DE102019116211A1

DE102019116211A1 - Antriebssteuereinrichtung zum Steuern eines Fahrzeugantriebssystems

Info

Publication number: DE102019116211A1
Application number: DE102019116211.4A
Authority: DE
Inventors: Hisaaki Kobayashi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-06-15
Filing date: 2019-06-14
Publication date: 2019-12-19
Also published as: US20190381898A1; JP7155642B2; JP2019221025A; CN110605978A; US11400818B2

Abstract

Eine Antriebssteuereinrichtung (40, 140, 240, 340) wird zum Steuern eines in einem Fahrzeug (11, 111, 211, 311) angebrachten Antriebssystems (1, 110, 210, 310) bereitgestellt, wobei das Antriebssystem einen Leistungsgenerator (22, 108, 208, 308), mindestens eine wiederaufladbare Batterie (20, 21, 120, 121, 220, 221, 321), Zubehörteile (23-28, 123-128, 207, 224, 225, 227, 307, 324), die durch elektrische Leistung angetrieben werden, die von einem der beiden oder beiden der wenigstens einen wiederaufladbaren Batterie und dem Leistungsgenerator zugeführt wird, umfasst. In der Antriebssteuereinrichtung ist ein Selektor (51) konfiguriert, um während der Leistungserzeugung durch den Leistungsgenerator, den Leistungsgenerator als eine Leistungsquelle für die Zubehörteile bevorzugt vor der wenigstens einen wiederaufladbaren Batterie auszuwählen. Eine Leistungssteuerung (52) ist konfiguriert, um den Leistungsverbrauch der Zubehörteile zu erhöhen, wenn die durch den Leistungsgenerator generierte Leistung den Leistungsverbrauch der Zubehörteile überschreitet.

Description

Hintergrund
Technisches Gebiet
Diese Erfindung betrifft eine Antriebssteuereinrichtung zum Steuern eines Fahrzeugantriebssystems, das einen Motorgenerator umfasst.
Verwandte Technik
Ein Fahrzeugantriebssystem ist bekannt, das eine wiederaufladbare Batterie und einen Leistungsgenerator umfasst und die von der wiederaufladbaren Batterie zugeführte elektrische Leistung und die durch den Leistungsgenerator generierte elektrische Leistung verwenden kann. In diesem Antriebssystem kann die durch den Leistungsgenerator erzeugte elektrische Leistung in die wiederaufladbare Batterie geladen und dann nach Bedarf verwendet werden. Der Leistungsverlust findet jedoch in der wiederaufladbaren Batterie während des Ladens und Entladens der wiederaufladbaren Batterie statt. Ein Verhindern von unnötigem Laden und Entladen der wiederaufladbaren Batterie kann einen verschwenderischen Leistungsverbrauch verringern. Um den Leistungsverlust zu verringern, der in der wiederaufladbaren Batterie während des Ladens und Entladens der wiederaufladbaren Batterie stattfindet, wie in JP-A-2001-169404 offenbart, werden Zubehörteile durch Leistung angetrieben, die von dem Motorgenerator während regenerativen Bremsens zugeführt wird. Wenn der Leistungsverbrauch der Zubehörteile nicht durch die von dem Motorgenerator zugeführte Leistung abgedeckt werden kann, wird das Defizit von der wiederaufladbaren Batterie zugeführt.
Wie in JP-A-2001-169404 offenbart, wird die überschüssige Leistung in die wiederaufladbare Batterie geladen, wenn die durch den Motorgenerator generierte Leistung den Leistungsverbrauch der Zubehörteile überschreitet. Beispielsweise kann es Fälle geben, in denen die durch den Motorgenerator generierte Leistung variiert, während ein Leistungsbedarf der Zubehörteile gleichbleibend ist. In derartigen Fällen wird durch den Motorgenerator weiter generierte Leistung in die wiederaufladbare Batterie geladen und danach den Zubehörteilen der wiederaufladbaren Batterie zugeführt, was zu erhöhtem Lade-/Entladeverlust der wiederaufladbaren Batterie führen kann.
Hinsichtlich des obigen ist eine Antriebssteuereinrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem gewünscht, die eine Fahrzeugantriebssteuerung mit weiter verringertem Lade- und Entladeverlust der wiederaufladbaren Batterie erreichen kann.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Antriebssteuereinrichtung zum Steuern eines in einem Fahrzeug angebrachten Antriebssystems bereit, wobei das System einen Leistungsgenerator, mindestens eine wiederaufladbare Batterie, Zubehörteile, die durch elektrische Leistung angetrieben werden, die von einem der beiden oder beiden der wenigstens einen wiederaufladbaren Batterie und dem Leistungsgenerator zugeführt wird, umfasst. Die Antriebssteuereinrichtung umfasst: einen Selektor, der konfiguriert ist, um während der Leistungserzeugung durch den Leistungsgenerator den Leistungsgenerator als eine Leistungsquelle für die Zubehörteile bevorzugt vor der mindestens einer wiederaufladbaren Batterie auszuwählen; und eine Leistungssteuerung, die konfiguriert ist, um den Leistungsverbrauch der Zubehörteile zu erhöhen, wenn die durch den Leistungsgenerator generierte Leistung den Leistungsverbrauch der Zubehörteile überschreitet.
In dieser Konfiguration ist der Selektor konfiguriert, um während der Leistungserzeugung durch den Motorgenerator den Motorgenerator bevorzugt vor den wiederaufladbaren Batterien (d.h., der Hochspannungsbatterie und der Niederspannungsbatterie) als eine Leistungsquelle auszuwählen, um Leistung an die Zubehörteile zu liefern. Die Leistungssteuerung ist konfiguriert, um den Leistungsverbrauch der Zubehörteile zu erhöhen und dadurch die überschussige generierte Leistung zu verringern, die in die wiederaufladbaren Batterien zu laden ist, wenn die durch den Motorgenerator generierte Leistung den Leistungsverbrauch der Zubehörteile überschreitet. Das Einstellen des Leistungsverbrauchs der Zubehörteile als Antwort auf die durch den Motorgenerator generierte Leistung kann verhindern, dass die durch den Motorgenerator generierte Leistung in die wiederaufladbaren Batterien geladen und danach von den wiederaufladbaren Batterien den Zubehörteilen zugeführt wird, was den durch das Laden/Entladen der wiederaufladbaren Batterien verursachten Leistungsverlust verringern kann.
Figurenliste
In den begleitenden Zeichnungen:

1 ist ein schematisches Diagramm eines Antriebssystems;
2 ist ein schematisches Diagramm einer Antriebssteuereinrichtung;
3 ist eine beispielhafte Leistungsverteilungstabelle, die in der Antriebssteuereinrichtung gespeichert ist;
4 ist ein Ablaufdiagramm der Antriebsteuerverarbeitung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
5 ist ein Ablaufdiagramm der Leistungsverteilungs-Bestimmungsverarbeitung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
6 ist ein Ablaufdiagramm der Antriebsteuerverarbeitung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
7A-7D sind ein Zeitablaufdiagramm der Leistungsverteilung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
8 ist ein Ablaufdiagramm der Antriebsteuerverarbeitung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
9A-9C sind eine Veranschaulichung der Leistungsverteilung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel;
10 ist ein Ablaufdiagramm der Antriebsteuerverarbeitung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;
11A-11C sind eine Veranschaulichung der Leistungsverteilung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel;
12A-12D sind ein Zeitablaufdiagramm der Leistungsverteilung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel;
13 ist ein schematisches Diagramm eines Antriebssystems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
14 ist ein schematisches Diagramm eines Antriebssystems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel; und
15 ist ein schematisches Diagramm eines Antriebssystems gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

BESCHREIBUNG VON SPEZIFISCHEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Hier werden nachstehend beispielhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ausführlich mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche Elemente ungeachtet der Bezugszeichen beziehen, und eine duplizierte Beschreibung davon wird weggelassen.
Erstes Ausführungsbeispiel
1 veranschaulicht ein Fahrzeugantriebssystem 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Antriebssystem 10 ist in einem Fahrzeug 11 angebracht, das ein elektrisches Fahrzeug (EV; electric vehicle) ist. Das Antriebssystem 10 kann Räder 12 antreiben, um das Fahrzeug 11 anzutreiben. Das Antriebssystem 10 umfasst eine Hochspannungsbatterie 20, eine Niederspannungsbatterie 21, einen Motorgenerator (MG) 22, einen Thermoregler 23, Niederspannung-Zubehörteile 24, einen Kompressor 25, einen Inverter 26, einen Umwandler 27 und eine elektronische Steuereinheit (ECU; electronic control unit) 40. Das Fahrzeug 11 umfasst ein Informationsterminal 31 und Sensoren 30. Das Antriebssystem 10 umfasst als Zubehörteile den Thermoregler 23, die Niederspannungszubehörteile 24, den Kompressor 25, den Inverter 26, den Umwandler 27 und den Kühler 28.
Die Hochspannungsbatterie 20 und die Niederspannungsbatterie 21 sind sekundäre Batterien. Genauer gesagt ist die Hochspannungsbatterie 20 beispielsweise eine Lithium-Ionen-Batterie, ist aber nicht darauf beschränkt. Die Niederspannungsbatterie 21 ist eine Blei-Säure-Batterie, ist aber nicht darauf beschränkt. Die Hochspannungsbatterie 20 weist eine relativ hohe Ausgangsspannung in der Größenordnung von 200 bis 300 Volt auf. Die Niederspannungsbatterie 21 weist eine relativ niedrige Ausgangsspannung in der Größenordnung von 20 bis 30 Volt auf.
Der Motorgenerator 22 wandelt die Drehenergie der Räder 12 beim Arbeiten als ein Generator in elektrische Leistung um. Der Motorgenerator 22 wandelt die von der Hochspannungsbatterie 20 zugeführte elektrische Leistung beim Arbeiten als ein Elektromotor in Drehenergie um.
Der Thermoregler 23 ist konfiguriert, um die Hochspannungsbatterie 20 zu erwärmen, wenn mit Energie versorgt. Der Kühler 28 ist konfiguriert, um die Hochspannungsbatterie 20 zu kühlen, wenn mit Energie versorgt. Der Kühler 28 kann aus einem Kühllüfter oder dergleichen gebildet sein. Die Versorgung mit Energie von jeweils dem Thermoregler 23 und dem Kühler 28 wird basierend auf der Temperatur der Hochspannungsbatterie 20 gesteuert, so dass der Thermoregler 23 die Hochspannungsbatterie 20 in geeigneter Weise heizt und der Kühler 28 die Hochspannungsbatterie 20 in geeigneter Weise kühlt. Der Thermoregler 23 und der Kühler 28 werden durch von der Hochspannungsbatterie 20 zugeführte Leistung oder durch von dem Motorgenerator 22 generierte Leistung angetrieben.
Die Niederspannungszubehörteile 24 werden durch Leistung, die durch den Motorgenerator 22 generiert wird, oder einer relativ niedrigen Spannungsleistung, die von der Hochspannungsbatterie 20, der Niederspannungsbatterie 21 oder dem Umwandler 27 zugeführt wird, angetrieben. Die Zubehörteile 24 bestehen aus Vorrichtungen, deren Betriebsspannung in der Größenordnung von einigen Dutzend Volt ist.
Der Kompressor 25 ist ein elektrischer Klimatisierungskompressor, der ein Klimatisierungssystem zum Kühlen oder Erwärmen innerhalb der Kabine des Fahrzeugs bildet. Der Kompressor 25 wird durch Leistung, die generierten durch den Motorgenerator 22 generiert wird, oder einer Spannung in der Größenordnung von einigen Hundert Volt, die der Hochspannungsbatterie 20 zugeführt wird, angetrieben.
Der Inverter 26 ist zwischen der Hochspannungsbatterie 20 und dem Motorgenerator 22 geschaltet. Der Inverter 26 wandelt Wechselstromleistung in Gleichstromleistung um, wenn der Motorgenerator 22 als ein Leistungsgenerator arbeitet, was ermöglicht, die Hochspannungsbatterie 20 zu laden. Der Inverter 26 wandelt Gleichstromleistung, die von der Hochspannungsbatterie 20 ausgegeben wird, in Wechselstromleistung um, was ermöglicht, den Motorgenerator 22 zu betätigen.
Der Umwandler 27 ist ein Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Umwandler. Der Umwandler 27 ist zwischen der Hochspannungsbatterie 20 und dem Inverter 26 und der Niederspannungsbatterie 21 geschaltet. Der Umwandler 27 ist zwischen einer hohen Seite (der Seite der Hochspannungsbatterie 20 und des Inverters 26) und einer niedrigen Seite (der Seite der Niederspannungsbatterie 21) geschaltet. Der Umwandler 27 heruntertransformiert Spannungen, die von der hohen Seite eingegeben werden, und gibt die heruntertransformierten Spannungen an die niedrige Seite aus. Der Umwandler 27 herauftransformiert Spannungen, die von der niedrigen Seite eingegeben werden, und gibt die herauftransformierten Spannungen an die hohe Seite aus.
Das Informationsterminal 31 erfasst Informationen, die von außerhalb des Fahrzeugs 11 und Fahrassistenzvorrichtungen eingegeben werden, und gibt die Informationen an die ECU 40 aus. Die Sensoren 32 sind herkömmliche wohlbekannte Sensoren, die konfiguriert sind, um einen Umgebungs- oder Betriebszustand des Fahrzeugs 11 zu erfassen. Genauer gesagt können die Sensoren 32 einen Drehmomentsensor, einen externen Temperatursensor und einen internen Kabinentemperatursensor umfassen. Die von den Sensoren erfassten Informationen werden in die ECU 40 eingegeben.
Die ECU 40 ist eine Antriebssteuereinrichtung zum Steuern verschiedener Elemente des Antriebssystems 10, wie beispielsweise der Hochspannungsbatterie 20, des Motorgenerators 22 und der Zubehörteile. Wie in 2 gezeigt, umfasst die ECU 40 eine Antriebs-ECU 50, welche die Antriebssteuerung des Fahrzeugs 11 durchführt, eine Batterie-ECU 42, welche die Hochspannungsbatterie 20 und die Niederspannungsbatterie 21 steuert, eine Inverter-ECU 43, die den Inverter 26 steuert, eine Temperatursteuerungs-ECU 44, die den Thermoregler 23 steuert, eine Kompressor-ECU 45, die den Kompressor 25 steuert, und eine Umwandler-ECU 46, die den Umwandler 27 steuert. Jede ECU 42-46, 50 ist als ein Mikrocomputer konfiguriert, der eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Nurlesespeicher (ROM; read-only memory), einen Direktzugriffsspeicher (RAM; random-accss memory), einen Backup-RAM, eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle und weitere Komponenten (alle nicht gezeigt) umfasst. Funktionen von jeder später beschrieben ECU können von der CPU implementiert werden, die im ROM gespeicherte Computerprogramme lädt und ausführt, der als ein nichttransitorisches, computerlesbares Speichermedium in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dient.
Die Antriebs-ECU 50 ist konfiguriert, um Informationen von dem Informationsterminal 31 und den Sensoren 32 zu erfassen. Die Antriebs-ECU 50 erfasst ebenfalls Informationen hinsichtlich verschiedener Vorrichtungen von der Batterie-ECU 42, der Inverter-ECU 43, der Temperatursteuerungs-ECU 44, der Kompressor-ECU 45, der Umwandler-ECU 46 und gibt ein Befehlssignal an jede der ECUs 42-46 aus, um dadurch die Batterien 20, 21 und die Zubehörteile zu steuern. Die Antriebs-ECU 50 kann eine Steuerverarbeitung durchführen, um die Lade- und Entladeleistung der wiederaufladbaren Batterien (d.h., der Hochspannungsbatterie 20 und der Niederspannungsbatterie 21) und den Leistungsverbrauch der Zubehörteile (d.h., des Thermoreglers 23, des Niederspannungszubehörs 24, des Kompressors 25, des Inverters 26, des Umwandlers 27 und des Kühlers 28) zu steuern. Die Antriebs-ECU 50 steuert den Motorgenerator 22, um den Leistungsfahrbetrieb und den regenerativen Betrieb des Motorgenerators 22 zu steuern.
Die Antriebs-ECU 50 umfasst einen Selektor 51 und eine Leistungssteuerung 52. Der Selektor 51 wählt mindestens eine Leistungsquelle aus, die Leistung an die Zubehörteile liefert, die den Thermoregler 23, die Niederspannungs-Zubehörteile 24, den Kompressor 25, den Inverter 26 und den Umwandler 27 umfassen. Der Selektor 51 wählt die mindestens eine Leistungsquelle aus, die den Zubehörteilen Leistung von der Hochspannungsbatterie 20, der Niederspannungsbatterie 21 und dem im Fahrzeug 11 angebrachten Motorgenerator 22 als Leistungsquellen zuführt. Wenn zwei oder mehrere Leistungsquellen ausgewählt werden, kann der Selektor 51 ein Verhältnis von Leistung, die von jeder ausgewählten Leistungsquelle zugeführt wird, zu dem Leistungsverbrauch der Zubehörteile einstellen. Genauer gesagt kann der Selektor 51 konfiguriert sein, um ein Verhältnis oder eine Leistung, die von jeder ausgewählten Leistungsquelle zugeführt wird, zu dem Gesamtleistungsverbrauch der Zubehörteile einzustellen, oder kann konfiguriert sein, um für jedes Zubehörteil ein Verhältnis der von jeder Leistungsquelle dem Zubehörteil zugeführten Leistung einzustellen.
Während der Leistungserzeugung durch den Motorgenerator 22 wählt der Selektor 51 den Motorgenerator 22 bevorzugt vor der Hochspannungsbatterie 20 und der Niederspannungsbatterie 21 als eine Leistungsquelle aus, die Leistung an diese Zubehörteile liefert. Genauer gesagt kann beispielsweise der Selektor 51 konfiguriert sein, um während der Leistungserzeugung durch den Motorgenerator 22 den Motorgenerator 22 als eine Leistungsquelle auszuwählen, die Leistung an diese Zubehörteile liefert, und wenn der Leistungsverbrauch der Zubehörteile die durch den Motorgenerator 22 generierte Leistung überschreitet, die Hochspannungsbatterie 20 oder die Niederspannungsbatterie 21 zu veranlassen, das Defizit zuzuführen.
Die Leistungssteuerung 52 ist konfiguriert, um den Leistungsverbrauch der Zubehörteile zu erhöhen, wenn die durch den Motorgenerator 22 generierte Leistung den Gesamtleistungsverbrauch der Zubehörteile überschreitet. Genauer gesagt berechnet die Leistungssteuerung 52 die überschüssige Leistung, die eine Differenz zwischen der durch den Motorgenerator 22 generierten aktuellen Leistung und dem Gesamtleistungsverbrauch der Zubehörteile ist, und erhöht den Gesamtleistungsverbrauch der Zubehörteile, um die überschüssige Leistung zu minimieren. Das heißt, die Formulierung „Leistungsverbrauch der Zubehörteile erhöhen“, wie hier verwendet, ist bestimmt, den Leistungsverbrauch der Zubehörteile im Vergleich mit dem Leistungsverbrauch der Zubehörteile zu erhöhen, wenn es keine überschüssige Leistung gibt.
Bevorzugt kann der Leistungsverbrauch der Zubehörteile erhöht werden, so dass eine erhöhte Menge des Leistungsverbrauchs der Zubehörteile durch die überschüssige Leistung abgedeckt werden kann. Die Leistungssteuerung 52 kann konfiguriert sein, um den Leistungsverbrauch der Zubehörteile zu erhöhen, um die gesamte überschüssige Leistung zu verbrauchen, oder kann konfiguriert sein, um den Leistungsverbrauch der Zubehörteile zu erhöhen, um einen Teil der überschüssigen Leistung zu verbrauchen, und den Rest der überschüssigen Leistung zu verwenden, um die Batterien 20, 21 zu laden. Die Leistungssteuerung 52 kann konfiguriert sein, um einige der Zubehörteile auszuwählen, um den Leistungsverbrauch der ausgewählten Zubehörteile zu erhöhen, oder kann konfiguriert sein, um den Leistungsverbrauch aller Zubehörteile zu erhöhen. Die Leistungssteuerung 52 kann konfiguriert sein, um basierend auf Informationen von verschiedenen Vorrichtungen, die in dem Fahrzeug umfasst sind, Zubehörteile auszuwählen, deren Leistungsverbrauch erhöht werden soll, oder kann konfiguriert sein, um basierend auf einer vorgeschriebenen Bedingung ein Prioritätsniveau für jedes Zubehörteil zu bestimmen, dessen Leistungsverbrauch erhöht werden soll.
Derweil kann die Leistungssteuerung 52 konfiguriert sein, um eine Erhöhung des Leistungsverbrauchs der Zubehörteile unter einer vorgeschriebenen Bedingung zu hemmen, sogar, wenn die durch den Motorgenerator 22 generierte Leistung den Gesamtleistungsverbrauch der Zubehörteile überschreitet. Beispielsweise kann die Leistungssteuerung 52 konfiguriert sein, eine Erhöhung des Leistungsverbrauchs des Zubehörteils zu hemmen, wenn ein Ladezustand (SOC; state of charge;) der wiederaufladbaren Batterie für ein bestimmtes der Zubehörteile gleich oder geringer als ein vorbestimmter SOC-Schwellenwert ist. Dieser SOC-Schwellenwert kann für eine jeweilige der wiederaufladbaren Batterien für die Zubehörteile eingestellt werden. Beispielsweise kann der SOC-Schwellenwert auf einen spezifischen Wert eingestellt werden, der eine Überentladung der wiederaufladbaren Batterie verhindern kann. Die Formulierung „eine Erhöhung des Leistungsverbrauchs hemmen“ kann bestimmt sein, eine Erhöhung des Leistungsverbrauchs zu verringern oder eine Erhöhung des Leistungsverbrauchs zu hemmen.
Die Leistungssteuerung 52 kann konfiguriert sein, um den Leistungsverbrauch der Zubehörteile zu erhöhen, wenn eine Temperatur der Hochspannungsbatterie 20 oder der Niederspannungsbatterie 21 innerhalb eines vorgeschriebenen Batterietemperaturbereichs ist, und eine Erhöhung des Leistungsverbrauchs der Zubehörteile zu hemmen, wenn die Temperatur der Hochspannungsbatterie 20 oder der Niederspannungsbatterie 21 außerhalb des vorgeschriebenen Batterietemperaturbereichs ist. Dieser Batterietemperaturbereich kann für eine jeweilige der wiederaufladbaren Batterien eingestellt werden. Beispielsweise kann der Batterietemperaturbereich für eine jeweilige der wiederaufladbaren Batterien in einen Temperaturbereich eingestellt werden, der die Batterieleistung und Lebensdauer der wiederaufladbaren Batterie sicherstellen kann.
Das Antriebssystem 10 umfasst als ein Zubehörteil einen Temperaturcontroller, wie beispielsweise den Thermoregler 23 oder den Kühler 28, der eine Temperatur der Hochspannungsbatterie 20 oder der Niederspannungsbatterie 21 steuern kann. Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel ist die Leistungssteuerung 52 konfiguriert, um den Leistungsverbrauch des Temperaturcontrollers für die Hochspannungsbatterie 20 oder die Niederspannungsbatterie 21 bevorzugt vor dem Leistungsverbrauch der anderen Zubehörteile als den Temperaturcontroller zu erhöhen, wenn eine Temperatur der Hochspannungsbatterie 20 oder der Niederspannungsbatterie 21 außerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereich ist. Beispielsweise kann die Leistungssteuerung 52 konfiguriert sein, um den Leistungsverbrauch des Thermoreglers 23 bevorzugt vor dem Leistungsverbrauch der anderen Zubehörteile als den Thermoregler zu erhöhen, vorausgesetzt, dass die Temperatur die Hochspannungsbatterie 20 gleich oder geringer als ein vorbestimmter Heizschwellenwert ist. Außerdem kann die Leistungssteuerung 52 konfiguriert sein, um den Leistungsverbrauch des Kühlers 28 bevorzugt vor dem Leistungsverbrauch der anderen Zubehörteile als dem Kühler 28 zu erhöhen, vorausgesetzt, dass die Temperatur der Hochspannungsbatterie 20 gleich oder größer als ein vorbestimmter Kühlschwellenwert ist. Jeder der Heizschwellenwerte und der Kühlschwellenwerte kann auf einen Temperaturbereich eingestellt sein, der die Batterieleistung und die Lebensdauer der wiederaufladbaren Batterie sicherstellen kann.
Das Antriebssystem 10 umfasst als ein Zubehörteil den Kompressor 25, der zur Klimatisierung innerhalb der Kabine des Fahrzeugs 11 verwendet wird. Die Leistungssteuerung 52 kann konfiguriert sein, um den Leistungsverbrauch des Kompressors 25 bevorzugt vor dem Leistungsverbrauch der anderen Zubehörteile als dem Kompressor 25 zu erhöhen, wenn eine interne Kabinentemperatur außerhalb eines vorbestimmten verbotenen Temperaturbereichs ist, der für eine eingestellte Temperatur zur Klimatisierung und eine Außentemperatur eingestellt ist. Bevorzugt kann beim Kühlen der verbotene Temperaturbereich als ein Temperaturbereich von Temperaturen definiert sein, der niedriger als die eingestellte Temperatur ist. Bevorzugt kann beim Erwärmen der verbotene Temperaturbereich als ein Temperaturbereich von Temperaturen höher als die eingestellte Temperatur definiert sein. Die Leistungssteuerung 52 kann konfiguriert sein, um die Erhöhung des Leistungsverbrauchs des Kompressors 25 zurückzuhalten, wenn die interne Kabinentemperatur innerhalb des vorbestimmten verbotenen Temperaturbereichs ist.
Die ECU 40 ist konfiguriert, um einen Zieltemperaturbereich einzustellen, der durch eine untere Grenztemperatur unterhalb einer Temperatur, die durch eine Eingabe des Fahrers oder dergleichen eingestellt wird, und eine obere Grenztemperatur oberhalb der eingestellten Temperatur, eingestellt ist. Im Normalbetrieb, in dem es keine Notwendigkeit gibt, die überschüssige Leistung des Motorgenerators 22 zu verbrauchen, rückkopplungssteuert die Leistungssteuerung 52 den Kompressor 15, um die interne Kabinentemperatur innerhalb des Zieltemperaturbereichs zu halten. Die Leistungssteuerung 52 kann konfiguriert sein, um beim Verbrauchen der überschüssigen Leistung des Motorgenerators 22 den Leistungsverbrauch des Kompressors 25 zu erhöhen, sogar wenn die interne Kabinentemperatur innerhalb des Zieltemperaturbereichs ist. Genauer gesagt kann die Leistungssteuerung 52 konfiguriert sein, um beim Erwärmen den Leistungsverbrauch des Kompressors 25 zu erhöhen, bis die interne Kabinentemperatur die eingestellte Temperatur überschreitet und die obere Grenztemperatur des Zieltemperaturbereichs erreicht. Die Leistungssteuerung 52 kann konfiguriert sein, um beim Kühlen den Leistungsverbrauch des Kompressors 25 zu erhöhen, bis die interne Kabinentemperatur unter die eingestellte Temperatur fällt und die untere Grenztemperatur den Zieltemperaturbereich erreicht. Die obere Grenztemperatur des Zieltemperaturbereichs oder die untere Grenztemperatur des Zieltemperaturbereichs kann als ein Schwellenwert des verbotenen Temperaturbereichs verwendet werden. Genauer gesagt kann beim Kühlen der verbotene Temperaturbereich auf einen Temperaturbereich unterhalb der unteren Grenztemperatur des Zieltemperaturbereichs eingestellt werden. Beim Erwärmen kann der verbotene Temperaturbereich auf einen Temperaturbereich oberhalb der oberen Grenztemperatur des Zieltemperaturbereichs eingestellt werden.
Die Leistungssteuerung 52 kann konfiguriert sein, um beim Entscheiden, den Leistungsverbrauch des Kompressors 25 zu erhöhen, den Zieltemperaturbereich zu modifizieren, um den Leistungsverbrauch des Kompressors 25 zu erhöhen. Genauer gesagt kann beim Erwärmen der Zieltemperaturbereich in einer Richtung zu hohen Temperaturen hin erweitert werden. Beim Kühlen kann der Zieltemperaturbereich in einer Richtung zu niedrigen Temperaturen hin erweitert werden. Mit einem derartigen modifizierten Zieltemperaturbereich kann die Leistungssteuerung 52 den Kompressor 25 rückkopplungsteuern, um den Leistungsverbrauch des Kompressors 25 zu erhöhen, so dass die interne Kabinentemperatur innerhalb des Zieltemperaturbereichs gehalten wird.
Das Antriebssystem 10 umfasst als ein Zubehörteil den Umwandler 27, der Leistung zwischen der Hochspannungsbatterie 20 und der Niederspannungsbatterie 21 transportiert. Die Leistungssteuerung 52 kann konfiguriert sein, um basierend auf dem SOC der Hochspannungsbatterie 20, dem SOC der Niederspannungsbatterie 21 und dem Gesamtleistungsverbrauch der Zubehörteile eine Laufzeit des Umwandlers 27 zu erhöhen, um den Gesamtleistungsverbrauch zu erhöhen. Genauer gesagt kann die Leistungssteuerung 52 konfiguriert sein, um basierend auf dem SOC von jeder der Hochspannungsbatterie 20 und der Niederspannungsbatterie 21 zu bestimmen, ob der Leistungsverbrauch des Umwandlers 27 zu erhöhen ist, um weder Überladung noch Überentladung von jeder Batterie 20, 21 zu bewirken, und beim Entscheiden, den Leistungsverbrauch des Umwandlers 27 zu erhöhen, dann eine Zunahme des Leistungsverbrauchs zu bestimmen. Die Leistungssteuerung 52 kann konfiguriert sein, um beim Entscheiden, den Leistungsverbrauch des Umwandlers 27 zu erhöhen, eine Obergrenze der Ladeleistung für jede Batterie 20, 21 oder den Leistungsverbrauch der Niederspannungszubehörteile 24 verglichen mit dem Normalbetrieb zu erhöhen.
Bedingungen, die von der Leistungssteuerung 52 verwendet werden, um die durch den Motorgenerator 22 generierte Leistung zu verteilen, kann in der Antriebs-ECU 50 als eine Datentabelle gespeichert werden. Beispielsweise kann die Datentabelle, wie in 3 gezeigt, in der Antriebs-ECU 50 gespeichert werden.
Die Leistungssteuerung 52 ist konfiguriert, um basierend auf dem Hochspannungs-SOC der Hochspannungsbatterie 20 und dem Niederspannungs-SOC der Niederspannungsbatterie 21 eines von „bevorzugt“, „nicht bevorzugt“ und „gehemmt“ als ein Prioritätsniveau eines Leistungsbedarfs des Umwandlers 27 auszuwählen. Die Leistungssteuerung 52 ist ferner konfiguriert, um eines von „Kühlen“, „Erwärmen“ und „AUS“ als einen internen Kabinenklimatisierungszustand auszuwählen. Die Leistungssteuerung 52 ist konfiguriert, um basierend auf einem Erfassungswert, der von einem Temperatursensor ausgegeben wird, der eine interne Kabinentemperatur und einen Zieltemperaturbereich erfasst, zu bestimmen, ob die interne Kabinentemperatur „niedrig“, „innerhalb des Zieltemperaturbereichs“ oder „hoch“ ist. Mit Bezug auf 3 kann basierend auf der Leistungsversorgung zu dem Umwandler 27 (die erste Spalte von 3), der Klimatisierungszustand (die zweite Spalte von 3), die interne Kabinentemperatur (die dritte Spalte von 3), die Leistungsverteilung der Zubehörteile von „Leistungsverbrauch des Umwandlers 27 erhöhen“, „Leistungsverbrauch des Kompressors 25 erhöhen“ und „Leistungsverbraucherhöhung zurückhalten“ ausgewählt werden.
Wie in 3 gezeigt, erfasst die Leistungssteuerung 52 den Hochspannungs-SOC und den Niederspannungs-SOC. Wenn die Hochspannungsbatterie 20 oder die Niederspannungsbatterie 21 einen größeren Bedarf an Ladung aufweist, bestimmt die Leistungssteuerung 52, dass ein Leistungsbedarf des Umwandlers 27 eine hohe Priorität aufweist. Wenn der Leistungsbedarf des Umwandlers 27 eine höhere Priorität als diejenige des Kompressors 25 aufweist, erhöht die Leistungssteuerung 52 den Leistungsverbrauch des Umwandlers 27 bevorzugt vor dem Leistungsverbrauch des Kompressors 25. Genauer gesagt wird, wenn der Leistungsbedarf des Umwandlers 27 „bevorzugt“ ist, der Leistungsverbrauch des Umwandlers 27 erhöht, während der Leistungsverbrauch des Kompressors 25 nicht erhöht wird. Wenn der Leistungsbedarf des Umwandlers 27 „gehemmt“ ist, wird der Leistungsverbrauch des Kompressors 25 in geeigneter Weise erhöht, während der Leistungsverbrauch des Umwandlers 27 nicht erhöht wird. Wenn der Leistungsbedarf des Umwandlers 27 „nicht bevorzugt“ ist, wird der Leistungsverbrauch des Kompressors 25 bevorzugt vor dem Leistungsverbrauch des Umwandlers 27 vom Gesichtspunkt des Verringerns des Lade- und Entladeverlusts jeder Batterie 20, 21 erhöht. Bevorzugt kann in einem derartigen Fall der Leistungsverbrauch des Umwandlers 27 nur erhöht werden, wenn es eine überschüssige Leistung gibt.
Im Beispiel von 3 wird der verbotene Temperaturbereich beim Kühlen unterhalb der unteren Grenztemperatur des Zieltemperaturbereichs eingestellt. Der verbotene Temperaturbereich beim Erwärmen wird oberhalb der oberen Grenztemperatur des Zieltemperaturbereichs eingestellt. Die Leistungssteuerung 52 ist konfiguriert, um beim Kühlen den Leistungsverbrauch des Kompressors 25 zu erhöhen, wenn die interne Kabinentemperatur innerhalb des Zieltemperaturbereichs oder oberhalb des Zieltemperaturbereichs ist, und den zunehmenden Leistungsverbrauch des Kompressors 25 zurückzuhalten, wenn die interne Kabinentemperatur unterhalb des Zieltemperaturbereichs ist. Die Leistungssteuerung 52 ist konfiguriert, um beim Erwärmen den Leistungsverbrauch des Kompressors 25 zu erhöhen, wenn die interne Kabinentemperatur innerhalb des Zieltemperaturbereichs oder unterhalb des Zieltemperaturbereichs ist, und den zunehmenden Leistungsverbrauch des Kompressors 25 zurückzuhalten, wenn die interne Kabinentemperatur oberhalb des Zieltemperaturbereichs ist.
Die Leistungssteuerung 52 ist konfiguriert, um basierend auf einem Fahrzustand des Fahrzeugs 11 zu bestimmen, ob der Leistungsverbrauch der Zubehörteile zu erhöhen ist. Der Fahrzustand des Fahrzeugs kann von Betriebseingaben des Fahrers oder Informationen erkannt werden, die von dem Informationsterminal 31 und den Sensoren 32 erfasst wird. Wenn beispielsweise Informationen, die angeben, dass sich das Fahrzeug 11 dem Bestimmungsort genähert hat, von dem Informationsterminal 31, wie beispielsweise einem Navigationssystem oder GPS, erfasst wurden, wird erwartet, dass das Fahrzeug 11 geparkt ist. Daher kann in einem derartigen Fall die Leistungssteuerung 52 konfiguriert sein, um einen zunehmenden Leistungsverbrauch der Zubehörteile zurückzuhalten.
4 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm der von der ECU 40 durchgeführten Leistungssteuerverarbeitung. Die ECU 40 ist konfiguriert, Informationen von dem Informationsterminal 31, den Sensoren 32, den wiederaufladbaren Batterien, wie beispielsweise der Hochspannungsbatterie 20, und den Zubehörteilen, wie beispielsweise dem Kompressor 25, zu erfassen, um die wiederaufladbaren Batterien und die Zubehörteile zu steuern. 4 veranschaulicht die Leistungssteuerverarbeitung zum Erhöhen des Leistungsverbrauchs der Zubehörteile, vorausgesetzt, dass die SOCs der Hochspannungsbatterie 20 und der Niederspannungsbatterie 21 aufrechterhalten werden.
Bei Schritt S101 bestimmt die ECU 40, ob der Motorgenerator 22 elektrische Leistung erzeugt. Wenn der Motorgenerator 22 elektrische Leistung erzeugt, geht der Verfahrensablauf zu Schritt S102 weiter. Andernfalls endet der Verfahrensablauf.
Bei Schritt S102 bestimmt die ECU, ob der SOC der Hochspannungsbatterie 20 (d.h., der Hochspannungs-SOC) gleich oder größer als ein Hochspannungs-SOC-Schwellenwert X1 ist. Wenn der Hochspannungs-SOC gleich oder größer als der Hochspannungs-SOC-Schwellenwert X1 ist, dann geht der Verfahrensablauf zu Schritt S103 weiter. Andernfalls endet der Verfahrensablauf.
Bei Schritt S103 bestimmt die ECU, ob die durch den Motorgenerator 22 generierte Leistung W1 den Leistungsverbrauch Y1 der Zubehörteile überschreitet, das heißt, W > Y1, wobei es einen Überschuss der durch den Motorgenerator 22 generierten Leistung W1 gibt. Wenn W > Y1, dann geht der Verfahrensablauf zu Schritt S104 weiter. Wenn W1 ≤ Y1, das heißt, wenn es keine überschüssige Leistung gibt, dann endet der Verfahrensablauf.
Bei Schritt S104 berechnet die ECU 40 eine Verteilung der überschüssigen Leistung. Genauer gesagt berechnet die ECU 40 eine Verteilung der überschüssigen Leistung zwischen der Ladeleistung zum Laden der jeweiligen Batterien 20, 21, und dem Leistungsverbrauch der jeweiligen Zubehörteile, und bestimmt Leistungsverbrauchaufschlüsselungen für die Zubehörteile, das heißt, eine Leistungsmenge, die an jede der mehreren Zubehörteile zu verteilen ist.
5 veranschaulicht ein Beispiel der bei Schritt S104 durchgeführten Bestimmungsverarbeitung der Verteilung der überschüssigen Leistung. Die Bestimmungsverarbeitung der Verteilung der überschüssigen Leistung von 5 wird basierend auf der Datentabelle von 3 durchgeführt.
Bei Schritt S201 bestimmt die ECU, ob der SOC der Niederspannungsbatterie 21 (d.h., der Niederspannungs-SOC) gleich oder größer als ein Niederspannung-SOC-Schwellenwert X2 ist. Wenn der Niederspannung-SOC gleich oder größer als der Niederspannungs-SOC-Schwellenwert X2 ist, das heißt, der Niederspannungs-SOC ≥ X2, ist der Leistungsbedarf des Umwandlers 27 „nicht bevorzugt“ oder „gehemmt“, wie in 3 gezeigt, und dann geht der Verfahrensablauf zu Schritt S202 weiter. Wenn der Niederspannungs-SOC < X2, der Niederspannungs-SOC ≥ X2, ist der Leistungsbedarf des Umwandlers 27 „bevorzugt“, wie in 3 gezeigt, und dann geht der Verfahrensablauf zu Schritt S220 weiter. Bei Schritt S220 bestimmt die ECU, den Leistungsverbrauch des Umwandlers 27 zu erhöhen. Dann endet der Verfahrensablauf.
Bei Schritt S202 bestimmt die ECU, ob der Niederspannung-SOC gleich oder größer als ein Ladeschwellenwert X3 ist. Der Ladeschwellenwert X3 ist ein Schwellenwert zum Bestimmen, ob die Niederspannungsbatterie 21 zu laden ist. Der Ladeschwellenwert X3 wird größer als der Niederspannungs-SOC-Schwellenwert X2 eingestellt, das heißt, X2 < X3. Der Ladeschwellenwert X3 muss nicht notwendigerweise auf einen SOC der Niederspannungsbatterie 21 eingestellt werden, wenn die Niederspannungsbatterie 21 vollständig geladen ist. Wenn der Niederspannungs-SOC gleich oder größer als der Ladeschwellenwert X3 ist, ist der Leistungsbedarf des Umwandlers 27 „gehemmt“, wie in 3 gezeigt, und dann geht der Verfahrensablauf zu Schritt S209 weiter. Wenn der Niederspannungs-SOC geringer als der Ladeschwellenwert X3 ist, ist der Leistungsbedarf des Umwandlers 27 „nicht bevorzugt“ und der Verfahrensablauf geht dann zu Schritt S203 weiter.
Bei Schritt S203 bestimmt die ECU 40, ob die interne Kabinentemperatur innerhalb eines vorbestimmten verbotenen Temperaturbereichs ist. Beim Kühlen wird der verbotene Temperaturbereich unterhalb der unteren Grenztemperatur des Zieltemperaturbereichs eingestellt. Beim Erwärmen wird der verbotene Temperaturbereich oberhalb der oberen Grenztemperatur des Zieltemperaturbereichs eingestellt. Das heißt, wenn beim Kühlen die interne Kabinentemperatur geringer als die untere Grenztemperatur ist, dann wird bestimmt, dass die interne Kabinentemperatur innerhalb des verbotenen Temperaturbereichs ist. Wenn beim Kühlen die interne Kabinentemperatur gleich oder größer als die untere Grenztemperatur ist, dann wird bestimmt, dass die interne Kabinentemperatur außerhalb des verbotenen Temperaturbereichs ist. Wenn beim Erwärmen die interne Kabinentemperatur größer als die obere Grenztemperatur ist, wird bestimmt, dass die interne Kabinentemperatur innerhalb des verbotenen Temperaturbereichs ist. Wenn beim Erwärmen die interne Kabinentemperatur gleich oder geringer als die obere Grenztemperatur ist, wird bestimmt, dass die interne Kabinentemperatur außerhalb des verbotenen Temperaturbereichs ist.
In dem Fall, in dem die interne Kabinentemperatur innerhalb des verbotenen Temperaturbereichs ist, wird der zunehmende Leistungsverbrauch des Kompressors 25 zu einer übermäßig hohen oder niedrigen internen Kabinentemperatur führen. Somit geht der Verfahrensablauf zu Schritt S204 weiter, in dem die ECU 40 bestimmt, den zunehmenden Leistungsverbrauch des Kompressors 25 zurückzuhalten und den Leistungsverbrauch des Umwandlers 27 zu erhöhen. Die Erhöhung des Leistungsverbrauchs des Umwandlers 27 ermöglicht, die durch den Motorgenerator 22 generierte Leistung auf den Leistungsverbrauch der Niederspannungszubehörteile 24 und die Ladeleistung anzuwenden, um die Niederspannungsbatterie 21 zu laden. Um den Leistungsverbrauch des Umwandlers 27 zu erhöhen, kann der Leistungsverbrauch des Niederspannungszubehörs 24 erhöht werden und die obere Grenze der Ladeleistung, um die Niederspannungsbatterie 21 zu laden, kann erhöht werden. Anschließend zu Schritt S204 geht der Verfahrensablauf zu Schritt S211 weiter.
In dem Fall, in dem die interne Kabinentemperatur außerhalb des verbotenen Temperaturbereichs liegt, ist es zulässig, den Leistungsverbrauch des Kompressors 25 zu vergrößern. Daher geht der Verfahrensablauf zu Schritt S205 weiter, wobei die ECU 40 bestimmt, den zunehmenden Leistungsverbrauch des Umwandlers 27 zu begrenzen und den Leistungsverbrauch des Kompressors 25 zu vergrößern. Das Erhöhen des Leistungsverbrauchs des Kompressors 25 ermöglicht, die Klimatisierung innerhalb der Kabine zu verstärken, während der interne Temperaturbereich innerhalb des Zieltemperaturbereichs gehalten wird.
Der Leistungsverbrauch des Kompressors 25 wird erhöht, so dass der interne Temperaturbereich innerhalb des Zieltemperaturbereichs gehalten wird. Genauer gesagt kann, wenn der Heizbetrieb durchgeführt wird, ungeachtet der eingestellten Temperatur der Leistungsverbrauch des Kompressors 25 erhöht werden, bis die obere Grenztemperatur des Zieltemperaturbereichs erreicht ist. Beim Durchführen des Kühlens kann ungeachtet der eingestellten Temperatur der Leistungsverbrauch des Kompressors 25 erhöht werden, bis die untere Grenztemperatur des Zieltemperaturbereichs erreicht ist. Außerdem kann der Leistungsverbrauch des Kompressors 25 durch Modifizieren des Zieltemperaturbereichs für die interne Kabinentemperatur erhöht werden. Genauer gesagt wird, wenn der Heizbetrieb durchgeführt wird, der Zieltemperaturbereich in einer Richtung zu hohen Temperaturen hin erweitert. Beim Durchführen des Kühlens wird der Zieltemperaturbereich in einer Richtung zu niedrigen Temperaturen hin erweitert. Anschließend zu Schritt S205 geht der Verfahrensablauf zu Schritt S211 weiter.
Bei Schritt S209 bestimmt die ECU wie in Schritt S203, ob der interne Temperaturbereich des vorbestimmten verbotenen Temperaturbereichs ist. Wenn die interne Kabinentemperatur innerhalb des vorbestimmten verbotenen Temperaturbereichs ist, dann geht der Verfahrensablauf zu Schritt S210 weiter, in dem die ECU 40 bestimmt, den Leistungsverbrauch des Kompressors 25 zu erhöhen. Wenn die interne Kabinentemperatur außerhalb des verbotenen Temperaturbereichs ist, dann geht der Verfahrensablauf zu Schritt S211 weiter.
Bei Schritt S210 erweitert die ECU 40, wie in Schritt S205, den Zieltemperaturbereich in einer Richtung zu niedrigen oder hohen Temperaturen hin und erhöht den Leistungsverbrauch des Kompressors 25, während die interne Kabinentemperatur innerhalb des vorbestimmten Zieltemperaturbereichs gehalten wird. Danach geht der Verfahrensablauf zu Schritt S211 weiter.
Bei Schritt S211 bestimmt die ECU, ob es einen Überschuss von durch den Motorgenerator 22 generierter Leistung W1 gibt. Wenn es überschüssige Leistung gibt, geht der Verfahrensablauf zu Schritt S212 weiter, in dem die ECU 40 bestimmt, die Hochspannungsbatterie 20 zu laden. Dann endet der Verfahrensablauf. Wenn es keine überschüssige Leistung gibt, endet der Verfahrensablauf sofort.
Bei Beendigung der in 5 gezeigten Verarbeitung bei Schritt S104 wird jede Batterie 20, 21 geladen und der Leistungsverbrauch Y1 der Zubehörteile wird gemäß der bei Schritt S105 berechneten Verteilung der überschüssigen Leistung erhöht. Danach endet der Verfahrensablauf von 4.
In der ECU 40 des Fahrzeugantriebssystems 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist der Selektor 51 konfiguriert, um während der Leistungserzeugung durch den Motorgenerator 22, den Motorgenerator 22 bevorzugt als eine Leistungsquelle für die Zubehörteile vor den wiederaufladbaren Batterien (d.h., der Hochspannungsbatterie 20 und der Niederspannungsbatterie 21) auszuwählen, um Leistung von dem Motorgenerator 22 zu den Zubehörteilen zu liefern. Die Leistungssteuerung 52 ist konfiguriert, um den Leistungsverbrauch der Zubehörteile zu erhöhen, um dadurch die in die wiederaufladbaren Batterien zu ladende überschüssige Leistung zu verringern, wenn die durch den Motorgenerator 22 generierte Leistung den Leistungsverbrauch der Zubehörteile überschreitet. Das Einstellen des Leistungsverbrauchs der Zubehörteile als Antwort auf die durch den Motorgenerator 22 generierte Leistung kann verhindern, dass die durch den Motorgenerator 22 generierte Leistung in die wiederaufladbaren Batterien geladen und danach von den wiederaufladbaren Batterien den Zubehörteilen zugeführt wird, was den kann den durch Laden oder Entladen der wiederaufladbaren Batterien verursachten Leistungsverlust verringern kann.
Die ECU 40 ist konfiguriert, um den Leistungsverbrauch der Zubehörteile zu erhöhen, wenn der Hochspannungs-SOC der Hochspannungsbatterie 20 gleich oder größer als der Hochspannungs-SOC-Schwellenwert X1 oder der Niederspannungs-SOC der Niederspannungsbatterie 21 gleich oder größer als der Niederspannungs-SOC-Schwellenwert X2 ist. Die ECU 40 ist konfiguriert, um die Erhöhung des Leistungsverbrauchs der Zubehörteile zu hemmen, wenn der Hochspannungs-SOC der Hochspannungsbatterie 20 geringer als der Hochspannungs-SOC-Schwellenwert X1 und der Niederspannungs-SOC der Niederspannungsbatterie 21 geringer als der Niederspannungs-SOC-Schwellenwert X2 ist. Wenn der SOC jeder Batterie 20, 21 nicht ausreichend hoch ist, wird, wie oben beschrieben, die durch den Motorgenerator 22 generierte Leistung bevorzugt verwendet, um die Batterien 20, 21 zu laden, was ermöglicht, einen Ausgleich zwischen dem ordnungsgemäßen Aufrechterhalten des SOC jeder Batterie 20, 21 und dem Verringern des durch Laden oder Entladen der wiederaufladbaren Batterien verursachten Leistungsverlusts mit durch den Motorgenerator 22 generierter Leistung bereitzustellen.
Außerdem ist die ECU 40 konfiguriert, um während des Normalbetriebs den Kompressor 15 rückkopplungszusteuern, so dass die interne Kabinentemperatur innerhalb des Zieltemperaturbereichs gehalten wird, wobei es keine Notwendigkeit gibt, die überschüssige Leistung des Motorgenerators 22 zu verbrauchen. Die ECU 40 ist konfiguriert um beim Verbrauchen der überschüssigen Leistung des Motorgenerators 22, den Leistungsverbrauch des Kompressors 25 zu erhöhen, sogar wenn die interne Kabinentemperatur innerhalb des Zieltemperaturbereichs ist. Sogar wenn die interne Kabinentemperatur erhöht wird, um übermäßig hoch zu sein, oder verringert wird, um übermäßig niedrig mit Bezug auf die eingestellte Temperatur zu sein, kann durch Verbrauchen der überschüssigen Leistung des Motorgenerators 22 die interne Kabinentemperatur vollständig ordnungsgemäß durch anschließendes Verringern des Leistungsverbrauchs des Kompressors 25 aufrechterhalten werden, wenn der Motorgenerator 22 keine Leistung generiert. Mit dieser Konfiguration wird der Leistungsverbrauch des Kompressors 25 als Antwort darauf gesteuert, ob es einen Überschuss der durch den Motorgenerator 22 generierten Leistung gibt, der eine komfortable interne Kabinentemperatur sicherstellen kann, während der Ladeverlust unterdrückt wird.
Zweites Ausführungsbeispiel
6 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm der von der ECU 40 durchgeführten Leistungssteuerverarbeitung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. 6 veranschaulicht die Leistungssteuerverarbeitung zum Erhöhen des Leistungsverbrauchs des Thermoreglers 23 bevorzugt vor dem Leistungsverbrauch der anderen Zubehörteile als dem Thermoregler 23, vorausgesetzt, dass eine Temperatur der Hochspannungsbatterie 20 (als eine Batterietemperatur TB bezeichnet) gleich oder geringer als ein vorbestimmter Heizschwellenwert T1 ist.
Bei Schritt S301 bestimmt die ECU, ob der Motorgenerator 22 elektrische Leistung erzeugt. Wenn der Motorgenerator 22 elektrische Leistung erzeugt, dann geht der Verfahrensablauf zu Schritt S302 weiter. Andernfalls endet der Verfahrensablauf.
Bei Schritt S302 bestimmt die ECU 40, ob die Temperatur TB der Hochspannungsbatterie 20 gleich oder geringer als der Heizschwellenwert T1 ist. Wenn TB ≤ T1, muss die Hochspannungsbatterie 20 erhitzt werden, und somit geht der Verfahrensablauf zu Schritt S303 weiter. Wenn TB > T1, gibt es keine Notwendigkeit, die Hochspannungsbatterie 20 zu erwärmen, und somit geht der Verfahrensablauf zu Schritt S307 weiter.
Bei Schritt S303 bestimmt die ECU 40, ob der SOC der Hochspannungsbatterie 20 (d.h., der Hochspannungs-SOC) gleich oder geringer als ein vorbestimmter Hochspannungs-SOC-Schwellenwert X1 ist. Wenn der Hochspannungs-SOC > X1, wobei die Hochspannungsbatterie 20 vollständig geladen ist, dann geht der Verfahrensablauf zu Schritt S304 weiter. Bei Schritt S304 bestimmt die ECU 40, den Leistungsverbrauch des Thermoreglers 23 zu erhöhen, um die Hochspannungsbatterie 20 zu erwärmen. Wenn der Hochspannungs-SOC ≤ X1 ist, wobei die Hochspannungsbatterie 20 noch geladen werden kann, geht der Verfahrensablauf zu Schritt S305 weiter. Bei Schritt S305 bestimmt die ECU, die Hochspannungsbatterie 20 zu laden. Bei Schritt S304 ermöglicht die Versorgung mit Energie des Thermoreglers 23, die Hochspannungsbatterie 20 zu erwärmen. Bei Schritt S305 verursacht das Laden der Hochspannungsbatterie 20 Wärmeerzeugung einen internen Widerstand der Hochspannungsbatterie 20. Somit wird die Hochspannungsbatterie 20 erwärmt, wenn sie geladen wird. Wenn die ECU 40 basierend auf dem Hochspannungs-SOC bestimmt, dass die Hochspannungsbatterie 20 noch geladen werden kann, entscheidet die ECU 40, die Hochspannungsbatterie 20 durch Laden der Hochspannungsbatterie 20 zu erwärmen, was eine effiziente Verwendung von Leistung ermöglicht.
Bei Schritt S307 bestimmt die ECU, ob die durch den Motorgenerator 22 generierte Leistung W1 den Leistungsverbrauch Y1 der Zubehörteile überschreitet, das heißt, W > Y1, wobei es einen Überschuss von durch den Motorgenerator 22 generierter Leistung W1 gibt. Wenn W > Y1, dann geht der Verfahrensablauf zu Schritt S308 weiter. Wenn W1 ≤ Y1, wobei es keine überschüssige Leistung gibt, dann endet der Verfahrensablauf.
Bei Schritt S308 berechnet die ECU 40 eine Verteilung der überschüssigen Leistung. Genauer gesagt bestimmt die ECU eine Verteilung der überschüssigen Leistung zwischen der Ladeleistung, um die jeweiligen Batterien 20, 21 zu laden, und dem Leistungsverbrauch der jeweiligen Zubehörteile, und bestimmt Leistungsverbrauchaufschlüsselungen für das Zubehörteil, das heißt, eine Leistungsmenge, die an jedes der mehreren Zubehörteile zu verteilen ist. Bei Schritt S308 kann die ECU 40 wie in Schritt S104 Leistungsverbrauchsaufschlüsselungen für die Zubehörteile durch Durchführen der in 5 gezeigten Verarbeitung basierend auf der Datentabelle von 3 berechnen.
Bei Beendigung der Verarbeitung bei dem in 5 gezeigten Schritt S308 ist jede Batterie 20, 21 geladen und der Leistungsverbrauch Y1 der Zubehörteile wird gemäß der bei Schritt S309 berechneten Verteilung von überschüssiger Leistung erhöht. Danach endet der Verfahrensablauf von 6.
7A-7D veranschaulichen ein Zeitablaufdiagramm während der in 6 gezeigten Verarbeitung. In 7A-7D entspricht die horizontale Achse dem Ablauf der Zeit t. In 7A entspricht die vertikale Achse der Leistung. In 7B entspricht die vertikale Achse der Temperatur TB der Hochspannungsbatterie 20. In 7C entspricht die vertikale Achse der internen Kabinentemperatur. In 7D entspricht die vertikale Achse dem Leistungsverbrauch der Zubehörteile. In 7A entspricht die gestrichelte Linie der Entlade-/Ladeleistung der Hochspannungsbatterie 20 und die dicke Linie entspricht dem Leistungsverbrauch der durch den Motorgenerator 22 generierten Leistung und die dünne Linie entspricht dem Leistungsverbrauch der Zubehörteile. In 7A werden die Ladeleistung und die generierte Leistung als negative Leistung angegeben und die Entladeleistung und der Leistungsverbrauch werden als positive Leistung angegeben. In 7D wird der Leistungsverbrauch der Gesamtheit von Zubehörteilen durch eine dicke Linie und der Leistungsverbrauch des Kompressors 25 durch eine dünne Linie angegeben.
Während eines Zeitraums zwischen den Zeitpunkten t0 bis t1 dient der Motorgenerator 22 als ein Elektromotor, der die Räder 12 im Leistungsfahrbetrieb antreibt. Der Motorgenerator 22, der Kompressor 25 und der Umwandler 27 werden durch die Entladeleistung der Hochspannungsbatterie 20 angetrieben. Die Niederspannungszubehörteile 24 werden durch die Entladeleistung der Niederspannungsbatterie 21 angetrieben. Wie in 7B gezeigt, wird die Temperatur TB der Hochspannungsbatterie 20 erhöht, während sich die Hochspannungsbatterie 20 entlädt. Da dem Kompressor 25 Leistung zugeführt wird, erhöht sich die interne Kabinentemperatur in den Zieltemperaturbereich, wie in 7C gezeigt. Der Zieltemperaturbereich ist ein Temperaturbereich, der durch eine untere Grenztemperatur unterhalb einer Temperatur, die durch eine Eingabe des Fahrers eingestellt wird. und einer oberen Grenztemperatur oberhalb der eingestellten Temperatur definiert ist.
Wie in 7A gezeigt, geht der Motorgenerator 22 zum Zeitpunkt t1 vom Leistungsfahrbetrieb in den regenerativen Betrieb über, wodurch die durch den Motorgenerator 22 generierte Leistung auf den Leistungsverbrauch der Zubehörteile zur Anwendung kommt. Die Temperatur TB der Hochspannungsbatterie 20 ist unterhalb des Heizschwellenwerts T1 und der Hochspannungs-SOC ist unterhalb des Hochspannungs-SOC-Schwellenwerts X1. Somit wird die durch den Motorgenerator 22 generierte Leistung auf das Laden der Hochspannungsbatterie 20 zur Anwendung gebracht. Die Temperatur der Hochspannungsbatterie 20 erhöht sich, wenn die Hochspannungsbatterie 20 geladen wird, wie in 7B gezeigt. Die Leistungsquelle wird von der Hochspannungsbatterie 20 in den Motorgenerator 22 geändert, während die Leistungsversorgung zu dem der Kompressor 25 fortgesetzt wird. Somit erhöht sich die interne Kabinentemperatur, wie in 7C gezeigt.
Zum Zeitpunkt t2 wird, wie in 7B gezeigt, wenn die Temperatur der Hochspannungsbatterie 20 den Heizschwellenwert T1 überschreitet, das Laden der Hochspannungsbatterie 20 ausgesetzt, wie in 7A gezeigt, während die durch den Motorgenerator 22 generierte Leistung unverändert bleibt. Somit wird die zum Laden der Hochspannungsbatterie 20 angewandte Ladeleistung überschüssige Leistung. Wie in 7A und 7D gezeigt, wird der Leistungsverbrauch der Zubehörteile erhöht, um diese überschüssige Leistung zu verbrauchen. Genauer gesagt wird der Leistungsverbrauch des Kompressors 25 erhöht.
Wie in 7C gezeigt, wird zum Zeitpunkt t2 die obere Grenztemperatur des Zieltemperaturbereichs auf eine aktualisierte obere Grenztemperatur aktualisiert, die höher als die obere Grenztemperatur ist. Wie in den 7A, 7C und 7D gezeigt, wird der Leistungsverbrauch des Kompressors 25 erhöht, so dass die interne Kabinentemperatur auf die aktualisierte obere Grenztemperatur ansteigt. Im Normalbetrieb, in dem keine Notwendigkeit besteht, den Leistungsverbrauch der Zubehörteile zu erhöhen, um die überschüssige Leistung zu verbrauchen, wird die interne Kabinentemperatur innerhalb des Zieltemperaturbereichs rückkopplungsgesteuert. Um die überschüssigen Leistung zu verbrauchen, wird der Leistungsverbrauch des Kompressors 25 erhöht, sogar wenn die interne Kabinentemperatur innerhalb des Zieltemperaturbereichs ist. Ein Aktualisieren der oberen Grenztemperatur auf die aktualisierte obere Grenztemperatur macht es möglich, den Leistungsverbrauch des Kompressors 25 verglichen mit dem vor dem Aktualisieren weiter zu erhöhen.
Während eines Zeitraums zwischen den Zeitpunkten t2 bis t3 wird der Leistungsverbrauch des Kompressors 25 erhöht, so dass die überschüssige Leistung des Motorgenerators 22 von den Zubehörteilen verbraucht wird. Wie in 7C und 7D gezeigt, wird der Leistungsverbrauch des Kompressors 25 weiter erhöht, sogar nachdem die interne Kabinentemperatur die eingestellte Temperatur überschritten hat. Wie in 7C gezeigt, wird zum Zeitpunkt t3 aufgehört, den Leistungsverbrauch des Kompressors 25 zu erhöhen, wenn die interne Kabinentemperatur die aktualisierte obere Grenztemperatur überschreitet, und der Leistungsverbrauch des Umwandlers 27 wird erhöht. Das Verringern des Leistungsverbrauchs des Kompressors 25 kann verhindern, dass die interne Kabinentemperatur zu hoch wird, so dass die aktualisierte obere Grenztemperatur überschritten wird. Zum Zeitpunkt t3 ist die interne Kabinentemperatur jedoch oberhalb des normalen Zieltemperaturbereichs. Nachdem der Motorgenerator 22 vom regenerativen Betrieb in den Leistungsfahrbetrieb übergeht, wird der Leistungsverbrauch des Kompressors 25 verglichen mit dem Normalbetrieb verringert, wodurch die interne Kabinentemperatur in den Zieltemperaturbereich zurückkehrt, der eine komfortable interne Kabinentemperatur zuverlässig sicherstellen kann, während der Ladeverlust verringert wird.
Nach dem Zeitpunkt t3 wird der Leistungsverbrauch des Umwandlers 27 erhöht, um die überschüssige Leistung des Motorgenerators 22 zu verbrauchen. Der Rest der überschüssigen Leistung, welche die Zubehörteile nicht verbrauchen können, wird in die Hochspannungsbatterie 20 geladen, wie in 7A gezeigt. Somit wird das Laden der Hochspannungsbatterie 20 zu einer geringen Erhöhung der Temperatur TB der Hochspannungsbatterie 20 führen, wie in 7B gezeigt.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Leistungssteuerung 52 konfiguriert, um eine Erhöhung des Leistungsverbrauchs der anderen Zubehörteile als den Thermoregler 23 zu hemmen und vorzugsweise den Leistungsverbrauch des Thermoreglers 23 zu erhöhen oder die Hochspannungsbatterie 20 zu laden, wenn die Temperatur TB der Hochspannungsbatterie 20 gleich oder geringer als der Heizschwellenwert T1 ist, so dass die Temperatur TB der Hochspannungsbatterie 20 auf einer geeigneten Temperatur gehalten werden kann. Dies ermöglicht dem Fahrzeug 11, schnell vom Aufwärmzustand, bei dem die Hochspannungsbatterie 20 erwärmt wird, in einen normalen Fahrzustand überzugehen.
Insbesondere kann in einem elektrischen Fahrzeug (EV), wie beispielsweise dem Fahrzeug 11, das keinen Verbrennungsmotor aufweist, Abgas vom Verbrennungsmotor nicht verwendet werden, um die Hochspannungsbatterie 20 aufzuwärmen. Stattdessen kann vorzugsweise eine Steuerung zum schnellen Erwärmen der Hochspannungsbatterie 20 verwendet werden.
Die Leistungssteuerung 52 ist konfiguriert, um die überschüssige Leistung des Motorgenerators 22 auf den zunehmenden Leistungsverbrauch der Zubehörteile anzuwenden, wenn die Temperatur TB der Hochspannungsbatterie 20 oberhalb des Heizschwellenwerts T1 ist. Dies kann verhindern, dass die durch den Motorgenerator 22 generierte Leistung in die wiederaufladbaren Batterien geladen und danach von den wiederaufladbaren Batterien den Zubehörteilen zugeführt wird, was den durch Laden oder Entladen der wiederaufladbaren Batterien verursachten Leistungsverlust verringern kann.
Drittes Ausführungsbeispiel
8 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm der von der ECU 40 durchgeführten Leistungssteuerverarbeitung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. 8 veranschaulicht die Leistungssteuerverarbeitung, die derjenigen des zweiten Ausführungsbeispiels dadurch ähnlich ist, dass die Temperatur TB der Hochspannungsbatterie 20 bevorzugt aufrechterhalten wird, jedoch von dem zweiten Ausführungsbeispiel dadurch unterschiedlich ist, dass die Ladeleistung der Hochspannungsbatterie 20 und der Leistungsverbrauch des Thermoreglers 23 optimiert sind, wenn die Hochspannungsbatterie 20 nicht vollständig geladen ist. Operationen bei den in 8 gezeigten Schritten S401-S404 und S407-S409 sind jeweils zu Operationen bei den in 6 gezeigten Schritten S301-S304 und S307-S309 ähnlich und werden somit nicht redundant beschrieben.
Bezugnehmend auf 8 bestimmt die ECU bei Schritt S403, ob der Hochspannungs-SOC der Hochspannungsbatterie 20 gleich oder geringer als der vorbestimmte Hochspannungs-SOC-Schwellenwert X1 ist. Wenn der Hochspannungs-SOC ≤ X1 ist, dann geht der Verfahrensablauf zu Schritt S405 weiter. Bei Schritt S405 berechnet die ECU 40 eine optimale Verteilung der überschüssigen Leistung zwischen der Ladeleistung der Hochspannungsbatterie 20 und dem Leistungsverbrauch des Thermoreglers 23, um die Temperatur TB der Hochspannungsbatterie 20 auf eine Zieltemperatur zu steuern. Die ECU 40 speichert eine Beziehung zwischen der Lade/Entlade-Leistung der Hochspannungsbatterie 20 und einer Erwärmungsmenge der Hochspannungsbatterie 20, die durch das Laden/Entladen der Hochspannungsbatterie 20 verursacht wird, und eine Beziehung zwischen dem Leistungsverbrauch des Thermoreglers 23 und einer Erwärmungsmenge des Thermoreglers 23 in der Form von Gleichungen oder Tabellen. Basierend auf diesen Beziehungen und der durch den Motorgenerator 22 generierten Leistung kann die ECU 40 eine Leistungsverteilung zwischen der Hochspannungsbatterie 20 und dem Thermoregler 13 bestimmen. Anschließend zu Schritt S405 geht der Verfahrensablauf zu Schritt S406 weiter. Bei Schritt S406 lädt oder entlädt die ECU 40 die Hochspannungsbatterie 20 und erhöht den Leistungsverbrauch des Thermoreglers 23 gemäß der bei Schritt S405 bestimmten Leistungsverteilung.
Die Verarbeitung bei Schritt S405 zum Berechnen einer Verteilung der durch den Motorgenerator 22 generierten Leistung W1 zwischen der Ladeleistung der Hochspannungsbatterie 20 und dem Leistungsverbrauch des Thermoreglers 23 wird nun mit Bezug auf 9 beschrieben. Wie in 9A gezeigt, erhöht sich eine Erwärmungsmenge, die während des Ladens oder Entladens der Hochspannungsbatterie 20 generiert wird, wenn sich die Ladeleistung oder Entladeleistung der Hochspannungsbatterie 20 erhöht. Wie in 9B gezeigt, erhöht sich außerdem eine durch den Thermoregler 23 generierte Erwärmungsmenge, wenn sich der Leistungsverbrauch des Thermoreglers 23 erhöht.
9C veranschaulicht eine Gesamterwärmungsmenge der Hochspannungsbatterie 20 und des Thermoreglers 23. In 9C stellt eine Kurve eine Summe der durch 9A angegebenen Erwärmungsmenge und der durch 9B angegebenen Erwärmungsmenge dar, wobei die in 9A gezeigte Erwärmungsmenge durch eine gestrichelte Linie 9a und die in 9B gezeigte Erwärmungsmenge durch eine schattierte Region 9b angegeben wird. In 9C ist das obere Ende des Leistungsverbrauchs des Thermoreglers 13 (d.h., ein Punkt, bei dem der in 9B gezeigte Leistungsverbrauch = 0 ist) auf der gestrichelten Linie positioniert, welche die in 9A gezeigte generierte Leistung angibt. Das Summieren der Erwärmungsmenge, die der Lade/Entlade-Leistung der Hochspannungsbatterie 20 entspricht (die durchgezogene Linie in 9A), und der Erwärmungsmenge, die dem Leistungsverbrauch des Thermoreglers 13 entspricht (die Kurve in 9B) kann basierend auf der generierten Leistung eine Erwärmungsmenge ergeben, die der Leistung entspricht, die der Hochspannungsbatterie 20 und dem Thermoregler 13 zur Verfügung steht, wie die Kurve in 9C zeigt.
Die ECU 40 kann eine Zielerwärmungsmenge berechnen, die erforderlich ist, um die Temperatur der Hochspannungsbatterie 20 auf eine Zieltemperatur basierend auf einer aktuellen Temperatur der Hochspannungsbatterie 20 und der Zieltemperatur der Hochspannungsbatterie 20 zu steuern. Die Lade/EntladeLeistung der Hochspannungsbatterie 20 und eine Erwärmungsmenge des Thermoreglers 23 können durch Berechnen von Schnittpunkten der Kurve, die der Gesamterwärmungsmenge entspricht, und einer vertikalen Linie, die der Zielerwärmungsmenge entspricht, abgeleitet werden, wie in 9C gezeigt.
Wenn die Zielerwärmungsmenge beispielsweise H1 ist, wie in 9C gezeigt, schneiden sich die Kurve und die Linie, die der Zielerwärmungsmenge H1 entspricht, in einem einzigen Schnittpunkt P1. Dieser Schnittpunkt P1 ergibt die Entladeleistung der Hochspannungsbatterie 20 (das heißt, eine Leistungsmenge, die von der Hochspannungsbatterie 20 zu entladen ist) und den Leistungsverbrauch des Thermoreglers 23 (das heißt eine Leistungsmenge, die von dem Thermoregler 23 zu verbrauchen ist). Eine Leistungsverteilung zwischen der Hochspannungsbatterie 20 und dem Thermoregler 23, die dem Schnittpunkt P1 entspricht, kann die Zielerwärmungsmenge H1 ergeben.
Wenn die Zielerwärmungsmenge beispielsweise H2 ist, wie in 9C gezeigt, schneidet sich die Kurve und die Zielmenge des Erwärmens H2 in zwei Schnittpunkten P2, P3. Der Schnittpunkt P2 liegt auf der Ladeseite der Hochspannungsbatterie 20. Der Schnittpunkt P3 liegt auf der Entladeseite der Hochspannungsbatterie 20. In einem derartigen Fall, in dem es mehrere Schnittpunkte gibt, kann das Auswählen des Schnittpunkts P3 auf der Ladeseite der Hochspannungsbatterie 20 eine längere Wegstrecke des Fahrzeugs 11 bedeuten, im Vergleich mit einem Fall, in dem der Schnittpunkt P2 auf der Entladeseite der Hochspannungsbatterie 20 ausgewählt ist. Das heißt, dass dieser Schnittpunkt P3 die Entladeleistung der Hochspannungsbatterie 20 und den Leistungsverbrauch des Thermoreglers 23 ergibt. Eine Leistungsverteilung zwischen der Hochspannungsbatterie 20 und dem Thermoregler 23, die dem Schnittpunkt P3 entspricht, kann die Zielerwärmungsmenge H2 erreichen und eine längere Wegstrecke sicherstellen. In Fällen, in denen es mehrere Leistungsverteilungen gibt, welche die Zielerwärmungsmenge erreichen können, ermöglicht daher das bevorzugte Auswählen einer Leistungsverteilung, so dass die Hochspannungsbatterie 20 geladen wird, eine effizientere Verwendung der überschüssigen Leistung des Motorgenerators 22.
Viertes Ausführungsbeispiel
10 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm der von der ECU 40 durchgeführten Leistungssteuerverarbeitung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. In dem vierten Ausführungsbeispiel wird die durch den Motorgenerator 22 generierte Leistung dem Kühler 28 bevorzugt vor den anderen Zubehörteilen als dem Kühler 28 zugeführt, um dadurch die Hochspannungsbatterie 20 bevorzugt zu kühlen.
Bei Schritt S501 bestimmt die ECU 40, ob der Motorgenerator 22 elektrische Leistung erzeugt. Wenn der Motorgenerator 22 elektrische Leistung erzeugt, dann geht der Verfahrensablauf zu Schritt S502 weiter. Andernfalls endet der Verfahrensablauf.
Bei Schritt S502 bestimmt die ECU 40, ob die Temperatur TB der Hochspannungsbatterie 20 gleich oder größer als ein vorbestimmter Kühlschwellenwert T2 ist. Wenn TB ≥ T2 ist, muss die Hochspannungsbatterie 20 gekühlt werden und somit geht der Verfahrensablauf zu Schritt S503 weiter. Wenn TB < T2 ist, gibt es keinen Bedarf, die Hochspannungsbatterie 20 zu kühlen, und somit geht der Verfahrensablauf zu Schritt S505 weiter.
Bei Schritt S503 kann die ECU 40 eine Zielmenge des Kühlens berechnen, die erforderlich ist, um die Temperatur TB der Hochspannungsbatterie 20 auf eine Zieltemperatur basierend auf einer aktuellen Temperatur der Hochspannungsbatterie 20 und die Zieltemperatur der Hochspannungsbatterie 20 zu steuern, um dadurch den Leistungsverbrauch des Kühlers 28 zum Sicherstellen der Zielkühlmenge zu berechnen. Der Leistungsverbrauch des Kühlers 28 wird in Kombination mit einer Erwärmungsmenge berechnet, die durch Laden oder Entladen der Hochspannungsbatterie 20 erzeugt wird. Danach geht der Verfahrensablauf zu Schritt S504 weiter.
Bei Schritt S504 subtrahiert die ECU 40 den Leistungsverbrauch des Kühlers 28 von der durch den Motorgenerator 22 generierten Leistung, um die verbleibende Leistung zu berechnen, und berechnet eine Verteilung der verbleibenden Leistung. Genauer gesagt bestimmt die ECU 40 eine Verteilung der verbleibenden Leistung zwischen der Ladeleistung jeder Batterie 20, 21 und dem Leistungsverbrauch der Zubehörteile und bestimmt Leistungsverbrauchaufschlüsselungen für die Zubehörteile. Wenn die Temperatur TB ≥ T2 ist, dann stellt die ECU 40 bei Schritt S503 den Leistungsverbrauch des Kühlers 28 sicher und danach geht der Verfahrensablauf zu Schritt S504 weiter. Die verbleibende Leistung, wenn überhaupt, wird an die Zubehörteile verteilt, nachdem der Leistungsverbrauch des Kühlers 28 sichergestellt ist, was ein zuverlässiges Kühlen der Hochspannungsbatterie 20 ermöglicht. Im Anschluss an Schritt S504 endet der Verfahrensablauf.
Bei Schritt S505 bestimmt die ECU 40, ob die durch den Motorgenerator 22 generierte Leistung W1 den Leistungsverbrauch Y1 der Zubehörteile überschreitet. Wenn W1 > Y1 ist, geht der Verfahrensablauf zu Schritt S506 weiter. Wenn W1 ≤ Y1 ist, endet der Verfahrensablauf. Bei Schritt S506 berechnet die ECU 40 die überschüssige Leistung und berechnet eine Verteilung der überschüssigen Leistung. Der Verfahrensablauf geht zu Schritt S507 weiter. Bei Schritt S507 berechnet die ECU 40 den Leistungsverbrauch Y2 der Zubehörteile nach Verteilung der überschüssigen Leistung an die Zubehörteile. Danach geht der Verfahrensablauf zu Schritt S508 weiter.
Bei Schritt S508 bestimmt die ECU 40, ob die durch den Motorgenerator 22 generierte Leistung W1 den Leistungsverbrauch Y2 der Zubehörteile überschreitet. Wenn W1 > Y2 ist, geht der Verfahrensablauf zu Schritt S509 weiter, in dem der Rest der überschüssigen Leistung, die die Zubehörteile nicht verbrauchen können, in die Hochspannungsbatterie 20 oder dergleichen geladen wird. Wenn W1 ≤ Y2 ist, wobei die generierte Leistung W1 durch Erhöhen des Leistungsverbrauchs der Zubehörteile verbraucht werden kann, dann endet der Verfahrensablauf.
Bei Schritt S509 verteilt die ECU 40 die überschüssige Leistung, nachdem der Leistungsverbrauch der Zubehörteile auf Y2 erhöht wird, das heißt, (W1-Y2), auf die Ladeleistung der Hochspannungsbatterie 20 und den Leistungsverbrauch des Kühlers 28. Wenn die überschüssige Leistung (W1-Y2) in die Hochspannungsbatterie 20 geladen wird, wird die Temperatur der Hochspannungsbatterie 20 erhöht. Somit muss der Leistungsverbrauch des Kühlers 28 ebenfalls erhöht werden, um die Temperatur der Hochspannungsbatterie 20 ordnungsgemäß zu steuern. Die ECU 40 speichert eine Beziehung zwischen der Lade/Entlade-Leistung der Hochspannungsbatterie 20 und einer Erwärmungsmenge der Hochspannungsbatterie 20, die durch Laden/Entladen der Hochspannungsbatterie 20 verursacht wird, und eine Beziehung zwischen dem Leistungsverbrauch des Kühlers 28 und einer Kühlmenge (als eine negative Erwärmungsmenge) des Kühlers 28 in der Form von Gleichungen oder Tabellen. Basierend auf diesen Beziehungen kann die ECU 40 eine Leistungsverteilung zwischen der Hochspannungsbatterie 20 und dem Kühler 28 bestimmen. Anschließend zu Schritt S509 geht der Verfahrensablauf zu Schritt S510 weiter. Bei Schritt S510 lädt die ECU 40 die Hochspannungsbatterie 20 gemäß der bei Schritt S509 bestimmten Leistungsverteilung und erhöht den Leistungsverbrauch des Kühlers 28. Dies ermöglicht, die Temperatur der Hochspannungsbatterie 20 ordnungsgemäß zu steuern, um dadurch die Hochspannungsbatterie 20 zu laden.
Die Verarbeitung bei Schritt S509 zum Berechnen einer Verteilung der durch den Motorgenerator 22 generierten Leistung W1 zwischen der Ladeleistung der Hochspannungsbatterie 20 und dem Leistungsverbrauch des Kühlers 28 wird nun mit Bezug auf 11 beschrieben. Wie in 11A gezeigt erhöht sich, wenn die Ladeleistung oder Entladeleistung die Hochspannungsbatterie 20 erhöht wird, eine Erwärmungsmenge während des Ladens oder Entladens der Hochspannungsbatterie 20. Wie in 11B gezeigt, erhöht sich außerdem eine Kühlmenge, das heißt, ein absoluter Wert einer negativen Erwärmungsmenge, wenn sich der Leistungsverbrauch des Kühlers 28 erhöht.
11C veranschaulicht eine Gesamtkühlmenge der Hochspannungsbatterie 20 und des Kühlers 28. In 11C stellt eine Kurve eine Summe der durch 11A angegebenen Erwärmungsmenge und der durch 11B angegebenen Kühlmenge dar, wobei die durch 11A angegebene Erwärmungsmenge durch eine gestrichelte Linie 11a und die durch 11B angegebene Kühlmenge durch eine schattierte Region 11b angegeben wird. In 11C ist das obere Ende des in 11B gezeigten Leistungsverbrauchs des Kühlers 28 (d.h., ein Punkt, bei dem der Leistungsverbrauch = 0 ist) auf der gestrichelten Linie positioniert, welche die in 11A gezeigte generierte Leistung angibt. Das Summieren der Erwärmungsmenge, die der Lade/Entlade-Leistung der Hochspannungsbatterie 20 entspricht (als die durchgezogene Linie von 11A), und der Kühlmenge, die dem Leistungsverbrauch des Kühlers 28 entspricht (als die Kurve von 11B) basierend auf der generierten Leistung kann eine Erwärmungsmenge oder eine Kühlmenge ergeben, die der Hochspannungsbatterie 20 und dem Kühler 28 verfügbaren Leistung entspricht (als die Kurve von 11C).
Eine Zielmenge des Kühlens, die erforderlich ist, um die Temperatur der Hochspannungsbatterie 20 auf eine Zieltemperatur zu steuern, kann basierend auf einer aktuellen Temperatur der Hochspannungsbatterie 20 und der Zieltemperatur der Hochspannungsbatterie 20 berechnet werden. Die Lade/Entlade-Leistung der Hochspannungsbatterie 20 und eine Kühlmenge des Kühlers 28 kann durch Berechnen der Schnittpunkte der Kurve, die der Gesamtkühlmenge entspricht, und einer vertikalen Linie, die der Zielmenge des Kühlens entspricht, hergeleitet werden, wie in 11C gezeigt ist.
Wenn die Zielmenge des Kühlens beispielsweise H4 ist, schneiden sich die Kurve und die vertikale Linie, die der der Zielmenge des Kühlens H4 entspricht, in einem einzigen Schnittpunkt P4. Dieser Schnittpunkt P4 ergibt die Ladeleistung der Hochspannungsbatterie 20 und den Leistungsverbrauch des Kühlers 28. Eine Leistungsverteilung zwischen der Hochspannungsbatterie 20 und dem Kühler 28, die dem Schnittpunkt P4 entspricht, kann die Zielmenge des Kühlens H4 ergeben.
Die 12A-12D veranschaulichen ein Zeitablaufdiagramm während der in 10 gezeigten Verarbeitung. In den 12A-12D entspricht die horizontale Achse dem Ablauf der Zeit t. In 12A entspricht die vertikale Achse der Leistung. In 12B entspricht die vertikale Achse der Temperatur TB der Hochspannungsbatterie 20. In 12C entspricht die vertikale Achse der internen Kabinentemperatur. In 12D entspricht die vertikale Achse dem Leistungsverbrauch der Zubehörteile. In 12A stellt die gestrichelte Linie die Entlade-/Ladeleistung der Hochspannungsbatterie 20 dar, die dicke Linie stellt den Leistungsverbrauch der durch den Motorgenerator 22 generierten Leistung dar und die dünne Linie stellt den Leistungsverbrauch der Zubehörteile dar. In 12A werden die Ladeleistung und die generierte Leistung als negative Leistung angegeben und die Entladeleistung und der Leistungsverbrauch werden als positive Leistung angegeben. In 12D wird der Leistungsverbrauch der Gesamtheit von Zubehörteilen durch eine dicke Linie dargestellt, der Leistungsverbrauch des Kompressors 25 wird durch eine dünne Linie dargestellt und der Gesamtleistungsverbrauch des Kompressors 25 und des Umwandlers 27 wird ebenfalls durch eine weitere dünne Linie angegeben.
Während eines Zeitraums zwischen den Zeitpunkten t10 bis t13 ist der Motorgenerator 22 im regenerativen Betrieb. Die von dem Motorgenerator 22 generierte Leistung wird auf den Leistungsverbrauch der Zubehörteile angewandt. Die Zubehörteile b umfassen den Kühler 28 und den Kompressor 25. Da die Temperatur TB der Hochspannungsbatterie 20 größer als der Kühlschwellenwert T2 ist, wird die überschussige generierte Leistung durch den zunehmenden Leistungsverbrauch des Kühlers 18 verbraucht. Wie in 12D verursacht die Erhöhung des Leistungsverbrauchs des Kühlers 28 eine Abnahme in der Temperatur TB der Hochspannungsbatterie 20, wie in 12B gezeigt ist. Wie in 12C gezeigt ist, ist die interne Kabinentemperatur oberhalb des Zieltemperaturbereichs. Somit ist der Leistungsverbrauch des Kompressors 25 ebenfalls erhöht, wie in 12D gezeigt ist. Der Zieltemperaturbereich ist ein Temperaturbereich, der durch eine untere Grenztemperatur unterhalb einer Temperatur, die durch eine Eingabe des Fahrers eingestellt wird, und eine obere Grenztemperatur oberhalb der eingestellten Temperatur definiert ist. Wie in 12C gezeigt ist, wird zum Zeitpunkt t10 der Zieltemperaturbereich in einer Richtung zu niedrigen Temperaturen hin erweitert, so dass ein Unterschied zwischen der eingestellten Temperatur und der unteren Grenztemperatur größer als ein Unterschied zwischen der eingestellten Temperatur und der oberen Grenztemperatur ist.
Zum Zeitpunkt t11 wird als Antwort darauf, dass die Temperatur der Hochspannungsbatterie 20 unter den Kühlschwellenwert T2 fällt, wie in 12B gezeigt, der Leistungsverbrauch des Kühlers 28 verringert, während die durch den Motorgenerator 22 generierte Leistung unverändert bleibt. Somit ist eine Abnahmemenge im Leistungsverbrauch des Kühlers 28 überschüssige Leistung. Wie in 12D, wird der Leistungsverbrauch des Kompressors 25 weiter erhöht, um die Abnahmemenge im Leistungsverbrauch des Kühler 28 zu verbrauchen. Wie in 12C, wird eine abnehmende Rate der internen Kabinentemperatur erhöht. Wie in 12A, heben sich die Abnahmemenge im Leistungsverbrauch des Kühlers 28 und eine Zunahmemenge im Leistungsverbrauch des Kompressors 25 auf, so dass der Leistungsverbrauch der Gesamtheit von Zubehörteilen während eines Zeitraums zwischen den Zeitpunkten t10 bis t12 konstant ist.
Wenn die interne Kabinentemperatur zum Zeitpunkt t12 unterhalb der unteren Grenztemperatur fällt, wird der Leistungsverbrauch des Kompressors 25 verringert und der Leistungsverbrauch des Umwandlers 27 erhöht. Die Abnahme des Leistungsverbrauchs des Kompressors 25 kann verhindern, dass die interne Kabinentemperatur zu niedrig wird, so dass er unter die untere Grenztemperatur fällt. Bei oder nach dem Zeitpunkt t12 wird der Leistungsverbrauch des Kompressors 25 unter den Leistungsverbrauch während eines Zeitraums zwischen den Zeitpunkten t10-t11 verringert. Wie in 12C, wird die interne Kabinentemperatur allmählich erhöht. Zum Zeitpunkt t12 ist die interne Kabinentemperatur unter dem normalen Zieltemperaturbereich. Danach ermöglicht das Abnehmen des Leistungsverbrauchs des Kompressors 25 der internen Kabinentemperatur, in den normalen Zieltemperaturbereich zurückzukehren. Somit kann dies ein Ausgleich zwischen dem Aufrechterhalten einer komfortablen internen Kabinentemperatur und dem Abnehmen des Lade-/Entlade-Verlusts bereitstellen. Während eines Zeitraums zwischen den Zeitpunkten t12-t13 wird der Leistungsverbrauch des Umwandlers 27 erhöht und die Niederspannungsbatterie 21 wird geladen.
Wenn die Niederspannungsbatterie 21 zum Zeitpunkt t13 vollständig geladen ist, wird der Leistungsverbrauch des Umwandlers 27 verringert, was zu einer Abnahme im Leistungsverbrauch der Gesamtheit von Zubehörteilen führt. Somit kann die überschüssige Leistung des Motorgenerators 22 nicht vollständig verbraucht werden und somit gibt es eine verbleibende überschüssige Leistung des Motorgenerators 22. Die verbleibende überschüssige Leistung des Motorgenerators 22 wird in die Hochspannungsbatterie 20 geladen, wie in 12A. Da das Laden der Hochspannungsbatterie 20 eine Wärmeerzeugung der Hochspannungsbatterie 20 verursacht, wird der Leistungsverbrauch des Kühlers 28 erhöht, um die Hochspannungsbatterie 20 zu kühlen. Dies ermöglicht, die Temperatur TB der Hochspannungsbatterie 20 in der Größenordnung des Kühlschwellenwerts T2 zu halten.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Leistungssteuerung 52 konfiguriert, um, wenn die Temperatur der Hochspannungsbatterie 20 gleich oder größer als der Kühlschwellenwert T2 ist, den Leistungsverbrauch des Kühlers 28 bevorzugt vor dem Leistungsverbrauch der anderen Zubehörteile als den Kühler 28 zu erhöhen. Dies kann ein Überwärmen der Hochspannungsbatterie 20 verhindern und eine ordnungsgemäße Temperatur TB der Hochspannungsbatterie 20 aufrechterhalten. Der dem Kühler zuzuführende Leistungsverbrauch wird in Kombination mit einer durch Laden/Entladen der Hochspannungsbatterie 20 verursachten Erwärmungsmenge berechnet. Wenn die Temperatur der Hochspannungsbatterie 20 geringer als der Kühlschwellenwert T2 ist, wird die durch den Motorgenerator 22 erzeugte überschüssige Leistung auf eine Erhöhung im Leistungsverbrauch der Zubehörteile zur Anwendung gebracht. Dies kann verhindern, dass die durch den Motorgenerator 22 generierte Leistung in die wiederaufladbaren Batterien geladen und danach von den wiederaufladbaren Batterien den Zubehörteilen zugeführt wird, was den durch das Laden/Entladen der wiederaufladbaren Batterien verursachten Leistungsverlust verringern kann.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele können die folgenden Vorteile bereitstellen.
In der ECU 40 ist der Selektor 51 konfiguriert, um während der Leistungserzeugung durch den Motorgenerator 22 den Motorgenerator 22 bevorzugt vor den wiederaufladbaren Batterien (d.h., der Hochspannungsbatterie 20 und der Niederspannungsbatterie 21) als eine Leistungsquelle auszuwählen, um den Zubehörteilen Leistung zuzuführen. Die Leistungssteuerung 52 ist konfiguriert, um den Leistungsverbrauch der Zubehörteile zu erhöhen und dadurch die generierte überschüssige Leistung zu verringern, die in die wiederaufladbaren Batterien zu laden ist, wenn die durch den Motorgenerator 22 generierte Leistung den Leistungsverbrauch der Zubehörteile überschreitet. Das Einstellen des Leistungsverbrauchs der Zubehörteile als Antwort auf die durch den Motorgenerator 22 generierte Leistung kann verhindern, dass die durch den Motorgenerator 22 generierte Leistung in die wiederaufladbaren Batterien geladen wird und danach von den wiederaufladbaren Batterien den Zubehörteilen zugeführt wird, was den durch Laden/Entladen der wiederaufladbaren Batterien verursachten Leistungsverlust verringern kann.
Die Leistungssteuerung 52 kann konfiguriert sein, um eine Erhöhung des Leistungsverbrauchs der Zubehörteile zu hemmen, wenn ein SOC einer wiederaufladbaren Batterie, wie beispielsweise der Hochspannungs-SOC oder der Niederspannungs-SOC, gleich oder größer als ein vorbestimmter SOC-Schwellenwert ist, wie beispielsweise der Schwellenwert X1 oder X2, Erhöhung Leistungsverbrauch der Zubehörteile, und wenn der SOC der wiederaufladbaren Batterie geringer als der vorbestimmte SOC-Schwellenwert ist. Wenn der SOC der wiederaufladbaren Batterie nicht ausreichend hoch ist, wird das Laden der wiederaufladbaren Batterie mit durch den Motorgenerator 22 generierten Leistung priorisiert, was ermöglicht, einen Ausgleich zwischen dem ordnungsgemäßen Aufrechterhalten des SOC der wiederaufladbaren Batterie und dem Verringern des durch Laden oder Entladen der wiederaufladbaren Batterie verursachten Leistungsverlusts mit durch den Motorgenerator 22 generierten Leistung bereitzustellen.
Die Leistungssteuerung 52 kann konfiguriert sein, um den Leistungsverbrauch der Zubehörteile zu erhöhen, wenn eine Temperatur der wiederaufladbaren Batterie innerhalb eines vorbestimmten Batterietemperaturbereichs ist, und eine Erhöhung des Leistungsverbrauchs der Zubehörteile zu hemmen, wenn die Temperatur der wiederaufladbaren Batterie außerhalb des vorbestimmten Batterietemperaturbereichs ist. Wenn die Temperatur der wiederaufladbaren Batterie außerhalb des vorbestimmten Batterietemperaturbereichs ist, wird die durch den Motorgenerator 22 generierte Leistung zum Steuern der Temperatur der wiederaufladbaren Batterie sichergestellt. Dies kann einen Ausgleich zwischen dem ordnungsgemäßen Aufrechterhalten des SOC der wiederaufladbaren Batterie und dem Verringern des durch Laden oder Entladen der wiederaufladbaren Batterie verursachten Leistungsverlusts mit durch den Motorgenerator 22 generierten Leistung bereitstellen.
Genauer gesagt kann beispielsweise die Leistungssteuerung 52 konfiguriert sein, um den Leistungsverbrauch des Thermoreglers 23 bevorzugt vor dem Leistungsverbrauch der anderen Zubehörteile als dem Thermoregler 23 zu erhöhen, wenn eine Temperatur der wiederaufladbaren Batterie, wie beispielsweise die Temperatur TB der Hochspannungsbatterie 20, gleich oder geringer als ein vorbestimmter Heizschwellenwert T1 ist. Wenn die Temperatur der wiederaufladbaren Batterie nicht ausreichend hoch ist, wird die durch Motorgenerator 22 generierte Leistung dem Thermoregler 23 bevorzugt vor den anderen Zubehörteilen als dem Thermoregler 23 zugeführt, um dadurch den Leistungsverbrauch des Thermoreglers 13 zu erhöhen. Dies kann einen Ausgleich zwischen dem ordnungsgemäßen Aufrechterhalten der Temperatur der wiederaufladbaren Batterie und dem durch Laden oder Entladen der wiederaufladbaren Batterie verursachten Leistungsverlust mit der durch den Motorgenerator 22 generierten Leistung bereitstellen. Die Leistungssteuerung 52 kann konfiguriert sein, um die Hochspannungsbatterie 20 sowohl durch Zuführen von Energie zu dem Thermoregler 23 als auch durch Laden/Entladen der Hochspannungsbatterie 20 zu erwärmen, wenn die Hochspannungsbatterie 20 geladen werden kann, was ermöglicht, den Leistungsverlust weiter zu verringern. Mit einer derartigen Konfiguration der Leistungssteuerung 52 ist das Erwärmen der wiederaufladbaren Batterie priorisiert und die Temperatur TB der Hochspannungsbatterie 20 kann auf eine geeignete Temperatur erhöht werden, was für elektrische Fahrzeuge wünschenswert ist, die keinen eingebauten Verbrennungsmotor aufweisen.
Die Leistungssteuerung 52 kann konfiguriert sein, um den Leistungsverbrauch des Kühlers 28 bevorzugt vor dem Leistungsverbrauch der anderen Zubehörteile als dem Kühler 28 zu erhöhen, wenn eine Temperatur der wiederaufladbaren Batterie, wie beispielsweise die Temperatur TB der Hochspannungsbatterie 20, gleich oder größer als ein vorbestimmter Kühlschwellenwert T2 ist. Wenn die Temperatur der wiederaufladbaren Batterie zu hoch ist, wird die durch den Motorgenerator 22 generierte Leistung dem Kühler 28 bevorzugt vor den anderen Zubehörteilen als dem Kühler 28 zugeführt, um dadurch den Leistungsverbrauch des Kühlers 28 zu erhöhen. Dies kann einen Ausgleich zwischen dem ordnungsgemäßen Aufrechterhalten der Temperatur der wiederaufladbaren Batterie und dem Verringern des durch Laden oder Entladen der wiederaufladbaren Batterie verursachten Leistungsverlusts bereitstellen.
Die Leistungssteuerung 52 kann konfiguriert sein, um, wenn die interne Kabinentemperatur außerhalb eines vorbestimmten verbotenen Temperaturbereich ist, den Leistungsverbrauch des Kompressors 25 bevorzugt vor dem Leistungsverbrauch der anderen Zubehörteile als dem Kompressor 25 zu erhöhen. Mit dieser Konfiguration, die das ordnungsgemäße Aufrechterhalten der internen Kabinentemperatur priorisiert, kann ein Ausgleich zwischen dem Sicherstellen des Komforts des Fahrers und dem Verringern des durch Laden oder Entladen der wiederaufladbaren Batterie verursachten Leistungsverlusts bereitgestellt werden. Vorausgesetzt, dass der Kompressor 25 rückkopplungsgesteuert ist, um die interne Kabinentemperatur innerhalb des Zieltemperaturbereichs zu halten, kann die Leistungssteuerung 52 außerdem konfiguriert sein, den Zieltemperaturbereich zu modifizieren, um den Leistungsverbrauch des Kompressors 25 zu erhöhen. Das Steuern des Kompressors 25 auf eine derartige Art und Weise ermöglicht, den Leistungsverbrauch des Kompressors 25 zu erhöhen, während verhindert wird, dass die interne Kabinentemperatur übermäßig hoch oder niedrig wird.
Die Leistungssteuerung 52 kann konfiguriert sein, um basierend auf dem SOC der Hochspannungsbatterie 20, dem SOC der Niederspannungsbatterie 21 und dem Gesamtleistungsverbrauch der Zubehörteile eine Laufzeit des Umwandlers 27 zu erhöhen, um den Gesamtleistungsverbrauch der Zubehörteile zu erhöhen. Dies kann eine Überladung und Überentladung jeder Batterie 20, 21 verhindern, die dadurch verursacht wird, dass der Umwandler 27mit zu viel Leistung versorgt wird.
Modifikationen
(M1) Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen spezifischen Ausführungsbeispiele beschränkt, wobei die ECU 40 als eine Antriebssteuereinrichtung dient, die konfiguriert ist, um das Antriebssystem 10 zu steuern, wie in 1 gezeigt. Bei der Antriebssteuereinrichtung verwendete Techniken können auf Antriebssteuereinrichtungen anwendbar sein, die Fahrzeugantriebssysteme steuern, die einen Leistungsgenerator, eine wiederaufladbare Batterie, Zubehörteile, die durch elektrische Leistung von einem der beiden oder beiden der wiederaufladbaren Batterie und dem Leistungsgenerator angetrieben werden, umfassen. Die Fahrzeugantriebssysteme können Systeme 110, 210, 310, die jeweils in Hybridfahrzeugen (HV; hybrid vehicles) 111, 211 angebracht sind, wie in den 13, 14 gezeigt, und ein herkömmliches Benzin-angetriebenes Fahrzeug (herkömmliches Fahrzeug), wie in 15 gezeigt, umfassen.
Das in 13 gezeigte Antriebssystem 110 ist in dem Fahrzeug 111 angebracht. Das Antriebssystem 110 umfasst einen Leistungsgenerator 108, einen Verbrennungsmotor 109, eine Hochspannungsbatterie 120, eine Niederspannungsbatterie 121, einen Elektromotor 122, einen Thermoregler 123, Niederspannungs-Zubehörteile 124, einen Kompressor 125, einen Inverter 126, einen Umwandler 127, einen Kühler 128 und eine ECU 140. Das Antriebssystem 110 umfasst als Zubehörteile den Thermoregler 123, die Niederspannungs-Zubehörteile 124, den Kompressor 125, den Inverter 126, den Umwandler 127 und den Kühler 128. Ein Informationsterminal 131 und Sensoren 132 sind im Fahrzeug 111 angebracht. Im Antriebssystem 110 sind der Leistungsgenerator 108 und der Elektromotor 122 getrennte Vorrichtungen. Das Antriebssystem 110 unterscheidet sich von dem Antriebssystem 10 dadurch, dass das Antriebssystem 110 einen Inverter 107 für den Leistungsgenerator 108 und einen Inverter 126 für den Elektromotor 122 umfasst. Das Fahrzeug 111 ist ein reichweitenverlängerndes Hybridfahrzeug (HV), wobei der Elektromotor 122 betrieben wird, um Räder 112 anzutreiben. Der Motor 109 wird angetrieben, um den Leistungsgenerator 108 zu betreiben, um dadurch eine vergleichbare Leistung an der Hochspannungsbatterie 120 zu generieren. Die durch den Leistungsgenerator 108 generierte Leistung wird der Hochspannungsbatterie 120 und dem Elektromotor 122 über den Inverter 107 zugeführt. Die Elektromotor 122 wird durch elektrische Leistung, die in der Hochspannungsbatterie 120 geladen ist, oder durch Leistung, die durch den Leistungsgenerator 108 generiert wird, angetrieben. Da andere Komponenten denen des in 1 gezeigten Antriebssystems 10 ähnlich sind, werden überlappende Beschreibungen durch Verschieben der in 1 gezeigten Bezugszeichen um einen Faktor von 100 weggelassen.
Das in 14 gezeigte Antriebssystem 210 ist in dem Fahrzeug 211 angebracht. Das Antriebssystem 210 umfasst ein Getriebe 204, einen Inverter 207, einen integrierten Starter und Generator (ISG) 208, einen Motor 209, eine Hochspannungsbatterie 220, eine Niederspannungsbatterie 221 und Niederspannungszubehörteile 224, einen Kompressor 225, einen Umwandler 227 und eine ECU 240. Die Hochspannungsbatterie 220 ist in der Größenordnung von einigen Dutzend Volt (z.B., 48 Volt). Die Niederspannungsbatterie ist in der Größenordnung von 10 Volt (z.B., 12 Volt). Ein Informationsterminal 231 und Sensoren 232 sind in dem Fahrzeug 211 angebracht. Das Antriebssystem 210 umfasst als Zubehörteile den Inverter 207, die Niederspannungszubehörteile 224, den Kompressor 225 und den Umwandler 227. Das Fahrzeug 211 ist ein mildes Hybridfahrzeug (HV; hybrid vehicle), wobei die Räder 212 durch den Motor 209 angetrieben werden. Der ISG 208 dient als ein Motorstarter und Leistungsgenerator. Elektrische Leistungsregenerierung während der Abbremsung des Fahrzeugs 211 ergibt eine Spannung in der Größenordnung von einigen Dutzend Volt (von der gleichen Größenordnung, wie die Spannung der Hochspannungsbatterie 220). Da andere Komponenten denjenigen des in 1 gezeigten Antriebssystems 10 ähnlich sind, werden überlappende Beschreibungen durch Verschieben der in 1 gezeigten Bezugszeichen um einen Faktor von 200 weggelassen.
Das in 15 gezeigte Antriebssystem 310 ist in dem Fahrzeug 311 angebracht. Das Antriebssystem 310 umfasst einen Inverter 307, einen ISG 308, einen Motor 309, eine Niederspannungsbatterie 321, Niederspannungszubehörteile 324 und eine ECU 340. Ein Informationsterminal 331 und Sensoren 332 sind im Fahrzeug 311 angebracht. Das Antriebssystem 310 umfasst als Zubehörteile den Inverter 307 und die Niederspannungszubehörteile 324. Das Fahrzeug 311 ist ein herkömmliches Fahrzeug, wobei die Räder 312 durch den Motor 309 angetrieben werden. Der ISG 308 dient als ein Motorstarter und Leistungsgenerator. Die elektrische Leistungsregenerierung während der Abbremsung des Fahrzeugs 311 ergibt eine generierte Leistung von der gleichen Größenordnung wie die Ausgangsleistung der Niederspannungsbatterie 321. Da andere Komponenten denjenigen des in 1 gezeigten Antriebssystems 10 ähnlich sind, werden überlappende Beschreibungen durch Verschieben der in 1 gezeigten Bezugszeichen um einen Faktor von 300 weggelassen.
Die ECUs 140, 240, 340 der jeweiligen Antriebssysteme 110, 210, 310 können konfiguriert sein, um verschiedene Funktionen ähnlich zu denjenigen zu implementieren, die von der ECU 40 des Antriebssystems 10 durchgeführt werden. Insbesondere können die ECUs 140, 240, 340 konfiguriert sein, um eine Verteilung der durch den Leistungsgenerator 108 und die ISGs 208, 308 generierten Leistung auf ähnliche Arten und Weisen zu denjenigen der ersten bis vierten Ausführungsbeispiele zu bestimmen.
Eine Antriebssteuereinrichtung (40, 140, 240, 340) wird zum Steuern eines in einem Fahrzeug (11, 111, 211, 311 angebrachten Antriebssystems (1, 110, 210, 310) bereitgestellt, wobei das Antriebssystem einen Leistungsgenerator (22, 108, 208, 308), mindestens eine wiederaufladbare Batterie (20, 21, 120, 121, 220, 221, 321), Zubehörteile (23-28, 123-128, 207, 224, 225, 227, 307, 324), die durch elektrische Leistung angetrieben werden, die von einem der beiden oder beiden der wenigstens einen wiederaufladbaren Batterie und dem Leistungsgenerator zugeführt wird, umfasst. In der Antriebssteuereinrichtung ist ein Selektor (51) konfiguriert, um während der Leistungserzeugung durch den Leistungsgenerator den Leistungsgenerator als eine Leistungsquelle für die Zubehörteile bevorzugt vor der wenigstens einen wiederaufladbaren Batterie auszuwählen. Eine Leistungssteuerung (52) ist konfiguriert, um den Leistungsverbrauch der Zubehörteile zu erhöhen, wenn die durch den Leistungsgenerator generierte Leistung den Leistungsverbrauch der Zubehörteile überschreitet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2001169404 A [0002, 0003]

Claims

Antriebssteuereinrichtung (40, 140, 240, 340) zum Steuern eines Antriebssystems (1, 110, 210, 310), das in einem Fahrzeug (11, 111, 211, 311) angebracht ist, wobei das System einen Leistungsgenerator (22, 108, 208, 308), mindestens eine wiederaufladbare Batterie (20, 21, 120, 121, 220, 221, 321), mehrere Zubehörteile (23-28, 123-128, 207, 224, 225, 227, 307, 324), die durch elektrische Leistung angetrieben werden, die von einem der beiden oder beiden der wenigstens einen wiederaufladbaren Batterie und dem Leistungsgenerator zugeführt wird, umfasst, wobei die Einrichtung umfasst: einen Selektor (51), der konfiguriert ist, um während der Leistungserzeugung durch den Leistungsgenerator den Leistungsgenerator als eine Leistungsquelle für die Zubehörteile bevorzugt vor der wenigstens einen wiederaufladbaren Batterie auszuwählen; und eine Leistungssteuerung (52), die konfiguriert ist, um den Leistungsverbrauch der Zubehörteile zu erhöhen, wenn die durch den Leistungsgenerator generierte Leistung den Leistungsverbrauch der Zubehörteile überschreitet.
Einrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Leistungssteuerung konfiguriert ist, um den Leistungsverbrauch der Zubehörteile zu erhöhen, wenn ein Ladezustand (SOC) der mindestens einen wiederaufladbaren Batterie gleich oder größer als ein vorbestimmter SOC-Schwellenwert ist.
Einrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Leistungssteuerung konfiguriert ist, um den Leistungsverbrauch der Zubehörteile zu erhöhen, wenn eine Temperatur der mindestens einen wiederaufladbaren Batterie innerhalb eines vorbestimmten Batterietemperaturbereichs ist.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Zubehörteile einen Thermoregler (23, 123) umfassen, der konfiguriert ist, um die mindestens eine wiederaufladbare Batterie zu erwärmen, und die Leistungssteuerung konfiguriert ist, um den Leistungsverbrauch des Thermoreglers bevorzugt vor den anderen Zubehörteilen als dem Thermoregler zu erhöhen, wenn eine Temperatur der mindestens einen wiederaufladbaren Batterie gleich oder geringer als ein vorbestimmter Heizschwellenwert ist.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Zubehörteile einen Kühler (28,128) umfassen, der konfiguriert ist, um die wenigstens eine wiederaufladbare Batterie zu kühlen, und die Leistungssteuerung konfiguriert ist, um den Leistungsverbrauch des Kühlers bevorzugt vor den anderen Zubehörteilen als dem Kühler zu erhöhen, wenn eine Temperatur der mindestens einen wiederaufladbaren Batterie gleich oder größer als ein vorbestimmter Kühlschwellenwert ist.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Zubehörteile einen Kompressor (25, 125, 225) umfassen, der zur Klimatisierung in einer Kabine des Fahrzeugs verwendet wird, und die Leistungssteuerung konfiguriert ist, um den Leistungsverbrauch des Kompressors bevorzugt vor dem Leistungsverbrauch der anderen Zubehörteile als dem Kompressor zu erhöhen, wenn eine interne Kabinentemperatur außerhalb eines vorbestimmten verbotenen Temperaturbereich ist.
Einrichtung gemäß Anspruch 6, wobei der Kompressor rückkopplungsgesteuert ist, so dass die interne Kabinentemperatur innerhalb eines vorbestimmten Zieltemperaturbereichs ist, und die Leistungssteuerung konfiguriert ist, um den Zieltemperaturbereich zu modifizieren, um den Leistungsverbrauch des Kompressors zu erhöhen, wenn die interne Kabinentemperatur außerhalb des vorbestimmten verbotenen Temperaturbereich ist.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die mindestens eine wiederaufladbare Batterie eine wiederaufladbare Hochspannungsbatterie (20, 120, 220) umfasst, deren Ausgangsspannung hoch ist, und ein wiederaufladbare Niederspannungsbatterie (21, 121, 221), deren Ausgangsspannung niedriger als die Ausgangsspannung der wiederaufladbaren Hochspannungsbatterie ist umfasst, die Zubehörteile einen Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Umwandler (27,127,227) umfassen, der konfiguriert ist, um Leistung zwischen der wiederaufladbaren Hochspannungsbatterie und der wiederaufladbaren Niederspannungsbatterie zu transportieren, und die Leistungssteuerung konfiguriert ist, um basierend auf einem SOC der wiederaufladbaren Hochspannungsbatterie, einem SOC der wiederaufladbaren Niederspannungsbatterie und dem Gesamtleistungsverbrauch der Zubehörteile den Leistungsverbrauch des Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Umwandlers zu erhöhen.
Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Fahrzeug keinen Verbrennungsmotor umfasst.