DE112014006228T5

DE112014006228T5 - Leistungsversorgungsgerät eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE112014006228T5
Application number: DE112014006228.6T
Authority: DE
Inventors: Suguru Kumazawa; Hideki Kamatani; Ryoji Sato
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-01-22
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2017-03-16
Also published as: CN105934359A; CN105934359B; US10166878B2; US20160332529A1; WO2015111105A1; JP5900522B2; JP2015139282A

Abstract

Ein Leistungsversorgungsgerät eines Fahrzeugs gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist auf: Hilfsmaschinen wie die Klimaanlage (240), die elektrisch zwischen einer Batterie (150) und einem Wandler (200) angeschlossen sind und mittels elektrischer Leistung angetrieben werden, die aus der Batterie (150) zugeführt wird; und eine Steuerungsvorrichtung (500), die Wechselrichter (210, 200) und dergleichen auf der Grundlage einer erforderlichen Fahrzeugleistung einschließlich einer erforderlichen Lade-Entlade-Größe der Batterie (150) steuert. Die Steuerungsvorrichtung (500) weist eine kontinuierliche Spannungshochsetzbetriebsart, in der der Wandler (200) kontinuierlich betrieben wird, und eine intermittierende Spannungshochsetzbetriebsart auf, in der der Wandler (200) intermittierend betrieben wird. In der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart berechnet die Steuerungsvorrichtung (500) die erforderliche Lade-Entlade-Größe auf der Grundlage der aus der Batterie (150) zugeführten elektrischen Leistung. In der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart ändert die Steuerungsvorrichtung (500) ein Verfahren zur Berechnung der erforderlichen Lade-Entlade-Größe auf ein Verfahren, das die erforderliche Lade-Entlade-Größe auf der Grundlage der elektrischen Leistung berechnet, die durch den Wandler (200) gelangt, und macht die erforderliche Lade-Entlade-Größe kleiner als die erforderliche Lade-Entlade-Größe in der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leistungsversorgungsgerät eines Fahrzeugs.
Stand der Technik
Ein Hybridfahrzeug mit einem Wandler zum Heraufsetzen einer Ausgangsspannung einer Batterie ist bekannt. Die durch den Wandler heraufgesetzte Spannung wird weiter durch einen Wechselrichter in eine Wechselspannung umgewandelt und dann an einen Motorgenerator angelegt. Wenn das Hybridfahrzeug regenerativ gebremst wird, kann eine Spannung einer elektrischen Leistung, die durch den Motorgenerator erzeugt wird, ebenfalls mittels des Wandlers auf eine Spannung heruntergesetzt werden, die zum Laden der Batterie geeignet ist. Bei einem derartigen Wandler ist es erforderlich, einen elektrischen Leistungsverlust aufgrund des Schaltens zu reduzieren.
Beispielsweise korrigiert eine Steuerungsvorrichtung eines Lastantriebssystems, die in der japanischen Patentveröffentlichung Nr.: 2010-283932 (PTL 1) offenbart ist, einen Befehlswert derart, dass ein absoluter Wert einer Differenz zwischen dem Befehlswert und einer Ausgangsspannung des Wandlers reduziert wird, wenn ein absoluter Wert einer Lastleistung kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. Diese Steuerungsvorrichtung ermöglicht es, dass eine Ausgangsspannung des Wandlers selbst dann beibehalten wird, wenn der Wandler angehalten wird. Daher kann in dem Fall, in dem es unnötig ist, die Ausgangsspannung zu ändern, der Wandler angehalten werden. Dementsprechend kann ein elektrischer Leistungsverlust des Wandlers reduziert werden.
Zitierungsliste
Patentliteratur

(PTL 1) japanische Patentveröffentlichung Nr.: 2010-283932
(PTL 2) japanische Patentveröffentlichung Nr.: 2009-210478

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In einem Hybridfahrzeug kann eine Lade-Entlade-Mengenkorrektursteuerung für eine Batterie durchgeführt werden. Die Lade-Entlade-Mengenkorrektursteuerung ist die Steuerung zur Korrektur eines Befehlswerts für eine Kraftmaschine oder dergleichen derart, dass eine elektrische Leistung, mit der die Batterie tatsächlich geladen wird/eine elektrische Leistung, die tatsächlich aus der Batterie entladen wird (die nachstehend auch als tatsächliche elektrische Leistung bezeichnet ist), gleich einer erforderlichen Lade-Entlade-Größe Pchg ist. Im Allgemeinen wird die tatsächlich elektrische Leistung auf der Grundlage einer Spannung VB der Batterie (die nachstehend auch als Batteriespannung bezeichnet ist) und eines Stroms IB gemessen, der in die Batterie eingegeben/aus der Batterie ausgegeben wird (der nachstehend auch als Batteriestrom bezeichnet ist).
In dem Fall, in dem der elektrische Stromverbrauch eines Motorgenerators klein ist, kann eine intermittierende Spannungshochsetzsteuerung durchgeführt werden, indem ein Wandler intermittierend betrieben und gestoppt wird, um dadurch einen elektrischen Leistungsverlust aufgrund eines Schaltens des Wandlers zu reduzieren. Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben eine Studie bezüglich der Steuerung ausgeführt, unter der eine erforderliche Lade-Entlade-Größe Pchg auf null eingestellt wird, um zu bewirken, dass der durch den Wandler fließende Strom (der nachstehend auch als Hochsetzstrom bezeichnet ist) sich in einer Zeitdauer, in der der Wandler gestoppt werden kann, Null annähert. Die Lade-Entlade-Mengenkorrektursteuerung wird derart durchgeführt, dass die tatsächlich elektrische Leistung gleich einer erforderlichen Lade-Entlade-Größe Pchg wird. Daher wird, wenn die erforderliche Lade-Entlade-Größe Pchg auf null eingestellt wird, die tatsächlich elektrische Leistung ebenfalls Null. Dementsprechend kann der Batteriestrom IB zu null gemacht werden.
Zwischen der Batterie und dem Wandler können jedoch Hilfsmaschinen wie eine Klimaanlage angeschlossen werden. Dann tritt eine Differenz zwischen dem durch den Wandler fließenden Strom und dem Batteriestrom IB entsprechend der Größe eines durch die Hilfsmaschinen verbrauchten Stroms auf. Daher kann, falls die erforderliche Lade-Entlade-Größe Pchg in dem Fall auf null eingestellt wird, in dem die Lade-Entlade-Mengenkorrektursteuerung auf der Grundlage des Batteriestroms IB durchgeführt wird, ein Hochsetzstrom von Null nicht erhalten werden, während der Batteriestrom IB zu Null gemacht wird. Da nämlich der Hochsetzstrom fließt, tritt ein elektrischer Leistungsverlust des Wandlers immer noch auf.
Die vorliegende Erfindung wurde zum Lösen des vorstehend beschriebenen Problems gemacht, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Leistungsversorgungsgerät eines Fahrzeugs anzugeben, das in der Lage ist, eine Wirkung des Reduzierens eines Verlusts durch die intermittierende Spannungshochsetzsteuerung zu verringern, und in der Lage ist, einen elektrischen Leistungsverlust eines Wandlers zu reduzieren.
Lösung des Problems
Ein Leistungsversorgungsgerät eines Fahrzeugs gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist auf: eine Leistungsspeichervorrichtung; einen Spannungshochsetzwandler, der eine Spannung der Leistungsspeichervorrichtung hochsetzt und die hochgesetzte Spannung einer Last zuführt; eine Hilfsmaschine, die elektrisch zwischen der Leistungsspeichervorrichtung und dem Spannungshochsetzwandler angeschlossen ist und mittels elektrischer Leistung angetrieben wird, die aus der Leistungsspeichervorrichtung zugeführt wird; und eine Steuerungsvorrichtung, die die Last auf der Grundlage einer erforderlichen Fahrzeugleistung einschließlich einer erforderlichen Lade-Entlade-Größe der Leistungsspeichervorrichtung steuert. Die Steuerungsvorrichtung weist eine kontinuierliche Spannungshochsetzbetriebsart und eine intermittierende Spannungshochsetzbetriebsart auf. In der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart wird der Spannungshochsetzwandler kontinuierlich betrieben. In der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart wird der Spannungshochsetzwandler intermittierend betrieben. In der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart berechnet die Steuerungsvorrichtung die erforderliche Lade-Entlade-Größe auf der Grundlage einer aus der Leistungsspeichervorrichtung zugeführten elektrischen Leistung. In der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart ändert die Steuerungsvorrichtung ein Verfahren zur Berechnung der erforderlichen Lade-Entlade-Größe auf ein Verfahren, das die erforderliche Lade-Entlade-Größe auf der Grundlage von elektrischer Leistung berechnet, die durch den Spannungshochsetzwandler gelangt, und macht die erforderliche Lade-Entlade-Größe kleiner als die erforderliche Lade-Entlade-Größe in der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart.
In dem Fall, in dem eine Hilfsmaschine zwischen der Leistungsspeichervorrichtung und dem Spannungshochsetzwandler vorgesehen ist, tritt aufgrund der durch die Hilfsmaschine verbrauchten elektrischen Leistung eine Differenz zwischen der aus der Leistungsspeichervorrichtung zugeführten elektrischen Leistung und der dem Spannungshochsetzwandler zugeführten elektrischen Leistung auf. Entsprechend den vorstehend beschriebenen Merkmalen wird die den Spannungshochsetzwandler zugeführte elektrische Leistung überwacht und wird dementsprechend die Last in der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart gesteuert. Daher kann im Vergleich zu dem Fall, in dem die aus der Leistungsspeichervorrichtung zugeführten elektrischen Last überwacht wird und dementsprechend die Last gesteuert wird, der in dem Spannungshochsetzwandler fließende Strom mit hoher Genauigkeit gesteuert werden. Dementsprechend kann in der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart ein elektrischer Leistungsverlust des Spannungshochsetzwandlers reduziert werden.
Vorzugsweise berechnet die Steuerungsvorrichtung eine erforderliche Grundgröße auf der Grundlage einer Leistung, die zum Fahren notwendig ist. In der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart berechnet die Steuerungsvorrichtung als die erforderliche Lade-Entlade-Größe einen Korrekturwert, der bestimmt wird, indem die erforderliche Grundgröße derart korrigiert wird, dass eine Differenz zwischen der aus der Leistungsspeichervorrichtung zugeführten elektrischen Leistung und der erforderlichen Grundgröße reduziert wird. In der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart berechnet die Steuerungsvorrichtung als die erforderliche Lade-Entlade-Größe einen Korrekturwert, der bestimmt wird, indem die erforderliche Grundgröße derart korrigiert wird, dass eine Differenz zwischen der durch den Spannungshochsetzwandler fließende elektrische Leistung und der erforderlichen Grundgröße reduziert wird.
Entsprechend den vorstehend beschriebenen Merkmalen berechnet die Steuerungsvorrichtung in der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart die erforderliche Lade-Entlade-Größe derart, dass die Differenz zwischen der dem Spannungshochsetzwandler zugeführten elektrischen Leistung und der erforderlichen Lade-Entlade-Größe reduziert wird. Da diese Steuerung durchgeführt wird, während die dem Spannungshochsetzwandler zugeführte elektrische Leistung überwacht wird, ist der in dem Spannungshochsetzwandler fließende Strom kleiner in dem Fall, in dem die erforderliche Lade-Entlade-Größe reduziert wird (beispielsweise näher an Null gemacht wird). Daher kann ein elektrischer Leistungsverlust des Spannungshochsetzwandlers reduziert werden. Demgegenüber berechnet in der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart die Steuerungsvorrichtung die erforderliche Lade-Entlade-Größe derart, dass die Differenz zwischen der aus der Leistungsspeichervorrichtung zugeführten elektrischen Leistung und der erforderlichen Lade-Entlade-Größe reduziert wird. Da diese Steuerung durchgeführt wird, während die aus der Leistungsspeichervorrichtung zugeführte elektrische Leistung überwacht wird, kann der SOC (Ladezustand) der Leistungsspeichervorrichtung mit höherer Genauigkeit als im Vergleich zu der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart verwaltet werden.
Vorzugsweise stellt die Steuerungsvorrichtung die erforderliche Grundgröße in einem Fall, in dem die zum Fahren notwendige Leistung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs fällt, auf null ein. Der vorbestimmte Bereich in der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart ist breiter als der vorbestimmte Bereich in der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart.
Entsprechend den vorstehend beschriebenen Merkmalen kann im Vergleich mit der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart ein elektrischer Leistungsverlust des Spannungshochsetzwandlers in der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart zu einem größeren Ausmaß für den vorstehend beschriebenen Bereich reduziert werden.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Wirkung des Reduzierens eines Verlusts durch die intermittierende Spannungshochsetzbetriebsart gewährleistet werden, und kann ein elektrischer Leistungsverlust des Wandlers reduziert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer Beispielkonfiguration eines Hybridfahrzeugs, das als typisches Beispiel für das elektrisch betriebene Fahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung gezeigt ist.
2 zeigt ein Schaltbild, das eine Beispielkonfiguration eines elektrischen Systems des in 1 gezeigten Hybridfahrzeugs veranschaulicht.
3 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitung einer Spannungshochsetzsteuerung durch einen Wandler 200 veranschaulicht.
4 zeigt ein Signalverlaufsdiagramm zur Veranschaulichung eines Betriebs in der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart und in einer intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart.
5 zeigt eine Darstellung, die Kennfelder veranschaulicht, die vorab eine Beziehung zwischen einer Fahrleistung und einer erforderlichen Lade-Entlade-Größe Pchg definieren.
6 zeigt eine Darstellung, die eine Beziehung zwischen einem Flag, einer erforderlichen Grundgröße Pchg0, einem Batteriestrom IB und einem Drosselspulenstrom IL veranschaulicht.
7 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitung einer Fahrsteuerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
8 zeigt eine Konzeptdarstellung zur Veranschaulichung der Fahrsteuerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
9 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitung einer Fahrtsteuerung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind nachstehend ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen sind dieselben oder entsprechende Teile durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und deren Beschreibung wird nicht wiederholt werden.
<Erstes Ausführungsbeispiel>
1 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer Beispielkonfiguration eines Hybridfahrzeugs, das als ein typisches Beispiel des elektrisch betriebenen Fahrzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt ist. Gemäß 1 weist das Hybridfahrzeug eine Kraftmaschine 100, einen ersten MG (Motorgenerator) 110, einen zweiten MG 120, eine Leistungsaufteilungsvorrichtung 130, ein Untersetzungsgetriebe 140, eine Batterie 150, Antriebsräder 160 und eine Steuerungsvorrichtung 500 auf. Die Steuerungsvorrichtung 500 ist derart konfiguriert, dass sie eine PM-(Leistungsverwaltungs-)ECU (elektronische Steuerungseinheit) 170 und eine MG-ECU 172 aufweist.
Ein Fahren des Hybridfahrzeugs wird durch eine Antriebskraft aus der Kraftmaschine 100 und/oder dem zweiten MG 120 bewirkt. Die Kraftmaschine 100, der erste MG 110 und der zweite MG 120 sind miteinander durch die Leistungsaufteilungsvorrichtung 130 gekoppelt.
Die Leistungsaufteilungsvorrichtung 130 ist typischerweise als ein Planetengetriebemechanismus konfiguriert. Die Leistungsaufteilungsvorrichtung 130 weist ein Sonnenrad 131, das ein Zahnrad mit außenliegenden Zähnen ist, ein Hohlrad 132, das ein Zahnrad mit innenliegenden Zähnen aufweist, das konzentrisch mit dem Sonnenrad 131 angeordnet ist, eine Vielzahl von Ritzelzahnrädern 133, die im Eingriff mit dem Sonnenrad 131 und mit dem Hohlrad 132 stehen, und einem Träger 134 auf. Der Träger 134 ist konfiguriert, eine Vielzahl der Ritzelzahnräder 133 derart zu halten, dass sie auf jeweiligen Achsen sich drehen können und ebenfalls umlaufen können.
Die Leistungsaufteilungsvorrichtung 130 teilt Bewegungsleistung, die durch die Kraftmaschine 100 erzeugt wird, in zwei Pfade auf. Einer ist ein Pfad zum Antrieb der Antriebsräder 160 durch das Untersetzungsgetriebe 140. Der Andere ist ein Pfad zur Erzeugung von elektrischer Leistung durch Antrieb des ersten MG 110.
Der erste MG 110 und der zweite MG 120 sind jeweils typischerweise eine elektrische rotierende Drei-Phase-Wechselstrommaschine, die in der Form eines Permanentmagnetmotors konfiguriert ist.
Der erste MG 110 arbeitet hauptsächlich als "elektrischer Generator" und ist in der Lage, elektrische Leistung aus einer Antriebskraft zu erzeugen, die aus der Kraftmaschine 100 zugeführt wird und durch die Leistungsaufteilungsvorrichtung 130 aufgeteilt wird. Die durch den ersten MG 110 erzeugte elektrische Leistung wird unterschiedlich in Abhängigkeit von der Bedingung, in der das Fahrzeug fährt, und der Bedingung des SOC (Ladezustands) der Batterie 150 verwendet. In Bezug auf diese elektrische Leistung wird deren Spannung durch einen Wandler justiert, der später beschrieben ist, und in der Batterie 150 gespeichert. Beispielsweise in dem Fall, in dem die Kraftmaschine 100 angetrieben wird, wenn die Kraftmaschine gestartet wird, kann der erste MG 110 ebenfalls als Elektromotor als Ergebnis einer Drehmomentsteuerung arbeiten.
Der zweite MG 120 arbeitet hauptsächlich als "Elektromotor" und wird mittels der in der Batterie 150 gespeicherten elektrischen Leistung und/oder der durch den ersten MG 110 erzeugten elektrischen Leistung angetrieben. Die durch den zweiten MG 120 erzeugte Bewegungsleistung wird auf eine Antriebswelle 135 übertragen und weiter durch das Untersetzungsgetriebe 140 auf die Antriebsräder 160 übertragen. Somit unterstützt der zweite MG 120 die Kraftmaschine 100 oder bewirkt ein Fahren des Fahrzeugs durch die Antriebskraft aus dem zweiten MG 120.
Wenn das Hybridfahrzeug regenerativ gebremst wird, wird der zweite MG 120 durch die Antriebsräder 160 durch das Untersetzungsgetriebe 140 angetrieben. In diesem Fall arbeitet der zweite MG 120 als ein elektrischer Generator. Somit dient der zweite MG 120 als eine regenerative Bremse, die Bremsenergie in elektrische Leistung umwandelt. Die durch den zweiten MG 120 erzeugte elektrische Leistung wird in der Batterie 150 gespeichert.
Die Batterie 150 ist ein Batteriepack, das aus einer Vielzahl von Batteriemodulen aufgebaut ist, die in Reihe geschaltet sind, wobei die Batteriemodule jeweils aus einer Vielzahl von Batteriezellen aufgebaut sind, die in das Batteriemodul integriert sind. Die Spannung der Batterie 150 beträgt beispielsweise angenähert 200 Volt. Die Batterie 150 kann mit elektrischer Leistung, die durch den ersten MG 110 oder den zweiten MG 120 erzeugt wird, geladen werden. Die Temperatur, die Spannung und der Strom der Batterie 150 werden durch einen Batteriesensor 152 erfasst. Ein Temperatursensor, ein Spannungssensor und ein Stromsensor sind hier gemeinsam als Batteriesensor 152 bezeichnet.
Die PM-ECU 170 und die MG-ECU 172 sind jeweils derart konfiguriert, dass sie eine CPU (Zentralverarbeitungseinheit) und einen Speicher (nicht gezeigt) darin eingebaut aufweisen, und sind konfiguriert, Operationen auf der Grundlage von Werten, die jeweils durch die Sensoren erfasst werden, durch Softwareverarbeitung entsprechend einem Kennfeld und einem in dem Speicher gespeicherten Programm durchzuführen. Alternativ dazu kann zumindest ein Teil der PM-ECU 170 und der MG-ECU 172 konfiguriert sein, vorbestimmte mathematische Operationen und/oder vorbestimmte logische Operationen durch Hardwareverarbeitung durch eine spezielle elektronische Schaltung oder dergleichen durchzuführen.
Die Kraftmaschine 100 wird entsprechend einem Betriebsbefehlswert aus der PM-ECU 170 gesteuert. Der erste MG 110, der zweite MG 120, der Wandler 200 und Wechselrichter 210, 220 werden durch die MG-ECU172 gesteuert. Die PM-ECU 170 und die MG-ECU 172 sind miteinander derart verbunden, dass sie bidirektional miteinander kommunizieren können.
Obwohl die PM-ECU 170 und die MG-ECU 172 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als separate ECUs konfiguriert sind, kann eine einzelne ECU vorgesehen werden, die die jeweiligen Funktionen dieser ECUs beinhaltet.
2 zeigt ein Schaltbild, das eine Beispielkonfiguration eines elektrischen Systems des in 1 gezeigten Hybridfahrzeugs veranschaulicht. Gemäß 2 weist das elektrische System des Hybridfahrzeugs den Wandler 200 (Spannungshochsetzwandler bzw. Spannungshochsetzsteller bzw. Spannungsaufwärtswandler), den Wechselrichter 210 in Zusammenhang mit dem ersten MG 110, den Wechselrichter 220 in Zusammenhang mit dem zweiten MG 120, ein SMR (Systemhauptrelais) 230 und Kondensatoren C1, C2 auf.
Der Wandler 200 weist zwei Leistungshalbleiterschaltelemente Q1, Q2 (die auch einfach als "Schaltelement" nachstehend bezeichnet sind), die in Reihe geschaltet sind, Dioden D1, D2, die im Zusammenhang mit den Schaltelementen Q1, Q2 jeweils vorgesehen sind, und einer Drosselspule L auf.
Die Schaltelemente Q1, Q2 sind in Reihe zwischen einer positiven Leitung PL2 und einer Masseleitung GL geschaltet, die mit einer negativen Elektrode der Batterie 150 verbunden ist. Der Kollektor des Schaltelements Q1 ist mit der positiven Leitung PL2 verbunden, und der Emitter des Schaltelements Q2 ist mit der Masseleitung GL verbunden. Die Dioden D1, D2 sind antiparallel mit den Schaltelementen Q1, Q2 jeweils verbunden. Das Schaltelement Q1 und die Diode D1 bilden einen oberen Zweig des Wandlers 200, und das Schaltelement Q2 und die Diode D2 bilden einen unteren Zweig des Wandlers 200. Als Leistungshalbleiterschaltelemente Q1, Q2 können irgendwelche eines IGBT (Bipolartransistor mit isoliertem Gate), eines Leistungs-MOS-(Metalloxydhalbleiter-)Transistors, eines Leistungsbipolartransistors und dergleichen in geeigneter Weise verwendet werden. EIN/AUS von jedem der Schaltelemente Q1, Q2 wird durch ein Schaltsteuerungssignal aus der MG-ECU 172 gesteuert.
Ein Ende der Drosselspule L ist mit einer positiven Leitung PL1 verbunden, die mit einer positiven Elektrode der Batterie 150 verbunden ist, und das andere Ende ist mit einem Verbindungsknoten der Schaltelemente Q1, Q2, nämlich einem Verbindungspunkt zwischen dem Emitter des Schaltelements Q1 und dem Kollektor des Schaltelements Q2 verbunden.
Der Kondensator C2 ist zwischen der positiven Leitung PL2 und der Masseleistung GL angeschlossen. Der Kondensator C2 glättet eine Wechselkomponente einer Spannungsvariation zwischen der positiven Leitung PL2 und der Masseleitung GL. Der Kondensator C1 ist zwischen der positiven Leitung PL1 und der Masseleitung GL angeschlossen. Der Kondensator C1 glättet eine Wechselkomponente einer Spannungsvariation zwischen der positiven Leitung PL1 und der Masseleitung GL.
Weiterhin ist eine Klimaanlage (A/C) 240 zwischen der positiven Leitung PL1 und der Masseleitung GL angeschlossen. Obwohl es nicht gezeigt ist, können andere Hilfsmaschinen als die Klimaanlage 240 ebenfalls zwischen der positiven Leitung PL1 und der Masseleitung GL angeschlossen sein. Strom, der der Klimaanlage 240 zugeführt wird, und Strom, der der Hilfsmaschine zugeführt wird, sind gemeinsam als Hilfsmaschinenstrom Idc ausgedrückt. Es sei bemerkt, dass die Klimaanlage 240 und andere Hilfsmaschinen alle einer "Hilfsmaschine" entsprechen.
Strom IL, der in der Drosselspule L fließt (der nachstehend auch als Drosselspulenstrom bezeichnet ist) wird durch einen Stromsensor SEIL erfasst. Eine Spannung VL der Drosselspule L (die nachstehend als Drosselspulenspannung bezeichnet ist) in Bezug auf die Spannung der Masseleitung GL ist identisch zu der Batteriespannung VB gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel und wird daher durch den Batteriesensor 152 erfasst. Es sei bemerkt, dass ein Sensor zur Erfassung der Drosselspulenspannung VL separat vorgesehen werden kann.
Ein Spannungssensor 180 erfasst eine Anschlussspannung des Kondensators C2, die eine Ausgangsspannung des Wandlers 200 ist, erfasst nämlich eine Spannung VH (Systemspannung) zwischen der positiven Leitung PL2 und der Masseleitung GL, und gibt den erfassten Wert zu der MG-ECU 172 aus.
Der Wandler 200, der Wechselrichter 210 und der Wechselrichter 220 sind elektrisch miteinander durch die positive Leitung PL2 und die Masseleitung GL verbunden.
In einem Spannungshochsetzbetrieb setzt der Wandler 200 eine Gleichspannung VB (Spannung über den entgegengesetzten Anschlüssen des Kondensators C1), die aus der Batterie 150 zugeführt wird, hoch, und führt die Systemspannung, die durch das Spannungshochsetzen erzeugt wird, den Wechselrichtern 210, 220 zu. Genauer werden in Reaktionen auf ein Schaltsteuerungssignal aus der MG-ECU 172 eine EIN-Periode des Schaltelements Q1 und einer EIN-Periode des Schaltelements Q2 abgewechselt, und wird ein Spannungshochsetzverhältnis in Abhängigkeit von einem Verhältnis zwischen diesen EIN-Perioden bestimmt.
In einem Spannungstiefsetzbetrieb setzt der Wandler 200 die Systemspannung VH, die durch den Kondensator C2 aus den Wechselrichtern 210, 220 zugeführt wird, tief, um die Batterie 150 mit der Spannung zu laden. Genauer werden in Reaktionen auf ein Schaltsteuerungssignal aus der MG-ECU 172 eine Periode, in der lediglich das Schaltelement Q1 EIN ist, und eine Periode, in der beide Schaltelemente Q1, Q2 AUS sind, abgewechselt, und ein Spannungstiefsetzverhältnis wird in Abhängigkeit von dem Tastgrad der EIN-Periode bestimmt.
Wenn das Spannungshochsetz-/-tiefsetzbetrieb des Wandlers 200 gestoppt wird, wird das Schaltelement Q1 in einem EIN-Zustand fixiert und wird das Schaltelement Q2 in einem AUS-Zustand fixiert.
Der Wechselrichter 210 ist in der Form eines allgemeinen Drei-Phasen-Wechselrichters konfiguriert und weist einen U-Phasen-Zweig 15, einen V-Phasen-Zweig 16 und einen W-Phasen-Zweig 17 auf. Die Zweige 15 bis 17 weisen Schaltelemente Q3 bis Q8 und antiparallele Dioden D3 bis D8 auf.
Wenn das Fahrzeug fährt, steuert der Wechselrichter 210 Strom oder Spannung von jeder Phasenspule des ersten MG 110 derart, dass der erste MG 110 entsprechend einem Betriebsbefehlswert (typischerweise einem Drehmomentbefehlswert) arbeitet, der zur Erzeugung einer Antriebskraft (Fahrzeugantriebsdrehmoment, elektrisches Leistungserzeugungsdrehmoment oder dergleichen) eingestellt wird, die zum Fahren des Fahrzeugs erforderlich ist. Der Wechselrichter 210 führt nämlich eine bidirektionale Gleichstrom-/Wechselstromleistungsumwandlung zwischen der positiven Leitung PL2 und dem ersten MG 110 durch.
Der Wechselrichter 220 ist wie der Wechselrichter 210 in der Form eines allgemeinen Drei-Phasen-Wechselrichters konfiguriert. Wenn das Fahrzeug fährt, steuert der Wechselrichter 220 Strom oder Spannung von jeder Phasenspule des zweiten MG 120 derart, dass der zweite MG 120 entsprechend einem Betriebsbefehlswert (typischerweise einem Drehmomentbefehlswert) arbeitet, der zur Erzeugung einer Antriebskraft (Fahrzeugantriebsdrehmoment, regeneratives Bremsdrehmoment oder dergleichen) eingestellt ist, das für das Fahrzeug zum Fahren erforderlich ist. Der Wechselrichter 220 führt nämlich eine bidirektionale Gleichstrom-/Wechselstromleistungsumwandlung zwischen der positiven Leitung PL2 und dem zweiten MG 120 durch.
Die PM-ECU 170 berechnet einen Drehmomentbefehlswert TR1 für den ersten MG 110 und einen Drehmomentbefehlswert TR2 für den zweiten MG 120 auf der Grundlage einer Farbpedalposition Acc und einer Geschwindigkeit V des Hybridfahrzeugs.
Die MG-ECU 172 berechnet einen optimalen Wert (Sollwert) der Ausgangsspannung (Systemspannung) VH des Wandlers 200, nämlich eine Befehlsspannung VH* auf der Grundlage des Drehmomentbefehlswerts TR1 für den ersten MG 110 und eines Drehmomentbefehlswerts TR2 für den zweiten MG 120, die durch die PM-ECU 170 berechnet werden, als auch einer Motordrehzahl MRN1 des ersten MG 110 und einer Motordrehzahl MRN2 des zweiten MG 120. Die MG-ECU 172 berechnet auf der Grundlage der durch den Spannungssensor 180 erfassten Ausgangsspannung VH des Wandlers 200 und der Befehlsspannung VH* einen Tastgrad zur Steuerung der Ausgangsspannung VH derart, dass die Spannung VH gleich der Befehlsspannung VH* wird, und steuert dementsprechend den Wandler 200. Es sei bemerkt, dass die Wechselrichter 210, 220, der erste MG 110 und der zweite MG 120 einer "Last" entsprechen.
Die MG-ECU 172 steuert den Wandler 200 durch Versetzen des Wandlers in eine kontinuierliche Spannungshochsetzbetriebsart oder eine intermittierende Spannungshochsetzbetriebsart. Die kontinuierliche Spannungshochsetzbetriebsart ist eine Betriebsart, in der der Wandler 200 einen Spannungshochsetzbetrieb ohne Stoppen durchführt. Die intermittierende Spannungshochsetzbetriebsart ist eine Betriebsart, in der der Wandler 200 intermittierend einen Spannungshochsetzbetrieb und ein Stoppen des Spannungshochsetzbetriebs wiederholt. Wenn der Wandler 200 den Spannungshochsetzbetrieb durchführt, werden die Schaltelemente Q1, Q2 zwischen einem EIN-Zustand und einem AUS-Zustand umgeschaltet. Wenn der Wandler 200 den Spannungshochsetzbetrieb stoppt, wird das Schaltelement Q1 in dem EIN-Zustand fixiert und wird das Schaltelement Q2 in dem AUS-Zustand fixiert.
Die Tatsache, dass der Wandler 200 die Spannung in der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart nicht hochsetzt, und die Tatsache, dass der Wandler 200 das Spannungshochsetzen in der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart stoppt, unterscheiden sich voneinander in nachfolgender Hinsicht.
In der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart wird den Wechselrichtern 210, 220 die Spannung der Batterie 150 durch den Wandler 200 zugeführt. Daher wird in dem Fall, in dem der Wandler 200 die Spannung in der kontinuierlichen Spannungsbetriebsart nicht hochsetzt, die Spannung der Batterie 150 unverändert durch den Wandler 200 (Tastgrad ist 1) den Wechselrichtern 210, 220 zugeführt, ohne dass sie hochgesetzt wird.
Wenn im Gegensatz dazu der Wandler 200 das Spannungshochsetzen in der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart stoppt, wird den Wechselrichtern 210, 220 die Spannung der Batterie 150 nicht durch den Wandler 200 zugeführt.
3 zeigt ein Flussdiagramm einer Verarbeitung einer Spannungshochsetzsteuerung durch den Wandler 200. 4 zeigt ein Signalverlaufsdiagramm zur Veranschaulichung des Betriebs in der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart und der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart.
4(a) zeigt ein Diagramm, das die Ausgangsspannung (Systemspannung) VH des Wandlers 200 in der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart und der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart zeigt. 4(b) zeigt ein Diagramm, das den Drosselspulenstrom IL in der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart und der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart veranschaulicht. Obwohl durch das Schalten des Wandlers 200 tatsächlich ein Variieren des Drosselspulenstroms IL bewirkt wird, zeigt 4(b) den Drosselspulenstrom, dessen variierende Komponente aufgrund des Schaltens geglättet ist. 4(c) zeigt ein Diagramm, das einen Spannungshochsetzleistungsverlust LP aufgrund des Schaltens in der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart und der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart veranschaulicht.
Gemäß den 2 und 3 versetzt in Schritt ST10 die Steuerungsvorrichtung 500 den Wandler 200 in die kontinuierliche Spannungshochsetzbetriebsart. Der Wandler 200 führt den Spannungshochsetzbetrieb ohne Stoppen des Spannungshochsetzbetriebs durch.
Danach bewirkt, wenn ein Durchschnitt ILM des Drosselspulenstroms IL in einer vorbestimmten Zeitdauer in der Vergangenheit kleiner als ein Schwellwert TH1 in Schritt ST20 wird, die Steuerungsvorrichtung 500, dass die Verarbeitung zu Schritt ST30 übergeht.
In Schritt ST30 versetzt die Steuerungsvorrichtung 500 den Wandler 200 in die intermittierende Spannungshochsetzbetriebsart. In dem Fall, in dem der Wandler in die intermittierende Spannungshochsetzbetriebsart versetzt wird, bewirkt die Steuerungsvorrichtung 500 zunächst, dass der Spannungshochsetzbetrieb des Wandlers 200 gestoppt wird (siehe beispielsweise Zeitpunkt (1) in 4).
Wenn der Spannungshochsetzbetrieb des Wandlers 200 gestoppt ist, wird kein Strom aus der Batterie 150 ausgegeben. Daher ist der Drosselspulenstrom IL null und ist der Spannungshochsetzleistungsverlust LP null. Während der Spannungshochsetzbetrieb des Wandlers 200 gestoppt ist, wird/werden der erste MG 110 und/oder der zweite MG 120 mit elektrischer Leistung angetrieben, die in dem Kondensator C2 gespeichert ist. Wenn elektrische Ladung aus dem Kondensator C2 entladen wird, wird die Systemspannung VH verringert.
Danach, wenn in Schritt ST40 eine Abweichung |VH* – VH| zwischen der Systemspannung VH und der Befehlsspannung VH* gleich wie oder größer als ein Grenzwert dVH ist, bewirkt die Steuerungsvorrichtung 500, dass die Verarbeitung zu Schritt ST50 übergeht. In Schritt ST50 bewirkt die Steuerungsvorrichtung 500, dass der Wandler 200 den Spannungshochsetzbetrieb erneut startet (siehe beispielsweise Zeitpunkt (2) in 4).
Wenn der Spannungshochsetzbetrieb durch den Wandler 200 erneut gestartet wird, führt die Batterie 150 einen Strom (Wiederherstellungsstrom) zu, der zum Antrieb des ersten MG 110 und/oder des zweiten MG 120 notwendig ist, während der Kondensator C2 geladen wird. Daher wird der Drosselspulenstrom IL erhöht und wird der Spannungshochsetzleistungsverlust LP erhöht.
Danach, wenn in Schritt ST60 die Systemspannung VH gleich der Befehlsspannung VH* ist, bewirkt die Steuerungsvorrichtung 500, dass die Verarbeitung zu Schritt ST70 übergeht. In Schritt ST70 bewirkt die Steuerungsvorrichtung 500, dass der Spannungshochsetzbetrieb durch den Wandler 200 gestoppt wird (siehe beispielsweise Zeitpunkt (3) in 4). Nach dem Schritt ST70 wird die Verarbeitung erneut von Schritt ST40 an durchgeführt.
Wenn im Gegensatz dazu in Schritt ST60 die Systemspannung VH nicht gleich wie die Befehlsspannung VH* ist, bewirkt die Steuerungsvorrichtung 500, dass die Verarbeitung zu Schritt ST80 übergeht. Wenn in Schritt ST80 der Durchschnitt ILM des Drosselspulenstroms IL in einer vorbestimmten Zeitdauer in der Vergangenheit größer als ein Schwellwert TH2 ist, bewirkt die Steuerungsvorrichtung 500, dass die Verarbeitung zu Schritt ST90 übergeht, um den Wandler 200 in die kontinuierliche Spannungshochsetzbetriebsart zu versetzen. Der Wandler 200 führt den Spannungshochsetzbetrieb ohne Stoppen durch (siehe beispielsweise Zeitpunkt (4) in 4). Zu dem Zeitpunkt (4) in 4 ist gezeigt, dass die Befehlsspannung VH* sich erhöht hat und dass der Drosselspulenstrom IL beginnt, sich zu erhöhen. Nach Durchführen von Schritt ST90 wird die Abfolge der Verarbeitungsschritte beendet.
4(c) zeigt, um welche Größe der Spannungshochsetzleistungsverlust LP in einem Satz von einer Zeitdauer, in der der Spannungshochsetzbetrieb gestoppt ist, und einer darauffolgenden Zeitdauer, in der das Spannungshochsetzen durchgeführt wird, in der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart reduziert wird. Eine Fläche P3 einer Region, die durch eine Linie, die einen Referenzleistungsverlust BS repräsentiert, und eine Linie eingeschlossen ist, die einen Spannungshochsetzleistungsverlust LP repräsentiert und höher als die Linie des Referenzleistungsverlusts BS angeordnet ist, ist die Summe der Spannungshochsetzleistungsverluste LP, die größer als der Spannungshochsetzleistungsverlust in der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart ist. Eine Fläche P0 einer Region, die durch eine Linie, die den Referenzleistungsverlust BS repräsentiert, und der Linie eingeschlossen ist, die den Spannungshochsetzleistungsverlust LP repräsentiert und die niedriger als die Linie des Referenzleistungsverlusts BS angeordnet ist, ist die Summe der Spannungshochsetzleistungsverluste LP, die kleiner als der Spannungshochsetzverlust in der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart sind. Ein Wert P1, der durch Subtrahieren von P2 (= P3) von P0 bestimmt wird, ist die Summe von Reduktionen des Spannungsleistungsverlustes in Bezug auf den Spannungsleistungsverlust in der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart, die durch den Betrieb in der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart in dem Satz von einer Zeitdauer, in der das Spannungshochsetzen gestoppt ist, und einer darauffolgenden Zeitdauer erzielt werden, in der das Spannungshochsetzbetrieb durchgeführt wird.
Wie es in 4(c) gezeigt ist, kann der Wandler 200 in die intermittierende Spannungshochsetzbetriebsart versetzt werden, um dadurch den Spannungshochsetzleistungsverlust zu reduzieren. Eine längere Zeitdauer, in der das Spannungshochsetzen gestoppt wird, erzeugt eine größere Wirkung beim Reduzieren des Verlusts.
Nachstehend ist beschrieben, wie die erforderliche Lade-Entlade-Größe Pchg berechnet wird. Im Allgemeinen bestimmt die PM-ECU 170 die erforderliche Lade-Entlade-Größe Pchg der Batterie 150 beispielsweise auf der Grundlage der Fahrleistung, der erforderlichen Antriebskraft oder des Drehmoments. Weiterhin berechnet die PM-ECU 170 eine erforderliche Fahrzeugleistung Pe einschließlich dieser erforderlichen Lade-Entlade-Größe Pchg. Die Kraftmaschine 100, der erste MG 110 und der zweite MG 120 werden auf der Grundlage der erforderlichen Fahrzeugleistung Pe gesteuert.
Im Gegensatz dazu bestimmt die PM-ECU 170 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine erforderliche Grundgröße Pchg0 der Batterie 150 anstelle der erforderlichen Lade-Entlade-Größe Pchg. Dann bestimmt die PM-ECU 170 die erforderliche Lade-Entlade-Größe Pchg durch Korrigieren der erforderlichen Grundgröße Pchg0. Nachstehend ist der Fall beschrieben, bei dem die erforderliche Grundgröße Pchg0 auf der Grundlage eine Fahrleistung Tp* berechnet wird.
5 zeigt eine Darstellung, die Kennfelder veranschaulicht, die vorab eine Beziehung zwischen der Fahrleistung Tp* und der erforderlichen Grundgröße Pchg0 definieren. 5(a) zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel für ein erstes Kennfeld veranschaulicht. Wenn ein Entladen erforderlich ist, ist die erforderliche Grundgröße Pchg0 positiv. Wenn ein Laden erforderlich ist, ist die erforderliche Grundgröße Pchg0 negativ.
In dem ersten Kennfeld ist in Bezug auf eine Steuerungsmitte CO ist die erforderliche Grundgröße Pchg0 (erforderliche Entladegröße) umso größer, je größer die Fahrleistung Tp* ist. Außerdem ist in Bezug auf die Steuerungsmitte CO die erforderliche Grundgröße Pchg0 umso kleiner (die erforderliche Ladegröße umso größer) je kleiner die Fahrleistung Tp* ist. Die Änderungsgröße der erforderlichen Grundgröße Pchg0 in Bezug auf die Fahrleistung Tp* ist ein konstanter Wert K.
5(b) zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel für ein zweites Kennfeld veranschaulicht. In dem zweiten Kennfeld ist die erforderliche Grundgröße Pchg0 in einem spezifischen Bereich R1 der Fahrleistung Tp*, der die Steuerungsmitte CO aufweist, null. In einem Bereich, in dem die Fahrleistung Tp* größer als der spezifische Bereich R1 ist, ist die erforderliche Grundleistung Pchg0 (erforderliche Endlademenge) umso größer, je größer die Fahrleistung Tp* ist. In einem Bereich, in dem die Fahrleistung Tp* kleiner als der spezifische Bereich R1 ist, ist die erforderliche Grundgröße Pchg0 umso kleiner (ist die erforderliche Lademenge umso größer), je kleiner die Fahrleistung Tp* ist. Die Änderungsgröße der erforderlichen Grundgröße Pchg0 in Bezug auf die Fahrleistung Tp* in einem spezifischen Bereich R2, der die Steuerungsmitte CO aufweist, ist kleiner als der spezifische Wert K in dem ersten Kennfeld. Es sei bemerkt, dass R2 ein Bereich einschließlich R1 ist, und dass die Änderungsgröße der erforderlichen Grundgröße Pchg0 in Bezug auf die Fahrleistung Tp* in R1 null ist.
Somit stellt in einem Fall, in dem die Fahrleistung Tp* in einem "vorbestimmten Bereich" fällt, die Steuerungsvorrichtung 500 die erforderliche Grundgröße Pchg0 auf null ein. Der in 5(b) gezeigte spezifische Bereich R1 entspricht dem "vorbestimmten Bereich". Im Gegensatz dazu zeigt 5(a), dass die erforderliche Grundgröße Pchg0 an einem "Wert" der Steuerungsmitte CO und nicht in einem "Bereich" null ist. Jedoch weist hier der "vorbestimmte Bereich" einen derartigen "Wert" auf.
Die MG-ECU 172 sendet zu der PM-ECU 170 ein Flag für die PM-ECU 170 zur Auswahl von einem der ersten und zweiten Kennfelder. In dem Fall, in dem das Flag EIN ist, wählt die PM-ECU 170 das zweite Kennfeld aus. In dem Fall, in dem das Flag AUS ist, wählt die PM-ECU 170 das erste Kennfeld aus.
In dem Fall, in dem der gegenwärtige Zustand des Hybridfahrzeugs die intermittierende Spannungshochsetzbetriebsart ist und das Verhältnis der Länge einer Zeitdauer, während der das Spannungshochsetzen gestoppt ist zu einer aktuellsten vorbestimmten Zeitdauer (beispielsweise von einigen Sekunden vorher bis zu dem gegenwärtigen Zeitpunkt) ein vorbestimmter Wert Tc oder mehr ist, wird angenommen, dass der Anteil (das Verhältnis) der Zeitdauer, in der der Wandler 200 gestoppt ist, auch in der Zukunft hoch sein wird. In diesem Fall ist es daher wünschenswert, die erforderliche Grundgröße Pchg0 kleiner zu machen. Dies ist aus dem folgenden Grund. Falls die erforderliche Grundgröße Pchg0 in einem derartigen Zustand größer ist, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass der Wandler 200 das Spannungshochsetzen erneut startet, und dementsprechend ein elektrischer Leistungsverlust der intermittierenden Spannungshochsetzsteuerung nicht reduziert werden kann. Daher setzt die MG-ECU 172 das Flag EIN, das zu der PM-ECU 170 zu senden ist. Dementsprechend wird das zweite Kennfeld ausgewählt.
Im Gegensatz dazu setzt in dem Fall, in dem der gegenwärtige Zustand des Hybridfahrzeugs die kontinuierliche Spannungshochsetzbetriebsart ist, oder in dem Fall, in dem der gegenwärtige Zustand des Hybridfahrzeugs die intermittierende Spannungshochsetzbetriebsart ist und das Verhältnis der Länge einer Zeitdauer, während der das Spannungshochsetzen gestoppt ist, zu einer aktuellsten vorbestimmten Zeitdauer kleiner als der vorbestimmte Wert Tc ist, die MG-ECU 172 das Flag AUS, das zu der PM-ECU 170 zu senden ist. Dementsprechend wird das erste Kennfeld ausgewählt.
Somit verwendet die Steuerungsvorrichtung 500 als die erforderliche Lade-Entlade-Größe Pchg, bevor sie korrigiert wird, die erforderliche Grundgröße Pchg0, die auf der Grundlage der für das Fahrzeug zum Fahren erforderlichen Leistung bestimmt wird. In der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart (siehe 5(b)) stellt die Steuerungsvorrichtung 500 die erforderliche Grundgröße Pchg0 im Vergleich zu der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart (siehe 5(a)) über einen breiteren Bereich der für das Fahrzeug zum Fahren erforderlichen Leistung auf null ein.
6 zeigte eine Darstellung, die eine Beziehung zwischen dem von der MG-ECU 172 gesendeten Flag, der erforderlichen Grundgröße Pchg0, dem Batteriestrom IB und dem Drosselspulenstrom IL veranschaulicht. 6(a) zeigt das Flag, 6(b) zeigt die erforderliche Grundgröße Pchg0, 6(c) zeigt den Batteriestrom IB und 6(d) zeigt den Drosselspulenstrom IL. Obwohl der Drosselspulenstrom IL durch das Schalten des Wandlers 200 tatsächlich zum Variieren veranlasst wird, zeigt 6(d) den Drosselspulenstrom, dessen variierende Komponente aufgrund des Schaltens geglättet ist.
Wie es in 6(a) gezeigt ist, bestimmt in dem Fall, in dem das Flag AUS ist, die PM-EU 170 die erforderliche Grundgröße Pchg0 entsprechend der Fahrleistung Tp* entsprechend dem ersten Kennfeld. Im Gegensatz dazu bestimmt in dem Fall, in dem das Flag EIN ist, die PM-ECU 170 die erforderliche Grundgröße Pchg0 entsprechend der Fahrleistung Tp* in Übereinstimmung mit dem zweiten Kennfeld.
Falls die Fahrleistung Tp* in dem zweiten Kennfeld in dem Bereich von R1 ist, ist die erforderliche Grundgröße Pchg0 null, wie es in 6(b) gezeigt ist. In dem Fall, in dem die erforderliche Grundgröße Pchg0 null ist, wird kein Strom aus der Batterie 150 ausgegeben und wird kein Strom in die Batterie 150 eingegeben. Der Batteriestrom IB ist daher null (siehe 6(c)). Falls der Drosselspulen IL in dem Fall, in dem der Batteriestrom IB null ist, ebenfalls null ist, kann ein elektrischer Leistungsverlust des Wandlers 200 signifikant reduziert werden. Dies liegt an dem Grund, dass, je kleiner der absolute Wert des Drosselspulenstroms IL ist, desto länger die Zeitdauer ist, während der die Schaltelemente Q1, Q2 in einer Spannungshochsetzzeitdauer AUS sein können.
Dies ist nachfolgend spezifischer beschrieben. Während die Schaltelemente Q1, Q2 EIN sind, kann beispielsweise ein Drosselspulenstrom IL von angenähert einigen Ampere fließen. Daher ist, falls das Ausmaß, mit dem die Spannung durch den Wandler 200 hochgesetzt wird, groß ist, der elektrische Leistungsverlust zu einem nicht vernachlässigbaren Ausmaß groß. Im Gegensatz dazu können in dem Fall, in dem der Drosselspulenstrom IL null ist, die Schaltelemente Q1, Q2 AUS beibehalten werden, während der Drosselspulenstrom IL null ist, und weshalb der elektrische Leistungsverlust des Wandlers 200 signifikant reduziert werden kann.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind jedoch Hilfsmaschinen wie die Klimaanlage 240 zwischen der Batterie 150 und dem Wandler 200 angeschlossen (siehe 2). Diese Hilfsmaschinen werden durch Verbrauchen des Hilfsmaschinenstroms Idc angetrieben. Zwischen dem Batteriestrom IB, dem Drosselspulenstrom IL und dem Hilfsmaschinenstrom Idc gilt eine Beziehung: IB = IL + Idc. Daher wird selbst in dem Fall, in dem der Batteriestrom IB null ist, der Drosselspulenstrom IL niemals null sein, solang wie die Hilfsmaschinen elektrische Leistung verbrauchen (siehe 6(d)).
Eine Fahrsteuerung für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend ausführlich beschrieben.
7 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitung der Fahrtsteuerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 8 zeigt eine Konzeptdarstellung zur Veranschaulichung der Fahrsteuerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Eine Steuerungsverarbeitung, die dem Flussdiagramm gemäß 7 nachfolgt, wird durch die PM-ECU 170 und die MG-ECU 172 beispielsweise zu jeweils vorbestimmten Steuerungszyklen oder bei Erfüllen einer vorbestimmten Bedingung durchgeführt.
Gemäß 7 und 8 hat in Schritt ST101 die PM-ECU 170 in dem Speicher ein Kennfeld M0 gespeichert, das vorab eine Beziehung zwischen einer Farbpedalposition Acc und einer Fahrzeuggeschwindigkeit V eines Hybridfahrzeugs mit einer Fahrleistung Tp* definiert. In Reaktion auf eine Erfassung der Farbpedalposition Acc und der Fahrzeuggeschwindigkeit V greift die PM-ECU 170 auf das Kennfeld M0 zu, um dadurch die Fahrleistung Tp* zu bestimmen.
In dem Fall, in dem in Schritt ST102 das Flag EIN ist (JA in Schritt ST102), bewirkt die PM-ECU 170, dass die Verarbeitung zu Schritt ST103 vorangeht. In dem Fall, in dem der gegenwärtige Zustand des Hybridfahrzeugs die intermittierende Spannungshochsetzbetriebsart ist und das Verhältnis der Länge einer Zeitdauer, während der das Spannungshochsetzen gestoppt ist, zu einer aktuellsten vorbestimmten Zeitdauer der vorbestimmte Wert Tc oder mehr ist, wird nämlich bewirkt, dass die Verarbeitung zu Schritt ST103 über geht.
In Schritt ST103 bestimmt die PM-ECU 170 die erforderliche Grundgröße Pchg0 entsprechend einem zweiten Kennfeld M2 (siehe 5(b)) auf der Grundlage der in Schritt ST101 bestimmten Fahrleistung Tp*. Danach stellt in Schritt ST104 die PM-ECU 170 die tatsächliche elektrische Leistung auf die dem Wandler 200 zugeführte elektrische Leistung (nämlich das Produkt der Drosselspulenspannung VL und des Drosselspulenstroms IL) ein. Danach bewirkt die PM-ECU 170, dass die Verarbeitung zu Schritt ST107 übergeht.
Im Gegensatz bewirkt in dem Fall, in dem das Flag in Schritt ST102 AUS ist (NEIN in Schritt ST102), die PM-ECU 170, dass die Verarbeitung zu Schritt ST105 übergeht. In dem Fall, in dem beispielsweise der gegenwärtige Zustand des Hybridfahrzeugs die kontinuierliche Spannungshochsetzbetriebsart ist, wird nämlich bewirkt, dass die Verarbeitung zu Schritt ST105 übergeht.
In Schritt ST105 bestimmt die PM-ECU 170 die erforderliche Grundgröße Pchg0 entsprechend einem ersten Kennfeld M1 (siehe 5(a)) auf der Grundlage der in Schritt ST101 bestimmten Fahrleistung Tp*. Danach stellt in Schritt ST106 die PM-ECU 170 die tatsächliche elektrische Leistung auf die aus der Batterie 150 zugeführte elektrische Leistung (nämlich das Produkt der Batteriespannung VB und des Batteriestroms IB) ein. Danach bewirkt die PM-ECU 170, dass die Verarbeitung zu Schritt ST107 übergeht.
In Schritt ST107 berechnet die PM-ECU 170 eine Differenz zwischen der erforderlichen Grundgröße Pchg0 und der tatsächlichen elektrischen Leistung (siehe OP1 in 8). Danach bewirkt die PM-ECU 170, dass die Verarbeitung zu Schritt ST108 übergeht.
In Schritt ST108 bestimmt die PM-ECU 170, ob ein absoluter Wert der in Schritt ST107 berechneten Differenz gleich wie oder größer als ein vorbestimmter Wert (beispielsweise 0,5 kW) ist oder nicht. In dem Fall, in dem der absolute Wert kleiner als der vorbestimmte Wert ist (NEIN in Schritt ST108), bewirkt die PM-ECU 170, dass die Verarbeitung zu Schritt ST111 übergeht. Im Gegensatz bewirkt in dem Fall, in dem der absolute Wert gleich wie oder größer als der vorbestimmte Wert ist (JA in Schritt ST108), die PM-ECU 170, dass die Verarbeitung zu Schritt ST109 übergeht.
In Schritt ST109 korrigiert die PM-ECU 170 die erforderliche Grundgröße Pchg0 derart, dass die erforderliche Grundgröße Pchg0 gleich wie die tatsächliche elektrische Leistung ist, und definiert diese korrigierte erforderliche Grundgröße Pchg0 als die erforderliche Lade-Entlade-Größe Pchg (siehe OP2 in 8). Daher ist in dem Fall, in dem Schritt ST104 durchgeführt wird, die erforderliche Lade-Entlade-Größe Pchg gleich wie die dem Wandler 200 zugeführte elektrische Leistung (= IL × VL). Im Gegensatz ist in dem Fall, in dem Schritt ST106 durchgeführt wird, die erforderliche Lade-Entlade-Größe Pchg gleich wie die aus der Batterie 150 zugeführte elektrische Leistung (= IB × VB).
Anders ausgedrückt berechnet in der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart die PM-ECU 170 die erforderliche Lade-Entlade-Größe Pchg auf der Grundlage der aus der Batterie zugeführten elektrischen Leistung. In der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart ändert die PM-ECU 170 das Verfahren zur Berechnung der erforderlichen Lade-Entlade-Größe Pchg auf ein Verfahren, das die erforderliche Lade-Entlade-Größe Pchg auf der Grundlage der durch den Wandler 200 fließenden elektrischen Leistung berechnet, und macht die erforderliche Lade-Entlade-Größe Pchg kleiner als diejenige in der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart. Weiter bevorzugt berechnet in der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart die PM-ECU 170 als erforderliche Lade-Entlade-Größe Pchg einen Korrekturwert, der derart bestimmt wird, dass die erforderliche Grundgröße Pchg0 derart korrigiert wird, dass eine Differenz zwischen der aus der Batterie 150 zugeführten elektrischen Leistung und der erforderlichen Grundgröße Pchg0 reduziert wird. Im Gegensatz dazu berechnet in der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart die PM-ECU 170 als erforderliche Lade-Entlade-Größe Pchg einen Korrekturwert, der bestimmt wird, indem die erforderliche Grundgröße Pchg0 derart korrigiert wird, dass eine Differenz zwischen der durch den Wandler 200 fließenden elektrischen Leistung und der erforderlichen Grundgröße Pchg0 reduziert wird.
In Schritt ST 110 legt die PM-ECU 170 eine gewisse Begrenzung auf die korrigierte erforderliche Grundgröße Pchg0 (nämlich die erforderliche Lade-Entlade-Größe Pchg) auf, die in Schritt ST109 berechnet wird. Dies geschieht aus dem folgenden Grund. In dem Fall, in dem die ursprüngliche erforderliche Grundgröße Pchg0 und die korrigierte erforderliche Grundgröße Pchg0 stark voneinander abweichen, können diese Korrekturen von einer plötzlichen Änderung des Zustands des Hybridfahrzeugs begleitet sein. Beispielsweise kann ein Befehlswert für die Kraftmaschine 100 signifikant erhöht werden, so dass ein plötzlicher Anstieg der Drehzahl der Kraftmaschine 100 bewirkt wird. In diesem Fall kann ein Anwender dies als anormal empfinden. Somit ist es bei Berechnen der erforderlichen Lade-Entlade-Größe Pchg wünschenswert, eine Begrenzung derart aufzuerlegen, dass die Differenz zwischen der ursprünglichen erforderlichen Grundgröße Pchg0 und der korrigierten erforderlichen Grundgröße Pchg0 nicht einen spezifischen Bereich überschreitet. Dementsprechend kann eine plötzliche Änderung des Zustands des Hybridfahrzeugs unterdrückt werden.
In Schritt ST111 berechnet die PM-ECU 170 die erforderliche Fahrzeugleistung Pe durch Addieren der Fahrleistung Tp* und der erforderlichen Lade-Entlade-Größe Pchg (siehe OP3 in 8). Entsprechend der erforderlichen Fahrzeugleistung Pe bestimmt die PM-ECU 170 die Verteilung der Leistung derart, dass der Energiewirkungsgrad des Fahrzeugs insgesamt ein maximaler Wirkungsgrad ist. Dementsprechend werden die Anteile der Ausgangsleistung, die durch die Kraftmaschine 100, den ersten MG 110 und den zweiten MG 120 jeweils zu übernehmen sind, bestimmt. Danach wird die Abfolge der Verarbeitungsschritte gemäß 7 zu jedem vorbestimmten Steuerungszyklus oder bei Erfüllen einer vorbestimmten Bedingung wiederholt.
Der Grund, warum Schritt ST108 vorgesehen ist, ist wie nachstehend beschrieben. Die Differenz zwischen der erforderlichen Grundgröße Pchg0 und der tatsächlichen elektrischen Leistung kann zu einem gewissen Grad variieren. Daher kann, falls die erforderliche Grundgröße Pchg0 derart korrigiert wird, dass diese Differenz stets null ist, der Zustand, in der die Kraftmaschine 100, der erste MG 110 und/oder der zweite MG 120 angetrieben werden/wird, häufig variiert werden. Somit wird zum Definieren eines Bereichs, der als sogenannte Totzone dient, ein vorbestimmter Wert bestimmt. Lediglich in dem Fall, in dem der absolute Wert der vorstehend beschriebenen Differenz der vorbestimmte Wert oder mehr ist, kann die erforderliche Grundgröße Pchg0 korrigiert werden, um dadurch zu verhindern, dass der Zustand, in der die Kraftmaschine 100 und dergleichen angetrieben wird, häufig variiert.
Wie es aus dem Vorstehenden hervorgeht, werden in der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart eine Spannungshochsetzzeitdauer (beispielsweise die Zeitdauer zwischen (2) und (3) in 4) und eine Spannungshochsetzstoppzeitdauer (beispielsweise die Zeitdauer zwischen (1) und (2) in 4) wiederholt abgewechselt. In der Spannungshochsetzstoppzeitdauer ist es wünschenswert, den in den Schaltelementen Q1, Q2 fließenden Strom (nämlich den Drosselspulenstrom IL) auf null einzustellen, um einen elektrischen Leistungsverlust der Schaltelemente Q1, Q2 zu reduzieren. Falls eine Klimaanlage 240 und dergleichen zwischen der Batterie 150 und dem Wandler 200 angeschlossen ist, kann jedoch der Drosselspulenstrom IL nicht auf null durch die Steuerung eingestellt werden, die derart durchgeführt wird, dass der Batteriestrom IB null ist.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird in der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart die tatsächliche elektrische Leistung auf der Grundlage des Drosselspulenstroms IL berechnet (siehe Schritt ST104). Die erforderliche Lade-Entlade-Größe Pchg wird nämlich auf der Grundlage der durch den Wandler 200 fließenden elektrischen Leistung bestimmt. Somit kann, wenn die erforderliche Lade-Entlade-Größe Pchg in einer Spannungshochsetzstoppzeitdauer null ist, der durch den Wandler 200 fließende elektrische Strom (Drosselspulenstrom IL) zu null gemacht werden. Dementsprechend kann ein elektrischer Leistungsverlust des Wandlers 200 reduziert werden.
Im Gegensatz dazu wird in der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart die tatsächliche elektrische Leistung auf der Grundlage des Batteriestroms IB berechnet (siehe Schritt ST106). Die erforderliche Lade-Entlade-Größe Pchg wird nämlich auf der Grundlage der aus der Batterie 150 zugeführten elektrischen Leistung bestimmt. In der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart gibt es keine Zeitdauer entsprechend der Spannungshochsetzstoppzeitdauer in der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart, weshalb es unnötig ist, den durch den Wandler 200 fließenden Strom zu null zu machen. Es ist eher wünschenswert, die tatsächlich elektrische Leistung auf der Grundlage des Batteriestroms IB zu berechnen, da dies eine präzise Verwaltung des SOC der Batterie 150 ermöglicht.
Obwohl die PM-ECU 170 die erforderliche Grundgröße Pchg0 auf der Grundlage der Fahrleistung Tp* in den Schritten ST103, ST105 bestimmt, kann die bestimmte erforderliche Grundleistung Pchg0 auf der Grundlage des SOC der Batterie 150 korrigiert werden. Wenn beispielsweise der SOC der Batterie 150 eine vorbestimmte untere Grenze erreicht hat, kann die PM-ECU 170 die erforderliche Grundleistung Pchg0 verringern, und wenn der SOC der Batterie 150 eine vorbestimmte obere Grenze erreicht hat, kann die PM-ECU 170 die erforderliche Grundgröße Pchg0 erhöhen.
Weiterhin ist, obwohl gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die erforderliche Grundgröße Pchg0 in dem Fall kleiner gemacht wird, in dem die Betriebsart die intermittierende Spannungsbetriebsart ist und ein Verhältnis einer Zeitdauer, während der das Spannungshochsetzen durch den Wandler gestoppt ist, zu einer aktuellsten vorbestimmten Zeitdauer hoch ist (siehe 5(b)), das Ausführungsbeispiel nicht darauf begrenzt. In der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart kann die erforderliche Grundgröße Pchg0 kleiner als in der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart gemacht werden, ohne Abhängigkeit von anderen Bedingungen.
Zweites Ausführungsbeispiel
Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel wird die erforderliche Lade-Entlade-Größe Pchg in der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart korrigiert. Ein Hybridfahrzeug und ein elektrisches System gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weisen jeweilige Konfigurationen auf, die äquivalent zu den Konfigurationen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind (siehe 1 und 2) sind. Daher wird deren Beschreibung nicht wiederholt.
9 zeigt ein Flussdiagramm einer Verarbeitung einer Fahrtsteuerung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gemäß 9 unterscheidet sich dieses Flussdiagramm von dem in 7 gezeigten Flussdiagramm dahingehend, dass das Erstere einen Schritt ST201 zwischen dem Schritt ST105 und dem Schritt ST106 aufweist.
Im Schritt ST201 addiert die PM-ECU 170 in der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart eine Schätzgröße des Leistungsverbrauchs durch die Hilfsmaschinen wie die Klimaanlage 240 zu der in Schritt ST105 bestimmten erforderlichen Grundgröße Pchg0. Diese Schätzgröße kann vorab in Form eines (nicht gezeigten) Kennfelds für eine Vielzahl von Bedingungen in dem Speicher gespeichert werden.
In der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart wird die aus der Batterie 150 zugeführte elektrische Leistung als die tatsächliche elektrische Leistung eingestellt, wie es vorstehend beschrieben worden ist (siehe Schritt ST106). Da ein Teil der aus der Batterie 150 zugeführten elektrischen Leistung durch die Hilfsmaschinen wie die Klimaanlage 240 verbraucht wird, weist die tatsächliche elektrische Leistung die durch die Klimaanlage 240 und dergleichen verbrauchte elektrische Leistung und die dem Wandler 200 zugeführte elektrische Leistung auf.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird eine Schätzgröße des Leistungsverbrauchs durch die Klimaanlage 240 und dergleichen zu der erforderlichen Grundgröße Pchg0 addiert. Auf diese Weise wird die erforderliche Grundgröße Pchg0 unter Berücksichtigung des Leistungsverbrauchs durch die Klimaanlage 240 und dergleichen bestimmt, weshalb sowohl die tatsächliche elektrische Leistung als auch die erforderliche Grundleistung Pchg0 den Leistungsverbrauch durch die Klimaanlage 240 und dergleichen aufweisen. Wenn somit die Differenz zwischen der erforderlichen Grundgröße Pchg0 und der tatsächlichen elektrischen Leistung berechnet wird (siehe Schritt ST107), heben sich der Einfluss des Leistungsverbrauchs durch die Klimaanlage 240 und dergleichen auf die erforderliche Grundgröße Pchg0 und derjenige auf die tatsächliche elektrische Leistung im Wesentlichen einander auf. Daher können selbst in dem Fall, in dem die Klimaanlage 240 und dergleichen hohe elektrische Leistung verbraucht, die Schritte ST108 bis ST111 mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden.
Da weiterhin die Abweichung zwischen der erforderlichen Grundgröße Pchg0 und der tatsächlichen elektrischen Leistung in Schritt ST107 kleiner ist, wird eine Rückkopplungsverarbeitung zur Korrektur der erforderlichen Grundgröße Pchg0 derart, dass die erforderliche Grundgröße Pchg0 gleich wie die tatsächliche elektrische Leistung ist (siehe Schritt ST109 und OP2 in 8) schneller abgeschlossen.
Andere Verarbeitungsschritte in dem Flussdiagramm gemäß 9 sind äquivalent zu den entsprechenden Verarbeitungsschritten in dem Flussdiagramm gemäß 7. Daher wird deren Beschreibung nicht wiederholt.
Schließlich wird unter erneuter Bezugnahme auf 2 ein Umriss der ersten und zweiten Ausführungsbeispiele angegeben.
Ein Leistungsversorgungsgerät eines Fahrzeugs gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist auf: die Batterie 150; den Wandler 200 der eine Spannung der Batterie 150 hochsetzt und die hochgesetzte Spannung Wechselrichtern 210, 200, dem ersten MG 110 und dem zweiten MG 120 (Last) zuführt; Hilfsmaschinen wie die Klimaanlage 240, die elektrisch zwischen der Batterie 150 und dem Wandler 200 angeschlossen sind und mittels elektrischer Leistung angetrieben werden, die aus der Batterie 150 zugeführt wird; und die Steuerungsvorrichtung 500, die die Wechselrichter 210, 200, den ersten MG 110 und den zweiten MG 120 auf der Grundlage der erforderlichen Fahrzeugleistung Pe einschließlich der erforderlichen Lade-Entlade-Größe Pchg der Batterie 150 steuert. Die Steuerungsvorrichtung 500 weist eine kontinuierliche Spannungshochsetzbetriebsart und eine intermittierende Spannungshochsetzbetriebsart auf. In der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart wird der Wandler 200 kontinuierlich betrieben. In der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart wird der Wandler 200 intermittierend betrieben. In der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart berechnet die Steuerungsvorrichtung 500 die erforderliche Lade-Entlade-Größe Pchg (beispielsweise die erforderliche Grundgröße Pchg0) auf der Grundlage der aus der Batterie 150 zugeführten elektrischen Leistung. In der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart ändert die Steuerungsvorrichtung 500 ein Verfahren zur Berechnung der erforderlichen Lade-Entlade-Größe Pchg auf ein Verfahren, das die erforderliche Lade-Entlade-Größe Pchg auf der Grundlage der elektrischen Leistung berechnet, die durch den Wandler 200 gelangt, und macht die erforderliche Lade-Entlade-Größe kleiner als die erforderliche Lade-Entlade-Größe in der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart.
Vorzugsweise berechnet die Steuerungsvorrichtung 200 die erforderliche Grundgröße Pchg0 auf der Fahrleistung Tp*. In der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart berechnet die Steuerungsvorrichtung 500 als die erforderliche Lade-Entlade-Größe Pchg einen Korrekturwert, der bestimmt wird, indem die erforderliche Grundgröße Pchg0 derart korrigiert wird, dass eine Differenz zwischen der aus der Batterie 150 zugeführten elektrischen Leistung und der erforderlichen Grundgröße Pchg0 reduziert wird. In der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart berechnet die Steuerungsvorrichtung 500 als die erforderliche Lade-Entlade-Größe Pchg einen Korrekturwert, der bestimmt wird, indem die erforderliche Grundgröße Pchg0 derart korrigiert wird, dass eine Differenz zwischen der durch den Wandler 200 gelangende elektrische Leistung und der erforderlichen Grundgröße Pchg0 reduziert wird.
Vorzugsweise stellt die Steuerungsvorrichtung 500 die erforderliche Grundgröße Pchg0 in einem Fall, in dem die Fahrleistung Tp* innerhalb eines vorbestimmten Bereichs fällt, auf null ein. Der vorbestimmte Bereich in der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart (siehe den spezifischen Bereich R1 in 5(b)) ist breiter als der vorbestimmte Bereich in der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart (siehe die Steuerungsmitte CO in 5(a)).
Obwohl die Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung die kontinuierliche Spannungshochsetzbetriebsart und die intermittierende Spannungshochsetzbetriebsart bereitstellen, können eine kontinuierliche Spannungstiefsetzbetriebsart und eine intermittierende Spannungstiefsetzbetriebsart bereitgestellt werden. Die MG-ECU 172 stellt nämlich den Wandler 200 in die kontinuierliche Spannungstiefsetzbetriebsart oder die intermittierende Spannungstiefsetzbetriebsart ein. In der kontinuierlichen Spannungstiefsetzbetriebsart führt der Wandler 200 einen Spannungstiefsetzbetrieb ohne Stoppen durch. In der intermittierenden Spannungstiefsetzbetriebsart wiederholt der Wandler 200 intermittierend einen Spannungstiefsetzbetrieb und ein Stoppen des Spannungstiefsetzbetriebs. Wenn der Wandler 200 den Spannungstiefsetzbetrieb durchführt, werden eine Zeitdauer, in der lediglich das Schaltelement Q1 EIN ist, und eine Zeitdauer, in der beide Schaltelemente Q1, Q2 AUS sind, abgewechselt. Wenn der Wandler 200 den Spannungstiefsetzbetrieb stoppt, wird das Schaltelement Q1 in einem EIN-Zustand fixiert und wird das Schaltelement Q2 in einem AUS-Zustand fixiert. In der kontinuierlichen Spannungstiefsetzbetriebsart wird die erforderliche Lade-Entlade-Größe Pchg auf der Grundlage der elektrischen Leistung berechnet, die der Batterie 150 zugeführt wird.
Es sollte berücksichtigt werden, dass die hier offenbarten Ausführungsbeispiele lediglich in jederlei Hinsicht als veranschaulichend angegeben sind, und nicht als Begrenzung. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der vorliegenden Erfindung durch die Patentansprüche und nicht durch die vorstehende Beschreibung definiert ist, und umfasst alle Modifikationen und Variationen, die äquivalent in der Bedeutung und im Umfang zu den Patentansprüchen sind.
Bezugszeichenliste

100 Kraftmaschine; 110 erster MG; 120 zweiter MG; 112, 122 Neutralpunkt; 130 Leistungsaufteilungsvorrichtung; 131 Sonnenrad; 132 Hohlrad; 133 Ritzelrad; 134 Träger; 135 Hohlradwelle (Antriebswelle); 140 Untersetzungsgetriebe; 150 Batterie; 152 Batteriesensor; 160 Antriebsrad; 170 PM-ECU; 172 MG-ECU; 180 Spannungssensor; 200 Wandler; 210, 220 Wechselrichter; 230 SMR; 240 Klimaanlage; 500 Steuerungsvorrichtung; PL1, PL2 positive Leitung; GL Masseleitung; Q1 bis Q8 Schaltelement; D1 bis D8 Diode; C1, C2 Kondensator; L Drosselspule.

Claims

Leistungsversorgungsgerät eines Fahrzeugs mit einer Leistungsspeichervorrichtung; einem Spannungshochsetzwandler, der eine Spannung der Leistungsspeichervorrichtung hochsetzt und die hochgesetzte Spannung einer Last zuführt; einer Hilfsmaschine, die elektrisch zwischen der Leistungsspeichervorrichtung und dem Spannungshochsetzwandler angeschlossen ist und mittels elektrischer Leistung angetrieben wird, die aus der Leistungsspeichervorrichtung zugeführt wird; und einer Steuerungsvorrichtung, die die Last auf der Grundlage einer erforderlichen Fahrzeugleistung einschließlich einer erforderlichen Lade-Entlade-Größe der Leistungsspeichervorrichtung steuert, wobei die Steuerungsvorrichtung eine kontinuierliche Spannungshochsetzbetriebsart und eine intermittierende Spannungshochsetzbetriebsart aufweist, in der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart der Spannungshochsetzwandler kontinuierlich betrieben wird, und in der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart der Spannungshochsetzwandler intermittierend betrieben wird, wobei in der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart die Steuerungsvorrichtung die erforderliche Lade-Entlade-Größe auf der Grundlage einer aus der Leistungsspeichervorrichtung zugeführten elektrischen Leistung berechnet, und in der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart die Steuerungsvorrichtung ein Verfahren zur Berechnung der erforderlichen Lade-Entlade-Größe auf ein Verfahren ändert, das die erforderliche Lade-Entlade-Größe auf der Grundlage von elektrischer Leistung berechnet, die durch den Spannungshochsetzwandler gelangt, und die erforderliche Lade-Entlade-Größe kleiner als die erforderliche Lade-Entlade-Größe in der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart macht.
Leistungsversorgungsgerät eines Fahrzeugs nach Anspruch 1, wobei die Steuerungsvorrichtung eine erforderliche Grundgröße auf der Grundlage einer Leistung berechnet, die zum Fahren notwendig ist, in der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart die Steuerungsvorrichtung als die erforderliche Lade-Entlade-Größe einen Korrekturwert berechnet, der bestimmt wird, indem die erforderliche Grundgröße derart korrigiert wird, dass eine Differenz zwischen der aus der Leistungsspeichervorrichtung zugeführten elektrischen Leistung und der erforderlichen Grundgröße reduziert wird, und in der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart die Steuerungsvorrichtung als die erforderliche Lade-Entlade-Größe einen Korrekturwert berechnet, der bestimmt wird, indem die erforderliche Grundgröße derart korrigiert wird, dass eine Differenz zwischen der durch den Spannungshochsetzwandler gelangende elektrische Leistung und der erforderlichen Grundgröße reduziert wird.
Leistungsversorgungsgerät eines Fahrzeugs nach Anspruch 1, wobei die Steuerungsvorrichtung die erforderliche Grundgröße in einem Fall, in dem die zum Fahren notwendige Leistung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs fällt, auf null einstellt, und der vorbestimmte Bereich in der intermittierenden Spannungshochsetzbetriebsart breiter als der vorbestimmte Bereich in der kontinuierlichen Spannungshochsetzbetriebsart ist.