DE112013004727T5

DE112013004727T5 - Leistungszufuhrsystem und Fahrzeug sowie Verwaltungsvorrichtung, die darin verwendet wird

Info

Publication number: DE112013004727T5
Application number: DE112013004727.6T
Authority: DE
Inventors: c/o TOYOTA JIDOSHA KABUSHI Mizuno Tomoyuki
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Turbine and Systems Inc
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2013-09-23
Publication date: 2015-06-11
Anticipated expiration: 2033-09-24
Also published as: WO2014049413A2; CN104661853A; JP2014068485A; US20150239362A1; JP6092556B2; WO2014049413A3; CN104661853B; US9862286B2; DE112013004727B4

Abstract

Ein Leistungszufuhrsystem (10) führt Leistung aus einer Vielzahl von Fahrzeugen (100, 100A und 100B) einem externen elektrischen Gerät (500) zu. Wenn Leistung zugeführt wird, können die Fahrzeug eine aus einer Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung, bei der eine Maschine (160) angetrieben wird, und einer Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung auswählen, bei der die Maschine nicht angetrieben wird. Das Leistungszufuhrsystem weist eine Steuerungseinheit (410) auf, die eine aus der Vielzahl der Fahrzeuge zuzuführende Leistung steuert, und, wenn Leistung dem elektrischen Gerät zugeführt wird, eine Steuerung derart durchführt, dass die Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung für zumindest eines aus der Vielzahl der Fahrzeuge ausgewählt wird, die Leistungszufuhrquellen sind.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leistungszufuhrsystem und ein Fahrzeug sowie eine Verwaltungsvorrichtung, die in dem Leistungszufuhrsystem verwendet wird, und genauer eine Steuerung eines Hybridfahrzeugs, das in der Lage ist, elektrische Leistung einem externen elektrischen Gerät zuzuführen.
2. Beschreibung des Stands des Technik
In letzter Zeit wurde eine Technik entwickelt, um Leistung, die in einem Fahrzeug gespeichert ist oder durch das Fahrzeug erzeugt wird, einem elektrischen Gerät oder einem Haushalt mit einem Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug als die Leistungszufuhrquelle zuzuführen.
Die internationale Veröffentlichung Nr.: WO2006/059763 offenbart ein Leistungszufuhrsystem, bei dem eine Vielzahl von Fahrzeugen, die in der Lage sind, Leistung unter Verwendung der Ausgangsleistung einer Brennkraftmaschine zu erzeugen, parallel zu einer elektrischen Last als die Leistungszufuhrquelle geschaltet sind. In dem in der internationalen Veröffentlichung Nr.: WO2006/059763 beschriebenen Leistungszufuhrsystem wird die Leistungszufuhrgröße der Fahrzeuge auf der Grundlage der Lastgröße der elektrischen Last und der anhand des restlichen Kraftstoffs berechneten Größe von Leistung zugeordnet, die von jedem Fahrzeug zugeführt werden kann.
Wenn ein Hybridfahrzeug, das sowohl eine Akkumulatorvorrichtung als auch eine Brennkraftmaschine aufweist, als eine Leistungszufuhrquelle verwendet wird, kann in einigen Fällen eine der nachfolgenden zwei Betriebsarten ausgewählt werden. In einer Betriebsart wird die in dem Akkumulator gespeicherte Leistung mit gestoppter Brennkraftmaschine zugeführt (was nachstehend ebenfalls als "Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung" bezeichnet ist); in der anderen Betriebsart wird die Leistung, die unter Verwendung der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine erzeugt wird, zugeführt (was nachstehend auch als "Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung" bezeichnet ist).
In einem derartigen Fahrzeug wird in einigen Fällen eine der vorstehend beschriebenen Leistungszufuhrbetriebsarten entsprechend dem Ladezustand (der nachstehend auch als SOC bezeichnet ist) der Akkumulatorvorrichtung ausgewählt. Wenn beispielsweise der SOC höher als ein vorbestimmter Wert ist, wird die Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung ausgewählt. Wenn der SOC niedriger als der vorbestimmte Wert wird, wird die Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung ausgewählt, wobei in diesem Fall die Leistungszufuhr derart gesteuert wird, dass die Akkumulatorvorrichtung geladen wird, während einer externen elektrischen Last Leistung zugeführt wird.
Wenn auf diese Weise eine Vielzahl von Hybridfahrzeugen mit einer elektrischen Last verbunden ist, ist es notwendig, in geeigneter Weise die Zuordnung der von den Fahrzeugen zugeführten Leistungsgröße und der Leistungszufuhrbetriebsart der Fahrzeuge zu bestimmen. Insbesondere führt eine Fehler bei der geeigneten Auswahl der Leistungszufuhrbetriebsarten der Fahrzeuge dazu, dass viele Fahrzeuge die Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung auswählen, was Geräusche und Vibrationen in Zusammenhang mit dem Betrieb der Brennkraftmaschinen erzeugt und die Emission von Abgas erhöht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung löst die vorstehend beschriebenen Probleme. Zur Verwendung in einem Leistungszufuhrsystem, bei dem eine Vielzahl von Hybridfahrzeugen Leistung einer elektrischen Last zuführen kann, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zu verhindern, dass eine Vielzahl von Fahrzeugen durch eine Brennkraftmaschine angetrieben wird, um Auswirkungen durch Geräusche und Abgas zu vermeiden.
Ein Leistungszufuhrsystem gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung weist eine Steuerungsvorrichtung auf und kann Leistung einem externen elektrischen Gerät zuführen. Das Leistungszufuhrsystem erlaubt das Verbinden einer Vielzahl von Fahrzeugen. Jedes aus der Vielzahl der Fahrzeuge weist eine Akkumulatorvorrichtung und eine Brennkraftmaschine auf, wobei, wenn Leistung dem elektrischen Gerät zugeführt wird, das Fahrzeug eine aus einer ersten Betriebsart, in der die Brennkraftmaschine zur Erzeugung von Leistung angetrieben wird, und einer zweiten Betriebsart auswählen kann, in der die Brennkraftmaschine nicht angetrieben wird. Wenn dem elektrischen Gerät Leistung zugeführt wird, steuert die Steuerungsvorrichtung zumindest eines aus der Vielzahl der Fahrzeuge zum Betrieb in der zweiten Betriebsart.
Die Steuerungsvorrichtung kann die Fahrzeuge auf der Grundlage eines Ladezustands jedes der Akkumulatorvorrichtungen, die in der Vielzahl der Fahrzeuge untergebracht sind, von der zweiten Betriebsart auf die erste Betriebsart umschalten.
Wenn ein Ladezustand der Akkumulatorvorrichtung, die an einem Fahrzeug angebracht ist, die mehr Leistung unter der Vielzahl der Fahrzeuge speichert, kleiner als ein vorbestimmter Schwellwert wird, kann die Steuerungsvorrichtung zumindest eines der verbleibenden Fahrzeuge auf die erste Betriebsart umschalten.
Die Steuerungsvorrichtung kann eines aus der Vielzahl der Fahrzeuge, dessen Akkumulatorvorrichtungs-Ladezustand kleiner als ein Referenzwert wird, der eine untere Grenze angibt, auf die erste Betriebsart umschalten und gleichzeitig eines der restlichen Fahrzeuge, das in der ersten Betriebsart betrieben wird, und dessen Akkumulatorvorrichtungs-Ladezustand größer als der Schwellwert ist, von der ersten Betriebsart auf die zweite Betriebsart umschalten.
Die Steuerungsvorrichtung kann eines aus der Vielzahl der Fahrzeuge, dessen Akkumulatorvorrichtungs-Ladezustand kleiner als ein Referenzwert wird, der eine untere Grenze angibt, auf die erste Betriebsart umschalten, und, falls restliche Fahrzeuge in der ersten Betriebsart arbeiten und die Akkumulatorvorrichtungs-Ladezustände der Fahrzeuge kleiner als der Schwellwert sind, alle aus der Vielzahl der Fahrzeuge zum Betrieb in der ersten Betriebsart steuern.
Die Steuerungsvorrichtung kann zumindest eines aus der Vielzahl der Fahrzeuge auf die erste Betriebsart umschalten, wenn eine Gesamtheit von Akkumulatorvorrichtungs-Ladezuständen der Vielzahl der Fahrzeuge kleiner als ein vorbestimmter Schwellwert wird.
Der Schwellwert kann ein Wert sein, der eine Leistungsgröße angibt, die dem elektrischen Gerät erlaubt, kontinuierlich über eine vorbestimmte Zeit in einem vorbestimmten Lastzustand zu arbeiten.
Die Steuerungsvorrichtung kann bewirken, dass ein Fahrzeug aus der Vielzahl der Fahrzeuge, das in der ersten Betriebsart arbeitet, die Akkumulatorvorrichtung unter Verwendung von zumindest eines Teils der durch das Fahrzeug erzeugten Leistung lädt.
Falls es ein Fahrzeug aus der Vielzahl der Fahrzeuge gibt, das in der ersten Betriebsart arbeitet und eine Lastanstiegsrate des elektrischen Geräts höher als ein vorbestimmter Wert ist, kann die Steuerungsvorrichtung das Fahrzeug, das in der zweiten Betriebsart arbeitet, zur Zufuhr von Leistung entsprechend einer erhöhten Last des elektrischen Geräts steuern.
Das Fahrzeug kann einen rotierenden Motor mit im Stern verbundenen Drei-Phasen-Spulen aufweisen. Die Leistung aus dem Fahrzeug wird dem elektrischen Gerät über Neutralpunkte der Drei-Phasen-Spulen zugeführt.
Die Steuerungsvorrichtung kann an einem aus der Vielzahl der Fahrzeuge angebracht sein.
Eine Verwaltungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung verwaltet Leistung, die von einer Vielzahl von Fahrzeugen, die jeweils eine Verbrennungsmaschine und eine Akkumulatorvorrichtung aufweisen, einem elektrischen Gerät außerhalb der Fahrzeuge zugeführt wird. Die Verwaltungsvorrichtung weist eine Steuerungsvorrichtung auf, die eine Leistungszufuhr aus der Vielzahl der Fahrzeuge steuert. Wenn Leistung dem elektrischen Gerät zugeführt wird, wählt jedes aus der Vielzahl der Fahrzeuge eine aus einer ersten Betriebsart, in der die Brennkraftmaschine zur Erzeugung von Leistung angetrieben wird, und einer zweiten Betriebsart aus, in der die Brennkraftmaschine nicht angetrieben wird. Wenn dem elektrischen Gerät Leistung aus der Vielzahl der verbundenen Fahrzeuge zugeführt wird, steuert die Steuerungsvorrichtung zumindest eines aus der Vielzahl der Fahrzeuge zum Betrieb in der zweiten Betriebsart.
Ein Fahrzeug gemäß einer dritten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist eine Brennkraftmaschine, einen rotierenden Motor, der unter Verwendung einer Antriebskraft der Brennkraftmaschine Leistung erzeugt, eine Akkumulatorvorrichtung und eine Steuerungsvorrichtung auf, die eine Leistungszufuhr zu dem elektrischen Gerät steuert. Wenn Leistung dem elektrischen Gerät zugeführt wird, wählt das Fahrzeug eine aus einer ersten Betriebsart, in der die Brennkraftmaschine zur Erzeugung von Leistung angetrieben wird, und einer zweiten Betriebsart aus, in der die Brennkraftmaschine nicht angetrieben wird. Wenn dem elektrischen Gerät Leistung auch aus anderen Fahrzeugen (100A, 100B) dem elektrischen Gerät zugeführt wird, steuert die Steuerungsvorrichtung zumindest eines aus der Vielzahl der Fahrzeuge einschließlich des Fahrzeugs und des anderen Fahrzeugs zum Betrieb in der zweiten Betriebsart.
Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen kann das Leistungszufuhrsystem, das in der Lage ist, Leistung aus einer Vielzahl von Hybridfahrzeugen einer elektrischen Last zuzuführen, den Zustand reduzieren, bei dem die Brennkraftmaschinen aller Fahrzeuge angetrieben werden. Dieses System kann daher Auswirkungen durch Geräusche und Abgas bei Zufuhr von Leistung reduzieren.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Merkmale, Vorteile sowie technische und industrielle Bedeutung von Ausführungsbeispielen der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und wobei:
1 eine allgemeine Darstellung zeigt, die ein Leistungszufuhrsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
2 eine Darstellung zeigt, die eine Einzelheit eines Fahrzeugs und einer Energieverwaltungsvorrichtung gemäß 1 veranschaulicht,
3 eine Darstellung zeigt, die eine Einzelheit einer elektrischen Schaltung des Fahrzeugs veranschaulicht,
4A bis 4D-2 Darstellungen zeigen, die einen Überblick über eine Lade-/Entladesteuerung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht, wenn zwei Fahrzeuge verwendet werden,
5A bis 5D-2 Darstellungen zeigen, die einen Überblick über eine Lade-/Entladesteuerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulichen, wenn drei Fahrzeuge verwendet werden,
6A und 6B ein Flussdiagramm zeigen, dass die Lade-/Entladesteuerungsverarbeitung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
7 eine erste Darstellung zeigt, die einen Überblick über eine Lade-/Entladesteuerung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
8 eine zweite Darstellung zeigt, die einen Überblick über eine Lade-/Entladesteuerung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
9 eine dritte Darstellung zeigt, die einen Überblick über eine Lade-/Entladesteuerung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
10 eine Darstellung, die Lastvariationen und eine Leistungszuordnung veranschaulicht, wenn die Lade-/Entladesteuerung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet wird, und
11 ein Flussdiagramm zeigt, das die Lade-/Entladesteuerungsverarbeitung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind nachstehend ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen sind dieselben Bezugszeichen Komponenten zugeordnet, die dieselben oder äquivalente Funktionen aufweisen, weshalb deren Beschreibung nicht wiederholt wird.
(Grundkonfiguration des Leistungszufuhrsystems)
1 zeigt eine allgemeine Darstellung, die ein Leistungszufuhrsystem 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Gemäß 1 weist ein Leistungszufuhrsystem 10 eine Energieverwaltungsvorrichtung 400 auf, mit der eine Vielzahl von Hybridfahrzeugen 100, 100A und 100B verbunden werden kann. An jedem dieser Hybridfahrzeuge sind eine Akkumulatorvorrichtung (Batterie) und eine Maschine, die eine Brennkraftmaschine ist, angebracht. Jedes Fahrzeug führt Leistung, die in der Akkumulatorvorrichtung gespeichert ist oder unter Verwendung der Ausgangsleistung der Maschine erzeugt wird, einem elektrischen Gerät 500 über die Energieverwaltungsvorrichtung 400 zu.
Die Energieverwaltungsvorrichtung 400, ein Gerät wie ein Heimenergieverwaltungssystem (HEMS, Home Energy Management System), das in einem Haus installiert ist, steuert die Zuordnung von Leistung, die von jedem aus der Vielzahl der Fahrzeuge abzugeben ist. Die Energieverwaltungsvorrichtung 400 bestimmt, in welcher Betriebsart die Leistung zugeführt wird, entweder die Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung, bei der die Leistung, die in der Akkumulatorvorrichtung gespeichert ist, mit gestoppter Maschine des Fahrzeugs zugeführt wird, oder die Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung, bei der die unter Verwendung der Ausgangsleistung der Maschine erzeugte Leistung zugeführt wird.
In dem Beispiel gemäß 1 kann, obwohl die Energieverwaltungsvorrichtung 400 ein von einem Fahrzeug separates Gerät ist, eine ähnliche Steuerung ebenfalls durch eine Steuerungsvorrichtung durchgeführt werden, die in dem Fahrzeug enthalten ist, wenn eine Zwischenfahrzeugskommunikation zur Verfügung steht.
Obwohl in dem Beispiel gemäß 1 drei Fahrzeuge als die Leistungszufuhrquelle verbunden sind, ist das Ausführungsbeispiel anwendbar, wenn zwei oder mehr Fahrzeuge verbunden sind.
2 zeigt eine Darstellung, die eine Einzelheit des Fahrzeugs 100 und der Energieverwaltungsvorrichtung 400 gemäß 1 veranschaulicht. Da die Fahrzeuge in der Konfiguration ähnlich sind, zeigt 2 lediglich die Konfiguration eines typischen Fahrzeugs, nämlich des Fahrzeugs 100, zeigt jedoch nicht die ausführlichen Konfigurationen der Fahrzeuge 100A und 100B. In der nachfolgenden Beschreibung wird das Fahrzeug 100 als ein Beispiel für das Fahrzeug verwendet, und wird die ausführliche Beschreibung der Fahrzeuge 100A und 100B nicht wiederholt.
Gemäß 2 weist das Fahrzeug 100 eine Akkumulatorvorrichtung 110, ein Systemhauptrelais (das nachstehend auch als SMR bezeichnet ist) 115, eine Leistungssteuerungseinheit (PCU) 120, die als Fahrwerk arbeitet, Motorgeneratoren 130 und 135, ein Leistungsübertragungsgetriebe 140, ein Antriebsrad 150, eine Maschine 160 und eine Steuerungsvorrichtung (die nachstehend auch als elektronische Steuerungseinheit (ECU) bezeichnet ist) 300 auf.
Die Akkumulatorvorrichtung 110 ist ein Leistungsspeicherelement, das ladbar/entladbar ist. Die Akkumulatorvorrichtung 110 weist Sekundärbatterien wie Lithiumionenbatterien, Nickelmetallhyridbatterien oder Bleisäurebatterien oder Leistungsspeicherelementzellen wie elektrische Doppelschichtkondensatoren auf.
Die Akkumulatorvorrichtung 110 ist mit der PCU 120, die die Motorgeneratoren 130 und 135 antreibt, über das SMR 115 verbunden. Die Akkumulatorvorrichtung 110 führt Leistung, die die Antriebskraft des Fahrzeugs 100 erzeugt, der PCU 120 zu. Zusätzlich akkumuliert die Akkumulatorvorrichtung 110 die durch den Motorgenerator 130 erzeugte Leistung. Die Ausgangsspannung der Akkumulatorvorrichtung 110 beträgt beispielsweise 200 Volt.
Ein Spannungssensor 170 erfasst die Spannung der Akkumulatorvorrichtung 110 und gibt den erfassten Wert VB zu der ECU 300 aus. Ein Stromsensor 175 erfasst den Strom, der in die und aus der Akkumulatorvorrichtung 110 eingegeben und ausgegeben wird, und gibt den erfassten Wert IB zu der ECU 300 aus.
Das SMR 115 weist zwei Relais auf: eines ist ein Relais, das zwischen der positiven Elektrode der Akkumulatorvorrichtung 110 und einer Stromleitung PL1 geschaltet ist, und das andere ist ein Relais, das zwischen der negativen Elektrode der Akkumulatorvorrichtung 110 und einer Stromleitung NL1 geschaltet ist. Das SMR 115, das durch das Steuerungssignal SE1 aus der ECU 300 gesteuert wird, schaltet die Zufuhr und Unterbrechung von Leistung zwischen der Akkumulatorvorrichtung 110 und der PCU 120.
Die PCU 120 weist einen Wandler 121, Umrichter 122 und 126 sowie Kondensatoren C1 und C2 auf.
Der Wandler 121 wandelt die Spannung zwischen Stromleitungen PL1 und NL1 und den Stromleitungen PL2 und NL1 auf der Grundlage des aus der ECU 300 empfangenen Steuerungssignals PWC um.
Die Umrichter 122 und 126 sind parallel zu den Stromleitungen PL2 und NL1 geschaltet. Die Umrichter 122 und 126 wandeln Gleichstromleistung, die aus dem Wandler 121 zugeführt wird, auf der Grundlage der aus der ECU 300 empfangenen Steuerungssignale PWI1 und PWI2 in Wechselstromleistung zur Verwendung beim Antrieb der Motorgeneratoren 130 und 135 um.
Der Kondensator C1 ist zwischen den Stromleitungen PL1 und NL2 zur Reduktion der Spannungsvariation zwischen den Stromleitungen PL1 und NL1 vorgesehen. Der Kondensator C2 ist zwischen den Stromleitungen PL2 und NL1 zur Reduktion der Spannungsvariation zwischen den Stromleitungen PL2 und NL1 vorgesehen.
Die Motorgeneratoren 130 und 135 sind beispielsweise drehende Wechselstrommotoren, wie ein Permanentmagnet-Synchronmotor, der einen Rotor aufweist, in dem ein Permanentmagnet eingebettet ist.
Das Ausgangsdrehmoment der Motorgeneratoren 130 und 135 wird auf das Antriebsrad 150 und die Maschine 160 über das Leistungsübertragungsgetriebe 140, das durch das Reduktionsgetriebe und die Leistungsaufteilungsvorrichtung konfiguriert ist, zum Fahren des Fahrzeugs 100 übertragen. Während des regenerativen Bremsbetriebs des Fahrzeugs 100 kann der Motorgenerator 130 Leistung durch die Drehkraft des Antriebsrads 150 erzeugen. Die PCU 120 wandelt die erzeugte Leistung in die Ladeleistung der Akkumulatorvorrichtung 110 um.
Die Maschine 160 wird durch ein aus der ECU 300 empfangenes Steuerungssignal DRV gesteuert. Gemäß einem Beispiel ist es ebenfalls möglich, die Konfiguration derart einzustellen, dass der Motorgenerator 130 lediglich als ein Generator arbeitet, der Leistung durch den Betrieb der Maschine 160 erzeugt, und dass der Motorgenerator 135 lediglich als Motor arbeitet, der das Antriebsrad 150 zum Fahren des Fahrzeugs 100 antreibt.
Wie es in 3 ausführlich beschrieben ist, ist der Neutralpunkt jeder der Motorgeneratoren 130 und 135 gemäß diesem Ausführungsbeispiel mit der Energieverwaltungsvorrichtung 400 unter Verwendung eines durch Stecker abnehmbaren Leistungskabels 450 verbunden. Die Neutralpunkte sind mit dem elektrischen Gerät 500 über ein in der Energieverwaltungsvorrichtung 400 enthaltenes Relais RY10 elektrisch verbunden. Die Konfiguration ermöglicht, dass erzeugte Leistung, die bei Betrieb der Motorgeneratoren 130 und 135 durch die Maschine 160 erzeugt wird, und/oder die Leistung, die in der Akkumulatorvorrichtung 110 gespeichert ist, zu dem elektrisches Gerät 500 über die Energieverwaltungsvorrichtung 400 gesendet werden kann.
In der Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung, in der die in der Akkumulatorvorrichtung 110 gespeicherte Leistung mit gestoppter Maschine 160 zugeführt wird, wird die Gleichstromleistung der Akkumulatorvorrichtung 110 durch die ECU 120 in Wechselstromleistung umgewandelt und dem elektrischen Gerät 500 zugeführt, wie es durch den Pfeil AR1 in 2 angegeben ist. Demgegenüber wird in der Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung, in der die durch die Maschine 160 erzeugte Leistung zugeführt wird, die durch die Leistungserzeugung erzeugte Wechselstromleistung dem elektrischen Gerät 500 zugeführt, wie es durch den Pfeil AR2 in 2 angegeben ist. In diesem Fall wird ein Teil der durch die Leistungserzeugung erzeugten Wechselstromleistung durch die PCU 120 in Gleichstromleistung umgewandelt, wie es durch den Pfeil AR3 in 2 angegeben ist, zur Verwendung als die Leistung zum Laden der Akkumulatorvorrichtung 110.
Die ECU 300, die eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU), eine Speichervorrichtung und einen I/O-Puffer aufweist, die in 2 alle nicht gezeigt sind, empfängt Signale aus den Sensoren und sendet Steuerungssignale zu den Geräten zur Steuerung des Fahrzeugs 100 und den Geräten. Diese Steuerung kann nicht nur durch Software, sondern ebenfalls durch spezielle Hardware (elektronische Schaltung) verarbeitet werden.
Die ECU 300 empfängt die Spannung VB und den Strom IB der Akkumulatorvorrichtung 110, die jeweils durch den Spannungssensor 170 und den Stromsensor 175 erfasst werden. Auf der Grundlage der Spannung VB und des Stroms IB berechnet die ECU 300 den Ladezustand (SOC) der Akkumulatorvorrichtung 110.
Die ECU 300 ist derart konfiguriert, dass drahtlose oder verdrahtete Kommunikation mit einer Steuerungseinheit 410 durchgeführt werden kann, die in der Energieverwaltungsvorrichtung 400 enthalten ist. Die ECU 300 sendet den SOC der Akkumulatorvorrichtung 110 zu der Steuerungseinheit 410 der Energieverwaltungsvorrichtung 400.
Die ECU 300 empfängt ein Steuerungssignal CTR, das Informationen bezüglich der Zuordnung von Leistung, die von jedem Fahrzeug abzugeben ist, und Informationen bezüglich der Leistungszufuhrbetriebsart enthält, die von jedem Fahrzeug zu verwenden ist, aus der Steuerungseinheit 410. Auf der Grundlage der empfangenen Informationen steuert die ECU 300 die PCU 120 und die Maschine 160.
Die Energieverwaltungsvorrichtung 400 weist die Steuerungseinheit 410 sowie Relais RY10, RY10A und RY10B auf. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, sind die Relais RY10, RY10A und RY10B in den Leistungsübertragungswegen von den Fahrzeugen 100, 100A und 100B zu dem elektrischen Gerät 500 jeweils vorgesehen. Die Relais RY10, RY10A und RY10B, die jeweils durch Steuerungssignale SE10, SE10A und SE10B, die aus der Steuerungseinheit 410 empfangen werden, gesteuert werden, schalten die Zufuhr und Unterbrechung von Leistung von den Fahrzeugen zu dem elektrischen Gerät 500.
Die Energieverwaltungsvorrichtung 400 steuert die Zuordnung von Leistung, die von den Fahrzeugen abzugeben ist, auf der Grundlage einer angeforderten Leistung, die aus dem elektrischen Gerät 500 empfangen wird. Die Energieverwaltungsvorrichtung 400 bestimmt die Leistungszufuhrbetriebsart jedes Fahrzeugs auf der Grundlage des SOC der Akkumulatorvorrichtung des Fahrzeugs.
Obwohl es in 2 nicht gezeigt ist, kann die Energieverwaltungsvorrichtung 400 weiterhin einen Spannungsumformer zum Umwandeln einer aus einem Fahrzeug zugeführten Spannung in gewünschte Spannung aufweisen.
3 zeigt eine Darstellung, die eine Einzelheit der elektrischen Schaltung des Fahrzeugs 100 veranschaulicht. Die Beschreibung wird für ein Element in 3, das ebenfalls in 2 enthalten ist, nicht wiederholt.
Gemäß 3 weist der Wandler 121 Schaltelemente Q1 und Q2, die Dioden D1 und D2 sowie eine Drosselspule L1 auf.
Die Schaltelemente Q1 und Q1 sind Reihe zu zwischen den Stromleitungen PL2 und NL1 mit der Richtung von der Stromleitung PL2 zu der Stromleitung NL1 als die Vorwärtsrichtung geschaltet. Obwohl gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT) als ein Beispiel für das Schaltelement verwendet wird, kann ein Leistungsmetalloxidhalbleiter-(MOS-)Transistor oder ein Leistungs-Bipolartransistor statt des IGBT verwendet werden.
Die umgekehrt parallelen Dioden D1 und D2 sind jeweils mit den Schaltelementen Q1 und Q2 verbunden. Ein Ende der Drosselspule L1 ist mit dem Verbindungsknoten zwischen den Schaltelementen Q1 und Q2 verbunden, und das andere Ende ist mit der Stromleitung PL1 verbunden. Das heißt, dass der Wandler 121 eine Chopper-Schaltung bildet.
Die Schaltelemente Q1 und Q2, die auf der Grundlage des aus der ECU 300 empfangenen Steuerungssignals PWC gesteuert werden, führen einen Spannungsumwandlungsvorgang zwischen den Stromleitungen PL1 und NL1 und den Stromleitungen PL2 und NL1 durch.
Im Wesentlichen wird der Wandler 121 derart gesteuert, dass innerhalb jeder Schaltperiode die Schaltelemente Q1 und Q2 komplementär und abwechselnd ein- und ausgeschaltet werden. Während des Heraufsetzbetriebs setzt der Wandler 121 die aus der Akkumulatorvorrichtung 110 empfangene Gleichspannung hoch. Dieser Hochsetzvorgang wird durch Zuführen der elektromagnetischen Energie, die in der Drosselspule L1 in der EIN-Periode des Schaltelements Q2 akkumuliert wird, zu der Stromleitung PL2 über das Schaltelement Q1 und die umgekehrt parallele Diode D1 durchgeführt.
Während des Heruntersetzbetriebs setzt der Wandler 121 die aus den Umrichtern 122 und 126 empfangene Gleichspannung herunter. Dieser Heruntersetzbetrieb wird durchgeführt, indem die elektromagnetische Energie, die in der EIN-Periode des Schaltelements Q1 in der Drosselspule L1 akkumuliert wird, zu der Stromleitung NL1 über das Schaltelement Q2 und die umgekehrt parallele Diode D2 zugeführt wird.
Das Spannungsumwandlungsverhältnis in dem Hochsetzbetrieb und dem Heruntersetzbetrieb wird durch das EIN-Perioden-Verhältnis (Tastverhältnis) der Schaltelemente Q1 und Q2 in der vorstehend beschriebenen Schaltperiode gesteuert. Wenn der Hochsetzbetrieb und der Heruntersetzbetrieb nicht erforderlich sind, kann das Spannungsumwandlungsverhältnis auf 1,0 (Tastverhältnis = 100%) eingestellt werden, indem das Steuerungssignal PWC derart eingestellt wird, dass die Schaltelemente Q1 und Q2 permanent auf EIN oder AUS eingestellt werden.
Der Umrichter 122 weist drei Zweige, einen U-Phasen-Zweig 123, einen V-Phasen-Zweig 124 und einen W-Phasen-Zweig 125, auf, die eine Drei-Phasen-Brückenschaltung bilden. Der U-Phasen-Zweig 123, der V-Phasen-Zweig 124 und der W-Phasen-Zweig 125 sind parallel zwischen der Stromleitung PL2 und der Stromleitung NL1 geschaltet.
Der U-Phasen-Zweig 123, weist Schaltelemente Q3 und Q4, die in Reihe zwischen der Stromleitung PL2 und der Stromleitung NL1 geschaltet sind, und die Dioden D3 und D4 auf, die jeweils parallel zu den Schaltelemente Q3 und Q4 geschaltet sind. Die Kathode der Diode D3 ist mit dem Kollektor des Schaltelements Q3 verbunden, und die Anode der Diode D3 ist mit dem Emitter des Schaltelements Q3 verbunden. Die Kathode der Diode D4 ist mit dem Kollektor des Schaltelements Q4 verbunden, und die Anode der Diode D4 ist mit dem Emitter des Schaltelements Q4 verbunden.
Der V-Phasen-Zweig 124, weist Schaltelemente Q5 und Q6, die in Reihe zwischen der Stromleitung PL2 und der Stromleitung NL1 geschaltet sind, und die Dioden D5 und D6 auf, die jeweils parallel zu den Schaltelementen Q5 und Q6 geschaltet sind. Die Kathode der Diode D5 ist mit dem Kollektor des Schaltelements Q5 verbunden, und die Anode der Diode D5 ist mit dem Emitter des Schaltelements Q5 verbunden. Die Kathode der Diode D6 ist mit dem Kollektor des Schaltelements Q6 verbunden, und die Anode der Diode D6 ist mit dem Emitter des Schaltelements Q6 verbunden.
Der W-Phasen-Zweig 125, weist Schaltelemente Q7 und Q8, die in Reihe zwischen der Stromleitung PL2 und der Stromleitung NL1 geschaltet sind, und die Dioden D7 und D8 auf, die jeweils parallel zu den Schaltelementen Q7 und Q8 geschaltet sind. Die Kathode der Diode D7 ist mit dem Kollektor des Schaltelements Q7 verbunden, und die Anode der Diode D7 ist mit dem Emitter des Schaltelements Q7 verbunden. Die Kathode der Diode D8 ist mit dem Kollektor des Schaltelements Q8 verbunden, und die Anode der Diode D8 ist mit dem Emitter des Schaltelements Q8 verbunden.
Der Motorgenerator 130 ist beispielsweise ein Drei-Phasen-Wechselstrommotorgenerator, der einen Rotor, in dem ein Permanentmagnet eingebettet ist, und einen Stator aufweist, der im Stern zu einem Neutralpunkt verbundene Drei-Phasen-Spulen aufweist. Die drei Spulen, U-Phase, V-Phase und W-Phase, weisen jeweils ein Ende auf, das gemeinsam mit den Neutralpunkt verbunden ist. Das andere Ende der U-Phasen-Spule ist mit dem Verbindungsknoten zwischen den Schaltelementen Q3 und Q4 verbunden. Das andere Ende der V-Phasen-Spule ist mit dem Verbindungsknoten zwischen den Schaltelementen Q5 und Q6 verbunden. Das andere Ende der W-Phasen-Spule ist mit dem Verbindungsknoten zwischen den Schaltelementen Q7 und Q8 verbunden.
Im Wesentlichen weist der Umrichter 126 und der Motorgenerator 135 dieselbe Konfiguration wie diejenige des Umrichters 122 und des Motorgenerators 130 jeweils auf. Daher wird die ausführliche Beschreibung der Konfiguration des Umrichters 126 und des Motorgenerators 135 nicht wiederholt.
In einer derartigen Konfiguration kann durch die Umrichter 122 und 126 sowie die Drosselspulenkomponenten der U-Phasen-Spule, der V-Phasen-Spule und der W-Phasen-Spule der Motorgeneratoren 130 und 135 die Gleichstromleistung der Akkumulatorvorrichtung 110 in die Einzel-Phasen-Wechselstromleistung umgewandelt werden und von den Neutralpunkten abgegeben werden. Zusätzlich kann die durch Antrieb der Motorgeneratoren 130 und 135 über die Maschine 160 erzeugte Wechselstromleistung dem elektrischen Gerät 500 über die Neutralpunkte zugeführt werden, und kann durch Gleichrichten durch die Umrichter 122 und 126 in die Ladeleistung der Akkumulatorvorrichtung 110 umgewandelt werden.
Die Neutralpunkte der Motorgeneratoren 130 und 135 sind über ein Relais RY1 mit einem (nicht gezeigten) Einlass (Steckdose) verbunden, mit dem das Leistungskabel verbunden ist. Das Relais RY1 wird durch das aus der ECU 300 empfangene Steuerungssignal SE2 gesteuert, um zwischen Zufuhr und Unterbrechung von Leistung von dem Fahrzeug 100 zu dem externen elektrischen Gerät 500 umzuschalten.
[Erstes Ausführungsbeispiel]
Die Maschine wird angetrieben, wenn in einem wie vorstehend beschriebenem Hybridfahrzeug die Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung ausgewählt wird, Vibrationen, Geräusche und Abgas erzeugt werden. Daher ist es im Hinblick auf eine Auswirkung auf die Umgebung wünschenswert, die Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung zu verwenden, die den Betrieb der Maschine nicht beinhaltet.
Zusätzlich reagiert die Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung weniger stark auf eine Lastvariation als die Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung. Dies bedeutet, dass, falls eine Erhöhungsrate der angeforderten Leistung von der Last hoch ist, es sein kann, dass die Zufuhrleistung nicht ausreichend verfügbar ist. Somit ist es bei Berücksichtigung eines plötzlichen Anstiegs in einer Leistungsanforderung von der Last wünschenswert für ein Hybridfahrzeug, einen SOC (Ladungsmenge) auf einen Pegel zu behalten, der gleich wie oder höher als der vorbestimmte Pegel ist.
Jedoch muss zum Laden der Akkumulatorvorrichtung oder zum kontinuierlichen Erfüllen der Leistungserfordernisse von der Last entsprechend den Umständen die Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung ausgewählt werden.
Um diesem Problem zu begegnen, wird gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ein Leistungszufuhrsystem bereitgestellt, bei dem eine Vielzahl von Hybridfahrzeugen als die Leistungszufuhrquelle verwendet werden, wobei eine Lade-/Entladesteuerung derart durchgeführt wird, dass die Akkumulatorvorrichtung den SOC hoch genug zur Erfüllung einer plötzlichen Anforderung von Leistung von der Last beibehalten kann, während die Anzahl der Fahrzeuge minimiert wird, bei denen die Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung ausgewählt ist.
4A bis 4D-2 zeigen Darstellungen, die einen Überblick über die Lade-/Entladesteuerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulichen, wenn zwei Hybridfahrzeuge verwendet werden. Die vertikale Achse in jedem Graphen in 4A bis 4D-2 gibt die Lademengen der Akkumulatorvorrichtungen BAT1 und BAT2 der zwei Fahrzeuge in einem spezifischen Zustand an. Obwohl die Akkumulatorvorrichtungen der zwei Fahrzeuge gemäß 4A bis 4D-2 zur vereinfachten Beschreibung die gleiche Kapazität aufweisen, müssen die Akkumulatorvorrichtungen der Fahrzeuge nicht dieselbe Kapazität aufweisen.
Gemäß 4A bis 4D-2 geben S1 bis S3 auf der vertikalen Achse jedes Graphen das folgende an: S1 gibt die Untergrenzenladungsmenge der Akkumulatorvorrichtung an, S2 gibt die Ladungsmenge an, mit der das elektrische Gerät kontinuierlich für eine vorbestimmte Zeit (beispielsweise eine Stunde) in einem Maximallastzustand betrieben werden kann, und S3 gibt die Ladungsmenge an, die den vollständig geladenen Zustand angibt. Wenn die Ladungsmenge sich auf S1 verringert hat, wird die Maschine derart angetrieben, dass das Fahrzeug in die Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung versetzt wird, in der die Akkumulatorvorrichtung geladen wird. Wenn die Ladungsmenge sich auf S3 erhöht hat, wird das Laden der Akkumulatorvorrichtung gestoppt und wird die Betriebsart auf die Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung umgeschaltet.
Es sei bemerkt, dass die Werte von S1 und S3 von der Kapazität der Akkumulatorvorrichtung abhängen. Die vertikale Achse, die die Ladungsmenge in 4A bis 4D-2 angibt, kann ebenfalls den SOC (Ladezustand) angeben. Wenn die vertikale Achse den SOC angibt, sei bemerkt, dass der Schwellwert entsprechend S2 entsprechend der Kapazität der Akkumulatorvorrichtung variiert.
4A gibt an, dass die Akkumulatorvorrichtungen BAT1 und BAT2 eine ausreichende Ladungsmenge (> S2) aufweisen. Wenn die Zufuhr von Leistung zu der Last in diesem Zustand gestartet wird, wird die Leistung von beiden Akkumulatorvorrichtungen entsprechend dem vorbestimmten Zuordnungsverhältnis zugeführt. Das heißt, dass an beiden Fahrzeugen die Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung ausgewählt wird.
Danach wird die Leistungszufuhr fortgesetzt und verringert sich allmählich die Ladungsmenge der Akkumulatorvorrichtungen BAT1 und BAT2. Wenn die Ladungsmenge der Akkumulatorvorrichtung (BAT2) von einem der Fahrzeuge mit einer größeren restlichen Ladungsmenge sich auf S2 verringert hat, wird ein Umschalten der Leistungszufuhrbetriebsart des anderen Fahrzeugs auf die Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung selbst dann erzwungen, wenn die Ladungsmenge dieses Fahrzeugs sich noch nicht auf S1 verringert hat. Dieses Umschalten der Betriebsart bewirkt, dass die Leistung, die durch das Fahrzeug erzeugt wird, an der die Akkumulatorvorrichtung (BAT1) angebracht ist, dem elektrischen Gerät zugeführt wird, und startet gleichzeitig ein Laden der Akkumulatorvorrichtung (BAT1). Die Akkumulatorvorrichtung wird auf diese Wiese geladen, um zu ermöglichen, dass eine der Akkumulatorvorrichtungen eine Ladungsmenge aufweist, die groß genug ist, um die Last für eine vorbestimmte Zeit in dem Maximallastzustand zu betreiben.
Falls, bevor die Ladungsmenge der Akkumulatorvorrichtung von einem der Fahrzeuge mit der größeren restlichen Ladungsmenge sich auf S2 verringert hat, die Ladungsmenge der Akkumulatorvorrichtung des anderen Fahrzeugs sich auf S1 verringert hat, kann das andere Fahrzeug auf die Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung umgeschaltet werden, wenn die Ladungsmenge S1 erreicht. Alternativ dazu ist es, falls die Leistung lediglich durch die Akkumulatorvorrichtung des Fahrzeugs mit der größeren restlichen Ladungsmenge zugeführt werden kann, ebenfalls möglich, die Leistungszufuhr des anderen Fahrzeugs zu stoppen, bis die Ladungsmenge der Akkumulatorvorrichtung des Fahrzeugs mit der größeren restlichen Ladungsmenge sich auf S2 verringert hat, und wenn die Ladungsmenge S2 erreicht, das andere Fahrzeug auf die Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung umzuschalten.
Danach, falls die Leistungszufuhr fortgesetzt wird, verringert sich die Ladungsmenge der Akkumulatorvorrichtung BAT2 weiter; demgegenüber wird die Akkumulatorvorrichtung BAT1 durch den Betrieb der Maschine geladen und steigt deren Ladungsmenge allmählich an. Wenn die Ladungsmenge der Akkumulatorvorrichtung BAT2 sich auf die untere Grenze S1 verringert hat, wird das Fahrzeug mit der Akkumulatorvorrichtung BAT2 auf die Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung umgeschaltet und wird gleichzeitig das Fahrzeug mit der Akkumulatorvorrichtung BAT1 auf die Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung umgeschaltet, selbst wenn die Akkumulatorvorrichtung BAT1 nicht vollständig geladen ist (4C).
Danach wird, wenn die Ladungsmenge der Akkumulatorvorrichtung BAT1 des Fahrzeugs in der Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung sich auf S1 verringert hat, das Fahrzeug mit der Akkumulatorvorrichtung BAT1 auf die Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung umgeschaltet und wird gleichzeitig das Fahrzeug mit der Akkumulatorvorrichtung BAT2 auf die Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung umgeschaltet (4D-1).
In den in 4C und 4D-1 gezeigten Fällen erreicht, bevor die Ladungsmenge der Akkumulatorvorrichtung von einem Fahrzeug in der Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung sich auf S1 verringert hat, die Ladungsmenge der Akkumulatorvorrichtung des anderen Fahrzeugs (das heißt, des Fahrzeugs in der Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung) manchmal S3 (vollständig geladen). In einem derartigen Fall wird das andere Fahrzeug von der Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung auf die Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung umgeschaltet, wenn die Ladgröße S3 erreicht.
Der in 4C und 4D-1 gezeigte Zustand ist derjenige, dass, wenn die Ladungsmenge der Akkumulatorvorrichtung von einem der Fahrzeuge sich auf S1 verringert hat, die Ladungsmenge der Akkumulatorvorrichtung des anderen Fahrzeugs größer als S2 ist. Jedoch hat sich in einigen Fällen, wenn die Ladungsmenge der Akkumulatorvorrichtung von einem Fahrzeug sich auf S1 verringert hat, die Ladungsmenge der Akkumulatorvorrichtung des anderen Fahrzeugs noch nicht auf S2 wiederhergestellt. In einem derartigen Fall werden zur Gewährleistung einer Gesamtladungsmenge, die groß genug ist, um die erforderliche Leistung zu erfüllen, beide Fahrzeuge in die Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung versetzt, wie es in 4D-2 gezeigt ist, um die Akkumulatorvorrichtungen BAT1 und BAT2 zu laden. Wenn beide Fahrzeuge in die Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung auf diese Weise versetzt werden, wird das Laden jedes Fahrzeugs fortgesetzt, bis die Ladungsmenge der Akkumulatorvorrichtung S3 erreicht, die der Schwellwert für ein vollständiges Laden ist. In diesem Fall kann, da beide Fahrzeuge in der Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung arbeiten, ein Zustand erzeugt werden, bei dem die Leistung nicht korrekt in Reaktion auf eine plötzliche Erhöhung/Verringerung in der Last zugeführt werden kann, wie diejenige, die vorstehend beschrieben worden ist. Unter Berücksichtigung dieses Zustands kann eine zusätzlich Beschränkung auf die Last auferlegt werden, wenn beide Fahrzeuge in die Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung versetzt sind.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird die Leistungszufuhrbetriebsart der zwei Hybridfahrzeuge unter Berücksichtigung des Ladezustands der Akkumulatorvorrichtungen umgeschaltet. Das Umschalten der Leistungszufuhrbetriebsart auf diese Weise kann soweit wie möglich die Situation verhindern, bei der die Maschine beider Fahrzeuge gleichzeitig angetrieben werden, während eine Ladungsmenge gewährleistet wird, die groß genug ist, um auf Lastvariationen zu reagieren.
Obwohl zwei Hybridfahrzeuge als die Leistungszufuhrquelle gemäß 4A bis 4D-2 verwendet werden, ist dieses Ausführungsbeispiel anwendbar, wenn mehr als zwei Fahrzeuge verwendet werden. 5A bis 5D-2 zeigen Darstellungen, die Beispiele veranschaulichen, bei denen drei Hybridfahrzeuge als die Leistungszufuhrquelle verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf 5A bis 5D-2 wird die Lade-/Entladesteuerung beschrieben, die durchgeführt wird, wenn drei Hybridfahrzeuge verwendet werden. 5A zeigt den Zustand, bei dem alle Akkumulatorvorrichtungen ausreichend geladen sind, wie gemäß 4A (in diesem Beispiel BAT1, BAT2 und BAT3 der drei Fahrzeuge). In diesem Fall sind alle Fahrzeuge in die Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung versetzt.
Wenn die Ladungsmenge der Akkumulatorvorrichtung (BAT3) mit der größten Ladungsmenge der drei Fahrzeuge sich auf S2 verringert hat, wird das Fahrzeug der Akkumulatorvorrichtung (BAT1) mit der kleinsten Ladungsmenge auf die Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung umgeschaltet, bei der die Akkumulatorvorrichtung BAT1 geladen wird (5B).
Wenn weiterhin die Ladungsmenge der Akkumulatorvorrichtung (BAT2) von einem der Fahrzeuge in der Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung sich auf die untere Ladungsmengengrenze S1 verringert hat, wird das Fahrzeug auf die Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung umgeschaltet, in der die Akkumulatorvorrichtung BAT2 geladen wird (5C).
Danach wird die Leistungszufuhr fortgesetzt, und wenn die Ladungsmenge der Akkumulatorvorrichtung BAT3 sich auf S1 verringert hat, wird das Fahrzeug mit der Akkumulatorvorrichtung BAT3 auf die Leistungserzeugungszufuhrbetriebart umgeschaltet und wird gleichzeitig das Fahrzeug mit der Akkumulatorvorrichtung (BAT1), die die größte Ladungsmenge aufweist, auf die Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung umgeschaltet (5D-1).
Danach wird, wenn die Ladungsmenge eines Fahrzeugs in der Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung sich auf S1 verringert hat, ein Fahrzeug mit der Akkumulatorvorrichtung, die die größte Ladeleistung aufweist, von der Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung auf die Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung umgeschaltet.
Eine Durchführung der Steuerung auf diese Weise kann soweit wie möglich die Situation verhindern, bei der die Maschinen aller Fahrzeuge gleichzeitig angetrieben werden, während eine Gesamtladungsmenge gewährleistet wird, die groß genug ist, um die erforderliche Leistung zu erfüllen. Wenn die Ladungsmenge von lediglich einer Akkumulatorvorrichtung (BAT3), die in der Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung betrieben worden ist, sich auf S1 verringert hat, wie es in 5D-2 gezeigt ist, und als Ergebnis die Leistungszufuhrbetriebsart von der Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung auf die Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung umgeschaltet wird, ist es möglich, dass die Ladungsmenge der Akkumulatorvorrichtung (BAT1), die die größte Ladungsmenge unter den anderen Fahrzeugen, die in der Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung betrieben werden, sich noch nicht auf S2 wiederhergestellt hat. Anders ausgedrückt ist es möglich, dass die Ladungsmengen aller Fahrzeuge kleiner als S2 sind. In einem derartigen Fall werden alle Fahrzeuge in die Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung versetzt, um eine Gesamtladungsmenge zu gewährleisten, die groß genug ist, um die erforderliche Leistung zu erfüllen. In diesem Fall wir das Laden in jedem Fahrzeug fortgesetzt, bis die Ladungsmenge der Akkumulatorvorrichtung des Fahrzeugs der vollständig geladene Zustand S3 wird.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist die Steuerung, die ähnlich zu der für zwei Fahrzeuge durchgeführten ist, anwendbar, wenn drei Hybridfahrzeuge als die Leistungszufuhrquelle verwendet werden.
6A und 6B zeigen ein Flussdiagramm, dass die Lade-/Entladesteuerungsverarbeitung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, kann die Lade-/Entladesteuerungsverarbeitung durch die Steuerungseinheit 410 der Energieverwaltungsvorrichtung 400 gemäß 2 oder, wenn die Zwischenfahrzeugskommunikation zur Verwendung verfügbar ist, durch die ECU 300 in einem der Fahrzeuge durchgeführt werden. Die Hauptroutine ruft das vorab in der Steuerungseinheit 410 oder der ECU 300 gespeicherte Programm auf, und das aufgerufene Programm führt jeden Schritt in dem Flussdiagramm gemäß 6A, 6B und der später beschriebenen 11 aus, wenn eine vorbestimmte Periode verstrichen ist oder eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist. Die Verarbeitung einiger Schritte kann ebenfalls durch Aufbau spezieller Hardware (elektronischer Schaltung) implementiert werden.
Nachstehend ist ein Beispiel beschrieben, bei dem die Schritte durch die Steuerungseinheit 410 der Energieverwaltungsvorrichtung 400 ausgeführt werden. In der nachfolgenden Beschreibung ist der Zustand der Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung ebenfalls als "Batterieentladebetriebsart" bezeichnet.
Gemäß 2, 6A und 6B bestimmt, wenn die Zufuhr von Leistung zu der Last (dem elektrischen Gerät 500) gestartet wird, die Steuerungseinheit 410 in Schritt 100 (nachstehend ist "Schritt" als "S" abgekürzt), ob die Ladungsmenge der Akkumulatorvorrichtungen aller Fahrzeuge größer als der Schwellwert S2 ist, die eine Ladungsmenge ist, die groß genug ist, um das elektrische Gerät 500 in dem Maximallastzustand kontinuierlich für eine vorbestimmte Zeit zu betreiben.
Falls die Ladungsmenge aller Fahrzeuge größer als S2 ist (JA in S100), geht die Verarbeitung zu S110 über, in dem die Steuerungseinheit 410 alle Fahrzeuge in die Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung (Batterieentladebetriebsart) versetzt. Falls demgegenüber die Ladungsmenge von zumindest einem der Fahrzeuge gleich wie oder kleiner als S2 ist (NEIN in S100), wird S110 übersprungen und geht die Verarbeitung zu S120 über.
In S120 bestimmt die Steuerungseinheit 410, ob die Ladungsmenge der Akkumulatorvorrichtung, die die größte Ladungsmenge aller Fahrzeuge aufweist, gleich oder kleiner als S2 ist. Falls die größte Ladungsmenge gleich oder kleiner als S2 ist (JA in S120), geht die Verarbeitung zu S130 über. In S130 schaltet die Steuerungseinheit 410 die Leistungszufuhrbetriebsart des Fahrzeugs mit der Akkumulatorvorrichtung, die die kleinste Ladungsmenge aufweist, von der Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung auf die Leistungserzeugungszufuhrbetriebart um. Dieses Betriebsartumschalten startet die Maschine des Fahrzeugs, um die Akkumulatorvorrichtung zu laden.
Falls demgegenüber die größte Ladungsmenge größer als S2 ist (NEIN in S120), wird S130 übersprungen. Die Steuerungseinheit 410 hält alle Fahrzeuge in der Ladungsleistungsbetriebsart bei. Danach geht die Verarbeitung S140 über.
In S140 bestimmt die Steuerungseinheit 410, ob die Ladungsmenge des Fahrzeugs mit der Akkumulatorvorrichtung, die die kleinste Ladungsmenge aufweist, gleich oder kleiner als der Schwellwert S1 ist, der die untere Grenze angibt.
Falls die kleinste Ladungsmenge größer als S1 ist (NEIN in S140), geht die Verarbeitung zu S140 zurück. Die Steuerungseinheit 410 hält die Leistungszufuhrbetriebsart jedes Fahrzeugs bei, bis die kleinste Ladungsmenge gleich wie oder kleiner als S1 wird.
Falls die kleinste Ladungsmenge gleich wie oder kleiner als S1 wird (JA in Schritt 140), geht die Verarbeitung zu S150 über. In S150 schaltet die Steuerungseinheit 410 das Fahrzeug mit der kleinsten Ladungsmenge von der Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung auf die Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung um und startet ein Laden der Akkumulatorvorrichtung des Fahrzeugs. Danach bestimmt die Steuerungseinheit 410 in S160, ob die Ladungsmenge des Fahrzeugs, das jetzt in der Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung versetzt ist, bei der die Maschine läuft, sich auf einen Pegel wiederhergestellt, der höher als der Schwellwert S2 ist.
Falls die Ladungsmenge des Fahrzeugs, bei dem die Maschine läuft, größer als S2 ist (JA in S160), geht die Verarbeitung zu S165 über. In 165 stoppt die Steuerungseinheit 410 die Maschine des Fahrzeugs, dessen Ladungsmenge sich auf S2 wiederhergestellt hat, und schaltet dann die Leistungszufuhrbetriebsart von der Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung auf die Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung um. Danach kehrt die Verarbeitung zu S140 zurück.
Falls demgegenüber die Ladungsmenge des Fahrzeugs, in dem die Maschine läuft, immer noch gleich oder kleiner als S2 ist (NEIN in S160), bestimmt die Steuerungseinheit 410 in S170, ob alle Fahrzeuge in der Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung versetzt sind.
Falls nicht alle Fahrzeuge in der Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung sind, sondern zumindest ein Fahrzeug immer noch in der Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung verbleibt (NEIN in S170), kehrt die Verarbeitung zu S140 zurück. Die Steuerungseinheit 410 wiederholt die Verarbeitung von S140 bis S170.
Falls demgegenüber alle Fahrzeuge in der Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung sind (JA in S170), geht die Verarbeitung zu S180 über. In S180 bestimmt die Steuerungseinheit 410, ob die Ladungsmenge von zumindest einem Fahrzeug sich auf einen Pegel wiederhergestellt hat, der größer als S2 ist.
Falls die Ladungsmengen aller Fahrzeuge sich noch nicht auf S2 wiederhergestellt haben (NEIN in S180), kehrt die Verarbeitung zu S180 zurück. Die Steuerungseinheit 410 setzt das Laden der Akkumulatorvorrichtung(en) mit allen in die Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung versetzten Fahrzeugen fort.
Falls die Ladungsmenge von zumindest einem Fahrzeug sich auf S2 wiederhergestellt hat (JA in S180), geht die Verarbeitung zu S190 über. In S190 schaltet die Steuerungseinheit 410 das Fahrzeug, dessen Ladungsmenge sich wiederhergestellt hat, von der Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung auf die Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung um. Danach bestimmt die Steuerungseinheit 410 in Schritt S200, ob alle Fahrzeuge auf die Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung umgeschaltet worden sind.
Falls zumindest ein Fahrzeug immer noch in der Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung verbleibt (NEIN in S200), geht die Verarbeitung zu S180 über. Die Steuerungseinheit 410 setzt das Laden der Akkumulatorvorrichtung des Fahrzeugs fort, bis die Ladungsmenge sich auf S2 wiederhergestellt hat.
Falls demgegenüber alle Fahrzeuge auf die Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung umgeschaltet worden sind (JA in S200), kehrt die Verarbeitung zu der Hauptroutine zurück und wird die Verarbeitung beginnend mit dem ersten Schritt (S100) durchgeführt.
Obwohl es in dem Flussdiagramm gemäß 6A und 6B nicht gezeigt ist, wird, falls die Akkumulatorvorrichtung vollständig geladen wird, während sie in der Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung geladen wird, das Fahrzeug zu diesem Moment von der Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung auf die Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung umgeschaltet.
Das Leistungszufuhrsystem, das eine Vielzahl von Hybridfahrzeugen aufweist, die jeweils in der Lage sind, Leistung zu einem externen Gerät in der Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung und der Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung zuzuführen, führt eine Steuerung entsprechend der vorstehend beschriebenen Verarbeitung durch. Dieses Leistungszufuhrsystem kann soweit wie möglich die Situation verhindern, in der die Maschinen gestartet werden, während gleichzeitig eine Ladungsmenge in Reaktion auf eine plötzliche Variation in der Last gewährleistet wird. Dies kann Auswirkungen auf die Umgebung reduzieren, die durch den Betrieb der Maschinen verursacht werden, während der stabile Betrieb der Last gewährleistet wird.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird die Ladungsmenge jeder Akkumulatorvorrichtung mit dem Schwellwert S2 verglichen, um zu bestimmen, ob die Akkumulatorvorrichtung eine Ladungsmenge aufweist, die groß genug ist, um auf Lastvariationen zu reagieren. Statt dieses Vergleichs ist es ebenfalls möglich, die Summe der Ladungsmengen einer Vielzahl von Akkumulatorvorrichtungen mit dem Schwellwert S2 zur Verwendung bei der Bestimmung zu vergleichen.
[Zweites Ausführungsbeispiel]
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wurde ein Beispiel für eine Konfiguration beschrieben, bei der Leistung von zwei Hybridfahrzeugen zugeführt wird. In dieser Konfiguration werden, falls die Ladungsmenge von einem der Fahrzeuge sich auf die untere Grenz S1 verringert hat und das Fahrzeug auf die Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung umgeschaltet wird, und zu dieser Zeit die Ladungsmenge des anderen Fahrzeugs niedriger als der Schwellwert S2 ist, beide Fahrzeuge in die Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung versetzt (4D-2).
Jedoch reagiert, wie es vorstehend beschrieben worden ist, die Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung weniger stark auf Lastvariationen als die Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung. Dies bedeutet, dass, wenn alle Fahrzeuge in der Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung versetzt sind, es eine Möglichkeit gibt, dass, wenn die Last variiert, Leistung nicht in geeigneter Weise zugeführt werden kann oder Beschränkungen auf die Last auferlegt werden müssen.
Um diesem Problem zu begegnen, ist das zweite Ausführungsbeispiel derart konfiguriert, dass zumindest ein Fahrzeug eine Ladungsmenge aufweist, die groß genug ist, um auf plötzliche Lastvariationen zu reagieren und in der Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung verbleibt.
7 bis 9 zeigen Darstellungen, die einen Überblick über die Lade-/Entladesteuerung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulichen. Obwohl zur vereinfachten Beschreibung 7 bis 9 Beispiele veranschaulichen, bei denen zwei Hybridfahrzeuge als die Leistungszufuhrquelle verwendet werden, ist das zweite Ausführungsbeispiel ebenfalls anwendbar, wenn mehr als zwei Hybridfahrzeuge verwendet werden.
Gemäß 7 wird angenommen, dass die maximale Leistungszufuhrkapazität der Fahrzeuge 100 und 100A 10kW beträgt und dass die durch ein elektrisches Gerät 500 benötigte Leistung 5kW beträgt. Wenn die zwei Fahrzeuge 100 und 100A eine ausreichende Ladungsmenge (> S2) aufweisen, wird Leistung lediglich von einem der Fahrzeuge (beispielsweise dem Fahrzeug 100) dem elektrischen Gerät 500 in der Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung zugeführt, wobei das andere Fahrzeug (Fahrzeug 100A) in einen Bereitschaftszustand versetzt ist.
Danach wird, wenn die Ladungsmenge (SOC) des Fahrzeugs 100 sich auf den unteren Schwellwert S1 verringert hat, das Fahrzeug 100 von der Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung auf die Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung umgeschaltet. In der Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung wird Leistung dem elektrischen Gerät 500 unter Verwendung der erzeugten Leistung zugeführt, wobei ein Teil der erzeugten Leistung der Akkumulatorvorrichtung zum Laden zugeführt wird (8). Gleichzeitig wird das Fahrzeug 100A in einen Zustand versetzt, der zum unverzüglichen Reagieren auf Lastvariationen bereit ist.
Dabei arbeitet das Fahrzeug 100A in einem der nachfolgenden zwei Zustände. In einem Zustand führt das Fahrzeug 100A die minimale Ausgangsleistung (beispielsweise 1kW) dem elektrischen Gerät 500 zu; in dem anderen Zustand führt, wenn der Umrichter unverzüglich gestartet werden kann, das Fahrzeug 100A keine Leistung dem elektrischen Gerät 500 zu. Anders ausgedrückt führt, wenn das Fahrzeug 100A die minimale Ausgangsleistung (1kW) zuführt, das Fahrzeug 100 die restliche Leistung (4kW) dem elektrischen Gerät 500 zu. Wenn demgegenüber das Fahrzeug 100A keine Leistung zuführt, führt das Fahrzeug 100 die Leistung von 5kW dem elektrischen Gerät 500 zu.
Danach kann, wenn die Last plötzlich auf 10kW ansteigt (9), die Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung nicht in geeigneter Weise in einem Zeitbereich reagieren, in der die Lastvariationsrate hoch ist. In einem derartigen Übergangszeitbereich gibt das Fahrzeug 100A, dass sich in der Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung befindet, die Leistung (+5kW) aus, die zusätzlich von dem elektrischen Gerät 500 angefordert wird. Das heißt, dass, wenn das Fahrzeug 100A bereits die minimale Ausgangsleistung (1kW) gemäß 8 ausgibt, das Fahrzeug 100A die Summe von einer Leistung von 6kW dem elektrischen Gerät 500 zuführt. Das Fahrzeug 100 führt die Leistung von 4kW der erzeugten Leistung (5kW) zu dem elektrischen Gerät 500 zu, wobei die Leistung von 1kW zum Laden der Akkumulatorvorrichtung wie gemäß 8 verwendet wird.
Danach, wenn der Übergangszeitbereich beendet ist und die Last stabil auf 10kW wird, führt das Fahrzeug 100 die Leistung von 9kW dem elektrischen Gerät 500 zu und führt das Fahrzeug 100A die restliche Leistung von 1kW dem elektrischen Gerät 500 zu.
10 zeigt eine Darstellung, die eine Lade-/Entladesteuerung gemäß dem vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel im Hinblick auf Lastvariationen in Verlaufe der Zeit veranschaulicht. In 10 gibt die vertikale Achse die Last (angeforderte Leistung) an, und gibt die horizontale Achse die Zeit an.
Gemäß 10 ist die Last fast konstant, bis zu dem Zeitpunkt t1. In diesem Zustand führt das Fahrzeug 100 der Last Leistung zu, wie es in 7 und 8 gezeigt ist. Wenn zu dem Zeitpunkt t1 die Last plötzlich ansteigt und zu dieser Zeit die gegenwärtige Leistungszufuhrbetriebsart des Fahrzeugs 100 die Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung ist (7), führt das Fahrzeug 100 die zusätzlich angeforderte Leistung in der Übergangsperiode, während der die Last ansteigt (schraffierter Teil zwischen dem Zeitpunkt t1 bis zu dem Zeitpunkt t2 in 10) zu. Wenn demgegenüber die gegenwärtige Leistungszufuhrbetriebsart des Fahrzeugs 100 die Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung ist (8), führt das Fahrzeug 100A, das das andere Fahrzeug in der Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung ist, die zusätzlich angeforderte Leistung in der Übergangsperiode zu (9).
Wenn die Last in dem erhöhten Lastzustand stabil wird und das Fahrzeug 100 zur Zufuhr von Leistung bereit wird (Zeitpunkt t2), wird die erhöhte Lastgröße auch von dem Fahrzeug 100 zugeführt. Wenn die Last verringert wird, wird die zugeführte Leistung nicht unzureichend, weshalb das Fahrzeug 100A keine Leistung zuführt.
Wenn die Last in einer kurzen Periode wie in der Zeitperiode t3 bis t4 in 10 erhöht und verringert wird, führt das Fahrzeug 100A auch in der Übergangsperiode Leistung zu, während der die Last verringert ist.
11 zeigt Flussdiagramm, dass die Lade-/Entladesteuerungsverarbeitung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
Gemäß 11 bestimmt, wenn die Zufuhr von Leistung zu einem elektrischen Gerät gestartet wird, die Steuerungseinheit 410 in S300, ob alle Fahrzeuge außer dem Fahrzeug, das als Bereitschaftsfahrzeug wie vorstehend beschrieben spezifiziert ist, in der Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung versetzt sind.
Falls nicht alle Fahrzeuge aus dem spezifizierten Fahrzeug in der Leistungserzeugungszufuhrbetriebart versetzt sind, das heißt, falls zumindest eines der Fahrzeuge in der Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung versetzt ist (NEIN in S300), kehrt die Verarbeitung zu S300 zurück.
Falls alle Fahrzeuge außer dem spezifizierten Fahrzeug in der Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung versetzt sind (JA in S300), geht die Verarbeitung zu S310 über, in der die Steuerungseinheit 410 das spezifizierte Fahrzeug in der Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung startet. In diesem Fall kann das spezifizierte Fahrzeug eine minimale Abgabe von Leistung zuführen oder kann in dem Leistungsstoppzustand bleiben, falls Leistung mit ausreichender Reaktion zugeführt werden kann.
In S320 bestimmt die Steuerungseinheit 410, ob die Lasterhöhungsrate des elektrischen Geräts sich auf einen Wert erhöht hat, der höher als ein vorbestimmter Schwellwert α1 ist. Dieser Schwellwert α1 ist auf der Grundlage einer Leistungsänderungsrate definiert, bei der ein Fahrzeug in der Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung reagieren (antworten, ansprechen) kann.
Falls die Lasterhöhungsrate gleich wie oder kleiner als der Schwellwert α1 ist (NEIN in S320), kehrt die Verarbeitung zu S320 zurück und bestimmt die Steuerungseinheit 410 die Leistungszuordnung derart, dass die Leistung, die von dem elektrischen Gerät angefordert wird, durch die Leistung von dem Fahrzeug in der Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung zugeführt wird.
Falls die Lasterhöhungsrate gleich wie oder höher als der Schwellwert α1 ist (JA in S320), kann die durch die Maschine erzeugte Leistung die angeforderte Größe der Leistung nicht in geeigneter Weise erfüllen. Daher geht die Steuerungseinheit 410 mit der Steuerung zu S330 über, um die Leistungszuordnung derart zu bestimmen, dass die Größe einer plötzlich angeforderten Leistung durch die Leistung von der Akkumulatorvorrichtung des spezifizierten Fahrzeugs erfüllt wird.
Danach bestimmt die Steuerungseinheit 410 in S340, ob die Lastvariationen stabil werden, und die Lasterhöhungsrate niedriger als der Schwellwert α2 (> α1) wird.
Falls die Lasterhöhungsrate gleich wie oder größer als der Schwellwert α2 ist (NEIN in S340), kehrt die Verarbeitung zu S330 zurück und erfüllt die Steuerungseinheit 410 kontinuierlich die zusätzliche Leistungsgröße durch die aus dem spezifizierten Fahrzeug zugeführten Leistung.
Falls die Lasterhöhungsrate niedriger als der Schwellwert α2 ist und die Lastvariationen stabil werden (JA in S340), geht die Verarbeitung zu S350 über und bestimmt die Steuerungseinheit 410 die Leistungszuordnung derart, dass die Leistung, die aus dem spezifizierten Fahrzeug zugeführt wird, von dem Fahrzeug in der Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung zugeführt wird.
Durch Anwenden des zweiten Ausführungsbeispiels auf die Grundkonfiguration gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel zur Durchführung einer Steuerung entsprechend der vorstehend beschriebenen Verarbeitung kann die Leistung geeigneter zugeordnet werden, selbst wenn die Größe der Last plötzlich erhöht wird. Das Problem bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist, dass, falls eine plötzliche Erhöhung in der Last nicht auftritt, ein Fahrzeug, das in der Lage ist, stets Leistung in der Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung durchzuführen, in dem Bereitschaftszustand versetzt ist, weshalb die in dem Bereitschaftszustand gespeicherten Leistung unverwendet verbleibt. Dies bedeutet, dass die Größe der Leistung, die durch das Bereitschaftsfahrzeug zugeführt werden könnte, durch die Maschine erzeugt wird, was zu einer erhöhten Anzahl von Maschinenbetrieben und einer längeren Maschinenbetriebszeit führt. Daher sollte unter Berücksichtigung der Anzahl der Fahrzeuge, die als die Leistungszufuhrquellen verwendet werden, und der maximalen Nennlast bestimmt werden, ob diese Steuerung verwendet werden sollte.
Die "Betriebsart zur Zufuhr erzeugter Leistung" und die "Betriebsart zur Zufuhr geladener Leistung" gemäß den Ausführungsbeispielen sind die "erste Betriebsart" und die "zweite Betriebsart" gemäß der Erfindung.
Die hier offenbarten Ausführungsbeispiele sind lediglich als veranschaulichend zu betrachten und sind in keinerlei Hinsicht beschränkend. Der Umfang der vorliegenden Erfindung ist nicht durch die vorstehende Beschreibung, sondern durch die beigefügten Patentansprüche definiert, und der Umfang der vorliegenden Erfindung soll alle Modifikationen umfassen, die innerhalb der Bedeutung und des Umfangs fallen, die äquivalent zu denjenigen der beigefügten Patentansprüche sind.

Claims

Leistungszufuhrsystem, das in der Lage ist, Leistung einem externen elektrischen Gerät zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungszufuhrsystem eine Steuerungsvorrichtung, die eine dem elektrische Gerät zuzuführende Leistung steuert, eine Akkumulatorvorrichtung und eine Brennkraftmaschine aufweist, wobei wenn Leistung dem elektrischen Gerät zugeführt wird, das Leistungszufuhrsystem ein Verbinden einer Vielzahl von Fahrzeugen ermöglicht, wobei jedes aus der Vielzahl der Fahrzeuge in der Lage ist, eine aus einer ersten Betriebsart und einer zweiten Betriebsart auszuwählen, wobei die erste Betriebsart eine Betriebsart ist, in der die Brennkraftmaschine zur Erzeugung von Leistung angetrieben wird, und die zweite Betriebsart eine Betriebsart ist, in der die Brennkraftmaschine nicht angetrieben wird, und, wenn dem elektrischen Gerät Leistung aus der Vielzahl der verbundenen Fahrzeuge zugeführt wird, die Steuerungsvorrichtung zumindest eines aus der Vielzahl der Fahrzeuge zum Betrieb in der zweiten Betriebsart steuert.
Leistungszufuhrsystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerungsvorrichtung die Fahrzeuge auf der Grundlage eines Ladezustands jedes der Akkumulatorvorrichtungen, die in der Vielzahl der Fahrzeuge untergebracht sind, von der zweiten Betriebsart auf die erste Betriebsart umschaltet.
Leistungszufuhrsystem nach Anspruch 2, wobei wenn ein Ladezustand der Akkumulatorvorrichtung, die an einem Fahrzeug angebracht ist, die mehr Leistung unter der Vielzahl der Fahrzeuge speichert, kleiner als ein vorbestimmter Schwellwert wird, die Steuerungsvorrichtung zumindest eines der verbleibenden Fahrzeuge auf die erste Betriebsart umschaltet.
Leistungszufuhrsystem nach Anspruch 3, wobei die Steuerungsvorrichtung eines aus der Vielzahl der Fahrzeuge, dessen Akkumulatorvorrichtungs-Ladezustand kleiner als ein Referenzwert wird, der eine untere Grenze angibt, auf die erste Betriebsart umschaltet und gleichzeitig eines der restlichen Fahrzeuge, das in der ersten Betriebsart betrieben wird, und dessen Akkumulatorvorrichtungs-Ladezustand größer als der Schwellwert ist, von der ersten Betriebsart auf die zweite Betriebsart umschaltet.
Leistungszufuhrsystem nach Anspruch 3, wobei die Steuerungsvorrichtung eines aus der Vielzahl der Fahrzeuge, dessen Akkumulatorvorrichtungs-Ladezustand kleiner als ein Referenzwert wird, der eine untere Grenze angibt, auf die erste Betriebsart umschaltet, und, falls restliche Fahrzeuge in der ersten Betriebsart arbeiten und die Akkumulatorvorrichtungs-Ladezustände der Fahrzeuge kleiner als der Schwellwert sind, alle aus der Vielzahl der Fahrzeuge zum Betrieb in der ersten Betriebsart steuert.
Leistungszufuhrsystem nach Anspruch 2, wobei die Steuerungsvorrichtung zumindest eines aus der Vielzahl der Fahrzeuge auf die erste Betriebsart umschaltet, wenn eine Gesamtheit von Akkumulatorvorrichtungs-Ladezuständen der Vielzahl der Fahrzeuge kleiner als ein vorbestimmter Schwellwert wird.
Leistungszufuhrsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei der Schwellwert ein Wert ist, der eine Leistungsgröße angibt, die dem elektrischen Gerät erlaubt, kontinuierlich über eine vorbestimmte Zeit in einem vorbestimmten Lastzustand zu arbeiten.
Leistungszufuhrsystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerungsvorrichtung bewirkt, dass ein Fahrzeug aus der Vielzahl der Fahrzeuge, das in der ersten Betriebsart arbeitet, die Akkumulatorvorrichtung unter Verwendung von zumindest eines Teils der durch das Fahrzeug erzeugten Leistung lädt.
Leistungszufuhrsystem nach Anspruch 1, wobei, falls es ein Fahrzeug aus der Vielzahl der Fahrzeuge gibt, das in der ersten Betriebsart arbeitet und eine Lastanstiegsrate des elektrischen Geräts höher als ein erster vorbestimmter Wert ist, die Steuerungsvorrichtung das Fahrzeug, das in der zweiten Betriebsart arbeitet, zur Zufuhr von Leistung entsprechend einer erhöhten Last des elektrischen Geräts steuert.
Leistungszufuhrsystem nach Anspruch 9, wobei, falls die Lastanstiegsrate des elektrischen Geräts unter einem zweiten vorbestimmten Wert abfällt, der kleiner als der erste vorbestimmte Wert ist, die Steuerungsvorrichtung eine Steuerung des Fahrzeugs, das in der ersten Betriebsart arbeitet, zur Zufuhr von Leistung entsprechend einer erhöhten Lastgröße des elektrischen Geräts durchführt.
Leistungszufuhrsystem nach Anspruch 1, wobei das Fahrzeug einen rotierenden Motor mit im Stern verbundenen Drei-Phasen-Spulen aufweist und Leistung aus dem Fahrzeug dem elektrischen Gerät über Neutralpunkte der Drei-Phasen-Spulen zugeführt wird.
Leistungszufuhrsystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerungsvorrichtung an einem aus der Vielzahl der Fahrzeuge angebracht ist.
Verwaltungsvorrichtung, die Leistung verwaltet, die von einer Vielzahl von Fahrzeugen, die jeweils eine Verbrennungsmaschine und eine Akkumulatorvorrichtung aufweisen, einem elektrischen Gerät außerhalb der Fahrzeuge zugeführt wird, wobei die Verwaltungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Verwaltungsvorrichtung eine Steuerungsvorrichtung aufweist, die eine Leistungszufuhr aus der Vielzahl der Fahrzeuge steuert, wobei, wenn Leistung dem elektrischen Gerät zugeführt wird, jedes aus der Vielzahl der Fahrzeuge eine aus einer ersten Betriebsart und einer zweiten Betriebsart auswählen kann, wobei die erste Betriebsart eine Betriebsart ist, in der die Brennkraftmaschine zur Erzeugung von Leistung angetrieben wird, und die zweite Betriebsart eine Betriebsart ist, in der die Brennkraftmaschine nicht angetrieben wird, und, wenn dem elektrischen Gerät Leistung aus der Vielzahl der verbundenen Fahrzeuge zugeführt wird, die Steuerungsvorrichtung zumindest eines aus der Vielzahl der Fahrzeuge zum Betrieb in der zweiten Betriebsart steuert.
Fahrzeug, das Leistung einem externen elektrischen Gerät zuführen kann, wobei das Fahrzeug dadurch gekennzeichnet ist, dass es eine Brennkraftmaschine, einen rotierenden Motor, der unter Verwendung einer Antriebskraft der Brennkraftmaschine Leistung erzeugt, eine Akkumulatorvorrichtung und eine Steuerungsvorrichtung aufweist, die eine Leistungszufuhr zu dem elektrischen Gerät steuert, wobei, wenn Leistung dem elektrischen Gerät zugeführt wird, das Fahrzeug eine aus einer ersten Betriebsart und einer zweiten Betriebsart auswählt, wobei die erste Betriebsart eine Betriebsart ist, in der die Brennkraftmaschine zur Erzeugung von Leistung angetrieben wird, und die zweite Betriebsart eine Betriebsart ist, in der die Brennkraftmaschine nicht angetrieben wird, und, wenn dem elektrischen Gerät Leistung auch aus anderen Fahrzeugen dem elektrischen Gerät zugeführt wird, die Steuerungsvorrichtung zumindest eines aus der Vielzahl der Fahrzeuge einschließlich des Fahrzeugs und des anderen Fahrzeugs zum Betrieb in der zweiten Betriebsart steuert.