CN106064563B - 用于车辆的控制装置以及用于车辆的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的控制装置以及用于车辆的控制方法。ECU(300)根据电流传感器(254)的检测值IB计算向电池(250)的输入电流的限制目标值Itag。当检测值IB超过限制目标值Itag时，ECU(300)计算基于限制目标值Itag对电池(250)充电时电池(250)的电压值Vtag，从限制目标值Itag和电压值Vtag计算对电池(250)的充电电力的基本电力Winb，及当差值(Itag‑IB)增大时，或当车速减小量ΔV和在检测值IB超过限制目标值Itag时的充电电力PB中的至少一者增加时，将再生限制率P设定为较高值，该再生限制率P是再生制动中的允许充电电力值Win的每单位时间变化量。

Description

用于车辆的控制装置以及用于车辆的控制方法
技术领域
本发明涉及用于车辆的控制装置以及用于车辆的控制方法。更具体地说，本发明涉及用于包括被配置为可通过再生电力进行充电的电池的车辆的控制装置，以及用于该车辆的控制方法。
背景技术
对于安装在混合动力车辆、电动车辆或类似车辆上的电池，已经提出一种保护电池免受过多充电电力影响的充电控制。例如，在采用锂离子二次电池作为电池的情况下，已知存在一种当过多电流被输入电池时，电解液中的锂离子作为锂金属沉淀在阳极上的现象。例如，国际公开号WO 2010/005079公开了输入电流的容许值Ilim(国际公开号WO 2010/005079中的允许输入电流值)被设定为不导致锂金属沉淀的最大输入电流值(例如，请参阅国际公开号WO 2010/005079中的段落[0022])。
为了保护电池，需要执行输入电流IB的反馈控制，以使得电流传感器检测到的输入电流IB的绝对值不超过容许值Ilim。但是，反馈控制中一般存在延时。因此，当在输入电流IB达到容许值Ilim之后限制输入电流IB时，存在输入电流IB的绝对值超过容许值Ilim的可能性，并且电池无法受到充分保护。因此，考虑到反馈控制中的延时，计算限制目标值Itag，对于该值而言，相对于容许值Ilim确保预定容限量(例如，请参阅国际公开号WO2010/005079中的段落[0030])。
在国际公开号WO 2010/005079中，使用输入电流IB与限制目标值Itag之间的差值以及系数Kp计算Kp×∫(Itag-IB)dt。如以下公式(A)所示，从作为充电电力上限的基础的基本电力Winb减去该项，从而设定允许的充电电力值Win(请参阅国际公开号WO 2010/005079中的段落[0053])。
Win＝Winb-Kp×∫(Itag-IB)dt…(A)
但是，国际公开号WO 2010/005079描述了仅作为反馈增益的系数Kp，因此未公开用于设定该项的详细配置(请参阅国际公开号WO 2010/005079中的段落[0055])。因此，存在优化系数Kp的空间。
更具体地说，在混合动力车辆、电动车辆或类似车辆中的再生制动时，由电动发电机产生依赖于车辆行驶状况的再生电力，并且对电池充电。当允许的充电电力值Win的绝对值被设定为过度小的值时，充电电力受到严格限制，因此，存在无法恢复充足的再生电力的可能性。另一方面，当允许的充电电力值Win的绝对值被设定为过度大的值时，存在使用过大的电力对电池充电的可能性。
发明内容
本发明提供一种在包括被配置为可通过再生电力进行充电的电池的车辆中，根据车辆行驶状况充分限制充电电力的技术。
在根据本发明一方面的用于车辆的控制装置中，所述车辆包括：旋转电机，其通过再生制动产生再生电力；电池，其被配置为能够使用来自所述旋转电机的所述再生电力充电；以及电流传感器，其检测所述电池的输入和输出电流。所述控制装置包括电子控制单元，其被配置为在对所述电池充电以使得对所述电池的充电电力低于允许值的充电控制中，根据所述电流传感器的检测值计算向所述电池的输入电流的限制目标值。所述电子控制单元在所述检测值超过所述限制目标值的情况下，计算在基于所述限制目标值对所述电池充电时所述电池的电压值，从所述限制目标值和所述电压值计算对所述电池的所述充电电力的基本允许值，以及当所述限制目标值与所述检测值之间的差值增大时，或者当车速和在所述检测值超过所述限制目标值时的所述充电电力中的至少一者增加时，将再生限制率设定为较高值，所述再生限制率是所述再生制动时所述允许值的每单位时间变化量。
在根据本发明另一方面的用于车辆的控制方法中，所述车辆包括：旋转电机，其通过再生制动产生再生电力；电池，其被配置为能够使用来自所述旋转电机的所述再生电力充电；以及电流传感器，其检测所述电池的输入和输出电流。所述控制方法包括：i)在对所述电池充电以使得对所述电池的充电电力低于允许值的充电控制中，根据所述电流传感器的检测值计算向所述电池的输入电流的限制目标值，ii)在所述检测值超过所述限制目标值的情况下，计算在基于所述限制目标值对所述电池充电时所述电池的电压值，iii)从所述限制目标值和所述电压值计算对所述电池的所述充电电力的基本允许值，以及iv)当所述限制目标值与所述检测值之间的差值增大时，或者当车速和在所述检测值超过所述限制目标值时的所述充电电力中的至少一者增加时，将再生限制率设定为较高值，所述再生限制率是所述再生制动时所述允许值的每单位时间变化量。
所述控制装置可以基于所述车速和在所述检测值超过所述限制目标值时的所述充电电力计算系数，可以计算所述系数与所述差值的乘法值作为所述再生限制率，并且可以基于所述基本允许值和所述乘法值计算所述允许值。
根据所述配置和方法，所述系数基于所述充电电力和所述车速而被设定。因此，可以根据所述车辆的行驶状况设定所述再生限制率(所述再生制动时的所述允许的充电电力值的每单位时间变化量)，该再生限制率是所述系数与所述差值的乘法值。例如，如果所述再生限制率被设定为较高值，则当所述输入电流超过所述限制目标值时，所述输入电流迅速减小，因此可以保护所述电池。此外，如果所述再生限制率根据所述车辆的行驶状况被设定为适当的值，则所述限制目标值可被设定为较大值，因此，所述检测值不太可能超过所述限制目标值。相应地，可以减小所述检测值超过所述限制目标值的频率(或者缩短所述检测值超过所述限制目标值的时段)，从而可以将较大再生电力恢复到所述电池。
与所述检测值低于所述限制目标值的情况相比，当在所述车辆减速时所述检测值超过所述限制目标值的情况下通过减小所述旋转电机的再生制动力来减小所述车辆的减速率时，所述控制装置能够以使得减速率的每单位时间减小量低于预定值的方式设定所述系数。
与所述检测值低于所述限制目标值的情况相比，在所述车辆减速时所述检测值超过所述限制目标值的情况下，所述控制装置为了保护所述电池免受过大再生电力影响而减小所述旋转电机的所述再生制动力。所述再生制动力的过度减小显著改变所述车辆的减速率，因此可能给用户带来不适感。根据该配置，通过设定适当的系数，所述减速率的每单位减小量被抑制为低于所述预定值，因此可以防止产生不适感。
根据本发明的各方面，在包括被配置为可通过再生电力进行充电的电池的车辆中，可以根据所述车辆的行驶状况适当地限制所述充电电力。
附图说明
下面参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点，以及技术和工业意义，在这些附图中，相同的参考标号表示相同的部件，并且其中：
图1是示意性地示出上面安装根据一个实施例的控制装置的车辆的配置的框图；
图2是用于描述制动控制的概念图；
图3是用于描述制动控制的流程图；
图4A是示出与再生制动力减小关联的不适感的示例性验证结果的时间图；
图4B是示出与再生制动力减小关联的不适感的示例性验证结果的时间图；
图5是用于描述比较例中的再生限制的时间图；
图6是示出系数Kp对车速减小量的依赖性的一个实例的图；
图7是示出系数Kp对充电电力的依赖性的一个实例的图；
图8是用于描述所述实施例中的再生限制的时间图；以及
图9是用于描述所述实施例中的再生限制的流程图。
具体实施方式
下面将参考附图详细地描述本发明的一个实施例。在本文的附图中，相同或等效的部件被赋予相同的参考标号，其描述不再被重复。
在下面描述的实施例中，使用混合动力车辆作为上面安装根据本发明的控制装置的示例性车辆做出描述。但是，可应用本发明的车辆不限于混合动力车辆，只要安装了电池即可，并且可以是上面未安装引擎的电动车辆或燃料电池车辆。
<车辆配置>图1是示意性地示出上面安装根据所述实施例的电子控制装置(ECU：电子控制单元)300的车辆1的配置的框图。参考图1，车辆1包括引擎100、第一电动发电机(MG：电动发电机)10、动力分配机构30、第二MG 20、驱动轮350、制动装置50、制动液压电路60、制动踏板70、电力控制单元(PCU：电力控制单元)200、电池250、以及ECU 300。
引擎100是公知的燃烧燃料并输出动力的内燃机，并且例如是汽油引擎或柴油引擎。第一MG 10和第二MG 20中的每一者例如是三相交流旋转电机，并且通过PCU 200与电池250连接。
PCU 200被配置为包括未示出的逆变器和变换器。PCU 200根据来自ECU 300的控制信号，在第一MG 10/第二MG 20与电池250之间执行双向电力变换。ECU 300控制PCU 200，以使得来自第一MG 10的输出转矩(MG1转矩)Tm1与第一MG 10的转矩指令值(MG1转矩指令值)Tm1*一致。此外，ECU 300控制PCU 200，以使得来自第二MG 20的输出转矩(MG2转矩)Tm2与第二MG 20的转矩指令值(MG2转矩指令值)Tm2*一致。
在车辆1的再生制动时，第二MG 20被驱动轮350驱动，因此，第二MG 20作为发电机工作。这样，第二MG 20充当将制动能变换成电力的再生制动器。第二MG 20所产生的再生电力通过PCU 200被存储在电池250中。
动力分配机构30被配置为例如包括行星齿轮机构，并且机械地将曲柄轴110的三个元件、第一MG 10的旋转轴(未示出)，以及传动轴360联结在一起。动力分配机构30采用三个元件中的一者作为反应元件，因此能够在另外两个元件之间传输动力。传动轴360所输出的动力通过差速齿轮370和驱动轴380被传输到驱动轮350。
传动轴360配备速度传感器362。速度传感器362检测传动轴360的转速(驱动轴转速)Np，并且将指示检测结果的信号输出到ECU 300。ECU 300基于来自速度传感器362的信号计算车速V。
制动装置50包括制动钳52和制动盘54。制动钳52包括未示出的轮缸和刹车片。制动液压电路60将液压供应给制动钳52，从而致动轮缸。被致动的轮缸将刹车片挤压到制动盘54上，从而限制制动盘54的旋转。因此，制动装置50根据来自制动液压电路60的供给液压Pwc产生液压制动力。
制动液压电路60包括液压传感器62和制动踏板操作量检测单元64。液压传感器62检测从制动液压电路60供应给制动装置50的供给液压Pwc。制动踏板操作量检测单元64检测制动踏板70的下踏量BP。每个传感器将检测值输出到ECU 300。
电池250是可再充电直流电源，并且被配置为例如包括二次电池(例如，镍氢电池或锂离子电池)或电容器(例如，电双层电容器)。在所述实施例中，描述了其中电池250被配置为包括锂离子二次电池的一个实例。
电池250配备电压传感器252、电流传感器254和温度传感器256。电压传感器252检测电池250的电压VB。电流传感器254检测针对电池250输入和输出的电流IB。温度传感器256检测电池250的温度TB。每个传感器将指示检测结果的信号输出到ECU 300。ECU 300基于电池250的电压VB、输入/输出电流IB和温度TB计算电池250的充电状态(SOC：充电状态)。作为用于SOC的计算技术，可以应用公知的技术，因此不再重复详细描述。
ECU 300例如被配置为包括微计算机，该微计算机包括CPU(中央处理单元)、存储器和输入/输出端口。ECU 300的至少一部分可以被配置为通过诸如电子电路之类的硬件执行预定的算术/逻辑运算处理。
ECU 300执行车辆1的行驶控制(包括制动控制)。此外，ECU 300执行电池250的充电/放电控制。具体而言，基于电池250的温度TB和SOC，ECU 300设定允许的充电电力值Win(指示到电池250的充电电力的极限值)和允许的放电电力值Wout(指示自电池250的放电电力的极限值)。
在下文中，电池250的输入/输出电流IB在电池250充电时被示为正值(IB＞0)，在放电时被示为负值(IB＜0)。另外，电池250的充电/放电电力PB(＝VB×IB)在电池250充电时被示为正值(PB＞0)，在放电时被示为负值(PB＜0)。因此，允许的充电电力值Win为0或正值(Win≥0)。ECU 300限制充电电力PB，以使得到电池250的充电电力PB不超过允许的充电电力值Win。
<再生制动力和液压制动力>车辆1基于用户对制动踏板70的操作，针对整个车辆执行输出需求制动力(总制动力)的制动控制，以使得需求制动力被第二MG 20的再生制动力和制动装置50的液压制动力分担。
图2是用于描述制动控制的概念图。曲线W10示出基于用户对制动踏板70的操作的总制动力。曲线W20示出将由第二MG 20产生的再生制动力。参考图2，通过再生制动力和液压制动力的总和来保证总制动力。在此，由于是混合动力车辆，除了液压制动力和再生制动力之外，车辆1还通过所谓的引擎制动产生引擎制动力。因此，严格地说，除了再生制动力和液压制动力是明确的之外，还要考虑引擎制动力。但是为了便于理解本发明，下面做出的描述假设引擎制动力为0。
图3是用于描述制动控制的流程图。图3以及稍后描述的图9所示的流程图中的控制通过以下方式被执行：即，由ECU 300在满足预定条件时或者根据预定的控制周期从主例程调用此控制来执行。在本文中，每个步骤(下文缩写为S)基本上通过ECU 300执行的软件处理而被驱动，但是也可以通过硬件处理而被驱动。
参考图1和3，在S10，ECU 300从各个传感器接收与车辆1的车辆状态相关的信息。与车辆状态相关的信息例如包括车速V、制动踏板70的下踏量BP、来自未示出的传感器的引擎速度，以及第一MG 10和第二MG 20的转速。
在S20，ECU 300基于车辆1的车辆状态，针对整个车辆设定需求制动转矩Tr*。需求制动转矩Tr*与图2所述的总制动力对应，并且例如基于车速V和制动踏板70的下踏量BP而被计算。
在S30，ECU 300设定电池250的允许的充电电力值Win。允许的充电电力值Win的设定将在图5到图9中详细地描述。
在S40，ECU 300根据图2描述的制动控制，决定需求制动转矩Tr*中的再生制动转矩的分担量。MG2转矩指令值Tm2*基于分担量而被设定。如上所述，有必要限制充电电力PB，以使得到电池250的充电电力PB不超过在S30设定的允许的充电电力值Win，因此，MG2转矩指令值Tm2*被设定为限于在PB＜Win的范围内。
在S50，ECU 300基于需求制动转矩Tr*和MG2转矩指令值Tm2*设定液压制动转矩指令值TB*(TB*＝Tr*-Tm2*)。
在S60，ECU 300基于液压制动转矩指令值TB*计算被供应给制动装置50的目标液压。此外，ECU 300控制制动液压电路60，以使得液压传感器62检测到的供给液压Pwc与目标液压一致。
<与再生制动力的减小关联的不适感>当按照上述方式实现制动控制时，总制动力可能在车辆1的减速期间发生变化。例如，当第二MG 20的再生制动力在减速期间减小时，总制动力可能减小。然后，减速率在减速期间减小(减速变弱)，因此存在给用户带来不适感的可能性。发明人通过让用户体验减速率的各种变化来执行验证。
图4A和图4B是时间图，分别示出与再生制动力减小关联的不适感的示例性验证结果。在图4A和图4B中，横轴指示经过的时间，纵轴指示减速。参考图4A和图4B，在时间ta之前，减速率固定为Ga(＜0)。在时间ta处，总制动力开始减小，因此减速率减小。之后，通过减小，减速率在时间ta之后1秒的时间tb处达到Gb。减速率的每单位时间减小量(下文简称为减速率的减小量)由ΔG(＝Ga-Gb)表示。
作为验证结果，如图4A所示，可以发现，当减速率的减小量ΔG小于0.4g时，不会产生与再生制动力的减小关联的不适感。在此，“g”是地球重力加速度，并且g＝9.8m/s2成立。另一方面，如图4B所示，发现当减速率的减小量ΔG大于等于0.4g时，很可能给用户带来不适感。
因此，当再生制动力在车辆1的减速中段减小时，优选地控制总制动力，以使得减速率的减小量ΔG小于预定值(在图4A和图4B所示的实例中，小于0.4g)。在此，值“0.4g”只是验证结果的一个实例，并且可以适当地被更改。
<再生限制>在锂离子二次电池中，已知当输入电流过大时，电解液中的锂金属会沉淀在阳极表面上。另外，当在车辆减速期间产生再生电力时，也可能发生锂金属在阳极表面上的沉淀。因此，在所述实施例中，为了抑制再生电力导致的锂金属沉淀，执行通过更改允许的充电电力值Win控制再生电力的再生限制。在下文中，首先描述比较例中的再生限制，以便于理解所述实施例中的再生限制。
图5是用于描述比较例中的再生限制的时间图。在图5中，横轴指示经过的时间。纵轴从顶部开始依次指示电流和电力。在此，根据比较例的车辆的配置与图1所示的车辆1的配置相同。
参考图5，在时间t11处，电池250的充电开始，因此输入电流IB增加。在每个时间t处，执行电流传感器254检测到的输入电流IB(t)的反馈控制，从而设定输入电流的容许值Ilim(t)。容许值Ilim(t)是被设定的最大电流，使得电池250的阳极电位不会下降到锂金属可以沉淀在阳极上的电位。
为了抑制锂金属的沉淀，可以执行反馈控制，以使得输入电流IB不超过容许值Ilim。但是，反馈控制中一般存在延时。因此，在此类控制中，存在输入电流IB暂时超过容许值Ilim的可能性。因而，考虑到反馈控制中的延时，从容许值Ilim计算限制目标值。在所述比较例中，在每个时间t处，预定容限量Img被加到容许值Ilim(t)上，从而计算限制目标值Itag0(t)。
在时间t11之后，充电继续，并且输入电流IB在容许值Ilim减小的同时逐渐增加。因此，限制目标值Itag0也减小。这样，输入电流IB与限制目标值Itag0之间的差值变得小于充电开始之前的差值。
在时间t12处，输入电流IB超过限制目标值Itag(IB≥Itag)，因此开始再生限制。更具体地说，电池250的允许的充电电力值(在所述比较例中被表示为Win0)以固定速率减小。在本说明书中，速率(单位时间变化量)被称为“再生限制率”。允许的充电电力值Win0的减小使对电池250的充电电力PB减小，因此，输入电流IB减小。
在时间t13处，输入电流IB再次落到限制目标值Itag0以下(IB＜Itag0)。然后，再生限制结束，因此，允许的充电电力值Win0返回到通常值(该值等于时间t1之前的值)。
在上述再生限制中，对电池250的充电电力PB的减小通过再生制动力的减小来实现(请参见图3中的S40)。再生制动力的减小量根据再生限制率确定。当再生限制率被设定为较高值时，再生制动力减小得更快。在减小再生制动力的情况下，需要按照等于减小量的量来增加液压制动力，从而保证必要的总制动力(请参见图3中的S50)。但是，液压的响应需要一定的时间量。因此，当再生限制率被设定为过高值，并且再生制动力显著减小时，存在液压制动力无法随着再生制动力的减小及时增加的可能性。因此，总制动力减小，并且如图4B所示，当减速率的减小量ΔG变为大于等于0.4g时，可能给用户带来不适感。
相反，为了抑制上述不适感的产生，可以基于液压的响应性将再生限制率统一设定为低值。由于再生限制率被设定为较低值，因此输入电流IB的时间变化变缓。因而有必要设定较大的容限电流Img以确定地避免输入电流IB达到容许值Ilim。但是，当容限电流Img被设定为过大值时，输入电流IB很容易达到限制目标值Itag0，这样，再生限制被频繁地执行。因此，存在通过再生电力产生被恢复到电池250的能量减少的可能性。
因此，所述实施例采用这样的配置：其中当执行再生限制时(当输入电流IB超过限制目标值Itag时)，再生限制率P根据车辆1的行驶状况而改变。更具体地说，当差值(Itag-IB)增大时，或者当车速减小量ΔV和在检测值IB超过限制目标值Itag时的充电电力PB中的至少一者增加时，再生限制率P被设定为较高值。在下文中，将详细地描述所述实施例中用于再生限制率P的设定技术。
<再生限制率的设定>首先，计算输入电流IB的容许值Ilim。例如，如以下公式(1)、(2)所示，可使用电流传感器254检测到的输入电流IB(t)、预定函数f、时间(t-1)处的容许值Ilim(tt-1)、以及容许值的初始值Ilim(0)计算时间t处的容许值Ilim(t)。
Ilim(t)＝Ilim(t-1)-f(IB(t))×dt-α…(1)
α＝{Ilim(0)-Ilim(t-1)}/Ilim(0)×dt…(2)
使用容许值Ilim(t)计算输入电流的限制目标值Itag(t)。例如，可以通过将容许值Ilim(t)乘以预定系数β来计算限制目标值Itag(t)(请参见公式(3))。在此，为了提高可读性，在下面所示的每个变量的描述中，省略了“(t)”(其表明变量是时间t处的值)。
Itag＝Ilim×β…(3)
接下来，计算电池250的内阻R。然后，基于电池250的电压VB、输入电流IB和内阻R计算电池250的开路电压Vocv(请参见公式(4))。
Vocv＝VB+IB×R…(4)
通过公式(3)和公式(4)计算电压Vtag，其中假设基于限制目标值Itag执行充电(请参见公式(5))。
Vtag＝Vocv-Itag×R…(5)
当输入电流IB达到或稍微超过限制目标值Itag时，执行再生限制，因此，输入电流IB可被视为几乎等于限制目标值Itag。因此，执行再生限制时的充电电力PB通过以下公式(6)表示。该电力被称为基本电力(基本允许值)Winb。
PB＝VB×IB≈Vtag×Itag＝Winb…(6)
通过从基本电力Winb减去再生限制率P[单位：W/秒]的积分值来计算允许的充电电力值Win[单位：W](请参见公式(7))。
Win＝Winb-∫Pdt…(7)
在公式(7)中，通过将输入电流IB(检测值)与限制目标值Itag之间的差值乘以系数Kp来计算再生限制率P(请参见公式(8))。
P＝Kp×(Itag-IB)…(8)
从不同于公式(8)的角度来看，以下公式(9)所示的再生限制率P也可被表示为与车辆1的减速关联的传动轴360的角速度变化量Δωp[单位：rad/秒]和与车辆1的减速关联的传动轴360的转矩变化量ΔTp[单位：N·m/秒]的乘积。
P＝Δωp×ΔTp…(9)
通过以下公式(10)，使用驱动轮转速的变化量ΔNp[单位：rpm]表示角速度变化量Δωp。
Δωp＝2π/60×ΔNp…(10)
另一方面，通过以下公式(11)表示转矩变化量ΔTp。在公式(11)中，“ΔF”表示车辆1的驱动力的变化量[单位：N]。“M”表示车辆1的质量[单位：kg]。“ΔG”表示车辆1的减速率的减小量[单位：m/s2]。“r”表示驱动轮350的半径[单位：m]。“c”表示差速齿轮370的齿轮比(差速齿轮比)。
ΔTp＝ΔF×r/c＝Mr/c×ΔG…(11)
通过将公式(10)和公式(11)代入公式(9)，并且进一步用γ替换常数部(固定为车辆1的规范值等的部分)，通过以下公式(12)表示再生限制率。
P＝2π/60×ΔNp×Mr/c×ΔG＝γ×ΔNp×ΔG…(12)
因此，通过公式(8)和公式(12)，以两种方式表示再生限制率P。公式(8)的右侧和公式(12)的最右侧彼此相等(请参见公式(13))。
Kp×(Itag-IB)＝γ×ΔNp×ΔG…(13)
通过将公式(6)代入公式(13)，然后针对减速率的变化量ΔG对该公式求解，得出以下公式(14)。
ΔG＝Kp×(Winb/Vtag-IB)/(γ×ΔNp)…(14)
如公式(14)所示，减速率的变化量ΔG根据系数Kp、基本电力Win(≈再生限制开始时的充电电力PB)、以及驱动轴转速的变化量ΔNp来确定。驱动轴转速的变化量ΔNp与车速减小量ΔV成正比，因此，减速率的变化量ΔG根据系数Kp、再生限制开始时的充电电力PB、以及车速减小量ΔV来确定。因此，在所述实施例中，根据充电电力PB和车速减小量ΔV来设定系数Kp，从而使得执行再生限制时的减速率的变化量ΔG小于0.4g。因此可以防止不适感的产生。
图6是示出系数Kp对车速减小量ΔV的依赖性的一个实例的图。在图6中，横轴指示车速减小量ΔV，纵轴指示系数Kp。如图6所示，在车速减小量ΔV增加时，系数Kp被设定为较大值。
当车速减小量ΔV增加时，再生电力增加，因此，系数Kp被设定为较大值以保护电池250不受再生电力影响。由此可相对地增加再生限制率P。相比之下，当车速减小量ΔV相对小时，再生电力也小，因此，系数Kp被设定为较小值。由此可以相对地减小再生限制率P。
图7是示出系数Kp对充电电力PB的依赖性的一个实例的图。在图7中，横轴指示再生限制开始时的充电电力PB(≈基本电力Winb)，纵轴指示系数Kp。参考图7，在充电电力PB增加时，系数Kp被设定为较大值。
当再生限制开始时的充电电力PB增加时，充电电力PB与允许的电力值Win之间的差减小。因此，从电池保护的角度来看，电池250的可充电电力减小。因此，在所述实施例中，当充电电力PB增加时，系数Kp被设定为较大值，由此，再生限制率P相对地增加。在此，图6和图7示出其中系数Kp以线性的方式增加的实例，但是增加方式不限于此。例如，系数Kp可以按照曲线的方式或步进的方式增加。
图8是用于描述所述实施例中的再生限制的时间图。参考图8，为了与所述比较例(请参见图5)进行比较，将描述输入电流IB的行为在所述实施例与所述比较例之间相同的情况。所述实施例中的限制目标值由Itag示出(请参见虚线)，所述比较例中的限制目标值由Itag0示出(请参见链线)。此外，所述实施例中的允许的充电电力值由Win示出(请参见实线)，所述比较例中的允许的充电电力值由Win0示出(请参见链线)。
在所述比较例中，已经描述再生限制率为固定值。另一方面，在所述实施例中，描述了再生限制率基于车辆1的行驶状况(具体而言，基于车速减小量ΔV和充电电力PB)而被设定为比在所述比较例中高的值的情况。
即使限制目标值Itag较大，因此使得限制目标值Itag与容许值Ilim之间的差较小，但如果再生限制率P足够高，也可以防止输入电流IB达到容许值Ilim。因此，根据所述实施例，可以将限制目标值设定为与所述比较例相比的较大值。因此，所述实施例中的再生限制的开始时间t22晚于所述比较例中的再生限制的开始时间t12。也就是说，与所述比较例相比，在所述实施例中，再生限制的执行时间被缩短。因此可以将较大的再生电力恢复到电池250。
图9是用于描述所述实施例中的再生限制的流程图。参考图9，在S110，ECU 300计算电池250的内阻R。作为用于内阻的计算技术，可以应用公知的技术，因此不再重复详细描述。
在S120，ECU 300计算输入电流的容许值Ilim。具体而言，在控制周期中，ECU 300通过充电继续将容许值的减小量加到允许值的初始值Ilim(0)，以及通过放电继续或者充电/放电停止将容许值的恢复量加到允许值的初始值Ilim(0)(请参见公式(1)、(2))。因此可以连续计算时间t处的Ilim(t)。
在S130，ECU 300从输入电流的容许值Ilim计算限制目标值Itag。如公式(3)中所示，通过将容许值Ilim乘以系数β来计算限制目标值Itag。在此，作为系数β，例如可以使用这样的值：即，针对该值考虑电池250的充电/放电导致的劣化或者电池250的时间劣化。
在公式(3)中，考虑到电流传感器254的检测误差，可以加上偏移分量Ioff的校正项(请参见以下公式(3A))。偏移分量Ioff不同于容限电流Img(请参见图5)，该容限电流是在考虑反馈控制中的延时的情况下设定的。
Itag＝Ilim×β-Ioff…(3A)
在此，在充电时，来自电池250的热量可能到达电流传感器254。电流传感器254具有温度特性，因此在热量的影响下，检测误差可能增加。为了校正检测误差，除了电池250的温度TB之外，还需要考虑电流传感器254的温度。电池250的发热量取决于SOC，因此，电流传感器254的检测误差取决于电池250的SOC。因此，除了电流传感器254的检测误差之外，还可以基于电池250的温度TB和SOC设定偏移分量Ioff。
在S140，ECU 300计算电池250的开路电压Vocv，并且使用该计算结果计算电压Vtag(公式(4)、(5))。
在S150，ECU 300基于限制目标值Itag和电压Vtag计算电池250的基本电力Winb(请参见公式(6))。
在S160，ECU 300判定电流传感器254检测到的输入电流IB是否等于或大于限制目标值Itag。在输入电流IB小于限制目标值Itag的情况下(S160中的“否”)，ECU 300无需执行再生限制。因此，处理继续到S220。在S220，ECU 300将基本电力Winb设定为允许的充电电力值Win。
另一方面，在输入电流IB等于或大于限制目标值Itag的情况下(S160中的“是”)，输入电流IB可能达到容许值Ilim。因此，处理继续到S170，并且ECU 300执行再生限制。
在S170，ECU 300基于来自速度传感器362的驱动轮转速的ΔNp计算车速减小量ΔV。
在S180，ECU 300计算电池250的充电电力PB(＝IB×VB)。在该处理时，输入电流IB几乎等于限制目标值Itag，另外，电压VB几乎等于电压Vtag。因此，充电电力PB可被视为等于基本电力Winb(＝Itag×Vtag)。
在S190，ECU 300计算系数Kp。例如，在ECU 300的存储器(未示出)中存储显示车速减小量ΔV、充电电力PB(基本电力Winb)和系数Kp的对应关系的映射。ECU 300参考该映射，从而从车速减小量ΔV和充电电力PB计算系数Kp。在此，可以使用计算方程式或函数来替代映射。
在S200，ECU 300通过将输入电流的限制目标值Itag与电流传感器254的检测值IB之间的差值(Itag-IB)乘以系数Kp来计算再生限制率P(请参见公式(8))。
在S210，ECU 300通过从基本电力Winb减去再生限制率P的积分值来计算允许的充电电力值Win(请参见公式(7))。
因此，根据所述实施例，基于车速减小量ΔV和充电电力PB(基本电力Winb)计算系数Kp。因此可以根据车辆1的行驶状况设定再生限制率P。具体而言，当差值(Itag-IB)增大时，或者当车速减小量ΔV和在检测值IB超过限制目标值Itag时的充电电力PB中的至少一者增加时，再生限制率P被设定为较高值。因而，与所述比较例中描述的设定容限电流Img的配置相比，即使输入电流的限制目标值Itag被设定为大值，也可以防止输入电流IB达到容许值Ilim，并且可以将较大的再生电力恢复到电池250。此外，通过按照上述方式计算系数Kp，与再生限制关联的减速率的减小量ΔG被抑制为小于固定值，因此可以防止不适感的产生。
应该理解，此处公开的实施例仅作为示例，并非在各方面进行限制。本发明的范围旨在由权利要求而非上述描述示出，并且包括落在等同于权利要求的含义和范围内的所有修改。

Claims (3)

1.一种用于车辆的控制装置，所述车辆包括：旋转电机，其通过再生制动产生再生电力；电池，其被配置为能够使用来自所述旋转电机的所述再生电力充电；以及电流传感器，其检测所述电池的输入和输出电流，所述控制装置包括：
电子控制单元，其被配置为：
i)在对所述电池充电以使得对所述电池的充电电力低于允许值的充电控制中，根据所述电流传感器的检测值计算向所述电池的输入电流的限制目标值，
ii)在所述检测值超过所述限制目标值的情况下，计算在基于所述限制目标值对所述电池充电时所述电池的电压值，
iii)从所述限制目标值和所述电压值计算对所述电池的所述充电电力的基本允许值，以及
iv)当所述限制目标值与所述检测值之间的差值增大时，或者当车速和在所述检测值超过所述限制目标值时的所述充电电力中的至少一者增加时，将再生限制率设定为较高值，所述再生限制率是所述再生制动时所述允许值的每单位时间变化量，
所述电子控制单元被配置为基于所述车速和在所述检测值超过所述限制目标值时的所述充电电力计算系数，所述电子控制单元被配置为计算所述系数与所述差值的乘法值作为所述再生限制率，并且所述电子控制单元被配置为基于所述基本允许值和所述乘法值计算所述允许值。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于
与所述检测值低于所述限制目标值的情况相比，当在所述车辆减速时所述检测值超过所述限制目标值的情况下通过减小所述旋转电机的再生制动力来减小所述车辆的减速率时，所述电子控制单元被配置为以使得所述减速率的每单位时间减小量低于预定值的方式设定所述系数。
3.一种用于车辆的控制方法，所述车辆包括：旋转电机，其通过再生制动产生再生电力；电池，其被配置为能够使用来自所述旋转电机的所述再生电力充电；以及电流传感器，其检测所述电池的输入和输出电流，所述控制方法的特征在于包括：
i)在对所述电池充电以使得对所述电池的充电电力低于允许值的充电控制中，根据所述电流传感器的检测值计算向所述电池的输入电流的限制目标值，
ii)在所述检测值超过所述限制目标值的情况下，计算在基于所述限制目标值对所述电池充电时所述电池的电压值，
iii)从所述限制目标值和所述电压值计算对所述电池的所述充电电力的基本允许值，以及
iv)当所述限制目标值与所述检测值之间的差值增大时，或者当车速和在所述检测值超过所述限制目标值时的所述充电电力中的至少一者增加时，将再生限制率设定为较高值，所述再生限制率是所述再生制动时所述允许值的每单位时间变化量，其中
基于所述车速和在所述检测值超过所述限制目标值时的所述充电电力计算系数，计算所述系数与所述差值的乘法值作为所述再生限制率，并且基于所述基本允许值和所述乘法值计算所述允许值。
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