WO2014148558A1 - 電源制御装置 - Google Patents

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WO2014148558A1
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power supply
capacitor
battery
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賢樹 岡村
高松 直義
梅野 孝治
修二 戸村
将紀 石垣
直樹 柳沢
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トヨタ自動車株式会社
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    • Y10S903/904Component specially adapted for hev
    • Y10S903/907Electricity storage, e.g. battery, capacitor

Definitions

  • a vehicle for example, an electric vehicle or a hybrid vehicle
  • a power supply system including two types of power supplies has been proposed (see Patent Documents 1 and 2).
  • the two types of power sources for example, a power source capable of discharging (that is, outputting) a constant power over a long time and a power source capable of rapid charging / discharging (that is, input / output) are used.
  • Patent Document 1 discloses a control method in which the battery outputs all of the requested discharge output when the requested discharge output required for the power supply device is equal to or less than the maximum output of the battery during powering. . Further, in Patent Document 1, when the required discharge output required for the power supply device exceeds the maximum output of the battery, the capacitor outputs the portion of the required discharge output that exceeds the maximum output of the battery (or discharge). A control method is disclosed in which a capacitor outputs all the required outputs. By such a control method, since rapid discharge from the battery is prevented, deterioration of the battery is suppressed.
  • Patent Document 2 discloses a control method for increasing the share of charging to a large-capacity capacitor by restricting charging to a battery during braking (regeneration). Such a control method prevents rapid charging of the battery, so that deterioration of the battery is suppressed.
  • JP-A-7-245808 Japanese Patent Laid-Open No. 5-30608
  • the control methods disclosed in Patent Documents 1 and 2 charge the capacitor only when rapid charging or discharging from the battery can occur from the standpoint of preventing battery deterioration. In addition, the capacitor is discharged. For this reason, the control methods disclosed in Patent Documents 1 and 2 have a technical problem that the battery and the capacitor cannot be properly used according to the characteristics required of the vehicle. For example, in the control methods disclosed in Patent Documents 1 and 2, there is a risk that the traveling performance, fuel consumption, etc. of the vehicle may be sacrificed because of persistence in preventing battery deterioration. Alternatively, in the control methods disclosed in Patent Documents 1 and 2, there is a risk that the characteristics required of the vehicle are sacrificed (that is, the originally intended characteristics cannot be obtained) as well as the running performance and fuel consumption of the vehicle. is there.
  • Examples of problems to be solved by the present invention include the above.
  • the present invention even when different characteristics are required for a vehicle having two types of power supplies, it is possible to drive the vehicle using two types of power supplies while satisfying the different characteristics flexibly. It is an object to provide a power supply control device.
  • a first power supply control apparatus for solving the above problems includes a first power supply for inputting / outputting first power and an input / output for second power and having a capacity smaller than that of the first power supply, but having an output.
  • the first power source performs input / output (that is, charge / discharge) of the first power.
  • the first power source is a power source having a larger capacity than the second power source (so-called high capacity type power source). Therefore, the first power source can output a constant power for a longer time than the second power source.
  • the second power source performs input / output (that is, charge / discharge) of the second power.
  • the second power source is a power source having a larger output than the first power source (a so-called high power type power source). Therefore, the second power supply can input / output power more rapidly (steeply) than the first power supply.
  • a battery may be used as the first power source, and a capacitor (in other words, a capacitor) may be used as the second power source.
  • a high-capacity battery that is, a battery having a larger capacity than the high-power battery
  • a high-power battery that is, a higher output than the high-capacity battery
  • Battery may be used.
  • the first power supply control device includes a selection unit and a control unit.
  • the selecting means selects a desired driving mode from a plurality of driving modes.
  • the plurality of travel modes are distinguished from each other according to a share ratio of the first power with respect to the required power (that is, a ratio that the first power input / output by the first power source occupies or bears in the required power).
  • the first power sharing ratio is in the first range, or the first power sharing ratio is in the second range (however, at least part of the second range is , Different from the first range) may include a travel mode and the like.
  • the driving mode in which the sharing ratio of the first power is the first value, or the sharing ratio of the first power is the second value may include a driving mode and the like (different from the value of 1).
  • the required power is the power required for the power supply system. That is, when the vehicle is powering, the required power corresponds to the power that the power supply system should output in order for the vehicle to power. Alternatively, when the vehicle is regenerating, the required power corresponds to the power to be input to the power supply system (that is, the power to be input to the power supply system among the power generated by the regeneration).
  • the selection means particularly selects a desired driving mode according to the characteristics required for the vehicle.
  • the selection unit may select a desired travel mode associated with a sharing ratio of the first power suitable (or optimal) for characteristics required for the vehicle.
  • the selection unit may select a desired travel mode associated with a share of the first power that can realize the characteristics required for the vehicle.
  • the first power suitable for the characteristic in which the driving performance is emphasized when the characteristic required for the vehicle is a characteristic in which the driving performance is more important than the fuel efficiency, the first power suitable for the characteristic in which the driving performance is emphasized.
  • a desired travel mode associated with the sharing ratio may be selected.
  • the selection unit associates the sharing ratio of the first electric power suitable for the characteristic that emphasizes the fuel consumption performance.
  • the desired running mode may be selected.
  • the selection unit may select a desired travel mode associated with the share of the first power suitable for the other characteristic. Good.
  • the selection means can appropriately select a desired traveling mode whenever the characteristics required of the vehicle change in accordance with the traveling of the vehicle. That is, the selection means can appropriately change the share of the first power according to the characteristics required of the vehicle by appropriately selecting the desired travel mode.
  • the share of the second power is also substantially determined.
  • the share ratio [%] of the second power is 100—the share ratio [%] of the first power.
  • the second power sharing ratio [%] is 100-the first power sharing ratio-other The share of power input / output by the power supply is [%].
  • the control means controls the first power supply so as to input / output the first power according to the sharing ratio corresponding to the desired travel mode selected by the selection means.
  • the control unit controls the second power source so as to input / output the second power according to the sharing ratio corresponding to the desired travel mode selected by the selection unit.
  • the first power supply inputs and outputs the first power that directly satisfies the sharing ratio corresponding to the desired travel mode.
  • the second power source inputs and outputs second power that indirectly satisfies the sharing ratio corresponding to the desired travel mode. Therefore, the first power source and the second power source are selectively used according to the sharing ratio determined based on the selection of the travel mode by the selection means.
  • the control means may adjust (or determine) the share of the first electric power based on the desired travel mode selected by the selection means. For example, when the desired travel mode is associated with a share of a certain range, the control unit may adjust the share of the first power within a range corresponding to the desired travel mode. Specifically, for example, when the share of the first electric power associated with the one driving mode selected by the selection unit is within the first range, the control unit is within the first range. You may adjust the share of 1 electric power.
  • the sharing ratio of the first power can be changed. That is, the share ratio of the first power may be changed as appropriate by adjustment by the control means in addition to or instead of selection of the travel mode by the selection means.
  • control methods disclosed in Patent Documents 1 and 2 described above do not have the technical idea of changing the share of the first power according to the characteristics required of the vehicle. That is, in the control methods disclosed in Patent Documents 1 and 2, in principle, the battery sharing ratio is fixed to 100%. In addition, the control methods disclosed in Patent Documents 1 and 2 charge the capacitor and discharge the capacitor only when rapid charging or discharging from the battery can occur. Only. Therefore, since the control methods disclosed in Patent Documents 1 and 2 can only suppress the deterioration of the battery, the battery and the capacitor can be changed flexibly (that is, the vehicle) so as to realize a plurality of different characteristics.
  • the plurality of travel modes include: (i) a first travel mode in which the share of the first power is smaller than a first threshold; and (ii) the first power And a second traveling mode in which the sharing ratio is greater than the first threshold value.
  • the selection means has the first traveling mode in which the sharing ratio of the first power is relatively small and the sharing ratio of the first power is relatively large according to the characteristics required of the vehicle.
  • One of the driving modes can be selected.
  • the first threshold value appropriately determines the first traveling mode and the second traveling mode that can satisfy different characteristics, taking into account the correlation between the characteristics required of the vehicle and the share of the first power. It is preferable to set an arbitrary value that can be distinguished.
  • the plurality of travel modes include: (i) a first travel mode in which a share ratio of the first power is smaller than a share ratio of the second power with respect to the required power; (Ii) a second traveling mode in which a share ratio of the first power is larger than a share ratio of the second power.
  • the selection means has the first traveling mode in which the sharing ratio of the first power is relatively small and the sharing ratio of the first power is relatively large according to the characteristics required of the vehicle.
  • One of the driving modes can be selected.
  • the selection is performed when the characteristics required for the vehicle are characteristics that place greater emphasis on fuel consumption performance than travel performance.
  • the means selects the first travel mode, and the selection means selects the second travel mode when the characteristic required for the vehicle is a characteristic in which travel performance is more important than fuel efficiency.
  • the selection means when the vehicle places more importance on the fuel efficiency performance (for example, improvement of fuel efficiency) than the driving performance (for example, improvement of driving response), the selection means has a relative share of the first power.
  • the first traveling mode that becomes smaller is selected.
  • the share of the first power is smaller than when the second travel mode is selected, while the share of the second power is growing.
  • the input / output efficiency of the second power in the second power source is the input power of the first power in the first power source. Generally better than output efficiency.
  • the fuel consumption performance of a vehicle improves, so that the share ratio of 2nd electric power becomes large (in other words, the share ratio of 1st electric power becomes small). That is, when the first travel mode is selected, the fuel efficiency of the vehicle is improved compared to when the second travel mode is selected.
  • the selection means selects the second driving mode in which the share of the first electric power is relatively large.
  • the share of the first power is larger than when the first travel mode is selected, while the share of the second power is Get smaller.
  • the second power to be output from the second power supply is relatively small, it is difficult for the second power supply to be exhausted.
  • the depletion of the second power source is suppressed.
  • the capacity of the second power source is relatively easily reduced as compared with the case where the depletion of the second power source is not suppressed, the cost and size of the second power source can be reduced.
  • the second power source having a relatively large output is temporarily connected to the first power source. It is preferable that the required power is satisfied by outputting two powers (that is, the first power output from the first power source is supported). Then, when the exhaustion of the second power source is suppressed, the second power source easily outputs the second power in order to satisfy such running performance. In other words, it is difficult for the second power source to output the second power at a timing at which the second power source should temporarily output the second power in accordance with fluctuations in the required power. As a result, it is possible to satisfy characteristics that place importance on running performance for a longer time.
  • the selection according to this aspect is preferably performed when the vehicle is powered.
  • the selection means may perform selection according to this aspect.
  • the selection means when the vehicle is regenerating, is the selection means whether the characteristic required for the vehicle is a characteristic that emphasizes the fuel consumption performance rather than the driving performance or the characteristic that emphasizes the driving performance rather than the fuel consumption performance? Regardless, the first traveling mode in which the share of the second power is relatively large may be selected.
  • input of the second power to the second power supply that is, charging of the second power supply by the power generated by the regeneration
  • the first power source when the difference between the current characteristic value of the first power source and the rated limit value of the first power source is smaller than the second threshold value, the first power source performs a stable operation or an intended operation. There is a risk that it will not be possible. That is, in such a case, there is a possibility that the first power source cannot perform input / output of the first power sufficient to satisfy the traveling performance.
  • the second power source when the difference between the current characteristic value of the second power source and the rated limit value of the second power source is smaller than the second threshold value, the second power source cannot perform a stable operation or an intended operation. There is a fear. That is, in such a case, there is a possibility that the second power source cannot perform input / output of the second power sufficient to satisfy the traveling performance.
  • the characteristics required of the vehicle place importance on the driving performance rather than the fuel efficiency performance. Even if it is a characteristic to do, a selection means does not need to select the 2nd driving mode with which the sharing ratio for attaching importance to driving performance was matched.
  • the “current characteristic value of the power supply” means an arbitrary parameter that can directly or indirectly indicate the current state of the power supply. Examples of such current characteristic values of the power source include the current temperature of the power source and the current SOC value of the power source.
  • the “rated rating limit value of the power supply” means a limit value that can be taken by the current characteristic value of the power supply and is determined by the rating or the like. Examples of the rated limit value of the power source include a limit value of a temperature at which the power source can operate, a limit value of an SOC value that can be taken by the power source, and the like.
  • the second threshold is a state in which the first power supply can perform input / output of the first power sufficient to satisfy the traveling performance and the first power sufficient to satisfy the traveling performance in consideration of the specification of the first power supply. Is preferably set to an arbitrary value that can be appropriately distinguished from a state in which the first power supply cannot perform input / output. Furthermore, the second threshold value is a second value that satisfies the driving performance and a state in which the second power source can perform input / output of the second power sufficient to satisfy the traveling performance in consideration of the specifications of the second power source. It is preferably set to an arbitrary value that can be appropriately distinguished from the state in which the second power source cannot input and output power.
  • the control means includes a current characteristic value of at least one of the first power supply and the second power supply and at least one of the first power supply and the second power supply.
  • the share ratio of the first power is adjusted according to the difference between the rated limit value of the first power.
  • the difference between the current characteristic value of the second power source and the rated limit value of the second power source substantially determines whether the second power source can perform a stable operation or an intended operation. Is shown. For this reason, the first power supply control device adjusts the sharing ratio of the first power according to the difference between the current characteristic value of the second power supply and the rated limit value of the second power supply, so that the first power supply and The second power source can be used more and more flexibly.
  • the adjustment of the share ratio of the first power is the difference between the current characteristic value of the first power source and the rated limit value of the first power source, and the current characteristic value of the second power source and the rated limit of the second power source.
  • the second threshold that is, when it is estimated that both the first power supply and the second power supply can perform stable operation or intended operation. It doesn't have to be done.
  • the first power supply control device reduces the share of the first power (that is, reduces the burden on the first power supply), thereby stabilizing the state of the first power supply or It is possible to return to a state where the intended operation can be performed. In this manner, the first power supply control device can properly use the first power supply and the second power supply more flexibly.
  • the sharing ratio of one electric power is determined according to the difference between the current characteristic value of at least one of the first power supply and the second power supply and the rated limit value of at least one of the first power supply and the second power supply.
  • the control means sets the share of the first power as the difference between the current characteristic value of the second power supply and the rated limit value of the second power supply becomes smaller. increase.
  • a second power supply control device that solves the above problems includes a first power source that inputs and outputs a first power, and a first power source that inputs and outputs a second power and has a smaller capacity and a larger output than the first power source.
  • a power supply control apparatus for controlling a vehicle that travels using a power supply system that includes both of two power supplies, wherein the first power with respect to a required power required for the power supply system according to characteristics required for the vehicle And adjusting the first power supply and the second power supply so as to input / output the first power and the second power according to the sharing ratio adjusted by the adjusting means. Control means.
  • the second power supply control device can control a vehicle that travels using a power supply system that includes both the first power supply and the second power supply, similarly to the first power supply control device.
  • the description of the same configuration as that of the first power supply control device is omitted.
  • the second power supply control device includes an adjustment unit and a control unit.
  • the adjustment unit has a sharing ratio suitable for the characteristic that emphasizes the driving performance.
  • the sharing ratio of the first power may be adjusted.
  • the adjusting means is configured to have a sharing ratio suitable for the characteristic of emphasizing the fuel consumption performance. You may adjust the share of electric power.
  • the adjusting means may adjust the sharing ratio of the first power so that the sharing ratio is suitable for the other characteristics.
  • the adjusting means may adjust the share of the first power according to the relative relationship between the importance level of the fuel efficiency and the running performance.
  • the adjusting unit may adjust the share of the first power so as to prevent the second power source having a relatively small capacity from being depleted.
  • the adjustment unit may adjust the share ratio of the first power so as to positively use the second power supply having a relatively large output in accordance with a rapid increase or decrease in the required power.
  • the adjusting means can appropriately adjust the share of the first electric power whenever the characteristics required of the vehicle change according to the traveling of the vehicle. That is, the adjustment means can substantially change the sharing ratio of the first power according to the characteristics required for the vehicle.
  • the control means controls the first power supply so as to input / output the first power according to the sharing ratio adjusted by the adjusting means.
  • the control unit controls the second power supply so as to input / output the second power according to the sharing ratio adjusted by the adjustment unit.
  • the first power supply inputs and outputs the first power that directly satisfies the sharing ratio adjusted by the adjusting means.
  • the second power source inputs and outputs second power that indirectly satisfies the sharing ratio adjusted by the adjusting means. Therefore, the first power source and the second power source are selectively used according to the sharing ratio adjusted by the adjusting means.
  • the second power supply control device can appropriately change the sharing ratio of the first power, similarly to the first power supply control device.
  • the sharing ratio of the first power need not always be fixed to the same sharing ratio. Therefore, the second power supply control device can enjoy the same effects as the various effects that the first power supply control device enjoys.
  • the second power supply control device can appropriately use the first power supply and the second power supply appropriately so as to realize compatibility between a plurality of different characteristics.
  • the adjusting means may: (i) share the first electric power when the characteristic required for the vehicle is a characteristic that emphasizes fuel efficiency rather than driving performance. Adjusting the share ratio of the first electric power so that the ratio is smaller than the first threshold, and (ii) when the characteristic required for the vehicle is a characteristic that emphasizes driving performance rather than fuel efficiency performance, The sharing ratio of the first power is adjusted so that the sharing ratio of the first power is larger than the threshold.
  • the adjusting means may: (i) if the characteristic required for the vehicle is a characteristic in which fuel efficiency is more important than driving performance, the first power The share ratio of the first electric power is adjusted so that the share ratio of the second electric power is smaller than the share ratio of the second electric power with respect to the required electric power, and (ii) the characteristics required of the vehicle are higher than the fuel efficiency performance.
  • the sharing ratio of the first power is adjusted so that the sharing ratio of the first power is larger than the sharing ratio of the second power.
  • the adjusting means adjusts the sharing ratio of the first power so that the sharing ratio of the first power becomes relatively small. . Therefore, as with the first power supply control device, the fuel efficiency of the vehicle is improved.
  • the adjusting means adjusts the sharing ratio of the first power so that the sharing ratio of the first power becomes relatively large. Accordingly, the cost, size, etc. of the second power supply can be reduced as in the first power supply control device. Similarly, it is possible to satisfy characteristics that place importance on running performance for a longer time.
  • a second power source that adjusts the sharing ratio of the first electric power so that the sharing ratio of the first electric power is larger than the first threshold when the characteristic required for the vehicle is a characteristic that emphasizes the driving performance rather than the fuel consumption performance.
  • the current characteristic value of at least one of the first power supply and the second power supply, the first power supply, and the second power supply are selected.
  • the first power sharing ratio is adjusted so that the first power sharing ratio is greater than the second power sharing ratio when the characteristics required of the vehicle are characteristics that emphasize driving performance rather than fuel efficiency performance.
  • the current characteristic value of at least one of the first power supply and the second power supply and the first power supply When the difference between the rated limit value of at least one of the power source and the second power source is smaller than the second threshold value, the characteristic required for the vehicle is a characteristic that places more emphasis on driving performance than fuel efficiency performance.
  • the adjusting means does not adjust the sharing ratio of the first power so that the sharing ratio of the first power is larger than the sharing ratio of the second power.
  • the adjusting means adjusts the sharing ratio of the first electric power so as to be a sharing ratio for emphasizing the driving performance. You don't have to.
  • the second power supply control device uses the first power according to the difference between the current characteristic value of the first power supply and the rated limit value of the first power supply.
  • the first power source and the second power source can be used more appropriately and flexibly.
  • the second power supply control device like the first power supply control device, shares the first power according to the difference between the current characteristic value of the second power supply and the rated limit value of the second power supply. By adjusting, the first power source and the second power source can be used appropriately and flexibly.
  • the sharing ratio of one electric power is determined according to the difference between the current characteristic value of at least one of the first power supply and the second power supply and the rated limit value of at least one of the first power supply and the second power supply.
  • the adjusting means sets the share of the first power as the difference between the current characteristic value of the first power supply and the rated limit value of the first power supply becomes smaller. Decrease.
  • the second power supply control device reduces the share of the first power (that is, reduces the burden on the first power supply) in the same manner as the first power supply control device.
  • This state can be returned to a state where stable operation or intended operation can be performed.
  • the second power supply control device increases the sharing ratio of the first power (that is, by increasing the burden on the first power supply, as in the first power supply control device, the first power supply control device substantially increases the first power supply share).
  • the state of the second power source can be returned to a state where stable operation or intended operation can be performed.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the vehicle 1 according to this embodiment.
  • the vehicle 1 includes a motor generator 10, an axle 21, wheels 22, a power supply system 30, and a specific example of “power supply control device (that is, selection means, adjustment means, and control means)”.
  • ECU40 which is.
  • the motor generator 10 functions as an electric motor that supplies power to the axle 21 (that is, power necessary for traveling of the vehicle 1) by driving mainly using electric power output from the power supply system 30 during power running. Furthermore, the motor generator 10 mainly functions as a generator for charging the battery 31 and the capacitor 32 included in the power supply system 30 during regeneration.
  • the axle 21 is a transmission shaft for transmitting the power output from the motor generator 10 to the wheels 22.
  • the wheel 22 is a means for transmitting the power transmitted through the axle 21 to the road surface.
  • FIG. 1 shows an example in which the vehicle 1 includes one wheel 22 on each side, but actually, each vehicle 22 includes one wheel 22 on each of the front, rear, left, and right sides (that is, a total of four wheels 12). Is preferred.
  • FIG. 1 illustrates a vehicle 1 including a single motor generator 10.
  • the vehicle 1 may include two or more motor generators 10.
  • the vehicle 1 may further include an engine in addition to the motor generator 10. That is, the vehicle 1 of the present embodiment may be an electric vehicle or a hybrid vehicle.
  • the power supply system 30 outputs power necessary for the motor generator 10 to function as an electric motor to the motor generator 10 during power running. Furthermore, the electric power generated by the motor generator 10 that functions as a generator is input from the motor generator 10 to the power supply system 30 during regeneration.
  • Such a power supply system 30 includes a battery 31 that is a specific example of “first power supply”, a capacitor 32 that is a specific example of “second power supply”, a power converter 33, a smoothing capacitor 34, and an inverter. 35.
  • the battery 31 is a storage battery that can input and output (that is, charge and discharge) electric power using an electrochemical reaction (that is, a reaction that converts chemical energy into electrical energy) or the like.
  • Examples of such a battery 31 include a lead storage battery, a lithium ion battery, a nickel metal hydride battery, and a fuel cell.
  • the capacitor 32 can input and output electric power using a physical action or a chemical action that accumulates electric charges (that is, electric energy).
  • An example of such a capacitor 32 is an electric double layer capacitor, for example.
  • the power source used instead of the battery 31 may be a power source having a larger capacity (or higher energy density) than a power source used instead of the capacitor 32.
  • the power source used in place of the battery 31 may be a power source that can output a certain amount of power for a longer time than the power source used in place of the capacitor 32.
  • the power source used in place of the capacitor 32 may be a power source having a larger output than the power source used in place of the battery 31.
  • the power source used in place of the capacitor 32 may be a power source capable of performing power input / output more rapidly (steeply) than the power source used in place of the battery 31.
  • a high capacity battery that is, a power source used in place of the battery 31
  • a high output type battery that is, a power source used in place of the capacitor 32
  • a high capacity Type capacitor that is, a power source used in place of the battery 31
  • a high output type capacitor that is, a power source used in place of the capacitor 32.
  • the power converter 33 controls the electric power output from the battery 31 and the electric power output from the capacitor 32 under the control of the ECU 40 to the required power required by the power supply system 30 (typically, the power supply system 30 is connected to the motor generator 10. In accordance with the power to be output.
  • the power converter 33 outputs the converted power to the inverter 35. Further, the power converter 33 converts the power input from the inverter 35 under the control of the ECU 40 (that is, the power generated by the regeneration of the motor generator 10) to the required power (typically, required for the power supply system 30). Is electric power to be input to the power supply system 30, and is substantially converted in accordance with electric power to be input to the battery 31 and the capacitor 32).
  • the power converter 33 outputs the converted power to at least one of the battery 31 and the capacitor 32.
  • the power converter 33 substantially controls the distribution of power between the battery 31 and the capacitor 32 and the inverter 35 and the distribution of power between the battery 31 and the capacitor 32. Can do.
  • FIG. 1 illustrates a power supply system 30 including a single power converter 33 common to the battery 31 and the capacitor 32.
  • the power supply system 30 may include two or more power converters 33 (for example, a power converter 33 corresponding to the battery 31 and a power converter 33 corresponding to the capacitor 32).
  • the smoothing capacitor 34 smoothes fluctuations in power supplied from the power converter 33 to the inverter 34 (actually fluctuations in voltage on the power supply line between the power converter 33 and the inverter 34) during powering. Turn into. Similarly, during the regeneration, the smoothing capacitor 34 changes the power supplied from the inverter 34 to the power converter 33 (substantially changes in the voltage in the power supply line between the power converter 33 and the inverter 34). ) Is smoothed.
  • the ECU 40 is an electronic control unit configured to be able to control the entire operation of the vehicle 1.
  • the ECU 40 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like.
  • the sharing ratio is referred to as power output from the battery 31 (hereinafter referred to as “battery output power” as appropriate) and power output from the capacitor 32 (hereinafter referred to as “capacitor output power” as appropriate). ) Ratio.
  • the required power is substantially the required input power to be input from the motor generator 10 to the power supply system 30. Therefore, in this case, the sharing ratio is determined based on the power input to the battery 31 with respect to the required input power (hereinafter referred to as “battery input power” as appropriate) and the power input to the capacitor 32 (hereinafter referred to as “capacitor input power” as appropriate). Ratio).
  • FIG. 2 is a flowchart showing the overall flow of the control operation of the vehicle 1 of the present embodiment (substantially the control operation of the power supply system 30 and the operation of changing the sharing ratio of the battery 31 and the capacitor 32).
  • the ECU 40 determines whether or not the characteristic required for the vehicle is a characteristic in which the driving performance is more important than the fuel efficiency (step S10).
  • a driving mode of the vehicle 1 an example will be described in which there are a sports mode in which driving performance is emphasized and an eco mode in which fuel efficiency is emphasized.
  • the ECU 40 determines whether or not the characteristic required for the vehicle is a characteristic in which the driving performance is more important than the fuel efficiency based on the user's operation via the operation button for designating the sports mode and the eco mode. It may be determined.
  • the ECU 40 may voluntarily determine whether or not the characteristics required of the vehicle are characteristics that place importance on the traveling performance rather than the fuel efficiency performance in consideration of the traveling condition of the vehicle.
  • the characteristic required for the vehicle is not a characteristic that emphasizes the driving performance rather than the fuel consumption performance (that is, the characteristic required for the vehicle emphasizes the fuel efficiency more than the driving performance). If it is determined (step S10: No), the ECU 40 selects the eco mode as the vehicle travel mode (step S12). In this case, the ECU 40 determines (in other words, adjusts) the sharing ratio between the battery 31 and the capacitor 32 based on the eco mode (step S13). The operation of determining the sharing ratio between the battery 31 and the capacitor 32 based on the eco mode will be described in detail later (see FIGS. 3 and 4).
  • the ECU 40 controls the power converter 32 so that the battery 31 inputs and outputs battery power and the capacitor 32 inputs and outputs capacitor power according to the sharing ratio determined in step S13 (step S14).
  • the battery 31 performs input / output of battery power according to the sharing ratio determined in step S13.
  • the capacitor 32 inputs and outputs capacitor power according to the sharing ratio determined in step S13.
  • FIG. 3 is a graph schematically showing how the sharing ratio of the battery 31 and the capacitor 32 is changed.
  • FIG. 4 is a graph schematically showing the relationship between the required output power, the battery output power, and the capacitor output power when the sharing ratios of the battery 31 and the capacitor 32 are different.
  • the sport mode and the eco mode are travel modes that can be distinguished from each other depending on, for example, the sharing ratio of the battery 31 and the capacitor 32. .
  • the sport mode and the eco mode are distinguished according to the magnitude relationship between the sharing ratio of the battery 31 (that is, the sharing ratio of the battery output power) and the sharing ratio of the capacitor 32 (that is, the sharing ratio of the capacitor output power). Also good.
  • the sharing ratio of the battery 31 (that is, the sharing ratio of the battery output power) is the sharing ratio of the capacitor 32 (that is, the capacitor A traveling mode in which the output power sharing ratio) is greater
  • FIG. 3A shows an example in which the sharing ratio of the battery 31 is increased in the sport mode as the degree of emphasis on running performance is stronger (that is, the shift to the left side in FIG. 3A). Show.
  • the ECU 40 determines the sharing ratio of the battery 31 and the capacitor 32 so that the sharing ratio of the battery 31 during power running is larger than the sharing ratio of the capacitor 32 during power running. Good. Specifically, for example, as indicated by a point S1 in FIG. 3A, the ECU 40 determines that the battery 31 and the capacitor 31 so that the sharing ratio of the battery 31 is 100% and the sharing ratio of the capacitor 32 is 0%. You may determine the share ratio of 32. In this case, as shown in FIG. 4A, all of the required output power is output from the battery 31 as battery output power. Alternatively, for example, as indicated by point S2 in FIG.
  • the eco mode may be a traveling mode in which the sharing ratio of the battery 31 is smaller than the sharing ratio of the capacitor 32 during powering.
  • FIG. 3A shows an example in which the sharing ratio of the battery 31 is smaller in the eco mode as the degree of emphasis on the fuel efficiency is stronger (that is, the shift to the right side in FIG. 3A). Show.
  • the ECU 40 determines the sharing ratio of the battery 31 and the capacitor 32 so that the sharing ratio of the battery 31 during power running is smaller than the sharing ratio of the capacitor 32 during power running. Good. Specifically, for example, as shown at point E1 in FIG. 3A, the ECU 40 sets the battery 31 and the capacitor so that the sharing ratio of the battery 31 is 0% and the sharing ratio of the capacitor 32 is 100%. You may determine the share ratio of 32. In this case, as shown in FIG. 4C, all of the required output power is output from the capacitor 32 as the capacitor output power. Alternatively, for example, as indicated by point E2 in FIG.
  • the ECU 40 shares the battery 31 and the capacitor 32 such that the sharing ratio of the battery 31 is 30% and the sharing ratio of the capacitor 32 is 70%.
  • the proportion may be determined.
  • 30% of the required output power is output from the battery 31 as the battery output power
  • 70% of the required output power is output from the capacitor 32 as the capacitor output power. Is output.
  • the sharing ratio determined in step S13 in FIG. 2 is (i) the battery output power corresponding to the sharing ratio is determined by the battery 31. Maintained when the upper limit value of the battery output power that can be output is not exceeded and (ii) the capacitor output power corresponding to the sharing ratio does not exceed the upper limit value of the capacitor output power that the capacitor 32 can output. The That is, when both the battery output power and the capacitor output power corresponding to the sharing ratio determined in step S13 in FIG. 2 do not exceed the respective upper limit values, the ECU 40 sets the sharing ratio determined in step S13. Accordingly, it is preferable to continue to control the power converter 32 so that the battery 31 outputs battery output power and the capacitor 32 outputs capacitor output power.

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Abstract

 電源制御装置(40)は、第1電力の入出力を行う第1電源(31)と、第2電力の入出力を行い且つ第1電源よりも容量が小さい一方で出力が大きい第2電源(32)との双方を含む電源システム(30)を用いて走行する車両(1)を制御する電源制御装置であって、電源システムに要求される要求電力に対する第1電力の分担割合が異なる複数の走行モードから、車両に要求される特性に応じて所望の走行モードを選択する選択手段(40)と、所望の走行モードに対応する分担割合で第1電力の入出力を行うように第1電源及び第2電源を制御する制御手段(40)とを備える。

Description

電源制御装置
 本発明は、例えば2種類の電源を含む電源システムを用いて走行する車両を制御するための電源制御装置の技術分野に関する。
 2種類の電源を含む電源システムを備えている車両(例えば、電気自動車やハイブリッド車両)が提案されている(特許文献1及び2参照)。2種類の電源としては、例えば、長時間に渡って一定電力を放電(つまり、出力)することができる電源と、急速な充放電(つまり、入出力)が可能な電源とが用いられる。
 ここで、特許文献1には、力行時に、電源装置に要求されている放電要求出力が電池の最大出力以下の場合には、放電要求出力の全てを電池が出力する制御方法が開示されている。更に、特許文献1には、電源装置に要求されている放電要求出力が電池の最大出力を超える場合には、放電要求出力のうち電池の最大出力を超える部分をキャパシタが出力する(或いは、放電要求出力の全てをキャパシタが出力する)制御方法が開示されている。このような制御方法によって、電池からの急峻な放電が防止されるがゆえに、電池の劣化が抑制される。
 また、特許文献2には、制動(回生)時に、バッテリへの充電を制限することで、大容量コンデンサへの充電の分担を大きくする制御方法が開示されている。このような制御方法によって、バッテリへの急速な充電が防止されるがゆえに、電池の劣化が抑制される。
特開平7-245808号公報 特開平5-30608号公報
 しかしながら、特許文献1及び2に開示された制御方法は、電池の劣化を防止するという観点のみから、電池への急速な充電又は電池からの急速な放電が生じ得る場合にのみ、キャパシタへの充電及びキャパシタからの放電が行われている。このため、特許文献1及び2に開示された制御方法では、車両に要求される特性に応じて電池とキャパシタとを臨機応変に使い分けることができないという技術的問題点が生ずる。例えば、特許文献1及び2に開示された制御方法では、電池の劣化を防止することに固執するあまり、車両の走行性能や燃費等が犠牲になるおそれがある。或いは、特許文献1及び2に開示された制御方法では、車両の走行性能や燃費等に限らず、車両に要求される特性が犠牲になる(つまり、本来意図した特性が得られない)おそれがある。
 本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、2種類の電源を備える車両に対して異なる特性が要求される場合であっても、当該異なる特性を臨機応変に満たしながら2種類の電源を用いて車両を走行させることが可能な電源制御装置を提供することを課題とする。
 (第1の電源制御装置)
 <1>
 上記課題を解決するための第1の電源制御装置は、第1電力の入出力を行う第1電源と、第2電力の入出力を行い且つ前記第1電源よりも容量が小さい一方で出力が大きい第2電源との双方を含む電源システムを用いて走行する車両を制御する電源制御装置であって、前記電源システムに要求される要求電力に対する前記第1電力の分担割合が異なる複数の走行モードから、前記車両に要求される特性に応じて所望の走行モードを選択する選択手段と、前記所望の走行モードに対応する分担割合に従って前記第1電力及び前記第2電力の入出力を行うように前記第1電源及び前記第2電源を制御する制御手段とを備える。
 第1の電源制御装置は、第1電源と第2電源との双方を含む電源システムを用いて走行する車両を制御することができる。
 このような電源システムを用いて走行する車両は、力行時には、典型的には電源システムから出力される電力を用いて走行する。具体的には、例えば、車両は、電源システムから出力される電力によって駆動する回転電機の動力を用いて走行する。その結果、車両が力行している場合には、第1電源及び第2電源の一方又は双方が、電力を出力する(つまり、放電する)ことが多い。一方で、車両は、回生時には、電源システムに対して電力を入力しながら走行する。具体的には、例えば、車両は、回転電機の回生発電によって発生する電力を電源システムに入力しながら走行する。その結果、車両が回生している場合には、第1電源及び第2電源の一方又は双方には、電力が入力される(つまり、充電される)ことが多い。
 ここで、第1電源は、第1電力の入出力(つまり、充放電)を行う。特に、第1電源は、第2電源よりも容量が大きい電源(いわゆる、高容量型の電源)である。従って、第1電源は、第2電源と比較して、より長時間に渡って一定の電力の出力を行うことができる。一方で、第2電源は、第2電力の入出力(つまり、充放電)を行う。特に、第2電源は、第1電源よりも出力が大きい電源(いわゆる、高出力型の電源)である。従って、第2電源は、第1電源と比較して、より急速に(急峻に)電力の入出力を行うことができる。
 尚、例えば、第1電源として電池が用いられ、第2電源としてキャパシタ(言い換えれば、コンデンサ)が用いられてもよい。或いは、例えば、第1電源として高容量型電池(つまり、高出力型電池よりも容量が大きい電池)が用いられ、第2電源として高出力型電池(つまり、高容量型電池よりも出力が大きい電池)が用いられてもよい。或いは、例えば、第1電源として高容量型キャパシタ(つまり、高出力型キャパシタよりも容量が大きいキャパシタ)が用いられ、第2電源として高出力型キャパシタ(つまり、高容量型キャパシタよりも出力が大きいキャパシタ)が用いられてもよい。
 このような車両(言い換えれば、このような車両が備える電源システム)を制御するために、第1の電源制御装置は、選択手段と、制御手段とを備えている。
 選択手段は、複数の走行モードから所望の走行モードを選択する。複数の走行モードは、要求電力に対する第1電力の分担割合(つまり、要求電力のうち第1電源が入出力する第1電力が占める又は負担する割合)に応じて相互に区別される。例えば、複数の走行モードは、第1電力の分担割合が第1の範囲にある走行モードや、第1電力の分担割合が第2の範囲にある(但し、第2の範囲の少なくとも一部は、第1の範囲とは異なる)走行モード等を含んでいてもよい。或いは、例えば、複数の走行モードは、第1電力の分担割合が第1の値になる走行モードや、第1電力の分担割合が第2の値になる(但し、第2の値は、第1の値とは異なる)走行モード等を含んでいてもよい。
 尚、要求電力は、電源システムに要求される電力である。つまり、車両が力行している場合には、要求電力は、車両が力行するために電源システムが出力するべき電力に相当する。或いは、車両が回生している場合には、要求電力は、電源システムに入力されるべき電力(つまり、回生によって発生する電力のうち電源システムに入力されるべき電力)に相当する。
 選択手段は特に、車両に要求される特性に応じて、所望の走行モードを選択する。例えば、選択手段は、車両に要求される特性に適した(或いは、最適な)第1電力の分担割合が対応付けられている所望の走行モードを選択してもよい。或いは、例えば、選択手段は、車両に要求される特性を実現可能な第1電力の分担割合が対応付けられている所望の走行モードを選択してもよい。
 より具体的には、例えば、選択手段は、車両に要求される特性が燃費性能よりも走行性能を重視するという特性である場合には、当該走行性能を重視するという特性に適した第1電力の分担割合が対応付けられている所望の走行モードを選択してもよい。或いは、選択手段は、車両に要求される特性が走行性能よりも燃費性能を重視するという特性である場合には、当該燃費性能を重視するという特性に適した第1電力の分担割合が対応付けられている所望の走行モードを選択してもよい。或いは、選択手段は、車両に要求される特性がその他の特性である場合には、当該その他の特性に適した第1電力の分担割合が対応付けられている所望の走行モードを選択してもよい。
 このように、選択手段は、車両の走行に合わせて車両に要求される特性が変化する都度、所望の走行モードを適宜選択することができる。つまり、選択手段は、所望の走行モードを適宜選択することで、実質的には、車両に要求される特性に応じて第1電力の分担割合を適宜変更することができる。
 尚、第1電力の分担割合が決定すれば、第2電力の分担割合もまた実質的には決定される。例えば、電源システムが第1電源及び第2電源以外の他の電源を備えていない場合には、第2電力の分担割合[%]は、100-第1電力の分担割合[%]となる。或いは、例えば、電源システムが第1電源及び第2電源以外の他の電源を更に備えている場合には、第2電力の分担割合[%]は、100-第1電力の分担割合-その他の電源が入出力する電力の分担割合[%]となる。
 制御手段は、選択手段が選択した所望の走行モードに対応する分担割合に従って第1電力の入出力を行うように、第1電源を制御する。同様に、制御手段は、選択手段が選択した所望の走行モードに対応する分担割合に従って第2電力の入出力を行うように、第2電源を制御する。その結果、第1電源は、所望の走行モードに対応する分担割合を直接的に満たすような第1電力の入出力を行う。また、第2電源は、所望の走行モードに対応する分担割合を間接的に満たすような第2電力の入出力を行う。従って、第1電源及び第2電源は、選択手段による走行モードの選択に基づいて定まる分担割合に応じて使い分けられる。
 尚、制御手段は、選択手段が選択した所望の走行モードに基づいて第1電力の分担割合を調整(或いは、決定)してもよい。例えば、所望の走行モードがある範囲の分担割合に対応付けられている場合には、制御手段は、所望の走行モードに対応する範囲内で、第1電力の分担割合を調整してもよい。具体的には、例えば、選択手段が選択した一の走行モードに対応付けられている第1電力の分担割合が第1の範囲にある場合には、制御手段は、第1の範囲内で第1電力の分担割合を調整してもよい。
 このとき、制御手段は、車両に要求される特性に応じて、第1電力の分担割合を調整してもよい。つまり、制御手段は、選択手段が選択した一の走行モードに対応する範囲内で、車両に要求される特性を満たし得る適切な(或いは、最適な)分担割合となるように、第1電力の分担割合を調整してもよい。より具体的には、例えば、制御手段は、燃費性能及び走行性能の重視度合いの相対的な関係に応じて、第1電力の分担割合を調整してもよい。或いは、制御手段は、相対的に容量が小さい第2電源の枯渇を未然に防止するように、第1電力の分担割合を調整してもよい。或いは、選択手段は、要求電力の急激な増加又は減少等に合わせて相対的に出力が大きい第2電源を積極的に使用するように、第1電力の分担割合を調整してもよい。
 その結果、制御手段は、選択手段によって同一の走行モードが所望の走行モードとして選択され続けている(言い換えれば、他の走行モードが所望の走行モードとして新たに選択されない)場合であっても、第1電力の分担割合を変更することができる。つまり、第1電力の分担割合は、選択手段による走行モードの選択に加えて又は代えて、制御手段による調整によっても適宜変更されてもよい。
 以上説明したように、第1の電源制御装置は、第1電力の分担割合を適宜変更することができる。言い換えれば、第1の電源制御装置によれば、第1電力の分担割合が常に同一の分担割合に固定されなくともよくなる。従って、第1の電源制御装置は、車両に要求される特性等が変化する都度、第1電力の分担割合を、当該特性の変化等に応じた適切な(或いは、最適な)分担割合に設定することができる。その結果、第1の電源制御装置は、選択手段による走行モードの選択に基づいて定まる分担割合に応じて、第1電源及び第2電源を臨機応変に使い分けることができる。つまり、第1の電源制御装置は、車両に要求される特性が第1の特性である場合には、当該第1の特性を実現するような第1の分担割合に基づいて第1電源及び第2電源を臨機応変に使い分けることができる。一方で、第1の電源制御装置は、車両に要求される特性が第1の特性とは異なる第2の特性である場合には、当該第2の特性を実現するような第2の分担割合に基づいて第1電源及び第2電源を臨機応変に使い分けることができる。このように、第1の電源制御装置は、複数の異なる特性の両立を実現するように、第1電源及び第2電源を臨機応変に使い分けることができる。
 尚、上述した特許文献1及び2に開示された制御方法は、車両に要求される特性に応じて第1電力の分担割合を変更するという技術思想を有していない。つまり、特許文献1及び2に開示された制御方法は、原則として電池の分担割合を100%に固定している。その上で、特許文献1及び2に開示された制御方法は、電池への急速な充電又は電池からの急速な放電が生じ得る場合にのみ、キャパシタへの充電及びキャパシタからの放電を行っているに過ぎない。従って、特許文献1及び2に開示された制御方法は、電池の劣化のみを抑制できるに過ぎないがゆえに、複数の異なる特性の両立を実現するように電池及びキャパシタを臨機応変に(つまり、車両に要求される特性に応じて)使い分けることが困難である。しかるに、第1の電源制御装置は、選択手段による走行モードの選択によって第1電力の分担割合を適宜変更することができるがゆえに、第1電源及び第2電源を臨機応変に(つまり、車両に要求される特性に応じて)使い分けることができるという優位性を有している。更には、第1の電源制御装置では更に、選択手段が選択した所望の走行モードの範囲内で第1電力の分担割合が調整されれば、第1電源及び第2電源をより一層臨機応変に(つまり、車両に要求される特性に応じて)使い分けることができるという優位性を有している。
 <2>
 第1の電源制御装置の他の態様では、前記複数の走行モードは、(i)前記第1電力の分担割合が第1閾値よりも小さい第1走行モードと、(ii)前記第1電力の分担割合が前記第1閾値よりも大きい第2走行モードとを含んでいる。
 この態様によれば、選択手段は、車両に要求されている特性に応じて、第1電力の分担割合が相対的に小さい第1走行モード及び第1電力の分担割合が相対的に大きい第2走行モードのいずれかを選択することができる。
 尚、第1閾値は、車両に要求される特性と第1電力の分担割合との相関関係を考慮した上で、夫々が異なる特性を満たし得る第1走行モードと第2走行モードとを適切に区別可能な任意の値に設定されることが好ましい。
 <3>
 第1の電源制御装置の他の態様では、前記複数の走行モードは、(i)前記第1電力の分担割合が、前記要求電力に対する前記第2電力の分担割合よりも小さい第1走行モードと、(ii)前記第1電力の分担割合が、前記第2電力の分担割合よりも大きい第2走行モードとを含んでいる。
 この態様によれば、選択手段は、車両に要求されている特性に応じて、第1電力の分担割合が相対的に小さい第1走行モード及び第1電力の分担割合が相対的に大きい第2走行モードのいずれかを選択することができる。
 <4>
 複数の走行モードが第1及び第2走行モードを含む第1の電源制御装置の態様では、前記車両に要求される特性が走行性能よりも燃費性能を重視する特性である場合には、前記選択手段は、前記第1走行モードを選択し、前記車両に要求される特性が燃費性能よりも走行性能を重視する特性である場合には、前記選択手段は、前記第2走行モードを選択する。
 この態様によれば、車両が走行性能(例えば、走行レスポンスの向上等)よりも燃費性能(例えば、燃費の向上等)を重視する場合には、選択手段は、第1電力の分担割合が相対的に小さくなる第1走行モードを選択する。その結果、第1走行モードが選択されている場合には、第2走行モードが選択されている場合と比較して、第1電力の分担割合が小さくなる一方で、第2電力の分担割合が大きくなる。ここで、第2電源の容量が相対的に小さく且つ第2電源の出力が相対的に大きいがゆえに、第2電源における第2電力の入出力の効率は、第1電源における第1電力の入出力の効率よりも一般的には良好となる。このため、第2電力の分担割合が大きくなるほど(言い換えれば、第1電力の分担割合が小さくなるほど)、車両の燃費性能が向上する。つまり、第1走行モードが選択されている場合には、第2走行モードが選択されている場合と比較して、車両の燃費性能が向上する。
 一方で、車両が燃費性能よりも走行性能を重視する場合には、選択手段は、第1電力の分担割合が相対的に大きくなる第2走行モードを選択する。その結果、第2走行モードが選択されている場合には、第1走行モードが選択されている場合と比較して、第1電力の分担割合が大きくなる一方で、第2電力の分担割合が小さくなる。この場合、第2電源が出力するべき第2電力が相対的に少なくなるがゆえに、第2電源が枯渇しにくくなる。言い換えれば、第2電源の枯渇が抑制される。その結果、第2電源の枯渇が抑制されていない場合と比較して、第2電源の容量を相対的に小さくしやすくなるがゆえに、第2電源のコストやサイズ等の低減が実現される。更には、走行性能を満たす(例えば、相対的に大きな加速度で加速する)ために一時的に大きな要求電力が必要とされる場合には、出力が相対的に大きい第2電源が一時的に第2電力を出力することで、要求電力を満たす(つまり、第1電源が出力する第1電力をサポートする)ことが好ましい。そうすると、第2電源の枯渇が抑制されている場合には、このような走行性能を満たすために第2電源が第2電力を出力しやすくなる。言い換えれば、要求電力の変動に合わせて第2電源が一時的に第2電力を出力するべきタイミングで、第2電源が第2電力を出力することができない事態が生じにくくなる。その結果、走行性能を重視する特性をより長時間満たすことができる。
 尚、この態様に応じた選択は、車両が力行している場合に行われることが好ましい。一方で、車両が回生している場合には、選択手段は、この態様に応じた選択を行ってもよい。或いは、車両が回生している場合には、選択手段は、車両に要求される特性が走行性能よりも燃費性能を重視する特性であるのか又は燃費性能よりも走行性能を重視する特性であるかに関わらず、第2電力の分担割合が相対的に大きくなる第1走行モードを選択してもよい。その結果、車両が回生している場合には、第2電源に対する第2電力の入力(つまり、回生によって発電された電力による第2電源の充電)が相対的に優先される。
 <5>
 車両に要求される特性が燃費性能よりも走行性能を重視する特性である場合に第2走行モードを選択する第1の電源制御装置の態様では、前記第1電源及び前記第2電源のうちの少なくとも一方の現在特性値と前記第1電源及び前記第2電源のうちの少なくとも一方の定格限界値との間の差分が第2閾値より小さい場合には、前記車両に要求される特性が燃費性能よりも走行性能を重視する特性である場合であっても、前記選択手段は、前記第2走行モードを選択しない。
 この態様によれば、第1電源の現在特性値と第1電源の定格限界値との間の差分が第2閾値より小さい場合には、第1電源が安定的な動作又は意図した動作を行うことができないおそれがある。つまり、このような場合には、走行性能を満たすだけの第1電力の入出力を第1電源が行うことができないおそれがある。同様に、第2電源の現在特性値と第2電源の定格限界値との間の差分が第2閾値より小さい場合には、第2電源が安定的な動作又は意図した動作を行うことができないおそれがある。つまり、このような場合には、走行性能を満たすだけの第2電力の入出力を第2電源が行うことができないおそれがある。従って、第1電源及び第2電源のうちの少なくとも一方が安定的な動作又は意図した動作を行うことができないおそれがある場合には、車両に要求される特性が燃費性能よりも走行性能を重視する特性である場合であっても、選択手段は、走行性能を重視するための分担割合が対応付けられた第2走行モードを選択しなくともよい。
 尚、「電源の現在特性値」は、電源の現在の状態を直接的に又は間接的に示すことが可能な任意のパラメータを意味する。このような電源の現在特性値として、例えば、電源の現在の温度や、電源の現在のSOC値等が一例としてあげられる。また、「電源の定格限界値」は、電源の現在特性値が取り得る限界値であって定格等によって定められている限界値を意味する。このような電源の定格限界値として、電源が動作可能な温度の限界値や、電源が取り得るSOC値の限界値等が一例としてあげられる。
 また、第2閾値は、第1電源の仕様を考慮した上で、走行性能を満たすだけの第1電力の入出力を第1電源が行うことができる状態と走行性能を満たすだけの第1電力の入出力を第1電源が行うことができない状態とを適切に区別可能な任意の値に設定されることが好ましい。更には、第2閾値は、第2電源の仕様を考慮した上で、走行性能を満たすだけの第2電力の入出力を第2電源が行うことができる状態と走行性能を満たすだけの第2電力の入出力を第2電源が行うことができない状態とを適切に区別可能な任意の値に設定されることが好ましい。
 <6>
 第1の電源制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記第1電源及び前記第2電源のうちの少なくとも一方の現在特性値と前記第1電源及び前記第2電源のうちの少なくとも一方の定格限界値との間の差分に応じて、前記第1電力の分担割合を調整する。
 この態様によれば、第1電源の現在特性値と第1電源の定格限界値との間の差分は、実質的には、第1電源が安定的な動作又は意図した動作を行うことができるか否かを示している。このため、第1の電源制御装置は、第1電源の現在特性値と第1電源の定格限界値との間の差分に応じて第1電力の分担割合を調整することで、第1電源及び第2電源をより一層臨機応変に使い分けることができる。
 同様に、第2電源の現在特性値と第2電源の定格限界値との間の差分は、実質的には、第2電源が安定的な動作又は意図した動作を行うことができるか否かを示している。このため、第1の電源制御装置は、第2電源の現在特性値と第2電源の定格限界値との間の差分に応じて第1電力の分担割合を調整することで、第1電源及び第2電源をより一層臨機応変に使い分けることができる。
 尚、この態様による第1電力の分担割合の調整は、第1電源の現在特性値と第1電源の定格限界値との間の差分が第2閾値より小さい場合(つまり、第1電源が安定的な動作又は意図した動作を行うことができないおそれがある場合)に行われてもよい。同様に、この態様による第1電力の分担割合の調整は、第2電源の現在特性値と第2電源の定格限界値との間の差分が第2閾値より小さい場合(つまり、第2電源が安定的な動作又は意図した動作を行うことができないおそれがある場合)に行われてもよい。つまり、この態様による第1電力の分担割合の調整は、第1電源の現在特性値と第1電源の定格限界値との間の差分及び第2電源の現在特性値と第2電源の定格限界値との間の差分の双方が第2閾値より小さくない場合(つまり、第1電源及び第2電源の双方が安定的な動作又は意図した動作を行うことができると推定される場合)には行われなくともよい。
 <7>
 上述の如く第1電源及び第2電源のうちの少なくとも一方の現在特性値と第1電源及び第2電源のうちの少なくとも一方の定格限界値との間の差分に応じて1電力の分担割合を調整する第1の電源制御装置の態様では、前記制御手段は、前記第1電源の現在特性値と前記第1電源の定格限界値との間の差分が小さくなるほど前記第1電力の分担割合を減少させる。
 この態様によれば、第1電源の現在特性値と第1電源の定格限界値との間の差分が相対的に小さい場合には、第1電源の現在特性値と第1電源の定格限界値との間の差分が相対的に大きい場合と比較して、第1電源が安定的な動作又は意図した動作を行うことができない可能性が高くなる。このため、この場合には、第1の電源制御装置は、第1電力の分担割合を減少させる(つまり、第1電源の負担を減らす)ことで、第1電源の状態を安定的な動作又は意図した動作を行うことができる状態に戻すことができる。このように、第1の電源制御装置は、第1電源及び第2電源をより一層臨機応変に使い分けることができる。
 <8>
 上述の如く第1電源及び第2電源のうちの少なくとも一方の現在特性値と第1電源及び第2電源のうちの少なくとも一方の定格限界値との間の差分に応じて1電力の分担割合を調整する第1の電源制御装置の態様では、前記制御手段は、前記第2電源の現在特性値と前記第2電源の定格限界値との間の差分が小さくなるほど前記第1電力の分担割合を増加させる。
 この態様によれば、第2電源の現在特性値と第2電源の定格限界値との間の差分が相対的に小さい場合には、第2電源の現在特性値と第2電源の定格限界値との間の差分が相対的に大きい場合と比較して、第2電源が安定的な動作又は意図した動作を行うことができない可能性が高くなる。このため、この場合には、第1の電源制御装置は、第1電力の分担割合を増加させる(つまり、第1電源の負担を増やすことで、実質的に第2電源の負担を減らす)ことで、第2電源の状態を安定的な動作又は意図した動作を行うことができる状態に戻すことができる。このように、第1の電源制御装置は、第1電源及び第2電源をより一層臨機応変に使い分けることができる。
 (第2の電源制御装置)
 <9>
 上記課題を解決する第2の電源制御装置は、第1電力の入出力を行う第1電源と、第2電力の入出力を行い且つ前記第1電源よりも容量が小さい一方で出力が大きい第2電源との双方を含む電源システムを用いて走行する車両を制御する電源制御装置であって、前記車両に要求される特性に応じて、前記電源システムに要求される要求電力に対する前記第1電力の分担割合を動的に調整する調整手段と、前記調整手段が調整した分担割合に従って前記第1電力及び前記第2電力の入出力を行うように、前記第1電源及び前記第2電源を制御する制御手段とを備える。
 第2の電源制御装置は、第1の電源制御装置と同様に、第1電源と第2電源との双方を含む電源システムを用いて走行する車両を制御することができる。尚、第1の電源制御装置と同様の構成については、説明を省略する。
 このような車両(言い換えれば、このような車両が備える電源システム)を制御するために、第2の電源制御装置は、調整手段と、制御手段とを備えている。
 調整手段は、要求電力に対する第1電力の分担割合を調整する。調整手段は特に、車両に要求される特性に応じて、第1電力の分担割合を動的に(つまり、車両に要求される特性が変化する都度)調整する。例えば、選択手段は、車両に要求される特性に適した(或いは、最適な)分担割合となるように、第1電力の分担割合を調整してもよい。或いは、例えば、調整手段は、車両に要求される特性を実現可能な分担割合となるように、第1電力の分担割合を調整してもよい。
 より具体的には、例えば、調整手段は、車両に要求される特性が燃費性能よりも走行性能を重視するという特性である場合には、当該走行性能を重視するという特性に適した分担割合となるように、第1電力の分担割合を調整してもよい。或いは、調整手段は、車両に要求される特性が走行性能よりも燃費性能を重視するという特性である場合には、当該燃費性能を重視するという特性に適した分担割合となるように、第1電力の分担割合を調整してもよい。或いは、調整手段は、車両に要求される特性がその他の特性である場合には、当該その他の特性に適した分担割合となるように、第1電力の分担割合を調整してもよい。或いは、調整手段は、燃費性能及び走行性能の重視度合いの相対的な関係に応じて、第1電力の分担割合を調整してもよい。或いは、調整手段は、相対的に容量が小さい第2電源の枯渇を未然に防止するように、第1電力の分担割合を調整してもよい。或いは、調整手段は、要求電力の急激な増加又は減少等に合わせて相対的に出力が大きい第2電源を積極的に使用するように、第1電力の分担割合を調整してもよい。
 このように、調整手段は、車両の走行に合わせて車両に要求される特性が変化する都度、第1電力の分担割合を適宜調整することができる。つまり、調整手段は、実質的には、車両に要求される特性に応じて第1電力の分担割合を適宜変更することができる。
 制御手段は、調整手段が調整した分担割合に従って第1電力の入出力を行うように、第1電源を制御する。同様に、制御手段は、調整手段が調整した分担割合に従って第2電力の入出力を行うように、第2電源を制御する。その結果、第1電源は、調整手段が調整した分担割合を直接的に満たすような第1電力の入出力を行う。また、第2電源は、調整手段が調整した分担割合を間接的に満たすような第2電力の入出力を行う。従って、第1電源及び第2電源は、調整手段によって調整される分担割合に応じて使い分けられる。
 以上説明したように、第2の電源制御装置は、第1の電源制御装置と同様に、第1電力の分担割合を適宜変更することができる。言い換えれば、第2の電源制御装置によれば、第1の電源制御装置と同様に、第1電力の分担割合が常に同一の分担割合に固定されなくともよくなる。従って、第2の電源制御装置は、第1の電源制御装置が享受する各種効果と同様の効果を享受することができる。つまり、第2の電源制御装置は、複数の異なる特性の両立を実現するように、第1電源及び第2電源を臨機応変に使い分けることができる。
 <10・11>
 第2の電源制御装置の他の態様では、前記調整手段は、(i)前記車両に要求される特性が走行性能よりも燃費性能を重視する特性である場合には、前記第1電力の分担割合が所第1閾値よりも小さくなるように前記第1電力の分担割合を調整し、(ii)前記車両に要求される特性が燃費性能よりも走行性能を重視する特性である場合には、前記第1電力の分担割合が前記閾値よりも大きくなるように前記第1電力の分担割合を調整する。
 或いは、第2の電源制御装置の他の態様では、前記調整手段は、(i)前記車両に要求される特性が走行性能よりも燃費性能を重視する特性である場合には、前記第1電力の分担割合が、前記要求電力に対する前記第2電力の分担割合よりも小さくなるように前記第1電力の分担割合を調整し、(ii)前記車両に要求される特性が燃費性能よりも走行性能を重視する特性である場合には、前記第1電力の分担割合が、前記第2電力の分担割合よりも大きくなるように前記第1電力の分担割合を調整する。
 これらの態様によれば、車両が走行性能よりも燃費性能を重視する場合には、調整手段は、第1電力の分担割合が相対的に小さくなるように、第1電力の分担割合を調整する。従って、第1の電源制御装置と同様に、車両の燃費性能が向上する。一方で、車両が燃費性能よりも走行性能を重視する場合には、調整手段は、第1電力の分担割合が相対的に大きくなるように、第1電力の分担割合を調整する。従って、第1の電源制御装置と同様に、第2電源のコストやサイズ等の低減が実現される。同様に、走行性能を重視する特性をより長時間満たすことができる。
 <12・13>
 車両に要求される特性が燃費性能よりも走行性能を重視する特性である場合に第1電力の分担割合が第1閾値よりも大きくなるように第1電力の分担割合を調整する第2の電源制御装置の態様では、第2走行モードを選択する第1の電源制御装置の態様では、前記第1電源及び前記第2電源のうちの少なくとも一方の現在特性値と前記第1電源及び前記第2電源のうちの少なくとも一方の定格限界値との間の差分が第2閾値より小さい場合には、前記車両に要求される特性が燃費性能よりも走行性能を重視する特性である場合であっても、前記調整手段は、前記第1電力の分担割合が前記第1閾値よりも大きくなるように前記第1電力の分担割合を調整しない。
 或いは、車両に要求される特性が燃費性能よりも走行性能を重視する特性である場合に第1電力の分担割合が第2電力の分担割合よりも大きくなるように第1電力の分担割合を調整する第2の電源制御装置の態様では、第2走行モードを選択する第1の電源制御装置の態様では、前記第1電源及び前記第2電源のうちの少なくとも一方の現在特性値と前記第1電源及び前記第2電源のうちの少なくとも一方の定格限界値との間の差分が第2閾値より小さい場合には、前記車両に要求される特性が燃費性能よりも走行性能を重視する特性である場合であっても、前記調整手段は、前記第1電力の分担割合が前記第2電力の分担割合よりも大きくなるように前記第1電力の分担割合を調整しない。
 これらの態様によれば、第1の電源制御装置と同様に、第1電源及び第2電源のうちの少なくとも一方が安定的な動作又は意図した動作を行うことができないおそれがある場合には、車両に要求される特性が燃費性能よりも走行性能を重視する特性である場合であっても、調整手段は、走行性能を重視するための分担割合となるように第1電力の分担割合を調整しなくともよい。
 <14>
 第2の電源制御装置の他の態様では、前記調整手段は、前記第1電源及び前記第2電源のうちの少なくとも一方の現在特性値と前記第1電源及び前記第2電源のうちの少なくとも一方の定格限界値との間の差分に応じて、前記第1電力の分担割合を更に調整する。
 この態様によれば、第2の電源制御装置は、第1の電源制御装置と同様に、第1電源の現在特性値と第1電源の定格限界値との間の差分に応じて第1電力の分担割合を調整することで、第1電源及び第2電源をより一層臨機応変に使い分けることができる。同様に、第2の電源制御装置は、第1の電源制御装置と同様に、第2電源の現在特性値と第2電源の定格限界値との間の差分に応じて第1電力の分担割合を調整することで、第1電源及び第2電源をより一層臨機応変に使い分けることができる。
 <15>
 上述の如く第1電源及び第2電源のうちの少なくとも一方の現在特性値と第1電源及び第2電源のうちの少なくとも一方の定格限界値との間の差分に応じて1電力の分担割合を調整する第2の電源制御装置の態様では、前記調整手段は、前記第1電源の現在特性値と前記第1電源の定格限界値との間の差分が小さくなるほど前記第1電力の分担割合を減少させる。
 この態様によれば、第2の電源制御装置は、第1の電源制御装置と同様に、第1電力の分担割合を減少させる(つまり、第1電源の負担を減らす)ことで、第1電源の状態を安定的な動作又は意図した動作を行うことができる状態に戻すことができる。
 <16>
 上述の如く第1電源及び第2電源のうちの少なくとも一方の現在特性値と第1電源及び第2電源のうちの少なくとも一方の定格限界値との間の差分に応じて1電力の分担割合を調整する第2の電源制御装置の態様では、前記調整手段は、前記第2電源の現在特性値と前記第2電源の定格限界値との間の差分が小さくなるほど前記第1電力の分担割合を増加させる。
 この態様によれば、第2の電源制御装置は、第1の電源制御装置と同様に、第1電力の分担割合を増加させる(つまり、第1電源の負担を増やすことで、実質的に第2電源の負担を減らす)ことで、第2電源の状態を安定的な動作又は意図した動作を行うことができる状態に戻すことができる。
 本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から更に明らかにされる。
本実施形態の車両の構成の一例を示すブロック図である。 本実施形態の車両の制御動作(実質的には、電源システムの制御動作であり、電池及びキャパシタの分担割合の変更動作)全体の流れを示すフローチャートである。 電池及びキャパシタの分担割合の変更の様子を模式的に示すグラフである。 電池及びキャパシタの分担割合が異なる場合の、要求出力電力と電池出力電力及びキャパシタ出力電力との間の関係を模式的に示すグラフである。 電池及びキャパシタの温度特性を示すグラフである。 キャパシタのSOC(State Of Charge)に応じた電池及びキャパシタの分担割合の調整動作を示すグラフである。 電池の温度に応じた電池及びキャパシタの分担割合の調整動作を示すグラフである。
 以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態の一例として、モータジェネレータ10を備える車両1に対して本発明を適用した場合の実施形態について説明する。
 (1)車両の構成
 はじめに、図1を参照して、本実施形態の車両1の構成について説明する。ここに、図1は、本実施形態の車両1の構成の一例を示すブロック図である。
 図1に示すように、車両1は、モータジェネレータ10と、車軸21と、車輪22と、電源システム30と、「電源制御装置(つまり、選択手段、調整手段及び制御手段)」の一具体例であるECU40とを備える。
 モータジェネレータ10は、力行時には、主として、電源システム30から出力される電力を用いて駆動することで、車軸21に動力(つまり、車両1の走行に必要な動力)を供給する電動機として機能する。更に、モータジェネレータ10は、回生時には、主として、電源システム30が備える電池31及びキャパシタ32を充電するための発電機として機能する。
 車軸21は、モータジェネレータ10から出力された動力を車輪22に伝達するための伝達軸である。
 車輪22は、車軸21を介して伝達される動力を路面に伝達する手段である。図1は、車両1が左右に一輪ずつの車輪22を備える例を示しているが、実際には、前後左右に一輪ずつ車輪22を備えている(つまり、合計4つの車輪12を備えている)ことが好ましい。
 尚、図1は、単一のモータジェネレータ10を備える車両1を例示している。しかしながら、車両1は、2つ以上のモータジェネレータ10を備えていてもよい。更には、車両1は、モータジェネレータ10に加えて、エンジンを更に備えていてもよい。つまり、本実施形態の車両1は、電気自動車やハイブリッド車両であってもよい。
 電源システム30は、力行時には、モータジェネレータ10が電動機として機能するために必要な電力をモータジェネレータ10に対して出力する。更に、電源システム30には、回生時には、発電機として機能するモータジェネレータ10が発電する電力が、モータジェネレータ10から入力される。
 このような電源システム30は、「第1電源」の一具体例である電池31と、「第2電源」の一具体例であるキャパシタ32と、電力変換器33と、平滑コンデンサ34と、インバータ35とを備えている。
 電池31は、電気化学反応(つまり、化学エネルギーを電気エネルギーに変換する反応)等を利用して電力の入出力(つまり、充放電)を行うことができる蓄電池である。このような電池31の一例として、例えば、鉛蓄電池や、リチウムイオン電池や、ニッケル水素電池や、燃料電池等があげられる。
 キャパシタ32は、電荷(つまり、電気エネルギー)を蓄積する物理的作用又は化学的作用を利用して電力の入出力を行うことができる。このようなキャパシタ32の一例として、例えば、電気二重層コンデンサ等が一例としてあげられる。
 尚、電池31及びキャパシタ32に代えて、電力の入出力を行うことが可能な任意の2種類の電源が用いられてもよい。この場合、電池31に代えて用いられる電源は、キャパシタ32に代えて用いられる電源と比較して、容量が大きい(或いは、エネルギー密度が大きい)電源であってもよい。或いは、電池31に代えて用いられる電源は、キャパシタ32に代えて用いられる電源と比較して、一定の電力の出力をより長時間行うことができる電源であってもよい。また、キャパシタ32に代えて用いられる電源は、電池31に代えて用いられる電源と比較して、出力が大きい電源であってもよい。或いは、キャパシタ32に代えて用いられる電源は、電池31に代えて用いられる電源と比較して、電力の入出力を急速に(急峻に)行うことができる電源であってもよい。このような2種類の電源の一例として、例えば、高容量型電池(つまり、電池31に代えて用いられる電源)及び高出力型電池(つまり、キャパシタ32に代えて用いられる電源)や、高容量型キャパシタ(つまり、電池31に代えて用いられる電源)及び高出力型キャパシタ(つまり、キャパシタ32に代えて用いられる電源)があげられる。
 電力変換器33は、ECU40の制御下で、電池31が出力する電力及びキャパシタ32が出力する電力を、電源システム30に要求されている要求電力(典型的には、電源システム30がモータジェネレータ10に対して出力するべき電力)に応じて変換する。電力変換器33は、変換した電力を、インバータ35に出力する。更に、電力変換器33は、ECU40の制御下で、インバータ35から入力される電力(つまり、モータジェネレータ10の回生によって発生した電力)を、電源システム30に要求されている要求電力(典型的には、電源システム30に対して入力するべき電力であり、実質的には、電池31及びキャパシタ32に対して入力するべき電力)に応じて変換する。電力変換器33は、変換した電力を、電池31及びキャパシタ32の少なくとも一方に出力する。このような電力変換により、電力変換器33は、実質的には、電池31及びキャパシタ32とインバータ35との間における電力の分配及び電池31とキャパシタ32との間における電力の分配を制御することができる。
 尚、図1は、電池31及びキャパシタ32に共通する単一の電力変換器33を備える電源システム30を例示している。しかしながら、電源システム30は、2つ以上の電力変換器33(例えば、電池31に対応する電力変換器33と、キャパシタ32に対応する電力変換器33)を備えていてもよい。
 平滑コンデンサ34は、力行時には、電力変換器33からインバータ34に対して供給される電力の変動(実質的には、電力変換器33とインバータ34との間の電源ラインにおける電圧の変動)を平滑化する。同様に、平滑コンデンサ34は、回生時には、インバータ34から電力変換器33に対して供給される電力の変動(実質的には、電力変換器33とインバータ34との間の電源ラインにおける電圧の変動)を平滑化する。
 インバータ35は、力行時には、電力変換器33から出力される電力(直流電力)を交流電力に変換する。その後、インバータ35は、交流電力に変換した電力を、モータジェネレータ10に供給する。更に、インバータ35は、回生時には、モータジェネレータ10が発電した電力(交流電力)を直流電力に変換する。その後、インバータ35は、直流電力に変換した電力を、電力変換器33に供給する。
 ECU40は、車両1の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットである。ECU40は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等を備えている。
 特に、ECU40は、上述した電力変換器33における電力の分配を制御する。より具体的には、ECU40は、電池31及びキャパシタ32の夫々の分担割合を、車両に要求される特性に応じて任意に変更するように、電力変換器33を制御する。尚、ここで言う「分担割合」は、電源システム30に要求されている要求電力に対する電池31が入出力する電力(以降、適宜“電池電力”と称する)及びキャパシタ32が入出力する電力(以降、適宜“キャパシタ電力”と称する)の割合を示す。尚、力行時には、要求電力は、実質的には、電源システム30がモータジェネレータ10に対して出力するべき要求出力電力となる。従って、この場合は、分担割合は、要求出力電力に対する電池31が出力する電力(以降、適宜“電池出力電力”と称する)及びキャパシタ32が出力する電力(以降、適宜“キャパシタ出力電力”と称する)の割合を示す。一方で、例えば、回生時には、要求電力は、実質的には、モータジェネレータ10から電源システム30に対して入力されるべき要求入力電力となる。従って、この場合は、分担割合は、要求入力電力に対する電池31に入力される電力(以降、適宜“電池入力電力”と称する)及びキャパシタ32に入力される電力(以降、適宜“キャパシタ入力電力”と称する)の割合を示す。
 以下、ECU40の制御下で行われる電池31及びキャパシタ32の分担割合の変更動作についての詳細な説明を続ける。
 (2)電池及びキャパシタの分担割合の変更動作
 続いて、図2から図5を参照しながら、本実施形態の車両1の制御動作(実質的には、電源システム30の制御動作であり、電池31及びキャパシタ32の分担割合の変更動作)について説明する。
 (2-1)電池及びキャパシタの分担割合の変更動作の全体の流れ
 初めに、図2を参照しながら、本実施形態の車両1の制御動作(実質的には、電源システム30の制御動作であり、電池31及びキャパシタ32の分担割合の変更動作)の全体の流れについて説明する。図2は、本実施形態の車両1の制御動作(実質的には、電源システム30の制御動作であり、電池31及びキャパシタ32の分担割合の変更動作)の全体の流れを示すフローチャートである。
 図2に示すように、ECU40は、車両に要求されている特性が燃費性能よりも走行性能を重視する特性であるか否かを判定する(ステップS10)。例えば、車両1の走行モードとして、走行性能を重視するスポーツモードと、燃費性能を重視するエコモードとが存在する例をあげて説明する。この場合、例えば、ECU40は、スポーツモード及びエコモードを指定する操作ボタンを介したユーザの操作に基づいて、車両に要求されている特性が燃費性能よりも走行性能を重視する特性であるか否かを判定してもよい。或いは、ECU40は、車両の走行状況等を考慮した上で、車両に要求されている特性が燃費性能よりも走行性能を重視する特性であるか否かを自発的に判定してもよい。
 ステップS10の判定の結果、車両に要求されている特性が燃費性能よりも走行性能を重視する特性であると判定される場合には(ステップS10:Yes)、ECU40は、車両1の走行モードとして、スポーツモードを選択する(ステップS11)。この場合、ECU40は、スポーツモードに基づいて電池31及びキャパシタ32の分担割合を決定(言い換えれば、調整)する(ステップS13)。スポーツモードに基づいて電池31及びキャパシタ32の分担割合を決定する動作については、後に詳述する(図3及び図4参照)。
 尚、電源システム30が電池31及びキャパシタ32以外の電源を備えていないがゆえに、電池31の分担割合が決定されれば、キャパシタ32の分担割合も実質的には決定される。従って、ECU40は、電池31及びキャパシタ32のうちの少なくとも一方の分担割合を決定すれば足りる。但し、電源システム30が電池31及びキャパシタ32以外の他の電源を備えていることもある。この場合には、ECU40は、電池31及びキャパシタ32並びに他の電源のうちの少なくとも2つ以上の分担割合を決定することが好ましい。
 他方で、ステップS10の判定の結果、車両に要求されている特性が燃費性能よりも走行性能を重視する特性でない(つまり、車両に要求されている特性が走行性能よりも燃費性能を重視する特性である)と判定される場合には(ステップS10:No)、ECU40は、車両の走行モードとして、エコモードを選択する(ステップS12)。この場合、ECU40は、エコモードに基づいて電池31及びキャパシタ32の分担割合を決定(言い換えれば、調整)する(ステップS13)。エコモードに基づいて電池31及びキャパシタ32の分担割合を決定する動作については、後に詳述する(図3及び図4参照)。
 その後、ECU40は、ステップS13で決定された分担割合に応じて電池31が電池電力を入出力し且つキャパシタ32がキャパシタ電力を入出力するように、電力変換器32を制御する(ステップS14)。その結果、電池31は、ステップS13で決定された分担割合に応じた電池電力の入出力を行う。同様に、キャパシタ32は、ステップS13で決定された分担割合に応じたキャパシタ電力の入出力を行う。
 以上の動作が、車両1の走行が終了するまで定期的に又は非定期的に繰り返し行われる(ステップS15)。
 (2-2)電池及びキャパシタの分担割合の変更動作の詳細
 続いて、図3及び図4を参照しながら、スポーツモード及びエコモードに応じた電池31及びキャパシタ32の分担割合の変更(実質的には、決定)動作の詳細について説明する。図3は、電池31及びキャパシタ32の分担割合の変更の様子を模式的に示すグラフである。図4は、電池31及びキャパシタ32の分担割合が異なる場合の、要求出力電力と電池出力電力及びキャパシタ出力電力との間の関係を模式的に示すグラフである。
 図3(a)から図3(c)に示すように、本実施形態では、スポーツモード及びエコモードは、例えば、電池31及びキャパシタ32の夫々の分担割合によって相互に区別可能な走行モードである。
 例えば、スポーツモード及びエコモードは、電池31の分担割合(つまり、電池出力電力の分担割合)とキャパシタ32の分担割合(つまり、キャパシタ出力電力の分担割合)との大小関係に応じて区別されてもよい。
 具体的には、例えば、図3(a)に示すように、スポーツモードは、力行時において、電池31の分担割合(つまり、電池出力電力の分担割合)がキャパシタ32の分担割合(つまり、キャパシタ出力電力の分担割合)よりも大きくなる走行モードであってもよい。図3(a)は、スポーツモードでは、走行性能を重視する度合いが強ければ強いほど(つまり、図3(a)において左側へシフトするほど)、電池31の分担割合が大きくなっている例を示している。
 スポーツモードが選択された場合には、ECU40は、力行時における電池31の分担割合が力行時におけるキャパシタ32の分担割合よりも大きくなるように、電池31及びキャパシタ32の分担割合を決定してもよい。具体的には、例えば、図3(a)のS1点に示すように、ECU40は、電池31の分担割合が100%となり且つキャパシタ32の分担割合が0%となるように、電池31及びキャパシタ32の分担割合を決定してもよい。この場合、図4(a)に示すように、要求出力電力の全てが電池出力電力として電池31から出力される。或いは、例えば、図3(a)のS2点に示すように、ECU40は、電池31の分担割合が80%となり且つキャパシタ32の分担割合が20%となるように、電池31及びキャパシタ32の分担割合を決定してもよい。この場合、図4(b)に示すように、要求出力電力のうちの80%が電池出力電力として電池31から出力されると共に、要求出力電力のうちの20%がキャパシタ出力電力としてキャパシタ32から出力される。
 一方で、例えば、図3(a)に示すように、エコモードは、力行時において、電池31の分担割合がキャパシタ32の分担割合よりも小さくなる走行モードであってもよい。図3(a)は、エコモードでは、燃費性能を重視する度合いが強ければ強いほど(つまり、図3(a)において右側へシフトするほど)、電池31の分担割合が小さくなっている例を示している。
 エコモードが選択された場合には、ECU40は、力行時における電池31の分担割合が力行時におけるキャパシタ32の分担割合よりも小さくなるように、電池31及びキャパシタ32の分担割合を決定してもよい。具体的には、例えば、図3(a)のE1点に示すように、ECU40は、電池31の分担割合が0%となり且つキャパシタ32の分担割合が100%となるように、電池31及びキャパシタ32の分担割合を決定してもよい。この場合、図4(c)に示すように要求出力電力の全てがキャパシタ出力電力としてキャパシタ32から出力される。或いは、例えば、図3(a)のE2点に示すように、ECU40は、電池31の分担割合が30%となり且つキャパシタ32の分担割合が70%となるように、電池31及びキャパシタ32の分担割合を決定してもよい。この場合、図4(d)に示すように、要求出力電力のうちの30%が電池出力電力として電池31から出力されると共に、要求出力電力のうちの70%がキャパシタ出力電力としてキャパシタ32から出力される。
 但し、図4(a)から図4(d)を見て分かるように、図2のステップS13で決定された分担割合は、(i)当該分担割合に応じた電池出力電力が、電池31が出力可能な電池出力電力の上限値を超えておらず且つ(ii)当該分担割合に応じたキャパシタ出力電力が、キャパシタ32が出力可能なキャパシタ出力電力の上限値を超えていない場合に、維持される。つまり、図2のステップS13で決定された分担割合に応じた電池出力電力及びキャパシタ出力電力の双方が夫々の上限値を超えていない場合には、ECU40は、ステップS13で決定された分担割合に応じて電池31が電池出力電力を出力し且つキャパシタ32がキャパシタ出力電力を出力するように、電力変換器32を制御し続けることが好ましい。
 一方で、図2のステップS13で決定された分担割合に応じた電池出力電力が上限値を超えてしまう場合には、図2のステップS13で決定された分担割合に関わらず、電池出力電力の不足分がキャパシタ出力電力によって補われることが好ましい(図4(a)及び図4(b)参照)。つまり、ECU40は、ステップS13で決定された分担割合に関わらず、電池出力電力の不足分がキャパシタ出力電力によって補われるように、電力変換器32を制御することが好ましい。
 同様に、図2のステップS13で決定された分担割合に応じたキャパシタ出力電力が上限値を超えてしまう場合には、図2のステップS13で決定された分担割合に関わらず、キャパシタ出力電力の不足分が電池出力電力によって補われることが好ましい(図4(c)及び図4(d)参照)。つまり、ECU40は、ステップS13で決定された分担割合に関わらず、キャパシタ出力電力の不足分が電池出力電力によって補われるように、電力変換器32を制御することが好ましい。
 以下に説明する回生時においても同様のことが言える。つまり、図2のステップS13で決定された分担割合に応じた電池入力電力及びキャパシタ入力電力の双方が夫々の上限値を超えていない場合には、ECU40は、ステップS13で決定された分担割合に応じて電池31に電池入力電力が入力され且つキャパシタ32にキャパシタ入力電力が入力されるように、電力変換器32を制御し続けることが好ましい。一方で、図2のステップS13で決定された分担割合に応じた電池入力電力が上限値を超えてしまう場合には、ECU40は、ステップS13で決定された分担割合に関わらず、電池入力電力の超過分がキャパシタ入力電力としてキャパシタ32に入力されるように、電力変換器32を制御することが好ましい。同様に、図2のステップS13で決定された分担割合に応じたキャパシタ入力電力が上限値を超えてしまう場合には、ECU40は、ステップS13で決定された分担割合に関わらず、キャパシタ入力電力の超過分が電池入力電力として電池31に入力されるように、電力変換器32を制御することが好ましい。
 尚、図3(a)は、スポーツモードが、電池の分担割合が0%以上且つ50%未満の範囲に対応付けられた走行モードである例を示している。但し、スポーツモードは、例えば、電池の分担割合がA%(但し、Aは、0より大きく且つ50より小さい)以上且つB%(但し、Bは、Aより大きく且つ50より小さい)以下となる範囲に対応付けられた走行モードであってもよい。つまり、図3(a)に示すスポーツモードと電池31及びキャパシタ32の分担割合との関係はあくまで一例である。
 同様に、図3(a)は、エコモードが、電池の分担割合が50%より大きく且つ100%以下の範囲に対応付けられた走行モードである例を示している。但し、エコモードは、例えば、電池の分担割合がC%(但し、Cは、50より大きく且つ100より小さい)以上且つD%(但し、Dは、Cより大きく且つ100より小さい)以下となる範囲に対応付けられた走行モードであってもよい。つまり、図3(a)に示すエコモードと電池31及びキャパシタ32の分担割合との関係はあくまで一例である。
 以下に説明する図3(b)及び図3(c)においても同様に、スポーツモード及びエコモードと電池31及びキャパシタ32の分担割合との関係の一例を示しているに過ぎない。
 或いは、例えば、スポーツモード及びエコモードは、電池31の分担割合(つまり、電池出力電力の分担割合)と所定のモード閾値との大小関係に応じて区別されてもよい。
 具体的には、例えば、スポーツモードは、図3(b)に示すように、回生時において、電池31の分担割合が所定のモード閾値(図3(b)に示す例では、10%)よりも大きくなる走行モードであってもよい。従って、この場合には、ECU40は、電池31の分担割合がモード閾値よりも大きくなるように、電池31及びキャパシタ32の分担割合を決定してもよい。具体的には、例えば、図3(b)のS1点に示すように、ECU40は、電池31の分担割合が30%となり且つキャパシタ32の分担割合が70%となるように、電池31及びキャパシタ32の分担割合を決定してもよい。この場合、回生によって生じた回生電力(つまり、実質的には、要求入力電力)のうちの30%が電池入力電力として電池31に入力されると共に、回生電力のうちの70%がキャパシタ入力電力としてキャパシタ32に入力される。或いは、例えば、図3(b)のS2点に示すように、ECU40は、電池31の分担割合が20%となり且つキャパシタ32の分担割合が80%となるように、電池31及びキャパシタ32の分担割合を決定してもよい。この場合、回生電力のうちの20%が電池入力電力として電池31に入力されると共に、回生電力のうちの80%がキャパシタ入力電力としてキャパシタ32に入力される。
 一方で、例えば、エコモードは、図3(b)に示すように、回生時において、電池31の分担割合が所定のモード閾値(図3(b)に示す例では、10%)よりも大きくなる走行モードであってもよい。従って、この場合には、ECU40は、電池31の分担割合がモード閾値よりも大きくなるように、電池31及びキャパシタ32の分担割合を決定してもよい。具体的には、例えば、図3(b)のE1点に示すように、ECU40は、電池31の分担割合が0%となり且つキャパシタ32の分担割合が100%となるように、電池31及びキャパシタ32の分担割合を決定してもよい。この場合、回生電力の全てがキャパシタ入力電力としてキャパシタ32に入力される。或いは、例えば、図3(b)のE2点に示すように、ECU40は、電池31の分担割合が5%となり且つキャパシタ32の分担割合が95%となるように、電池31及びキャパシタ32の分担割合を決定してもよい。この場合、回生電力のうちの5%が電池入力電力として電池31に入力されると共に、回生電力のうちの95%がキャパシタ入力電力としてキャパシタ32に入力される。
 尚、図3(b)は、回生時の電池31の分担割合と所定のモード閾値との大小関係によってスポーツモード及びエコモードを区別する例を示している。しかしながら、回生時の電池31の分担割合と所定のモード閾値との大小関係に加えて又は代えて、力行時の電池31の分担割合と所定のモード閾値との大小関係によってスポーツモード及びエコモードを区別してもよいことは言うまでもない。つまり、スポーツモードは、力行時において、電池31の分担割合が所定のモード閾値よりも大きくなる走行モードであってもよい。同様に、エコモードは、力行時において、電池31の分担割合が所定のモード閾値よりも小さくなる走行モードであってもよい。
 このとき、所定のモード閾値は、車両に要求される特性とバッテリ31及びキャパシタ32の分担割合との間の相関関係を考慮した上で、夫々が異なる特性を満たし得るスポーツモードとエコモードとを適切に区別可能な任意の値に設定されることが好ましい。
 或いは、回生時に限って言えば、例えば、スポーツモード及びエコモードは、必ずしも区別されなくともよい。例えば、図3(c)に示すように、電池31及びキャパシタ32の分担割合が固定されていてもよい。尚、図3(c)に示す例では、スポーツモード及びエコモードのいずれが選択されているかに関わらず、電池31の分担割合が10%に固定されており且つキャパシタ32の分担割合が90%に固定されている。この場合であっても、少なくとも力行時の電池31及びキャパシタ32の分担割合によってスポーツモード及びエコモードが区別可能であれば足りる。
 このように、ECU40は、走行モードを選択することで、電池31及びキャパシタ32の分担割合を適宜変更することができる。つまり、ECU40は、車両に要求されている特性に応じて、電池31及びキャパシタ32の分担割合を適宜変更することができる。
 このとき、ECU40は、選択した走行モードに対応する範囲内で電池31及びキャパシタ32の分担割合を更に細かく調整(言い換えれば、変更)してもよい。例えば、ECU40は、選択した走行モードに対応する範囲内で、車両1に要求される特性を満たし得る適切な(或いは、最適な)分担割合となるように、電池31及びキャパシタ32の分担割合を細かく調整(言い換えれば、変更してもよい)。尚、ここで言う特性とは、図2のステップS10における走行モードの選択に関わる特性(つまり、燃費性能又は走行性能を重視するという特性)のみならず、車両1の走行に何らかの関連を有する特性(例えば、要求電力を満たすという特性や、車両1の安定的な走行を実現するという特性等)を包含していてもよい。
 例えば、図3(a)に示す分担割合で区別されるスポーツモードが選択されている場合を例に挙げて説明する。
 この場合、ECU40は、走行性能を重視するスポーツモードの範囲(図3(a)に示す例では、電池31の分担割合が50%から100%となる範囲)内において、燃費性能の重視度に応じて電池31及びキャパシタ32の分担割合を細かく調整してもよい。例えばECU40は、スポーツモードの範囲内で、燃費性能の重視度が大きくなるほど電池31の分担割合を小さくする(つまり、図3(a)において、分担割合を示す白丸の点が右側へシフトする)ように、電池31及びキャパシタ32の分担割合を細かく調整してもよい。
 或いは、ECU40は、現在の分担割合では要求電力を満たすことができない場合には、スポーツモードの範囲内で、要求電力を満たすことができる分担割合となるように、電池31及びキャパシタ32の分担割合を細かく調整してもよい。具体的には、例えば、キャパシタ32がキャパシタ電力の入出力を相対的に急速に行うことができることを考慮すれば、車両1の急激な加速や急激な減速に対応して要求電力が急激に変動する場合には、キャパシタ32が入出力するキャパシタ電力を一時的に用いることで要求電力の急激な変動に対応することが好ましい。従って、ECU40は、要求電力の急激な変動に対応するキャパシタ電力をキャパシタ32が入出力するように、電池31及びキャパシタ32の分担割合を細かく調整してもよい。
 或いは、後に詳述するように、走行性能を満たすためには、キャパシタ32が入出力するキャパシタ電力を有効に活用することが好ましい。そうすると、走行性能を重視する際には、キャパシタ32の枯渇を防ぐことが好ましいと考えられる。従って、ECU40は、スポーツモードの範囲内で、キャパシタ32の枯渇をできるだけ防ぐことができるように、電池31及びキャパシタ32の分担割合を細かく調整してもよい。
 このような走行モード(つまり、スポーツモード及びエコモード)の選択や、選択した走行モードに対応する範囲内での電池31及びキャパシタ32の分担割合の調整は、車両1が走行している間は、図2に示すフローチャートに従って随時行われている。従って、車両1に要求されている特性が変わった場合には、ECU40は、当該特性の変化に追従するように、電池31及びキャパシタ32の分担割合を変更することができる。
 このように、ECU40は、電池31及びキャパシタ32の分担割合を適宜変更することができる。言い換えれば、本実施形態では、電池31及びキャパシタ32の分担割合が常に同一の分担割合に固定されていなくともよい。従って、ECU40は、車両1に要求される特性等が変化する都度、電池31及びキャパシタ32の分担割合を、当該特性の変化等に応じた適切な(或いは、最適な)分担割合に設定することができる。その結果、ECU40は、走行モードの選択や選択された走行モードに対応する範囲内での調整の結果決定される分担割合に応じて、電池31及びキャパシタ32を臨機応変に使い分けることができる。従って、ECU40は、複数の異なる特性の両立を実現するように、電池31及びキャパシタ32を臨機応変に使い分けることができる。
 具体的には、力行時にスポーツモードが選択された場合には、エコモードが選択されている場合と比較して、電池31の分担割合が相対的に大きくなる一方で、キャパシタ32の分担割合が相対的に小さくなる。この場合、キャパシタ32が出力するべきキャパシタ出力電力が相対的に少なくなるがゆえに、キャパシタ32が枯渇しにくくなる。言い換えれば、スポーツモードが選択された場合には、エコモードが選択されている場合と比較して、キャパシタ32の枯渇が抑制される。その結果、キャパシタ32の容量を相対的に小さくしやすくなる。従って、キャパシタ32のコストやサイズ等の低減が実現される。更には、走行性能を満たす(例えば、相対的に大きな加速度で加速する)ために一時的に大きな要求出力電力が必要とされる場合には、キャパシタ32が一時的にキャパシタ出力電力を出力することで、要求出力電力を満たす(つまり、電池31が出力する電池出力電力をサポートする)ことが好ましい。そうすると、キャパシタ32の枯渇が抑制されている場合には、このような走行性能を満たすためにキャパシタ32がキャパシタ出力電力を出力しやすくなる。言い換えれば、要求出力電力を満たすためにキャパシタ32が一時的にキャパシタ出力電力を出力するべきタイミングで、キャパシタ32がキャパシタ出力電力を出力することができない事態が生じにくくなる。その結果、走行性能を重視する特性をより長時間満たすことができる。
 同様に、力行時にエコモードが選択された場合には、スポーツモードが選択されている場合と比較して、電池31の分担割合が相対的に小さくなる一方で、キャパシタ32の分担割合が相対的に大きくなる。ここで、キャパシタ32の特性上、キャパシタ32におけるキャパシタ電力の入出力の効率は、電池31における電池電力の入出力の効率よりも一般的には良好となる。このため、キャパシタ32の分担割合が大きくなるほど(言い換えれば、電池31の分担割合が小さくなるほど)、車両1の燃費性能が向上する。つまり、エコモードが選択されている場合には、スポーツモードが選択されている場合と比較して、車両1の燃費性能が向上する。
 或いは、回生時には、電池31の分担割合が相対的に小さくなる一方で、キャパシタ32の分担割合が相対的に大きくなる。従って、モータジェネレータ10が回生によって発電した回生電力は、キャパシタ32に優先的に入力(つまり、充電)される。その結果、キャパシタ32が枯渇しにくくなる。従って、力行時にエコモードが選択されることでキャパシタ32の分担割合が相対的に大きくなったとしても、回生時にキャパシタ32に優先的に充電されるがゆえに、相対的に大きな分担割合でキャパシタ出力電力を出力することができる。或いは、力行時にスポーツモードが選択されたとしても、回生時にキャパシタ32に優先的に充電されるがゆえに、キャパシタ32が一時的にキャパシタ出力電力を出力するべきタイミングで、キャパシタ32がキャパシタ出力電力を出力することができない事態が生じにくくなる。このように、本実施形態では、回生時には、力行時の車両1の走行に備えて、キャパシタ32が優先的に充電される。
 更には、スポーツモードが選択されている場合であっても、ECU40は、燃費性能の重視度等に応じて電池31及びキャパシタ32の分担割合を適宜変更してもよいことは上述したとおりである。その結果、車両1は、走行性能を最も重視しつつも、燃費性能をも相応に重視するように走行することができる。同様に、エコモードが選択されている場合であっても、ECU40は、走行性能の重視度等に応じて電池31及びキャパシタ32の分担割合を適宜変更してもよいことは上述したとおりである。その結果、車両1は、燃費性能を最も重視しつつも、走行性能をも相応に重視するように走行することができる。
 このように、本実施形態によれば、複数の異なる特性の両立を実現するように、電池31及びキャパシタ32が臨機応変に使い分けられるという実践上大変有益な効果が享受される。
 また、スポーツモード及びエコモードに加えて又は代えて、車両に要求される特性に応じて適切な分担割合が割り当てられる任意の走行モードが定義されてもよい。この場合であっても、上述したように車両に要求される特性に応じて所望の走行モードが選択されれば、上述した各種効果(特に、複数の異なる特性の両立を実現するように電池31及びキャパシタ32が臨機応変に使い分けられるという効果)が好適に享受される。
 また、上述の説明では、ECU40は、車両に要求される特性に応じて走行モードを選択している。しかしながら、ECU40は、走行モードを選択することに加えて又は代えて、車両に要求される特性に応じて電池31及びキャパシタ32の分担割合を直接的に決定(或いは、調整)してもよい。この場合であっても、上述した各種効果(特に、複数の異なる特性の両立を実現するように電池31及びキャパシタ32が臨機応変に使い分けられるという効果)が好適に享受される。
 尚、電池31の性能は、電池31の温度(つまり、現在の温度)に依存する。具体的には、図5(a)に示すように、電池31の温度が当該電池31の仕様上定まる定格限界温度(つまり、許容下限温度又は許容上限温度)の近傍である場合に、電池31の性能は、電池31の温度と定格限界温度との差分が小さくなるほど悪化する。つまり、電池31の温度が定格限界温度の近傍である場合には、電池31の温度と定格限界温度との差分が小さくなるほど、電池31が安定的な動作又は意図した動作を行うことができない可能性が高くなる。
 同様に、キャパシタ32の性能もまた、キャパシタ32の温度に依存する。具体的には、図5(b)に示すように、キャパシタ32の温度が当該キャパシタ32の仕様上定まる定格限界値(つまり、許容下限温度又は許容上限温度)の近傍である場合に、キャパシタ32の性能は、キャパシタ32の温度と定格限界温度との差分が小さくなるほど悪化する。つまり、キャパシタ32の温度が定格限界温度の近傍である場合には、キャパシタ32の温度と定格限界温度との差分が小さくなるほど、キャパシタ32が安定的な動作又は意図した動作を行うことができない可能性が高くなる。
 ここで、電池31及びキャパシタ32のうちの少なくとも一方が安定的な動作又は意図した動作を行うことができない場合には、スポーツモードが選択されたとしても、走行性能を重視するという特性を満たすことができないおそれがある。そこで、本実施形態では、ECU40は、電池31及びキャパシタ32のうちの少なくとも一方が安定的な動作又は意図した動作を行うことができない場合には、スポーツモードの選択を禁止してもよい。
 具体的には、例えば、ECU40は、電池31の温度と許容下限温度との間の差分が所定閾値th21より小さい場合には、電池31が安定的な動作又は意図した動作を行うことができないと判定してもよい。同様に、ECU40は、電池31の温度と許容上限温度との間の差分が所定閾値th22より小さい場合には、電池31が安定的な動作又は意図した動作を行うことができないと判定してもよい。同様に、ECU40は、キャパシタ32の温度と許容下限温度との間の差分が所定閾値th23より小さい場合には、キャパシタ32が安定的な動作又は意図した動作を行うことができないと判定してもよい。同様に、ECU40は、キャパシタ32の温度と許容上限温度との間の差分が所定閾値th24より小さい場合には、キャパシタ32が安定的な動作又は意図した動作を行うことができないと判定してもよい。従って、これらの判定がなされた場合には、ECU40は、スポーツモードの選択を禁止してもよい。
 尚、所定閾値th21から所定閾値th22は、電池31の仕様を考慮した上で、走行性能を満たすだけの電池電力の入出力を電池31が行うことができる状態と走行性能を満たすだけの電池電力の入出力を電池31が行うことができない状態とを適切に区別可能な任意の値に設定されることが好ましい。
 同様に、所定閾値th23から所定閾値th24は、キャパシタ32の仕様を考慮した上で、走行性能を満たすだけのキャパシタ電力の入出力をキャパシタ32が行うことができる状態と走行性能を満たすだけのキャパシタ電力の入出力をキャパシタ32が行うことができない状態とを適切に区別可能な任意の値に設定されることが好ましい。
 (3)電池及びキャパシタの分担割合の変更動作の変形例
 続いて、図6及び図7を参照しながら、本実施形態の車両1の制御動作(実質的には、電源システム30の制御動作であり、電池31及びキャパシタ32の分担割合の変更動作)の変形例について説明する。
 (3-1)第1変形例
 初めに、図6を参照しながら、本実施形態の車両1の制御動作(実質的には、電源システム30の制御動作であり、電池31及びキャパシタ32の分担割合の変更動作)の第1変形例について説明する。図6は、キャパシタ32のSOC(State Of Charge)に応じた電池31及びキャパシタ32の分担割合の調整動作を示すグラフである。
 第1変形例では、ECU40は、キャパシタ32のSOC(つまり、現在のSOC)に応じて、電池31及びキャパシタ32の分担割合を付加的に調整する。
 具体的には、図6(a)に示すように、回生時には、ECU40は、キャパシタ32のSOCと当該SOCの定格限界値(具体的には、キャパシタ32のSOCが取り得る上限値に相当する上限SOC)との差分が小さくなるほどキャパシタ32の分担割合が小さくなるように、電池31及びキャパシタ32の分担割合を調整することが好ましい。このとき、ECU40は、キャパシタ32のSOCと上限SOCとの間の差分が所定閾値th25より小さい場合に、キャパシタ32のSOCと上限SOCとの間の差分に応じて、電池31及びキャパシタ32の分担割合を調整することが好ましい。その結果、図6(b)に示すように、調整前と比較して、キャパシタ32の分担割合が小さくなると共に、電池31の分担割合が大きくなる。
 ここで、図6(b)に示すように、例えば上述のエコモードが選択されることで、電池31の分担割合が0%(或いは、0%の近傍の値)に決定されており且つキャパシタ32の分担割合が100%(或いは、100%の近傍の値)に決定されている状況を想定する。この状況下でキャパシタ32のSOCと上限SOCとの差分が小さければ小さいほど、キャパシタ32への充電(つまり、キャパシタ入力電力の入力)の余力が小さいと推定される。従って、この場合には、キャパシタ32のSOCと上限SOCとの差分に応じた電池31及びキャパシタ32の分担割合の調整により、キャパシタ32に入力(充電)しきれない回生電力が、電池31に入力されることになる。従って、回生電力の取りこぼしを抑制することができるがゆえに、燃費の向上が実現される。
 或いは、図6(c)に示すように、力行時には、ECU40は、キャパシタ32のSOCと当該SOCの定格限界値(つまり、キャパシタ32のSOCが取り得る下限値に相当する下限SOC)との差分が小さくなるほどキャパシタ32の分担割合が小さくなるように、電池31及びキャパシタ32の分担割合を調整することが好ましい。このとき、ECU40は、キャパシタ32のSOCと下限SOCとの間の差分が所定閾値th26より小さい場合に、キャパシタ32のSOCと下限SOCとの間の差分に応じて、電池31及びキャパシタ32の分担割合を調整することが好ましい。その結果、図6(d)に示すように、調整前と比較して、キャパシタ32の分担割合が小さくなると共に、電池31の分担割合が大きくなる。
 ここで、図6(d)に示すように、例えば上述のエコモードが選択されることで、電池31の分担割合が0%(或いは、0%の近傍の値)に決定されており且つキャパシタ32の分担割合が100%(或いは、100%の近傍の値)に決定されている状況を想定する。この状況下でキャパシタ32のSOCと下限SOCとの差分が小さければ小さいほど、キャパシタ32が枯渇しやすいと推定される。従って、この場合には、キャパシタ32のSOCと下限SOCとの差分に応じた電池31及びキャパシタ32の分担割合の調整により、キャパシタ32の枯渇が抑制される。
 尚、図6は、キャパシタ32のSOCに応じて電池31及びキャパシタ32の分担割合を調整する動作について説明している。しかしながら、ECU40は、キャパシタ32のSOCに応じて電池31及びキャパシタ32の分担割合を調整することに加えて又は代えて、電池31のSOCに応じて電池31及びキャパシタ32の分担割合を調整してもよい。つまり、ECU40は、キャパシタ32のSOCに応じて電池31及びキャパシタ32の分担割合を調整する動作と同様の態様で、電池31のSOCに応じて電池31及びキャパシタ32の分担割合を調整してもよい。
 (2-2)第2変形例
 続いて、図7を参照しながら、本実施形態の車両1の制御動作(実質的には、電源システム30の制御動作であり、電池31及びキャパシタ32の分担割合の変更動作)の第2変形例について説明する。図7は、電池31の温度に応じた電池31及びキャパシタ32の分担割合の調整動作を示すグラフである。
 第2変形例では、ECU40は、電池31の温度(つまり、現在の温度)に応じて、電池31及びキャパシタ32の分担割合を付加的に調整する。
 具体的には、図7(a)に示すように、ECU40は、電池31の現在の温度と定格限界値(つまり、許容下限温度又は許容上限値)との差分が小さくなるほど電池31の分担割合が小さくなるように、電池31及びキャパシタ32の分担割合を調整することが好ましい。このとき、ECU40は、電池31の温度と許容下限値との間の差分が所定閾値th27より小さい場合に、電池31の温度に応じて、電池31及びキャパシタ32の分担割合を調整することが好ましい。或いは、ECU40は、電池31の温度と許容上限値との間の差分が所定閾値th28より小さい場合に、電池31の温度に応じて、電池31及びキャパシタ32の分担割合を調整することが好ましい。その結果、図7(b)及び図7(c)に示すように、調整前と比較して、電池31の分担割合が小さくなると共に、キャパシタ32の分担割合が大きくなる。
 ここで、図7(b)に示すように、例えば上述のスポーツモードが選択されることで、力行時の電池31の分担割合が100%(或いは、100%の近傍の値)に決定されており且つ力行時のキャパシタ32の分担割合が0%(或いは、0%の近傍の値)に決定されている状態を想定する。この状況下で電池31の温度と定格限界値との差分が小さければ小さいほど、電池31が安定的な動作又は意図した動作を行うことができない可能性が高くなる。つまり、電池31が出力する電池出力電力によって要求出力電力を満たすことができなくなる可能性が高くなる。従って、この場合には、電池31の温度と定格限界値との差分に応じた電池31及びキャパシタ32の分担割合の調整により、電池31が出力する電池出力電力の不足分を、キャパシタ32が補うことができる。従って、電池31の温度が定格限界値の近傍にある場合であっても、車両1の安定的な走行を実現することができる。
 同様に、図7(c)に示すように、例えば上述のスポーツモードが選択されることで、回生時の電池31の分担割合が30%(或いは、30%の近傍の値)に決定されており且つ回生時のキャパシタ32の分担割合が70%(或いは、70%の近傍の値)に決定されている状態を想定する。この状況下で電池31の温度と定格限界値との差分が小さければ小さいほど、電池31が安定的な動作又は意図した動作を行うことができない可能性が高くなる。つまり、回生電力が電池31に入力できなくなってしまう可能性が高くなる。従って、この場合には、電池31の温度と定格限界値との差分に応じた電池31及びキャパシタ32の分担割合の調整により、電池31に入力できない回生電力の超過分を、キャパシタ32に入力することができる。従って、電池31の温度が定格限界値の近傍にある場合であっても、回生電力の取りこぼしを抑制することができるがゆえに、燃費の向上が実現される。
 尚、図7は、電池31の温度に応じて電池31及びキャパシタ32の分担割合を調整する動作について説明している。しかしながら、ECU40は、電池31の温度に応じて電池31及びキャパシタ32の分担割合を調整することに加えて又は代えて、キャパシタ32の温度に応じて電池31及びキャパシタ32の分担割合を調整してもよい。つまり、ECU40は、電池31の温度に応じて電池31及びキャパシタ32の分担割合を調整する動作と同様の態様で、キャパシタ32の温度に応じて電池31及びキャパシタ32の分担割合を調整してもよい。
 尚、本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取るこのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電源制御装置もまた本発明の技術思想に含まれる。
 1 車両
 10 モータジェネレータ
 21 車軸
 22 車輪
 30 電源システム
 31 電池
 32 キャパシタ
 33 電力変換器
 34 平滑コンデンサ
 35 インバータ
 40 ECU

Claims (16)

  1.  第1電力の入出力を行う第1電源と、第2電力の入出力を行い且つ前記第1電源よりも容量が小さい一方で出力が大きい第2電源との双方を含む電源システムを用いて走行する車両を制御する電源制御装置であって、
     前記電源システムに要求される要求電力に対する前記第1電力の分担割合が異なる複数の走行モードから、前記車両に要求される特性に応じて所望の走行モードを選択する選択手段と、
     前記所望の走行モードに対応する分担割合に従って前記第1電力及び前記第2電力の入出力を行うように前記第1電源及び前記第2電源を制御する制御手段と
     を備えることを特徴とする電源制御装置。
  2.  前記複数の走行モードは、(i)前記第1電力の分担割合が第1閾値よりも小さい第1走行モードと、(ii)前記第1電力の分担割合が前記第1閾値よりも大きい第2走行モードとを含んでいる
     ことを特徴とする請求項1に記載の電源制御装置。
  3.  前記複数の走行モードは、(i)前記第1電力の分担割合が、前記要求電力に対する前記第2電力の分担割合よりも小さい第1走行モードと、(ii)前記第1電力の分担割合が、前記第2電力の分担割合よりも大きい第2走行モードとを含んでいる
     ことを特徴とする請求項1に記載の電源制御装置。
  4.  前記車両に要求される特性が走行性能よりも燃費性能を重視する特性である場合には、前記選択手段は、前記第1走行モードを選択し、
     前記車両に要求される特性が燃費性能よりも走行性能を重視する特性である場合には、前記選択手段は、前記第2走行モードを選択する
     ことを特徴とする請求項2に記載の電源制御装置。
  5.  前記第1電源及び前記第2電源のうちの少なくとも一方の現在特性値と前記第1電源及び前記第2電源のうちの少なくとも一方の定格限界値との間の差分が第2閾値より小さい場合には、前記車両に要求される特性が燃費性能よりも走行性能を重視する特性である場合であっても、前記選択手段は、前記第2走行モードを選択しない
     ことを特徴とする請求項4に記載の電源制御装置。
  6.  前記制御手段は、前記第1電源及び前記第2電源のうちの少なくとも一方の現在特性値と前記第1電源及び前記第2電源のうちの少なくとも一方の定格限界値との間の差分に応じて、前記第1電力の分担割合を調整する
     ことを特徴とする請求項1に記載の電源制御装置。
  7.  前記制御手段は、前記第1電源の現在特性値と前記第1電源の定格限界値との間の差分が小さくなるほど前記第1電力の分担割合を減少させる
     ことを特徴とする請求項6に記載の電源制御装置。
  8.  前記制御手段は、前記第2電源の現在特性値と前記第2電源の定格限界値との間の差分が小さくなるほど前記第1電力の分担割合を増加させる
     ことを特徴とする請求項6に記載の電源制御装置。
  9.  第1電力の入出力を行う第1電源と、第2電力の入出力を行い且つ前記第1電源よりも容量が小さい一方で出力が大きい第2電源との双方を含む電源システムを用いて走行する車両を制御する電源制御装置であって、
     前記車両に要求される特性に応じて、前記電源システムに要求される要求電力に対する前記第1電力の分担割合を動的に調整する調整手段と、
     前記調整手段が調整した分担割合に従って前記第1電力及び前記第2電力の入出力を行うように、前記第1電源及び前記第2電源を制御する制御手段と
     を備えることを特徴とする電源制御装置。
  10.  前記調整手段は、(i)前記車両に要求される特性が走行性能よりも燃費性能を重視する特性である場合には、前記第1電力の分担割合が第1閾値よりも小さくなるように前記第1電力の分担割合を調整し、(ii)前記車両に要求される特性が燃費性能よりも走行性能を重視する特性である場合には、前記第1電力の分担割合が前記第1閾値よりも大きくなるように前記第1電力の分担割合を調整する
     ことを特徴とする請求項9に記載の電源制御装置。
  11.  前記調整手段は、(i)前記車両に要求される特性が走行性能よりも燃費性能を重視する特性である場合には、前記第1電力の分担割合が、前記要求電力に対する前記第2電力の分担割合よりも小さくなるように前記第1電力の分担割合を調整し、(ii)前記車両に要求される特性が燃費性能よりも走行性能を重視する特性である場合には、前記第1電力の分担割合が、前記第2電力の分担割合よりも大きくなるように前記第1電力の分担割合を調整する
     ことを特徴とする請求項9に記載の電源制御装置。
  12.  前記第1電源及び前記第2電源のうちの少なくとも一方の現在特性値と前記第1電源及び前記第2電源のうちの少なくとも一方の定格限界値との間の差分が第2閾値より小さい場合には、前記車両に要求される特性が燃費性能よりも走行性能を重視する特性である場合であっても、前記調整手段は、前記第1電力の分担割合が前記第1閾値よりも大きくなるように前記第1電力の分担割合を調整しない
     ことを特徴とする請求項10に記載の電源制御装置。
  13.  前記第1電源及び前記第2電源のうちの少なくとも一方の現在特性値と前記第1電源及び前記第2電源のうちの少なくとも一方の定格限界値との間の差分が第2閾値より小さい場合には、前記車両に要求される特性が燃費性能よりも走行性能を重視する特性である場合であっても、前記調整手段は、前記第1電力の分担割合が前記第2電力の分担割合よりも大きくなるように前記第1電力の分担割合を調整しない
     ことを特徴とする請求項11に記載の電源制御装置。
  14.  前記調整手段は、前記第1電源及び前記第2電源のうちの少なくとも一方の現在特性値と前記第1電源及び前記第2電源のうちの少なくとも一方の定格限界値との間の差分に応じて、前記第1電力の分担割合を更に調整する
     ことを特徴とする請求項9に記載の電源制御装置。
  15.  前記調整手段は、前記第1電源の現在特性値と前記第1電源の定格限界値との間の差分が小さくなるほど前記第1電力の分担割合を減少させる
     ことを特徴とする請求項14に記載の電源制御装置。
  16.  前記調整手段は、前記第2電源の現在特性値と前記第2電源の定格限界値との間の差分が小さくなるほど前記第1電力の分担割合を増加させる
     ことを特徴とする請求項14に記載の電源制御装置。
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