DE112020001803T5

DE112020001803T5 - Steuervorrichtung

Info

Publication number: DE112020001803T5
Application number: DE112020001803.2T
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Sato; Yamato Utsunomiya
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-04-03
Filing date: 2020-03-24
Publication date: 2021-12-23
Also published as: JP7183922B2; JP2020169898A; WO2020203457A1

Abstract

Eine Steuervorrichtung (20) steuert ein Laden und Entladen einer elektrischen Speichervorrichtung (11). Die Steuervorrichtung umfasst einen Zustandsberechnungsabschnitt (S20), der einen SOC, der einen Ladezustand bezeichnet, von der elektrischen Speichervorrichtung berechnet, einen Fehlerberechnungsabschnitt (S22), der einen kumulativen Fehler (ΔSOC) von dem SOC berechnet, sodass der kumulative Fehler mit einer verstrichenen Zeit (TP) während eines Ladens und Entladens der elektrischen Speichervorrichtung zunimmt, und einen Fehlerrücksetzabschnitt (S80, S94), der den kumulativen Fehler zurücksetzt, wenn der kumulative Fehler größer als ein vorbestimmter Fehlerschwellenwert (ΔST) ist.

Description

Die vorliegende Anmeldung basiert auf und beansprucht den Prioritätsvorteil von der am 3. April 2019 eingereichten früheren japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-071556 , deren Beschreibung hierin mittels Bezugnahme eingebunden wird.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung zum Steuern einer elektrischen Speichervorrichtung.
Hintergrundtechnik
Herkömmlich sind Steuervorrichtungen bekannt, die einen Ladezustand (SOC: „State of Charge“) während eines Ladens und Entladens einer elektrischen Speichervorrichtung berechnen und die elektrische Speichervorrichtung basierend auf dem berechneten SOC steuern (siehe zum Beispiel PTL1). Eine solche Steuervorrichtung unterbindet, dass die elektrische Speichervorrichtung übermäßig geladen oder übermäßig entladen wird, und schützt die elektrische Speichervorrichtung.
Literaturverzeichnis
Patentliteratur
PTL1: JP 2013-217819 A
Kurzfassung der Erfindung
Da jedoch der SOC, der während eines Ladens und Entladens berechnet wird, zum Beispiel unter Verwendung eines Zeitintegralwerts des Stroms berechnet wird, der während eines Ladens und Entladens der elektrischen Speichervorrichtung erfasst wird, umfasst der SOC einen kumulativen bzw. kumulierten Fehler, der der Summe von Detektionsfehlern des Stroms entspricht. Da die elektrische Speichervorrichtung herkömmlich unter Verwendung von dem SOC gesteuert wurde, der den kumulativen Fehler umfasst, kann die Speicherkapazität der elektrischen Speichervorrichtung um den Betrag, der dem kumulativen Fehler entspricht, nicht vollständig genutzt werden.
Der kumulative Fehler von dem SOC, der während eines Ladens und Entladens verursacht wird, kann unter Verwendung einer Spannung über den Klemmen der elektrischen Speichervorrichtung zurückgesetzt werden, die erfasst wird, während das Laden und das Entladen der elektrischen Speichervorrichtung gestoppt sind. Da jedoch zum Beispiel die Spannung über den Klemmen, während das Laden und das Entladen gestoppt sind, während einer Langzeitnutzung der elektrischen Speichervorrichtung nicht erfasst werden kann, kann der kumulative Fehler für einen langen Zeitraum nicht zurückgesetzt werden, was ein Unterbinden einer übermäßigen Zunahme des kumulativen Fehlers behindert bzw. erschwert. Es ist eine Technik erwünscht, die eine übermäßige Zunahme eines kumulativen Fehlers selbst während des Ladens und Entladens einer elektrischen Speichervorrichtung unterbindet.
Die vorliegende Offenbarung wurde angesichts der vorgenannten Umstände ausgeführt und zielt darauf ab, eine Steuervorrichtung bereitzustellen, die eine übermäßige Zunahme eines kumulativen Fehlers selbst während eines Ladens und Entladens einer elektrischen Speichervorrichtung unterbindet.
Ein erstes Mittel zur Lösung des vorgenannten Problems stellt eine Steuervorrichtung bereit, die ein Laden und Entladen einer elektrischen Speichervorrichtung steuert. Die Steuervorrichtung umfasst einen Zustandsberechnungsabschnitt, der einen SOC, der einen Ladezustand bezeichnet, von der elektrischen Speichervorrichtung berechnet; einen Fehlerberechnungsabschnitt, der einen kumulativen Fehler von dem SOC berechnet, sodass der kumulative Fehler mit einer verstrichenen Zeit während eines Ladens und Entladens der elektrischen Speichervorrichtung zunimmt; und einen Fehlerrücksetzabschnitt, der den kumulativen Fehler zurücksetzt, wenn der kumulative Fehler größer als ein vorbestimmter Fehlerschwellenwert ist.
Da der kumulative Fehler von dem SOC während eines Ladens und Entladens mit der verstrichenen Zeit während eines Ladens und Entladens der elektrischen Speichervorrichtung zunimmt, ist der kumulative Fehler von dem SOC erhöht, wenn die verstrichene Zeit seit dem Beginn lang ist. Gemäß der vorgenannten Konfiguration wird der kumulative Fehler zurückgesetzt, wenn der kumulative Fehler größer als der Fehlerschwellenwert ist. Dies unterbindet eine übermäßige Zunahme des kumulativen Fehlers während eines Ladens und Entladens der elektrischen Speichervorrichtung, und unterbindet somit, dass aufgrund der übermäßigen Zunahme des kumulativen Fehlers behindert bzw. erschwert wird, dass die elektrische Speichervorrichtung vollständig genutzt wird.
Ein zweites Mittel umfasst einen Spannungserfassungsabschnitt, der eine Spannung über Klemmen während eines Ladens und Entladens der elektrischen Speichervorrichtung erfasst; und einen Strombestimmungsabschnitt, der bestimmt, dass/ob ein Strom während eines Ladens und Entladens der elektrischen Speichervorrichtung kleiner als ein vorbestimmter Stromschwellenwert ist. Wenn bestimmt wird, dass der kumulative Fehler größer als der Fehlerschwellenwert ist, und der Strom während eines Ladens und Entladens der elektrischen Speichervorrichtung kleiner als der Stromschwellenwert ist, setzt der Fehlerrücksetzabschnitt den kumulativen Fehler basierend auf der durch den Spannungserfassungsabschnitt erfassten Spannung über den Klemmen zurück.
Gemäß der vorgenannten Konfiguration wird der kumulative Fehler von dem SOC basierend auf der Spannung über den Klemmen während eines Ladens und Entladens zurückgesetzt, wenn der kumulative Fehler größer als der Fehlerschwellenwert ist und der Strom während eines Ladens und Entladens kleiner als der Stromschwellenwert ist. Das heißt, wenn der Strom während eines Ladens und Entladens kleiner als der Stromschwellenwert ist, wird bestimmt, dass die Spannung über den Klemmen während eines Ladens und Entladens äquivalent zu der Spannung über den Klemmen ist, während ein Laden und ein Entladen gestoppt sind, und wird der kumulative Fehler basierend auf der Spannung über den Klemmen während eines Ladens und Entladens zurückgesetzt. Somit kann der kumulative Fehler selbst während eines Ladens und Entladens der elektrischen Speichervorrichtung zurückgesetzt werden, was eine übermäßige Zunahme des kumulativen Fehlers unterbindet.
Ein drittes Mittel umfasst einen Stromerfassungsabschnitt, der einen Strom während eines Ladens und Entladens der elektrischen Speichervorrichtung in/mit einem vorbestimmten Zyklus erfasst. Wenn der kumulative Fehler größer als der Fehlerschwellenwert ist, setzt der Fehlerrücksetzabschnitt den kumulativen Fehler auf einen Referenzfehler zurück, der basierend auf dem durch den Stromerfassungsabschnitt erfassten Strom eingestellt wird/ist. Der Fehlerberechnungsabschnitt berechnet den kumulativen Fehler, sodass der kumulative Fehler mit der verstrichenen Zeit, nachdem der kumulative Fehler zurückgesetzt ist, von dem Referenzfehler aus zunimmt.
Gemäß der vorgenannten Konfiguration wird der Referenzfehler basierend auf dem Strom während eines Ladens und Entladens zurückgesetzt. Selbst nach einem Rücksetzen können somit der Strom während eines Ladens und Entladens und der kumulative Fehler von dem SOC in Zusammenhang miteinander gebracht werden. Außerdem kann abhängig von dem Strom während eines Ladens und Entladens der Referenzfehler so berechnet werden, dass er klein ist, was zur vollständigen Nutzung der elektrischen Speichervorrichtung vorteilhaft ist.
Ein viertes Mittel umfasst einen Temperaturerfassungsabschnitt, der eine Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung erfasst. Der Fehlerberechnungsabschnitt stellt den Referenzfehler gemäß der Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung ein.
Gemäß der vorgenannten Konfiguration wird der Referenzfehler gemäß der Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung eingestellt. Somit kann der Referenzfehler abhängig von der Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung so eingestellt werden, dass er klein ist, was zur vollständigen Nutzung der elektrischen Speichervorrichtung vorteilhaft ist.
Figurenliste
Die vorgenannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden durch Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung deutlicher, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet wird, für die gilt:

1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugsystems;
2 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Routine eines Steuerprozesses gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
3 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Routine eines ΔSOC-Berechnungsprozesses zeigt;
4 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Routine eines ΔSOC-Rücksetzprozesses zeigt;
5 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einem Eingangs-/ Ausgangsstrom und einem Fehlerbetrag zeigt;
6 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einem Eingangs-/ Ausgangsstrom und einem Referenzfehler zeigt;
7 sind Graphen, die eine Beziehung zwischen einer Leerlaufspannung und einem Korrekturkoeffizienten zeigen;
8 ist ein Zeitdiagramm, das Änderungen von einem ΔSOC während eines Entladens einer Hochspannungsbatterie zeigt;
9 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einem ΔSOC und einer elektrischen Leistungsreserve zeigt;
10 ist ein Zeitdiagramm, das Änderungen von einem Eingangs-/ Ausgangsstrom und einer Arbeitsspannung CCV während einer Rücksetzzeitperiode zeigt;
11 ist ein Zeitdiagramm, das Änderungen von der maximalen elektrischen Leistung während eines Entladens der Hochspannungsbatterie zeigt;
12 sind Graphen, die Entsprechungsinformationen zwischen dem SOC und der maximalen elektrischen Leistung zeigen;
13 sind Graphen, die eine Beziehung von einem Eingangs-/ Ausgangsstrom mit Bezug auf eine Obergrenzenspannung und eine Untergrenzenspannung zeigen; und
14 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Routine eines Steuerprozesses gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Erstes Ausführungsbeispiel
Nachstehend wird hierin ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Das vorliegende Ausführungsbeispiel wird/ist auf ein elektrisches Fahrzeug angewandt, das einen Motor 13 als Fahrkraftquelle umfasst. Die Übersicht eines Fahrzeugsystems wird nun unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
Gemäß 1 umfasst ein Fahrzeug eine Hochspannungsbatterie 11, einen Umrichter bzw. Inverter 12, der DC- bzw. Gleichstromleistung der Hochspannungsbatterie 11 in AC- bzw. Wechselstromleistung wandelt, und eine Fahrantriebsquelle, die durch die von dem Umrichter bzw. Inverter 12 ausgegebene AC-Leistung angetrieben wird, welche bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Motor 13 ist. Während eines Fahrens des Fahrzeugs wird elektrische Leistung gemäß einem Herunterdrücken eines Fahrpedals durch einen Fahrer von der Hochspannungsbatterie 11 über den Umrichter bzw. Inverter 12 an den Motor 13 zugeführt, und verleiht/-mittelt der leistungsbasierte Antrieb des Motors 13 in Erwiderung auf die Zufuhr von elektrischer Leistung dem Fahrzeug Fahrleistung/-kraft. Der Motor 13 ist eine drehende elektrische Maschine (ein Motorgenerator), der zusätzlich zu einer Leistungsantriebsfunktion auch als ein Generator fungiert. Zum Beispiel, wenn sich das Fahrzeug verlangsamt, wird die durch regenerative Leistungserzeugung erzeugte elektrische Leistung über den Umrichter bzw. Inverter 12 an die Hochspannungsbatterie 11 zugeführt. In diesem Fall fungiert der Motor 13 als ein Generator, und wird die Hochspannungsbatterie 11 durch die erzeugte elektrische Leistung geladen. Es ist zu beachten, dass bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Hochspannungsbatterie 11 „einer elektrischen Speichervorrichtung“ entspricht.
Die elektrische Leistung der Hochspannungsbatterie 11 wird neben dem Motor 13 auch an eine Hochspannungshilfsvorrichtung 14 zugeführt. Die Hochspannungshilfsvorrichtung 14 ist zum Beispiel ein elektrischer Kompressor einer Klimavorrichtung, die das Klima in einem Fahrgastraum steuert und durch elektrische Leistung angetrieben wird, die von der Hochspannungsbatterie 11 zugeführt wird. Die Hochspannungsbatterie 11 ist mit einem Temperatursensor 15 versehen, der eine Batterietemperatur TM detektiert. Es ist zu beachten, dass die Hochspannungsbatterie 11 zum Beispiel eine Lithiumionenbatterie ist, und die Spannung über den Klemmen bzw. Anschlüssen zum Beispiel etwa 200 bis 300 V ist.
Eine Niederspannungsbatterie 17 und eine Niederspannungshilfsvorrichtung 18 sind mit der Hochspannungsbatterie 11 über einen elektrischen Leistungswandler bzw. Stromrichter verbunden, der bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein DC-DC-Wandler 16 ist. Der DC-DC-Wandler 16 wandelt elektrische Leistung zwischen einem Hochspannungssystem und einem Niederspannungssystem in beiden Richtungen. Die Niederspannungsbatterie 17 ist zum Beispiel eine Bleibatterie mit einer Nennspannung von 12 V. Die Niederspannungshilfsvorrichtung 18 ist zum Beispiel eine elektrische Servolenkung oder ein Batterielüfter und kann zusätzlich dazu, dass sie durch die elektrische Leistung von der Hochspannungsbatterie 11, die über den DC-DC-Wandler 16 zugeführt wird, angetrieben werden kann, durch die elektrische Leistung angetrieben werden, die von der Niederspannungsbatterie 17 zugeführt wird. Der DC-DC-Wandler 16 senkt die hohe Spannung der Hochspannungsbatterie 11 auf den Spannungspegel der Niederspannungsbatterie 17 oder den Leistungsversorgungsspannungspegel der Niederspannungshilfsvorrichtung 18 und liefert die elektrische Leistung an die Niederspannungsbatterie 17 und die Niederspannungshilfsvorrichtung 18.
Außerdem umfasst das vorliegende System eine elektronische Steuereinheit (ECU) 20, die hauptsächlich einen Mikrocomputer mit einer CPU und verschiedenen Speichern umfasst. Neben dem vorgenannten Temperatursensor 15 ist die ECU 20 zum Beispiel verbunden mit einem Spannungssensor 21, der eine Spannung zwischen den Klemmen bzw. Anschlüssen der Hochspannungsbatterie 11 detektiert, einem Stromsensor 22, der einen Eingangs-/Ausgangsstrom IB der Hochspannungsbatterie 11 detektiert, einem Fahrpedalsensor 23, der den Grad AC eines Herunterdrückens des Fahrpedals durch den Fahrer detektiert, und einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 24, der eine Fahrzeuggeschwindigkeit MV detektiert. Zusätzlich ist die ECU 20 mit einem Fahrzeugstartschalter verbunden, der ein Zündung-(IG-)Schalter 25 ist, und überwacht sie einen Ein/Aus-Zustand des IG-Schalters 25. Die ECU 20 steuert ein Laden und Entladen der Hochspannungsbatterie 11 zum Beispiel basierend auf der Spannung über den Klemmen bzw. Anschlüssen der Hochspannungsbatterie 11 und dem Eingangs-/Ausgangsstrom IB.
In diesem Fall berechnet die ECU 20 einen Ladezustand (SOC: „State of Charge“) der Hochspannungsbatterie 11 während eines Ladens und Entladens der Hochspannungsbatterie 11, und stellt sie eine maximale elektrische Leistung WB, die an die Hochspannungsbatterie 11 eingegeben und von der Hochspannungsbatterie 11 ausgegeben werden kann, gemäß dem berechneten SOC ein. Es ist zu beachten, dass bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die ECU 20 einer „Steuervorrichtung“ entspricht. Außerdem werden, wenn der berechnete SOC einen Obergrenzenschwellenwert ST1 oder einen Untergrenzenschwellenwert ST2 (siehe 12) erreicht, ein Laden und ein Entladen der Hochspannungsbatterie 11 gestoppt. Da das Laden und Entladen der Hochspannungsbatterie 11 basierend auf dem SOC gesteuert wird, wird unterbunden, dass die Hochspannungsbatterie 11 übermäßig geladen oder übermäßig entladen wird.
Da der SOC, der während eines Ladens und Entladens berechnet wird, jedoch zum Beispiel unter Verwendung eines Zeitintegralwerts des Eingangs-/ Ausgangsstroms IB berechnet wird, der während eines Ladens und Entladens erfasst wird, umfasst der SOC einen kumulativen bzw. kumulierten Fehler oder ΔSOC, der der Summe der Detektionsfehler GI des Eingangs-/Ausgangsstroms IB entspricht, die durch den Stromsensor 22 verursacht werden. Wenn das Laden und das Entladen der Hochspannungsbatterie 11 gestoppt werden, wenn der SOC den Obergrenzenschwellenwert ST1 oder den Untergrenzenschwellenwert ST2 erreicht, kann somit die Speicherkapazität um einen Betrag, der dem ΔSOC entspricht, nicht vollständig genutzt werden. Wie hierin verwendet meint „vollständige Nutzung“, dass die gespeicherte Elektrizität der Hochspannungsbatterie 11 während eines Ladens auf den Obergrenzenschwellenwert ST1 erhöht wird/ist, und die gespeicherte Elektrizität der Hochspannungsbatterie 11 während eines Entladens auf den Untergrenzenschwellenwert ST2 verringert wird/ist.
Der ΔSOC, der während eines Ladens und Entladens verursacht wird, kann unter Verwendung der Spannung über den Klemmen der Hochspannungsbatterie 11, die erfasst wird, wenn ein Laden und ein Entladen der Hochspannungsbatterie 11 gestoppt sind, zurückgesetzt werden. Jedoch kann zum Beispiel während einer Langzeitnutzung der Hochspannungsbatterie 11 die Spannung über den Klemmen der Hochspannungsbatterie 11, während ein Laden und ein Entladen gestoppt sind, nicht erfasst werden. Somit kann der ΔSOC für einen langen Zeitraum nicht zurückgesetzt werden, und kann eine übermäßige Zunahme von dem ΔSOC nicht unterbunden werden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, um eine übermäßige Zunahme von dem ΔSOC zu unterbinden, der ΔSOC während eines Ladens und Entladens berechnet, sodass der ΔSOC mit einer verstrichenen Zeit während eines Ladens und Entladens der Hochspannungsbatterie 11 zunimmt. In diesem Fall wird der ΔSOC zurückgesetzt, wenn der ΔSOC größer als ein Fehlerschwellenwert ΔST ist. Dies unterbindet eine übermäßige Zunahme von dem ΔSOC während eines Ladens und Entladens der Hochspannungsbatterie 11, und verhindert somit, dass behindert bzw. erschwert wird, dass die Hochspannungsbatterie 11 vollständig genutzt wird.
2 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Routine eines Steuerprozesses zum Steuern eines Ladens und Entladens der Hochspannungsbatterie 11 zeigt. Die Routine wird durch die ECU 20 in/mit einem vorbestimmten Zyklus wiederholt durchgeführt, wenn der IG-Schalter 25 in einem Ein-Zustand ist.
Wenn der Steuerprozess gestartet wird, wird in Schritt S10 bestimmt, ob die Hochspannungsbatterie 11 entweder gerade lädt oder entlädt. Unmittelbar nachdem der IG-Schalter 25 in den Ein-Zustand geschaltet ist, ist das Entscheidungsergebnis von Schritt S10 negativ, da die Hochspannungsbatterie 11 ein Laden oder Entladen noch nicht gestartet hat. In diesem Fall wird in Schritt S12 der Spannungssensor 21 verwendet, um eine Leerlauf- bzw. Ruhe-/ Ausschaltspannung OCV zu erfassen, die die Spannung über den Klemmen der Hochspannungsbatterie 11 ist, während ein Laden und ein Entladen der Hochspannungsbatterie 11 gestoppt sind. In nachfolgendem Schritt S14 wird der SOC basierend auf der Leerlaufspannung OCV berechnet, und wird der Steuerprozess beendet. Da die ECU 20 Entsprechungsinformationen speichert, in denen die Leerlaufspannung OCV und der SOC im Voraus in Zusammenhang miteinander gebracht sind, wird der SOC unter Verwendung der Entsprechungsinformationen basierend auf der in Schritt S12 erfassten Leerlaufspannung OCV berechnet.
Wenn eine vorbestimmte Zeitperiode seit einem Zeitpunkt verstrichen ist, zu dem der IG-Schalter 25 in dem Ein-Zustand geschaltet wurde, ist das Entscheidungsergebnis von Schritt S10 positiv, da die Hochspannungsbatterie 11 ein Laden oder Entladen gestartet hat. In diesem Fall wird in Schritt S16 der Spannungssensor 21 verwendet, um eine Arbeit- bzw. Entlade-/ Einschaltspannung CCV zu erfassen, die die Spannung über den Klemmen der Hochspannungsbatterie 11 während eines Ladens und Entladens der Hochspannungsbatterie 11 ist. In nachfolgendem Schritt S18 wird der Stromsensor 22 verwendet, um den Eingangs-/Ausgangsstrom IB zu erfassen, und wird der Temperatursensor 15 verwendet, um die Batterietemperatur TM zu erfassen. Das heißt, dass während eines Ladens und Entladens der Hochspannungsbatterie 11 der Eingangs-/Ausgangsstrom IB während eines Ladens und Entladens der Hochspannungsbatterie 11 in/mit einem vorbestimmten Zyklus erfasst wird. Es ist zu beachten, dass bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Prozess in Schritt S16 „einem Spannungserfassungsabschnitt“ entspricht, und der Prozess in Schritt S18 „einem Stromerfassungsabschnitt und einem Temperaturerfassungsabschnitt“ entspricht.
In nachfolgendem Schritt S20 wird der SOC basierend auf einem Zeitintegralwert des Eingangs-/Ausgangsstroms IB berechnet. Bei der Berechnung von dem SOC basierend auf dem Zeitintegralwert des Eingangs-/Ausgangsstroms IB wird der SOC berechnet, indem der erhöhte oder verringerte Betrag von dem SOC, der dem Zeitintegralwert des Eingangs-/Ausgangsstroms IB entspricht, der in/mit dem vorbestimmten Zyklus erfasst wird, zu dem Anfangswert von dem SOC, der basierend auf der Leerlaufspannung OCV berechnet wird, addiert wird. Wenn der Anfangswert von dem SOC, der basierend auf der Leerlaufspannung OCV berechnet wird, als SOC(ini) bezeichnet wird und die volle Ladekapazität der Hochspannungsbatterie 11 als CB bezeichnet wird, wird der SOC, der basierend auf dem Zeitintegralwert des Eingangs-/Ausgangsstroms IB berechnet wird, durch Ausdruck 1 dargestellt. Es ist zu beachten, dass bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Prozess in Schritt S20 einem „Zustandsberechnungsabschnitt“ entspricht. $SOC = SOC (ini) + Σ IB \cdot dt / CB$
In nachfolgendem Schritt S22 wird ein Prozess zum Berechnen von dem ΔSOC durchgeführt. Es ist zu beachten, dass bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Prozess in Schritt S22 „einem Fehlerberechnungsabschnitt“ entspricht.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm des ΔSOC-Berechnungsprozesses. In dem ΔSOC-Berechnungsprozess wird der ΔSOC von dem SOC berechnet, sodass der ΔSOC während eines Ladens und Entladens der Hochspannungsbatterie 11 mit der verstrichenen Zeit TP zunimmt (siehe 8).
Wenn der ΔSOC-Berechnungsprozess gestartet wird, wird zunächst ein Anfangswert ΔSOC(ini) von dem ΔSOC in Schritt S70 berechnet. Der Anfangswert ΔSOC(ini) ist zum Beispiel ein Fehlerbetrag GS zu einem Rücksetzzeitpunkt, zu dem der ΔSOC zurückgesetzt wurde. Es ist zu beachten, dass bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Anfangswert ΔSOC(ini) „einem anfänglichen SOC-Fehler“ entspricht.
In nachfolgendem Schritt S71 wird der Fehlerbetrag GS von dem SOC gemäß dem Eingangs-/Ausgangsstrom IB und der Batterietemperatur TM berechnet, die in Schritt S18 erfasst sind. 5 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen dem Eingangs-/Ausgangsstrom IB und dem Fehlerbetrag GS zeigt. Wie es in 5 gezeigt ist, wird der Fehlerbetrag GS so berechnet, dass er umso größer ist, je kleiner der Eingangs-/Ausgangsstrom IB ist. Wenn ein negativer Proportionalkoeffizient als J bezeichnet wird und der Fehlerbetrag, wenn der Eingangs-/Ausgangsstrom IB Null ist, als SGZ bezeichnet wird, wird der Fehlerbetrag GS durch Ausdruck 2 dargestellt. $GS = J \times IB + SGZ$
Da der Eingangs-/Ausgangsstrom IB gemäß der Batterietemperatur TM schwankt, schwankt außerdem auch der Fehlerbetrag GS gemäß der Batterietemperatur TM. Da die ECU 20 Entsprechungsinformationen speichert, in denen der Eingangs-/Ausgangsstrom IB, die Batterietemperatur TM und der Fehlerbetrag GS im Voraus in Zusammenhang miteinander gebracht sind, wird der Fehlerbetrag GS unter Verwendung der Entsprechungsinformationen berechnet.
Es ist zu beachten, dass basierend auf dem berechneten Fehlerbetrag GS eine Zeitzunahmerate θ (siehe 8) von dem ΔSOC, der mit der verstrichenen Zeit TP zunimmt, bestimmt wird. Die Zeitzunahmerate θ wird durch Ausdruck 3 dargestellt, wenn der Zyklus, in/mit dem der Eingangs-/Ausgangsstrom IB erfasst wird, ein vorbestimmter Zyklus TS ist. $θ = GS / TS$
In nachfolgendem Schritt S72 wird der Fehlerbetrag GS seit dem Beginn aufsummiert. In nachfolgendem Schritt S74 werden ein in Schritt S72 berechneter Summationswert des Fehlerbetrags GS und ein in Schritt S70 berechneten Anfangsfehlerbetrag GSF aufaddiert, um den ΔSOC zu berechnen, und wird der ΔSOC-Berechnungsprozess beendet. Der ΔSOC wird unter Verwendung des Anfangswerts ΔSOC(ini) durch Ausdruck 4 dargestellt. $Δ SOC = Δ SOC (ini) + Σ GS \cdot dt$
Es ist zu beachten, dass ΣGS · dt in Ausdruck 4 der Zeitintegralwert des Fehlerbetrags GS ist und unter Verwendung von Ausdruck 2 durch Σ(J × IB + SGZ) · dt dargestellt wird. Darin bezeichnet IB · dt den Zeitintegralwert des Eingangs-/Ausgangsstroms IB, nämlich den Schwankungsbetrag von dem SOC in/mit dem vorbestimmten Zyklus TS.
Wenn der ΔSOC-Berechnungsprozess beendet wird, kehrt der Prozess zu 2 zurück, und wird in Schritt S24 ein Prozess zum Zurücksetzen von dem ΔSOC durchgeführt.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm des ΔSOC-Rücksetzprozesses. In dem ΔSOC-Rücksetzprozess wird der ΔSOC während eines Ladens und Entladens der Hochspannungsbatterie 11 zurückgesetzt, wenn eine vorbestimmte Rücksetzbedingung erfüllt ist.
Wenn der ΔSOC-Rücksetzprozess gestartet wird, wird zunächst in Schritt S80 bestimmt, ob der in Schritt S72 berechnete ΔSOC größer als der vorbestimmte Fehlerschwellenwert ΔST (siehe 8) ist. Wie hierin verwendet ist der Fehlerschwellenwert ΔST ein kumulativer bzw. kumulierter Fehler, der behindert bzw. erschwert, dass die Hochspannungsbatterie 11 vollständig genutzt wird, und wird/ist er im Voraus je/pro Batterietemperatur TM eingestellt. Wenn das Entscheidungsergebnis von Schritt S80 negativ ist, wird der ΔSOC-Rücksetzprozess beendet, ohne dass der ΔSOC zurückgesetzt wird.
Wenn das Entscheidungsergebnis von Schritt S80 positiv ist, das heißt, wenn der ΔSOC größer als der Fehlerschwellenwert ΔST ist, wird in Schritt S82 bestimmt, ob der ΔSOC größer als ein vorbestimmter Referenzfehler ΔSK (siehe 8) ist. Wie hierin verwendet ist der Referenzfehler ΔSK ein Rücksetzfehler, der auftritt, wenn der ΔSOC während eines Ladens und Entladens der Hochspannungsbatterie 11 zurückgesetzt wird, und wird/ist er im Voraus auf einen Wert größer Null eingestellt. Der Referenzfehler ΔSK wird basierend auf dem Eingangs-/Ausgangsstrom IB und der Batterietemperatur TM eingestellt, die in Schritt S18 erfasst sind.
6 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen dem Eingangs-/Ausgangsstrom IB und dem Referenzfehler ΔSK zeigt. Wie es in 6 gezeigt ist, wird der Referenzfehler ΔSK so eingestellt, dass er umso größer ist, je kleiner der Eingangs-/Ausgangsstrom IB ist. Da der Eingangs-/Ausgangsstrom IB gemäß der Batterietemperatur TM schwankt, schwankt außerdem auch der Referenzfehler ΔSK gemäß der Batterietemperatur TM. Da die ECU 20 Entsprechungsinformationen speichert, in denen der Eingangs-/Ausgangsstrom IB, die Batterietemperatur TM und der Referenzfehler ΔSK im Voraus in Zusammenhang miteinander gebracht sind, wird der Referenzfehler ΔSK unter Verwendung der Entsprechungsinformationen eingestellt.
Wenn das Entscheidungsergebnis von Schritt S82 negativ ist, wird der ΔSOC-Rücksetzprozess beendet, ohne dass der ΔSOC zurückgesetzt wird, da das Rücksetzen den ΔSOC erhöhen wird.
Wenn das Entscheidungsergebnis von Schritt S82 positiv ist, wird in Schritt S84 bestimmt, ob das Fahrzeug nicht fährt. Wie hierin verwendet bezieht sich der Ausdruck „das Fahrzeug fährt nicht“ auf einen Zustand, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit MV im Wesentlichen Null ist, nämlich einen Zustand, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit MV niedriger als eine vorbestimmte Geschwindigkeit in der Nähe von Null ist, und bezieht er sich im Speziellen auf einen Zustand, in dem der Eingangs-/Ausgangsstrom IB kleiner als ein vorbestimmter Stromschwellenwert IT ist. Zum Beispiel, wenn der Zustand, in dem der in Schritt S18 erfasste Eingangs-/Ausgangsstrom IB kleiner als der vorbestimmte Stromschwellenwert IT ist, für eine Bestimmungszeitperiode YA an-/fortdauert, wird bestimmt, dass das Fahrzeug nicht fährt (siehe 10). Außerdem wird zum Beispiel, wenn ein Zustand, in dem der Schwankungsbetrag ΔV der in Schritt S16 erfassten Arbeitsspannung CCV kleiner als ein vorbestimmter Schwankungsschwellenwert ΔVT ist, für die Bestimmungszeitperiode YA an-/fortdauert, bestimmt, dass das Fahrzeug nicht fährt (siehe 10). Wie hierin verwendet ist der Stromschwellenwert IT der Strom, der den Motor 13 nur durch die elektrische Leistungszufuhr von der Hochspannungsbatterie 11 antreiben kann. Außerdem ist der Schwankungsschwellenwert ΔVT der minimale Schwankungsbetrag der Arbeitsspannung CCV, der durch das Antreiben des Motors 13 verursacht wird. Es ist zu beachten, dass bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Prozess in Schritt S84 „einem Strombestimmungsabschnitt“ entspricht.
Wenn das Entscheidungsergebnis von Schritt S84 negativ ist, wird der ΔSOC-Rücksetzprozess beendet, ohne dass der ΔSOC zurückgesetzt wird.
Wenn das Bestimmungsergebnis von Schritt S84 positiv ist, das heißt, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug nicht fährt, wird in Schritt S86 bestimmt, ob der ΔSOC zurückgesetzt wurde, während das Fahrzeug nicht fährt. Wenn das Entscheidungsergebnis von Schritt S86 positiv ist, wird in Schritt S88 bestimmt, ob die Bestimmungszeitperiode YA seit einem Zeitpunkt verstrichen ist, zu dem der ΔSOC zum letzten Mal zurückgesetzt wurde. Wenn das Entscheidungsergebnis von Schritt S88 negativ ist, wird in Schritt S90 bestimmt, ob das Fahrzeug ein Fahren neu gestartet hat. Wie hierin verwendet bezieht sich das Neustarten eines Fahrens eines Fahrzeugs auf einen Fall, in dem, nachdem bestimmt ist, dass das Fahrzeug nicht fährt, die Fahrzeuggeschwindigkeit MV größer als eine vorbestimmte Geschwindigkeit wird, die in der Nähe von Null ist, und im Speziellen einen Fall, in dem der Eingangs-/Ausgangsstrom IB größer als der Stromschwellenwert IT wird. Zum Beispiel, wenn der Grad AC eines Herunterdrückens des Fahrpedals durch den Fahrer größer als ein erster Fahrpedalschwellenwert AT1 wird (siehe 10), wird bestimmt, dass das Fahren des Fahrzeugs neu gestartet wird/ist.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden beim Bestimmen des Neustartens des Fahrens des Fahrzeugs durch den Grad AC eines Herunterdrückens des Fahrpedals der erste Fahrpedalschwellenwert AT1 und ein zweiter Fahrpedalschwellenwert AT2 bestimmt. Von diesen ist der zweite Fahrpedalschwellenwert AT2 ein Grad eines Herunterdrückens des Fahrpedals, der die minimale elektrische Leistung hervorruft, die das Fahrzeug durch die elektrische Leistungszufuhr von der Hochspannungsbatterie 11 bewegen kann. Der erste Fahrpedalschwellenwert AT1 ist auf einen Grad eines Herunterdrückens des Fahrpedals eingestellt, der kleiner ist als der zweite Fahrpedalschwellenwert AT2. Die Verwendung des ersten Fahrpedalschwellenwerts AT1 ermöglicht ein Bestimmen des Neustartens des Fahrens des Fahrzeugs, bevor das Fahrzeug ein Fahren tatsächlich neu startet.
Wenn das Entscheidungsergebnis von Schritt S90 negativ ist, wird der ΔSOC-Rücksetzprozess beendet, ohne dass der ΔSOC zurückgesetzt wird, da der ΔSOC noch nicht sehr groß geworden ist.
Wenn das Entscheidungsergebnis von Schritt S86 negativ ist, das Entscheidungsergebnis von Schritt S88 positiv ist oder das Entscheidungsergebnis von Schritt S90 positiv ist, wird der ΔSOC basierend auf der in Schritt S16 erfassten Arbeitsspannung CCV zurückgesetzt. Im Speziellen wird in Schritt S92 der SOC basierend auf der in Schritt S16 erfassten Arbeitsspannung CCV berechnet, und wird der SOC aktualisiert. In nachfolgendem Schritt S94 wird der ΔSOC auf den Referenzfehler ΔSK zurückgesetzt. Das heißt, dass der ΔSOC durch Aktualisieren von dem SOC in Schritt S92 zurückgesetzt wird. Somit wird nach Rücksetzung von dem ΔSOC der ΔSOC berechnet, sodass der ΔSOC mit der verstrichenen Zeit TP von dem Referenzfehler ΔSK aus zunimmt. In nachfolgendem Schritt S96 wird die verstrichene Zeit TP auf Null zurückgesetzt, und wird der ΔSOC-Rücksetzprozess beendet. Es ist zu beachten, dass bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Prozesse von Schritten S80 und S94 „einem Fehlerrücksetzabschnitt“ entsprechen.
Wenn der ΔSOC-Rücksetzprozess beendet wird, kehrt der Prozess zu 2 zurück, und wird in Schritt S26 bestimmt, ob die Hochspannungsbatterie 11 geladen wird. Zum Beispiel detektiert der Stromsensor 22 den Eingangs-/ Ausgangsstrom IB, der zu der Hochspannungsbatterie 11 fließt, als einen positiven Wert und den Eingangs-/Ausgangsstrom IB, der aus der Hochspannungsbatterie 11 fließt, als einen negativen Wert. Es wird bestimmt, ob die Hochspannungsbatterie 11 geladen wird, basierend darauf, ob der in Schritt S18 erfasste Eingangs-/Ausgangsstrom IB größer als Null ist.
Wenn das Entscheidungsergebnis von Schritt S26 positiv ist, wird in Schritt S28 der SOC berechnet, indem der in Schritt S20 oder Schritt S92 berechnete SOC und der in Schritt S72 berechnete ΔSOC aufaddiert werden. Der in Schritt S28 berechnete SOC ist der größte SOC in dem Fehlerbereich von dem SOC, der basierend auf dem ΔSOC eingestellt wird, nämlich dem Fehlerbereich von dem SOC mit der Breite, die dem Doppelten von dem ΔSOC rund um den SOC entspricht. In nachfolgendem Schritt S30 wird bestimmt, ob der in Schritt S28 berechnete SOC kleiner als der Obergrenzenschwellenwert ST1 ist.
Wenn das Entscheidungsergebnis von Schritt S30 positiv ist, das heißt, wenn der ΔSOC den Obergrenzenschwellenwert ST1 nicht erreicht hat, wird in Schritt S32 die maximale elektrische Leistung bzw. elektrische Maximalleistung WB basierend auf dem in Schritt S28 berechneten SOC eingestellt. Das heißt, dass die maximale elektrische Leistung WB basierend auf dem addierten Wert von dem in Schritt S20 oder Schritt S92 berechneten SOC und dem in Schritt S72 berechneten ΔSOC eingestellt wird. Da die ECU 20 die Entsprechungsinformationen (siehe 12) speichert, in denen der SOC und die maximale elektrische Leistung WB im Voraus in Zusammenhang miteinander gebracht sind, wird die maximale elektrische Leistung WB basierend auf dem in Schritt S28 berechneten SOC unter Verwendung der Entsprechungsinformationen eingestellt. Die Entsprechungsinformationen werden/sind für den SOC in dem Bereich von dem Obergrenzenschwellenwert ST1 bis zu dem Untergrenzenschwellenwert ST2 eingestellt und sind je/pro Batterietemperatur TM spezifiziert. In nachfolgendem Schritt S34 werden das Laden und das Entladen der Hochspannungsbatterie 11 unter Verwendung der in Schritt S32 eingestellten maximalen elektrischen Leistung WB gesteuert, und wird der Steuerprozess beendet.
Wenn das Entscheidungsergebnis von Schritt S30 negativ ist, das heißt, wenn der SOC den Obergrenzenschwellenwert ST1 erreicht hat, wird in Schritt S36 die maximale elektrische Leistung WB auf eine Referenzeingangsleistung WK1 (siehe 12(A)) eingestellt. In nachfolgendem Schritt S38 wird das Laden der Hochspannungsbatterie 11 unter Verwendung der in Schritt S36 eingestellten Referenzeingangsleistung WK1 fortgesetzt.
Die Ladesteuerung von Schritt S38 wird in einem hohen Ladezustand durchgeführt, indem der SOC größer als der Obergrenzenschwellenwert ST1 ist. Die Ladesteuerung steuert ein Stoppen des Ladens unter Verwendung der Arbeitsspannung CCV. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird/ist, um das Stoppen des Ladens unter Verwendung der Arbeitsspannung CCV zu steuern, ein Hochspannungsgrenzbereich XH (siehe 7(A)) zum Stoppen des Ladens der Hochspannungsbatterie 11 im Voraus eingestellt bzw. bestimmt. Wenn die Arbeitsspannung CCV in den Hochspannungsgrenzbereich XH eintritt, das heißt, wenn die Arbeitsspannung CCV eine Obergrenzenspannung VT1 erreicht, die die Untergrenze des Hochspannungsgrenzbereichs XH ist, wird das Laden der Hochspannungsbatterie 11 gestoppt, um zu unterbinden, dass die Hochspannungsbatterie 11 übermäßig geladen wird.
Da die Spannung CCV gemäß dem Eingangs-/Ausgangsstrom IB schwankt, kann jedoch nicht abhängig von dem Eingangs-/Ausgangsstrom IB unterbunden werden, dass die Hochspannungsbatterie 11 übermäßig geladen wird, falls der Hochspannungsgrenzbereich XH ungeachtet des Eingangs-/Ausgangsstroms IB fest ist. Wenn der Innenwiderstand der Hochspannungsbatterie 11 als RB bezeichnet wird, wird die Arbeitsspannung CCV durch Ausdruck 5 dargestellt. $CCV = OCV + IB \times RB$
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird in Schritt S40 der Hochspannungsgrenzbereich XH basierend auf dem in Schritt S18 erfassten Eingangs-/Ausgangsstrom IB variabel bzw. veränderlich eingestellt. Im Speziellen werden die Arbeitsspannung CCV und der Hochspannungsgrenzbereich XH eingestellt, sodass sie basierend auf dem Eingangs-/Ausgangsstrom IB synchron bzw. im Einklang schwanken. Somit wird ungeachtet des Eingangs-/ Ausgangsstroms IB und der Batterietemperatur TM unterbunden, dass die Hochspannungsbatterie 11 übermäßig geladen wird.
In nachfolgendem Schritt S42 wird bestimmt, ob die Arbeitsspannung CCV größer als die Obergrenzenspannung VT1 ist. Wenn das Entscheidungsergebnis von Schritt S42 negativ ist, wird der Steuerprozess beendet. Im Gegensatz dazu, wenn das Entscheidungsergebnis in Schritt S42 positiv ist, begrenzt der Prozess in Schritt S44 die Referenzeingangsleistung WK1, die in Schritt S36 eingestellt wurde. Dann wird der Steuerprozess beendet. In Schritt S44, wie es zum Beispiel in 7(A) gezeigt ist, ist ein Korrekturkoeffizient im Voraus eingestellt, der abzunehmen beginnt, sobald die Arbeitsspannung CCV größer als die Obergrenzenspannung VT1 wird. Die Referenzeingangsleistung WK1 wird begrenzt, indem der Korrekturkoeffizient zu der Referenzeingangsleistung WK1 addiert wird. Somit nimmt die Referenzeingangsleistung WK1 mit der Abnahme der Arbeitsspannung CCV allmählich ab, und wird das Laden gestoppt, wenn die Referenzeingangsleistung WK1 Null wird.
Wenn das Entscheidungsergebnis von Schritt S26 negativ ist, wird in Schritt S46 der SOC berechnet, indem der in Schritt S72 berechnete ΔSOC von dem in Schritt S20 oder Schritt S92 berechneten SOC subtrahiert wird. Der in Schritt S46 berechnete SOC ist der kleinste SOC in dem Fehlerbereich von dem SOC, der basierend auf dem ΔSOC eingestellt wird. In nachfolgendem Schritt S48 wird bestimmt, ob der in Schritt S46 berechnete SOC größer als der Untergrenzenschwellenwert ST2 ist.
Wenn das Entscheidungsergebnis von Schritt S48 positiv ist, das heißt, wenn der SOC den Untergrenzenschwellenwert ST2 nicht erreicht hat, schreitet der Prozess zu Schritt S32 voran. In diesem Fall wird in Schritt S32 die maximale elektrische Leistung WB basierend auf dem im Schritt S46 berechneten SOC eingestellt. Im Gegensatz dazu wird, wenn das Entscheidungsergebnis von Schritt S48 negativ ist, das heißt, wenn der SOC den Untergrenzenschwellenwert ST2 erreicht hat, die maximale elektrische Leistung WB in Schritt S50 auf eine bestimmte Referenzausgangsleistung WK2 (siehe 12(B)) eingestellt. In nachfolgendem Schritt S52 wird das Entladen der Hochspannungsbatterie 11 unter Verwendung der in Schritt S50 eingestellten Referenzausgangsleistung WK2 fortgesetzt.
Die Entladesteuerung von Schritt S50 wird in einem niedrigen Ladezustand durchgeführt, in dem der SOC kleiner als der Untergrenzenschwellenwert ST2 ist. Die Entladesteuerung verwendet die Arbeitsspannung CCV, um das Stoppen des Entladens zu steuern. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, um das Stoppen des Entladens unter Verwendung der Arbeitsspannung CCV zu steuern, ein Niederspannungsgrenzbereich XL (siehe 7(B)) zum Stoppen des Entladens der Hochspannungsbatterie 11 im Voraus eingestellt bzw. bestimmt. Wenn die Arbeitsspannung CCV in den Niederspannungsgrenzbereich XL eintritt, das heißt, wenn die Arbeitsspannung CCV eine Untergrenzenspannung VT2 erreicht hat, die die Obergrenze des Niederspannungsgrenzbereichs XL ist, wird das Entladen der Hochspannungsbatterie 11 gestoppt, um zu unterbinden, dass die Hochspannungsbatterie 11 übermäßig entladen wird.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird in Schritt S54 der Niederspannungsgrenzbereich XL basierend auf dem in Schritt S18 erfassten Eingangs-/Ausgangsstrom IB variabel bzw. veränderlich eingestellt. Im Speziellen werden die Arbeitsspannung CCV und der Niederspannungsgrenzbereich XL eingestellt, sodass sie basierend auf dem Eingangs-/Ausgangsstrom IB synchron bzw. im Einklang schwanken. Damit wird ungeachtet des Eingangs-/Ausgangsstroms IB und der Batterietemperatur TM unterbunden, dass die Hochspannungsbatterie 11 übermäßig entladen wird.
In nachfolgendem Schritt S56 wird bestimmt, ob die Arbeitsspannung CCV kleiner als die Untergrenzenspannung VT2 ist. Wenn das Entscheidungsergebnis von Schritt S56 negativ ist, wird der Steuerprozess beendet. Im Gegensatz dazu begrenzt, wenn das Entscheidungsergebnis von Schritt S56 positiv ist, die ECU 20 in Schritt S58 die Referenzausgangsleistung WK2, die in Schritt S0 eingestellt wurde. Dann wird der Steuerprozess beendet. In Schritt S58, wie es zum Beispiel in 7(B) gezeigt ist, ist ein Korrekturkoeffizient im Voraus eingestellt, der abzunehmen beginnt, sobald die Arbeitsspannung CCV kleiner als die Untergrenzenspannung VT2 wird. Die Referenzausgangsleistung WK2 wird begrenzt, indem der Korrekturkoeffizient zu der Referenzeingangsleistung WK1 addiert wird. Somit nimmt die Referenzausgangsleistung WK2 mit der Abnahme der Arbeitsspannung CCV allmählich ab, und wird das Entladen gestoppt, wenn die Referenzausgangsleistung WK2 Null wird.
Als Nächstes zeigt 8 ein Beispiel des ΔSOC-Berechnungsprozesses. 8 zeigt Änderungen von dem ΔSOC während eines Entladens der Hochspannungsbatterie 11. 8(A) zeigt Änderungen von dem SOC, 8(B) zeigt Änderungen von dem ΔSOC, und 8(C) zeigt Änderungen von einem Rücksetzflag FR. Wie hierin verwendet ist das Rücksetzflag FR ein Flag, das das Bestimmungsergebnis in Schritt S80 von dem ΔSOC-Berechnungsprozess zeigt. Wenn das Entscheidungsergebnis von Schritt S80 positiv ist, wird das Rücksetzflag FR auf Ein gesetzt, und, wenn das Entscheidungsergebnis von Schritt S80 negativ ist, wird das Rücksetzflag FR auf Aus gesetzt.
Wie es in 8 gezeigt ist, wird der IG-Schalter 25 zu einem Zeitpunkt t1 in einen Ein-Zustand geschaltet, sodass der Motor 13 durch die elektrische Leistungszufuhr von der Hochspannungsbatterie 11 angetrieben wird, und startet das Fahrzeug ein Fahren. Zu der Zeit t1 wird der SOC basierend auf der Leerlaufspannung OCV berechnet, und wird der ΔSOC auf Null zurückgesetzt.
Wenn das Fahrzeug ein Fahren startet, nimmt der SOC aufgrund der elektrischen Leistungszufuhr von der Hochspannungsbatterie 11 an den Motor 13 ab. Während des Entladens der Hochspannungsbatterie 11 wird der SOC basierend auf dem Zeitintegralwert des Eingangs-/Ausgangsstroms IB berechnet. Da Detektionsfehler GI des Stromsensors 22, der den Eingangs-/Ausgangsstrom IB detektiert, aufsummiert werden, wenn der Zeitintegralwert des Eingangs-/ Ausgangsstroms IB berechnet wird, bringt die Summation der Detektionsfehler GI den ΔSOC hervor.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der ΔSOC berechnet, sodass der ΔSOC mit der verstrichenen Zeit TP seit dem Zeitpunkt t1 zunimmt. Im Speziellen wird der ΔSOC berechnet, sodass der ΔSOC mit der Zeitzunahmerate θ mit Bezug auf die verstrichene Zeit TP seit dem Zeitpunkt t1 zunimmt. Die Zeitzunahmerate θ ist ein positiver Wert und schwankt gemäß dem Eingangs-/ Ausgangsstrom IB und der Batterietemperatur TM (siehe Zeitpunkt t7 und Zeitpunkt t8). Da der ΔSOC mit der verstrichenen Zeit TP zunimmt, ist der ΔSOC zu einem Zeitpunkt t2 kleiner als der ΔSOC zu einem Zeitpunkt t3, der später ist als der Zeitpunkt t2.
9 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen dem ΔSOC und einer elektrischen Leistungsreserve bzw. -spanne ΔWB der maximalen elektrischen Leistung WB zeigt. Die elektrische Leistungsreserve bzw. -spanne ΔWB ist ein Einstellfehler der maximalen elektrischen Leistung WB und tritt dadurch auf, dass die maximale elektrische Leistung WB basierend auf dem SOC eingestellt wird, der den ΔSOC umfasst. Wie es in 9 gezeigt ist, nimmt die elektrische Leistungsreserve ΔWB zu, wenn der ΔSOC zunimmt. Wenn die elektrische Leistungsreserve ΔWB erhöht ist, kann die maximale elektrische Leistung WB nicht auf geeignete Weise eingestellt werden. Somit kann abhängig von der einzustellenden maximalen elektrischen Leistung WB die Speicherkapazität um den Betrag, der dem ΔSOC der Hochspannungsbatterie 11 entspricht, nicht vollständig genutzt werden, und kann nicht unterbunden werden, dass die Hochspannungsbatterie 11 übermäßig entladen wird.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gibt es einen Zeitpunkt, zu dem der ΔSOC klein ist, wie etwa den Zeitpunkt t2, da der ΔSOC mit der verstrichenen Zeit TP zunimmt. Zu dem Zeitpunkt, zu dem der ΔSOC klein ist, wird die elektrische Leistungsreserve ΔWB so eingestellt, dass sie klein ist. Somit kann unter Verwendung des Zeitpunkts, zu dem der ΔSOC klein ist, die Hochspannungsbatterie 11 vollständig genutzt werden, während unterbunden wird, dass die Hochspannungsbatterie 11 übermäßig entladen wird.
Zu einem nachfolgenden Zeitpunkt t4, zu dem der ΔSOC den Fehlerschwellenwert ΔST erreicht, wird das Rücksetzflag FR auf Ein gesetzt.
Wenn das Fahrzeug zu einem Zeitpunkt t5 ein Fahren stoppt, wenn/wobei das Rücksetzflag FR auf Ein gesetzt ist, wird der ΔSOC während einer Rücksetzzeitperiode YR von dem Zeitpunkt t5, zu dem das Fahrzeug ein Fahren stoppt, bis zu einem Zeitpunkt t6 zurückgesetzt. Dies unterbindet eine übermäßige Zunahme von dem ΔSOC und unterbindet, dass zum Beispiel aufgrund einer Zunahme der elektrischen Leistungsreserve ΔWB, die mit der Zunahme von dem ΔSOC in Zusammenhang steht, behindert bzw. erschwert wird, dass die Hochspannungsbatterie 11 vollständig genutzt wird.
Beim Rücksetzen von dem ΔSOC während eines Entladens der Hochspannungsbatterie 11 wird der ΔSOC auf den Referenzfehler ΔSK zurückgesetzt. Der Referenzfehler ΔSK wird basierend auf dem Eingangs-/ Ausgangsstrom IB und der Batterietemperatur TM eingestellt. Somit kann der Referenzfehler ΔSK abhängig von dem Eingangs-/Ausgangsstrom IB und der Batterietemperatur TM so eingestellt werden, dass er klein ist, was zur vollständigen Nutzung der Hochspannungsbatterie 11 vorteilhaft ist.
In der Rücksetzzeitperiode YR von dem Zeitpunkt t5 bis zu dem Zeitpunkt t6 wird zum Zeitpunkt t5 der Referenzfehler ΔSK basierend auf dem zum Zeitpunkt t5 erhaltenen Eingangs-/Ausgangsstrom IB eingestellt, und wird der Referenzfehler ΔSK auf den ΔSOC eingestellt. Auf Rücksetzung von dem ΔSOC hin wird das Rücksetzflag FR zu dem Zeitpunkt t5 auf Aus gesetzt, und wird die verstrichene Zeit TP auf Null zurückgesetzt. Wenn das Fahrzeug zu dem Zeitpunkt t6 ein Fahren neu startet, wird ein Zählen der verstrichenen Zeit TP neu gestartet. Somit bezeichnet die verstrichene Zeit TP die verstrichene Zeit seit dem Rücksetzzeitpunkt, zu dem der ΔSOC unmittelbar zuvor zurückgesetzt wurde.
Nachstehend wird hierin der gleiche Steuerprozess wiederholt, wie er vorstehend beschrieben ist. Im Speziellen wird, wenn der ΔSOC den Fehlerschwellenwert ΔST zu einem Zeitpunkt t9 erreicht, das Rücksetzflag FR auf Ein gesetzt. Wenn das Fahrzeug zu einem Zeitpunkt t10 ein Fahren stoppt, wenn/wobei das Rücksetzflag FR auf Ein gesetzt ist, wird der ΔSOC in der Rücksetzzeitperiode YR zurückgesetzt, die von dem Zeitpunkt t10, zu dem das Fahrzeug ein Fahren stoppt, bis zu einem Zeitpunkt t11 ist.
Als Nächstes zeigt 10 ein Beispiel des ASOC-Rücksetzprozesses. 10 zeigt Änderungen des Eingangs-/Ausgangsstroms IB und der Arbeitsspannung CCV in der Rücksetzzeitperiode YR, oder im Speziellen Änderungen dieser Werte in der Rücksetzzeitperiode YR von dem Zeitpunkt t5 bis zu dem Zeitpunkt t6 in 8. 10(A) zeigt Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit MV, 10(B) zeigt Änderungen des Grads AC eines Herunterdrückens des Fahrpedals, 10(C) zeigt Änderungen des Eingangs-/Ausgangsstroms IB, 10(D) zeigt Änderungen der Arbeitsspannung CCV, und 10(E) zeigt Änderungen des Schwankungsbetrags ΔV der Arbeitsspannung CCV.
Wie es in 10 gezeigt ist, wenn der Grad AC eines Herunterdrückens des Fahrpedals durch den Fahrer Null wird, sodass die Fahrzeuggeschwindigkeit MV zu dem Zeitpunkt t5 Null wird, wird die elektrische Leistungszufuhr von der Hochspannungsbatterie 11 an den Motor 13 verringert, und wird der Eingangs-/ Ausgangsstrom IB verringert. Dementsprechend wird die Arbeitsspannung CCV erhöht, sodass sie sich allmählich der Leerlaufspannung OCV nähert.
Der Eingangs-/Ausgangsstrom IB und der Schwankungsbetrag ΔV der Arbeitsspannung CCV, die mit der Zunahme der Arbeitsspannung CCV in Zusammenhang stehen, nehmen ab, wenn die Zeit seit dem Zeitpunkt t5 verstreicht. Der Eingangs-/Ausgangsstrom IB wird zu einem Zeitpunkt t21 niedriger als der Stromschwellenwert IT, und der Schwankungsbetrag ΔV wird zu einem Zeitpunkt t22, der später ist als der Zeitpunkt t21, niedriger als der Schwankungsschwellenwert ΔVT. Wenn der Zustand, in dem der Eingangs-/ Ausgangsstrom IB niedriger als der Stromschwellenwert IT ist, und der Zustand, in dem der Schwankungsbetrag ΔV niedriger als der Schwankungsschwellenwert ΔVT ist, für eine Bestimmungszeitperiode YA ab dem Zeitpunkt t22 an-/ fortdauern, der später ist als der Zeitpunkt t21, wird zu einem Zeitpunkt t23, wenn die Bestimmungsperiode YA seit dem Zeitpunkt t22 verstrichen ist, bestimmt, dass das Fahrzeug nicht fährt.
Auf Bestimmung, dass das Fahrzeug nicht fährt, zu dem Zeitpunkt t23, wird zunächst der ΔSOC zu dem Zeitpunkt t23 zurückgesetzt. Im Speziellen wird der SOC basierend auf der Arbeitsspannung CCV, die zugenommen hat, sodass sie sich allmählich der Leerlaufspannung nähert, berechnet und aktualisiert. Damit wird der ΔSOC auf den Referenzfehler ΔSK zurückgesetzt. Durch Zurücksetzen von dem ΔSOC basierend auf der Arbeitsspannung CCV, während das Fahrzeug nicht fährt, kann der ΔSOC selbst während eines Ladens und Entladens der Hochspannungsbatterie 11 zurückgesetzt werden.
Während das Fahrzeug nicht fährt, wird die elektrische Leistungszufuhr von der Hochspannungsbatterie 11 an den Motor 13 zur Vorbereitung auf das nachfolgende Neustarten des Fahrens des Fahrzeugs fortgesetzt. Selbst wenn das Fahrzeug nicht fährt, fließt somit der Eingangs-/Ausgangsstrom IB, was den ΔSOC erhöht. Während das Fahrzeug nicht fährt, wird somit der ΔSOC je/pro Bestimmungszeitperiode YA zurückgesetzt. Zum Beispiel wird der ΔSOC zu einem Zeitpunkt t24 zurückgesetzt, zu dem die Bestimmungszeitperiode YA seit dem Zeitpunkt t23 verstrichen ist.
Während das Fahrzeug nicht fährt, selbst wenn nur die Zeitperiode YB, die kürzer ist als die Bestimmungszeitperiode YA, seit einem Zeitpunkt verstrichen ist, zu dem der ΔSOC zum letzten Mal zurückgesetzt wurde, und die Bestimmungszeitperiode YA nicht verstrichen ist, wird außerdem auf Bestimmung, dass das Fahrzeug ein Fahren neu starten wird, der ΔSOC zurückgesetzt, bevor das Fahrzeug ein Fahren tatsächlich neu startet.
Im Speziellen wird bestimmt, dass das Fahrzeug ein Fahren neu starten wird, wenn der Fahrer ein Herunterdrücken des Fahrpedals zu einem Zeitpunkt t25 startet, und der Grad AC eines Herunterdrückens des Fahrpedals zu einem nachfolgenden Zeitpunkt t26 den ersten Fahrpedalschwellenwert AT1 überschreitet. Wenn der Grad AC eines Herunterdrückens des Fahrpedals zu dem nachfolgenden Zeitpunkt t6 einen zweiten Fahrpedalschwellenwert AT2 überschreitet, startet das Fahrzeug ein Fahren neu durch eine elektrische Leistungszufuhr von der Hochspannungsbatterie 11. Während die Fahrzeuggeschwindigkeit MV und der Eingangs-/Ausgangsstrom IB zunehmen, separiert bzw. entfernt sich daher die Arbeitsspannung CCV von der Leerlaufspannung OCV, und nimmt sie ab. Durch Bestimmung des Neustartens des Fahrens des Fahrzeugs unter Verwendung des ersten Fahrpedalschwellenwerts AT1 kann eine Zunahme von dem ΔSOC, während das Fahrzeug nicht fährt, zurückgesetzt werden, bevor das Fahrzeug ein Fahren tatsächlich neu startet, und der ΔSOC zuzunehmen beginnt. Dies unterbindet eine übermäßige Zunahme von dem ΔSOC, nachdem das Fahrzeug ein Fahren neu startet.
Als Nächstes wird ein Beispiel des Steuerprozesses in 11 gezeigt. 11 zeigt Änderungen der maximalen elektrischen Leistung WB während eines Entladens der Hochspannungsbatterie 11. 11(A) zeigt Änderungen von dem SOC, 11(B) zeigt Änderungen der maximalen elektrischen Leistung WB, und 11(C) zeigt Änderungen der Arbeitsspannung CCV. Es ist zu beachten, dass in dem in 11 gezeigten Bereich der ΔSOC-Rücksetzprozess nicht durchgeführt wird, da der ΔSOC nicht größer als der Fehlerschwellenwert ΔST wird.
Wie es in 11 gezeigt ist, nimmt während eines Entladens der Hochspannungsbatterie 11 der SOC aufgrund der elektrischen Leistungszufuhr von der Hochspannungsbatterie 11 an den Motor 13 ab. Mit der Abnahme von dem SOC wird die Arbeitsspannung CCV verringert und schwankt der Einstellwert der maximalen elektrischen Leistung WB. Die maximale elektrische Leistung WB wird basierend auf dem SOC eingestellt. Dies unterbindet eine Verschlechterung bzw. eine Schwächung der Hochspannungsbatterie 11 aufgrund einer übermäßigen Leistungsnutzung bzw. einer Über-/Überschussleistung der Hochspannungsbatterie 11 und schützt die Hochspannungsbatterie 11.
Im Speziellen wird die maximale elektrische Leistung WB unter Verwendung von Entsprechungsinformationen zwischen dem SOC und der maximalen elektrischen Leistung WB eingestellt. Die Entsprechungsinformationen werden/sind im Voraus unter Berücksichtigung der übermäßigen Leistungsnutzung der Hochspannungsbatterie 11 eingestellt. 12 sind Graphen, die die Entsprechungsinformationen zwischen dem SOC und der maximalen elektrischen Leistung WB zeigen. 12(A) zeigt die Entsprechungsinformationen während eines Ladens, und 12(B) zeigt die Entsprechungsinformationen während eines Entladens. Wie es durch eine durchgezogene Linie in 12(B) gezeigt ist, ist gemäß den Entsprechungsinformationen während eines Entladens die maximale elektrische Leistung WB so eingestellt, dass sie umso größer ist, je größer der SOC ist, und ist die maximale elektrische Leistung WB so eingestellt, dass sie umso größer ist, je höher die Batterietemperatur WB ist.
Um eine Verschlechterung bzw. Schwächung der Hochspannungsbatterie 11 aufgrund einer übermäßigen Leistungsnutzung von der Hochspannungsbatterie 11 während eines Entladens der Hochspannungsbatterie 11 zu unterbinden, wird der SOC, der den ΔSOC umfasst, oder im Speziellen ein Wert (SOC - ΔSOC), der erhalten wird, indem der ΔSOC von dem SOC subtrahiert wird, als der SOC berechnet, und wird die maximale elektrische Leistung WB basierend auf diesem SOC eingestellt. Hierin nachstehend wird ein Wert, der erhalten wird, indem der ΔSOC von dem SOC subtrahiert wird, als SOL bezeichnet. Wie es in 11 gezeigt ist, erreicht der SOL durch die elektrische Leistungszufuhr von der Hochspannungsbatterie 11 an den Motor 13 den Untergrenzenschwellenwert ST2 vor dem SOC. Das Entladen der Hochspannungsbatterie 11 kann gestoppt werden, wenn der SOL den Untergrenzenschwellenwert ST2 erreicht, um zu unterbinden, dass die Hochspannungsbatterie 11 übermäßig entladen wird.
Wenn jedoch der SOL den Untergrenzenschwellenwert ST2 erreicht, ist der SOC gleich einem Wert, der erhalten wird, indem der ΔSOC zu dem Untergrenzenschwellenwert ST2 addiert wird. Es wird eine Beschreibung unter Verwendung der Entsprechungsinformationen gegeben. Wie es durch eine gestrichelte Linie in 12(B) gezeigt ist, sind die Entsprechungsinformationen, die dem SOL entsprechen, gegenüber den Entsprechungsinformationen, die dem SOC entsprechen, welche durch die durchgezogene Linie gezeigt sind, so verschoben, dass der SOL um den ΔSOC erhöht ist. Somit behindert bzw. erschwert ein Stoppen des Entladens der Hochspannungsbatterie 11, wenn der SOL den Untergrenzenschwellenwert ST2 erreicht, eine vollständige Nutzung der gespeicherten Elektrizität der Hochspannungsbatterie 11 um den Betrag, der dem ΔSOC entspricht.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie es durch die gestrichelte Linie in 12(B) gezeigt ist, wird die maximale elektrische Leistung WB daraufhin, dass der SOL den Untergrenzenschwellenwert ST2 erreicht, auf die Referenzausgangsleistung WK2 eingestellt, und wird das Entladen der Hochspannungsbatterie 11 fortgesetzt, bis der SOC den Untergrenzenschwellenwert ST2 erreicht. Selbst wenn die maximale elektrische Leistung WB basierend auf dem SOL eingestellt wird, kann somit die gespeicherte Elektrizität, die dem ΔSOC entspricht, vollständig genutzt werden. Wie hierin verwendet ist die Referenzausgangsleistung WK2 die maximale elektrische Leistung WB, die in den Entsprechungsinformationen mit dem Untergrenzenschwellenwert ST2 in Zusammenhang steht, und ein fester Wert ungeachtet des SOC. Ein Einstellen der Referenzausgangsleistung WK2 basierend auf den Entsprechungsinformationen unterbindet die Verschlechterung bzw. Schwächung der Hochspannungsbatterie 11 aufgrund der übermäßigen Leistungsnutzung der Hochspannungsbatterie 11, selbst wenn das Entladen fortgesetzt wird, wenn/wobei die maximale elektrische Leistung WB auf die Referenzausgangsleistung WK2 eingestellt ist. Es ist zu beachten, dass die Referenzausgangsleistung WK2 auf die elektrische Leistung eingestellt wird, die das Fahrzeug durch den Motor 13 bewegen kann.
Im Speziellen, wie es in 11 gezeigt ist, wird die maximale elektrische Leistung WB daraufhin, dass der SOL den Untergrenzenschwellenwert ST2 zu einem Zeitpunkt t32 erreicht, auf die Referenzausgangsleistung WK2 eingestellt, und wird das Entladen der Hochspannungsbatterie 11 fortgesetzt. Das Entladen verringert den SOC und die Arbeitsspannung CCV. Das Entladen wird durchgeführt, bis die Arbeitsspannung CCV die Untergrenzenspannung VT2 erreicht. Wenn die Arbeitsspannung CCV und die Untergrenzenspannung VT2 zu einem Zeitpunkt t33 erreicht, das heißt, wenn die Arbeitsspannung CCV in den Niederspannungsgrenzbereich XL eintritt, wird die Referenzausgangsleistung WK2 durch den in 7(B) gezeigten Korrekturkoeffizienten begrenzt. Als Folge hiervon wird die maximale elektrische Leistung WB zu einem Zeitpunkt t34 zu Null, zu dem der SOC den Untergrenzenschwellenwert ST2 erreicht, und wird die Arbeitsspannung CCV gleich einer nutzbaren Untergrenzenspannung VL. Damit wird das Entladen gestoppt.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Untergrenzenspannung VT2 gemäß dem Eingangs-/Ausgangsstrom IB und der Batterietemperatur TM eingestellt. 13 sind Graphen, die eine Beziehung des Eingangs-/ Ausgangsstroms IB mit Bezug auf die Obergrenzenspannung VT1 und die Untergrenzenspannung VT2 zeigen. 13(A) zeigt eine Beziehung zwischen dem Eingangs-/Ausgangsstrom IB und der Obergrenzenspannung VT1 während eines Ladens, und 13(B) zeigt eine Beziehung zwischen dem Eingangs-/ Ausgangstrom IB und der Untergrenzenspannung VT2 während eines Entladens. Wie es in 13(B) gezeigt ist, ist während eines Entladens die Untergrenzenspannung VT2 so eingestellt, dass sie umso niedriger ist, je größer der Eingangs-/Ausgangsstrom IB ist, und ist die Untergrenzenspannung VT2 so eingestellt, dass sie umso niedriger ist, je höher die Batterietemperatur TM ist.
13(B) zeigt auch eine Beziehung zwischen dem Eingangs-/Ausgangsstrom IB und der Arbeitsspannung CCV während eines Entladens. Während eines Entladens schwankt die Arbeitsspannung CCV in Richtung einer niedrigeren Spannung, wenn der Eingangs-/Ausgangsstrom IB erhöht wird. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird bewirkt, dass die Untergrenzenspannung VT2 gemäß der Eingangs-/Ausgangsstrom-IB-Eigenschaft der Arbeitsspannung CCV schwankt. Somit kann unter einer gewissen/bestimmten Bedingung ungeachtet des Eingangs-/Ausgangsstroms IB bestimmt werden, ob die Arbeitsspannung CCV die Untergrenzenspannung VT2 erreicht hat, was ermöglicht, dass unterbunden wird, dass die Hochspannungsbatterie 11 übermäßig entladen wird.
Es ist zu beachten, dass, obgleich Änderungen der maximalen elektrischen Leistung WB während eines Entladens der Hochspannungsbatterie 11 in der vorstehenden Beschreibung gezeigt/genannt sind, das Gleiche für die Änderungen der maximalen elektrischen Leistung WB während eines Ladens der Hochspannungsbatterie 11 gilt. Im Speziellen wird während eines Ladens der Hochspannungsbatterie 11 der SOC durch die elektrische Leistungszufuhr von dem Motor 13 an die Hochspannungsbatterie 11 durch regenerative Leistungserzeugung des Motors 13 erhöht. Mit der Zunahme von dem SOC wird die Arbeitsspannung CCV erhöht und schwankt auch der Einstellwert der maximalen elektrischen Leistung WB. Im Speziellen wird die maximale elektrische Leistung WB unter Verwendung der Entsprechungsinformationen zwischen dem SOC und der maximalen elektrischen Leistung WB eingestellt. Wie es durch die durchgezogene Linie in 12(A) gezeigt ist, ist gemäß den Entsprechungsinformationen während eines Ladens die maximale elektrische Leistung WB so eingestellt, dass sie umso größer ist, je größer der SOC ist, und ist der maximale elektrische Leistung WB so eingestellt, dass sie umso größer ist, je höher die Batterietemperatur TM ist.
Um die Verschlechterung bzw. Schwächung der Hochspannungsbatterie 11 aufgrund einer übermäßigen Leistungszufuhr an die Hochspannungsbatterie 11 während eines Ladens der Hochspannungsbatterie 11 zu unterbinden, wird der SOC, der den ΔSOC umfasst, oder im Speziellen ein Wert (SOC + ΔSOC), der erhalten wird, indem der ΔSOC zu dem SOC addiert wird, als der SOC berechnet, und wird die maximale elektrische Leistung WB basierend auf diesem SOC eingestellt. Hierin nachstehend wird ein Wert, der erhalten wird, indem der ΔSOC zu dem SOC addiert wird, als SOH (siehe 11) bezeichnet. Der SOH erreicht durch die elektrische Leistungszufuhr von dem Motor 13 an die Hochspannungsbatterie 11 den Obergrenzenschwellenwert ST1 vor dem SOC. Das Laden der Hochspannungsbatterie 11 kann gestoppt werden, wenn der SOH den Obergrenzenschwellenwert ST1 erreicht, um zu unterbinden, dass die Hochspannungsbatterie 11 übermäßig geladen wird.
Wenn jedoch der SOH den Obergrenzenschwellenwert ST1 erreicht, ist der SOC gleich einem Wert, der erhalten wird, indem der ΔSOC von dem Obergrenzenschwellenwert ST1 subtrahiert wird. Es wird eine Beschreibung unter Verwendung der Entsprechungsinformationen gegeben. Wie es durch eine gestrichelte Linie in 12(A) gezeigt ist, sind die Entsprechungsinformationen, die dem SOH entsprechen, gegenüber den Entsprechungsinformationen, die dem SOC entsprechen, welche durch die durchgezogene Linie gezeigt sind, so verschoben, dass der SOL um den ΔSOC verringert ist. Somit behindert bzw. erschwert ein Stoppen des Ladens der Hochspannungsbatterie 11, wenn der SOH den Obergrenzenschwellenwert ST1 erreicht, eine vollständige Nutzung der Speicherkapazität der Hochspannungsbatterie 11 um den Betrag, der dem ΔSOC entspricht.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie es durch die gestrichelte Linie in 12(A) gezeigt ist, wird die maximale elektrische Leistung WB daraufhin, dass der SOH den Obergrenzenschwellenwert ST1 erreicht, auf die Referenzeingangsleistung WK1 eingestellt, und wird das Laden der Hochspannungsbatterie 11 fortgesetzt, bis der SOC den Obergrenzenschwellenwert ST1 erreicht. Selbst wenn die maximale elektrische Leistung WB basierend auf den SOH eingestellt wird, kann somit die Speicherkapazität, die dem ΔSOC entspricht, vollständig genutzt werden. Wie hierin verwendet ist die Referenzeingangsleistung WK1 die maximale elektrische Leistung WB, die ST1 in den Entsprechungsinformationen mit dem Obergrenzenschwellenwert in Zusammenhang steht, und ein fester Wert ungeachtet des SOC. Ein Einstellen der Referenzeingangsleistung WK1 basierend auf den Entsprechungsinformationen unterbindet die Verschlechterung bzw. Schwächung der Hochspannungsbatterie 11 aufgrund der übermäßigen Leistungszufuhr bzw. der Über-/Überschussleistungszufuhr an die Hochspannungsbatterie 11, selbst wenn das Entladen fortgesetzt wird, wenn/wobei die maximale elektrische Leistung WB auf die Referenzeingangsleistung WK1 eingestellt ist.
Im Speziellen wird die maximale elektrische Leistung WB daraufhin, dass der SOH den Obergrenzenschwellenwert ST1 erreicht, auf die Referenzeingangsleistung WK1 eingestellt, und wird das Laden der Hochspannungsbatterie 11 fortgesetzt. Das Laden erhöht den SOC und die Arbeitsspannung CCV. Das Laden wird durchgeführt, bis die Arbeitsspannung CCV die Obergrenzenspannung VT1 erreicht. Wenn die Arbeitsspannung CCV die Obergrenzenspannung VT1 erreicht, das heißt, wenn die Arbeitsspannung CCV in den Hochspannungsgrenzbereich XH eintritt, wird die Referenzeingangsleistung WK1 durch den in 7(A) gezeigten Korrekturfaktor begrenzt. Als Folge hiervon wird das Laden zu dem Zeitpunkt gestoppt, zu dem der SOC den Obergrenzenschwellenwert ST1 erreicht.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Obergrenzenspannung VT1 gemäß dem Eingangs-/Ausgangsstrom IB und der Batterietemperatur TM eingestellt. Wie es in 13(A) gezeigt ist, ist während eines Ladens die Obergrenzenspannung VT1 so eingestellt, dass sie umso höher ist, je größer der Eingangs-/Ausgangsstrom IB ist, und ist die Obergrenzenspannung VT1 so eingestellt, dass sie umso höher ist, je höher die Batterietemperatur TM ist. 13(A) zeigt auch eine Beziehung zwischen dem Eingangs-/Ausgangsstrom IB und der Arbeitsspannung CCV während eines Ladens. Während eines Ladens schwankt die Arbeitsspannung CCV in Richtung einer höheren Spannung, wenn der Eingangs-/Ausgangsstrom IB erhöht wird. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird bewirkt, dass die Obergrenzenspannung VT1 gemäß der Eingangs-/Ausgangsstrom-IB-Eigenschaft der Arbeitsspannung CCV schwankt. Somit kann unter einer gewissen/bestimmten Bedingung ungeachtet des Eingangs-/Ausgangsstroms IB bestimmt werden, ob die Arbeitsspannung CCV die Obergrenzenspannung VT1 erreicht hat, was ermöglicht, dass unterbunden wird, dass die Hochspannungsbatterie 11 übermäßig geladen wird.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, weist die folgenden Vorteile auf.
Der ΔSOC während eines Ladens und Entladens nimmt mit der verstrichenen Zeit TP während eines Ladens und Entladens der Hochspannungsbatterie 11 zu. Wenn die verstrichene Zeit TP seit dem Beginn lang ist, ist daher der ΔSOC groß. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der ΔSOC zurückgesetzt, wenn der ΔSOC größer als der Fehlerschwellenwert ΔST ist. Dies unterbindet, dass der ΔSOC während eines Ladens und Entladens der Hochspannungsbatterie 11 übermäßig erhöht wird, und unterbindet, dass aufgrund der übermäßigen Zunahme von dem ΔSOC behindert bzw. erschwert wird, dass die Hochspannungsbatterie 11 vollständig genutzt wird.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der ΔSOC basierend auf der Arbeitsspannung CCV zurückgesetzt, wenn der ΔSOC größer als der Fehlerschwellenwert ΔST ist und das Fahrzeug nicht fährt. Das heißt, wenn das Fahrzeug nicht fährt, wird bestimmt, dass die Arbeitsspannung CCV äquivalent zu der Leerlaufspannung OCV ist, und wird der ΔSOC basierend auf der Arbeitsspannung CCV zurückgesetzt, da der Eingangs-/Ausgangsstrom IB kleiner als der Stromschwellenwert IT ist. Selbst während eines Ladens und Entladens der Hochspannungsbatterie 11 wird somit der ΔSOC auf geeignete Art und Weise zurückgesetzt, sodass unterbunden wird, dass der ΔSOC übermäßig erhöht wird.
Beim Rücksetzen von dem ΔSOC während eines Ladens oder Entladens der Hochspannungsbatterie 11 wird der ΔSOC auf den Referenzfehler ΔSK zurückgesetzt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird/ist der Referenzfehler ΔSK basierend auf dem Eingangs-/Ausgangsstrom IB eingestellt. Selbst nach einer Rücksetzung wird somit bewirkt, dass der Eingangs-/Ausgangsstrom IB und der ΔSOC miteinander korrelieren. Wenn der Eingangs-/Ausgangsstrom IB groß ist, kann außerdem der Referenzfehler ΔSK klein eingestellt werden, was zur vollständigen Nutzung der Hochspannungsbatterie 11 vorteilhaft ist.
Außerdem wird/ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Referenzfehler ΔSK gemäß der Batterietemperatur TM eingestellt. Somit kann der Referenzfehler ΔSK abhängig von der Batterietemperatur TM klein eingestellt werden, was zur vollständigen Nutzung der Hochspannungsbatterie 11 vorteilhaft ist.
Zweites Ausführungsbeispiel
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf 14 ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei das Augenmerk auf Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel gerichtet wird. Das vorliegende Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass in dem Steuerprozess ein Verschlechterungsgrad DE der Hochspannungsbatterie 11 berechnet wird, und der Hochspannungsgrenzbereich XH und der Niederspannungsgrenzbereich XL basierend auf dem berechneten Verschlechterungsgrad DE variabel bzw. veränderlich eingestellt werden. Wie hierin verwendet bezieht sich der Verschlechterungsgrad DE auf eine Rate bzw. einen Anteil einer aktuellen Vollladungskapazität CB mit Bezug auf die Vollladungskapazität CB der Hochspannungsbatterie 11 in dem Anfangs-/ Ausgangszustand.
14 zeigt ein Ablaufdiagramm des Steuerprozesses gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Es ist zu beachten, dass in 14 den Prozessen, die gleich denjenigen von 2 sind, die vorstehend beschrieben ist, der Einfachheit halber die gleichen Bezugszeichen gegeben sind, und deren Beschreibungen ausgelassen werden.
Wie es in 14 gezeigt ist, wird in dem Steuerprozess des vorliegenden Ausführungsbeispiels, wenn in Schritt S38 das Laden der Hochspannungsbatterie 11 unter Verwendung der in Schritt S36 eingestellten Referenzeingangsleistung WK1 fortgesetzt wird, der Verschlechterungsgrad DE basierend auf dem Zeitintegralwert des Eingangs-/Ausgangsstroms IB in Schritt S39 berechnet. Im Speziellen wird der Zeitintegralwert des Eingangs-/Ausgangsstroms IB berechnet, der in/mit einem vorbestimmten Zyklus erfasst wird, und wird der Verschlechterungsgrad DE berechnet, sodass er erhöht wird, wenn der Zeitintegralwert erhöht wird.
In nachfolgendem Schritt S40 wird der Hochspannungsgrenzbereich XH basierend auf dem in Schritt S39 berechneten Verschlechterungsgrad DE variabel bzw. veränderlich eingestellt. Während eines Ladens der Hochspannungsbatterie 11 wird der die Obergrenzenspannung VT1 so eingestellt, dass sie umso niedriger ist, je größer der Verschlechterungsgrad DE ist.
Außerdem wird, wenn in Schritt S52 das Entladen der Hochspannungsbatterie 11 unter Verwendung der in Schritt S50 eingestellten Referenzausgangsleistung WK2 fortgesetzt wird, der Verschlechterungsgrad DE basierend auf dem Zeitintegralwert des Eingangs-/Ausgangsstroms IB in Schritt S53 berechnet.
In nachfolgendem Schritt S54 wird der Niederspannungsgrenzbereich XL basierend auf dem in Schritt S53 berechneten Verschlechterungsgrad DE variabel bzw. veränderlich eingestellt. Während eines Entladens der Hochspannungsbatterie 11 wird die Untergrenzenspannung VT2 so eingestellt, dass sie umso höher ist, je größer der Verschlechterungsgrad DE ist.
Bei dem vorliegenden Ausführungseispiel, das vorstehend beschrieben ist, werden der Hochspannungsgrenzbereich XH und der Niederspannungsgrenzbereich XL basierend auf dem Verschlechterungsgrad DE der Hochspannungsbatterie 11 variabel bzw. veränderlich eingestellt. Der Maximalwert der Speicherkapazität der Hochspannungsbatterie 11 schwankt aufgrund einer Verschlechterung bzw. Schwächung, und somit schwanken der Hochspannungsgrenzbereich XH und der Niederspannungsgrenzbereich XL entsprechend. Da der Verschlechterungsgrad DE während eines Ladens und Entladens der Hochspannungsbatterie 11 berechnet wird, und der Hochspannungsgrenzbereich XH und der Niederspannungsgrenzbereich XL basierend auf dem Verschlechterungsgrad DE variabel bzw. veränderlich eingestellt werden, wird die Hochspannungsbatterie 11 unter Berücksichtigung der Verschlechterung bzw. Schwächung der Hochspannungsbatterie 11 auf geeignete Weise geschützt.
Weitere Ausführungsbeispiele
Es ist zu beachten, dass jedes der vorgenannten Ausführungsbeispiele wie folgt modifiziert werden kann.
Die Hochspannungsbatterie 11 muss nicht unbedingt ein Lithiumionenbatterielithium sein, und kann eine andere Speicherbatterie sein, die imstande ist, geladen und entladen zu werden.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist ein Beispiel gegeben, in dem die maximale elektrische Leitung WB basierend auf dem SOC eingestellt wird, wenn der SOC entweder den Obergrenzenschwellenwert ST1 oder den Untergrenzenschwellenwert ST2 erreicht hat, aber die Ausführungsbeispiele sind nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann in dem vorgenannten Fall das Laden und Entladen der Hochspannungsbatterie 11 mit dem maximalen Strom, der an die Hochspannungsbatterie 11 eingegeben und von der Hochspannungsbatterie 11 ausgegeben werden kann, durchgeführt werden, wobei dieser basierend auf dem SOC eingestellt wird.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist ein Beispiel gegeben, in dem der SOC basierend auf dem Zeitintegralwert des Eingangs-/ Ausgangsstroms IB während eines Ladens und Entladens der Hochspannungsbatterie 11 berechnet wird, aber die Ausführungsbeispiele sind nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann der SOC basierend auf einem Batteriemodell berechnet werden, das durch einen Gleichstromwiderstand und eine RC-Ersatzschaltung gebildet ist. Das Gleiche gilt für die Berechnung des Verschlechterungsgrads DE.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist ein Beispiel gegeben, in dem das Laden der Hochspannungsbatterie 11 gestoppt wird, wenn die Arbeitsspannung CCV die Obergrenzenspannung VT1 in einem hohen Ladezustand erreicht, aber die Ausführungsbeispiele sind nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann in dem vorgenannten Fall unterbunden werden, dass die Hochspannungsbatterie 11 übermäßig geladen wird, indem die maximale elektrische Leistung WB der Hochspannungsbatterie 11 begrenzt wird.
Außerdem ist ein Beispiel gegeben, in dem das Entladen der Hochspannungsbatterie 11 gestoppt wird, wenn die Arbeitsspannung CCV die Untergrenzenspannung VT2 in dem niedrigen Ladezustand erreicht, aber die Ausführungsbeispiele sind nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann in dem vorgenannten Fall unterbunden werden, dass die Hochspannungsbatterie 11 übermäßig entladen wird, indem die maximale elektrische Leistung WB der Hochspannungsbatterie 11 begrenzt wird.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist ein Beispiel gegeben, in dem die ECU 20 die Batterietemperatur TM unter Verwendung des Temperatursensors 15 erfasst, aber die Ausführungsbeispiele sind nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die ECU 20 die Batterietemperatur TM durch Schätzen der Batterietemperatur TM basierend auf dem Grad AC eines Herunterdrückens des Beschleunigerpedals durch den Fahrer und der Fahrzeuggeschwindigkeit MV erfassen.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist ein Beispiel gegeben, in dem beim Rücksetzen von dem ΔSOC der SOC basierend auf der Arbeitsspannung CCV aktualisiert wird, und der ΔSOC unter Verwendung der Aktualisierung zurückgesetzt wird. Die Ausführungsbeispiele sind jedoch nicht darauf beschränkt, und es muss nur der ΔSOC zurückgesetzt werden.
Zum Beispiel, wenn die verstrichene Zeit seit einem Zeitpunkt, zu dem der ΔSOC zum letzten Mal basierend auf der Arbeitsspannung CCV zurückgesetzt wurde, kürzer ist als eine Referenzzeit, muss nur der ΔSOC zurückgesetzt werden. Wenn die verstrichene Zeit länger ist als die Referenzzeit, kann der SOC basierend auf der Arbeitsspannung CCV aktualisiert werden, und kann dann der ΔSOC zurückgesetzt werden.
In diesem Fall können der Referenzfehler ΔSK, der verwendet wird, wenn der ΔSOC basierend auf der Arbeitsspannung CCV zurückgesetzt wird, und der Referenzwert ΔSK, der verwendet wird, wenn nur der ΔSOC zurückgesetzt wird, auf unterschiedliche Werte eingestellt werden/sein. Zum Beispiel kann der Referenzfehler ΔSK, der verwendet wird, wenn nur der ΔSOC zurückgesetzt wird, so berechnet werden, dass er ein Wert ist, der größer ist als der Referenzfehler ΔSK, der verwendet wird, wenn der ΔSOC basierend auf der Arbeitsspannung CCV zurückgesetzt wird.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist ein Beispiel beschrieben, in dem der Referenzfehler ΔSK basierend auf dem Eingangs-/ Ausgangsstrom IB eingestellt wird, der in der Rücksetzzeitperiode YR erfasst wird, aber die Ausführungsbeispiele sind nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann der Referenzfehler ΔSK basierend auf dem Mittelwert des Eingangs-/ Ausgangsstroms IB während der Zeitperiode von einem Zeitpunkt, zu dem der ΔSOC zum letzten Mal zurückgesetzt wurde, bis zu dem aktuellen Zeitpunkt eingestellt werden. Da ein Laden und Entladen der Hochspannungsbatterie 11 während der Zeiteriode von einem Zeitpunkt, zu dem der ΔSOC zum letzten Mal zurückgesetzt wurde, bis zu dem aktuellen Zeitpunkt umgeschaltet werden kann, wird der Referenzfehler ΔSK vorzugsweise basierend auf dem Mittelwert der Absolutwerte bzw. Beträge des Eingangs-/Ausgangsstroms IB eingestellt.
Die Steuervorrichtung und das Verfahren, die in der vorliegenden Offenbarung offenbart sind, können durch einen dedizierten bzw. zweckbestimmten Computer verwirklicht werden, der durch einen Prozessor und einen Speicher aufgebaut/gebildet ist, die zum Ausführen von ein oder mehr Funktionen programmiert sind, die durch Computerprogramme verwirklicht bzw. verkörpert werden/sind. Alternativ können die Steuervorrichtung und das Verfahren, die in der vorliegenden Offenbarung offenbart sind, durch einen dedizierten bzw. zweckbestimmten Computer verwirklicht werden, der durch einen Prozessor aufgebaut/gebildet ist, der ein oder mehr dedizierte bzw. zweckbestimmte Hardwarelogikschaltungen umfasst. Alternativ können die Steuervorrichtung und das Verfahren, die in der vorliegenden Offenbarung offenbart sind, durch ein oder mehr dedizierte bzw. zweckbestimmte Computer verwirklicht werden, die aufgebaut/gebildet sind durch eine Kombination von einem Prozessor und einem Speicher, die zum Ausführen von ein oder mehr Funktionen programmiert sind, und einem Prozessor, der durch ein oder mehr Hardwarelogikschaltungen gebildet/aufgebaut ist. Außerdem kann das Computerprogramm in einem computerlesbaren nicht-vorübergehenden dinglichen Speichermedium als durch einen Computer ausgeführte Anweisungen gespeichert sein.
Obwohl die vorliegende Offenbarung gemäß den Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die Ausführungsbeispiele und die Konfigurationen beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung umfasst verschiedene Modifikationen und Veränderungen bzw. Umgestaltungen, die sich innerhalb des Äquivalenzbereichs ergeben. Außerdem sind auch verschiedene Kombinationen und Ausgestaltungen oder andere Kombinationen und Ausgestaltungen mit nur ein oder mehr zusätzlichen Elementen oder weniger als allen Elementen in dem Umfang und den Grundgedanken umfasst, die aus der vorliegenden Offenbarung erhalten werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2019071556 [0001]
JP 2013217819 A [0004]

Claims

Steuervorrichtung (20), die ein Laden und Entladen einer elektrischen Speichervorrichtung (11) steuert, wobei die Steuervorrichtung aufweist: einen Zustandsberechnungsabschnitt (S20), der einen SOC, der einen Ladezustand bezeichnet, von der elektrischen Speichervorrichtung berechnet; einen Fehlerberechnungsabschnitt (S22), der einen kumulativen Fehler (ΔSOC) von dem SOC berechnet, sodass der kumulative Fehler mit einer verstrichenen Zeit (TP) während eines Ladens und Entladens der elektrischen Speichervorrichtung zunimmt; und einen Fehlerrücksetzabschnitt (S80, S94), der den kumulativen Fehler zurücksetzt, wenn der kumulative Fehler größer als ein vorbestimmter Fehlerschwellenwert (ΔST) ist.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1, zusätzlich mit: einem Spannungserfassungsabschnitt (S16), der eine Spannung (CCV) über Klemmen während eines Ladens und Entladens der elektrischen Speichervorrichtung erfasst; und einem Strombestimmungsabschnitt (S90), der bestimmt, dass ein Strom (IB) während eines Ladens und Entladens der elektrischen Speichervorrichtung kleiner als ein vorbestimmter Stromschwellenwert (IT) ist, wobei wenn bestimmt wird, dass der kumulative Fehler größer als der Fehlerschwellenwert ist, und der Strom während eines Ladens und Entladens der elektrischen Speichervorrichtung kleiner als der Stromschwellenwert ist, der Fehlerrücksetzabschnitt den kumulativen Fehler basierend auf der durch den Spannungserfassungsabschnitt erfassten Spannung über den Klemmen zurücksetzt.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, zusätzlich mit einem Stromerfassungsabschnitt (S18), der einen Strom (IB) während eines Ladens und Entladens der elektrischen Speichervorrichtung in einem vorbestimmten Zyklus erfasst, wobei wenn der kumulative Fehler größer als der Fehlerschwellenwert ist, der Fehlerrücksetzabschnitt den kumulativen Fehler auf einen Referenzfehler (ΔSK) zurücksetzt, der basierend auf dem durch den Stromerfassungsabschnitt erfassten Strom eingestellt wird, und der Fehlerberechnungsabschnitt den kumulativen Fehler berechnet, sodass der kumulative Fehler mit der verstrichenen Zeit, nachdem der kumulative Fehler zurückgesetzt ist, von dem Referenzfehler aus zunimmt.
Steuervorrichtung gemäß Anspruch 3, zusätzlich mit einem Temperaturerfassungsabschnitt (S18), der eine Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung erfasst, wobei der Fehlerberechnungsabschnitt den Referenzfehler gemäß der Temperatur der elektrischen Speichervorrichtung einstellt.