DE102014013104A1 - Energieversorgungsvorrichtung - Google Patents

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Suzuki Motor Corp
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Abstract

Es wird eine Energieversorgungsvorrichtung bereitgestellt. Eine elektrische Speichervorrichtung ist in der Lage, durch einen Generator erzeugte Energie zu laden und die Energie einem elektrischen Motor zuzuführen. Eine Energiezufuhreinheit ist konfiguriert, um die Energie von der elektrischen Speichervorrichtung einer externen Vorrichtung außerhalb eines Fahrzeugs zuzuführen. Die Energieversorgungsvorrichtung begrenzt die dem elektrischen Motor zuzuführende Energie, wenn eine Restmenge der in der elektrischen Speichervorrichtung gespeicherten Energie verringert ist. Eine Externenergiezufuhr-Berechnungseinheit ist konfiguriert, um eine der externen Vorrichtung von der Energiezufuhreinheit zuzuführende Externenergiezufuhr zu berechnen. Eine Berechnungseinheit einer zu erzeugenden Energie ist konfiguriert, um eine zu erzeugende Energie zu berechnen, welche durch Addieren der durch die Externenergiezufuhr-Berechnungseinheit berechneten Externenergiezufuhr zu einer Erzeugungsenergie für den Fall, dass die externe Vorrichtung nicht verbunden ist, erhalten wird, wenn die externe Vorrichtung verbunden ist.

Description

  • Technisches Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Energieversorgungsvorrichtung, und insbesondere auf eine Energieversorgungsvorrichtung, die konfiguriert ist, um einer externen Vorrichtung eine Energie von einer elektrischen Speichervorrichtung eines Hybridfahrzeugs zuzuführen.
  • Hintergrund der Erfindung
  • In einem Hybridfahrzeug, das eine Antriebsmaschine, welche mit Benzin angetrieben wird, sowie einen elektrischen Motor, welcher mit einer elektrischen Speichervorrichtung angetrieben wird, als Antriebsquellen verwendet, erzeugt ein mit der Antriebsmaschine verbundener Generator eine Energie und lädt die zum Fahren des Fahrzeugs erforderliche Energie in die elektrische Speichervorrichtung. Damit eine externe Vorrichtung, wie etwa ein Haushaltsgerät, sogar für den Fall verwendet wird, dass der elektrische Strom nicht verwendet werden kann, liegt derzeit ein höherer Bedarf nach einer Energiezufuhreinheit einer Energieversorgungsvorrichtung zum Zuführen einer Energie von der an dem Hybridfahrzeug angebrachten elektrischen Speichervorrichtung an die externe Vorrichtung vor.
    Patentschrift 1: Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-107519A
    Patentschrift 2: Japanisches Patent Nr. 4412260B
  • Im Allgemeinen ist in der Energieversorgungsvorrichtung des Stands der Technik nur eine Energiequelle von 12 Volt an einem mit einer Antriebsmaschine versehenen Fahrzeug, das mit Benzin angetrieben wird, angebracht. Deshalb reichen eine Kapazität und eine Spannung nicht aus, so dass ein sehr dickes Kabel zum Zuführen eines hohen Stroms erforderlich ist, um die Energiezufuhr zu der externen Vorrichtung durchzuführen. Folglich ist das mit einer Antriebsmaschine versehene Fahrzeug nicht dafür geeignet, dass die Energieversorgungsvorrichtung angebracht wird. Im Grunde ist ein Hybridfahrzeug oder ein elektrisches Fahrzeug, an welchem ein Hochspannungsbatteriekabel angebracht ist, und welches in der Lage ist, eine Energie zu erzeugen, dafür geeignet, dass die Energieversorgungsvorrichtung angebracht wird. Wenn allerdings die Energiezufuhr zu der externen Vorrichtung verwendet wird, da eine für die Energiezufuhr zu der externen Vorrichtung verwendete Energiemenge zu der Nutzenergiemenge, die gegenwärtig für das Fahrzeug erforderlich ist, addiert wird, wird eine Restmenge der Batterie verglichen zu dem Fall, dass die Energiezufuhr zu der externen Vorrichtung nicht verwendet wird, schneller verringert, so dass eine Fahrausgabe schneller als gewöhnlich begrenzt werden kann, weshalb Verbesserungen erforderlich sind.
  • Wenn die Energie der externen Vorrichtung zugeführt wird, wird die zum Zuführen zu der externen Vorrichtung erforderliche Energie zusätzlich zu der zum Fahren des Fahrzeugs erforderlichen Energie benötigt. Folglich wird der Energieverbrauch hinsichtlich der Restmenge der elektrischen Speichervorrichtung verglichen zu dem Fall, dass die Energie der externen Vorrichtung nicht zugeführt wird, vergrößert, so dass eine Frequenz eines Begrenzens der Fahrausgabe erhöht wird.
  • Die Patentschriften 1 und 2 offenbaren eine Energieversorgungsvorrichtung, in welcher ein Fahrer einen Typ einer externen Vorrichtung und eine Verwendungszeit der externen Vorrichtung eingibt, und eine Erzeugungsenergie einer elektrischen Speichervorrichtung auf der Basis des Energieverbrauchs der externen Vorrichtung eingestellt wird.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Energieversorgungsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug bereitzustellen, welche keine Eingabebetätigung eines Fahrers erfordert, wenn einer externen Vorrichtung Energie zugeführt wird, und welche eine Frequenz eines Begrenzens einer Fahrausgabe des Fahrzeugs unterdrückt. D. h., gemäß der vorliegenden Erfindung wird in dem Hybridfahrzeug, das mit einer Energiezufuhreinheit der Energieversorgungsvorrichtung versehen ist, falls die Energie durch die Energiezufuhr zu der externen Vorrichtung verbraucht wird, der Energieverbrauch für die Energiezufuhr zu der externen Vorrichtung zu der zu erzeugenden Energie addiert, so dass die Energieerzeugung durchgeführt wird. Die „zu erzeugende Energie” zeigt eine zum Antreiben einer für einen Wechselstrom zu verwendenden Hilfsmaschinenenergie, einer Lampe und dgl. erforderliche Motorenergie sowie eine Energie zum Laden und Entladen einer Batterie an. Aus diesem Grund wird, wenn die Energiezufuhr zu der externen Vorrichtung während des Fahrens verwendet wird, die Energieerzeugung durchgeführt, indem die verwendete Energie zu der Energieerzeugungsgröße addiert wird, so dass unterdrückt werden kann, dass die Restmenge der Batterie verringert wird (um dieselbe Verringerungsrate der Restmenge der Batterie für den Fall zu realisieren, dass die Energiezufuhr zu der externen Vorrichtung nicht verwendet wird).
  • Gemäß einem Aspekt der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung wird eine Energieversorgungsvorrichtung bereitgestellt, die Folgendes umfasst: einen Generator, einen elektrischen Motor, eine elektrische Speichervorrichtung, die in der Lage ist, eine durch den Generator erzeugte Energie zu laden und die Energie dem elektrischen Motor zuzuführen, und eine Energiezufuhreinheit, die konfiguriert ist, um die Energie von der elektrischen Speichervorrichtung einer externen Vorrichtung außerhalb eines Fahrzeugs zuzuführen. Die Energieversorgungsvorrichtung begrenzt die dem elektrischen Motor zuzuführende Energie, wenn eine Restmenge der in der elektrischen Speichervorrichtung gespeicherten Energie verringert ist. Die Energieversorgungsvorrichtung umfasst ferner eine Externenergiezufuhr-Berechnungseinheit, die konfiguriert ist, um eine der externen Vorrichtung von der Energiezufuhreinheit zuzuführende Externenergiezufuhr zu berechnen, sowie eine Berechnungseinheit einer zu erzeugenden Energie, die konfiguriert ist, um eine zu erzeugende Energie zu berechnen, welche durch Addieren der durch die Externenergiezufuhr-Berechnungseinheit berechneten Externenergiezufuhr zu einer Erzeugungsenergie für den Fall, dass die externe Vorrichtung nicht verbunden ist, erhalten wird, wenn die externe Vorrichtung verbunden ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wenn die externe Vorrichtung verbunden ist, die zu erzeugende Energie durch Addieren der zum Antreiben des Fahrzeugs erforderlichen Energie zu der Externenergiezufuhr berechnet. Folglich kann eine Frequenz eines Begrenzens der Fahrausgabe aufgrund der Verbindung der externen Vorrichtung unterdrückt werden. Zudem wird, wenn die externe Vorrichtung verbunden ist, die Externenergiezufuhr berechnet. Folglich kann eine Fahrerbetätigung auf die Verbindung der externen Vorrichtung hin reduziert werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • In den begleitenden Zeichnungen wird Folgendes gezeigt:
  • 1 ist ein Flussdiagramm zur Steuerung einer Energieversorgungsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß einem darstellenden Ausführungsbeispiel;
  • 2 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm der Energieversorgungsvorrichtung für das Hybridfahrzeug gemäß dem darstellenden Ausführungsbeispiel; und
  • 3 ist ein Systemdiagramm der Energieversorgungsvorrichtung gemäß dem darstellenden Ausführungsbeispiel.
  • Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Nachstehend wird ein darstellendes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung spezifisch beschrieben.
  • 1 bis 3 stellen das darstellende Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. In 2 zeigt das Bezugszeichen 1 ein Hybridfahrzeug an. Das Hybridfahrzeug 1 ist z. B. ein Serienhybridfahrzeug und weist eine Antriebsmaschine 2, einen Generator 3 und einen elektrischen Motor (auch als Motor bezeichnet) 4 auf. In einem normalen Steuerungszustand treibt das Hybridfahrzeug 1 die Antriebsmaschine 2 unter Verwendung von Benzin in einem Benzintank 5 an, erzeugt eine Energie durch den Generator 3 und lädt die Energie in eine elektrische Speichervorrichtung 7, welche aus einer Batterie zum Antreiben besteht, über einen Wechselrichter 6. Während das Hybridfahrzeug 1 fährt, wird die in der elektrischen Speichervorrichtung 7 gespeicherte Energie verwendet, um den elektrischen Motor 4 anzutreiben, wodurch Räder 9 über eine Radwelle 8 angetrieben werden. Zudem ist die elektrische Speichervorrichtung 7 des Hybridfahrzeugs 1 mit einer Energieversorgungsvorrichtung 10 für eine externe Vorrichtung versehen. Der von der elektrischen Speichervorrichtung 7 der Energieversorgungsvorrichtung 10 zugeführte Strom kann durch Umwandeln des Gleichstroms in den Wechselstrom (100 V) mit einem DC/AC-Umwandler 11 verwendet werden. Ferner kann der Strom von der elektrischen Speichervorrichtung 7 als der Gleichstrom (12 V) unter Verwendung eines DC/DC-Umwandlers 12 verwendet werden.
  • Das Hybridfahrzeug 1 ist mit einer Energieversorgungsvorrichtung 13 versehen. Wie in 3 gezeigt ist, weist die Energieversorgungsvorrichtung 13 den Generator 3, den elektrischen Motor 4, die elektrische Speichervorrichtung 7, die in der Lage ist, die durch den Generator 3 erzeugte Energie zu laden und die Energie dem elektrischen Motor 4 zuzuführen, und eine Energiezufuhreinheit 14 für die externe Vorrichtung auf, welche konfiguriert ist, um die Energie von der elektrischen Speichervorrichtung 7 der externen Vorrichtung außerhalb des Fahrzeugs zuzuführen. Die Energieversorgungsvorrichtung 13 begrenzt die dem elektrischen Motor 4 zuzuführende Energie, wenn eine Restmenge der in der elektrischen Speichervorrichtung 7 gespeicherten Energie verringert ist.
  • Zudem weist die Energieversorgungsvorrichtung 13 eine Externenergiezufuhr-Berechnungseinheit 15 auf, die konfiguriert ist, um eine von der Energiezufuhreinheit 14 der externen Vorrichtung zuzuführende Externenergiezufuhr zu berechnen, sowie eine Berechnungseinheit 16 einer zu erzeugenden Energie, die konfiguriert ist, um eine zu erzeugende Energie zu berechnen, welche durch Addieren der durch die Externenergiezufuhr-Berechnungseinheit 15 berechneten Externenergiezufuhr zu einer Erzeugungsenergie für den Fall, dass die externe Vorrichtung nicht verbunden ist, erhalten wird, wenn die externe Vorrichtung verbunden ist. Insbesondere ist in der Energieversorgungsvorrichtung 13 die Externenergiezufuhr-Berechnungseinheit 15 mit einem Spannungssensor 17 und einem Stromsensor 18 verbunden, und Ausgabesignale des Spannungssensors 17 und des Stromsensors 18 werden in die Externenergiezufuhr-Berechnungseinheit 15 eingegeben, um somit die der externen Vorrichtung zuzuführende Externenergiezufuhr zu berechnen. Nachdem die Externenergiezufuhr durch die Externenergiezufuhr-Berechnungseinheit 15 berechnet worden ist, addiert die Berechnungseinheit 16 einer zu erzeugenden Energie die Externenergiezufuhr zu der Erzeugungsenergie für den Fall, dass die externe Vorrichtung nicht verbunden ist, wodurch die zu erzeugende Energie berechnet wird.
  • Demgemäß werden, wenn die externe Vorrichtung verbunden ist, die zum Fahren des Hybridfahrzeugs 1 erforderliche Energie und die Externenergiezufuhr addiert, um die zu erzeugende Energie durch die Berechnungseinheit 16 einer zu erzeugenden Energie zu berechnen. Deshalb kann eine Frequenz eines Begrenzens einer Fahrausgabe aufgrund der Verbindung der externen Vorrichtung unterdrückt werden. Zudem kann, da die Externenergiezufuhr berechnet wird, wenn die externe Vorrichtung verbunden ist, eine Fahrerbetätigung auf die Verbindung der externen Vorrichtung hin reduziert werden.
  • Außerdem wird in dem mit der Energiezufuhreinheit 14 versehenen Hybridfahrzeug 1, falls die Energie durch die Energiezufuhr zu der externen Vorrichtung verbraucht wird, der Energieverbrauch für die Energiezufuhr zu der externen Vorrichtung zu der zu erzeugenden Energie addiert, so dass die Energieerzeugung durchgeführt wird. Folglich wird, wenn die Energiezufuhr zu der externen Vorrichtung während des Fahrens verwendet wird, die Energieerzeugung durch Addieren der verwendeten Energie zu der Energieerzeugungsgröße durchgeführt, so dass unterdrückt werden kann, dass die Restmenge der Batterie der elektrischen Speichervorrichtung 7 verringert wird. Anders ausgedrückt ist gemäß der Steuerung dieses darstellenden Ausführungsbeispiels die Verringerungsrate der Restmenge der Batterie der elektrischen Speichervorrichtung 7 dieselbe wie für den Fall, dass die externe Energiezufuhr zu der externen Vorrichtung nicht verwendet wird.
  • Wenn der Energieverbrauch des Hybridfahrzeugs 1 größer als die zu erzeugende Energie ist, begrenzt die Energiezufuhreinheit 14 die Energiezufuhr zu der externen Vorrichtung vorrangig zu dem Begrenzen der Energiezufuhr zu dem elektrischen Motor 4. Dadurch wird, wenn der Energieverbrauch des Hybridfahrzeugs 1 größer als die zu erzeugende Energie ist, die Energiezufuhr zu der externen Vorrichtung vorrangig zu dem Begrenzen der Energiezufuhr zu dem elektrischen Motor 4 begrenzt, so dass die erzeugte Energie für das Fahren des Hybridfahrzeugs 1 verwendet werden kann, wodurch die Frequenz eines Begrenzens der Fahrausgabe unterdrückt wird.
  • Im Folgenden wird ein in 1 gezeigtes Flussdiagramm zur Steuerung der Energieversorgungsvorrichtung 13 für das Hybridfahrzeug 1 beschrieben.
  • Wenn ein Steuerungsprogramm der Energieversorgungsvorrichtung 13 für das Hybridfahrzeug 1 startet (101), wird bestimmt, ob die externe Vorrichtung verbunden ist oder nicht (102). Bei der Bestimmung (102) wird bestimmt, ob die Externenergiezufuhr verwendet wird oder nicht. Bei der Bestimmung (102), ob die externe Vorrichtung verbunden ist oder nicht, fährt das Programm bei einer Verarbeitung (103) zum Berechnen der Externenergiezufuhr fort, falls ein Ergebnis der Bestimmung (102) JA ist. Bei der Verarbeitung (103) wird die der externen Vorrichtung zuzuführende Externenergiezufuhr durch die Externenergiezufuhr-Berechnungseinheit 15 berechnet, mit welcher der Spannungssensor 17 und der Stromsensor 18 verbunden ist. Falls das Ergebnis der Bestimmung (102), ob die externe Vorrichtung verbunden ist oder nicht, NEIN ist und nach der Verarbeitung (103) zum Berechnen der Externenergiezufuhr, fährt das Programm bei der Verarbeitung (104) zum Berechnen der zu erzeugenden Energie fort. Bei der Verarbeitung (104) wird, für den Fall, dass das Ergebnis der Bestimmung (102), ob die externe Vorrichtung verbunden ist oder nicht, NEIN ist, da die externe Vorrichtung nicht verbunden ist, die zu erzeugende Energie durch die Berechnungseinheit 16 einer zu erzeugenden Energie unter Verwendung nur der Erzeugungsenergie für den Fall, dass die externe Vorrichtung nicht verbunden ist, berechnet. Zudem wird bei der Verarbeitung (104), nach der Verarbeitung (103) zum Berechnen der Externenergiezufuhr, da die externe Vorrichtung verbunden ist, die zum Fahren des Hybridfahrzeugs 1 erforderliche Energie und die berechnete Externenergiezufuhr addiert, um die zu erzeugende Energie durch die Berechnungseinheit 16 einer zu erzeugenden Energie zu berechnen. Nach der Verarbeitung (104) zum Berechnen der zu erzeugenden Energie fährt das Programm bei der Bestimmung (105) fort, ob der Energieverbrauch gleich oder größer als die zu erzeugende Energie ist (d. h. Energieverbrauch ≥ zu erzeugende Energie) (105). Bei der Bestimmung (105) werden der tatsächliche Energieverbrauch und die berechnete zu erzeugende Energie verglichen. Dann fährt bei der Bestimmung (105), ob der Energieverbrauch gleich oder größer als die zu erzeugende Energie ist (d. h. Energieverbrauch ≥ zu erzeugende Energie), falls ein Ergebnis der Bestimmung (105) NEIN ist, da der Energieverbrauch kleiner als die zu erzeugende Energie ist, das Programm zu dem Ende (109) des Programms zur Steuerung der Energieversorgungsvorrichtung 13 für das Hybridfahrzeug 1 fort. Zudem fährt das Programm, falls das Ergebnis der Bestimmung (105) JA ist, zu der Verarbeitung (106) zum Stoppen der Energiezufuhr zu der externen Vorrichtung fort. Bei der Verarbeitung (106) wird, da der Energieverbrauch des Hybridfahrzeugs 1 gleich oder größer als die berechnete zu erzeugende Energie ist, die Energiezufuhr zu der externen Vorrichtung durch die Energiezufuhreinheit 14 vorrangig zu dem Begrenzen der Energiezufuhr zu dem elektrischen Motor 4 begrenzt. Nach der Verarbeitung (106) zum Stoppen der Energiezufuhr zu der externen Vorrichtung fährt das Programm zu der Bestimmung (107) zum Bestimmen, ob der Energieverbrauch nach dem Stopp der Energiezufuhr zu der externen Vorrichtung gleich oder größer als die zu erzeugende Energie ist (d. h. Energieverbrauch ≥ zu erzeugende Energie), fort. Bei der Bestimmung (107) werden, nachdem die Energiezufuhr zu der externen Vorrichtung vorrangig zu dem Begrenzen der Energiezufuhr zu dem elektrischen Motor 4 begrenzt worden ist, der tatsächliche Energieverbrauch und die berechnete zu erzeugende Energie verglichen. Bei der Bestimmung (107) zum Bestimmen, ob der Energieverbrauch nach dem Stopp der Energiezufuhr zu der externen Vorrichtung gleich oder größer als die zu erzeugende Energie ist (d. h. Energieverbrauch ≥ zu erzeugende Energie), fährt das Programm, falls ein Ergebnis der Bestimmung (107) NEIN ist, da der Energieverbrauch nach dem Stopp der Energiezufuhr zu der externen Vorrichtung kleiner als die zu erzeugende Energie ist, zu dem Ende (109) des Programms zur Steuerung der Energieversorgungsvorrichtung 13 für das Hybridfahrzeug 1 fort. Zudem fährt das Programm, falls das Ergebnis der Bestimmung (107) JA ist, zu der Verarbeitung (108) zum Begrenzen der Energiezufuhr zu dem elektrischen Motor 4 fort. Danach fährt das Programm zu dem Ende (109) des Programms zur Steuerung der Energieversorgungsvorrichtung 13 für das Hybridfahrzeug 1 fort.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2013-107519 A [0002]
    • JP 4412260 B [0002]

Claims (2)

  1. Energieversorgungsvorrichtung, aufweisend: einen Generator, einen elektrischen Motor, eine elektrische Speichervorrichtung, die in der Lage ist, durch den Generator erzeugte Energie zu laden und die Energie dem elektrischen Motor zuzuführen, und eine Energiezufuhreinheit, die konfiguriert ist, um die Energie von der elektrischen Speichervorrichtung einer externen Vorrichtung außerhalb eines Fahrzeugs zuzuführen, wobei die Energiezufuhrvorrichtung die dem elektrischen Motor zuzuführende Energie begrenzt, wenn eine Restmenge der in der elektrischen Speichervorrichtung gespeicherten Energie verringert ist, und wobei die Energiezufuhrvorrichtung ferner eine Externenergiezufuhr-Berechnungseinheit, die konfiguriert ist, um eine der externen Vorrichtung von der Energiezufuhreinheit zuzuführende Externenergiezufuhr zu berechnen, sowie eine Berechnungseinheit einer zu erzeugenden Energie aufweist, die konfiguriert ist, um eine zu erzeugende Energie zu berechnen, welche durch Addieren der durch die Externenergiezufuhr-Berechnungseinheit berechneten Externenergiezufuhr zu einer Erzeugungsenergie für den Fall, dass die externe Vorrichtung nicht verbunden ist, erhalten wird, wenn die externe Vorrichtung verbunden ist.
  2. Energieversorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Energiezufuhreinheit eine Energiezufuhr zu der externen Vorrichtung vorrangig zu einem Begrenzen einer Energiezufuhr zu dem elektrischen Motor begrenzt, wenn ein Energieverbrauch des Fahrzeugs größer als die zu erzeugende Energie ist.
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