CN107532528B - 交流发电机的控制单元、交流发电机的驱动控制方法、以及发动机车辆的电源管理系统 - Google Patents

交流发电机的控制单元、交流发电机的驱动控制方法、以及发动机车辆的电源管理系统 Download PDF

Info

Publication number
CN107532528B
CN107532528B CN201680021829.7A CN201680021829A CN107532528B CN 107532528 B CN107532528 B CN 107532528B CN 201680021829 A CN201680021829 A CN 201680021829A CN 107532528 B CN107532528 B CN 107532528B
Authority
CN
China
Prior art keywords
alternator
soc
battery
power generation
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680021829.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107532528A (zh
Inventor
古口笃洋
八木俊典
押上胜宪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marelli Corp
Original Assignee
Calsonic Kansei Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Calsonic Kansei Corp filed Critical Calsonic Kansei Corp
Publication of CN107532528A publication Critical patent/CN107532528A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107532528B publication Critical patent/CN107532528B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/008Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output wherein the generator is controlled by the requirements of the prime mover
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D29/00Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
    • F02D29/06Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving electric generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/1446Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle in response to parameters of a vehicle
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

在车辆减速中驱动交流发电机来对蓄电池进行充电的电源管理系统中,不是减速中时的基于交流发电机驱动的充电也保持较高的油耗性能。在不是减速中时,根据发动机的旋转速度和扭矩求出交流发电机的发电成本,蓄电池的SOC基于该发电成本、SOC和消耗电力,仅位于决定为发电成本越上升、越使SOC降低,消耗电力越增大、越提高SOC的驱动许可区域Z时驱动交流发电机。无论作为发动机效率指标的发电成本如何,只要SOC为最大上限值SOCm以下,则与始终驱动交流发电机的以往相比较,油耗性能高。

Description

交流发电机的控制单元、交流发电机的驱动控制方法、以及发 动机车辆的电源管理系统
技术领域
本发明涉及利用交流发电机的发电电力来对蓄电池进行充电的车辆的电源管理系统。
背景技术
近年来,提出了各种车辆的电源管理系统,该电源管理系统采用了利用车辆减速时的再生能量驱动交流发电机(alternator)以交流发电机的发电电力来对蓄电池进行充电的技术、被称为所谓的微HEV的技术。
在采用了该技术的电源管理系统中,替代利用发动机始终驱动交流发电机,而在车辆的减速时驱动交流发电机,因此谋求了由发动机负荷的降低带来的油耗性能的提高。
在专利文献1中公开有将该技术与在交叉点等处的车辆暂时停止时使发动机自动停止的怠速停止进行组合而成的方案。
不过,在使因怠速停止而停止了的发动机再次启动之际,需要驱动发动机的启动电动机,因此,由于包括其他车载设备的消耗在内的电力消耗状态,所以可能引起仅靠由再生能量进行的发电电力的充电而蓄电池无法供给所需电力的情况。
因此,在专利文献1中,在车辆的减速时以外也根据蓄电池的SOC(充电率)的降低状况,利用发动机的驱动力来驱动交流发电机。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-137002号公报
发明内容
不过,在专利文献1中,在不是车辆的减速中时,为了对蓄电池进行充电,驱动交流发电机的时刻仅基于蓄电池的SOC来决定,因此,即使是发动机效率较低时,也产生不得不使交流发电机的驱动消耗发动机输出的一部分的情况。
在该情况下,对行驶性能的影响、并且作为本来的目标的油耗性能的提高都可能止于预定水平,还存在改善的余地。
因此,在利用交流发电机的发电电力来对蓄电池进行充电的发动机车辆中,要求进一步提高油耗性能。
用于解决课题的手段
因此,本发明是一种交流发电机的控制单元,是通过交流发电机的发电电力来对蓄电池进行充电的发动机车辆中的交流发电机的控制单元,该交流发电机的控制单元构成为:
在所述发动机车辆为减速中的情况下,基于蓄电池的SOC来判定所述交流发电机能否驱动,
在发动机车辆不是减速中的情况下,基于根据发动机效率而决定的SOC的阈值和蓄电池的SOC来判定交流发电机能否驱动,
根据能否的判定,使所述交流发电机驱动或停止。
发明效果
根据本发明,在车辆为减速中时,直到达到预定的SOC为止,驱动交流发电机来进行发电,使电力向蓄电池充电而使以发动机效率较低的状态驱动交流发电机的时间减少,在车辆不是减速中时,通过不仅考虑SOC、也考虑发动机效率,能够抑制发动机效率较低时的交流发电机的驱动。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的框图。
图2是表示交流发电机的驱动控制流程的流程图。
图3是表示发电成本映射的图。
图4是表示驱动许可区域映射的图。
图5是说明WGI(浪费的发电指数)与驱动许可上限线之间的关系的图。
图6是说明发电停止阈值的图。
图7是说明发电停止阈值的设定的图。
图8是说明伴随发电停止阈值的变更的交流发电机的驱动处理的流程图。
图9是说明WGI中的阈值与发电停止阈值的图。
图10是说明发电停止阈值的变更的图。
图11是说明车辆高速定速行驶时的蓄电池的SOC与发电成本之间的关系的图。
图12是说明使交流发电机的发电电压变化时的驱动许可区域映射的图。
图13是说明伴随发电电压的变更的交流发电机的驱动处理的流程图。
图14是说明使用了驱动许可区域映射的交流发电机的驱动/停止控制的图。
图15是说明车速与SOC的变化量之间的关系的图。
图16是说明具有两个判定线的驱动许可区域映射的图。
图17是说明具有两个判定线的驱动许可区域映射的图。
图18是说明使用了两个判定线的交流发电机的驱动处理的流程图。
具体实施方式
以下,以将本发明组入到发动机控制装置1的情况为例进行说明。
图1是发动机控制装置1的框图。
发动机控制装置1的控制单元2基于从附设于发动机3的旋转传感器12输入的表示发动机旋转速度的信号、以及从加速度传感器(accelerator sensor)13输入的表示油门(accelerator)开度的信号,将确定燃料喷射量的发动机控制信号输出至发动机3。
控制单元2连接有构成点火开关的开始按钮11、车速传感器14、制动开关(brakeswitch)15、以及导航装置16。
车速传感器14将表示车辆的速度的车速信号输出至控制单元2,制动开关15将表示制动踏板(未图示)是否被踩踏的信号输出至控制单元2。
导航装置16根据从GPS接收机17输入的GPS信号来确定本车辆的位置,并且从经由电通信线路(未图示)连接的外部服务器(未图示)取得拥堵信息等本车辆的导航所需要的信息,并提供与本车辆的行驶有关系的信息。
若开始按钮11被进行接通操作,则控制单元2生成发动机3的启动信号,并输出至启动电动机7。
发动机3具备交流发电机6和启动用启动电动机(starter motor)7,发动机3的输出旋转经由变速器4被输入到车轮5,而车轮5被旋转驱动。
启动电动机7与蓄电池9连接,该启动电动机7根据在开始按钮11被按压时从控制单元2输入的启动信号来对发动机3进行旋转驱动。
交流发电机6是与发动机3的旋转轴连接的交流发电机,具有向直流转换的转换电路,并且与蓄电池9连接。
在励磁电流处于通电状态时,交流发电机6利用旋转来进行发电并对蓄电池9进行充电。若励磁电流被遮断,则没有发电输出,成为空转状态。
在本实施方式中,将利用来自控制单元2的驱动信号设为励磁电流的通电状态称为驱动交流发电机。
蓄电池9连接有作为负荷的各种车载设备10,能够从蓄电池9和发电中的交流发电机6向这些车载设备10供电。
车载设备10也包括发动机辅助设备、变速器控制装置等,在实施方式中,将表示驱动多个车载设备10中的哪个车载设备、即向哪个车载设备供给电力的信息(驱动设备信息)输入至控制单元2。
在蓄电池9附设有蓄电池传感器9a,该蓄电池传感器9a将求出蓄电池9的SOC(充电率)之际所使用的蓄电池状态信号输出至控制单元2。
在此,为了SOC的精确的推定,存在各种方法,但在实施方式中,使用了端子电压、电流和温度作为蓄电池状态信号。
基本上,控制单元2基于根据从加速度传感器13输入的信号确定的油门开度、以及根据从旋转传感器12输入的信号确定的发动机旋转速度,来控制发动机3。
而且,控制单元2构成为,在预定的怠速停止许可条件成立时,实施发动机3的怠速停止控制。
具体而言,若根据从车速传感器14输入的车速信号确定的车辆的速度是零(车辆停止)、且根据从制动开关15输入的信号确定制动踏板(未图示)被踩踏,则控制单元2使发动机3停止而成为怠速停止状态。
另外,在发动机3是怠速停止状态时,若根据从制动开关15输入的信号确定制动踏板(未图示)的踩踏被解除、且根据从加速度传感器13输入的信号确定加速踏板被踩踏,则控制单元2将发动机3的启动信号输出至启动电动机7,使发动机3自动地再次启动。
此外,该情况下的发动机3的再次启动与开始按钮11的操作的有无无关地进行。
[交流发电机6的驱动控制的第1实施方式]
接着,说明由控制单元2进行的交流发电机6的驱动控制。
控制单元2具备驱动许可判定部20,该驱动许可判定部20基于车辆的行驶状态(是否减速)、蓄电池9的SOC、发动机效率、负载(消耗电力)状态等,来判定交流发电机6能否驱动。
在此,控制单元2利用存储于ROM25的发电成本映射(map)M1(参照图3)作为发动机效率的指标。
发电成本映射M1基于燃料消耗量规定了与发动机旋转速度和发动机3输出的扭矩相对应的交流发电机6的发电成本(日元/KWh)。
作为一般的倾向,中速区域的成本比其他区域(高速区域、低速区域)低。另外,在相同的发动机旋转速度中,扭矩越高,发电成本越降低。并且,发电成本越低,表示发动机效率越高。
另外,各车载设备10驱动时的消耗电力数据也存储于ROM25。
图2是表示由控制单元2的驱动许可判定部20进行的交流发电机6的驱动控制流程的流程图。
从按压开始按钮11而发动机3启动之后直接开始交流发电机6的驱动控制。
此外,在各步骤中读入、或者算出来的数据每次都存储于作业存储器的RAM26。
首先,在步骤100中,驱动许可判定部20对驱动标志(flag)进行初始化(重置),也对RAM26的其他数据进行重置。
在步骤101中,驱动许可判定部20从蓄电池传感器9a读入蓄电池状态信号(端子电压、电流、以及温度),在步骤102中,驱动许可判定部20基于所读入的蓄电池状态信号推定算出SOC。
在步骤103中,驱动许可判定部20确认车辆是否为减速中。
在此,是否为减速中能够根据向发动机3的控制信号确定的燃料喷射量是否为零(=0)来进行判断。在燃料喷射量为零(=0)的情况下,判定为车辆在减速中。
在车辆为减速中时(步骤103中的是),转向步骤104的处理,在车辆不是减速中时(步骤103中的否),转向步骤107的处理。
在步骤104中,驱动许可判定部20确认SOC是否为预先确定好的用于避免过充电的最大上限值SOCm以下。
在SOC为最大上限值SOCm以下时(步骤104中的是),转向步骤105的处理,在超过最大上限值SOCm时(步骤104中的否),转向步骤106的处理。
在步骤105中,驱动许可判定部20在驱动标志没有被设置的情况下,在设置驱动标志后,返回到步骤101的处理。在设置有驱动标志的情况下,在设置有驱动标志的状态下,直接返回到步骤101的处理。
另一方面,在步骤106中,驱动许可判定部20在设置有驱动标志的情况下,将驱动标志重置后,返回到步骤101的处理。在没有设置驱动标志的情况下,直接返回到步骤101的处理。
在此,若设置有驱动标志,则控制单元2将交流发电机6设为驱动状态,在没有设置驱动标志的情况下,将交流发电机6设为非驱动状态。
因而,交流发电机6在设置有驱动标志的期间被控制单元2驱动而发电,向蓄电池9和车载设备10供给电力。
因而,在车辆为减速中、且SOC为最大上限值SOCm以下的情况下,从交流发电机6向蓄电池9和车载设备10供给电力。
另一方面,在车辆不是减速中时(步骤103中的否),在步骤107中,驱动许可判定部20读入根据旋转传感器12的输出信号确定的发动机旋转速度、根据加速度传感器13的输出信号确定的油门开度、以及存储到RAM26的驱动设备信息。
在此,如上述那样,驱动设备信息是指表示被从蓄电池9供给的电力驱动的多个车载设备10中的哪个车载设备10被驱动的信息。
并且,在步骤108中,驱动许可判定部20基于发动机旋转速度和油门开度算出发动机3的扭矩,在接下来的步骤109中,驱动许可判定部20基于发动机旋转速度和扭矩并参照发电成本映射M1,在发电成本映射M1上求出发电成本。
然后,在步骤110中,驱动许可判定部20参照存储于RAM26的驱动设备信息来确定多个车载设备10中的哪个车载设备10被驱动。并且,驱动许可判定部20参照存储于ROM25的各车载设备10的消耗电力数据,算出驱动着的车载设备10各自的消耗电力的总计。
在步骤111中,驱动许可判定部20基于在步骤108中求出来的发电成本和在步骤110中求出来的消耗电力,并参照驱动许可区域映射M2,来确认蓄电池9的SOC(充电率)是否进入了驱动许可区域映射M2的驱动许可区域(发电区域)内。
图4是说明驱动许可区域映射M2的图,在该图中,横轴为SOC(充电率),纵轴为发电成本,设定有用于判定交流发电机6能否驱动的边界线(驱动许可上限线C)。
因此,通过基于蓄电池9的SOC(充电率)、参照该驱动许可区域映射M2,能够基于SOC位于边界线的一侧(图中,左下侧)和另一侧(图中,右上侧)的哪个区域来判断交流发电机6能否驱动。
在实施方式中,针对发电成本为预定值α以上的区域,根据驱动着的车载设备10的总消耗电力设定有多个驱动许可上限线C(Ca、Cb、Cc),交流发电机6能否驱动的判断中,除了SOC之外,还考虑驱动着的车载设备10的总消耗电力。
在此,在发电成本为预定值α以上的区域,驱动许可上限线C(Ca、Cb、Cc)以最大上限值SOCm为起点,设定成随着发电成本上升(发动机效率降低),用于判定交流发电机6的驱动的阈值(阈值SOC)降低。
例如,在发电成本为“小”的情况下,以图中影线所示的区域成为许可交流发电机6的驱动的驱动许可区域Z,在SOC位于该驱动许可区域Z内的情况下,交流发电机6的驱动被许可。
在实施方式中,对于与总消耗电力相对应地设定的多个驱动许可上限线C(Ca、Cb、Cc),消耗电力越大,SOC相对于发电成本的上升的降低程度变得越平缓。
因而,在消耗电力为“大”时的驱动许可上限线Cc上发电成本最大时的SOC比在电能消耗“小”时的驱动许可上限线Ca上发电成本最大时的SOC高。
此外,该图4中的被虚线围成的区域的内侧,例如只要SOC为最大上限值SOCm以下,则无论发电成本(发动机效率)如何,表示许可交流发电机的驱动的以往例中的驱动许可区域的范围,以供参考。
返回到图2的流程图的说明,在所述的步骤111中,在蓄电池9的SOC(充电率)位于驱动许可区域Z内的情况下(步骤111中的是),转向步骤112的处理。
然后,在步骤112中,驱动许可判定部20在没有设置驱动标志的情况下,在设置驱动标志之后,返回到步骤101的处理。在设置有驱动标志的情况下,在设置有驱动标志的状态下,直接返回到步骤101的处理。
另一方面,在所述的步骤111中,在蓄电池9的SOC(充电率)没有位于驱动许可区域Z内情况下(步骤111中的否),转向步骤113的处理。
然后,在步骤113中,驱动许可判定部20在设置有驱动标志的情况下,将驱动标志重置(清除)之后,返回到步骤101的处理。在没有设置驱动标志的情况下,直接返回到步骤101的处理。
因而,在车辆不是减速中的情况下(步骤103中的否),以蓄电池9的SOC(充电率)位于驱动许可区域映射M2内的驱动许可区域Z内为条件,交流发电机6被驱动,向蓄电池9和车载设备10供给由交流发电机6发电的通常电压(15V)的电力。
通过以上的控制,在无需发动机输出的减速中,通过经由变速器4、发动机3的来自车轮5侧的反驱动力、即再生能量来驱动交流发电机6,在不超过用于避免过充电的最大上限值SOCm的范围内对蓄电池9进行充电。
另外,在车辆不是减速中时,在发动机效率高(发电成本:低)的状态下,即使SOC比较高,驱动也被许可,但在发动机效率低(发电成本:高)的状态下,直到SOC变得相当低为止不被许可,因此在发动机效率低、且燃料消耗量差时,发动机输出不会被交流发电机6的驱动夺去。
另一方面,在SOC过低的情况下,有可能产生蓄电池9的过放电,因此,即使发动机效率低,也驱动交流发电机6来对蓄电池9进行充电。
并且,交流发电机6的驱动被许可的SOC上限(驱动许可上限线C)根据车载设备10的消耗电力而变化,例如在消耗电力大时,SOC上限高,驱动被提前开始,因此也有可能充电无法满足蓄电池9的放电。
在本实施方式中,发动机控制装置1形成发明中的电源管理系统,交流发电机6的发电成本相当于发动机效率。
并且,车载设备10相当于蓄电池负载。
实施方式如以上那样构成,
(1)一种发动机车辆(车辆)的电源管理系统,该发动机车辆具备:
交流发电机6,其通过发动机3的驱动力或再生动力来发电;
蓄电池9,其通过交流发电机6的发电电力进行充电;
控制单元2,其对交流发电机6的驱动或停止进行控制,并且,
控制单元2按照该控制单元2所具备的驱动许可判定部20的许可判定,驱动附设于发动机3的交流发电机6,并通过交流发电机6的发电电力来对蓄电池9进行充电,其中,
驱动许可判定部20构成为:
在车辆为减速中的情况下,基于蓄电池9的SOC(充电率)来判定交流发电机6能否驱动,
在车辆不是减速中的情况下,基于发动机效率和蓄电池9的SOC来判定交流发电机6能否驱动,
根据能否的判定,使交流发电机6驱动或停止。
若如此构成,在车辆为减速中的情况下驱动交流发电机6时,交流发电机6通过再生能量被驱动并发电,因此实现较高的燃料消耗性能。
另外,为了应对蓄电池9的充电不足,在车辆不是减速中时驱动交流发电机6而发电的情况下,不仅考虑SOC、也考虑发动机效率,来判定交流发电机6能否驱动,因此能够以极细致的应对来抑制发动机输出的消耗。
更具体而言,
(2)驱动许可判定部20构成为:
在车辆为减速中的情况下,在蓄电池9的SOC为用于避免蓄电池9的过充电的最大上限值SOCm以下时许可交流发电机6的驱动,
在车辆不是减速中的情况下,基于由对许可交流发电机6的驱动的SOC的上限进行规定的驱动许可上限线C划分出的驱动许可区域映射,判定交流发电机6能否驱动,
对于驱动许可上限线C,发动机效率越从预定值α降低(发电成本越从预定值α上升)SOC越降低。
参照由驱动许可上限线C划分出的驱动许可区域映射M2,实施由交流发电机6进行的发电。
若这样构成,则仅在蓄电池9的SOC处于由驱动许可上限线C划分出的驱动许可区域映射M2内的驱动许可区域Z内时,许可交流发电机6的驱动,从而在蓄电池9的SOC处于驱动许可区域Z外、发电成本大、燃料消耗多的状况下,直到SOC变低前不被驱动。
即,无论燃料消耗的恶化如何,在不得不充电的较低的SOC以外的情况下,交流发电机6不被驱动,因此与发动机效率没有关系地被驱动的以往相比较,发动机输出的取出显著地减少而燃料消耗性能提高。
(3)驱动许可区域映射M2包括多个车载设备10的消耗电力越大与小时相比成为越高的SOC的驱动许可上限线(Ca、Cb、Cc),
驱动许可判定部20构成为:
在车辆不是减速中的情况下,进一步基于电池负载的消耗电力,即使消耗电力越大而与消耗电力小时相比为越高的SOC也驱动交流发电机6。
若这样构成,则除了发电成本和SOC之外,还要考虑消耗电力,因此以与蓄电池9的放电进展程度相应的SOC驱动交流发电机6,而定时良好地进行不是减速中时的蓄电池充电。
(4)驱动许可上限线C上的发动机效率为预定值α时的SOC是最大上限值SOC,驱动许可上限线C所示的SOC随着发电成本的上升(发动机效率的降低)而从最大上限值SOCm降低。
若如此构成,在发电成本比预定值α低的情况下,与车辆减速中同样地,只要是最大上限值SOCm以下,则交流发电机6能够驱动,而且几乎没有对燃料消耗性能的不良影响。
(5)在车辆为减速中的情况下,始终驱动交流发电机6,直到蓄电池9的SOC达到用于避免蓄电池9的过充电的最大上限值SOCm(充电限制值)为止。
若如此构成,能够将基于再生能量的较低的发电成本的电力充电至蓄电池9。
(6)发动机效率是交流发电机6的发电成本,发电成本的上升与发动机效率的降低相对应。
若如此构成,使用交流发电机6的发电成本作为发动机效率,因此进行与燃料消耗直接连接的恰当的驱动控制。
(7)在车辆不是减速中的情况下,交流发电机6的驱动被许可的蓄电池9的SOC的阈值设定为,随着发动机效率变高而变高、随着发动机效率变低而变低。
若如此构成,发动机效率越高,交流发电机6的驱动时间越长,因此能够将较低的发电成本的电力充电至蓄电池9。
此外,在实施方式中,作为发动机效率而使用了发电成本,此外,也可以使用各输出的成本、单纯地使用燃料消耗率。
基于车载设备10的哪个车载设备被驱动的驱动设备信息算出消耗电力,但并不限定于此,也能够利用设置于从蓄电池9到车载设备10的供电线的电力计来进行测量。
另外,代燃料喷射量零,也可以通过油门开度零的检测来进行车辆是否为减速中的判断。
针对SOC,仅通过蓄电池9的端子电压来进行推定而成为更简单的结构,控制单元2中的处理速度也变快。
交流发电机6利用其励磁电流的通电/阻断而设为驱动/非驱动,但也可以是通过螺线管(solenoid)等与发动机的旋转轴进行机械地连接/遮断的结构。
另外,在蓄电池9为铅蓄电池的情况下,除了蓄电池9外,在交流发电机6上还连接有例如电容器构成的副蓄电池,以便在车辆的减速期间较短的情况下也高效地蓄积发电电力。
[交流发电机6的驱动控制的第2实施方式]
以下,对交流发电机6的驱动控制的第2实施方式进行说明。
图5是说明WGI(浪费的发电指数)与驱动许可上限线C之间的关系的图,(a)是说明WGI、SOC和发电成本之间的关系的图,(b)是表示根据由WGI设定的阈值(WGI_a~WGI_c)决定的驱动许可上限线Ca~Cc的图。
图6是说明停止由交流发电机6进行的发电的SOC的阈值(发电停止阈值SOCs)的图,(a)是说明发电停止阈值SOCs与图4所示的驱动许可区域映射M2之间的关系的图,(b)是从(a)所示的驱动许可区域映射抽出为了避免蓄电池9的过放电而设定的SOC的下限值(SOC_min)与为了避免蓄电池9的过充电而设定的SOC的上限值(最大上限值SOCm)之间的区域并简单地表示的驱动许可区域映射。
此外,在图6的(b)所示的驱动许可区域映射中,出于方便说明,为了易于判定再生收受容量的区域,简单地进行了表示,在以下的说明中,使用该简单示出的驱动许可区域映射来进行说明。
在第2实施方式中,在没有迫切的充电的必要性时,不会以较高的发电成本进行发电并对蓄电池9进行充电,因此使用用于判定是否为浪费的发电的一个指标(WGI(Wastfulgeneration index):浪费的发电指数)来设定驱动许可区域映射M2的驱动许可上限线C,使用该驱动许可上限线C来决定交流发电机6能否驱动。
而且,在第2实施方式中,不将蓄电池9充电到最大上限值SOCm,使用以SOC为基准的发电停止线(发电停止阈值SOCs),剩有用于将以再生能量发电的电力充电的容量(再生收受容量)地对蓄电池9进行充电。
以下,具体地说明第2实施方式。
首先,对蓄电池9的SOC(充电率)与发电成本之间的关系性进行说明。
如所述那样,在第1实施方式中,在车辆不是减速中的情况下,基于蓄电池9的SOC处于以驱动许可区域映射M2(参照图4)的驱动许可上限线C为边界的发电区域和放电区域中的哪一个,来决定能否发电。
例如,图4的驱动许可上限线Ca的情况下,与该驱动许可上限线Ca相比,图中左侧为发电区域(驱动许可区域Z),图中右侧为放电区域。
基于以下这样的想法来进行能否进行该发电的决定。
1)在SOC较大、且发电成本较大时,不发电(发电不许可)
2)在SOC较大、且发电成本较小时,以发电成本逐次发电(带条件的发电许可)
3)在SOC较小、且发电成本较大时,以SOC逐次发电(带条件的发电许可)
4)在SOC较小、且发电成本较小时,发电(发电许可)
驱动许可上限线C规定基于该想法的“发电许可/发电不许可”的边界,根据SOC和发电成本这两个变量来决定该“发电许可/发电不许可”的边界。
在此,若将SOC和发电成本相乘,则能够将判断由交流发电机6进行的能否发电所使用的变量设为一个,对时间序列数据能够以直线设定“发电许可/发电不许可”的边界。
在实施方式中,将设成的一个变量用作判断浪费的发电的指标(所述的WGI)(参照图5的(a)),该指标中,WGI的值越大(图中,越向右斜上侧)、也是浪费的发电,WGI越小(图中,越向左斜下侧)、越是有意义的发电。
并且,在实施方式中,在该WGI上设定有用于判定能否发电的阈值WGI_TH,根据该设定的阈值WGI_TH设定所述的驱动许可上限线C。
具体而言,驱动许可上限线C(Ca~Cc)上的发电成本越从预定值α上升、SOC越降低的区域(图5的(b)中的曲线区域)以发电成本为Y轴、SOC为X轴,能够以下述式(1)表示(参照图5的(b))。
Y=(WGI_TH)/X…(1)(1)
因而,若决定阈值WGI_TH,则根据该式(1),对每个发电成本求出成为对能否发电进行判定的边界的SOC的值(阈值SOC)。
该WGI中的阈值的设定也可以考虑作为油耗试验方法之一的WLTP(Worldwideharmonized Light vehicles Test Procedure(世界统一轻型车辆试验程序):国际调和尾气油耗试验法)来设定。
具体而言,在该WLTP中,在辅助蓄电池(供给车载设备的驱动电力的蓄电池9)利用发动机的驱动力来进行充电的情况下,油耗试验结束时的辅助蓄电池的余量(SOC:充电率)也反映于试验结果,试验结果被校正。
根据下述式算出此时的试验结果的校正量(ΔFCphase(i))。
[式1]
Figure GDA0001433274470000131
其中,ΔEel-phase(i)是电力,ηalternator是交流发电机效率,Willansfactor是汽油-电力转换效率,交流发电机效率和汽油-电力转换效率是固定值。
在该校正量的计算式中,根据蓄电池的电力、交流发电机效率、以及汽油-电力转换效率求出校正量(ΔFCphase(i)),(即由车辆的特性确定),((1/ηalternator)×Willansfactor)相当于发电成本。
在此,若将考虑了WLTP试验中的校正量的发电成本设为YWLTP,则
上述式(1)(Y=(WGI_TH)/X)能够以下述式(2)来表示。
WGI_TH=YWLTP×X
=((1/ηalternator)×Willansfactor)×X
=(WLTP试验中的校正量/电力)×X…(2)
并且,上述式(2)的X是蓄电池9的SOC,因此上述式(2)也可以如下地表示。
WGI_TH=(WLTP试验中的校正量/电力)×SOC
因而,只要设定最大上限值SOCm或充电开始阈值SOCc(后述),就能够求出WGI_TH。
在实施方式中,考虑对该试验结果的影响而在所述的WGI上设定有阈值,使用根据在该WGI上设定好的阈值设定的驱动许可上限线C(参照图4)来判断交流发电机6能否驱动。
由此,在实际的车辆行驶时的油耗评价中,获得接近与WLTP相应的油耗换算的结果。
另外,能够根据该WLTP更公平地判断不同车种间的油耗评价。
而且,在所述的第1实施方式中,在蓄电池9的SOC(充电率)不超过用于避免过充电的最大上限值SOCm的范围内实施由交流发电机6的驱动进行的蓄电池9的充电。
因此,在蓄电池9的SOC(充电率)已经达到最大上限值SOCm时,不对蓄电池9进行充电,因此,在该状态下开始车辆的减速行驶,即使交流发电机6以减速下的再生能量进行发电,也无法将所发电的电力充电至蓄电池9。
在此,利用再生能量时的发电成本比利用发动机的驱动力时的发电成本低,因此,在蓄电池9的SOC达到最大上限值SOCm时,无法将以较低的发电成本发电的电力充电至蓄电池9。
因此,在第2实施方式中,能够将以再生能量发电的电力且以较低的发电成本发电的电力充电至蓄电池9,因此在比最大上限值SOCm靠SOC的减少侧,设定有将以发动机的驱动力发电的电力充电至蓄电池9时的上限值(发电停止阈值SOCs)(参照图6)。
因此,在图6所示的驱动许可区域映射中,在比发电停止阈值SOCs靠SOC的增加侧(图中右侧)确保有用于以再生能量发电的电力充电的区域(再生收受容量),例如,在SOC达到了发电停止阈值SOCs的时间点,使利用发动机3的驱动力的交流发电机6的发电结束,而结束对蓄电池9的充电。
并且,在该状态下,若利用了再生能量的交流发电机6的发电开始,则以再生能量发电的电力被充电至蓄电池9直到SOC成为最大上限值SOCm为止。
在此,在实施方式中,能够根据车辆的行驶状态变更发电停止阈值SOCs。
具体而言,在本车辆行驶的预定的路径上存在拥堵区间的情况下、存在下坡区间的情况下,变更发电停止阈值SOCs(参照图7)。
在此,在拥堵区间,不产生较大的减速,因此通过拥堵区间之际,蓄电池9被消耗而SOC降低。另外,在下坡区间,能够进行利用了再生能量的发电,因此能够以较低的发电成本对蓄电池9进行充电而使SOC上升。
因此,在第2实施方式中,在本车辆行驶的预定的路径上存在拥堵区间的情况下,为了事先将更多电力充电至蓄电池9,将发电停止阈值SOCs向靠近最大上限值SOCm的一侧(SOC的增加侧)变更。
另外,在本车辆行驶的预定的路径上存在下坡区间的情况下,将来存在以较低的发电成本进行充电的机会,因此为了事先确保能够以较低的发电成本充电的容量,将发电停止阈值SOCs向远离最大上限值SOCm的一侧(SOC的降低侧)变更。
以下,使用图8的流程图来说明伴随与车辆的行驶状态相应的发电停止阈值SOCs的变更的交流发电机6的驱动处理。
首先,在步骤201中,发电停止阈值设定部21确认在本车辆行驶的预定的路径上是否存在拥堵区间。
在此,例如能够根据从导航装置16取得的本车辆的位置和拥堵信息来确认拥堵区间的有无。
在本车辆行驶的预定的路径上存在拥堵区间的情况下(步骤201中的是),在步骤202中,发电停止阈值设定部21算出通过拥堵区间之际的推定消耗电力。
能够根据下述式(2)算出推定消耗电力。
推定消耗电力=通过拥堵的预测时间×拥堵时平均消耗电力…(2)
在此,通过拥堵的预测时间能够根据拥堵区间的距离和拥堵区间的所预测的车辆的平均行驶速度来求出,拥堵区间的距离和所预测的车辆的平均行驶速度例如能够根据从导航装置16取得的拥堵信息算出。
另外,能够参照存储于RAM26的驱动设备信息来确定当前驱动着的车载设备之后,根据驱动着的车载设备的消耗电力数据和通过拥堵的预测时间来算出拥堵时平均消耗电力。
在接下来的步骤203中,发电停止阈值设定部21算出向蓄电池9充电的电能直到到达拥堵区间为止,根据算出来的电能决定变更后的发电停止阈值SOCs_A,在步骤204中,发电停止阈值设定部21将发电停止阈值SOCs变更成变更后的发电停止阈值SOCs_A。
由此,发电停止阈值SOCs变更为SOC的增加侧的值(SOCs_A),能够向蓄电池9充电的电能的上限变大,因此成为能够与此对应地将很多电力向蓄电池9充电的状态。
并且,在步骤205中,发电停止阈值设定部21确认是否通过了拥堵区间,在确认到通过了拥堵区间的情况下(步骤205中的是),在步骤206中,发电停止阈值设定部21在使发电停止阈值从变更后的发电停止阈值SOCs_A恢复成原来的发电停止阈值SOCs之后,返回到步骤201的处理。
此外,在本车辆通过拥堵区间的期间内,交流发电机6根据需要以发动机的驱动力被驱动,进行蓄电池9的充电,因此蓄电池9没有过大地消耗。
此外,在图8所示的流程图中,在本车辆通过拥堵区间的期间内,发电停止阈值SOCs保持变更后的发电停止阈值SOCs_A的原样不变,但也可以在本车辆到达了拥堵区间的时间点恢复成原来的发电停止阈值SOCs。
在所述的步骤201中,在本车辆行驶的预定的路径上没有拥堵区间的情况下,(步骤201中的否),转向步骤206的处理。
然后,在该步骤206中,发电停止阈值设定部21确认在本车辆行驶的预定的路径上是否存在下坡区间。
在此,例如能够根据从导航装置16取得的本车辆的位置和地图信息来确认下坡区间的有无。
在本车辆行驶的预定的路径上存在下坡区间的情况下(步骤206中的是),在步骤206中,发电停止阈值设定部21算出通过下坡区间之际能够利用再生能量发电的电力(期待再生量)。
具体而言,基于从下坡区间的标高差信息获得的势能(Potential energy)来推定能够期待的再生量(期待再生量)。
在此,在实施方式中,通过下坡区间之际能够期待的期待再生量由下述式(3)推定。
势能=车辆的动能+期待再生量+消耗能量…(3)
在此,车辆的动能是在下坡区间所需的的动能,能够根据当前的平均行驶速度算出。
消耗能量包含通过下坡区间之际由制动系统、摩擦系统所消耗的热能、由发动机制动的工作消耗的能量。
因而,期待再生量能够从势能减去车辆的动能和消耗能量来求出,在实施方式中,以求出来的期待再生量为上限,基于交流发电机6的输出电压、蓄电池9的内部电阻等要素来推定出。
若推定出了期待再生量(步骤207),则在接下来的步骤208中,发电停止阈值设定部21确认发电停止阈值SOCs与当前的SOC之差是否为期待再生量以上。
并且,在发电停止阈值SOCs与当前的SOC之差ΔSOC为期待再生量以上的情况下(步骤208中的是),不变更发电停止阈值SOCs,而返回到步骤201的处理。
这是因为即使不变更发电停止阈值SOCs,也能够将下坡区间的以旋转能量发电的全部电力充电至蓄电池9。
另一方面,在发电停止阈值SOCs与当前的SOC之差ΔSOC不是期待再生量以上的情况下(步骤208中的否),若不变更发电停止阈值SOCs,则意味着无法将下坡区间的以再生能量发电的全部电力充电至蓄电池9,因此在步骤209中,发电停止阈值设定部21决定变更后的发电停止阈值SOCs_B。
具体而言,根据ΔSOC与期待再生量之差决定将以旋转能量发电的全部电力充电至蓄电池9的变更后的发电停止阈值SOCs_B。
由此,在步骤210中,发电停止阈值设定部21将发电停止阈值SOCs变更成变更后的发电停止阈值SOCs_B,因此发电停止阈值被变更为SOC的减少侧而再生收受容量增大。
并且,在步骤211中,发电停止阈值设定部21确认是否通过了下坡区间,在确认通过了拥堵区间的情况下(步骤211中的是),在步骤212中,发电停止阈值设定部将发电停止阈值SOCs从变更后的发电停止阈值SOCs_B恢复成原来的发电停止阈值SOCs_A之后,返回到步骤201的处理。
如此,在第2实施方式中,在因交流发电机6的发电而增加的SOC与驱动许可上限线Cb交叉的(图6的(b)、从SOC的位置P1向位置P2的增加)的情况下,在SOC到达位置P2的时间点,交流发电机6的驱动被停止而对蓄电池9的充电结束。
另外,在由于交流发电机6的发电而增加的SOC与发电停止阈值SOCs交叉的(图6的(b)、从SOC的位置P3向位置P4的增加)的情况下,在SOC到达位置P4的时间点,交流发电机6的驱动被停止,确保用于以再生能量发电的电力进行充电的容量(再生收受容量)。
并且,在本车辆行驶的预定的路径上存在拥堵区间的情况下,为了事先将更多电力充电至蓄电池9,将发电停止阈值SOCs向靠近最大上限值SOCm的一侧(SOC的增加侧)变更。
另外,在本车辆行驶的预定的路径上存在下坡区间的情况下,将来存在以较低的发电成本进行充电的机会,因此为了事先确保能够以较低的发电成本充电的容量,将发电停止阈值SOCs向远离最大上限值SOCm的一侧(SOC的减少侧)变更。
因而,能够抑制交流发电机6以发动机的驱动力发电的拥堵区间中的交流发电机6的驱动时间,因此能够降低发电成本。
另外,在下坡区间行驶的过程中,在将以再生能量发电的电力向蓄电池9充电的中途,SOC到达最大上限值SOCm,也能够恰当地防止以再生能量发电的电力被浪费。
另外,能够预想在下坡区间以再生能量进行的发电,而抑制以发动机的驱动力发电的电力的SOC,因此能够相应地降低发动机负荷,能够期待对油耗的提高做出贡献。
[变形例1]
在第2实施方式中,例示了根据车辆的行驶状态来变更发电停止阈值SOCs的情况,但也可以设为如下构成:将WGI(浪费的发电指数:参照图5的(a))中的阈值WGI_TH预先设定多个(WGI_a~WGI_c)而准备多个驱动许可上限线Ca~Cc,根据车辆的行驶状态来变更驱动许可上限线C。
图9是说明设定有多个(WGI_a~WGI_c)WGI中的阈值WGI_TH时的多个驱动许可上限线C(Ca~Cc)以及发电停止阈值SOCs的图。
在所述的第2实施方式中,在WGI上设定用于判定能否发电的一个阈值WGI_TH,根据该设定好的一个阈值来设定所述的一个驱动许可上限线C。
因此,通过将在该WGI上设定的阈值具有宽度地设定多个,能够导出与各阈值一一对应的多个驱动许可上限线C(Ca~Cc)(参照图9)。
在图9的情况下,示出了发电成本较高的区域中的发电区域最窄的驱动许可上限线Ca、最宽的驱动许可上限线Cc、这些驱动许可上限线Ca、Cc之间的驱动许可上限线Cb这3个驱动许可上限线。
因而,在拥堵区间存在于本车辆行驶的预定的路径上的情况下,即使发电成本稍微上升,与在拥堵区间行驶之际发电的情况相比,成本也变得便宜,因此,通过选择发电许可区域较宽的驱动许可上限线Cc,能够以比在拥堵区间行驶时低的发电成本进行向蓄电池9的充电。
另外,在下坡区间存在于本车辆行驶的预定的路径上的情况下,预想将来利用了再生能量的较低的发电成本的电力的充电,通过选择发电许可区域较窄的驱动许可上限线Ca,能够以更低的发电成本进行向蓄电池9的充电。
[变形例2]
而且,在第2实施方式中,作为根据车辆的行驶状态变更发电停止阈值SOCs的情况,例示了在本车辆行驶的预定的路径上存在拥堵区间、下坡区间的情况,但也可以构成为根据车辆的行驶速度来变更。
图10是说明根据车辆的行驶速度来变更发电停止阈值SOCs的情况的图。
例如,在车辆以高速行驶的情况下,之后等待车辆较大的减速,因此能够期待由再生能量进行的发电。另外,在车辆以低速行驶的情况下,之后不等待较大的减速,因此无法期待由再生能量进行的发电。
因而,如图10所示,在能够期待由再生能量进行的发电的车辆的高速行驶时,为了以再生能量发电的电力进行充电,将发电停止阈值SOCs向SOC的减少侧变更而使再生收受容量增大,在无法期待由再生能量进行的发电的车辆的低速行驶时,将发电停止阈值SOCs向SOC的增加侧变更,增加用于以发动机的驱动力发电的电力进行充电的容量。
此外,驱动许可上限线C并不限定于由上述的3个驱动许可上限线Ca~Cc(参照图9)构成的形态。
只要在WGI(浪费的发电指数)上设定多个阈值WGI_TH,则决定与所设定的阈值WGI_TH相同数量的驱动许可上限线C,因此根据车辆的行驶状态例如在预先设定好的下限与上限之间能够任意地设定在WGI上设定的阈值,从而能够在该时间点自由地设定最佳的驱动许可上限线C。
另外,也可以设为将切换本变形例所公开的驱动许可上限线C的形态和变更所述的发电停止阈值SOCs的形态组合,来判定能否发电。
如以上那样,在第2实施方式中,
(8)在车辆为减速中的情况下,停止交流发电机6的蓄电池9的SOC的阈值是蓄电池的充电限制值(最大上限值SOCm),
在车辆不是减速中的情况下,许可交流发电机6的驱动的蓄电池9的SOC的阈值的上限值(发电停止阈值SOCs)被设定得比蓄电池9的SOC的充电限制值(最大上限值SOCm)低,
在驱动许可区域映射中,在SOC比最大上限值SOCm靠减少的一侧设定有许可交流发电机6的驱动的SOC的上限值且车辆不是减速中的SOC的上限值(发电停止阈值SOCs)。
若这样构成,不是对蓄电池9充电至最大上限值SOCm,而是使用以SOC为基准的发电停止阈值SOCs(发电停止线),留有用于以再生能量发电的电力进行充电的容量地对蓄电池9进行充电。
由此,能够将利用了再生能量的较低的发电成本的电力充电至蓄电池9,因此,能够降低发电成本。
(7)发电停止阈值SOCs是由乘用车等的国际调和尾气、油耗试验法确定的、根据蓄电池的充放电电力量而进行油耗校正的RCB校正时的阈值。
若这样构成,考虑油耗试验法对油耗试验的结果的影响而设定WGI上的阈值,使用根据在该WGI上设定的阈值来设定的驱动许可上限线C(参照图4),判定交流发电机6能否驱动,从而能够期待良好的试验结果。
(10)对行驶路线上的车辆的行驶负荷进行预测,在预测为行驶负荷增大的情况下,驱动交流发电机6,直到蓄电池9成为比作为基准的发电停止阈值高的SOC为止。
若这样构成,在预测为行驶负荷增大的情况下,能够事先提高蓄电池9的SOC,因此能够恰当地防止蓄电池9的SOC不足。
(11)在车辆不是减速中的情况下,许可交流发电机6的驱动的发动机效率(发电成本)的阈值被设定成,随着蓄电池9的SOC变高而变高、随着蓄电池9的SOC变低而变低。
若这样构成,发动机效率(发电成本)变高,能够将以较低的发电成本发电的电力充电至蓄电池9。
(12)具有设定发电停止阈值SOCs的发电停止阈值设定部21(上限值设定部),
发电停止阈值设定部21根据SOC的增减预测来变更发电停止阈值SOCs,
发电停止阈值设定部21在预测为SOC的减少的情况下使发电停止阈值SOCs向SOC的增加侧变更,在预测为SOC的增加的情况下,将发电停止阈值SOCs向SOC的减少侧变更。
若这样构成,在预测为SOC减少的情况下,能够将发电停止阈值SOCs向SOC的增加侧变更而使蓄电池9的SOC事先上升,因此能够恰当地防止SOC不足。
另外,在预测为SOC的增加的情况下,能够将发电停止阈值SOCs向SOC的减少侧变更而确保蓄电池9处的电力的收受量,因此无法将发电的电力充电至蓄电池9,从而能够恰当地防止发电的电力被浪费。
(13)具有行驶状态判定部22(SOC的增减预测部),
行驶状态判定部22构成为,
在车辆的预定行驶路径上存在拥堵区间的情况下、存在上坡区间的情况下,预测SOC的减少,
在下坡区间存在于车辆的预定行驶路径上的情况下预测SOC的减少。
若这样构成,在下坡区间存在于车辆的预定行驶路径上的情况下,能够将在下坡区间行驶之际的以再生能量发电的较低的发电成本的电力彻底地充电至蓄电池9。
另外,在车辆的预定行驶路径上存在拥堵区间的情况下、存在上坡区间的情况下,能够恰当地抑制通过拥堵区间、上坡区间之际SOC不足而不得已以较高的发电成本发电的事态的产生。
(14)使用在将发动机效率(发电成本)和蓄电池9的SOC相乘而得到的1个指标(浪费的发电指数:WGI)上设定好的1个阈值WGI_TH来设定驱动许可上限线C。
若这样构成,根据在浪费的发电指数(WGI)上设定好的一个阈值来决定恰当的驱动许可上限线C,因此能够取得浪费的发电与有意义的发电的平衡的同时,控制由交流发电机6的驱动进行的发电而使向蓄电池9充电的电力的发电成本最优化。
(15)尤其是,考虑油耗试验方法之一的WLTP而将WGI中的阈值设定为油耗试验结束时的辅助设备蓄电池的余量(SOC:充电率)成为恰当的余量,因此能够根据在WGI上设定好的1个阈值设定恰当的驱动许可上限线C来获得优选的试验结果。
(16)根据蓄电池9的SOC的增减预测来设定在WGI上设定的1个阈值。
若这样构成,能够根据SOC的增减预测来设定恰当的驱动许可上限线C,因此能够取得浪费的发电与有意义的发电的平衡的同时,控制由交流发电机6的驱动进行的发电而使向蓄电池9充电的电力的发电成本最优化。
[交流发电机6的驱动控制的第3实施方式]
以下,对交流发电机6的驱动控制的第3实施方式进行说明。
图11是使用驱动许可区域映射来说明车辆以大致恒定的高速度行驶时(高速定速行驶时)的蓄电池9的SOC(充电率)与发电成本之间的关系的图。
图12是说明使交流发电机6的发电电压变化时的驱动许可区域映射的图。
图13是说明伴随与车辆的行驶状态相应的发电电压的变更的交流发电机6的驱动处理的流程图。
在第3实施方式中,在由交流发电机6进行的发电成为较高的发电成本时,不进行蓄电池9的充电,而是在能够抑制蓄电池9的放电的范围内实施由交流发电机6进行的发电。
以下,具体地说明第3实施方式。
首先,说明车辆以大致恒定的高速度行驶时(高速定速行驶)的蓄电池9的SOC(充电率)与发电成本之间的关系。
例如,在高速道路行驶的情况那样,车辆以大致恒定的高速度行驶时(高速定速行驶时),无法期待由再生能量进行的发电,因此利用使用了发动机3的驱动力的发电来进行向蓄电池9的充电。
不过,在发动机负荷较大的车辆高速行驶时,若以发动机3的驱动力驱动交流发电机6而发电,则发动机负荷进一步变高,燃料消耗量性能就恶化。
因此,使用车辆高速行驶时的发动机3的驱动力的发电成为发电成本较高的发电。
不过,以来自蓄电池9的电力驱动的车载设备在高速行驶时也驱动,蓄电池9的电力被消耗,因此在不实施基于交流发电机6的发电的状态下,SOC随着时间的经过而减少。
这样一来,如图11所示,在SOC从图11中的位置P5减少到位置P6的情况下,对于SOC,在使驱动许可上限线Cb横穿到SOC的减少侧的时间点,判定为SOC处于发电区域,交流发电机6被驱动。
因此,即使是发电成本较高的车辆的高速行驶时,也需要使用发动机的驱动力来驱动交流发电机6并进行发电。
因此,在第3实施方式中,如本车辆以大致恒定的高速度行驶的情况那样,在无法期待利用了再生能量的较低的发电成本的发电的状况下,在需要进行使用发动机的驱动力的较高的发电成本的发电的情况下,替代能够向蓄电池9的充电的通常的发电电压(15V),从交流发电机6输出车载设备10的驱动所需要的电压且比通常的发电电压(15V)低的电压(12V),从而将较高的发电成本的发电抑制在必要最小限。
以下,使用图13的流程图来说明伴随与车辆的行驶状态相应的发电电压的变更的交流发电机6的驱动处理。
首先,在步骤301中,行驶状态判定部22判定本车辆是否以大致恒定的高速度行驶(是否为高速定速行驶中)。
在此,通过比较由车速传感器14的输出信号确定的当前的车辆速度与用于判定高速行驶的阈值来判定是否为高速恒速行驶中。例如,车辆速度为80km/h以上的情况下,判定为是高速行驶中。
顺便说一下,在实施方式中,在车辆速度不到80km/h、且为20km/h以上的情况下,判定为是中速行驶中,在不到20km/h的情况下,判定为是低速行驶中。
另外,根据由车速传感器14的输出信号确定的加速度是否处于用于判定是否是大致恒定的速度的行驶(定速行驶)的阈值范围内,来判定是否是以大致恒定的高速度行驶。例如,加速度处于±0.5G的范围内的情况下,判定为是以恒定速度行驶。
若判定为本车辆是高速恒速行驶中(步骤301中的是),则在步骤302中,输出电压设定部23确认当前的SOC是否位于发电区域内。
在第3实施方式中,交流发电机6的驱动/停止的判定也使用驱动许可上限线Cb(参照图11)。
在车辆以大致恒定的高速度行驶时,由于车载设备的电力消耗,蓄电池9的SOC随着时间变化而降低,因此,对于该SOC,在将驱动许可上限线Cb从放电区域侧横穿到发电区域侧的时间点,判定为当前的SOC处于发电区域内(参照图11、从位置P5向位置P6的变化)。
因而,在当前的SOC未处于发电区域内的情况下(步骤302中的否),在本车辆继续高速恒速行驶的期间内,反复执行步骤301和步骤302的处理。
并且,若由于高速恒速行驶的继续,SOC降低而使驱动许可上限线Cb向发电区域侧横穿,则判定为SOC处于发电区域(步骤302中的是),转向步骤303的处理。
在步骤303中,输出电压设定部23确认当前的SOC是否比充电开始阈值SOCc大进行确认,该充电开始阈值SOCc用于判定是否是需要开始对蓄电池9充电的SOC。
并且,在当前的SOC比充电开始阈值SOCc大的情况下(步骤303中的是),在步骤304中,输出电压设定部23将交流发电机6的发电电压设定成比对蓄电池9充电所需的通常电压(15V)低的电压(12V),使该设定好的较低的电压(12V)下的发电开始。
该较低的电压(12V)虽然无法进行对蓄电池9的充电,但其是能够驱动车载设备10的电压,相当于蓄电池9的输出电压,因此在交流发电机6以12V发电的期间内,能够抑制蓄电池9的SOC的降低。
即,不是以较高的发电成本的发电对蓄电池9进行充电,而是通过将交流发电机6的输出电压降低至车载设备10的驱动所需的蓄电池9的输出电压,从而抑制了以较高的发电成本的发电量。
在实施方式中,在输出电压设定部23将交流发电机6的发电电压设定成比通常电压(15V)低的电压(12V)之际,将蓄电池9的SOC(充电率)的目标值(目标SOC)设定成上述的充电开始阈值SOCc。
在此,充电开始阈值SOCc是能取得蓄电池9的目标SOC的值的最低值,如所述那样,若SOC不到充电开始阈值SOCc,则开始向蓄电池9充电。
因此,通过将蓄电池9的目标SOC设定成能取得的值的最低值即充电开始阈值SOCc,由交流发电机6发电的电力不是向蓄电池9充电,而是用于车载设备的驱动。
在步骤305中,行驶状态判定部22确认使交流发电机6的输出电压恢复成通常电压(15V)的条件是否成立。
具体而言,确认当前的发电成本是否比许可通常的输出电压下的发电的阈值(电压恢复阈值:参照图12)小。
在使交流发电机6的输出电压恢复成通常电压的条件成立的情况下(步骤305中的是),在步骤306中,输出电压设定部23将交流发电机6的输出电压从当前的较低的电压(12V)变更成可向蓄电池9充电的通常电压(15V)。
由此,蓄电池9的SOC的目标值的下限值的固定被解除,以更低的发电成本发电的电力被充电至蓄电池9,以后,蓄电池9的SOC增加。
另一方面,在使交流发电机6的输出电压恢复成通常电压的条件不成立的情况下(步骤305中的否),本车辆的行驶状态还是发电成本还高的状态,因此返回到步骤301的处理。
由此,在发电成本降低而直到使交流发电机6的输出电压恢复成通常电压的条件成立为止的期间内,交流发电机6的输出电压保持在比通常电压(15V)低的电压(12V),交流发电机6继续发电与车载设备的驱动所需的电压相应的量。
此外,在交流发电机6的输出电压保持在较低的电压(12V)的期间内,若由于驱动的车载设备的增加等而消耗电力增大,则存在车载设备所使用的电力无法完全由交流发电机6的发电提供的情况。
在该情况下,蓄电池9的SOC随着时间变化而减少(参照图12中的从位置P6向位置P8的变化)。
这样,在SOC使判定向蓄电池9充电开始的阈值(充电开始阈值SOCc)横穿到SOC的减少侧的时间点,所述的步骤303的判定成为否定判定。
由此,在步骤306中,输出电压设定部23将交流发电机6的输出电压从当前的较低的电压(12V)变更成可向蓄电池9充电的通常电压(15V)。
因而,向蓄电池9充电开始而蓄电池9的SOC增加,因此SOC超过用于防止蓄电池9成为过放电的阈值SOC_min而不会降低。
另外,在将交流发电机6的输出电压抑制在较低的电压(12V)的期间内,若由于车辆速度的降低等而发电成本降低,则蓄电池9的SOC所在的区域向中速行驶区域侧变化(参照图12中的从位置P6向位置P7的变化)
这样,SOC在比许可通常的输出电压(15V)下的发电的阈值(电压恢复阈值)小的时间点,使交流发电机6的输出电压恢复成通常电压的条件成立(步骤305中的是)。
由此,交流发电机6的输出电压从当前的较低的电压(12V)变更成可向蓄电池9充电的通常电压(15V),因此以比高速恒速行驶时低的发电成本发电的电力被充电至蓄电池9。
如以上那样,在第3实施方式中,
(17)一种控制单元2(发电控制装置),其对以发动机3的驱动力发电而向蓄电池9充电的交流发电机6(发电机)进行控制,该控制单元2具备:
驱动许可判定部20(判定单元),其基于发动机效率和蓄电池的SOC来判定交流发电机的驱动/停止;
行驶状态判定部22(行驶状态判定单元),其判定车辆的行驶状态;
输出电压设定部23(输出电压设定单元),其将交流发电机6的输出电压设定成可向蓄电池9充电的第1电压(15V)、或作为蓄电池9的输出电压的第2电压(12V),
输出电压设定部23构成为:
在行驶状态判定部22判定为车辆以高速度行驶、且驱动许可判定部20决定了交流发电机6的驱动的情况下,将交流发电机6的输出电压设定成第2电压(12V)。
由车辆以高速度行驶时的交流发电机6进行的发电是发电成本较高的发电。并且,在车辆以高速度行驶时,之后等待由减速进行的再生,因此无需以较高的发电成本发电并向蓄电池9进行充电。
因而,若如上述那样构成而将交流发电机6的输出电压设为蓄电池9的输出电压即第2电压(12V),则能够至少供给以蓄电池9的输出电压驱动的被车载设备消耗的量的电力。
由此,能够避免蓄电池9成为过放电状态的同时,抑制较高的发电成本下的发电量。
(18)在将交流发电机6的输出电压设定成第2电压(12V)之际,将蓄电池9的目标SOC设定成SOC的下限值。
若这样构成,不会将由交流发电机6发电的电力充电至蓄电池9,而是能够用于车载设备10的驱动,因此能够将交流发电机6的发电量抑制成最小限度,而可靠地抑制较高的发电成本下的发电量。
(19)输出电压设定部23在将交流发电机6的输出电压设定成第2电压(12V)之后,在行驶状态判定部22判定为车辆未以高速度行驶的情况下,将交流发电机6的输出电压设定成第1电压(15V)。
车辆的行驶速度越高,发电成本越高,行驶速度越低,发电成本越低。
因而,若如上述那样构成,则在由于车辆的行驶速度的降低而发电成本降低之后,交流发电机6的发电电压被恢复成第1电压(15V)而开始向蓄电池9充电,因此能够以更低的发电成本对蓄电池9进行充电。
(20)驱动许可判定部20构成为:
在车辆为减速中的情况下,只要蓄电池9的SOC为用于避免蓄电池9的过充电的最大上限值SOCm以下,就许可交流发电机6的驱动并实施由交流发电机6进行的发电,在车辆不是减速中的情况下,参照发电成本越从预定值α上升、SOC越降低的驱动许可上限线C划分出的驱动许可区域映射,仅在蓄电池9的SOC处于驱动许可区域映射内的驱动许可区域内时许可交流发电机6的驱动并实施由交流发电机6进行的发电。
若这样构成,在蓄电池9的SOC处于驱动许可区域外、发电成本较大且燃料消耗较多的状况下,直到SOC变低为止不被驱动。即,无论燃料消耗的恶化与否,在不得不充电的较低的SOC以外,交流发电机6不被驱动,因此相较于与发动机效率无关地被驱动的以往,发动机输出的取出显著地减少而燃料消耗性能提高。
[交流发电机6的驱动控制的第4实施方式]
以下,对交流发电机6的驱动控制的第4实施方式进行说明。
图14是对使用了驱动许可区域映射的交流发电机6的驱动/停止控制进行说明的图,并且,是对使用一个驱动许可上限线Cb来进行交流发电机6的驱动/停止的情况、以及另外准备了交流发电机6的停止用的判定线的情况进行说明的图。
图15是对车速与SOC(充电率)的变化量ΔSOC之间的关系进行说明的图。
在上述的其他实施方式中,例示了使用一个驱动许可上限线C来判断交流发电机6的驱动和停止的情况,在第4实施方式中,准备对交流发电机的驱动进行判定的驱动判定线以及对交流发电机的停止进行判定的停止判定线(驱动许可上限线),对两个判定线进行切换,来实施由交流发电机6的驱动/停止进行的发电/发电停止的控制。
并且,使驱动判定线与停止判定线之间具有滞后,并且根据发电成本使滞后变化。具体而言,发电成本越高,使滞后越缩小,并且,发电成本越小,使滞后越大,从而发电成本越高,从用于对蓄电池9充电的发电开始到发电停止的时间变得越短。
以下,具体地说明本申请发明的第4实施方式。
首先,使用图14所示的驱动许可区域映射,对使用1个驱动许可上限线Cb并根据蓄电池9的SOC(充电率)实施交流发电机6的驱动和停止的情况进行说明。
在不实施由交流发电机6进行的发电时,若由于车载设备的电力消耗而蓄电池9的SOC减少,则减少后的SOC在将驱动许可上限线Cb朝向SOC的减少侧横穿的时间点开始由交流发电机6进行的发电,开始对蓄电池9充电(参照图14中的从位置P9向箭头方向的变化)。
这样,随着对蓄电池9充电的进行SOC增加,因此增加后的SOC在将驱动许可上限线Cb横穿到SOC的增加侧的时间点,由交流发电机6进行的发电结束(参照图14中的从位置P10向箭头方向的变化)。
因此,若使用相同的驱动许可上限线Cb来对交流发电机6的驱动和停止进行判断,则存在产生由交流发电机6进行的发电和停止被频繁地反复的振动(chattering)的情况。
在第4实施方式中,将所述的驱动许可上限线Cb用作用于判定由交流发电机6进行的发电开始的驱动判定线,并且,与所述的驱动许可上限线Cb不同地准备用于判定由交流发电机6进行的发电结束的停止判定线Cb’,对两个判定线进行切换而进行交流发电机6的驱动/停止。
而且,使驱动判定线Cb与停止判定线Cb’之间带有滞后(ΔSOC),不频繁地反复进行交流发电机6的驱动和停止,从而抑制了由交流发电机6进行的发电和停止被频繁地反复的振动。
在此,车辆的行驶速度(车速)越高,交流发电机6的发电成本越高,另一方面,以之后的减速时的再生能量发电的电能越多。
因此,车速越高,越能够期待之后的基于再生能量的发电量,因此优选使发电量变少的一方。
在此,在车速相同的情况下,驱动判定线与停止判定线之间的滞后越大,从由交流发电机6的驱动进行的发电的开始到由交流发电机6的停止导致的发电的结束的SOC的变化量(ΔSOC)越大。
因此,在实施方式中,车速越高,越缩小驱动判定线与停止判定线之间的滞后。
由此,车速越高,从由交流发电机6的驱动进行的发电的开始到由交流发电机6的停止导致的发电的结束的期间内的SOC的变化量(ΔSOC)越小,较高的发电成本时的充电变少(参照图15:设定1、设定2)。
而且,在实施方式中,使用图15所示的车速与ΔSOC之间的关系来决定每个车速的滞后。
在此,车速越高,发电成本越高,车速越低,发电成本越低,因此车速的高低与发电成本的高低大致对应。
在实施方式中,基于设定1来决定各车速(发电成本)下的滞后,该设定1是如下的设定:车速是设定上的上限车速Vmax时的ΔSOC为零(=0),随着车速从设定上的上限车速Vmax成为最低车速(=0km/h),ΔSOC以恒定的比例增加。
并且,基于该设定1决定的停止判定线Cb’成为图16所示那样的停止判定线。
以下,使用图18的流程和图16的驱动许可区域映射来说明使用了两个判定线的进行交流发电机6的驱动/停止的交流发电机6的驱动处理。
此外,图16的驱动许可区域映射的两个判定线(驱动判定线Cb、停止判定线Cb’)中的、停止判定线Cb’是基于图15的设定1的停止判定线,被设定成若发电成本变高,则与驱动判定线之间的ΔSOC最终成为零(=0)。
在由交流发电机6进行的发电停止的状态下(步骤401中的是),本车辆的行驶状态是加速状态、或高速行驶状态的情况下,开始使用该两个判定线的驱动处理,(步骤402中的是)。
在该状态下,蓄电池9的SOC随着时间变化而降低,需要由交流发电机6进行的发电,因此在步骤403中,驱动许可判定部20选择驱动判定线Cb作为规定由交流发电机6进行的发电开始的定时的判定线。
在接下来的步骤404中,驱动许可判定部20确认SOC是否处于发电区域。
在SOC未处于发电区域的情况下(步骤404中的否),在步骤406中,驱动许可判定部20确认本车辆是否处于减速状态。
然后,在本车辆处于减速状态的情况下(步骤406中的是),结束使用了两个判定线的交流发电机6的驱动处理。这是因为该驱动处理在本车辆加速或高速行驶时进行。
另一方面,在SOC处于发电区域的情况下(步骤404中的是),在步骤405中,驱动许可判定部20驱动交流发电机6而开始对蓄电池9充电。由此,蓄电池9的SOC随着充电的进行而增加。
在接下来的步骤407中,驱动许可判定部20选择停止判定线Cb’作为规定由交流发电机6进行的发电停止的定时的判定线。
在此,该停止判定线Cb’位于比驱动判定线Cb靠SOC的增加侧的位置,即使是相同的发电成本,在SOC的值也存在差(ΔSOC)。
因此,即使由于交流发电机6的驱动而蓄电池9的SOC开始增加,也在增加之后,不能判定交流发电机6的停止。
具体而言,如图16所示,在降低后的SOC到达了与驱动判定线Cb交叉的位置P13的时间点,交流发电机6被驱动,即使蓄电池9的SOC开始增加,停止判定线Cb’也相对于驱动判定线Cb向SOC侧偏置与ΔSOC相应的量,因此,增加后的SOC在交流发电机6驱动之后无法到达停止判定线Cb’。
若在步骤S407中选择了停止判定线Cb’,则在接下来的步骤408中,驱动许可判定部20确认SOC是否处于放电区域。
这是一位步骤405的由交流发电机6进行的发电的开始,SOC随着时间变化而增加,靠近停止判定线Cb’。
因而,在增加后的SOC到达与停止判定线Cb’交叉的位置P14的期间内,在步骤408中,判定为SOC未处于发电区域(步骤408中的否)。
并且,在增加后的SOC到达与停止判定线Cb’交叉的位置P14为止的期间内,若本车辆成为减速状态,则步骤410的判定成为肯定判定,使用了两个判定线的交流发电机6的驱动处理结束。这是因为该驱动处理在本车辆加速或高速行驶时进行。
另一方面,维持本车辆的加速状态、或高速行驶状态(步骤410中的否),即本车辆不成为减速状态,若蓄电池9的SOC进一步增加而SOC到达与停止判定线Cb’交叉的位置P14(步骤408中的是),则在步骤409中,驱动许可判定部20在使交流发电机6的驱动停止而结束对蓄电池9充电之后,返回到步骤402的处理。
由此,以后,在继续本车辆的加速状态或高速行驶状态的期间内,一边对判定线(驱动判定线Cb、停止判定线Cb’)进行切换,一边进行交流发电机6的驱动/停止的控制。
在此,如所述那样,驱动判定线Cb与停止判定线Cb’之间的SOC的差(ΔSOC)被设定成发电成本越高则越小,发电成本越低则越大。
因而,发电成本越高,从由交流发电机6的驱动进行的发电的开始到由交流发电机6的停止导致的发电的停止为止的期间越短,因此以较高的发电成本发电的电力向蓄电池9充电被抑制。
此外,在图16的驱动许可区域映射中,驱动判定线Cb上的发电停止阈值SOCs与停止判定线Cb’上的发电停止阈值SOCs’之差Δα设定成能够避免振动的产生的最小值。
这是为了确保对利用了再生能量的发电的电力进行收受的区域(再生收受区域)。
[变形例]
在所述的第4实施方式中,例示了使用基于图15的设定1生成的停止判定线Cb’来判定交流发电机6的停止的情况。
即,例示了基于如下设定1来决定各车速(发电成本)下的滞后的情况:车速为设定上的上限车速Vmax时的ΔSOC为零(=0),随着车速从设定上的上限车速Vmax成为最低车速(=0km/h),ΔSOC以恒定的比例增加,。
停止判定线替代设定1而基于如下设定2来决定各车速(发电成本)下的滞后:车速为设定上的上限车速Vmax时的ΔSOC为最小值,随着从设定上的上限车速Vmax成为最低车速(=0km/h)而ΔSOC增加,但增加量不是恒定的比例(等比级数地变化)。
即,也可以使用基于该设定2生成的停止判定线Cb’(图17)来判定交流发电机6的停止。
如以上那样,在第4实施方式中,
(21)一种控制单元2(发电控制装置),其对以发动机3的驱动力发电而向蓄电池9充电的交流发电机6(发电机)进行控制,该控制单元2具备:
驱动许可判定部20(判定单元),其基于发动机效率和蓄电池的SOC对交流发电机6的驱动/停止进行判定,
驱动许可判定部20构成为,
若SOC比对交流发电机6的驱动进行判定的驱动用的阈值SOC小,则对交流发电机6的驱动进行判定,并且,
若SOC比对交流发电机6的停止进行判定的停止用的阈值SOC大,则对交流发电机6的停止进行判定,
发动机效率越高、发电成本越低,停止用的阈值SOC比驱动用的阈值SOC越高。
若这样构成,发动机效率越高、发电成本越低,则从交流发电机6的驱动到停止为止的间隔越长而发电量越多,另一方面,发动机效率越低、发电成本越高,则从交流发电机6的驱动到停止的间隔越短而发电量越少。
因而,抑制由发动机效率较低时的交流发电机6的驱动进行的发电,而能够长期实施由发动机效率较高时的交流发电机6的驱动进行的发电。
由此,能够降低发动机效率较低时的向发动机的负荷,因此,能够期待燃料消耗性能的提高。
另外,能够恰当地抑制由交流发电机6的驱动进行的发电、以及由交流发电机6的停止导致的发电停止在短时间内交替地反复的振动的产生,因此,能够恰当地防止因振动的产生而引起的车辆乘员感到不适。
(22)停止用的阈值SOC比驱动用的阈值SOC大。
若这样构成,能够将由交流发电机6发电的电力恰当地向蓄电池9充电。
(23)在车辆的加速时、或车辆的预定速度以上的定速高速行驶时,实施基于SOC与驱动用的阈值SOC或停止用的阈值SOC之间的比较的交流发电机的驱动/停止的判定。
在车辆的加速时、或车辆的预定速度以上的定速高速行驶时,若产生交流发电机6交替地反复驱动和停止的振动,则车辆的驱动力与交流发电机的驱动和停止联动地增减,因此存在车辆的驾驶员对车辆的驱动特性具有违和感的可能性。
若上述那样构成,则能够抑制振动的产生,因此能够恰当地防止车辆的驾驶员对车辆的驱动特性具有违和感。
(24)以驱动用的阈值SOC(驱动判定线Cb)与停止用的阈值SOC(停止判定线Cb’)之差被设定成随着所述发动机车辆的车速变大而变小。
若这样构成,车辆的车速越大而发电成本越高,从用于对蓄电池9充电的发电开始到发电停止的时间变短,因此能够抑制以较高的发电成本进行发电的发电时间。
在本说明书中,将交流发电机6的驱动控制分成多个实施方式和变形例来进行了说明,但本发明能够将上述的各实施方式和变形例任意地组合来实现。
符号说明
1 发动机控制装置(电源管理系统)
2 控制单元
3 发动机
4 变速器
5 车轮
6 交流发电机
7 起动电动机
9 蓄电池
9a 蓄电池传感器
10 车载设备
11 开始按钮
12 旋转传感器
13 加速度传感器
14 车速传感器
15 制动开关
16 导航装置
17 GPS接收机
20 驱动许可判定部
21 发电停止阈值设定部
22 行驶状态判定部
23 输出电压设定部
25 ROM
26 RAM
C(Ca、Cb、Cc) 驱动许可上限线
Cb’、Cb” 停止判定线
Cb 驱动判定线
HEV 微
M1 发电成本映射
M2 驱动许可区域映射
SOCs、SOCs’ 发电停止阈值
SOCc 充电开始阈值
SOCm 最大上限值
WGI 浪费的发电指数
Z 驱动许可区域

Claims (11)

1.一种交流发电机的驱动控制方法,是在通过交流发电机的发电电力来对蓄电池进行充电的发动机车辆中的交流发电机的驱动控制方法,其特征在于,
在所述发动机车辆为减速中的情况下,基于所述蓄电池的SOC来判定能否驱动所述交流发电机,
在所述发动机车辆不是减速中的情况下,基于根据发动机旋转速度和发动机输出扭矩计算出的发动机效率和所述蓄电池的SOC以及由决定许可所述交流发电机的驱动的SOC的上限的阈值的驱动许可上限线划分的驱动许可区域图,来判定能否驱动所述交流发电机,
根据能否驱动所述交流发电机的判定来驱动或停止所述交流发电机,
在所述发动机车辆为减速中的情况下,在所述蓄电池的SOC在为了避免所述蓄电池的过充电而设定的最大上限值以下时许可所述交流发电机的驱动,
在所述发动机车辆不是减速中的情况下,在所述发动机效率和所述蓄电池的SOC在所述驱动许可区域图的由所述驱动许可上限线划分的区域中处于高发动机效率且低SOC区域时,驱动所述交流发电机,处于低发动机效率且高SOC区域时,停止所述交流发电机,
其中,所述发动机效率比预定值越低,所述驱动许可上限线的所述SOC的阈值越低。
2.根据权利要求1所述的交流发电机的驱动控制方法,其特征在于,
在所述发动机车辆为减速中的情况下,直到所述蓄电池的SOC达到充电限制值为止,始终驱动所述交流发电机。
3.根据权利要求1所述的交流发电机的驱动控制方法,其特征在于,
在所述发动机车辆不是减速中的情况下,进一步基于蓄电池负荷的消耗电力,即使该消耗电力越大而与消耗电力小时相比为越高的SOC,也驱动所述交流发电机。
4.一种交流发电机的控制单元,是通过交流发电机的发电电力来对蓄电池进行充电的发动机车辆中的交流发电机的控制单元,其特征在于,
在所述发动机车辆为减速中的情况下,基于所述蓄电池的SOC来判定所述交流发电机能否驱动,
在所述发动机车辆不是减速中的情况下,基于根据发动机旋转速度与发动机输出扭矩计算出的发动机效率和所述蓄电池的SOC以及驱动许可区域图来判定所述交流发电机能否驱动,其中,所述驱动许可区域图是由决定许可所述交流发电机的驱动的SOC的上限的阈值的驱动许可上限线划分而成的,
根据所述能否的判定,使所述交流发电机驱动或停止,
在所述发动机车辆为减速中的情况下,在所述蓄电池的SOC为用于避免所述蓄电池的过充电的最大上限值以下时,许可所述交流发电机的驱动,
在所述发动机车辆不是减速中的情况下,在所述发动机效率和所述蓄电池的SOC在所述驱动许可区域图的由所述驱动许可上限线划分的区域中处于高发动机效率且低SOC区域时,驱动所述交流发电机,处于低发动机效率且高SOC区域时,停止所述交流发电机,
其中,所述发动机效率比预定值越低,所述驱动许可上限线的所述SOC的阈值越低。
5.根据权利要求4所述的交流发电机的控制单元,其特征在于,
所述驱动许可上限线上的发动机效率为所述预定值时的SOC是所述最大上限值。
6.根据权利要求4或5所述的交流发电机的控制单元,其特征在于,
在所述驱动许可区域映射中,与蓄电池负荷的消耗电力对应地设定有多个所述驱动许可上限线。
7.根据权利要求4或5所述的交流发电机的控制单元,其特征在于,
所述发动机效率是所述交流发电机的发电成本,所述发电成本的上升与发动机效率的降低相对应。
8.根据权利要求4所述的交流发电机的控制单元,其特征在于,
使用在将所述发动机效率和所述蓄电池的SOC相乘而得的1个指标上设定的1个阈值来设定所述驱动许可上限线。
9.根据权利要求8所述的交流发电机的控制单元,其特征在于,
根据所述SOC的增减预测来设定在所述1个指标上设定的所述1个阈值。
10.根据权利要求8或9所述的交流发电机的控制单元,其特征在于,根据下述式(1)算出所述1个阈值即WGI_TH,
WGI_TH=((1/ηalternator)×Willansfactor))×X··(1),
其中,(1/ηalternator)×Willansfactor是发电成本,
ηalternator是交流发电机效率,Willansfactor是汽油-电力转换效率,X是蓄电池的SOC。
11.一种发动机车辆的电源管理系统,其特征在于,该电源管理系统具备:
交流发电机,其通过发动机的驱动或再生动力来进行发电;
蓄电池,其通过所述交流发电机的发电电力来进行充电;
权利要求4、5、9中任一项所述的交流发电机的控制单元,其对所述交流发电机的驱动或停止进行控制。
CN201680021829.7A 2015-04-14 2016-04-14 交流发电机的控制单元、交流发电机的驱动控制方法、以及发动机车辆的电源管理系统 Active CN107532528B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015082493 2015-04-14
JP2015-082493 2015-04-14
PCT/JP2016/062031 WO2016167324A1 (ja) 2015-04-14 2016-04-14 オルタネータの制御ユニット、オルタネータの駆動制御方法、およびエンジン車両の電源マネージメントシステム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107532528A CN107532528A (zh) 2018-01-02
CN107532528B true CN107532528B (zh) 2021-01-05

Family

ID=57126259

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680021829.7A Active CN107532528B (zh) 2015-04-14 2016-04-14 交流发电机的控制单元、交流发电机的驱动控制方法、以及发动机车辆的电源管理系统

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10910971B2 (zh)
JP (3) JP2016203973A (zh)
CN (1) CN107532528B (zh)
DE (1) DE112016001745B4 (zh)
WO (1) WO2016167324A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6753368B2 (ja) * 2017-06-28 2020-09-09 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
EP3667207A4 (en) 2017-08-07 2021-05-05 Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems, Ltd. CONTROL DEVICE, TRANSPORT COOLING SYSTEM, CONTROL METHOD AND METHOD FOR CALCULATING THE CHARGING SPEED
JP2021097450A (ja) * 2019-12-13 2021-06-24 株式会社Gsユアサ 充電条件調整方法、及び充電条件調整装置
JP6930621B1 (ja) * 2020-03-17 2021-09-01 トヨタ自動車株式会社 情報処理装置、及び車両制御システム
JP2021162067A (ja) * 2020-03-31 2021-10-11 日本電産トーソク株式会社 油圧制御システム
US11329498B2 (en) * 2020-08-10 2022-05-10 Fca Us Llc Techniques to regulate charging with an alternator and a battery to minimize vehicle fuel consumption

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001211507A (ja) * 2000-01-24 2001-08-03 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両の制御装置
CN101222150A (zh) * 2006-10-24 2008-07-16 株式会社电装 对电池充电操作进行控制的方法和装置
CN101837776A (zh) * 2010-05-04 2010-09-22 吉林大学 在线制氢、局部富氢内燃机混合动力传动系统及控制方法
JP2012117402A (ja) * 2010-11-30 2012-06-21 Daihatsu Motor Co Ltd 車両の制御装置
WO2014099354A1 (en) * 2012-12-18 2014-06-26 Emerald Automotive, Llc Optimization of extended range electric vehicle

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3336777B2 (ja) * 1994-10-25 2002-10-21 株式会社エクォス・リサーチ ハイブリッド車両及びハイブリッド車両の制御方法
JP3211699B2 (ja) * 1996-09-17 2001-09-25 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置
JP4047110B2 (ja) * 2002-09-11 2008-02-13 株式会社小松製作所 建設機械
JP2007116766A (ja) * 2005-10-18 2007-05-10 Mazda Motor Corp 車両用発電機の制御装置
KR100812426B1 (ko) * 2007-02-06 2008-03-12 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 제어방법
JP4950162B2 (ja) 2008-10-22 2012-06-13 三菱電機株式会社 車両用電源装置
JP2010264791A (ja) * 2009-05-12 2010-11-25 Toyota Central R&D Labs Inc ハイブリッド車両の駆動制御装置及びプログラム
JP5771895B2 (ja) * 2010-01-25 2015-09-02 マツダ株式会社 車両用発電機の制御方法及び発電制御装置
JP5322994B2 (ja) * 2010-04-28 2013-10-23 日立オートモティブシステムズ株式会社 ハイブリッド車両の発電制御装置
JP5093321B2 (ja) * 2010-09-29 2012-12-12 株式会社デンソー 車両駆動制御装置
JP5637029B2 (ja) * 2011-03-22 2014-12-10 トヨタ自動車株式会社 車両用発電制御装置
JP5725006B2 (ja) 2011-12-28 2015-05-27 株式会社Jvcケンウッド 動画像復号装置、動画像復号方法、及び動画像復号プログラム、並びに、受信装置、受信方法、及び受信プログラム
JP2013194707A (ja) * 2012-03-22 2013-09-30 Denso Corp エンジン駆動補機制御装置
JP6025023B2 (ja) * 2012-07-09 2016-11-16 三菱ふそうトラック・バス株式会社 オルタネータの作動制御装置及び作動制御方法
JP6209821B2 (ja) 2013-01-16 2017-10-11 日産自動車株式会社 アイドルストップ車両
JP6239611B2 (ja) 2013-06-03 2017-11-29 古河電気工業株式会社 充電制御装置および充電制御方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001211507A (ja) * 2000-01-24 2001-08-03 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両の制御装置
CN101222150A (zh) * 2006-10-24 2008-07-16 株式会社电装 对电池充电操作进行控制的方法和装置
CN101837776A (zh) * 2010-05-04 2010-09-22 吉林大学 在线制氢、局部富氢内燃机混合动力传动系统及控制方法
JP2012117402A (ja) * 2010-11-30 2012-06-21 Daihatsu Motor Co Ltd 車両の制御装置
WO2014099354A1 (en) * 2012-12-18 2014-06-26 Emerald Automotive, Llc Optimization of extended range electric vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
US10910971B2 (en) 2021-02-02
JP2016205386A (ja) 2016-12-08
JP2016203973A (ja) 2016-12-08
WO2016167324A1 (ja) 2016-10-20
JPWO2016167324A1 (ja) 2018-02-15
DE112016001745T8 (de) 2018-04-12
DE112016001745B4 (de) 2023-02-16
CN107532528A (zh) 2018-01-02
US20180091076A1 (en) 2018-03-29
JP6370475B2 (ja) 2018-08-15
DE112016001745T5 (de) 2017-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107532528B (zh) 交流发电机的控制单元、交流发电机的驱动控制方法、以及发动机车辆的电源管理系统
KR101245807B1 (ko) 차량의 전력제어장치
US11021145B2 (en) Control device for hybrid vehicle
US8570000B2 (en) Vehicle power-generation control apparatus
KR101836250B1 (ko) 구동 모터를 구비한 차량의 dc 컨버터의 출력 전압을 제어하는 방법 및 장치
JPH08322107A (ja) ハイブリッド車の制御装置
JP2002171603A (ja) ハイブリッド自動車の制御装置
US11345347B2 (en) Brake control device for vehicle
KR20190080298A (ko) 하이브리드 자동차 및 그를 위한 주행 모드 제어 방법
JP2009274610A (ja) ハイブリッド車の制御装置
JP6435789B2 (ja) ハイブリッド駆動車両の出力制御装置
JP3951847B2 (ja) 車両の制御装置、制御方法、その制御方法を実現するプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体
WO2018096821A1 (ja) 車両の走行制御装置
CN115071665A (zh) 车辆的控制装置、车辆的控制方法及存储介质
JP6210677B2 (ja) ハイブリッド電気自動車の走行制御装置
JP3013764B2 (ja) ハイブリッド電気自動車の充放電制御装置
JP6145998B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
US20230150474A1 (en) Hybrid vehicle state of charge control
JP5251608B2 (ja) 電動車両のモータ制御方法および電動車両用駆動装置
JP4888776B2 (ja) 車両用発電制御装置
KR20190081379A (ko) 하이브리드 차량의 배터리 soc 관리 방법
KR102183200B1 (ko) 차량 및 그 제어 방법
JP2019202559A (ja) 電動車両の制御装置
WO2024008268A1 (en) A method of controlling an electric power system
JP2019115243A (ja) 電気自動車

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant