專利名稱：蓄電裝置的充放電控制裝置和充放電控制方法以及電動(dòng)車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蓄電裝置的充放電控制裝置和充放電控制方法以及電動(dòng)車 輛，更加特定地說(shuō)，涉及用于將蓄電裝置的輸出電壓維持在從下限電壓到 上限電壓的管理電壓范圍內(nèi)的充放電控制。
背景技術(shù)：
伴隨二次電池(以下也簡(jiǎn)稱為蓄電池)所代表的蓄電裝置的充放電而 驅(qū)動(dòng)控制成為負(fù)載的電氣設(shè)備的系統(tǒng)正在受到廣泛使用。例如，在被構(gòu)成 為包括發(fā)動(dòng)機(jī)、作為電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)發(fā)揮作用的電動(dòng)發(fā)電機(jī)、和在與該電 動(dòng)發(fā)電機(jī)之間充放電電力的混合動(dòng)力車輛中，應(yīng)用了這樣的系統(tǒng)。
日本特開(kāi)2002-58113號(hào)公報(bào)(以下稱為專利文獻(xiàn)1)中公開(kāi)了一種動(dòng) 力輸出裝置的構(gòu)成。該動(dòng)力輸出裝置的構(gòu)成，為了充分地發(fā)揮上述那樣搭 載于混合動(dòng)力車輛的蓄電池的性能，在對(duì)蓄電池的要求輸出超過(guò)了額定輸 出的情況下，限定于預(yù)定輸出可能時(shí)間內(nèi)，將蓄電池輸出限制暫時(shí)地緩和， 直到比額定輸出大的瞬時(shí)輸出。
同樣地，日本特開(kāi)2003-92804號(hào)公報(bào)(以下稱為專利文獻(xiàn)2 )中公開(kāi) 了一種作為混合動(dòng)力車輛的控制裝置的構(gòu)成。該構(gòu)成，為了進(jìn)行與運(yùn)行要 求相應(yīng)的蓄電池的充放電控制而確保蓄電池的耐久性并充分地滿足運(yùn)行 性，與車輛的行駛條件相應(yīng)地，可變地設(shè)定蓄電池充放電時(shí)的使用允許容 量和使用允許時(shí)間。特別地，公開(kāi)了在需要短時(shí)間地供給或回收大電力的 條件時(shí)，使蓄電池的余裕(裕度)變小而滿足充放電電流的要求、并將充 放電持續(xù)時(shí)間設(shè)定得較短而抑制總的充放電量過(guò)大。
此外，日本特開(kāi)平11-187577號(hào)公報(bào)(以下稱為專利文獻(xiàn)3)中公開(kāi)了
6電池溫度和蓄電量(SOC: State of Charge)相應(yīng)地i殳定充^L電電力的限 制值。
此外，日本特開(kāi)2004-215459號(hào)公報(bào)(以下稱為專利文獻(xiàn)4)中公開(kāi) 了 一種電源控制裝置，謀求針對(duì)多個(gè)連接的蓄電單元的充電時(shí)間的短縮化、 針對(duì)放電電流值的容量的降低，并且進(jìn)行充放電控制使得蓄電單元中不會(huì) 發(fā)生異常。特別地，公開(kāi)了在該電源控制裝置中，基于電流、電壓檢測(cè)數(shù) 據(jù)逐步地測(cè)定并聯(lián)連接的多個(gè)蓄電單元(蓄電池)的內(nèi)部阻抗(內(nèi)部電阻)， 基于求出的阻抗以及最大電壓值和最小電壓值，進(jìn)行二次電池的充放電。
也如專利文獻(xiàn)4所示，需要執(zhí)行蓄電池的充放電控制使得不會(huì)由于過(guò) 度放電或過(guò)度充電而使蓄電池輸出電壓偏離從最低容許電壓(下限電壓) 到最高容許電壓(上限電壓)為止的管理電壓范圍。特別地，如專利文獻(xiàn) 1和2所示，在與來(lái)自負(fù)載的要求相應(yīng)地暫時(shí)緩和充放電限制的控制構(gòu)成 中，此時(shí)，需要考慮使得蓄電池輸出電壓不偏離上述管理電壓范圍。
關(guān)于這一點(diǎn)，例如在專利文獻(xiàn)l中公開(kāi)了根據(jù)當(dāng)時(shí)的電池溫度和剩余 容量(SOC)求出在短時(shí)間內(nèi)能夠容許的瞬時(shí)輸出。此外，在專利文獻(xiàn)2 中公開(kāi)了基于當(dāng)前的SOC和與運(yùn)行狀況相應(yīng)地設(shè)定的蓄電池余裕而決定 在充放電限制時(shí)被緩和的電流量。
然而，在專利文獻(xiàn)l、 2所公開(kāi)的構(gòu)成中，由于沒(méi)有考慮時(shí)時(shí)刻刻變化 的、該時(shí)間點(diǎn)的蓄電池電壓，所以在不超過(guò)上限電壓和下限電壓的范圍內(nèi) 正確地設(shè)定限于短時(shí)間容許的充放電限制的緩和水平比較困難。因此，由 于該時(shí)間點(diǎn)之前的充放電經(jīng)歷，有時(shí)蓄電池電壓降低過(guò)多，在緩和放電限 制時(shí)低于下限電壓。此外，在SOC推定精度惡化的情況下，也有可能出 現(xiàn)在緩和放電限制時(shí)電池電壓低于下限電壓。因此，從安全方面決定充放 電限制的緩和水平使得蓄電池電壓不超過(guò)上限電壓和下限電壓，這樣的話 暫時(shí)地被容許的充放電電力變小，所以出現(xiàn)無(wú)法最大限地引出蓄電池性能 的問(wèn)題
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述的問(wèn)題點(diǎn)做出的，本發(fā)明的目的是提供一種蓄 電裝置的充放電控制裝置和搭載它的電動(dòng)車輛，該蓄電裝置的充放電控制 裝置能夠正確地設(shè)定暫時(shí)性緩和二次電池等的蓄電裝置的充放電限制時(shí)的 充放電電力容許值使得蓄電裝置的輸出電壓不偏離從下限電壓到上限電壓 為止的電壓范圍內(nèi)。
本發(fā)明的蓄電裝置的充放電控制裝置，它用于將蓄電裝置的輸出電壓
維持在從下限電壓到上限電壓的電壓范圍內(nèi)，具備狀態(tài)取得單元、第1 限制設(shè)定單元、第2限制設(shè)定單元和內(nèi)部電阻推定單元。狀態(tài)取得單元， 取得表示蓄電裝置的狀態(tài)的測(cè)定值。第l限制設(shè)定單元，設(shè)定放電電力容 許值和充電電力容許值，該放電電力容許值和充電電力容許值用于蓄電裝 置的充放電電力限制。第2限制設(shè)定單元，根據(jù)來(lái)自蓄電裝置的負(fù)載的要 求，與第l限制設(shè)定單元相比，暫時(shí)緩和充放電電力限制。內(nèi)部電阻推定 單元，基于由狀態(tài)取得單元所取得的測(cè)定值而推定蓄電裝置的內(nèi)部電阻。 特別地，第2限制設(shè)定單元包括預(yù)測(cè)單元和容許值設(shè)定單元。預(yù)測(cè)單元， 基于由狀態(tài)取得單元所取得的測(cè)定值中的電池電壓和電池電流、以及由內(nèi) 部電阻推定單元所推定的內(nèi)部電阻，預(yù)測(cè)由于放電電力和充電電力的增加 而使輸出電壓分別達(dá)到下限電壓和上限電壓時(shí)的蓄電裝置的放電電力和充 電電力中的至少一方。容許值設(shè)定單元，按照預(yù)測(cè)單元所預(yù)測(cè)的放電電力 和充電電力的至少一方，設(shè)定放電電力容許值和充電電力容許值中的至少 一方。
本發(fā)明的蓄電裝置的充放電控制方法，用于將蓄電裝置的輸出電壓維 持為從下限電壓到上限電壓的電壓范圍內(nèi)；包括取得表示蓄電裝置的狀 態(tài)的測(cè)定值的步驟，設(shè)定用于蓄電裝置的充放電電力限制的放電電力容許 值和充電電力容許值的步驟，根據(jù)來(lái)自蓄電裝置的負(fù)載的要求、與設(shè)定步 驟相比暫時(shí)緩和充放電電力限制的步驟，和基于取得的測(cè)定值而推定蓄電 裝置的內(nèi)部電阻的步驟。特別地，緩和步驟，包括基于取得的測(cè)定值中 的電池電壓和電池電流、以及推定的內(nèi)部電阻，預(yù)測(cè)由于放電電力和充電 電力的增加而使輸出電壓分別達(dá)到下限電壓和上限電壓時(shí)的蓄電裝置的放 電電力和充電電力中的至少一方的分步驟；和按照預(yù)測(cè)分步驟所預(yù)測(cè)的放電電力和充電電力的至少一方，設(shè)定放電電力容許值和充電電力容許值中 的至少一方的分步驟。
根據(jù)上述蓄電裝置的充放電控制裝置或充放電控制方法，能夠以當(dāng)前 時(shí)間點(diǎn)的電壓和電流為基礎(chǔ)，高精度地預(yù)測(cè)伴隨充放電限制的緩和、輸出 電壓達(dá)到下限電壓或上限電壓時(shí)的電力限制值(最大放電可能電力和最大 充電可能電力)，并能夠?qū)?yīng)于預(yù)測(cè)的最大放電可能電力和/或最大充電可 能電力，決定與通常相比緩和充放電限制時(shí)的放電電力容許值和充電電力 容許值的至少一方。因而，在根據(jù)負(fù)載的要求暫時(shí)性地緩和充放電限制時(shí)， 能夠在防止蓄電裝置的輸出電壓從管理電壓范圍內(nèi)偏離的基礎(chǔ)上充分地確 保充放電電力的緩和水平。其結(jié)果是，能夠進(jìn)行充放電控制使得充分地引 出蓄電裝置的性能并將輸出電壓維持在管理電壓范圍內(nèi)。
優(yōu)選，預(yù)測(cè)單元，通過(guò)將當(dāng)前的電池電壓和下限電壓的電壓差除以內(nèi) 部電阻而求出蓄電裝置的放電電流容許增加量，并根據(jù)放電電流與下限電
壓的乘積，預(yù)測(cè)輸出電壓達(dá)到下限電壓時(shí)的方丈電電力，；改電電流以;故電電 流容許增加量和電池電流之和來(lái)表示?；蛘?，預(yù)測(cè)分步驟，通過(guò)將當(dāng)前的 電池電壓和下限電壓的電壓差除以內(nèi)部電阻而求出蓄電裝置的放電電流容 許增加量，并根據(jù)放電電流與下限電壓的乘積，預(yù)測(cè)輸出電壓達(dá)到下限電 壓時(shí)的方文電電力，；改電電流以;故電電流容許增加量和電池電流之和表示。
根據(jù)這樣的構(gòu)成，能夠基于蓄電裝置的當(dāng)前的電壓和電流以及推定的 內(nèi)部電阻，通過(guò)簡(jiǎn)易的演算精確地預(yù)測(cè)最大放電可能電力。
此外，優(yōu)選，預(yù)測(cè)單元，通過(guò)將當(dāng)前的電池電壓和上限電壓的電壓差 除以內(nèi)部電阻而求出蓄電裝置的充電電流容許增加量，并根據(jù)充電電流與 上限電壓的乘積，預(yù)測(cè)輸出電壓達(dá)到上限電壓時(shí)的充電電力，充電電流以 充電電流容許增加量和電池電流之和來(lái)表示。或者，預(yù)測(cè)分步驟，通過(guò)將 當(dāng)前的電池電壓和上限電壓的電壓差除以內(nèi)部電阻而求出蓄電裝置的充電 電流容許增加量，并才艮據(jù)充電電流與上限電壓的乘積，預(yù)測(cè)輸出電壓達(dá)到 上限電壓時(shí)的充電電力，充電電流以充電電流容許增加量和電池電流之和 表示。
根據(jù)這樣的構(gòu)成，能夠基于蓄電裝置的當(dāng)前的電壓和電流以及推定的內(nèi)部電阻，通過(guò)簡(jiǎn)易的演算精確地預(yù)測(cè)最大充電可能電力。
本發(fā)明的電動(dòng)車輛，具備蓄電裝置，用于產(chǎn)生車輛驅(qū)動(dòng)力的內(nèi)燃機(jī), 被構(gòu)成為能夠與蓄電裝置之間雙向地進(jìn)行電力授受的第1和第2電動(dòng)機(jī)， 和上述充放電控制裝置；第1電動(dòng)機(jī)，被構(gòu)成為能夠由蓄電裝置的放電電 力旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)由此起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)；第2電動(dòng)機(jī)，被構(gòu)成為能夠通過(guò)蓄電裝置的 放電電力而獨(dú)立于內(nèi)燃機(jī)地產(chǎn)生車輛驅(qū)動(dòng)力。而且，充放電控制裝置，在 內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)時(shí)和對(duì)第2電動(dòng)機(jī)的輸出要求成為預(yù)定以上時(shí)的至少一方 時(shí)，通過(guò)第2限制設(shè)定單元設(shè)定放電電力容許值。
或者，在蓄電裝置的控制方法中，蓄電裝置搭載于電動(dòng)車輛，該電動(dòng) 車輛具備用于產(chǎn)生車輛驅(qū)動(dòng)力的內(nèi)燃機(jī)、和被構(gòu)成為能夠與蓄電裝置之 間雙向地進(jìn)行電力授受的電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)，被構(gòu)成為能夠通過(guò)蓄電裝置的 放電電力而獨(dú)立于內(nèi)燃機(jī)地產(chǎn)生車輛驅(qū)動(dòng)力，并且能夠在電動(dòng)車輛的減速 時(shí)通過(guò)由再生轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生進(jìn)行的再生制動(dòng)發(fā)電而產(chǎn)生蓄電裝置的充電電 力。而且，緩和步驟，在判斷為電動(dòng)機(jī)所要求的再生轉(zhuǎn)矩的絕對(duì)值為預(yù)定 以上時(shí)，通過(guò)設(shè)定分步驟設(shè)定充電電力容許值。
根據(jù)這樣的構(gòu)成，在搭載有內(nèi)燃機(jī)、蓄電裝置和和被構(gòu)成為能夠與蓄 電裝置之間雙向地進(jìn)行電力授受的電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)車輛(混合動(dòng)力汽車等) 中，在對(duì)蓄電裝置的放電要求比通常時(shí)大的運(yùn)行狀況下，能夠在防止蓄電 裝置的輸出電壓低于下限電壓的基礎(chǔ)上，暫時(shí)性地緩和放電限制。
此外，本發(fā)明的電動(dòng)車輛，具備蓄電裝置、用于產(chǎn)生車輛驅(qū)動(dòng)力的 內(nèi)燃機(jī)、被構(gòu)成為能夠與蓄電裝置之間雙向地進(jìn)行電力授受的電動(dòng)機(jī)、和 上述充放電控制裝置；電動(dòng)機(jī)，被構(gòu)成為能夠通過(guò)蓄電裝置的放電電力而 獨(dú)立于內(nèi)燃機(jī)地產(chǎn)生車輛驅(qū)動(dòng)力，并且能夠在電動(dòng)車輛的減速時(shí)通過(guò)由再 生轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生進(jìn)行的再生制動(dòng)發(fā)電而產(chǎn)生蓄電裝置的充電電力。而且，充 放電控制裝置，在判斷為電動(dòng)機(jī)所要求的再生轉(zhuǎn)矩的絕對(duì)值為預(yù)定以上時(shí)， 通過(guò)第2限制"i殳定單元設(shè)定充電電力容許值。
或者，在蓄電裝置的控制方法中，蓄電裝置搭載于電動(dòng)車輛，該電動(dòng) 車輛具備用于產(chǎn)生車輛驅(qū)動(dòng)力的內(nèi)燃機(jī)、和被構(gòu)成為能夠與蓄電裝置之 間雙向地進(jìn)行電力授受的電動(dòng)機(jī)；電動(dòng)機(jī)，被構(gòu)成為能夠通過(guò)蓄電裝置的放電電力而獨(dú)立于內(nèi)燃機(jī)地產(chǎn)生車輛驅(qū)動(dòng)力，并且能夠在電動(dòng)車輛的減速 時(shí)通過(guò)由再生轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生進(jìn)行的再生制動(dòng)發(fā)電而產(chǎn)生蓄電裝置的充電電 力。而且，緩和步驟，在判斷為電動(dòng)機(jī)所要求的再生轉(zhuǎn)矩的絕對(duì)值為預(yù)定 以上時(shí)，通過(guò)設(shè)定分步驟設(shè)定充電電力容許值。
根據(jù)這樣的構(gòu)成，在搭載有內(nèi)燃機(jī)、蓄電裝置和被構(gòu)成為能夠與蓄電 裝置之間雙向地進(jìn)行電力授受的電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)車輛(混合動(dòng)力汽車等)中， 在像在高速行駛時(shí)進(jìn)行制動(dòng)操作時(shí)、雖然在比較低速行駛時(shí)但由于制動(dòng)操 作等使減速度較大時(shí)那樣的、電動(dòng)機(jī)所要求的再生轉(zhuǎn)矩的絕對(duì)值為預(yù)定以 上、對(duì)蓄電裝置的充電要求比通常時(shí)大的運(yùn)行狀況下，能夠在防止蓄電裝 置的輸出電壓上升成高于上限電壓的前提下暫時(shí)地緩和充電限制。
因而，根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)簳r(shí)性地緩和蓄電裝置的充放電限制時(shí)的 充放電電力容許值正確地設(shè)定成使得蓄電裝置的輸出電壓不會(huì)偏離從下限 電壓到上限電壓為止的電壓范圍內(nèi)。


圖l是作為搭載有本發(fā)明的實(shí)施方式的蓄電裝置的充放電控制裝置的 電動(dòng)車輛的代表例而表示的混合動(dòng)力車輛的控制框圖。
圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的蓄電裝置的充放電控制的概略構(gòu)成的 框圖。
圖3是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的放電電力容許值的設(shè)定的流程圖。 圖4是說(shuō)明最大放電可能電力的預(yù)測(cè)方法的概念圖。 圖5是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的充電電力容許值的設(shè)定的流程圖。 圖6是說(shuō)明最大充電可能電力的預(yù)測(cè)方法的概念圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。另外，以下圖中的 相同或相當(dāng)部分標(biāo)記相同符號(hào)，原則上不重復(fù)其"^兌明。
圖l是作為搭載有本發(fā)明的實(shí)施方式的蓄電裝置的控制裝置的電動(dòng)車輛的代表例而表示的混合動(dòng)力車輛的控制框圖。另外，電動(dòng)車輛不僅限于 圖l所示的混合動(dòng)力車輛，只要具有能夠回收車輛減速時(shí)的再生發(fā)電能而 積蓄于蓄電裝置的構(gòu)成，對(duì)具有其他樣態(tài)的混合動(dòng)力車輛(例如串聯(lián)型混 合動(dòng)力車輛)或電動(dòng)汽車也能夠應(yīng)用本發(fā)明。
以下，在本實(shí)施方式中，作為蓄電裝置例示二次電池(蓄電池)，但也 能夠使用以雙電層電容器為代表的電容器等的其他形式的蓄電裝置。
參照?qǐng)D1，混合動(dòng)力車輛包括作為驅(qū)動(dòng)源的、例如汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、柴 油發(fā)動(dòng)機(jī)等內(nèi)燃機(jī)(以下簡(jiǎn)稱發(fā)動(dòng)機(jī))120，和電動(dòng)發(fā)電機(jī)(MG) 140。 電動(dòng)發(fā)電機(jī)140包括主要作為電機(jī)(馬達(dá)、電動(dòng)機(jī))發(fā)揮作用的電動(dòng)發(fā)電 機(jī)140A (以下為了方便說(shuō)明也表示為電機(jī)140A )、和主要作為發(fā)電機(jī)發(fā)揮 作用的電動(dòng)發(fā)電機(jī)140B (以下為了方便說(shuō)明也表示為電機(jī)140B)。另夕卜， 根據(jù)混合動(dòng)力車輛的行駛狀態(tài)，電機(jī)140A作為發(fā)電機(jī)發(fā)揮作用，或發(fā)電 機(jī)140B作為電機(jī)發(fā)揮作用。
在混合動(dòng)力車輛中，除此之外還包括將發(fā)動(dòng)機(jī)120、電動(dòng)發(fā)電機(jī)140A 中產(chǎn)生的動(dòng)力傳達(dá)至驅(qū)動(dòng)輪160、或?qū)Ⅱ?qū)動(dòng)輪160的驅(qū)動(dòng)力傳達(dá)至發(fā)動(dòng)機(jī) 120、電動(dòng)發(fā)電機(jī)140A的減速器180;將發(fā)動(dòng)機(jī)120產(chǎn)生的動(dòng)力分配于驅(qū) 動(dòng)輪160和電動(dòng)發(fā)電機(jī)140B這兩條路徑的動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)(例如，行星齒 輪機(jī)構(gòu))200;作為充電用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)140A、 140B的電力的蓄電裝 置的行駛用蓄電池220;轉(zhuǎn)換行駛用蓄電池220的直流和電動(dòng)發(fā)電機(jī)140A 的交流并進(jìn)行電流控制的逆變器240;轉(zhuǎn)換行駛用蓄電池220的直流和電 動(dòng)發(fā)電機(jī)140B的交流并進(jìn)行電流控制的逆變器241;管理控制行駛用蓄電 池220的充放電狀態(tài)的蓄電池控制單元(以下稱蓄電池ECU (Electronic Control Unit)) 260;控制發(fā)動(dòng)機(jī)120的動(dòng)作狀態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU280;根據(jù) 混合動(dòng)力車輛的狀態(tài)控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)140A、 140B和蓄電池ECU260、逆 變器240等的MG-ECU300;和HV-ECU320，其交替地管理控制蓄電池 ECU260、發(fā)動(dòng)機(jī)ECU280和MG-ECU300等，控制混合動(dòng)力系統(tǒng)整體使 得混合動(dòng)力車輛能夠最高效地運(yùn)行。
在由駕駛者操作的加速踏板410連接有加速踏板傳感器415，加速踏板傳感器415產(chǎn)生與駕駛者對(duì)加速踏板410的操作量(踏入量)對(duì)應(yīng)的輸 出電壓。同樣地，在由駕駛者操作的制動(dòng)踏板420連接有制動(dòng)踏板傳感器 425，制動(dòng)踏板傳感器425產(chǎn)生與駕駛者對(duì)加速踏板420的操作量(踏入量) 對(duì)應(yīng)的輸出電壓。加速踏板傳感器415和制動(dòng)踏板傳感器425的輸出電壓 被傳送至HV-ECU320。因此，HV-ECU320能夠檢測(cè)駕駛者對(duì)加速踏板 410和制動(dòng)踏板420的操作量(踏入量)。
在本實(shí)施方式中，在行駛用蓄電池220和逆變器240之間設(shè)置有轉(zhuǎn)換 器242。由此，即使行駛用蓄電池220的額定電壓低于電動(dòng)發(fā)電機(jī)140A和 電動(dòng)發(fā)電機(jī)140B的額定電壓，也能夠通過(guò)由轉(zhuǎn)換器242將電壓進(jìn)行升壓 或降壓，在行駛用蓄電池220和電動(dòng)發(fā)電機(jī)140A、 140B之間授受電力。 該轉(zhuǎn)換器242中內(nèi)置有平滑電容器，在轉(zhuǎn)換器242進(jìn)行升壓動(dòng)作時(shí)，能夠 在該平滑電容器儲(chǔ)蓄電荷。
另夕卜，在圖1中，分別構(gòu)成各ECU，但也可以作為統(tǒng)合了兩個(gè)以上的 ECU的ECU而構(gòu)成(例如，其中一例是在圖l中，如虛線所示，設(shè)為統(tǒng) 合了 MG-ECU300和HV陽(yáng)ECU320的ECU )。
動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)200,為了將發(fā)動(dòng)機(jī)120的動(dòng)力向驅(qū)動(dòng)輪160和電動(dòng)發(fā) 電機(jī)140B雙方分配，使用行星齒輪機(jī)構(gòu)(行星齒輪)。通過(guò)控制電動(dòng)發(fā)電 機(jī)140B的轉(zhuǎn)速，動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)200也作為無(wú)級(jí)變速器發(fā)揮作用。發(fā)動(dòng)機(jī) 120的旋轉(zhuǎn)力被輸入行星齒輪架(C),其通過(guò)太陽(yáng)齒輪(S)傳送至電動(dòng) 發(fā)電機(jī)140B，通過(guò)環(huán)形齒輪(齒圏、冕狀齒輪)(R)傳送至電機(jī)和輸出 軸(驅(qū)動(dòng)輪160側(cè))。在使旋轉(zhuǎn)中的發(fā)動(dòng)機(jī)120停止時(shí)，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)120 旋轉(zhuǎn)，所以將該旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能通過(guò)電動(dòng)發(fā)電機(jī)140B轉(zhuǎn)換為電能，使發(fā)動(dòng)機(jī) 120的轉(zhuǎn)速降低。
在如圖l所示的搭載有混合動(dòng)力系統(tǒng)的混合動(dòng)力車輛中，在處于起步 時(shí)、低速行駛等時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)120的效率低的情況下，僅通過(guò)電動(dòng)發(fā)電機(jī)140 的電機(jī)140A進(jìn)行混合動(dòng)力車輛的行駛，在通常行駛時(shí)，例如通過(guò)動(dòng)力分 配機(jī)構(gòu)200將發(fā)動(dòng)機(jī)120的動(dòng)力分為兩個(gè)路徑，在一方進(jìn)行驅(qū)動(dòng)輪160的 直接驅(qū)動(dòng)，在另一方驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)140B而進(jìn)行發(fā)電。此時(shí)，以產(chǎn)生的電力
13驅(qū)動(dòng)電機(jī)140A而進(jìn)行驅(qū)動(dòng)輪160的驅(qū)動(dòng)輔助。此外，在高速行駛時(shí)，還 將來(lái)自行駛用蓄電池220的電力供給至電機(jī)140A，使電機(jī)140A的輸出增 大，對(duì)驅(qū)動(dòng)輪160進(jìn)行驅(qū)動(dòng)力的追加。
另一方面，在減速時(shí)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)輪160而從動(dòng)的電機(jī)140A作為發(fā)電 機(jī)發(fā)揮作用，進(jìn)行再生制動(dòng)的發(fā)電，能夠?qū)⒒厥盏碾娏?chǔ)蓄于行駛用蓄電 池220。另外，此處所說(shuō)的再生制動(dòng)包括駕駛混合動(dòng)力汽車的駕駛者進(jìn) 行了腳制動(dòng)操作的情況下的伴隨有再生發(fā)電的制動(dòng)、雖然沒(méi)有進(jìn)行腳制動(dòng) 但通過(guò)在行駛中關(guān)閉加速踏板一邊使其再生發(fā)電一邊使車輛減速(或加速 的中止)。
能夠再生發(fā)電的電力根據(jù)向行駛用蓄電池220的充電電力容許值而設(shè) 定。即，在行駛用蓄電池220的充電禁止時(shí)，再生發(fā)電也被禁止，電動(dòng)發(fā) 電機(jī)140A的轉(zhuǎn)矩指令值設(shè)定為零。
此外，在行駛用蓄電池220的充電量降低、特別需要充電的情況下， 增加發(fā)動(dòng)機(jī)120的輸出，增大電動(dòng)發(fā)電機(jī)140B的發(fā)電量，增加對(duì)行駛用 蓄電池220的充電量。當(dāng)然，即使在低速行駛時(shí)也根據(jù)需要進(jìn)行增加發(fā)動(dòng) 機(jī)120的輸出的控制。例如，上述那樣需要行駛用蓄電池220的充電的情 況、驅(qū)動(dòng)空調(diào)等的輔助設(shè)備的情況、將發(fā)動(dòng)機(jī)120的冷卻水的溫度提高至 預(yù)定溫度的情況等。
在驅(qū)動(dòng)輪160和未圖示的車輪分別設(shè)置有制動(dòng)機(jī)構(gòu)460。制動(dòng)機(jī)構(gòu)460 被構(gòu)成為通過(guò)摩擦力得到車輛的制動(dòng)力，該摩擦力通過(guò)將對(duì)應(yīng)于各車輪設(shè) 置的盤式轉(zhuǎn)子465用由制動(dòng)執(zhí)行器450的產(chǎn)生液壓操作的制動(dòng)塊(摩擦構(gòu) 件)按住而產(chǎn)生。制動(dòng)執(zhí)行器450的液壓產(chǎn)生量由HV-ECU320控制。
HV-ECU320根據(jù)制動(dòng)踏板420的踏入量等算出車輛整體的要求制動(dòng) 力，進(jìn)行控制使得算出的整體要求制動(dòng)力通過(guò)電機(jī)140A的再生制動(dòng)力和 制動(dòng)機(jī)構(gòu)460的液壓制動(dòng)力協(xié)調(diào)地產(chǎn)生。
圖2中表示本發(fā)明的實(shí)施方式的蓄電裝置的充放電控制的概略構(gòu)成。
作為蓄電裝置的一例表示的行駛用蓄電池220，如圖所示是將多個(gè)電 池單元(單電池)串聯(lián)連接而成的電池組，由鉛蓄電池、鋰離子電池、鎳氫電池等的二次電池構(gòu)成。行駛用蓄電池220介由逆變器240、 241和轉(zhuǎn)換 器242與電動(dòng)發(fā)電機(jī)140A、 140B(MG(1)、 MG(2))連接。即，在本 實(shí)施方式中，逆變器240、 241和轉(zhuǎn)換器242以及電動(dòng)發(fā)電機(jī)140A、 140B (MG(l)、 MG (2)) —體構(gòu)成行駛用蓄電池220的負(fù)載。
此外，設(shè)置有檢測(cè)行駛用蓄電池220的端子電壓(以下稱蓄電池電壓 Vb)的電壓傳感器226、檢測(cè)流經(jīng)行駛用蓄電池220的電流的電流傳感器 222。以下將由電流傳感器222所檢測(cè)出的行駛用蓄電池220和負(fù)載之間的 輸入輸出電流稱為蓄電池電流Ib。另外，蓄電池電流Ib將圖中的箭頭方 向定義為正電流方向。即，在放電時(shí)lb〉0(正)，在充電時(shí)lb〈0(負(fù))。 因而，對(duì)行駛用蓄電池220的負(fù)載的輸入輸出電力(功率)由蓄電池電壓 Vb和蓄電池電流Ib的乘積表示，在放電時(shí)為正值，在充電時(shí)為負(fù)值。
此外，在行駛用蓄電池220的多處設(shè)置有檢測(cè)電池溫度的溫度傳感器 224。將溫度傳感器224設(shè)置在多處是因?yàn)樾旭傆眯铍姵?20的溫度有可能 局部不同。電流傳感器222、電壓傳感器226和溫度傳感器224的輸出被 輸出至蓄電池ECU260。
在蓄電池ECU260中，基于這些傳感器輸出值算出電池的剩余容量 (SOC),進(jìn)而執(zhí)行蓄電池充放電限制。執(zhí)行充放電控制，使得推定的SOC 與目標(biāo)SOC —致，且使得不會(huì)由于過(guò)度充電而使蓄電池電壓Vb高于最高 容許電壓(上限電壓Vu)、或不會(huì)由于過(guò)度放電而使蓄電池電壓Vb低于 最低容許電壓(下限電壓Ve)。在此，上限電壓Vu和下限電壓Ve按照行 駛用蓄電池220的最高額定電壓和最低額定電壓、或者連接于行駛用蓄電 池220的設(shè)備(負(fù)載)的動(dòng)作可能(保證)電壓等而決定。
特別地，如上所述，為了使蓄電池電壓Vb維持在下限電壓Ve 上限 電壓Vu的電壓范圍(以下也稱管理電壓范圍)內(nèi)，蓄電池ECU260確定 與行駛用蓄電池220相關(guān)的充電電力容許值Win (Win < 0 )和放電電力容 許值Wout (Wout > 0 )，發(fā)送至MG-ECU300和HV-ECU320。
特別地，HV-ECU300設(shè)定各發(fā)動(dòng)電動(dòng)機(jī)140A、 140B的動(dòng)作指令值(代 表性的是轉(zhuǎn)矩指令值)，使得行駛用蓄電池220在充電電力容許值Win和
15放電電力容許值Wout的范圍內(nèi)充放電。例如，考慮上述的與行駛狀況相 應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)120和電機(jī)140A之間的車輛驅(qū)動(dòng)力的輸出分配，使得包括電 機(jī)140A中的消耗電力在內(nèi)的行駛用蓄電池220的輸出電力不超過(guò)放電電 力容許值Wout。
此外，在再生制動(dòng)時(shí)，進(jìn)行考慮使得包括電動(dòng)發(fā)電機(jī)140A的發(fā)電電 力在內(nèi)的對(duì)行駛用蓄電池220的輸入電力不超過(guò)充電電力容許值Win ，在 該基礎(chǔ)上，設(shè)定電動(dòng)發(fā)電機(jī)140A的轉(zhuǎn)矩指令值(一般為負(fù)轉(zhuǎn)矩)。另外， 如上所述，HV-ECU320，在駕駛者進(jìn)行制動(dòng)操作時(shí)，進(jìn)行協(xié)調(diào)控制使得通 過(guò)電動(dòng)發(fā)電機(jī)140A的再生制動(dòng)力和制動(dòng)機(jī)構(gòu)460的液壓制動(dòng)力之和得到 向車輛整體的要求制動(dòng)力，所以即使電動(dòng)發(fā)電機(jī)140A的再生制動(dòng)力由于 充電電力容許值Win受到限制，也能夠得到必要的車輛制動(dòng)力。此外，從 HV-ECU320向蓄電池ECU260輸入要求暫時(shí)緩和充放電限制的要求標(biāo)志。 關(guān)于該要求標(biāo)志，隨后進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
接著，使用圖3和圖4對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的放電電力限制進(jìn)行說(shuō)明。
圖3是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的放電電力容許值的設(shè)定的流程圖。圖 3所示的流程圖由蓄電池ECU260每隔預(yù)定周期執(zhí)行。
參照?qǐng)D3，蓄電池ECU260通過(guò)步驟S100從電流傳感器222、溫度傳 感器224和電壓傳感器226的檢測(cè)值取得蓄電池狀態(tài)量(蓄電池電壓Vb、 蓄電池電流Ib和蓄電池溫度Tb )。
此外，蓄電池ECU260通過(guò)步驟S110，基于在步驟S100所取得的蓄 電池狀態(tài)量而推定內(nèi)部電阻R。步驟S110中的內(nèi)部電阻推定方法未特別限 定，可以任意地使用公知的推定方法。例如，在內(nèi)部電阻R具有溫度依存 性的類型的蓄電池中，預(yù)先制作反映了由實(shí)驗(yàn)等預(yù)先求出的蓄電池溫度Tb 和內(nèi)部電阻R的特性的映射，使用在步驟S100所取得的蓄電池溫度Tb、 參照該映射，由此能夠推定內(nèi)部電阻R?；蛘?，也如專利文獻(xiàn)4所公開(kāi)的 那樣，也可以適當(dāng)?shù)貐⒄招铍姵仉娏鱅b和蓄電池電壓Vb的實(shí)測(cè)值，應(yīng)用 最小二乘法等逐次地求出(Vb/Ib)，由此推定內(nèi)部電阻R。
另外，在蓄電裝置由電容器構(gòu)成的情況下，也能夠與上述同樣地基于在步驟S100所取得的蓄電池狀態(tài)量而推定內(nèi)部電阻R。
進(jìn)而，蓄電池ECU260通過(guò)步驟S120，基于通過(guò)步驟S100所取得的 蓄電池狀態(tài)量而推定SOC。關(guān)于SOC推定，也可以任意地使用公知的推 定方法。例如，可以通過(guò)將在步驟S100所取得的蓄電池狀態(tài)量代入電池 模型式而逐次推定開(kāi)路電壓(OCV)，推定SOC，也可以通過(guò)基于蓄電池
電流Ib的累計(jì)追蹤soc變化，推定soc?；蛘?，組合基于電池模型的 soc推定和利用電流累計(jì)的soc推定這兩者，推定soc。
進(jìn)而，蓄電池ECU260通過(guò)步驟S130，基于在步驟S120中求出的推 定SOC和/或在步驟S110中求出的蓄電池狀態(tài)量(代表性地是蓄電池溫度 Tb)，設(shè)定基本的放電電力容許值Wout# (Wout#>0)。例如，基本的放 電電力容許值(Wout#)被設(shè)定為即使Woutrf的放電持續(xù)預(yù)定時(shí)間，蓄 電池電壓Vb的電壓變化也在預(yù)定范圍內(nèi)。
接著蓄電池ECU260通過(guò)步驟S150，判斷負(fù)載的放電要求是否為通常 水平。步驟S150進(jìn)行的判定基于來(lái)自HV-ECU320的要求標(biāo)志而執(zhí)行。在 與蓄電池的負(fù)載的狀況相應(yīng)地，從負(fù)載向蓄電池要求的放電要求較大時(shí)， 即，在要暫時(shí)性地使來(lái)自行駛用蓄電池220的輸出電力比通常時(shí)大的狀況 下，該要求標(biāo)志被設(shè)定為步驟S150為否(NO)判定。例如，在本實(shí)施方 式的混合動(dòng)力車輛中，如在電動(dòng)發(fā)電機(jī)140B (MG (l))進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)起 動(dòng)時(shí)或者由于加速踏板操作使對(duì)電動(dòng)發(fā)電機(jī)140A (MG (2))的要求輸出 變得比預(yù)定大的情況等這樣的、要暫時(shí)性地使來(lái)自行駛用蓄電池220的輸 出電力比通常時(shí)大的運(yùn)行狀況下，要求標(biāo)志被設(shè)定為使步驟S150為否判 定。
蓄電池ECU260,在步驟S150的是判定時(shí)，即負(fù)載的放電要求為通常 水平的情況下，在步驟S160中，通過(guò)將在步驟S130中設(shè)定的基本的充電 電力容許值Wou拚設(shè)為放電電力容許值Wout (Wout= Wou悄)，進(jìn)行通常 的放電控制。
與之相對(duì)，蓄電池ECU260，在步驟S150的否判定時(shí)，即負(fù)載的放電 要求較大的情況下，通過(guò)步驟S170和S180，與通常相比暫時(shí)地緩和放電限制。為了不會(huì)由于這樣的放電限制緩和導(dǎo)致蓄電池電壓Vb降低成小于 下限電壓Ve，如下確定暫時(shí)的放電限制緩和時(shí)的放電電力容許值。
蓄電池ECU260，在步驟S170中，以當(dāng)前的蓄電池電壓Vb和蓄電池 電流Ib為基礎(chǔ)，預(yù)測(cè)最大放電可能電力Pe (Pe>0)，該最大放電可能電 力是伴隨放電限制緩和引起的蓄電池電流增大(正方向)、蓄電池電壓Vb 降低至下限電壓Ve時(shí)的放電電力。
圖4是說(shuō)明此時(shí)的最大放電可能電力的預(yù)測(cè)方法的概念圖。
參照?qǐng)D4,動(dòng)作點(diǎn)510對(duì)應(yīng)于當(dāng)前的蓄電池電流Ib和蓄電池電壓Vb。 而且，在最大放電可能電力Pe輸出時(shí)的動(dòng)作點(diǎn)520，蓄電池電流為最大放 電可能電流Idmax，蓄電池電壓為下限電壓Ve。此時(shí)，動(dòng)作點(diǎn)510和520 位于以當(dāng)前的推定內(nèi)部電阻R為斜率的直線上。
因而，能夠作為對(duì)于當(dāng)前的蓄電池電壓Vb和蓄電池電流Ib的相對(duì)值， 預(yù)測(cè)在放電限制緩和時(shí)蓄電池電壓達(dá)到下限電壓Ve的動(dòng)作點(diǎn)520。即，能 夠預(yù)測(cè)當(dāng)前的蓄電池電流Ib和動(dòng)作點(diǎn)520時(shí)的最大放電可能電流Idmax 的電流差，即，放電電流容許增加量△ I bmax- ( Vb-Ve ) /R。
再次參照?qǐng)D3，其結(jié)果是，最大放電可能電力Pe ( lPel > |Wout#| ) 可以按照下述(1)式預(yù)測(cè)。
Pe= (Ib+厶I bmax ) Ve= (Ib+ (Vb畫(huà)Ve) /R) Ve …(1)
進(jìn)而，蓄電池ECU260,在步驟S180中，為了暫時(shí)的放電電力限制， 僅在限制緩和期間At內(nèi)，對(duì)應(yīng)于最大放電可能電力Pe而設(shè)定放電電力容 許值Wout。代表性地，可以設(shè)定為放電電力容許值Wout=Pe，但也可以 設(shè)置余裕(裕度)而使Wout〈Pe。另外，在暫時(shí)的放電電力限制的緩和 期間超過(guò)了限制緩和期間厶t的情況下，來(lái)自HV-ECU320的要求標(biāo)志改變 使得步驟S150的判定為是判定。
通過(guò)這樣的構(gòu)成，能夠以當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的蓄電池電壓Vb和蓄電池電流 Ib為基礎(chǔ)，預(yù)測(cè)由于放電限制緩和引起蓄電池電壓Vb達(dá)到下限電壓Ve 時(shí)的最大放電可能電力Pe，對(duì)應(yīng)于預(yù)測(cè)的最大放電可能電力，確定與通常 相比緩和放電限制時(shí)的放電電力容許值Wout。因而，在與負(fù)載的要求相應(yīng)地暫時(shí)緩和放電限制時(shí)，能夠防止行駛用蓄電池220 (蓄電裝置)的輸 出電壓低于下限電壓，且能夠充分地確保放電限制電力的緩和水平。
接著，使用圖5和圖6對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的充電電力限制進(jìn)行說(shuō)明。
圖5是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的充電電力容許值的設(shè)定的流程圖。圖 5所示的流程圖由蓄電池ECU260每隔預(yù)定周期執(zhí)行。
參照?qǐng)D5，蓄電池ECU260，通過(guò)與圖3同樣的步驟S100 S120的處 理，取得蓄電池狀態(tài)量(蓄電池電壓Vb、蓄電池電流Ib和蓄電池溫度Tb) (S100)，推定內(nèi)部電阻R (S110)，且推定SOC ( S120 )。
進(jìn)而，蓄電池ECU260通過(guò)步驟S135，基于在步驟S120中求出的推 定SOC和/或在步驟S110中求出的蓄電池狀態(tài)量(代表性地是蓄電池溫度 Tb)，設(shè)定基本的充電電力容許值Win# (Win# < 0 )。例如，基本的充電 電力容許值(Win#)被設(shè)定為即使Wh^下的充電持續(xù)預(yù)定時(shí)間，蓄電 池電壓Vb的電壓變化也在預(yù)定范圍內(nèi)。
接著蓄電池ECU260通過(guò)步驟S155，判斷負(fù)載的充電要求是否為通常 水平。關(guān)于步驟S155進(jìn)行的判定，也基于來(lái)自HV-ECU320的要求標(biāo)志而 執(zhí)行。在與蓄電池的負(fù)載的狀況相應(yīng)地，從負(fù)載向蓄電池的充電要求較大 時(shí)，即，要暫時(shí)性地使向行駛用蓄電池220的輸入電力比通常時(shí)大的狀況 下，該要求標(biāo)志被設(shè)定為步驟S155為否判定。例如，在本實(shí)施方式的混 合動(dòng)力車輛中，在如由于駕駛者進(jìn)行的制動(dòng)操作等引起電動(dòng)發(fā)電機(jī)140A 所要求的再生轉(zhuǎn)矩的大小(絕對(duì)值)為預(yù)定以上的情況等這樣的、要使電 動(dòng)發(fā)電機(jī)140A中的再生發(fā)電電力增加、暫時(shí)性地使向行駛用蓄電池220 的輸入電力比通常時(shí)大的運(yùn)行狀況下，要求標(biāo)志被設(shè)定為使步驟S150為 否判定。
例如，在預(yù)定速度以上的高速行駛中進(jìn)行制動(dòng)操作時(shí)、即使在比較低 速的行駛中也由于制動(dòng)操作等使減速度較大時(shí)，會(huì)發(fā)生如上述那樣的、電 動(dòng)發(fā)電機(jī)140A所要求的再生轉(zhuǎn)矩的大小(絕對(duì)值)為預(yù)定以上的情況。
蓄電池ECU260，在步驟S155的是判定時(shí)，即負(fù)載的充電要求為通常 水平的情況下，在步驟S165中，將在步驟S135中設(shè)定的基本的充電電力容許值Win射殳為充電電力容許值Win ( Win= Win# )，由此進(jìn)行通常的充 電限制。
與^目對(duì)，蓄電池ECU260，在步驟S155的否判定時(shí)，即負(fù)載的充電 要求較大的情況下，通過(guò)步驟S175和S185,與通常相比暫時(shí)地緩和充電 限制。為了不會(huì)由于這樣的充電限制緩和導(dǎo)致蓄電池電壓Vb上升到大于 上限電壓Vu，如下確定暫時(shí)的充電限制緩和時(shí)的充電電力容許值。
蓄電池ECU260，在步驟S175中，以當(dāng)前的蓄電池電壓Vb和蓄電池 電流Ib為基礎(chǔ)，預(yù)測(cè)最大充電可能電力Pu (Pu<0)，該最大充電可能電 力是伴隨充電限制緩和引起的蓄電池電流增大(負(fù)方向)、蓄電池電壓Vb 上升到上限電壓Vu時(shí)的充電電力。
圖6是說(shuō)明此時(shí)的最大充電可能電力的預(yù)測(cè)方法的概念圖。
參照?qǐng)D6，動(dòng)作點(diǎn)510弁對(duì)應(yīng)于當(dāng)前的蓄電池電流Ib和蓄電池電壓Vb。 而且，在最大充電可能電力Pu輸入時(shí)的動(dòng)作點(diǎn)520#，蓄電池電流為最大 充電可能電流Icmax,蓄電池電壓為下限電壓Ve。此時(shí)，動(dòng)作點(diǎn)510和420 位于以當(dāng)前的推定內(nèi)部電阻R為斜率的直線上。
因而，能夠作為對(duì)于當(dāng)前的蓄電池電壓Vb和蓄電池電流Ib的相對(duì)值， 預(yù)測(cè)在充電限制緩和時(shí)蓄電池電壓達(dá)到上限電壓Vu的動(dòng)作點(diǎn)520#。即， 能夠預(yù)測(cè)當(dāng)前的蓄電池電流Ib和動(dòng)作點(diǎn)520#時(shí)的最大充電可能電流 Icmax的電流差，即，充電電流容許增加量AI bmax- (Vb-Vu) /R。
再次參照?qǐng)D3，其結(jié)果是，最大充電可能電力Pu ( lPul > |Win#| ) 可以按照下述(2)式預(yù)測(cè)。
Pu= (Ib+AIbmax) Ve= (Ib+ (Vb誦Vu) /R) Vu …(2)
進(jìn)而，蓄電池ECU260，在步驟S185中，為了暫時(shí)的充電電力限制， 僅在限制緩和期間A拚內(nèi)對(duì)應(yīng)于最大充電可能電力Pu而設(shè)定充電電力容 許值Win。代表性地，可以設(shè)定為充電電力容許值Win=Pu,但也可以設(shè) 置余裕而使IWinl < lPul。另外，在暫時(shí)的充電電力限制的緩和期間超過(guò) 了限制緩和期間At的情況下，將來(lái)自HV-ECU320的要求標(biāo)志改變使得步 驟S155的判定為是判定。通過(guò)這樣的構(gòu)成，能夠以當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的蓄電池電壓Vb和蓄電池電流 Ib為基礎(chǔ)，預(yù)測(cè)由于充電限制緩和引起蓄電池電壓Vb達(dá)到上限電壓Vu 時(shí)的最大充電可能電力Pu，對(duì)應(yīng)于預(yù)測(cè)的最大充電可能電力，確定與通常 相比緩和充電限制時(shí)的充電電力容許值Win。因而，在與負(fù)載的要求相應(yīng) 地暫時(shí)緩和充電限制時(shí)，能夠防止蓄電裝置(行駛用蓄電池220)的輸出 電壓上升成高于上限電壓，且能夠充分地確保充電限制電力的緩和水平。
通過(guò)如上述那樣設(shè)定充放電電力容許值，在本發(fā)明的實(shí)施方式的蓄電 裝置的充放電控制中，能夠進(jìn)行充放電控制使得既充分地引出蓄電裝置的 性能又使輸出電壓維持在管理電壓范圍內(nèi)。另外，作為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最小 限的構(gòu)成，也可以是僅對(duì)充電電力容許值和放電電力容許值中的一方按照 圖3或圖5的流程圖進(jìn)刊4殳定的構(gòu)成。
此外，在本實(shí)施方式中，例示了在被構(gòu)成為能夠進(jìn)行搭載于混合動(dòng)力 車輛(電動(dòng)車輛)的蓄電裝置(例如，行駛用蓄電池、雙電層電容器等) 的充放電限制、即能夠進(jìn)行從蓄電裝置向負(fù)載的電力供給(放電)和從負(fù) 載向蓄電裝置的電力供給(充電)這雙方的情況下的、充;j文電電力容許值 的設(shè)定，但本發(fā)明的適用不限定于這樣的情況。即，在被構(gòu)成為僅執(zhí)行從 蓄電裝置向負(fù)載的電力供給(放電)或者從負(fù)載向蓄電裝置的電力供給(充 電)的情況下，對(duì)于那時(shí)的放電電力容許值或充電電力容許值，也能夠應(yīng) 用本發(fā)明而進(jìn)行設(shè)定。即，本發(fā)明不限定負(fù)載的構(gòu)成，能夠共用于將蓄電 裝置的輸出電壓維持在從下限電壓到上限電壓的電壓范圍內(nèi)的充放電電力 容許值的設(shè)定。
另外，在圖3和圖5的流程圖中，步驟S100對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"狀態(tài) 取得單元"或"取得步驟"，步驟S110對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"內(nèi)部電阻推定單 元，，或"推定步驟"，步驟S130、 S135對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"第l限制設(shè)定單 元"或"設(shè)定步驟"。此外，步驟S170、 S180和步驟S175、 S185對(duì)應(yīng)于 本發(fā)明的"第2限制設(shè)定單元"或"緩和步驟"。特別地，步驟S170和S175 對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"預(yù)測(cè)單元"或"預(yù)測(cè)分步驟"，步驟S180和S185對(duì)應(yīng) 于本發(fā)明的"容許值設(shè)定單元"或"設(shè)定分步驟"。
21此次公開(kāi)的實(shí)施方式，在所有方面都是例示的，而非限制性的。本發(fā) 明的范圍由權(quán)利要求而非上述說(shuō)明所表示，與權(quán)利要求相同的意思和范圍 內(nèi)的所有變更都包括在內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種蓄電裝置的充放電控制裝置，它用于將蓄電裝置的輸出電壓維持在從下限電壓到上限電壓的電壓范圍內(nèi)；其中，具備用于取得表示所述蓄電裝置的狀態(tài)的測(cè)定值的狀態(tài)取得單元，用于設(shè)定放電電力容許值和充電電力容許值的第1限制設(shè)定單元，該放電電力容許值和充電電力容許值用于所述蓄電裝置的充放電電力限制，第2限制設(shè)定單元，其用于根據(jù)來(lái)自所述蓄電裝置的負(fù)載的要求，與所述第1限制設(shè)定單元相比，暫時(shí)緩和所述充放電電力限制，和內(nèi)部電阻推定單元，其用于基于由所述狀態(tài)取得單元所取得的所述測(cè)定值而推定所述蓄電裝置的內(nèi)部電阻；所述第2限制設(shè)定單元，包括預(yù)測(cè)單元，其用于基于由所述狀態(tài)取得單元所取得的所述測(cè)定值中的電池電壓和電池電流、以及由所述內(nèi)部電阻推定單元所推定的所述內(nèi)部電阻，預(yù)測(cè)由于放電電力和充電電力的增加而使所述輸出電壓分別達(dá)到所述下限電壓和所述上限電壓時(shí)的所述蓄電裝置的放電電力和充電電力中的至少一方，和容許值設(shè)定單元，其按照所述預(yù)測(cè)單元所預(yù)測(cè)的所述放電電力和所述充電電力的至少一方，設(shè)定所述放電電力容許值和所述充電電力容許值中的至少一方。
2. 如權(quán)利要求1所述的蓄電裝置的充放電控制裝置，其中，所述預(yù) 測(cè)單元，通過(guò)將當(dāng)前的所述電池電壓和所述下限電壓的電壓差除以所述內(nèi) 部電阻而求出所述蓄電裝置的放電電流容許增加量，并根據(jù)放電電流與所 述下限電壓的乘積，預(yù)測(cè)所述輸出電壓達(dá)到所述下限電壓時(shí)的所述j改電電 力，所述放電電流以所M電電流容許增加量和所述電池電流之和來(lái)表示。
3. 如權(quán)利要求1所述的蓄電裝置的充放電控制裝置，其中，所述預(yù) 測(cè)單元，通過(guò)將當(dāng)前的所述電池電壓和所述上限電壓的電壓差除以所述內(nèi) 部電阻而求出所述蓄電裝置的充電電流容許增加量，并根據(jù)充電電流與所 述上限電壓的乘積，預(yù)測(cè)所述輸出電壓達(dá)到所述上限電壓時(shí)的所述充電電力，所述充電電流以所述充電電流容許增加量和所述電池電流之和來(lái)表示。
4. 一種電動(dòng)車輛，具備 所述蓄電裝置，用于產(chǎn)生車輛驅(qū)動(dòng)力的內(nèi)燃機(jī)，被構(gòu)成為能夠與所述蓄電裝置之間雙向地進(jìn)行電力授受的第1和第2 電動(dòng)機(jī)，和如權(quán)利要求1或2所述的充放電控制裝置；其中， 所述笫1電動(dòng)機(jī)，被構(gòu)成為能夠由所述蓄電裝置的放電電力旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng) 由此起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)，所述第2電動(dòng)機(jī)，被構(gòu)成為能夠通過(guò)所述蓄電裝置的放電電力而獨(dú)立 于所述內(nèi)燃機(jī)地產(chǎn)生所述車輛驅(qū)動(dòng)力； 所述充放電控制裝置，在所述內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)時(shí)和對(duì)所述第2電動(dòng)機(jī)的輸出要求成為預(yù)定以上 時(shí)的至少一方時(shí)，通過(guò)所述第2限制設(shè)定單元設(shè)定所述j改電電力容許值。
5. —種電動(dòng)車輛，具備 所述蓄電裝置，用于產(chǎn)生車輛驅(qū)動(dòng)力的內(nèi)燃機(jī)，被構(gòu)成為能夠與所述蓄電裝置之間雙向地進(jìn)行電力授受的電動(dòng)機(jī)，和 如權(quán)利要求1或3所述的蓄電裝置的充放電控制裝置； 所述電動(dòng)機(jī)，被構(gòu)成為能夠通過(guò)所述蓄電裝置的放電電力而獨(dú)立于所 述內(nèi)燃機(jī)地產(chǎn)生所述車輛驅(qū)動(dòng)力，并且能夠在所述電動(dòng)車輛的減速時(shí)通過(guò) 由再生轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生進(jìn)行的再生制動(dòng)發(fā)電而產(chǎn)生所述蓄電裝置的充電電力； 所述充放電控制裝置，通過(guò)所述第2限制設(shè)定單元設(shè)定所述充電電力容許值。
6. —種蓄電裝置的充放電控制方法，其用于將蓄電裝置的輸出電壓 維持為從下限電壓到上限電壓的電壓范圍內(nèi)；其中，包括取得表示所述蓄電裝置的狀態(tài)的測(cè)定值的步驟，設(shè)定用于所述蓄電裝置的充放電電力限制的放電電力容許值和充電電力容許值的步驟，根據(jù)來(lái)自所述蓄電裝置的負(fù)載的要求，與所述設(shè)定步驟相比，暫時(shí)緩 和所述充放電電力限制的步驟，和基于由所述取得步驟所取得的所述測(cè)定值而推定所述蓄電裝置的內(nèi)部電阻的步驟；所述緩和步驟，包括以及由所述推定步驟所推定的所述內(nèi)部電阻，預(yù)測(cè)由于放電電力和充電電述蓄電裝置的放電電力和充電電力中的至少一方的分步驟，和方，設(shè)定所述放電電力容許值和所述充電電力容許值中的至少一方的分步
7. 如權(quán)利要求6所述的蓄電裝置的充放電控制方法，其中，所述預(yù) 測(cè)分步驟，通過(guò)將當(dāng)前的所述電池電壓和所述下限電壓的電壓差除以所述 內(nèi)部電阻而求出所述蓄電裝置的放電電流容許增加量，并根據(jù)放電電流與 所述下限電壓的乘積，預(yù)測(cè)所述輸出電壓達(dá)到所述下限電壓時(shí)的所述放電 電力，所述J改電電流以所述J故電電流容許增加量和所述電池電流之和表示。
8. 如權(quán)利要求6所述的蓄電裝置的充放電控制裝置，其中，所述預(yù) 測(cè)分步驟，通過(guò)將當(dāng)前的所述電池電壓和所述上限電壓的電壓差除以所述 內(nèi)部電阻而求出所述蓄電裝置的充電電流容許增加量，并根據(jù)充電電流與 所述上限電壓的乘積，預(yù)測(cè)所述輸出電壓達(dá)到所述上限電壓時(shí)的所述充電 電力，所述充電電流以所述充電電流容許增加量和所述電池電流之和表示。
9. 如權(quán)利要求6或7所述的蓄電裝置的充放電控制裝置，其中， 所述蓄電裝置搭載于電動(dòng)車輛，該電動(dòng)車輛具備用于產(chǎn)生車輛驅(qū)動(dòng)力的內(nèi)燃機(jī)、和被構(gòu)成為能夠與所述蓄電裝置之間雙向地進(jìn)行電力授受的 電動(dòng)才幾；所述電動(dòng)機(jī)，被構(gòu)成為能夠通過(guò)所述蓄電裝置的放電電力而獨(dú)立于所 述內(nèi)燃機(jī)地產(chǎn)生所述車輛驅(qū)動(dòng)力，并且能夠在所述電動(dòng)車輛的減速時(shí)通過(guò)由再生轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生進(jìn)行的再生制動(dòng)發(fā)電而產(chǎn)生所述蓄電裝置的充電電力； 所述緩和步驟，在判斷為所述電動(dòng)機(jī)所要求的所述再生轉(zhuǎn)矩的絕對(duì)值為預(yù)定以上時(shí)，通過(guò)所述設(shè)定分步驟設(shè)定所述充電電力容許值。
10.如權(quán)利要求6或8所述的蓄電裝置的充放電控制裝置，其中， 所述蓄電裝置搭栽于電動(dòng)車輛，該電動(dòng)車輛具備用于產(chǎn)生車輛驅(qū)動(dòng)力的內(nèi)燃機(jī)、和被構(gòu)成為能夠與所述蓄電裝置之間雙向地進(jìn)行電力授受的電動(dòng)才幾；所述電動(dòng)機(jī)，被構(gòu)成為能夠通過(guò)所述蓄電裝置的放電電力而獨(dú)立于所 述內(nèi)燃機(jī)地產(chǎn)生所述車輛驅(qū)動(dòng)力，并且能夠在所述電動(dòng)車輛的減速時(shí)通過(guò) 由再生轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生進(jìn)行的再生制動(dòng)發(fā)電而產(chǎn)生所述蓄電裝置的充電電力；所述緩和步驟，在判斷為所述電動(dòng)機(jī)所要求的所述再生轉(zhuǎn)矩的絕對(duì)值 為預(yù)定以上時(shí)，通過(guò)所述設(shè)定分步驟設(shè)定所述充電電力容許值。
全文摘要
以當(dāng)前的內(nèi)部電阻R且在從當(dāng)前的蓄電池電流Ib和蓄電池電壓Vb(動(dòng)作點(diǎn)510)起、到蓄電池電壓達(dá)到下限電壓Ve之前使蓄電池輸出電力增加的情況下的、最大放電可能電流表示為Idmax＝Ib+(Vb-Ve)/R(動(dòng)作點(diǎn)520)。因而，能夠作為對(duì)于當(dāng)前的蓄電池電壓和蓄電池電流的相對(duì)值，根據(jù)下限電壓Ve和最大放電可能電流Idmax的乘法運(yùn)算預(yù)測(cè)雖然暫時(shí)性地緩和放電限制但蓄電池電壓不會(huì)低于下限電壓的最大放電可能電力。在與負(fù)載的放電要求相應(yīng)地暫時(shí)緩和蓄電池(蓄電裝置)的放電電力限制時(shí)，放電容許電力值對(duì)應(yīng)于該最大放電可能電力而設(shè)定，使得蓄電裝置的輸出電壓不會(huì)偏離從下限電壓到上限電壓的管理電壓范圍內(nèi)。
文檔編號(hào)B60L11/14GK101443978SQ20078001750
公開(kāi)日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2007年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月15日
發(fā)明者菊池義晃 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社