DE102015107076A1

DE102015107076A1 - Steuervorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102015107076A1
Application number: DE102015107076.6A
Authority: DE
Inventors: Toshiya Hashimoto
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-06-25
Filing date: 2015-05-06
Publication date: 2015-12-31
Also published as: CN105313879A; JP2016026949A; US20150375635A1

Abstract

Ein Ladezustand bzw. SOC einer elektrischen Leistungsquelle wird mit einem Fahrzustand in Übereinstimmung gebracht. Ein elektrisches Leistungsquellensystem ist mit einer Mehrzahl von elektrischen Leistungsquellen vorgesehen und treibt einen Motor-Generator an. Zu dem Zeitpunkt einer Fahrt wird ein Austausch von elektrischer Leistung für eine Mehrzahl von elektrischen Leistungsquellen basierend auf einer Temperatur der elektrischen Leistungsquellen und Fahrinformationen oder Routeninformationen durch einen Wandler gesteuert, und der Ladezustand einer elektrischen Leistungsquelle aus der Mehrzahl von elektrischen Leistungsquellen wird auf einen spezifischen Wert gesteuert.

Description

INFORMATIONEN ZUM ZEITRANG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2014-129888 , welche am 25. Juni 2014 angemeldet wurde und welche hierin in ihrer Gesamtheit durch Inbezugnahme mit aufgenommen wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug, welches mit einem elektrischen Leistungssystem mit einer Mehrzahl von elektrischen Leistungsquellen vorgesehen ist, zum Antreiben eines Motors unter Verwendung von elektrischer Leistung von dem Leistungs-Zuführungssystem.
Stand der Technik
Bei einem Elektrofahrzeug, wie einem Hybridfahrzeug oder einem elektrischen Kraftfahrzeug, wird häufig ein System verwendet, bei welchem Gleichstrom einer Batterie durch einen Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt wird und ein Motor oder Motor-Generator durch den umgewandelten Wechselstrom angetrieben wird. Außerdem wird eine Batteriespannung häufig zu einem Motor geführt, nachdem diese unter Verwendung eines Hochsetzstellers bzw. Aufwärtswandlers (Spannungswandlers) verstärkt bzw. erhöht wird.
Patentliteratur 1 zeigt ein System, welches mit zwei Sätzen einer Batterie und eines Aufwärtswandlers vorgesehen ist, zum Zuführen von Leistung nach dem Verstärken unter Verwendung eines Ausgangs der beiden Wandler. Mit einem System dieser Art ist es durch unabhängiges Steuern von zwei Aufwärtswandlern möglich, mit einer großen Spanne von Situationen umzugehen.
Außerdem ist in Patentliteratur 2 ein System zum Ausführen einer Serien-Parallel-Umschaltung einer Mehrzahl von Batterien auf einer Niedrigspannungsseite durch verschiedenartiges Verändern von Ein/Aus-Betätigungsmustern von vier Schaltelementen eines Aufwärtswandlers vorgeschlagen. Mit einem System dieser Art ist es möglich, eine Spannung auf einer Niedrigspannungsseite wesentlich zu verändern, und es ist möglich, die Ausgangsspannung auf der Niedrigspannungsseite wesentlich zu verändern.
Patentliteratur 3 zeigt eine Mehrzahl von Batterien und diese zeigt ferner, dass eine Größe einer Lade-Entlade-Leistung für einzelne Batterien basierend auf der Batterietemperatur angepasst wird. Außerdem zeigt Patentliteratur 4 eine Mehrzahl von Batterien und diese zeigt ferner, dass eine Größe der Batterie-Lade-Entlade-Leistung gemäß einem Fahrmodus des Fahrzeugs verändert wird (ein EV-Prioritäts-Modus, bei welchem die Fahrt als ein Elektrofahrzeug priorisiert wird, oder ein HV-Prioritäts-Modus, bei welchem die Fahrt als ein Hybridfahrzeug priorisiert wird).
Zitierungsliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Japanische Patentveröffentlichung mit der Nummer JP 2011-97693 A
Patentliteratur 2: Japanische Patentveröffentlichung mit der Nummer JP 2012-70514 A
Patentliteratur 3: Japanische Patentveröffentlichung mit der Nummer JP 2008-278561 A
Patentliteratur 4: Internationales Patent mit der Nummer WO 2011/125184

KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
Bei den Patentveröffentlichungen 1 bis 4, welche eine Mehrzahl von Batterien innerhalb des Systems verwenden, wird eine Spannung auf einer Hochspannungsseite nach dem Verstärken wesentlich verändert und ein Laden/Entladen der Mehrzahl von Batterien wird individuell gesteuert.
Andererseits variiert die Lade-Entlade-Fähigkeit einer Batterie in Abhängigkeit einer Temperatur der Umgebung, in welcher das Fahrzeug fährt usw. Bei dem System mit einer Mehrzahl von Batterien (elektrischen Leistungsquellen) ist es durch Ausführen einer Zustandssteuerung von geeigneten elektrischen Leistungsquellen gemäß der Fahrzeugumgebung möglich, einen effizienteren Betrieb des Fahrzeugs zu erreichen.
Mittel zum Lösen der Probleme
Die vorliegende Erfindung entspricht einer Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug, welches mit einer Maschine bzw. einer Verbrennungskraftmaschine, einem Motor bzw. einem Elektromotor und einer Mehrzahl von elektrischen Leistungsquellen bzw. Stromquellen zum Zuführen von elektrischer Leistung zu dem Motor vorgesehen ist, wobei ein Ladezustand bzw. SOC einer elektrischen Leistungsquelle aus der Mehrzahl von elektrischen Leistungsquellen basierend auf einer Temperatur der Mehrzahl von elektrischen Leistungsquellen und zumindest basierend auf dem Fahrzustand des Fahrzeugs oder auf Fahrrouteninformationen auf einen spezifischen Wert gesteuert wird.
Bei einer Ausführungsform wird der Ladezustand derart gesteuert, dass eine Differenz zwischen einer Größe eines zulässigen Entladebetrags und einer Größe eines zulässigen Ladebetrags einer elektrischen Leistungsquelle aus der Mehrzahl von elektrischen Leistungsquellen minimal wird, wenn sich die Mehrzahl von elektrischen Leistungsquellen in einem Niedrig-Temperatur-Zustand befinden.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird der Ladezustand einer elektrischen Leistungsquelle aus der Mehrzahl von elektrischen Leistungsquellen derart gesteuert, dass der zulässige Entladebetrag der einen elektrischen Leistungsquelle maximal wird, wenn sich die Mehrzahl von elektrischen Leistungsquellen in einem Niedrig-Temperatur-Zustand befinden.
Bei einer noch weiteren Ausführungsform wird in einem Fall, bei welchem ein Zustand eines regenerativen Bremsens aufrechterhalten wird, der Ladezustand einer elektrischen Leistungsquelle aus der Mehrzahl von elektrischen Leistungsquellen derart gesteuert, dass der zulässige Ladebetrag der einen elektrischen Leistungsquelle maximal wird, wenn sich die Mehrzahl von elektrischen Leistungsquellen in einem Niedrig-Temperatur-Zustand befinden.
Vorteil der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Ladezustand bzw. SOC einer elektrischen Leistungsquelle aus zwei elektrischen Leistungsquellen zu dieser Zeit auf einen zu einem Fahrzustand passenden Ladezustand einzustellen, und ein geeigneter Motorantrieb ist möglich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
1 ist eine Abbildung, welche eine Systemstruktur mit einer Steuervorrichtung für ein Fahrzeug einer Ausführungsform zeigt.
2 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel einer SOC-Steuerung bzw. Ladezustandsteuerung zeigt.
3 ist eine Abbildung, welche eine Beziehung zwischen dem Ladezustand und dem zulässigen Lade-Entlade-Betrag zeigt.
4 ist eine Abbildung, welche eine Beziehung zwischen dem Ladezustand, dem zulässigen Lade-Entlade-Betrag und der Temperatur zeigt.
5 ist ein Flussdiagramm, welches ein weiteres Beispiel einer Ladezustandsteuerung zeigt.
6 ist ein Flussdiagramm, welches ein noch weiteres Beispiel einer Ladezustandsteuerung zeigt.
7 ist ein Flussdiagramm, welches ein noch weiteres Beispiel einer Ladezustandsteuerung zeigt.
8 ist ein Flussdiagramm, welches ein noch weiteres Beispiel einer Ladezustandsteuerung zeigt.
9 ist eine Abbildung, welche eine Beziehung zwischen dem Ladezustand und dem zulässigen Lade-Entlade-Betrag zeigt.
10 ist ein Flussdiagramm, welches ein noch weiteres Beispiel einer Ladezustandsteuerung zeigt.
11 ist ein Flussdiagramm, welches ein weiteres Beispiel einer Ladezustandsteuerung zeigt.
12 ist ein Flussdiagramm, welches ein weiteres Beispiel einer Ladezustandsteuerung zeigt.
13 ist ein Flussdiagramm, welches ein weiteres Beispiel einer Ladezustandsteuerung zeigt.
14 ist ein Flussdiagramm, welches ein weiteres Beispiel einer Ladezustandsteuerung zeigt.
15 ist eine Abbildung, welche eine Beziehung zwischen dem Ladezustand und dem zulässigen Lade-Entlade-Betrag zeigt.
16 ist ein Flussdiagramm, welches ein noch weiteres Beispiel einer Ladezustandsteuerung zeigt.
17 ist eine Abbildung, welche ein weiteres strukturelles Beispiel eines Systems mit einer Steuervorrichtung für ein Fahrzeug zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung basierend auf den Abbildungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.
<Fahrzeug-Systemstruktur>
1 zeigt eine Systemstruktur mit einer Steuervorrichtung für ein Fahrzeug in Bezug auf die Ausführung. Vorgesehen sind zwei DC-Leistungsquellen bzw. Gleichstromquellen, und zwar eine Batterie B1 und ein Kondensator CB. Die Batterie B1 und der Kondensator CB sind entsprechend mit Wandlern 10-1 und 10-2 verbunden, welche elektrischen Leistungswandlern entsprechen. Die Wandler 10-1 und 10-2 verstärken bzw. erhöhen entsprechend Gleichspannungen VL1 und VL2 von der Batterie B1 und dem Kondensator CB auf der Niederspannungsseite und diese geben eine Spannung VH auf der Hochspannungsseite, welche verstärkt wurde, von gemeinsamen positiven und negativen Ausgangsanschlüssen auf der Hochspannungsseite aus. Bei dieser Ausführungsform ist der Kondensator CB eine elektrische Leistungsquelle vom kleinen Kapazitäts-Ausgangs-Typ mit einer maximalen Eingangs-Ausgangs-Leistung, welche größer ist als diese der Batterie B1, während die Batterie B1 einer elektrischen Leistungsquelle einer kleinen maximalen Eingangs-Ausgangs-Leistung mit einer größeren Kapazität als der Kondensator CB entspricht.
Die positiven und negativen Ausgangsanschlüsse der Wandler 10-1 und 10-2 sind unter Verwendung von jeweiligen positiven Leitungen und negativen Leitungen mit dem Wechselrichter 20 verbunden. Ein hochspannungsseitiger Kondensator CH ist auf der Eingangsseite des Wechselrichters 20 auf den positiven und negativen Leitungen angeordnet und die Eingangsspannung des Wechselrichters 20 wird geglättet.
Der Wechselrichter 20 besteht aus zwei parallel vorgesehenen Dreiphasen-Wechselrichtern mit Motor-Generatoren MG1 und MG2, welche entsprechend als Motoren mit den beiden Wechselrichtern verbunden sind. Entsprechend wird durch Durchführen einer jeweiligen Ein-Aus-Steuerung von Schaltelementen der beiden Wechselrichter des Wechselrichters 20 ein spezifischer Dreiphasenstrom zu den Motor-Generatoren MG1 und MG2 geführt und die Motor-Generatoren MG1 und MG2 werden angetrieben.
Außerdem ist ein Steuerungsabschnitt 30 vorgesehen, wobei dieser Steuerungsabschnitt 30 eine Ein-Aus-Steuerung der Wandler 10-1 und 10-2 und der Schaltelemente des Wechselrichters 20 durchführt und die Leistungswandlung durch die Wandler 10-1 und 10-2 sowie den Antrieb der Motor-Generatoren MG1 und MG2 durch den Wechselrichter 20 steuert.
Ausgangswellen der Motor-Generatoren MG1 und MG2 sind mit einer Leistungsverteilungsvorrichtung 40 verbunden, die beispielsweise aus einem Planetengetriebe aufgebaut ist. Eine Antriebswelle 46 zum Übertragen von Leistung zu einer Ausgangswelle 42 einer Maschine (E/G) und Fahrzeugrädern 44 ist außerdem mit dieser Leistungsverteilungsvorrichtung 40 verbunden, und unter Verwendung dieser Leistungsverteilungsvorrichtung 40 wird eine verschiedenartige Leistungsübertragung ausgeführt. Beispielsweise wird die Antriebswelle 46 durch einen Ausgang der Maschine 42 angetrieben, Leistung wird durch das Antreiben des Motor-Generators MG2 unter Verwendung des Ausgangs der Maschine 42 erzeugt, die Fahrzeugräder 44 werden durch den Ausgang des Motor-Generators MG2 angetrieben und ein regeneratives Bremsen wird unter Verwendung des Motor-Generators MG2 ausgeführt. Es ist außerdem möglich, eine Antriebskraft unter Verwendung des Motor-Generators MG1 auszugeben und ein regeneratives Bremsen unter Verwendung des Motor-Generators MG2 auszuführen.
Der Wandler 10-1 dieser Ausführungsform besitzt zwei Schaltelemente S1 und S2, welche in Reihe geschaltet sind. Diese Schaltelemente S1 und S2 sind aus Leistungselementen, wie einem Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT), ausgebildet und mit Kollektoren auf einer oberen Seite in Reihe geschaltet. Der Kollektor des oberen Schaltelements S1 ist mit einer positiven Leitung der Hochspannungsseite verbunden, der Emitter des Schaltelements S1 ist mit dem Kollektor des Schaltelements S2 verbunden und der Emitter des unteren Schaltelements S2 ist mit einer negativen Leitung der Hochspannungsseite verbunden. Die negative Leitung ist mit der Masse verbunden.
Außerdem sind Dioden D1 und D2, in welchen ein Strom in einer Richtung ausgehend von dem Emitter zu dem Kollektor fließt, entsprechend mit jedem Schaltelement S1, S2 parallel geschaltet und in den Schaltelementen S1 und S2 fließt ein Strom einer entgegengesetzten Richtung.
Der Wandler 10-2 besitzt die gleiche Struktur wie der Wandler 10-1 und dieser besitzt in Reihe geschaltete Schaltelemente S3 und S4. Der Kollektor des oberen Schaltelements S3 ist mit einer positiven Leitung der Hochspannungsseite verbunden, während der Emitter des unteren Schaltelements S4 mit einer negativen Leitung der Hochspannungsseite verbunden ist. Außerdem sind Dioden D3 und D4, in welchen ein Strom in einer Richtung ausgehend von dem Emitter hin zu dem Kollektor fließt, entsprechend mit jedem Schaltelement S3, S4 parallel geschaltet und in den Schaltelementen S3 und S4 fließt ein Strom einer entgegengesetzten Richtung.
Spannungssensoren V1 und V2 sind mit beiden Enden der Batterie B1 und des Kondensators CB verbunden, um Spannungen VL1 und VL2 der Batterie B1 und des Kondensators CB zu erfassen. Außerdem ist ein Spannungssensor V3 mit beiden Enden des Kondensators CH verbunden, um eine Spannung VH einer Hochspannungsseite zu erfassen. Ein Lade-Entlade-Strom der Batterie B1 und des Kondensators CB wird durch Stromsensoren A1 und A2 erfasst. Darüber hinaus sind in der Batterie B1 und dem Kondensator CB Temperatursensoren T1 und T2 zum Messen der Batterietemperatur vorgesehen, um Temperaturen TB1 und TB2 der Batterie B1 und des Kondensators CB zu erfassen. Anstelle des Kondensators CB kann außerdem eine Batterie B2 verwendet werden, und in diesem Fall ist es vorzuziehen, dass ein Kondensator CL2 parallel zu der Batterie B2 angeordnet ist. In ähnlicher Art und Weise zu dem Kondensator CB entspricht die Batterie B2 einer elektrischen Leistungsquelle mit einer größeren maximalen Eingangs-Ausgangs-Leistung wie die Batterie B1 und einer kleinen Kapazität. Zu dem Zeitpunkt einer niedrigen Temperatur wird bei dieser Ausführungsform hauptsächlich eine der beiden elektrischen Leistungsquellen (die Batterie B1 und der Kondensator CB) verwendet (beispielsweise der Kondensator CB). Entsprechend ist es ebenso möglich, lediglich einen Temperatursensor bei der elektrischen Leistungsquelle vorzusehen, welche verwendet wird, und die Temperatur dieser elektrischen Leistungsquelle zu erfassen.
Ferner sind ein Geschwindigkeitsregelungsabschnitt 24, ein Fahrmodus-Auswahlabschnitt 26, eine Navigationseinheit 28 usw. in dem Fahrzeug vorgesehen, und Informationen von diesen Vorrichtungen werden ebenso zu dem Steuerungsabschnitt 30 geführt. Der Geschwindigkeitsregelungsabschnitt 24 dient zum Ein- oder Ausschalten einer Geschwindigkeitsregelung gemäß einer Betätigung durch den Fahrer, und falls die Geschwindigkeitsregelung eingeschaltet ist, hält der Steuerungsabschnitt 30 die Fahrzeuggeschwindigkeit auf einer eingestellten Fahrzeuggeschwindigkeit aufrecht. Falls die Geschwindigkeitsregelung beispielsweise eingeschaltet ist, während mit der Fahrzeuggeschwindigkeit von 80 km/h auf einer Schnellstraße gefahren wird, führt der Steuerungsabschnitt 30 eine Beschleunigungs- und Verzögerungs-Steuerung aus, um die Fahrzeuggeschwindigkeit im Wesentlichen auf 80 km/h zu halten. Falls die Geschwindigkeitsregelung eingeschaltet ist, wird der Leistungsverbrauch im Vergleich dazu, wenn gemäß der Betätigung des Fahrers gefahren wird, niedrig. Der Fahrmodus-Auswahlabschnitt 26 dient dazu, dass der Fahrer einen Fahrmodus einstellt, und es ist möglich, beispielsweise einen HV-Modus, einen EV-Modus, einen Öko-Modus, einen Leistungsmodus usw. einzustellen. Der HV-Modus entspricht einem Modus zum Fahren durch Antreiben der Maschine 42 nach Bedarf, der EV-Modus entspricht einem Modus zum Fahren hauptsächlich ohne das Antreiben der Maschine 42, der Öko-Modus entspricht einem Fahrmodus, welcher eingestellt wird, um zu erreichen, dass das Ausgangsdrehmoment klein wird, und die Beschleunigung und die Verzögerung für einen Beschleunigungsvorgang sind vergleichsweise klein, während der Leistungsmodus einem Fahrmodus entspricht, welcher eingestellt wird, um zu erreichen, dass das Ausgangsdrehmoment groß wird, und die Beschleunigung und die Verzögerung für einen Beschleunigungsvorgang sind vergleichsweise groß. Der Leistungsverbrauch ist in dem HV-Modus im Vergleich zu dem EV-Modus höher und der Leistungsverbrauch ist in dem Leistungsmodus höher als in dem Öko-Modus.
Die Navigationseinheit 28 besitzt einen Karten-Informations-Speicherabschnitt und eine Erfassungseinrichtung für eine gegenwärtige Position, wie ein GPS, und diese zeigt eine Karte auf der Anzeige an und zeigt eine aktuelle Position des Fahrzeugs auf dieser Karte an. Die Navigationseinheit 28 besitzt außerdem eine Routen-Suchfunktion für eine Route ausgehend von einem Ausgangs- bzw. Abfahrtspunkt, wie der gegenwärtigen Position, hin zu einem Zielpunkt, welcher eingegeben wurde, und bei einer Fahrt, bei welcher ein Ziel eingestellt wurde, wird eine Routenführung hin zu dem Ziel unter Verwendung einer Sprachausgabe und eine Anzeige ausgeführt. Die Karteninformationen enthalten außerdem die Höhe usw. Im Falle einer Fahrt, bei welcher eine Route hin zu dem Ziel eingestellt wurde, wird die Route zu dem Steuerungsabschnitt 30 geführt. Verschiedene Informationen für die Navigation können außerdem über eine Kommunikation von einem externen Informationszentrum empfangen werden.
Spannungen VL1, VL2 und VH, welche durch die zuvor beschriebenen Spannungssensoren V1, V2 und V3 erfasst wurden, Temperaturen TB1 und TB2, welche durch die Temperatursensoren T1 und T2 erfasst wurden, und Batterie-Lade-Entlade-Ströme i1 und i2, welche durch die Stromsensoren A1 und A2 erfasst wurden, werden neben Betriebssignalen für ein Gaspedal und eine Bremse usw. und verschiedenen Signalen, wie der Fahrzeuggeschwindigkeit, zu dem Steuerungsabschnitt 30 geführt. Basierend auf den verschiedenen zugeführten Signalen führt der Steuerungsabschnitt 30 eine Ein-Aus-Steuerung der Schaltelemente des Wandlers 10, eine Ein-Aus-Steuerung der Schaltelemente des Wechselrichters 20 und eine Antriebsteuerung der Maschine 42 aus, und dieser steuert die Fahrt des Fahrzeugs usw. Gemäß der Gaspedal- und Bremsbetätigung wird beispielsweise ein Drehmomentbefehl erzeugt und Schaltelemente des Wechselrichters 20 und des Wandlers 10 werden gemäß diesem Drehmomentbefehl gesteuert.
Hier besitzt der Steuerungsabschnitt 30 einen SOC-Erfassungsabschnitt 30a, und in diesem SOC-Erfassungsabschnitt 30a wird der SOC (Ladezustand) der Batterie B1 und des Kondensators CB von erfassten Spannungen VL1 und VL2 der Spannungssensoren V1 und V2 und den Batterie-Lade-Entlade-Strömen i1 und i2, welche durch die Stromsensoren A1 und A2 erfasst wurden, erfasst. Verschiedene bekannte Erfassungsverfahren können zum Erfassen des Batterie-SOC angewendet werden.
Der Steuerungsabschnitt 30 besitzt außerdem einen Fahrcharakteristik-Erfassungsabschnitt 30b, und die Informationen für einen Fahrmodus, wie dem HV-Modus, dem EV-Modus, dem Öko-Modus, dem Leistungsmodus usw., von dem Fahrzeug-Fahrmodus-Auswahlabschnitt 26, der Fahrzustand des Fahrzeugs, wie Ein-Aus-Informationen für die Geschwindigkeitsregelung von dem Geschwindigkeitsregelungsabschnitt 24 und Fahrrouteninformationen von der Navigationseinheit 28 werden zu diesem Fahrcharakteristik-Erfassungsabschnitt 30b geführt. Der Fahrcharakteristik-Erfassungsabschnitt 30b hält den Leistungsverbrauch ausgehend von diesem Punkt aus den zugeführten Fahrzeug-Fahrzustand-Informationen und den Fahrrouteninformationen aufrecht. Beispielsweise wird der Betrag des Leistungsverbrauchs für die Fahrt ausgehend von diesem Punkt aus der Fahrstrecke, der Differenz der Höhenlage (Steigung), dem Fahrmodus und dem Ein-Aus-Zustand der Geschwindigkeitsregelung usw. einer Route, auf welcher ausgehend von diesem Punkt weiter gefahren werden soll, basierend auf den Routeninformationen bestimmt.
Der Steuerungsabschnitt 30 ermittelt aus den zugeführten Temperaturen TB1 und TB2 der elektrischen Leistungsquellen außerdem, ob sich die Batterie B1 und der Kondensator CB in einem Niedrig-Temperatur-Zustand befinden. Die zulässige Lade- und Entlade-Leistung der Batterie B1 und des Kondensators CB ist in einem Niedrig-Temperatur-Zustand reduziert. Der Steuerungsabschnitt 30 steuert den Ladezustand bzw. SOC der elektrischen Leistungsquellen basierend auf dieser Art von Zustandsinformationen elektrischer Leistungsquellen und der Leistungsverbrauchsprognose usw.
<Verarbeitung zum Zeitpunkt einer niedrigen Temperatur>
In kalten Bereichen bzw. Umgebungen usw. können Situationen auftreten, bei welchen die Temperatur einer elektrischen Leistungsquelle, wie der Batterie B1 oder des Kondensators CB, niedrig ist. Insbesondere zu dem Zeitpunkt des Starts eines Fahrzeugs können Situationen auftreten, bei welchen die Temperatur sehr niedrig ist. Falls die Temperatur der elektrischen Leistungsquelle niedrig ist, ist die Leistungsfähigkeit der elektrischen Leistungsquelle gering und ein Aufwärmbetrieb wird notwendig.
Bei dieser Ausführungsform existieren eine Mehrzahl von elektrischen Leistungsquellen und zusammen mit dem Ermöglichen eines Aufwärmens durch Erhöhen der Möglichkeit des Austauschs von elektrischer Leistung zwischen der Mehrzahl von elektrischen Leistungsquellen wird der SOC einer der elektrischen Leistungsquellen derart gesteuert, dass dieser für die Fahrt geeignet ist. Bei dieser Ausführungsform existiert insbesondere der Kondensator CB, welcher einer elektrischen Leistungsquelle vom Ausgangs-Typ entspricht, und im Wesentlichen wird neben der Fahrt unter Verwendung einer Ladung-Entladung des Kondensators CB eine elektrische Ladung von der Batterie B1 übertragen, so dass der SOC des Kondensators CB einen Zielwert erreicht. Insbesondere werden ein Ausgang einer Antriebsleistung unter Verwendung des Motor-Generators MG1 und des Motor-Generators MG2 und eine Rückgewinnung elektrischer Leistung aufgrund eines regenerativen Bremsens im Wesentlichen durch Laden und Entladen des Kondensators CB ausgeführt, und in dem Fall, bei welchem der SOC von einem Zielwert abweicht, wird elektrische Ladung von der Batterie B1 übertragen, so dass sich der SOC des Kondensators CB dem Zielwert annähert. Diese Verarbeitung entspricht einer Verarbeitung zu dem Zeitpunkt einer niedrigen Temperatur, und falls ein Aufwärmen des Kondensators CB und/oder der Batterie B1 abgeschlossen ist, wird eine normale Fahrt wiederhergestellt. In einem Fall, bei welchem die Maschine 42 angetrieben wird, um Elektrizität zu erzeugen, kann die erzeugte elektrische Leistung aus dem SOC usw. der beiden elektrischen Leistungsquellen zu dieser Zeit zu irgendeiner elektrischen Leistungsquelle geladen bzw. geführt werden, und entsprechend ist es möglich, das Fahrzeug unter Verwendung von elektrischer Leistung von einer Batterie B1 anzutreiben oder die Batterie B1 unter Verwendung von regenerierter Leistung zu laden. Da diese Verarbeitung ausgeführt werden kann, wenn sich der Kondensator CB auf einer niedrigen Temperatur befindet, wird lediglich die Temperatur des Kondensators CB gemessen, und die Verarbeitung kann gemäß der Temperatur des Kondensators CB ausgeführt werden.
<Zeitpunkt niedriger Temperatur und moderaten Leistungsverbrauchs>
2 ist ein Flussdiagramm für eine Steuerung zu dem Zeitpunkt einer niedrigen Temperatur, wenn der Leistungsverbrauch ausgehend von diesem Zeitpunkt an moderat ist. Bei diesem Beispiel wird berücksichtigt, ob eine niedrige Temperatur vorliegt und ob der Fahrmodus innerhalb der Fahrzeug-Fahrzustandsinformationen dem HV-Modus entspricht. Zunächst wird ermittelt, ob die Temperaturen TB1 und TB2 der elektrischen Leistungsquellen kleiner oder gleich Aa sind, insbesondere, ob eine niedrige Temperatur vorliegt (S11). Aa entspricht beispielsweise etwa –15°C. Außerdem besteht zwischen den Temperaturen TB1 und TB2 der beiden elektrischen Leistungsquellen normalerweise kein sehr großer Unterschied. Es ist daher möglich, eine Zustimmung bzw. Ja zu ermitteln, falls lediglich eine der Temperaturen kleiner oder gleich Aa ist, oder Ja zu ermitteln, falls beide der Temperaturen kleiner oder gleich Aa sind.
Falls die Ermittlung bei S11 Nein ergibt, wird die Verarbeitung abgeschlossen. Falls die Ermittlung bei S11 andererseits Ja ergibt, wird ermittelt, ob der HV-Modus vorliegt (S12). Falls diese Ermittlung Nein ergibt, wird die Verarbeitung beendet, wohingegen, falls die Ermittlung Ja ergibt, wird ein SOC-Zielwert einer elektrischen Leistungsquelle aus den beiden elektrischen DC-Leistungsquellen auf SOC1 eingestellt (S13). Hier wird in dem Fall, bei welchem eine der elektrischen DC-Leistungsquellen der Batterie B1 entspricht, welche eine elektrische Leistungsquelle vom Kapazitäts-Typ darstellt, und die andere dem Kondensator CB entspricht, welcher eine elektrische Leistungsquelle vom Ausgangs-Typ darstellt, wie in der Struktur von 1, der Kondensator CB ausgewählt und der SOC des Kondensators CB wird gesteuert.
Eine Beziehung zwischen dem SOC, einer zulässigen Entladeleistung Wout und einer zulässigen Ladeleistung Win für eine elektrische Leistungsquelle ist in 3 gezeigt. Auf diese Art und Weise existiert ein Wert von SOC1, bei welchem die zulässige Entladeleistung und die zulässige Ladeleistung gleich sind (Wout = Win), beispielsweise etwa 43% bei dem Kondensator CB dieser Ausführungsform. Der Wert von SOC1 schwankt in Abhängigkeit der Kapazität und des Typs usw. des Kondensators CB, entspricht jedoch einem Wert von etwa 50% oder etwas unter 50%. Auf diese Art und Weise ist es durch Aufrechterhalten des SOC der elektrischen Leistungsquelle, so dass Wout = Win, möglich, ein Laden und Entladen bei der Fahrt unter Verwendung dieser elektrischen Leistungsquelle ausreichend auszuführen, und zusammen mit dem Ausführen der EV-Fahrt ist es außerdem möglich, eine regenerierte Leistung ausreichend aufzunehmen.
Es ist beispielsweise vorzuziehen, den SOC des Kondensators CB in einem Fall, bei welchem der SOC des Kondensators CB höher als SOC1 ist, durch Übertragen von Leistung des Kondensators CB zu der Batterie B1 auf SOC1 zu bringen, während umgekehrt Leistung der Batterie B1 zu dem Kondensator CB übertragen wird, wenn der SOC des Kondensators CB niedriger als SOC1 ist. Üblicherweise verwendet eine Fahrt Leistung von dem Kondensator CB, regenerierte Leistung wird in den Kondensator CB geladen und einer Ladung wird von der Batterie B1 übertragen, so dass der SOC des Kondensators CB zu einem Zielwert wird.
Auf diese Art und Weise wird durch Ausführen eines Austauschs von Leistung zwischen zwei elektrischen Leistungsquellen der Betrag von Leistung, welche in jede elektrische Leistungsquelle fließt und diese verlässt, erhöht, und es ist möglich, das Aufwärmen der beiden elektrischen Leistungsquellen zu erleichtern. In 4 ist eine Beziehung zwischen dem SOC und der zulässigen Lade- und Entladeleistung in einem Fall gezeigt, bei welchem sich die Temperatur der elektrischen Leistungsquelle verändert. Auf diese Art und Weise nimmt die zulässige Lade- und Entladeleistung gemäß der Temperatur zu, falls ein Aufwärmen der elektrischen Leistungsquelle möglich ist.
Falls es möglich ist, eine ausreichende zulässige Lade-Entlade-Leistung vorzusehen, ist es außerdem möglich, die Maschine 42 zu stoppen. Insbesondere zu dem Zeitpunkt einer niedrigen Temperatur sind die zulässige Lade- und Entladeleistung der Batterie B1 und des Kondensators CB nicht ausreichend, und in dem HV-Modus wird hauptsächlich die Maschine 42 angetrieben und die Fahrt wird unter Verwendung dieser Antriebsleistung ausgeführt und das Aufwärmen der Batterie B1 und des Kondensators CB schreitet nicht voran, mit dieser Ausführungsform kann das Aufwärmen jedoch erleichtert werden. Falls die Temperatur des Kondensators CB erhöht wird, wird die zulässige Lade- und Entladeleistung des Kondensators CB groß und es ist möglich, in dem normalen HV-Modus zu fahren, bei welchem die Maschine 42 nach Bedarf mit Unterbrechungen angetrieben wird. Bei dieser Ausführungsform findet auch in dem Fall, bei welchem der HV-Modus gestoppt ist, ein normaler Antrieb statt, im Falle einer niedrigen Temperatur ist es jedoch vorzuziehen, eine Verarbeitung auszuführen, um einen anderen Ziel-SOC einzustellen, wie später beschrieben ist.
Folglich ist es zu dem Zeitpunkt einer spezifischen niedrigen Temperatur in dem Fall, bei welchem der Fahrmodus während der Fahrt dem HV-Modus entspricht, durch Ausführen einer Leistungsverteilung, wobei der SOC des Kondensators CB derart aufrechterhalten wird, dass die zulässige Lade- und Entladeleistung identisch sind, möglich zu veranlassen, dass sowohl die zulässige Lade- als auch die zulässige Entladeleistung Win und Wout des Kondensators CB groß sind, sowie einen Anstieg der Temperatur zu erleichtern, wodurch die Fahrt in dem HV-Modus unter Verwendung eines unterbrochenen Maschinenantriebs ermöglicht wird.
Bei dieser Ausführungsform liegen außerdem die Batterie B1 und der Kondensator CB als zwei elektrische Leistungsquellen vor, und in diesem Fall entspricht eine elektrische Leistungsquelle, deren SOC auf SOC1 eingestellt ist, dem Kondensator CB. Dies liegt daran, da bei dem Kondensator CB, welcher einer elektrischen Leistungsquelle vom Ausgangs-Typ entspricht, im Vergleich zu der Batterie B1, welche einer elektrischen Leistungsquelle vom Kapazitäts-Typ entspricht, eine Spannungsschwankung aufgrund der Ladung-Entladung kleiner ist und es einfach ist, die Temperatur aufgrund der Ladung-Entladung zu erhöhen, und nicht auf einfache Art und Weise mit einem Austausch der Ladung.
In einer Situation, bei welcher zwei elektrische Leistungsquellen den Batterien B1 und B2 entsprechen, die jeweils elektrische Leistungsquellen von Kapazitäts-Typ darstellen, ist es vorzuziehen, den SOC einer Batterie mit einer kleineren Energieschwankung auf SOC1 zu setzen, bei welchem Wout = Win, um zu veranlassen, dass die zulässige Entladeleistung und die zulässige Ladeleistung gleich werden (Wout = Win).
Außerdem ist es in einem Fall, bei welchem der SOC des Kondensators CB höher als SOC1 ist, vorzuziehen, ein hohes Ausgangsleistungs-Verteilungsverhältnis des Kondensators CB (Verhältnis der gesamten Ausgangsleistung, welche einer Ausgangsleistung des Kondensators CB entspricht) vorzusehen, während ein niedriges Ausgangsleistungs-Verteilungsverhältnis der Batterie B1 (Verhältnis der gesamten Ausgangsleistung, welche der Ausgangsleistung der Batterie B1 entspricht) vorgesehen wird, um eine elektrische Ausgangsleistung des Kondensators CB im Vergleich zu der elektrischen Ausgangsleistung der Batterie B1 zu erhöhen, und ein niedriges Verhältnis elektrischer Eingangsleistung (regenerierte Leistung) zu dem Kondensator CB (Verhältnis der gesamten Eingangsleistung (regenerierte Leistung), welche einer elektrischen Eingangsleistung zu dem Kondensator CB entspricht, die einer Eingangsleistung des Kondensators CB entspricht) vorzusehen, während ein hohes Verhältnis elektrischer Eingangsleistung (regenerierte Leistung) zu der Batterie B1 (Verhältnis der gesamten Eingangsleistung (regenerierte Leistung), welche einer elektrischen Eingangsleistung zu der Batterie B1 entspricht, die einer Ausgangsleistung des Kondensators CB entspricht) vorgesehen wird, um die elektrische Eingangsleistung zu dem Kondensator CB im Vergleich zu der elektrischen Eingangsleistung zu der Batterie B1 zu verringern, um dadurch den SOC des Kondensators CB zu reduzieren, sowie den SOC der Batterie B1 zu erhöhen.
<Weitere Beispiele>
5 zeigt ein weiteres Beispiel, bei welchem zu dem Zeitpunkt einer niedrigen Temperatur, falls ein Fahrmodus während eines Fahrzustands dem EV-Modus entspricht, eine Leistungsverteilung durch Einstellen eines Zielwerts für den SOC des Kondensators CB derart ausgeführt wird, dass die zulässige Lade- und Entladeleistung gleich wird. Zunächst wird ermittelt, ob die Temperaturen TB1 und TB2 der elektrischen Leistungsquellen kleiner oder gleich B sind (S21). Der Wert B beträgt beispielsweise etwa –20°C und entspricht einer niedrigeren Temperatur als Aa. Die Ermittlung kann in einem Fall Ja ergeben, bei welchem lediglich eine der Temperaturen TB1 und TB2 der beiden elektrischen Leistungsquelle kleiner oder gleich B ist, oder diese kann Ja ergeben, wenn beide Temperaturen kleiner oder gleich B sind.
Falls die Ermittlung bei S21 Nein ergibt, endet die Verarbeitung an diesem Punkt, während in dem Fall, bei welchem die Ermittlung bei S21 Ja ergibt, ermittelt wird, ob der EV-Modus vorliegt (S22). Falls diese Ermittlung Nein ergibt, wird die Verarbeitung beendet, wohingegen, falls die Ermittlung Ja ergibt, ein SOC-Zielwert des Kondensators CB, welcher einer elektrischen Leistungsquelle der beiden elektrischen DC-Leistungsquellen entspricht, auf SOC1 (beispielsweise etwa 43%) eingestellt wird (S23).
Im Falle des EV-Modus ist die Eingangs-Ausgangs-Leistung zu der elektrischen Leistungsquelle groß, da die Maschine 42 im Wesentlichen nicht angetrieben wird, im Falle einer niedrigen Temperatur ist es jedoch möglich, das Erwärmen durch Steuern des SOC des Kondensators CB zu erleichtern.
In 6 ist ein noch weiteres Beispiel gezeigt. Bei diesem Beispiel wird zusätzlich dazu, ob eine niedrige Temperatur vorliegt, außerdem berücksichtigt, ob der Fahrmodus in einem Fahrzustand des Fahrzeugs dem EV-Modus entspricht, und ob die Geschwindigkeitsregelung in einem Fahrzeug-Fahrzustand eingeschaltet ist.
Zunächst wird in ähnlicher Art und Weise zu dem Beispiel von 2 ermittelt, ob die Temperaturen TB1 und TB2 der elektrischen Leistungsquellen kleiner oder gleich Ab sind, und ob der EV-Modus vorliegt (S31, S32). Falls die Ermittlung bei den Schritten S31 und S32 Ja ergibt, wird anschließend ermittelt, ob die Geschwindigkeitsregelung ausgeführt wird (S33). Falls diese Ermittlung Nein ergibt, wird die Verarbeitung beendet, wohingegen, falls die Ermittlung Ja ergibt, ein SOC-Zielwert des Kondensators CB, welcher einer elektrischen Leistungsquelle der beiden elektrischen DC-Leistungsquellen entspricht, auf SOC1 (beispielsweise etwa 43%) eingestellt wird (S34). Hier ist die Temperatur Ab höher als die Temperatur Aa des Beispiels und mit Bezug auf 5 beschrieben. In dem Fall, bei welchem die Geschwindigkeitsregelung ausgeführt wird, liegen geringe Schwankungen der Fahrzustände vor und es ist einfach, die Eingangs-Ausgangs-Leistung der elektrischen Leistungsquellen zu reduzieren. Deshalb wird die Steuerung des SOC im Vergleich zu dem Fall von 5 auf einer höheren Temperaturstufe ausgeführt.
In 7 ist ein noch weiteres Beispiel gezeigt. Bei diesem Beispiel werden Fahrzeug-Fahrinformationen des Fahrzeugs (EV-Modus?) und Fahrrouteninformationen berücksichtigt. Zunächst wird in ähnlicher Art und Weise zu dem Beispiel von 6 ermittelt, ob Temperaturen TB1 und TB2 der elektrischen Leistungsquellen kleiner oder gleich Ab sind, und ob der EV-Modus vorliegt (S41, S42). Falls die Ermittlung bei den Schritten S41 und S42 Ja ergibt, wird anschließend ermittelt, ob eine Fahrstrecke bis zu einem Ziel auf einer Route, welche in einer Navigationseinheit eingestellt wurde, einer spezifischen Strecke oder mehr entspricht (S43). Falls diese Ermittlung Nein ergibt, wird die Verarbeitung beendet, wohingegen, falls die Ermittlung Ja ergibt, wird ein SOC-Zielwert des Kondensators CB auf SOC1 (beispielsweise etwa 43%) eingestellt (S44).
Es ist bekannt, dass die Fahrstrecke ausgehend von diesem Punkt lang ist und ein Aufwärmen der elektrischen Leistungsquelle ausgeführt wird, sowie große Werte für sowohl die zulässige Ladeleistung als auch die zulässige Entladeleistung vorgesehen werden.
<Zeitpunkt niedriger Temperatur und hohen Leistungsverbrauchs>
8 ist ein Flussdiagramm für eine Steuerung zu dem Zeitpunkt einer niedrigen Temperatur, wenn der Leistungsverbrauch ausgehend von diesem Punkt hoch ist. Insbesondere wird der Fahrmodus (liegt der EV-Modus vor?) als ein Fahrzustand für das Fahrzeug zu dem Zeitpunkt der niedrigen Temperatur berücksichtigt. Zunächst wird ermittelt, ob die Temperaturen TB1 und TB2 der elektrischen Leistungsquellen kleiner oder gleich Ac sind (S141). Falls die Ermittlung bei S141 Nein ergibt, endet die Verarbeitung bei diesem Punkt, wohingegen in dem Fall, bei welchem die Ermittlung bei S141 Ja ergibt, ermittelt wird, ob der EV-Modus vorliegt (S142).
Falls diese Ermittlung bei Schritt S142 Nein ergibt, wird die Verarbeitung beendet, wohingegen, falls die Ermittlung Ja ergibt, ein SOC-Zielwert des Kondensators CB auf SOC2 eingestellt wird (S143).
Eine Beziehung zwischen dem SOC, der zulässigen Entladeleistung Wout und der zulässigen Ladeleistung Win für eine elektrische Leistungsquelle ist in 9 gezeigt. Wie ersichtlich ist, entspricht SOC2 einem Wert, bei welchem die zulässige Entladeleistung maximal ist und die zulässige Ladeleistung minimal ist, und dieser entspricht beispielsweise 80% bei dem Kondensator CB dieser Ausführungsform. Der Wert von SOC2 variiert in Abhängigkeit der Kapazität oder des Typs usw. des Kondensators CB, kann jedoch einem Wert von 70% bis 80% entsprechen.
Dadurch, dass für den SOC der elektrischen Leistungsquelle (Kondensator CB) SOC2 vorgesehen wird, welcher einen maximalen Zustand für Wout auf diese Art und Weise angibt, ist es möglich, ein Laden für eine Fahrt unter Verwendung dieser elektrischen Leistungsquelle ausreichend durchzuführen, und eine EV-Fahrt kann ausgeführt werden.
Üblicherweise wird der SOC des Kondensators CB niedriger sein als SOC2 und der SOC des Kondensators CB kann durch Übertragen von elektrischer Leistung der Batterie B1 zu dem Kondensator CB auf SOC2 gebracht werden.
Auf diese Art und Weise wird durch Ausführen eines Austauschs von Leistung zwischen zwei elektrischen Leistungsquellen der Leistungsbetrag erhöht, welcher in jede elektrische Leistungsquelle fließt und diese verlässt, und es ist möglich, ein Aufwärmen der beiden elektrischen Leistungsquellen zu erleichtern. Es ist dann möglich, durch Angeben einer ausreichenden zulässigen Entladeleistung für den Kondensator CB in dem EV-Modus zu fahren.
Es ist außerdem möglich, den SOC des Kondensators CB durch Erhöhen des Eingangsleistungs-Verteilungsverhältnisses und Verringern des Ausgangsleistungs-Verteilungsverhältnisses für den Kondensator CB, und ferner Verringern des Eingangsleistungs-Verteilungsverhältnisses und Erhöhen des Ausgangsleistungs-Verteilungsverhältnisses für die Batterie B1, das heißt, Erhöhen der Eingangsleistung und Verringern der Ausgangsleistung für den Kondensator CB, zu erhöhen.
(Weitere Beispiele)
10 zeigt ein weiteres Beispiel. Bei diesem Beispiel wird der Fahrmodus (liegt der EV-Modus vor?) als ein Fahrzustand des Fahrzeugs berücksichtigt und außerdem wird berücksichtigt, ob die Geschwindigkeitsregelung abgeschaltet ist oder nicht. In ähnlicher Art und Weise zu 8 wird ermittelt, ob die Temperaturen TB1 und TB2 der elektrischen Leistungsquellen kleiner oder gleich Ac sind und ob der EV-Modus vorliegt (S51, S52), und falls beide Ermittlungen Ja ergeben, wird ermittelt, ob eine Einstellung der Geschwindigkeitsregelung erfolgte (S53). In dem Fall, bei welchem die Ermittlung bei S53 Ja ergibt, wird anschließend der SOC-Zielwert des Kondensators CB1 auf SOC2 (beispielsweise etwa 80%) eingestellt (S54).
Falls keine Einstellung der Geschwindigkeitsregelung vorliegt, wird ein vergleichsweise starker Leistungsverbrauch in dem EV-Modus erwartet, und durch Einstellen von SOC2, welcher einen maximalen Zustand von Wout angibt, für den SOC des Kondensators CB, ist es möglich, ein ausreichendes Laden für eine Fahrt unter Verwendung dieser elektrischen Leistungsquelle auszuführen und die EV-Fahrt kann ausgeführt werden.
11 zeigt ein weiteres Beispiel. Bei diesem Beispiel wird berücksichtigt, ob der EV-Modus als der Fahrzustand des Fahrzeugs vorliegt, und Fahrtrouteninformationen werden berücksichtigt. In ähnlicher Art und Weise zu 10 wird ermittelt, ob Temperaturen TB1 und TB2 der elektrischen Leistungsquellen kleiner oder gleich Ac sind, und ob der EV-Modus vorliegt (S61, S62), und in dem Fall, bei welchem beide dieser Ermittlungen Ja ergeben, wird ermittelt, ob keine Einstellung der Geschwindigkeitsregelung vorliegt und ob eine Fahrstrecke bis zu einem Ziel, welches in einer Navigationseinheit eingestellt wurde, kleiner oder gleich einem spezifischen Wert ist (S63). In dem Fall, bei welchem die Ermittlung bei S63 Ja ergibt, wird anschließend der SOC-Zielwert des Kondensators CB auf SOC2 (beispielsweise etwa 80%) eingestellt (S64).
Falls die Fahrstrecke bis zu dem Ziel kleiner oder gleich dem spezifischen Wert ist, ist es möglich, eine Fahrt mit einer ausreichenden Leistung in dem EV-Modus sicherzustellen. Es ist dann durch Vorsehen des SOC des Kondensators CB derart, dass ein Zustand eines maximalen Wout zugeordnet wird, möglich, die EV-Fahrt auszuführen, welche eine ausreichende Entladung unter Verwendung des Kondensators CB ausführt.
12 zeigt ein noch weiteres Beispiel. Bei diesem Beispiel wird berücksichtigt, ob eine niedrige Temperatur vorliegt, und ob der Fahrmodus als ein Fahrzeug-Fahrzustand dem Leistungsmodus entspricht. Zunächst wird ermittelt, ob die Temperaturen TB1 und TB2 der elektrischen Leistungsquellen kleiner oder gleich C sind (S71). Hier beträgt C beispielsweise etwa 0°C, was einer niedrigen Temperatur entspricht, jedoch höher als Aa bis Ac ist. Die Ermittlung kann in einem Fall Ja ergeben, bei welchem lediglich eine der Temperaturen TB1 und TB2 der beiden elektrischen Leistungsquellen kleiner oder gleich C ist, oder diese kann Ja ergeben, wenn beide Temperaturen kleiner oder gleich C sind.
Falls die Ermittlung bei S71 Ja ergibt, wird ermittelt, ob der Fahrmodus dem Leistungsmodus entspricht (S72). In dem Fall, bei welchem die Ermittlung bei S72 Nein ergibt, wird die Verarbeitung abgeschlossen, wohingegen, falls die Ermittlung Ja ergibt, der SOC-Zielwert des Kondensators CB anschließend auf SOC2 (beispielsweise etwa 80%) eingestellt wird (S73).
Da der Fahrmodus dem Leistungsmodus entspricht, besteht eine Notwendigkeit, die zulässige Entladeleistung Wout möglichst schnell zu vergrößern. Da die zulässige Entladeleistung Wout bei einer niedrigen Temperatur nicht ausreichend ist, wird der SOC erhöht.
13 zeigt ein noch weiteres Beispiel. Bei diesem Beispiel wird neben der Berücksichtigung dahingehend, ob die niedrige Temperatur vorliegt, aus den Fahrrouteninformationen berücksichtigt, ob eine Hochlast-Fahrt vorliegen wird. Es wird ermittelt, ob die Temperaturen TB1 und TB2 der elektrischen Leistungsquellen kleiner oder gleich C sind (S81), und falls die Ermittlung bei diesem Schritt S81 Ja ergibt, wird anschließend unter Verwendung von Routeninformationen zu einem Navigationsziel ermittelt, ob der Fahrmodus eine Hochlast-Fahrt beinhalten wird (S82). In dem Fall, bei welchem die Ermittlung bei S82 Nein ergibt, wird die Verarbeitung abgeschlossen, wohingegen, falls die Ermittlung Ja ergibt, wird anschließend der SOC-Zielwert des Kondensators CB auf SOC2 (beispielsweise etwa 80%) eingestellt (S83).
Ausgehend von diesem Punkt kann während der Fahrt eine hohe Last erwartet werden und es ist notwendig, die zulässige Entladeleistung Wout schnellstmöglich zu vergrößern. Da die zulässige Entladeleistung Wout bei einer niedrigen Temperatur nicht ausreichend ist, wird der SOC erhöht.
Eine Prognostizierung bzw. Vorausberechnung einer hohen Last wird sich beispielsweise in solchen Fällen ergeben, bei welchen zwischen dem Ziel und der gegenwärtigen Position ein großer Unterschied hinsichtlich der Höhe besteht.
<Zeitpunkt niedriger Temperatur und niedrigen Leistungsverbrauchs>
14 ist ein Flussdiagramm für eine Steuerung zu dem Zeitpunkt einer niedrigen Temperatur, wenn der Leistungsverbrauch ausgehend von diesem Punkt niedrig ist. Bei diesem Beispiel wird ermittelt, ob eine niedrige Temperatur vorliegt und ob der Fahrmodus als Fahrzustandsinformationen dem Öko-Modus entspricht. Zunächst wird ermittelt, ob die Temperaturen TB1 und TB2 der elektrischen Leistungsquellen kleiner oder gleich C sind (S91). Falls die Ermittlung bei S91 Nein ergibt, endet die Verarbeitung an diesem Punkt, wohingegen in dem Fall, bei welchem die Ermittlung bei S91 Ja ergibt, ermittelt wird, ob der Öko-Modus vorliegt (S92).
Falls diese Ermittlung bei Schritt S92 Nein ergibt, wird die Verarbeitung beendet, wohingegen, falls die Ermittlung Ja ergibt, ein SOC-Zielwert des Kondensators CB auf SOC3 eingestellt wird (S93). In 15 ist eine Beziehung zwischen dem SOC, der zulässigen Entladeleistung Wout und der zulässigen Ladeleistung Win für eine elektrische Leistungsquelle gezeigt. Wie ersichtlich ist, entspricht SOC3 einem Wert, bei welchem die zulässige Ladeleistung maximal ist und die zulässige Entladeleistung minimal ist, und dieser beträgt bei dem Kondensator CB dieser Ausführungsform beispielsweise etwa 18%. Der Wert von SOC3 variiert in Abhängigkeit der Kapazität und des Typs usw. des Kondensators CB, kann jedoch einen Wert von 10% bis 30% besitzen.
Auf diese Art und Weise ist es durch Vorsehen des SOC des Kondensators CB, so dass Win einem maximalen Zustand entspricht, möglich, das Laden für eine Fahrt unter Verwendung dieser elektrischen Leistungsquelle ausreichend auszuführen, und die EV-Fahrt kann unter Verwendung des regenerativen Bremsens ausgeführt werden. Üblicherweise wird der SOC des Kondensators CB höher als SOC3 sein und der SOC des Kondensators CB kann durch Übertragen von elektrischer Leistung des Kondensators CB zu der Batterie B1 auf SOC3 gesenkt werden.
Auf diese Art und Weise wird durch Ausführen eines Austauschs von Leistung zwischen zwei elektrischen Leistungsquellen der Leistungsbetrag, welcher in jede elektrische Leistungsquelle fließt und diese verlässt, erhöht, und es ist möglich, das Aufwärmen der beiden elektrischen Leistungsquellen zu erleichtern. Im Falle des Öko-Modus besteht eine Notwendigkeit, elektrische Leistung, welche aus dem regenerativen Bremsen resultiert, vollständig auszutauschen. Es wird anschließend möglich, in dem EV-Modus zu fahren, bei welchem durch Zuordnen einer ausreichenden zulässigen Ladeleistung für den Kondensator CB ein regeneratives Bremsen ausreichend ausgeführt wird.
Es ist ebenso möglich, das Ausgangsleistungs-Verteilungsverhältnis des Kondensators CB zu erhöhen und das Eingangsleistungs-Verteilungsverhältnis zu verringern, und außerdem das Ausgangsleistungs-Verteilungsverhältnis der Batterie B1 zu verringern und das Eingangsleistungs-Verteilungsverhältnis zu erhöhen, um die Ausgangsleistung des Kondensators CB zu vergrößern und außerdem die Eingangsleistung des Kondensators CB zu verringern, um den SOC des Kondensators CB zu reduzieren.
(Weitere Beispiele)
16 zeigt ein weiteres Beispiel. Bei diesem Beispiel wird berücksichtigt, ob eine niedrige Temperatur vorliegt, und basierend auf Fahrzeug-Routeninformationen, ob eine Notwendigkeit für eine Erzeugung vorliegt. In ähnlicher Art und Weise zu 14 wird ermittelt, ob Temperaturen TB1 und TB2 der elektrischen Leistungsquellen kleiner oder gleich C sind (S101), und falls das Ergebnis diese Ermittlung Ja ergibt, wird anschließend aus Navigationsinformationen ermittelt, ob ausgehend von diesem Punkt in einer vorwärtigen Richtung ein regeneratives Bremsen erwartet werden kann (S102). In dem Fall, bei welchem die Ermittlung bei S102 Ja ergibt, wird anschließend der SOC-Zielwert des Kondensators CB auf SOC3 eingestellt (S103).
In dem Fall, bei welchem ein regeneratives Bremsen erwartet wird, ist es wünschenswert, die regenerative Leistung ausreichend auszutauschen. Die EV-Fahrt, um regenerative Leistung mit dem Kondensator CB ausreichend auszutauschen, kann daher durch Vorsehen des SOC des Kondensators CB derart, dass Win einem maximalen Zustand entspricht, ausgeführt werden.
(Berücksichtigung von Leistungsverbrauchscharakteristika)
Wie vorstehend beschrieben ist, wird bei dieser Ausführungsform der Verbrauchszustand von Leistung für die Fahrt gemäß Navigationsinformationen, Fahr- bzw. Geschwindigkeitsregelungseinstellungen, Leistungs-/Öko-Modus-Einstellungen usw. geschätzt bzw. bestimmt. Folglich ist es möglich, die SOC-Schwankung für eine elektrische Leistungsquelle bei der Fahrt abzuschätzen bzw. zu bestimmen und eine geeignete Ziel-SOC-Einstellung wird möglich.
<Weiteres Beispiel der Systemstruktur>
Ein weiteres Beispiel einer Systemstruktur ist in 17 gezeigt. Bei diesem Beispiel sind als der Wandler 10 vier Schaltelemente S1 bis S4 zwischen einer positiven Leitung und einer negativen Leitung in Reihe geschaltet. Zwei Batterien B1 und B2 sind dann mit diesem Wandler 10 verbunden. Der Wandler 10 verstärkt DC-Spannungen VL1 und VL2 von den Batterien B1 und B2 zu einer Spannung VH einer Hochspannungsseite und führt diese Spannung VH auf der Eingangsseite eines Wechselrichters 20 zu der positiven Leitung und der negativen Leitung. Abgesehen von der Struktur des Wandlers 10 und der Batterien B1 und B2 ist dieses Beispiel gleich demjenigen, welches in 1 gezeigt ist.
Von den Schaltelementen S1 bis S4 des Wandlers 10 ist der Kollektor des obersten Schaltelements S1 mit einem positiven Ausgangsanschluss auf einer Hochspannungsseite des Wandlers 10 verbunden und mit einer positiven Leitung einer Hochspannungsseite verbunden. Der Kollektor des Schaltelements S2 ist mit dem Emitter des Schaltelements S1 verbunden, der Kollektor des Schaltelements S3 ist mit dem Emitter des Schaltelements S2 verbunden, der Kollektor des Schaltelements S4 ist mit dem Emitter des Schaltelements S3 verbunden und der Emitter des Schaltelements S3 ist mit der negativen Leitung verbunden. Die negative Leitung ist mit der Masse verbunden.
Außerdem sind Dioden D1 bis D4, in welchen ein Strom in einer Richtung von dem Emitter zu dem Kollektor fließt, entsprechend parallel zu jedem Schaltelement S1 bis S4 verbunden bzw. geschaltet und ein Strom einer entgegengesetzten Richtung fließt in den Schaltelementen S1 bis S4.
Der Wandler 10 besitzt eine Drosselspule L1 und einen Kondensator CL1. Eine positive Elektrode der Batterie B1 ist über die Drosselspule L1 mit einem Knoten N2 verbunden. Eine negative Elektrode der Batterie B1 ist mit der negativen Leitung verbunden. Außerdem ist der Kondensator CL1 zwischen der negativen Elektrode der Batterie B1 und einem Verbindungspunkt zwischen der positiven Elektrode der Batterie und der Drosselspule L1 verbunden bzw. geschaltet.
Der Wandler 10 besitzt außerdem eine Drosselspule L2 und einen Kondensator CL2. Der Kondensator CL2 ist mit der positiven Elektrode und einer negativen Elektrode der Batterie B2 verbunden, der Kondensator CL2 und die positive Elektrodenseite der Batterie B2 sind über die Drosselspule L2 mit einem Knoten N1 verbunden und der Kondensator CL2 und die Seite der negativen Elektrodenseite der Batterie B2 sind mit einem Knoten N3 verbunden.
In dieser Schaltung von 17 kann durch Steuern von Ein- und Aus-Zuständen der Schaltelemente S1 bis S4 des Wandlers 10 eine Niederspannungsseite des Wandlers 10 in einen Reihenschaltungs-Modus, bei welchem die Batterien B1 und B2 in Reihe geschaltet sind, oder einen Parallelschaltungs-Modus, bei welchem die beiden Batterien B1 und B2 parallel verbunden bzw. geschaltet sind, versetzt werden. Es ist außerdem möglich, die Batterien B1 und B2 unabhängig als eine Batterie der Niederspannungsseite zu verwenden. Insbesondere falls die Schaltelemente S1 und S2 als eine Gruppe vorgesehen sind und die Schaltelemente S3 und S4 als eine weitere Gruppe vorgesehen sind, werden diese als ein Wandler für die Batterie B1 dienen, während, falls die Schaltelemente S1 und S4 als eine Gruppe vorgesehen sind und die Schaltelemente S2 und S3 als eine weitere Gruppe vorgesehen sind, diese als ein Wandler für die Batterie B2 dienen werden. In dem Fall, bei welchem lediglich eine der Batterien B1 und B2 verwendet wird, wird die andere der Batterien B2 und B1, welche nicht verwendet wird, vorzugsweise nach Bedarf von der Schaltung isoliert. Es ist außerdem vorzuziehen, die Batterie B1 im Falle des Einstellens eines hohen SOC zu verwenden, die Batterie B1 im Falle des Einstellens eines niedrigen SOC zu verwenden, und den Parallelschaltungs-Modus oder den Reihenschaltungs-Modus einzustellen, wenn ein mittlerer SOC eingestellt wird.
Da zwei Batterien B1 und B2 vorliegen, ist es auch bei einem System dieser Art möglich, den SOC der Batterien B1 und B2 unabhängig zu steuern, und es ist möglich, entweder Leistung zwischen jeder Batterie B1 und B2 zu übertragen, oder einen gewünschten SOC durch Anpassen eines Eingangs-Ausgangs-Leistungs-Verteilungsverhältnisses von jeder der Batterien B1 und B2 dadurch einzustellen, dass die Verbindung bzw. Verschaltung zwischen der Batterie B1 und der Batterie B2 dem Parallelschaltungs-Modus entspricht.
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 2014-129888 [0001]

Claims

Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug, aufweisend: eine Maschine; einen Motor; eine Mehrzahl von elektrischen Leistungsquellen zum Zuführen von elektrischer Leistung zu dem Motor; und einen Steuerungsabschnitt zum Steuern eines Ladezustands einer elektrischen Leistungsquelle aus der Mehrzahl von elektrischen Leistungsquellen basierend auf einer Temperatur der einen elektrischen Leistungsquelle und zumindest auf dem Fahrzustand des Fahrzeugs oder auf Fahrrouteninformationen, so dass dieser einem spezifischen Wert entspricht.
Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug nach Anspruch 1, ferner aufweisend: einen elektrischen Leistungswandler zum Übertragen von elektrischer Leistung zwischen der Mehrzahl von elektrischen Leistungsquellen, und wobei der Steuerungsabschnitt den Ladezustand der einen elektrischen Leistungsquelle durch Steuern des elektrischen Leistungswandlers, um elektrische Leistung zwischen der einen elektrischen Leistungsquelle und anderen elektrischen Leistungsquellen zu übertragen, steuert.
Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug nach Anspruch 2, wobei: der Steuerungsabschnitt den Ladezustand derart steuert, dass eine Differenz zwischen einer Größe eines zulässigen Entladebetrags und einer Größe eines zulässigen Ladebetrags der einen elektrischen Leistungsquelle minimal wird, wenn sich die eine elektrische Leistungsquelle in einem Niedrig-Temperatur-Zustand befindet.
Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug nach Anspruch 2, wobei: der Steuerungsabschnitt den Ladezustand der einen elektrischen Leistungsquelle derart steuert, dass ein zulässiger Entladebetrag der einen elektrischen Leistungsquelle maximal wird, wenn sich die eine elektrische Leistungsquelle in einem Niedrig-Temperatur-Zustand befindet.
Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug nach Anspruch 2, wobei: der Steuerungsabschnitt in dem Fall, bei welchem ein Zustand eines regenerativen Bremsens andauert, den Ladezustand der einen elektrischen Leistungsquelle derart steuert, dass ein zulässiger Ladebetrag der einen elektrischen Leistungsquelle maximal wird, wenn sich die eine elektrische Leistungsquelle in einem Niedrig-Temperatur-Zustand befindet.