CN1802274A - 车载蓄电池控制装置和控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车载蓄电池控制装置和控制方法。混合动力ECU设定分别作为向蓄电池充电的电力和从蓄电池放电的电力的限制的充电电力限制值W(IN)和放电电力限制值W(OUT)。充电电力限制值W(IN)和放电电力限制值W(OUT)设定为，在催化剂需要暖机的情况下，即使蓄电池温度TB与催化剂不需要暖机的情况下的蓄电池温度相比较高，也允许蓄电池的充电和放电。从而，如果催化剂需要暖机，则相对于蓄电池温度缓和对充电/放电电力的限制，以增加蓄电池可充电/可放电温度区域。以这种方式，能够在蓄电池温度高时驱动电动发电机。

Description

车载蓄电池控制装置和控制方法
技术领域
本发明涉及车载蓄电池(电池)的控制装置和控制方法。更具体地，本发明涉及用于安装车辆上的蓄电池的控制装置和控制方法，在该车辆上安装有诸如内燃机的发动机和诸如旋转电机的电动机，并通过发动机和电动机中的至少一个提供的驱动力行驶。
背景技术
混合动力车辆通过来自诸如内燃机的发动机和诸如旋转电机的电动机中的至少一个的驱动力行驶。根据车辆的行驶状态选择性地使用混合动力车辆的发动机和电动机以有效利用发动机和电动机各自的特性。与仅利用发动机行驶的车辆相比，混合动力车辆通常消耗较少的燃料并排放较少的排气(废气)。
然而，由于混合动力车辆仍燃烧燃料以驱动发动机，所以其仍排放排气。由此，需要使用催化剂以净化排气。为了使催化剂能够令人满意地净化排气，催化剂应被充分加热。例如，已知当启动已停止很长时间的发动机时，需要暖机(预热)以提高催化剂的温度。
日本专利待审公开No.2000-110604公开了一种能够使用于净化排气的催化剂暖机而不会使燃料效率恶化的车辆蓄电池控制装置。该蓄电池控制装置包括：用于检测二次电池的充电状态(SOC)的蓄电池充电检测单元；用于基于包括所检测的SOC的预定参数设定对发动机的动力需求的动力需求设定单元；以及用于控制发动机使得发动机的输出动力大致等于所设定的动力需求的发动机控制单元。当在所检测的SOC落在一预定范围内的条件下为了提高催化剂的温度而需要暖机时，动力需求设定单元将动力需求设定为比正常操作下的动力需求值大的值。
根据这种蓄电池控制装置，二次电池的SOC被检测，并且，当在该SOC落在一预定范围内的条件下为了提高催化剂的温度而需要暖机时，从发动机输出足以使二次电池充电且大于正常状态下的动力的动力量。这样，能够确保发动机的排气排放物的量适当。从而，发动机排气通道中催化剂的温度能够随着排气排放物的适当被加热而升高，使得能够以最佳方式使催化剂暖机。发动机输出的较多的动力通过电动发电机转化为用于使二次电池充电的电力(功率)。因此，不会发生能量损失，并能够防止燃料效率恶化。
根据上述公开中公开的蓄电池控制装置，二次电池的SOC被检测，并且，当在该SOC落在一预定范围内的条件下为了提高催化剂的温度而需要暖机时，将比正常状态下的动力大的动力量设定为动力需求。更具体地，存储有限定对二次电池的SOC的充电需求的两个不同的映射(图，map)。在需要暖机时，采用限定比没有暖机需求时采用的映射的对SOC的充电需求高的对SOC的充电需求的映射。在这种需要暖机操作的情况下，例如在已停止很长时间的发动机启动时，二次电池的SOC不可能高到足以包括在暖机操作所采用的映射上的需要放电区域，此时，二次电池的SOC通常处于该映射上的需要充电区域。在这种状态下，如果驾驶员例如通过踩下加速器而要求加速，由于二次电池的高充电需求，不会从二次电池放出电力。从而没有电力从蓄电池供至用作电动机的电动发电机，使得车辆不能由电动机驱动。
换句话说，使车辆加速所需的全部动力由发动机提供。此外，尽管日本专利待审公开No.2000-110604没有明确地公开，但是该发动机能够升高其输出以满足加速需求，同时还升高输出以使电动发电机能够产生电力。当为满足驾驶员的加速需求从而升高发动机输出时，即使在暖机操作下也相应地产生大量的排气。从而，在催化剂温度没有充分地升高以致催化剂不能够完全发挥其净化能力的状态下，产生一定量不能被正在暖机的催化剂所净化的排气。这样产生的问题是可能排出未净化过的排气。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于车辆的蓄电池控制装置和蓄电池控制方法，利用该装置和方法，即使在用于激活催化剂的暖机操作中也能够在防止排出未净化的排气的同时使车辆充分加速。
本发明的另一个目的是提供一种用于车辆的蓄电池控制装置和蓄电池控制方法，利用该装置和方法，车辆能够通过来自电动机的驱动力以这样的方式行驶，即，在催化剂不需要暖机的情况下抑制蓄电池寿命的缩短而在催化剂需要暖机的情况下优先于蓄电池负荷的增加使用电动机驱动。
本发明的再一个目的是提供一种用于车辆的蓄电池控制装置和蓄电池控制方法，利用该装置和方法，不论蓄电池的温度是高还是低都能够驱动电动机。
本发明的还一个目的是提供一种用于车辆的蓄电池控制装置和蓄电池控制方法，利用该装置和方法，能够防止由于温度过度增加所导致的蓄电池的恶化。
根据本发明的一个方面，蓄电池控制装置控制安装在车辆上的蓄电池，该车辆具有通过燃料的燃烧产生驱动力的发动机、净化由燃烧产生的排气的催化剂、产生驱动力的电动机以及向该电动机提供电力的蓄电池。所述车辆通过来自发动机和电动机的至少一个相应驱动力行驶。所述控制装置包括：用于检测所述车辆的加速要求的加速要求检测装置(单元，unit)；用于判断是否需要为升高所述催化剂的温度而暖机的判断装置；以及用于在所述判断装置判定需要暖机且检测到加速要求的情况下控制蓄电池的充电/放电电力以通过电动机驱动车辆的控制装置。
根据本发明，加速要求检测装置检测车辆的加速要求，判断装置判断催化剂是否需要暖机。在判定需要暖机且检测到加速要求的情况下，控制装置控制蓄电池的充电/放电电力以通过电动机驱动车辆从而满足加速要求。更具体地，不是通过发动机驱动车辆(或除了通过发动机驱动车辆之外)，而是通过不考虑蓄电池的状态增加可放电区域以使用蓄电池放电产生的电力实现通过电动机驱动车辆。从而，在催化剂暖机的同时给出加速要求时，驱动电动机以补充驱动力，由此抑制发动机输出的增加从而不允许发动机输出达到高于需要的水平(高于加热催化剂所需要的水平)并避免排气的排放量大于能被正在预热的催化剂所净化的量。从而提供一种蓄电池控制装置，利用该装置，即使在暖机操作中也能够使车辆充分加速并能够防止排出未净化的排气。
优选地，所述控制装置包括用于限制蓄电池的充电/放电电力的限制装置，以及用于在所述判断装置判定需要暖机时，与在不需要暖机的情况下对充电/放电电力的限制相比，缓和对充电/放电电力的限制的缓和装置。
根据本发明，控制装置为了保护蓄电池而限制蓄电池的充电/放电电力，而在暖机操作中给出加速要求时，与在不需要暖机的情况下的充电/放电电力相比，缓和装置缓和对充电/放电电力的限制，尤其是对放电电力的限制。这样，即使SOC处于通常不会发生放电的区域，电力也从蓄电池提供至电动机以迎合加速要求而不会增加发动机的排气。如果不需要暖机，可限制充电/放电电力以保护蓄电池防止例如由于蓄电池的过度充电/放电所导致的蓄电池寿命缩短。换句话说，如果需要暖机，缓和对放电的限制；而如果不需要暖机，可以适当地限制蓄电池的充电/放电。这样，能够提供车辆用蓄电池控制装置，利用该装置，在催化剂不需要暖机的情况下抑制蓄电池寿命的缩短而在催化剂需要暖机的情况下优先于蓄电池负荷的增加使用电动机驱动，从而允许车辆通过电动机的驱动力行驶。
更优选地，该蓄电池控制装置包括用于检测蓄电池温度的温度检测装置。限制装置基于所检测的温度限制充电/放电电力。
根据本发明，温度检测装置检测蓄电池的温度，限制装置基于所检测的温度限制充电/放电电力。从而可根据蓄电池温度适当地限制充电/放电电力。从而，例如可限定能够进行蓄电池的充电/放电的温度区域，如果蓄电池温度不在该温度区域，可停止充电/放电以防止蓄电池的恶化。
更优选地，缓和装置在判定需要暖机时基于蓄电池温度缓和对充电/放电电力的限制。
根据本发明，缓和装置在判定需要暖机时基于蓄电池温度缓和对充电/放电电力的限制。从而，如果需要暖机，能够基于蓄电池温度缓和对充电/放电电力的限制。因此，可以提供车辆用蓄电池控制装置，利用该装置，例如在需要暖机的情况下，与在不需要暖机的情况下相比，可增大蓄电池的可充电/可放电区域，从而不论蓄电池处于较高或较低温度状态都能够驱动电动机。
更优选地，该蓄电池控制装置还包括用于检测蓄电池的温度增量的增量检测装置。限制装置基于所检测的增量限制充电/放电电力。
根据本发明，增量检测装置检测蓄电池温度的增量，控制装置基于所检测的增量限制充电/放电电力。从而可根据温度的增量限制充电/放电电力。因此，可以提供车辆用蓄电池控制装置，利用该装置，如果检测到可被认为蓄电池异常的任何过度的温度增量，则停止蓄电池的充电/放电，从而防止由于过大的温度增量所导致的蓄电池的恶化。
根据本发明的另一方面，蓄电池控制方法是控制安装在车辆上的蓄电池的方法，该车辆具有通过燃料的燃烧产生驱动力的发动机、净化由燃烧产生的排气的催化剂、产生驱动力的电动机以及向该电动机提供电力的蓄电池。所述车辆通过来自发动机和电动机的至少一个相应驱动力行驶。该蓄电池控制方法包括以下步骤：检测所述车辆的加速要求；判断是否需要为升高所述催化剂的温度而暖机；以及在所述判断步骤中判定需要暖机且检测到加速要求的情况下控制蓄电池的充电/放电电力以通过电动机驱动车辆。
根据本发明，在检测车辆的加速要求的步骤中，检测车辆的加速要求，在判断是否需要暖机的步骤中，判断是否需要暖机。另外，在控制蓄电池的充电/放电电力的步骤中，如果判定催化剂需要暖机且检测到加速要求，则控制蓄电池的充电/放电电力以通过电动机驱动车辆。更具体地，不是通过发动机驱动车辆(或除了通过发动机驱动车辆之外)，而是通过不考虑蓄电池的状态只要蓄电池能够放电就使用蓄电池放电产生的电力实现通过电动机驱动车辆。从而，在催化剂暖机操作中给出加速要求时，驱动电动机以补充驱动力，由此抑制发动机输出的增加从而不允许发动机输出达到高于需要的水平(高于预热催化剂所需要的水平)并避免排气的排放量大于能被正在预热的催化剂所净化的量。从而能够提供一种蓄电池控制方法，利用该方法，即使在暖机操作中也能够使车辆充分加速并能够防止排出未净化的排气。
附图说明
图1示出根据本发明一个实施例的车辆的动力装置的整体；
图2示出根据本发明该实施例的车辆的动力装置的局部；
图3A和图3B分别示出用于计算SW(IN)和SW(OUT)的映射；
图4示出用于计算ηW(IN)的映射；
图5A和图5B分别示出在催化剂不需要暖机的情况下用于计算HW(IN)和HW(OUT)的映射；
图6A和图6B分别示出在催化剂需要暖机的情况下用于计算HW(IN)和HW(OUT)的映射；
图7是示出根据本发明该实施例的由混合动力ECU执行的程序的控制结构的流程图；
图8是示出用于计算SW(IN)和SW(OUT)的子程序的控制结构的流程图；
图9是示出用于计算ηW(IN)的子程序的控制结构的流程图；
图10是示出用于计算HW(IN)和HW(OUT)的子程序的控制结构的流程图；
图11A和图11B示出关于蓄电池温度TB的W(IN)和W(OUT)。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的实施例。此处，相同的部件标以相同的参考符号，冠以相同的名称，且起到相同的作用，因此不再重复对其详细说明。
参照图1和图2，说明包括实现根据本发明的一实施例的蓄电池控制装置的混合动力ECU(电子控制单元)112的车辆的动力装置。
如图1所示，该动力装置包括发动机100，电动发电机102，连接到电动发电机102的逆变器106，连接到逆变器106的蓄电池110，以及控制发动机100和逆变器106的混合动力ECU 112。发动机100、电动发电机102、逆变器106和蓄电池110连接到混合动力ECU 112上。
发动机100燃烧如汽油的矿物燃料以产生驱动力，同时排出在燃烧过程中产生的排气。然后，排气通过连接到发动机100上的排气管114而被设置在排气管114内的催化剂116净化，然后从车辆排放到外部。
催化剂116将碳氢化合物和一氧化碳氧化为二氧化碳和水，同时还原氮的氧化物。催化剂116是三元催化剂。为了使催化剂116能够有效地净化排气，催化剂116应该被充分加热。当现在启动已停止很长时间的发动机100时，催化剂116的温度相应较低。从而需要暖机以升高催化剂的温度。对于该实施例的蓄电池控制装置，根据催化剂的温度TC判断催化剂116是否需要暖机。为此目的，在排气管114上靠近催化剂116的位置处设置有催化剂温度传感器118。该催化剂温度传感器118连接到混合动力ECU 112以将催化剂温度TC以检测信号的形式传递至混合动力ECU112。
可选择地，也可通过检测从将点火开关(未示出)打到启动位置经过的时间或从系统启动经过的时间1来判断催化剂116是否需要暖机。
电动发电机102利用从蓄电池110提供的电力产生驱动力。如果车辆处于再生控制下，则电动发电机102用作将车辆的动能转换为电能并由此对蓄电池110充电的发电机。
从发动机100和电动发电机102输出的驱动力输入包括行星齿轮组的动力分配装置120，并通过减速齿轮装置122、差速齿轮装置124以及驱动轴126传递至车轮(未示出)。如果车辆正在减速，则车轮的转动经由驱动轴126、差速齿轮装置124、减速齿轮装置122以及动力分配装置120传递至电动发电机102。从而，电动发电机102转动以作为发电机操作。此外，从发动机100输出的驱动力也可用以经由动力分配装置120转动电动发电机102从而产生电力。
逆变器106将蓄电池110提供的DC电流转换为AC电流以驱动电动发电机102。逆变器106还将电动发电机102产生的AC电流转换为DC电流以对蓄电池110充电。
蓄电池110是具有串联的蓄电池模块的二次电池，每一蓄电池模块都包括多个单格蓄电池(storage cells)。控制蓄电池110以使充电电力水平和放电电力水平都落在一限定范围内。
混合动力ECU 112上还连接有用于检测加速踏板128的踩踏量的加速器位置传感器129，用于检测制动踏板130的踩踏量的制动器位置传感器131，以及用于检测换档杆132的档位的档位传感器133。
此外，如图2所示，混合动力ECU 112上还连接有用于检测蓄电池110的电压值的电压传感器134、用于检测蓄电池的电流值的电流传感器136以及用于检测蓄电池的温度的蓄电池温度传感器138。
混合动力ECU 112基于从上述传感器传递的相应检测信号控制发动机100、电动发电机102、逆变器106以及蓄电池110，以使得车辆按照驾驶员的加速要求行驶。混合动力ECU 112还基于所检测的蓄电池110的状态设定分别作为蓄电池110的充电电力的限制和蓄电池110的放电电力的限制的充电电力限制值(下文用W(IN)表示)以及放电电力限制值(下文用W(OUT)表示)。
为了设定W(IN)，混合动力ECU 112计算第一充电电力限制值(下文用SW(IN)表示)、第二充电电力限制值(下文用ηW(IN)表示)和第三充电电力限制值(下文用HW(IN)表示)。SW(IN)、ηW(IN)和HW(IN)中最大的一个被设定为W(IN)。另外，为了设定W(OUT)，混合动力ECU 112计算第一放电电力限制值(下文用SW(OUT)表示)和第三放电电力限制值(下文用HW(OUT)表示)。SW(OUT)和HW(OUT)中最小的一个被设定为W(OUT)。
在该实施例中，SW(IN)、ηW(IN)、HW(IN)和W(IN)用负值表示，SW(OUT)、HW(OUT)和W(OUT)用正值表示。
SW(IN)和SW(OUT)均根据存储在混合动力ECU 112中的映射而基于蓄电池电压值V和蓄电池温度TB来计算。图3A和图3B分别示出用于关于特定的蓄电池电压值V计算SW(IN)和SW(OUT)的映射。存储有多个适用于各蓄电池电压值V的与图3A和图3B中的映射类似的映射。根据这些映射，将SW(IN)和SW(OUT)分别设定为与蓄电池电压V和蓄电池温度TB相关的值。参照这些映射，当蓄电池温度TB为80℃或-30℃时，相关的SW(IN)和SW(OUT)是分别限制充电电力和放电电力以停止蓄电池110的充电和放电的值。在该实施例中，SW(IN)用负值表示，SW(OUT)用正值表示。
根据存储在混合动力ECU 112中的映射基于蓄电池的剩余容量RAHR和蓄电池温度TB来计算ηW(IN)。图4示出用于计算ηW(IN)的映射。根据该映射，ηW(IN)设定为与蓄电池温度TB和蓄电池的剩余容量RAHR相关的值。在该映射中，与蓄电池温度TB为67.5℃和剩余蓄电池容量RAHR为6.7Ah相关的ηW(IN)是用于限制充电电力以停止蓄电池110的充电的值。在该实施例中，ηW(IN)用负值表示。
根据催化剂116是否需要暖机而以不同的方式计算HW(IN)和HW(OUT)。如果催化剂116不需要暖机，如同计算SW(IN)和SW(OUT)一样，根据存储在混合动力ECU 112中的映射基于蓄电池电压值V和蓄电池温度TB来计算HW(IN)和HW(OUT)。图5A和图5B分别示出在催化剂116不需要暖机的情况下用于针对特定的蓄电池电压值V计算HW(IN)和HW(OUT)的映射。存储有多个不同的适用于各蓄电池电压值V并与图5A和图5B中的映射类似的映射。根据这些映射，将HW(IN)和HW(OUT)分别设定为与蓄电池电压V和蓄电池温度TB相关的值。在该映射中，当蓄电池温度TB为60℃或-30℃时，HW(IN)和HW(OUT)是限制充电/放电电力以停止蓄电池110的充电/放电的值。换句话说，HW(IN)和HW(OUT)设定为使得由HW(IN)和HW(OUT)限制充电/放电的温度低于由SW(IN)和SW(OUT)限制充电/放电的温度。
在催化剂116需要暖机的情况下，根据存储在混合动力ECU 112中的映射基于作为从发动机启动开始升高的温度的蓄电池温度的增量ΔTB来设定HW(IN)和HW(OUT)。图6A和图6B分别示出在催化剂116需要暖机的情况下用于计算HW(IN)和HW(OUT)的映射。根据这些映射，将HW(IN)和HW(OUT)分别设定为与蓄电池温度的增量ΔTB相关的值。在该映射中，如果蓄电池温度的增量ΔTB为5℃，HW(IN)和HW(OUT)分别是限制充电/放电电力以停止蓄电池110的充电/放电的值。在该实施例中，HW(IN)用负值表示，HW(OUT)用正值表示。
图3A-6B中所示的映射是示例性映射，本发明并不限于这些映射。
参照图7，说明由混合动力ECU 112执行的程序的控制结构。
在步骤(以下简记为S)100中，混合动力ECU 112判断点火开关(未示出)是否打开。如果点火开关打开(S100中为是)，控制处理前进到S200。如果不是(S100中为否)处理等待直到点火开关打开。
在S200中，混合动力ECU 112初始化系统并设定暖机优先级标记。
在S250中，混合动力ECU 112检测蓄电池温度TB并存储所检测的蓄电池温度TB作为初始蓄电池温度TB(1)。在S300中，混合动力ECU112检测催化剂温度TC。
在S400中，混合动力ECU 112判断所检测的催化剂温度TC是否不超过(等于或小于)预定催化剂暖机温度TC(0)。如果催化剂温度TC不超过催化剂暖机温度TC(0)(S400中为是)，处理前进到S600。如果不是(S400中为否)，处理前进到S500。在S500中，混合动力ECU 112复位暖机优先级标记。
在S600中，混合动力ECU 112执行用于计算SW(IN)和SW(OUT)的子程序。在S700中，混合动力ECU 112执行用于计算ηW(IN)的子程序。在S800中，混合动力ECU 112执行用于计算HW(IN)和HW(OUT)的子程序。下文将详细说明这些子程序(S600，S700，S800，S900)。
在S900中，混合动力ECU 112设定SW(IN)、ηW(IN)、HW(IN)中最大的一个作为W(IN)。混合动力ECU 112还设定SW(OUT)和HW(OUT)中最小的一个作为W(OUT)。
在S910中，混合动力ECU 112检测加速踏板128的踩踏量。在S920中，混合动力ECU 112根据所检测的踩踏量操作发动机100、电动发电机102和逆变器106从而防止蓄电池110的充电/放电电力水平超过W(IN)和W(OUT)。
在S1000中，混合动力ECU 112判断点火开关是否关闭。如果点火开关关闭(S1000中为是)，处理结束。如果不是(S1000中为否)，处理返回S300。
参照图8，说明用于计算SW(IN)和SW(OUT)的子程序。
在S610中，混合动力ECU 112检测蓄电池电压V和蓄电池温度TB(2)。在S620中，混合动力ECU 112根据参照图3A和图3B所述的映射基于蓄电池电压V和蓄电池温度TB(2)来计算SW(IN)和SW(OUT)。
参照图9，说明用于计算ηW(IN)的子程序。
在S705中，混合动力ECU 112检测剩余蓄电池容量RAHR和蓄电池温度TB(3)。至于如何检测剩余蓄电池容量RAHR，可使用与通常采用的计算剩余容量的方法类似的任何已知的技术，在此不对其详细说明。
在S710中，混合动力ECU 112判断是否设定了暖机优先级标记。如果设定了暖机优先级标记(S710中为是)，处理前进到S720。如果不是(S710中为否)，处理前进到S730。
在S720中，混合动力ECU 112将蓄电池温度TB固定为预定的固定值TB(0)。
在S730中，混合动力ECU 112根据上述图4中的映射基于剩余蓄电池容量RAHR和蓄电池温度TB计算ηW(IN)。此时，如果判定不需要暖机，将ηW(IN)设定为与所检测的蓄电池温度TB(3)和剩余蓄电池容量RAHR相关的值。如果判定需要暖机，在将蓄电池温度TB固定在预定的固定值TB(0)的同时，根据图4中所示映射将ηW(IN)设定为与固定值TB(0)和所检测的剩余蓄电池容量RAHR相关的值。
在该情况下，固定值TB(0)设定为不致使ηW(IN)限制蓄电池100的充电/放电的值。更具体地，固定值TB(0)设定为使得ηW(IN)小于SW(IN)和HW(IN)的值。由于蓄电池温度TB固定在固定值TB(0)，ηW(IN)不会关于蓄电池温度TB来限制蓄电池110的充电/放电电力。
参照图10，说明用于计算HW(IN)和HW(OUT)的子程序。
在S810中，混合动力ECU 112检测蓄电池电压V和蓄电池温度TB(4)。在S820中，混合动力ECU 112判断是否设定了暖机优先级标记。如果设定了暖机优先级标记(S820中为是)，处理前进到S830。如果不是(S820中为否)，处理前进到S850。
在S830中，混合动力ECU 112由在S810中所检测的蓄电池温度TB(4)与在S250中所存储的初始蓄电池温度TB(1)之间的差计算蓄电池温度增量ΔTB。
在S840中，混合动力ECU 112根据上述分别示于图6A和图6B中的映射基于所计算的蓄电池温度增量ΔTB计算HW(IN)和HW(OUT)。此处，基于蓄电池温度增量ΔTB而不根据蓄电池温度TB计算HW(IN)和HW(OUT)。因此，并不是与蓄电池温度TB本身有关地限制蓄电池110的充电/放电电力。
在S850中，混合动力ECU 112根据上述分别示于图5A和图5B中的映射基于在S810中所检测的蓄电池电压V和蓄电池温度TB(4)计算HW(IN)和HW(OUT)。此处，HW(IN)和HW(OUT)设定为使得由HW(IN)和HW(OUT)限制充电/放电的温度低于由SW(IN)和SW(OUT)限制充电/放电的温度。
再次参照图7，详细说明在S900中设定的W(IN)和W(OUT)。与在催化剂116不需要暖机的情况下的W(IN)和W(OUT)相比，在催化剂116需要暖机的情况下的W(IN)和W(OUT)是关于蓄电池温度TB而缓和蓄电池110的充电/放电电力的限制的任何值。换句话说，如果催化剂116需要暖机，与催化剂116不需要暖机的情况下的W(IN)和W(OUT)相比，W(IN)和W(OUT)设定为使得即使蓄电池温度TB是较高的温度也允许蓄电池110的充电/放电。下面将参照分别在催化剂116不需要暖机的情况下和催化剂116需要暖机的情况下进行的图11A和图11B说明上述操作。
[催化剂116不需要暖机的情况]
图11A示出催化剂116不需要暖机且蓄电池电压值V为V(X)的条件下的SW(IN)、SW(OUT)、HW(IN)和HW(OUT)。不考虑催化剂116的状态，基于蓄电池电压V和蓄电池温度TB计算SW(IN)和SW(OUT)(S620)。如果催化剂116不需要暖机，即，催化剂温度TC高于催化剂暖机温度TC(0)并复位催化剂暖机标记，则也基于蓄电池电压值V和蓄电池温度TB来计算HW(IN)和HW(OUT)(S850)。如图11A所示这样计算SW(IN)、SW(OUT)、HW(IN)和HW(OUT)。此处，根据蓄电池温度TB为TB(X)的条件下SW(IN)和HW(IN)的比较，可以看出HW(IN)较大(相应地限制蓄电池110的充电电力)。从而，当需要设定W(IN)时，优先于SW(IN)选择HW(IN)。同样，从SW(OUT)和HW(OUT)的比较，可以看出HW(OUT)较小(并相应地限制蓄电池110的放电电力)。从而，当需要设定W(OUT)时，优先于SW(OUT)选择HW(OUT)。当蓄电池温度TB达到至少为TB(Y)时，W(IN)和W(OUT)为零，从而限制充电/放电电力以停止蓄电池110的充电/放电。
[催化剂116需要暖机的情况]
图11B示出催化剂116需要暖机且蓄电池电压值V为V(X)的条件下的SW(IN)、SW(OUT)、HW(IN)和HW(OUT)。不考虑催化剂116的状态，基于蓄电池电压值V和蓄电池温度TB计算SW(IN)和SW(OUT)(S620)。此外，如果催化剂116需要暖机，即，催化剂温度TC等于或低于催化剂暖机温度TC(0)并设定催化剂暖机标记，则将蓄电池温度TB固定在固定值TB(0)(S720)，基于固定值TB(0)和剩余蓄电池容量RAHR计算ηW(IN)(S730)。从而，ηW(IN)不关于蓄电池温度TB限制蓄电池110的充电/放电电力。而且，仅基于蓄电池温度的增量ΔTB而不依赖蓄电池温度TB计算HW(IN)和HW(OUT)(S840)。如图11B中的点划线所示，HW(IN)和HW(OUT)不关于蓄电池温度TB限制蓄电池110的充电/放电电力。由此，如图11B所示计算SW(IN)、SW(OUT)、HW(IN)和HW(OUT)。
因此，关于蓄电池温度TB，W(IN)和W(OUT)设定为分别由SW(IN)和SW(OUT)限定的值。当蓄电池电压TB达到高于TB(Y)的TB(Z)时，W(IN)和W(OUT)为零，从而限制充电/放电电力并由此停止蓄电池110的充电/放电。
如图11(A)和图11(B)所示，W(IN)和W(OUT)设定为，在催化剂116需要暖机的情况下即使蓄电池温度TB与在不需要暖机的情况下的蓄电池温度相比较高，也允许蓄电池110的充电和放电。这样，混合动力ECU 112关于蓄电池温度TB缓和对充电/放电电力的限制，以扩展蓄电池110能够进行充电/放电的温度区域(特别地，能够进行放电的温度区域)。从而，在蓄电池110处于高温时，能够驱动电动发电机102。
因此，即使由于蓄电池110的电力的充电/放电产生的热使得温度达到在通常状态下抑制充电/放电的水平，在催化剂116需要暖机时也能够连续地驱动电动发电机102。换句话说，如果判定催化剂116需要暖机且车辆给出加速要求，则混合动力ECU 112控制蓄电池的充电/放电电力使得通过电动发电机102或发动机100与电动发电机102的组合来驱动车辆。
分别针对催化剂116不需要暖机的情况(催化剂温度TC高于催化剂暖机温度(0))和催化剂116需要暖机的情况(催化剂温度TC等于或低于催化剂暖机温度TC(0))，说明具有上述结构和基于上述流程图的本实施例的蓄电池控制装置的操作。
[催化剂116不需要暖机的情况]
驾驶员将点火开关打到启动位置(S100中为是)以进行初始化并设定暖机优先级标记(S200)。然后，检测蓄电池温度TB并存储所检测的蓄电池温度TB作为初始蓄电池温度TB(1)(S250)。然后检测催化剂温度TC(S300)。此处，由于催化剂温度TC高于催化剂暖机温度TC(0)(S400中为否)，则复位暖机优先级标记(S500)，然后执行用于计算SW(IN)和SW(OUT)的子程序(S600)。
在用于计算SW(IN)和SW(OUT)的子程序中，首先检测蓄电池电压V和蓄电池温度TB(2)(S610)。然后，基于所检测的蓄电池电压V和蓄电池温度TB(2)计算SW(IN)和SW(OUT)(S620)。
在计算SW(IN)和SW(OUT)(S620)之后，执行用于计算ηW(IN)的子程序(S700)。在用于计算ηW(IN)的子程序中，检测剩余蓄电池容量RAHR和蓄电池温度TB(3)(S705)。此处，由于在S500中复位了暖机优先级标记(S710中为否)，所以基于在S705中所检测的剩余蓄电池容量RAHR和蓄电池温度TB(3)计算ηW(IN)(S730)。
在计算出ηW(IN)(S730)之后，执行用于计算HW(IN)和HW(OUT)的子程序(S800)。在用于计算HW(IN)和HW(OUT)的子程序中，检测蓄电池电压V和蓄电池温度TB(4)(S810)。此处，由于在S500中复位了暖机优先级标记(S820中为否)，所以基于在S810中所检测的蓄电池电压V和蓄电池温度TB(4)计算HW(IN)和HW(OUT)(S850)。
在完成SW(IN)、SW(OUT)、ηW(IN)、HW(IN)和HW(OUT)的计算之后，将SW(IN)、ηW(IN)和HW(IN)中最大的一个设定为W(IN)，而将SW(OUT)和HW(OUT)中最小的一个设定为W(OUT)(S900)。
如图11A所示，在设定W(IN)时，HW(IN)优先于SW(OUT)。另外，在设定W(OUT)时，HW(OUT)优先于SW(OUT)。
在设定W(IN)和W(OUT)(S900)之后，检测加速踏板128的踩踏量(S910)，发动机100、电动发电机102和逆变器106根据所检测的踩踏量操作以使蓄电池110的充电/放电电力水平不会超过W(IN)和W(OUT)。
然后判断点火开关是否关闭(S1000)。如果点火开关关闭(S1000中为是)，处理结束。如果不是(S1000中为否)，重复检测催化剂温度TC的S300之中及之后的操作。
[催化剂116需要暖机的情况]
这种情况与上述催化剂116不需要暖机的情况下步骤S300及其以前的步骤是相同的，因此此处不再重复其说明，现在说明步骤S400及其后面的步骤。
由于催化剂温度TC不超过催化剂暖机温度TC(0)(S400中为是)，在执行用于计算SW(IN)和SW(OUT)的子程序(S600)的同时仍设定有暖机优先级标记。
在用于计算SW(IN)和SW(OUT)的子程序中，首先检测蓄电池电压V和蓄电池温度TB(2)(S610)。然后，基于所检测的蓄电池电压V和蓄电池温度TB(2)计算SW(IN)和SW(OUT)(S620)。
在计算SW(IN)和SW(OUT)(S620)之后，执行用于计算ηW(IN)的子程序(S700)。在用于计算ηW(IN)的子程序中，检测剩余蓄电池容量RAHR和蓄电池温度TB(3)(S705)。此处，由于仍设定有暖机优先级标记(S710中为是)，所以蓄电池温度TB固定在预定的固定值TB(0)(S720)，并基于剩余蓄电池容量RAHR和固定值TB(0)计算ηW(IN)(S730)。
在计算出ηW(IN)(S730)之后，执行用于计算HW(IN)和HW(OUT)的子程序(S800)。在用于计算HW(IN)和HW(OUT)的子程序中，检测蓄电池电压V和蓄电池温度TB(4)(S810)。此处，由于仍设定有暖机优先级标记(S820中为是)，所以基于在S810中所检测的蓄电池温度TB(4)与在S250中所存储的初始蓄电池温度TB(1)之间的差计算蓄电池温度增量ΔTB(S830)。然后，基于蓄电池温度增量ΔTB计算HW(IN)和HW(OUT)(S840)。
在完成SW(IN)、SW(OUT)、ηW(IN)、HW(IN)和HW(OUT)的相应计算之后，将SW(IN)、ηW(IN)和HW(IN)中最大的一个设定为W(IN)，而将SW(OUT)和HW(OUT)中最小的一个设定为W(OUT)(S900)。
此时，如图11B所示，关于蓄电池温度TB，W(IN)和W(OUT)设定为分别由SW(IN)和SW(OUT)限定的值。换句话说，如果催化剂116需要暖机，即使蓄电池100的温度与在催化剂116不需要暖机的情况下的温度相比较高，也允许蓄电池110的充电和放电，尤其是蓄电池110的放电。从而，电动发电机102用作利用蓄电池110的放电电力驱动的电动机。换句话说，当在催化剂暖机的同时给出加速要求时，控制蓄电池110的充电/放电电力使得通过电动发电机102驱动车辆。
在设定W(IN)和W(OUT)(S900)之后，检测加速踏板128的踩踏量(S910)，发动机100、电动发电机102和逆变器106根据所检测的踩踏量操作(S920)以使蓄电池110的充电/放电电力不会超过W(IN)和W(OUT)。
应当注意，在该实施例中，在需要暖机的情况下，混合动力ECU 112设定W(IN)和W(OUT)使得即使蓄电池100的温度高于在不需要暖机的情况下的温度电动发电机102也被驱动。然而，即使蓄电池110的温度较低，混合动力ECU 112也可允许电动发电机102被驱动。
如此前所述，根据本实施例的蓄电池控制装置，在催化剂需要暖机的情况下，缓和关于蓄电池温度TB的对充电/放电电力的限制，从而即使蓄电池温度TB与在不需要暖机的情况下的温度相比较高，也允许蓄电池的充电/放电。因此，在需要暖机的情况下，与不需要暖机的情况相比，混合动力ECU扩展了允许蓄电池的充电/放电、尤其是放电的温度区域。从而，即使蓄电池温度较高时，电动发电机也能够利用蓄电池的放电电力驱动而作为电动机。在催化剂暖机时，混合动力ECU相对于由于蓄电池获得较高温度时过度充电/放电而导致的负荷增加优先将电动发电机作为电动机驱动，以辅助发动机，从而利用电动发电机使车辆加速。从而，如果在催化剂暖机的同时给出加速要求，混合动力ECU防止发动机的输出增加至超过催化剂暖机所需的输出水平，从而避免在暖机过程中排气的排放量大于能被催化剂净化的量。
尽管已详细说明和示出了本发明，但是应清楚地理解，以上说明仅是示意性和示例性的，而非限定性的，本发明的精神和范围仅由所附权利要求限定。

Claims (18)

1.一种安装在车辆上的蓄电池用控制装置，所述车辆具有通过燃料的燃烧产生驱动力的发动机(100)、净化由燃烧产生的排气的催化剂(116)、产生驱动力的电动机(102)以及向所述电动机(102)提供电力的蓄电池(110)，所述车辆通过来自所述发动机(100)和所述电动机(102)的至少一个相应驱动力行驶，所述控制装置包括：
用于检测所述车辆的加速要求的加速要求检测装置(129)；
用于判断是否需要为升高所述催化剂(116)的温度而暖机的判断装置(112)；以及
用于在所述判断装置(112)判定需要所述暖机且检测到所述加速要求的情况下控制所述蓄电池(110)的充电/放电电力以通过所述电动机(102)驱动所述车辆的控制装置(112)。
2.根据权利要求1所述的安装在车辆上的蓄电池用控制装置，其特征在于，所述控制装置(112)包括：
用于限制所述蓄电池(110)的充电/放电电力的限制装置(112)；以及
用于在所述判断装置(112)判定需要所述暖机时，与在不需要所述暖机的情况下对所述充电/放电电力的限制相比，缓和对所述充电/放电电力的限制的缓和装置(112)。
3.根据权利要求2所述的安装在车辆上的蓄电池用控制装置，其特征在于，还包括用于检测所述蓄电池(110)的温度的温度检测装置(138)，其中，
所述限制装置(112)包括用于基于所检测的温度限制所述充电/放电电力的装置(112)。
4.根据权利要求3所述的安装在车辆上的蓄电池用控制装置，其特征在于，
所述缓和装置(112)包括用于在判定需要所述暖机时基于蓄电池温度缓和对所述充电/放电电力的限制的装置(112)。
5.根据权利要求2所述的安装在车辆上的蓄电池用控制装置，其特征在于，
所述缓和装置(112)包括用于在判定需要所述暖机时基于蓄电池温度缓和对所述充电/放电电力的限制的装置(112)。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的安装在车辆上的蓄电池用控制装置，其特征在于，还包括用于检测所述蓄电池(110)的温度的增量的增量检测装置(112)，其中，
所述限制装置(112)包括用于基于所检测的增量限制所述充电/放电电力的装置(112)。
7.一种安装在车辆上的蓄电池用控制装置，所述车辆具有通过燃料的燃烧产生驱动力的发动机(100)、净化由燃烧产生的排气的催化剂(116)、产生驱动力的电动机(102)以及向所述电动机(102)提供电力的蓄电池(110)，所述车辆通过来自所述发动机(100)和所述电动机(102)的至少一个相应驱动力行驶，所述控制装置包括：
用于检测所述车辆的加速要求的加速要求检测单元(129)；
用于判断是否需要为升高所述催化剂(116)的温度而暖机的判断单元(112)；以及
用于在所述判断单元(112)判定需要所述暖机且检测到所述加速要求的情况下控制所述蓄电池(110)的充电/放电电力以通过所述电动机(102)驱动所述车辆的控制单元(112)。
8.根据权利要求7所述的安装在车辆上的蓄电池用控制装置，其特征在于，所述控制单元(112)包括：
用于限制所述蓄电池(110)的充电/放电电力的限制单元(112)；以及
用于在所述判断单元(112)判定需要所述暖机时，与在不需要所述暖机的情况下对所述充电/放电电力的限制相比，缓和对所述充电/放电电力的限制的缓和单元(112)。
9.根据权利要求8所述的安装在车辆上的蓄电池用控制装置，其特征在于，还包括用于检测所述蓄电池(110)的温度的温度检测单元(138)，其中，
所述限制单元(112)基于所检测的温度限制所述充电/放电电力。
10.根据权利要求9所述的安装在车辆上的蓄电池用控制装置，其特征在于，
所述缓和单元(112)在判定需要所述暖机时基于蓄电池温度缓和对所述充电/放电电力的限制。
11.根据权利要求8所述的安装在车辆上的蓄电池用控制装置，其特征在于，
所述缓和单元(112)在判定需要所述暖机时根据蓄电池温度缓和对所述充电/放电电力的限制。
12.根据权利要求7-11中任一项所述的安装在车辆上的蓄电池用控制装置，其特征在于，还包括用于检测所述蓄电池(110)的温度的增量的增量检测单元(112)，其中，
所述限制单元(112)基于所检测的增量限制所述充电/放电电力。
13.一种安装在车辆上的蓄电池用控制方法，所述车辆具有通过燃料的燃烧产生驱动力的发动机(100)、净化由燃烧产生的排气的催化剂(116)、产生驱动力的电动机(102)以及向所述电动机(102)提供电力的蓄电池(110)，所述车辆通过来自所述发动机(100)和所述电动机(102)的至少一个相应驱动力行驶，所述蓄电池控制方法包括以下步骤：
检测所述车辆的加速要求(S910)；
判断是否需要为升高所述催化剂(116)的温度而暖机(S400)；以及
在判定需要所述暖机且检测到所述加速要求的情况下控制所述蓄电池(110)的充电/放电电力以通过所述电动机(102)驱动所述车辆(S600，S700，S800，S900)。
14.根据权利要求13所述的安装在车辆上的蓄电池用控制方法，其特征在于，所述控制充电/放电电力的步骤(S600，S700，S800，S900)包括以下步骤：
限制所述蓄电池(110)的充电/放电电力(S620，S730，S840，S850)；以及
在所述判断是否需要暖机的步骤(S400)中判定需要所述暖机时，与在不需要所述暖机的情况下对所述充电/放电电力的限制相比，缓和对所述充电/放电电力的限制(S720，S730，S840)。
15.根据权利要求14所述的安装在车辆上的蓄电池用控制方法，其特征在于，还包括检测所述蓄电池(110)的温度的步骤(S610，S705，S810)，其中，
所述限制充电/放电电力的步骤(S600，S730，S840，S850)包括基于所检测的温度限制所述充电/放电电力的步骤(S620，S730，S840，S850)。
16.根据权利要求15所述的安装在车辆上的蓄电池用控制方法，其特征在于，
所述缓和限制的步骤(S720，S730，S840)包括在判定需要所述暖机时基于蓄电池温度缓和对所述充电/放电电力的限制的步骤(S720，S730，S840)。
17.根据权利要求14所述的安装在车辆上的蓄电池用控制方法，其特征在于，
所述缓和限制的步骤(S720，S730，S840)包括在判定需要所述暖机时基于蓄电池温度缓和对所述充电/放电电力的限制的步骤(S720，S730，S840)。
18.根据权利要求13-17中任一项所述的安装在车辆上的蓄电池用控制方法，其特征在于，还包括检测所述蓄电池(110)的温度的增量的步骤(S830)，其中，
所述限制所述充电/放电电力的步骤(S840)包括基于所检测的增量限制所述充电/放电电力的步骤(S840)。
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