积值YSA小于目标值TYSA的状态下，根据充电/放电电流累积值YSA与目标值TYSA之间的差异，通过将发电指示电压SV增加到FB最大发电指示电压VFBh(V)(本实例中的13.5V)而促进发电。以该方式，发电指示电压SV经受反馈控制，使得充电/放电电流累积值YSA(As)变得等于充电/放电电流累积值的目标值TYSA(As)，因此将电池40的SOC控制为保持等于SOC目标值TS。
如上所述，图7中所示的SOC目标值TS是通过将裕量Th(％)增加到SOC阈值DP(表达式(3))而获得的值(表达式(4))，考虑该裕量Th(％)以防止电池40的SOC变得等于或者小于SOC阈值DP。
此处应该注意的是，在辅助机构电流量Ih是小的，并且估计的停车时间Te是短的等的情况下，当估计消耗电流量PR是小的，并且应用到电池40的负荷是低的时，根据在正常充电操作状态下的恒速行驶模式中通过FB发电控制和在减速行驶模式中通过再生发电控制的充电操作，电池40的SOC能够充分地保持为等于SOC目标值TS，而不是变得等于或者小于SOC阈值DP。从而，裕量Th可以基本地设定为至少等于与快速充电操作的终止值相对应的滞后值Dh。在本实例中，将裕量Th设定为等于Dh＝0.5％。
然而，应当注意的是，例如，当在辅助机构电流量Ih增加或者估计的停车时间Te延长等的情况下，应用到电池40的负荷变得高时，如果SOC阈值DP假设为特定值，则SOC目标值TS可能没有使得能够及时执行充电，并且SOC可能变得等于或者小于怠速停车禁止阈值SS。从而，考虑到即使在突然转变到高负荷状态的情况下，防止SOC变得至少等于或者小于怠速停车禁止阈值SS，将下限Td1(％)设定为SOC目标值TS。在本实例中，SOC目标值TS的下限Td1设定为3％。即，当SOC阈值DP等于或者小于2.5％时，不论表达式(4)将SOC目标值TS设定为3％。
图10是示出如下效果的说明图：根据该效果，SOC阈值DP根据从估计的停车时间Te和辅助机构电流量Ih所获得的估计消耗电流量PR而可变地设定。如图10A所示，假设电池40的SOC是4％，并且假设作为对比实例的SOC阈值DP固定为5％。在该情况下，SOC(4％)小于SOC阈值DP(5％)，所以要求快速充电建立快速充电电池控制状态。执行快速充电使得SOC的状态变得等于或者大于SOC阈值DP。相比之下，在发明的本实施例中，如果与估计消耗电流量PR相对应的SOC是大约3％，则将SOC可变地设定到与其相对应的SOC阈值DP(3％)。SOC(4％)变得高于可变地设定的SOC阈值DP(3％)。因此，变得不需要快速充电，避免了快速充电操作，并且能够抑制充电操作超过需求地执行。
而且，如图10B所示，假设电池的SOC是5.5％，并且如图10A的情况那样，作为对比实例的SOC阈值DP固定到5％。在该情况下，SOC(5.5％)高于SOC阈值DP(5％)，所以不需要快速充电。因此，没有执行快速充电操作。然而，在该情况下，如果与估计消耗电流量PR相对应的SOC高于5％，例如，如果要求等于大约6％的SOC，则在怠速停车的执行期间，SOC可能变得不充足，并且怠速停车可能中止。相比之下，在发明的本实施例中，与估计消耗电流量PR相对应的SOC阈值DP(6％)可变地设定，并且SOC(5.5％)变得低于可变地设定的SOC阈值DP(6％)。因此，要求快速充电建立快速充电电池控制状态。执行快速充电使得SOC的状态变得等于或者大于SOC阈值DP。从而，能够抑制怠速停车在中途被强制取消。
如上所述，在发明的本实施例中，SOC阈值DP根据从估计停车时间Te和辅助机构电流量Ih所获得的估计消耗电流量PR而可变地设定。从而，抑制了怠速停车在中途强制取消的可能性、利用超过需要的电量对电池充电的可能性等，所以能够提高燃料经济性。
发明应该不限于前述发明的实施例。在不违背发明的主旨的情况下，本发明能够以各种构造实现。例如，与发明内容的部分中所述的各个方面中的技术特征相对应的发明的实施例的技术特征能够适当地替换或者组合，以部分或者全部地解决前述的问题或者部分或全部地实现前述的效果。而且，除非在本说明书中描述为必要的，能够适当地移除技术特征。

Claims (5)

1.一种车辆控制装置(50)，该车辆控制装置(50)安装在车辆(200)中，该车辆(200)具有：发动机(10)；发电机(35)，该发电机(35)由所述发动机(10)的动力驱动；电池(40)，该电池(40)能够通过利用所述发电机(35)的发电而充电；以及辅助机构(70)，该辅助机构(70)利用蓄存在所述电池(40)中的电力运行，其特征在于，该车辆控制装置(50)包括：
辅助机构电流量计算单元(130)，该辅助机构电流量计算单元(130)计算用于所述辅助机构(70)中的辅助机构电流量；
停车时间比率计算单元(120)，该停车时间比率计算单元(120)基于所述车辆(200)的行驶历史，来计算所述车辆(200)的停车时间比率；
停车时间计算单元(124)，该停车时间计算单元(124)计算基于所述停车时间比率而估计的所述车辆(200)的估计停车时间；
充电状态阈值设定单元(140)，该充电状态阈值设定单元(140)基于估计的消耗电流量来设定充电状态阈值DP，该估计的消耗电流量从所述估计停车时间和所述辅助机构电流量来获得；以及
发电控制单元(150)，当所述电池(40)的蓄电状态的值小于所述充电状态阈值DP时，该发电控制单元(150)使所述发电机(35)运行，使得所述电池(40)的所述蓄电状态的所述值恢复到变得大于所述充电状态阈值DP。
2.根据权利要求1所述的车辆控制装置(50)，其中
所述阈值设定单元在设定所述充电状态阈值DP时的所述电池(40)的蓄电状态的值、与从当前起一定时间前获得的所述电池(40)的蓄电状态的值之间进行比较，并且基于所述电池(40)的蓄电状态的值中的变化、与校正量之间的预先准备的关系，所述阈值设定单元利用与所述比较的结果相对应的校正量来校正所述充电状态阈值DP。
3.根据权利要求1或2所述的车辆控制装置(50)，其中
基于所述车辆(200)的行驶历史，在经过从作为预定时间的起始点开始的第一时间之后，所述停车时间比率计算单元(120)顺序计算过去的所述第一时间的期间的中停车时间的比率，来作为第一停车时间比率，
在经过从所述起始点开始的第二时间之后，所述停车时间比率计算单元(120)顺序计算过去的所述第二时间的期间中停车时间的比率，来作为第二停车时间比率，所述第二时间比所述第一时间长，
基于第一停车时间比率、与第一估计停车时间之间的预先准备的关系，所述停车时间计算单元(124)获得与所述第一停车时间比率相对应的第一估计停车时间，所述第一停车时间比率由所述停车时间比率计算单元(120)计算，并且
基于第二停车时间比率、与第二估计停车时间之间的预先准备的关系，所述停车时间计算单元(124)获得与所述第二停车时间比率相对应的所述第二估计停车时间，所述第二停车时间比率由所述停车时间比率计算单元(120)计算，并且所述停车时间计算单元(124)设定所获得的所述第一估计停车时间、和所获得的所述第二估计停车时间中较长的作为所述估计停车时间。
4.一种车辆(200)，其特征在于，包括：
发动机(10)；
发电机(35)，该发电机(35)由所述发动机(10)的动力驱动；
电池(40)，该电池(40)能够通过利用所述发电机(35)的发电而充电；
辅助机构(70)，该辅助机构(70)利用蓄存在所述电池(40)中的电力而运行；
辅助机构电流量计算单元(130)，该辅助机构电流量计算单元(130)计算用于所述辅助机构(70)中的辅助机构电流量；
停车时间比率计算单元(120)，该停车时间比率计算单元(120)基于所述车辆(200)的行驶历史来计算所述车辆(200)的停车时间比率；
停车时间计算单元(124)，该停车时间计算单元(124)计算基于所述停车时间比率而估计的所述车辆(200)的估计停车时间；
充电状态阈值设定单元(140)，该充电状态阈值设定单元(140)基于估计的消耗电流量来设定充电状态阈值DP，该估计的消耗电流量从所述估计停车时间和所述辅助机构电流量获得；以及
发电控制单元(150)，当所述电池(40)的蓄电状态的值小于所述充电状态阈值DP时，该发电控制单元(150)使所述发电机(35)运行，使得所述电池(40)的蓄电状态的值恢复到变得大于所述充电状态阈值DP。
5.一种用于控制车辆(200)的车辆控制方法，所述车辆(200)具有：发动机(10)；发电机(35)，该发电机(35)由所述发动机(10)的动力驱动；电池(40)，该电池(40)能够通过利用所述发电机(35)的发电而充电；以及辅助机构(70)，该辅助机构(70)利用蓄存在所述电池(40)中的电力运行，其特征在于，该车辆控制方法包括：
计算用于所述辅助机构(70)的辅助机构电流量；
基于所述车辆(200)的行驶历史，来计算所述车辆(200)的停车时间比率；
导出所述车辆(200)的估计停车时间，该估计停车时间基于所述停车时间比率而估计；
基于从所述估计停车时间和所述辅助机构电流量获得的估计消耗电流量，来设定充电状态阈值DP；以及
当所述电池(40)的蓄电状态的值小于所述充电状态阈值DP时，使所述发电机(35)运行，使得所述电池(40)的蓄电状态的值恢复到大于所述充电状态阈值DP。
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