本發(fā)明涉及安裝在諸如混合動力車輛這樣的車輛上的電源控制系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

作為該類型的系統(tǒng)的一個實例，已知控制安裝在車輛上的電池的充電/放電的系統(tǒng)。根據(jù)在日本專利申請公開No.2007-318913(JP 2007-318913 A)中提出的技術(shù)，例如，在當(dāng)再生發(fā)電之后的開始放電時檢測到的電池電壓高于預(yù)定值時，判定電池的充電量大于目標值，并且將放電的量控制得比通過再生發(fā)電得到的電流的積分值大。當(dāng)電池電壓低于預(yù)定值時，判定電池的充電量小于目標值，并且將放電量控制得比通過再生發(fā)電得到的電流的積分值小。

根據(jù)在上述的JP 2007-318913 A中描述的技術(shù)，當(dāng)電池放電時，控制以減小用作發(fā)電機的交流發(fā)電機的發(fā)電電壓。然而，如果發(fā)電電壓相對于電池的OCV(開路電壓)過度減小，例如，從電池傳遞的電流的絕對值增大，這可能導(dǎo)致電池的壽命降低。從而，當(dāng)控制發(fā)電機的發(fā)電電壓時，作為技術(shù)問題，可以考慮電池的壽命由于充電/放電電流的意外增大而降低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種電源控制系統(tǒng)，該電源控制系統(tǒng)能夠有助于抑制安裝在車輛上的儲電單元的壽命的降低。

本發(fā)明的第一方面涉及一種車輛的電源控制系統(tǒng)，所述車輛包括：發(fā)電機；儲電單元，該儲電單元能夠存儲由所述發(fā)電機產(chǎn)生的電力；以及一個以上的輔助設(shè)備，該輔助設(shè)備能夠利用來自所述儲電單元的電力驅(qū)動。所述電源控制系統(tǒng)包括：第一控制器，該第一控制器被配置為通過設(shè)定所述發(fā)電機的發(fā)電電壓、從而減小施加到所述輔助設(shè)備的電壓的平均值來執(zhí)行輔助設(shè)備電力減小控制，以減小由所述輔助設(shè)備消耗的電力；第二控制器，該第二控制器被配置為：當(dāng)所述輔助設(shè)備執(zhí)行高負載操作時，通過抑制所述輔助設(shè)備的電力減小控制而執(zhí)行高壓發(fā)電控制，以使得所述發(fā)電機的發(fā)電電壓比在所述輔助設(shè)備的電力減小控制期間設(shè)定的電壓高；頻率判定單元，該頻率判定單元被配置為判定所述輔助設(shè)備的電力減小控制與所述高壓發(fā)電控制之間的切換頻率是否等于或高于預(yù)定頻率；以及下限電壓設(shè)定單元，該下限電壓設(shè)定單元被配置為：將當(dāng)所述切換頻率等于或高于所述預(yù)定頻率時的所述輔助設(shè)備電力減小控制之下的所述發(fā)電機的下限電壓設(shè)定為比當(dāng)所述切換頻率低于所述預(yù)定頻率時高的值。

利用根據(jù)本發(fā)明的以上方面的電源控制系統(tǒng)，即使當(dāng)輔助設(shè)備電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的切換頻率等于或高于預(yù)定頻率時，也能夠有助于抑制儲電單元的壽命降低。

在本發(fā)明的以上方面中，所述車輛可以包括作為動力源的內(nèi)燃機，并且所述頻率判定單元可以被配置為：當(dāng)所述內(nèi)燃機的冷卻劑的水溫等于或高于預(yù)定的第一溫度時，判定所述切換頻率等于或高于所述預(yù)定頻率。

如果使用內(nèi)燃機的冷卻劑的溫度，則不僅能夠判定當(dāng)前切換頻率是否等于或高于預(yù)定頻率，而且能夠判定切換頻率是否將在未來等于或高于預(yù)定頻率。

在本發(fā)明的以上方面中，所述車輛可以包括作為動力源的電動機和作為所述電動機的電力供給源的電池。所述頻率判定單元可以被配置為：當(dāng)所述電池的溫度等于或高于預(yù)定的第二溫度時，判定所述切換頻率變得等于或高于所述預(yù)定頻率。

在當(dāng)電池的溫度變?yōu)楦叩臅r的時間與當(dāng)輔助設(shè)備電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的切換頻率變得等于或高于預(yù)定頻率時的時間之間產(chǎn)生了時間延遲。因此，如果使用電池的溫度，則不僅能夠判定當(dāng)前的切換頻率是否等于或高于預(yù)定頻率，還能夠判定切換頻率是否將在未來等于或高于預(yù)定頻率。

在本發(fā)明的以上方面中，電源控制系統(tǒng)可以還包括：設(shè)定單元，該設(shè)定單元被配置為設(shè)定作為所述儲電單元的充電量的目標值的目標充電量；以及檢測單元，該檢測單元被配置為檢測所述儲電單元的當(dāng)前充電量。所述下限電壓設(shè)定單元可以被配置為(i)當(dāng)所述當(dāng)前充電量大于所述目標充電量時，將所述下限電壓設(shè)定為比所述儲電單元的開路電壓低的值，(ii)當(dāng)所述當(dāng)前充電量等于所述目標充電量時，將所述下限電壓設(shè)定為與所述儲電單元的所述開路電壓相同的值，并且(iii)當(dāng)所述當(dāng)前充電量小于所述目標充電量時，將所述下限電壓設(shè)定為比所述儲電單元的所述開路電壓高的值。

如果基于儲電單元的當(dāng)前充電量與目標充電量之間的關(guān)系以上述方式設(shè)定下限電壓，則能夠在通過控制儲電單元的充電/放電而抑制儲電單元的壽命降低的同時，使充電量接近目標充電量。

從下面描述的實施例中，本發(fā)明的作用和其它優(yōu)點將變得明顯。

附圖說明

下面將參考附圖描述本發(fā)明的示例性實施例的特征、優(yōu)點以及技術(shù)和工業(yè)意義，其中，相同的標號表示相同的元件，并且其中：

圖1是示出根據(jù)一個實施例的混合動力車輛的整體構(gòu)造的示意圖；

圖2是表示電力減小控制之下的發(fā)電電壓的控制方法的時序圖；

圖3是表示電力減小控制和高壓發(fā)電控制之下的發(fā)電電壓的變化的時序圖；

圖4是圖示出下限設(shè)定控制的操作的流程的流程圖；

圖5是表示當(dāng)設(shè)定下限電壓時的發(fā)電電壓的變化的時序圖；

圖6是表示取決于下限電壓的設(shè)定的鉛電池的充電/放電電流的改變的時序圖；

圖7是取決于下限電壓的設(shè)定的鎳氫電池的充電/放電電流的改變的時序圖；

圖8是表示根據(jù)目標SOC設(shè)定的多個下限電壓和各個情況下的控制范圍的概念圖；以及

圖9是表示電池SOC與下限電壓之間的關(guān)系的時序圖。

具體實施方式

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電源控制系統(tǒng)被構(gòu)造為安裝在包括發(fā)電機和儲電單元的諸如混合動力車輛這樣的車輛上。例如，發(fā)電機是交流發(fā)電機或電動發(fā)電機的形式。儲電單元是鉛電池或鎳氫電池的形式，例如，并且用作電力供給源，其供給電力以驅(qū)動安裝在車輛上的一個以上的輔助設(shè)備。儲電單元可以具有由單個電池構(gòu)成的單電源布置、或由兩個以上的電池構(gòu)成的多電源布置。

根據(jù)本發(fā)明的實施例的電源控制系統(tǒng)能夠利用第一控制器執(zhí)行輔助設(shè)備的電力減小控制。更具體地，第一控制器設(shè)定發(fā)電機的發(fā)電電壓，從而減小施加到輔助設(shè)備的電壓的平均值(換句話說，施加到全體輔助設(shè)備的電壓的值)。就此而言，“發(fā)電電壓”是指通過使用由發(fā)電機產(chǎn)生的電力而施加到輔助設(shè)備的電壓，并且可以不是發(fā)電機自身的發(fā)電電壓。例如，當(dāng)由發(fā)電機產(chǎn)生的電力的電壓在通過轉(zhuǎn)換器等降壓之后施加于輔助設(shè)備時，將已經(jīng)降壓的電壓視為發(fā)電電壓。利用輔助設(shè)備的電力減小控制，能夠由于平均電壓的減小而導(dǎo)致減小由輔助設(shè)備消耗的電力。例如，在輔助設(shè)備電力減小控制之下，將發(fā)電機的發(fā)電電壓控制在12.5V至13.5V的范圍內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的實施例的電源控制系統(tǒng)還能夠利用第二控制器執(zhí)行高壓發(fā)電控制。更具體地，當(dāng)輔助設(shè)備執(zhí)行高負載操作時(例如，當(dāng)冷卻扇以高負載驅(qū)動時)，第二控制器抑制第一控制器執(zhí)行輔助設(shè)備電力減小控制，從而使發(fā)電機的發(fā)電電壓比輔助設(shè)備電力減小控制期間的電壓高。利用高壓發(fā)電控制，即使當(dāng)輔助設(shè)備執(zhí)行高負載操作時，也能夠供給充足的電力。換句話說，在這里提到的“高負載操作”是指輔助設(shè)備的負載是在輔助設(shè)備電力減小控制之下不能供給充足的電力的高水平。例如，在高壓發(fā)電控制之下，將發(fā)電機的發(fā)電電壓控制為13.8V。

如上所述，交替地執(zhí)行利用第一控制器的輔助設(shè)備電力減小控制和利用第二控制器的高壓發(fā)電控制。根據(jù)該實施例，特別地，由頻率判定單元判定輔助設(shè)備電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的切換頻率是否等于或高于預(yù)定頻率。在這里提到的“預(yù)定頻率”是閾值，其用于判定輔助設(shè)備電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的切換在將于稍后描述的儲電單元惡化的高頻率處發(fā)生。例如，通過事前模擬等預(yù)先將“預(yù)定頻率”設(shè)定為最優(yōu)值。

頻率判定單元不僅可以判定輔助設(shè)備的電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的切換的當(dāng)前頻率是否等于或高于預(yù)定頻率，而且可以判定輔助設(shè)備的電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的切換頻率是否將在未來等于或高于預(yù)定頻率。即，頻率判定單元可以使用車輛的各種參數(shù)等來估計給定時間段之后的輔助設(shè)備電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的切換頻率，并且判定估計的頻率是否等于或高于預(yù)定頻率。

如果頻率判定單元判定輔助設(shè)備電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的切換頻率等于或高于預(yù)定頻率，則下限電壓設(shè)定單元將輔助設(shè)備電力減小控制之下的發(fā)電機的下限電壓設(shè)定為比切換頻率低于預(yù)定頻率的情況下高的值。在切換頻率低于預(yù)定頻率的情況下的下限電壓是12.5V，下限電壓設(shè)定單元將切換頻率等于或高于預(yù)定頻率的情況下的下限電壓設(shè)定為13.1V。

特別地，如果以高頻率切換發(fā)電電壓比較低的輔助設(shè)備的電力減小控制和發(fā)電電壓比較高的高壓發(fā)電控制，則由于發(fā)電電壓的不同而在儲電單元總產(chǎn)生大的充電/放電電流。如果在儲電單元中產(chǎn)生大的充電/放電電流，則可能加速儲電單元的惡化，并且儲電單元的壽命可能降低。

如上所述，當(dāng)輔助設(shè)備的電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的切換頻率等于或高于預(yù)定頻率時，將輔助設(shè)備的電力減小控制之下的發(fā)電機的下限電壓設(shè)定為高值。如果以這種方式設(shè)定下限電壓，則能夠減小在輔助設(shè)備的電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間切換時上升的電壓變化。更具體地，例如，如果高壓發(fā)電控制之下的發(fā)電電壓是13.8V、并且當(dāng)切換頻率低于預(yù)定頻率時的下限電壓是12.5V，則在從高壓發(fā)電控制切換為輔助設(shè)備的電力減小控制時，發(fā)電電壓最大減小1.3V。另一方面，如果將在切換頻率等于或高于預(yù)定頻率的情況下的下限電壓設(shè)定為13.1V，則發(fā)電電壓最大僅減小0.7V。

如果能夠減小從高壓發(fā)電控制切換為輔助設(shè)備的電力減小控制時的電壓變化，則能夠抑制由于電壓變化而引起的放電電流的增大。并且，如果放電電流減小或保持為小的，則儲電單元的充電量不太容易減小，使得充電電流也能夠減小或保持為小的。從而，如果將輔助設(shè)備的電力減小控制的下限電壓設(shè)定為高的，則能夠有助于抑制或控制在輔助設(shè)備的電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間切換時產(chǎn)生的儲電單元的充電或放電。

車輛可以包括諸如汽油發(fā)動機和柴油發(fā)動機這樣的內(nèi)燃機。內(nèi)燃機通過水箱中的冷卻劑冷卻。冷卻劑布置成通過具有冷卻扇的散熱器冷卻并且循環(huán)。并且，能夠通過溫度傳感器等檢測冷卻劑的溫度。

如果內(nèi)燃機的冷卻劑的溫度變?yōu)楦叩?，則作為輔助設(shè)備的冷卻扇以高負載驅(qū)動(即，執(zhí)行高負載操作)，從而提高了散熱器的冷卻冷卻劑的散熱效果。如果輔助設(shè)備執(zhí)行高負載操作，則用于驅(qū)動輔助設(shè)備的電力增加，并且要求高壓發(fā)電控制。從而，當(dāng)內(nèi)燃機的冷卻劑的溫度高時，期望提高輔助設(shè)備的電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的切換頻率。

根據(jù)該實施例，基于內(nèi)燃機的冷卻劑的溫度，判定輔助設(shè)備的電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的切換頻率。更具體地，當(dāng)內(nèi)燃機的冷卻劑的水溫等于或高于預(yù)定的第一溫度時，判定輔助設(shè)備的電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的切換頻率變得等于或高于預(yù)定頻率。就此而言，“第一溫度”是這樣的閾值：其與在輔助設(shè)備的電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的切換頻率變得等于預(yù)定頻率的情況下的發(fā)動機的冷卻劑的溫度相對應(yīng)。如果預(yù)先設(shè)定第一溫度，則能夠通過使用內(nèi)燃機的冷卻劑的溫度容易且精確地判定切換頻率是否變得等于或高于預(yù)定頻率。

在當(dāng)內(nèi)燃機的冷卻劑的溫度變高時的時間與當(dāng)輔助設(shè)備的電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的切換頻率變得等于預(yù)定頻率時的時間之間產(chǎn)生了時間延遲。因此，如果使用發(fā)動機的冷卻劑的溫度，則不僅能夠判定當(dāng)前的切換頻率是否等于或高于預(yù)定頻率，而且能夠判定切換頻率是否將在未來等于或高于預(yù)定頻率。

車輛可以包括諸如電機這樣的電動機。在發(fā)電機是電動發(fā)電機時，發(fā)電機還可以用作電動機?？梢园ㄖT如鋰離子電池這樣的電池作為電動機的電力供給源。能夠通過溫度傳感器等檢測電池的溫度。

]如果電池的溫度變高，則用于冷卻電池的冷卻扇以高負載驅(qū)動(即，執(zhí)行高負載操作)。如果輔助設(shè)備執(zhí)行高負載操作，則用于驅(qū)動輔助設(shè)備的電力增加，并且要求高壓發(fā)電控制。從而，當(dāng)電池的溫度高時，期望提高輔助設(shè)備的電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的切換頻率。

因此，基于電池的溫度判定輔助設(shè)備的電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的切換頻率。更具體地，當(dāng)電池的溫度等于或高于預(yù)定的第二溫度時，判定輔助設(shè)備的電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的切換頻率等于或高于預(yù)定頻率。就此而言，“第二溫度”是這樣的閾值：其與在輔助設(shè)備的電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的切換頻率等于預(yù)定頻率的情況下的電池的溫度相對應(yīng)。如果預(yù)先設(shè)定第二溫度，則能夠通過使用電池的溫度容易且精確地判定切換頻率是否等于或高于預(yù)定頻率。

并且，在當(dāng)電池的溫度變高的時間與當(dāng)輔助設(shè)備的電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的切換頻率變得等于預(yù)定頻率時的時間之間產(chǎn)生了時間延遲。因此，如果使用電池的溫度，則不僅能夠判定當(dāng)前的切換頻率是否等于或高于預(yù)定頻率，還能夠判定切換頻率是否將在未來等于或高于預(yù)定頻率。

并且，設(shè)定單元可以設(shè)定目標充電量作為儲電單元的充電量的目標值。例如，根據(jù)車輛的行駛狀況和周圍環(huán)境設(shè)定目標充電量。然而，可以將目標充電量設(shè)定為固定值。并且，檢測單元可以檢測儲電單元的當(dāng)前充電量。例如，檢測單元基于儲電單元的電壓來檢測當(dāng)前充電量。

特別地，基于上述的目標充電量和當(dāng)前充電量，下限電壓設(shè)定單元設(shè)定下限電壓(即，當(dāng)判定輔助設(shè)備的電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的切換頻率等于或高于預(yù)定頻率時的輔助設(shè)備的電力減小控制的下限電壓)。更具體地，當(dāng)當(dāng)前充電量大于目標充電量時，將下限電壓設(shè)定為比儲電單元的開路電壓低的值。在這種情況下，從儲電單元放出電力，使得充電量減小并且接近目標充電量。當(dāng)當(dāng)前充電量等于目標充電量時，將下限電壓設(shè)定為與儲電單元的開路電壓相同的值。在這種情況下，儲電單元既不充電也不放電，并且當(dāng)前充電量保持等于目標充電量。此外，當(dāng)當(dāng)前充電量小于目標充電量時，將下限電壓設(shè)定為比儲電單元的開路電壓高的值。在這種情況下，儲電單元充電，使得充電量增加并且接近目標充電量。

“當(dāng)前充電量等于目標充電量”的以上陳述不僅指當(dāng)前充電量與目標充電量互相完全一致的情況，而且指當(dāng)前充電量處于包括目標充電量及其余量的給定范圍內(nèi)的情況。在這種情況下，“當(dāng)前充電量大于目標充電量”的陳述是指當(dāng)前充電量大于給定范圍內(nèi)的目標充電量的情況，并且“當(dāng)前充電量小于目標充電量”的陳述是指當(dāng)前充電量小于給定范圍內(nèi)的目標充電量的情況。

將參考附圖描述本發(fā)明的一個實施例。在下面，將通過實例的方式描述本發(fā)明的電源控制系統(tǒng)安裝在混合動力車輛上的情況。

<混合動力車輛的構(gòu)造>首先，將參考圖1描述根據(jù)該實施例的混合動力車輛的構(gòu)造。圖1示意性地示出根據(jù)該實施例的混合動力車輛的整體構(gòu)造。

在圖1中，根據(jù)該實施例的混合動力車輛V包括：ECU(電子控制單元)100、輔助設(shè)備200、發(fā)動機ENG、電動發(fā)電機MG、DC/DC轉(zhuǎn)換器300、HV電池410、和輔助設(shè)備的電池420?；旌蟿恿囕vV構(gòu)造成以如下行駛模式中的選擇的一個行駛模式行駛：HV行駛模式，其利用發(fā)動機ENG和電動發(fā)電機MG的動力行駛；以及EV行駛模式，其在停止發(fā)動機ENG的同時僅利用電動發(fā)電機MG的動力行駛。

ECU 100是配置為能夠控制混合動力車輛V的整體操作的電子控制單元。在該實施例中，特別地，ECU 100用作“電源控制系統(tǒng)”的一個具體實例。更具體地，ECU 100控制DC/DC轉(zhuǎn)換器300的操作，從而控制施加到輔助設(shè)備電池420的電壓。在將電源控制系統(tǒng)用于除了混合動力車輛之外的車輛中的情況下，ECU 100可以直接控制諸如交流發(fā)電機這樣的發(fā)電機。稍后將詳細描述ECU 100的具體構(gòu)造。

輔助設(shè)備200包括電池冷卻扇210、發(fā)動機冷卻扇220、燃料泵230、油泵240、和水泵250。

電池冷卻扇210構(gòu)造為用于冷卻HV電池410的風(fēng)扇。電池冷卻扇210能夠根據(jù)HV電池410的溫度而驅(qū)動。例如，當(dāng)HV電池410的溫度低時，電池冷卻扇210以低負載驅(qū)動，并且當(dāng)HV電池410的溫度高時，電池冷卻扇210以高負載驅(qū)動。還可以僅當(dāng)HV電池410的溫度高時驅(qū)動電池冷卻扇210。

發(fā)動機冷卻扇220構(gòu)造為用于冷卻發(fā)動機ENG的風(fēng)扇。更具體地，發(fā)動機冷卻扇220構(gòu)造成用于冷卻散熱器的風(fēng)扇，發(fā)動機ENG的冷卻劑通過該散熱器而循環(huán)。能夠根據(jù)發(fā)動機ENG的冷卻劑的溫度而驅(qū)動發(fā)動機冷卻扇220。例如，當(dāng)冷卻劑的溫度低時，發(fā)動機冷卻扇220以低負載驅(qū)動，并且當(dāng)冷卻劑的溫度高時，發(fā)動機冷卻扇220以高負載驅(qū)動。還可以僅當(dāng)冷卻劑的溫度高時驅(qū)動發(fā)動機冷卻扇220。

燃料泵230配置為用于將諸如汽油這樣的燃料供給到發(fā)動機ENG的泵。

油泵240配置為用于將油供給到混合動力車輛V的各個部分(例如，變速器(未示出))的泵。

水泵250配置為用于循環(huán)發(fā)動機ENG的冷卻劑的泵。

各個上述輔助設(shè)備僅僅是實例，并且輔助設(shè)備200可以包括未在這里提到的其它輔助設(shè)備。即，通過根據(jù)該實施例的電源控制系統(tǒng)實現(xiàn)并且將在稍后描述的效果不受輔助設(shè)備的類型的限制。

發(fā)動機ENG是“內(nèi)燃機”的一個具體實例，并且通過燃燒諸如汽油或輕油這樣的燃料而驅(qū)動。發(fā)動機ENG用作混合動力車輛V的主動力源。另外，發(fā)動機ENG還用作用于使電動發(fā)電機MG的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)(換句話說，驅(qū)動)的動力源。

電動發(fā)電機MG是“發(fā)電機”的一個具體實例，并且用作用于對HV電池410和輔助設(shè)備電池420充電的發(fā)電機。當(dāng)使用存儲在HV電池410中的電力驅(qū)動時，電動發(fā)電機MG還可以用作供給電力以使混合動力車輛V行駛的電動機。

DC/DC轉(zhuǎn)換器300電連接在電動發(fā)電機MG與HV電池410之間，并且逐步降低通過電動發(fā)電機MG的再生得到的電力的電壓，或者從HV電池410傳遞的電壓，從而將得到的電壓傳遞到輔助設(shè)備電池420。

HV電池410是“電池”的一個具體實例，并且用作電力供給源，將作為動力的電力供給到電動發(fā)電機MG，并且用作儲電單元，存儲通過電動發(fā)電機MG的再生而得到的電力。更具體地，HV電池410是可充電二次電池單元，并且例如，主要由串聯(lián)連接的諸如鋰離子電池這樣的多個單位電池構(gòu)成。

輔助設(shè)備電池420是“儲電單元”的一個具體實例，并且用作電力供給源，其供給電力以驅(qū)動安裝在混合動力車輛V上的輔助設(shè)備200。并且，輔助設(shè)備電池420能夠經(jīng)由DC/DC轉(zhuǎn)換器300利用從電動發(fā)電機MG和HV電池410傳遞的電力充電。

<ECU的配置>將參考圖1描述ECU 100的具體配置。

如圖1所示，作為其中實現(xiàn)的邏輯或物理處理模塊，ECU 100包括：電力減小控制單元110、高壓發(fā)電控制單元120、切換頻率判定單元130、電壓下限值設(shè)定單元140、目標SOC設(shè)定單元150、和電池SOC檢測單元160。

電力減小控制單元110是“第一控制器”的一個具體實例，并且執(zhí)行輔助設(shè)備的電力減小控制以減小用于驅(qū)動輔助設(shè)備200的電力。更具體地，電力減小控制單元110控制DC/DC轉(zhuǎn)換器300，從而減小施加到輔助設(shè)備200的電壓的平均值。輔助設(shè)備的電力減小控制使得能夠通過減小平均電壓而減小由輔助設(shè)備200消耗的電力。

高壓發(fā)電控制單元120是“第二控制器”的一個具體實例，并且執(zhí)行高壓發(fā)電控制以獲得比在輔助設(shè)備的電力減小控制之下的電壓高的電壓。更具體地，當(dāng)輔助設(shè)備200中的任意一個輔助設(shè)備以高負載操作時(例如，在電池冷卻扇210或發(fā)動機冷卻扇220的HIGH驅(qū)動期間)，高壓發(fā)電控制單元120抑制電力減小控制單元110執(zhí)行輔助設(shè)備的電力減小控制，并且增大從DC/DC轉(zhuǎn)換器300傳遞的電壓。利用高壓發(fā)電控制，即使當(dāng)輔助設(shè)備200執(zhí)行高負載操作時，也能夠供給充足的電力。

切換頻率判定單元130是“頻率判定單元”的一個具體實例，并且判定輔助設(shè)備的電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的切換頻率是否等于或高于預(yù)定頻率。例如，切換頻率判定單元130能夠通過基于HV電池410的溫度預(yù)測電池冷卻扇210的負載，估計輔助設(shè)備的電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的切換頻率。切換頻率判定單元130還能夠通過基于發(fā)動機ENG的冷卻劑的水溫預(yù)測發(fā)動機冷卻扇220的負載，估計輔助設(shè)備的電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的切換頻率。

存儲以在切換頻率判定單元130的判定中使用的閾值是用于判定充電/放電電流的增加的值，這將使得輔助設(shè)備電池420的使用壽命降低。例如，通過事前模擬來判定該閾值。

電壓下限設(shè)定單元140是“下限值設(shè)定單元”的一個具體實例。當(dāng)由切換頻率判定單元130判定輔助設(shè)備的電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的切換頻率等于或高于預(yù)定頻率時，電壓下限設(shè)定單元140將輔助設(shè)備的電力減小控制的下限設(shè)定為比正常下限高的值。如將在稍后詳細描述地，電壓下限設(shè)定單元140構(gòu)造成能夠基于輔助設(shè)備電池420的當(dāng)前SOC與目標SOC之間的關(guān)系而將下限設(shè)定為不同值。

目標SOC設(shè)定單元150是“設(shè)定單元”的一個具體實例，并且將目標SOC設(shè)定為輔助設(shè)備電池420的SOC的目標值。例如，根據(jù)混合動力車輛V的行駛狀況和周圍環(huán)境設(shè)定目標SOC。也可以將目標SOC設(shè)定為固定值。

電池SOC檢測單元160是“檢測單元”的一個具體實例，并且檢測輔助設(shè)備電池420的當(dāng)前SOC。例如，電池SOC檢測單元160基于輔助設(shè)備電池420的電壓來檢測當(dāng)前SOC。

<輔助設(shè)備的電力減小控制>接下來將參考圖2詳細描述由電力減小控制單元110執(zhí)行的輔助設(shè)備的電力減小控制。圖2是表示在電力減小控制之下的發(fā)電電壓的控制方法的時序圖。

如圖2所示，在輔助設(shè)備的電力減小控制期間，電力減小控制單元110根據(jù)輔助設(shè)備電池420的SOC來判定DC/DC轉(zhuǎn)換器300的輸出電壓(當(dāng)適當(dāng)時，稱為“發(fā)電電壓”)。更具體地，當(dāng)輔助設(shè)備電池420的SOC高于目標SOC時，電力減小控制單元110判定發(fā)電電壓為比較低的值，并且當(dāng)輔助設(shè)備電池420的SOC低于目標SOC時，電力減小控制單元110判定發(fā)電電壓為比較高的值。如果以這種方式控制發(fā)電電壓，則當(dāng)輔助設(shè)備電池420的SOC高于目標SOC時，電力能夠從輔助設(shè)備電池420放電，并且當(dāng)輔助設(shè)備電池420的SOC低于目標SOC時，輔助設(shè)備電池420能夠充電。因此，輔助設(shè)備電池420的SOC能夠保持在接近目標SOC的值。

在輔助設(shè)備的電力減小控制期間，將發(fā)電電壓控制在預(yù)定范圍內(nèi)(例如，12.5V至13.5V)。將輔助設(shè)備的電力減小控制的電壓控制范圍設(shè)定為比在將于稍后描述的高壓發(fā)電控制之下建立的電壓低，使得輔助設(shè)備200的平均電壓減小。從而，利用輔助設(shè)備的電力減小控制，能夠有助于減小由輔助設(shè)備200消耗的電力。

<高壓發(fā)電控制>接下來將參考圖3詳細描述由高壓發(fā)電控制單元120執(zhí)行的高壓發(fā)電控制。圖3是示出在電力減小控制和高壓發(fā)電控制之下的發(fā)電電壓的變化的時序圖。

如圖3所示，通過臨時抑制由電力減小控制單元110執(zhí)行的輔助設(shè)備的電力減小控制，高壓發(fā)電控制單元120執(zhí)行高壓發(fā)電控制。因此，輔助設(shè)備的電力減小控制和高壓發(fā)電控制交替地執(zhí)行。高壓發(fā)電控制單元120通過使發(fā)電電壓保持在比輔助設(shè)備的電力減小控制期間的電壓高的水平(例如，13.8V)而執(zhí)行高壓發(fā)電控制。當(dāng)任意輔助設(shè)備的200的任意輔助設(shè)備的執(zhí)行高負載操作時，高壓發(fā)電控制單元120執(zhí)行高壓發(fā)電控制。由于在高壓發(fā)電控制期間，發(fā)電電壓保持在比較高的水平，所以即使當(dāng)輔助設(shè)備200組要求大電力時，也能夠防止電力不足。

如從圖3所得出，在高壓發(fā)電控制與輔助設(shè)備的電力減小控制之間的切換時，發(fā)電電壓經(jīng)歷大的變化。特別地，在高壓發(fā)電控制之下的剛好在輔助設(shè)備電池420充電之后發(fā)生的從高壓發(fā)電控制切換為輔助設(shè)備的電力減小控制時，輔助設(shè)備的電力減小控制之下的發(fā)電電壓低，并且電壓變化大。

如果產(chǎn)生上述電壓變化，則輔助設(shè)備電池420的充電/放電電流變?yōu)榇蟮摹＠?，在從高壓發(fā)電控制切換為輔助設(shè)備的電力減小控制時，電壓急劇下降。因此，在輔助設(shè)備電池420中產(chǎn)生大的放電電流。輔助設(shè)備電池420中的充電/放電電流的增大加速了電池420的惡化，并且引起了電池420的壽命的降低。因此，優(yōu)選地，輔助設(shè)備的電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的切換頻率盡可能地小。

在根據(jù)該實施例的電源控制系統(tǒng)中，執(zhí)行如在下面詳細所述的下限設(shè)定控制，從而抑制如上所述的輔助設(shè)備電池的壽命的降低。

<下限設(shè)定控制>將參考圖4詳細描述由切換頻率判定單元130和電壓下限設(shè)定單元140執(zhí)行的下限設(shè)定控制。圖4是圖示出下限設(shè)定控制的操作流程的流程圖。

在圖4中，在下限設(shè)定控制之下，首先通過切換頻率判定單元130判定輔助設(shè)備的電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的切換頻率是否等于或高于預(yù)定的閾值(步驟S101)。在這里提到的閾值是“預(yù)定頻率”的一個具體實例，并且預(yù)先設(shè)定為這樣的值：其對應(yīng)于發(fā)生如上所述的輔助設(shè)備電池420的壽命降低(更具體地，輔助設(shè)備電池420的惡化度接近不可接受值)的情況下的頻率。如已經(jīng)在上面所述，例如，基于HV電池410的溫度或發(fā)動機ENG的冷卻劑的溫度，切換頻率判定單元130可以估計輔助設(shè)備的電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的切換頻率。

如果判定輔助設(shè)備的電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的切換頻率低于預(yù)定的閾值(步驟S101：否)，則將在輔助設(shè)備的電力減小控制之下的下限電壓設(shè)定為12.5V，作為正?？刂品秶南孪?步驟S107)。換句話說，下限的設(shè)定(改變)不由電壓下限設(shè)定單元140執(zhí)行。

另一方面，如果判定輔助設(shè)備的電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的切換頻率等于或高于預(yù)定的閾值(步驟S101：是)，則由電壓下限設(shè)定單元140判定輔助設(shè)備電池420的當(dāng)前SOC是否大于目標SOC(步驟S102)。就此而言，由電池SOC檢測單元160所檢測的值可以用作輔助設(shè)備電池420的當(dāng)前SOC，并且由目標SOC設(shè)定單元150設(shè)定的值可以用作目標SOC。

如果判定輔助設(shè)備的電池420的當(dāng)前SOC大于目標SOC(步驟S102：是)，則電壓下限設(shè)定單元140將輔助設(shè)備的電力減小控制之下的下限電壓設(shè)定為這樣的值：該值比輔助設(shè)備電池420的OCV低并且比作為正常控制范圍的下限的12.5V高(步驟S103)。

另一方面，如果判定輔助設(shè)備電池420的當(dāng)前SOC不大于目標SOC(步驟S102：否)，則通過電壓下限設(shè)定單元140進一步判定輔助設(shè)備電池420的當(dāng)前SOC是否為與目標SOC相同的值(更具體地，當(dāng)前SOC處于目標SOC的給定范圍內(nèi))(步驟S104)。

如果判定輔助設(shè)備電池420的當(dāng)前SOC是與目標SOC相同的值(步驟S104：是)，則電壓下限設(shè)定單元140將輔助設(shè)備的電力減小控制之下的下限電壓設(shè)定為與輔助設(shè)備電池420的OCV相同的值(步驟S105)。

另一方面，如果判定輔助設(shè)備電池420的當(dāng)前SOC不是與目標SOC相同的值(即，輔助設(shè)備電池420的當(dāng)前SOC小于目標SOC)(步驟S104：否)，則電壓下限設(shè)定單元140將輔助設(shè)備的電力減小控制之下的下限電壓設(shè)定為這樣的值：該值比輔助設(shè)備電池420的OCV高并且比作為正?？刂品秶纳舷薜?3.5V低(步驟S106)。

如上所述，當(dāng)判定輔助設(shè)備的電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的切換頻率等于或大于預(yù)定的閾值時(即，當(dāng)輔助設(shè)備電池420的壽命非常容易降低時)，將輔助設(shè)備電力減小控制之下的下限電壓設(shè)定為高于作為正常控制范圍的下限的12.5V。并且，將輔助設(shè)備的電力減小控制之下的下限電壓設(shè)定為這樣的值：該值根據(jù)輔助設(shè)備電池420的當(dāng)前SOC與目標SOC之間的大小關(guān)系而不同。

<效果描述>將參考圖5至圖7描述通過如上所述的下限電壓設(shè)定控制而實現(xiàn)的有益效果。

如果將輔助設(shè)備的電力減小控制的下限電壓設(shè)定為比正常控制范圍的下限(12.5V)高的值(在該實例中是13.1V)，如圖5所示，則剛好在從高壓發(fā)電控制切換為輔助設(shè)備的電力減小控制之后所檢測的電壓變得比不設(shè)定下限的情況下的電壓高。結(jié)果，減小了在從高壓發(fā)電控制切換為輔助設(shè)備的電力減小控制時產(chǎn)生的發(fā)電電壓的變化。因此，能夠抑制可能由于電壓的急劇下降而引起的輔助設(shè)備電池420的放電電流的增大。

在如此抑制放電電流的增大的情況下，輔助設(shè)備電池420的SOC不容易減小。因此，輔助設(shè)備電池420變得不容易充電，并且還抑制充電電流的增大。即，如果將下限值設(shè)定為比正?？刂品秶南孪薷叩闹?，使得電力不容易從輔助設(shè)備的電池420放出，則即使不將上限電壓設(shè)定為比正?？刂品秶纳舷拗档偷闹担o助設(shè)備電池420也變得不容易充電。因此，抑制了充電/放電電流的增大，并且能夠抑制輔助設(shè)備電池420的壽命降低。

如圖6所示，在輔助設(shè)備電池420是鉛電池的情況下，如果不設(shè)定輔助設(shè)備的電力控制的下限電壓，則由于輔助設(shè)備的電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的增大的切換頻率，而導(dǎo)致在輔助設(shè)備電池420中產(chǎn)生大的充電/放電電流。另一方面，如果將輔助設(shè)備的電力減小控制的下限電壓設(shè)定為13.1V，則能夠減小輔助設(shè)備電池420的充電/放電電流。由于當(dāng)獲取圖6所示的數(shù)據(jù)時，鉛電池的OCV低于13.1V，所以在設(shè)定下限之后，在輔助設(shè)備電池420中不發(fā)生放電，而是僅進行弱充電。

如圖7所示，在輔助設(shè)備電池420是鎳氫電池的情況下，同樣地，如果將輔助設(shè)備的電力減小控制的下限電壓設(shè)定為比正?？刂品秶南孪薷叩?3.1V，則能夠減小輔助設(shè)備電池420的充電/放電電流。由于鎳氫電池的OCV容易比鉛電池的OCV高，所以不完全消除放電，但是發(fā)現(xiàn)與不設(shè)定下限電壓的情況相比，輔助設(shè)備電池420的充電/放電電流確實減小。

接著參考圖8和圖9描述通過根據(jù)輔助設(shè)備電池420的SOC設(shè)定下限電壓而實現(xiàn)的有益效果。圖8是表示根據(jù)目標SOC設(shè)定的多個下限電壓和各個情況下的控制范圍的概念圖。圖9是表示電池SOC與下限電壓之間的關(guān)系的時序圖。

如圖8和圖9所示，當(dāng)輔助設(shè)備電池420的當(dāng)前SOC大于目標SOC時(更具體地，當(dāng)輔助設(shè)備電池420的當(dāng)前SOC比目標SOC大+5％時)，將下限電壓設(shè)定為A，作為這樣的值：該值比正?？刂品秶南孪薜?2.5V高并且比輔助設(shè)備電池420的OCV低(參見圖4的步驟S103)。在這種情況下，輔助設(shè)備電力減小控制之下的控制范圍是比正?？刂品秶?即，12.5V至13.5V)小的控制范圍。利用如上所述的控制，能夠在抑制由于輔助設(shè)備的電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的增大的切換頻率而引起的輔助設(shè)備電池420的壽命降低的同時，使輔助設(shè)備電池420的SOC經(jīng)過比正常慢的放電而接近目標SOC。

當(dāng)輔助設(shè)備電池420的當(dāng)前SOC是與目標SOC相同的值時(更具體地，當(dāng)輔助設(shè)備電池420的當(dāng)前SOC處于目標SOC的+5％至-5％的范圍內(nèi)時)，將下限電壓設(shè)定為B，B為與輔助設(shè)備電池420的OCV相同的值(參見圖4的步驟S105)。在這種情況下，輔助設(shè)備的電力減小控制之下的控制范圍是比上述控制范圍a小的控制范圍b。利用如上所述的控制，能夠在抑制由于輔助設(shè)備的電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的增大的切換頻率而引起的輔助設(shè)備電池420的壽命降低的同時，抑制充電和放電、并從而將輔助設(shè)備電池420的SOC保持在目標SOC。

當(dāng)輔助設(shè)備電池420的當(dāng)前SOC小于目標SOC時(更具體地，當(dāng)輔助設(shè)備電池420的當(dāng)前SOC比目標SOC小超過-5％)時，將下限電壓設(shè)定為C，作為這樣的值：該值比正?？刂品秶纳舷薜?3.5V低并且比輔助設(shè)備電池420的OCV高的值(參見圖4的步驟S106)。在這種情況下，輔助設(shè)備的電力減小控制之下的控制范圍是比如上所述的控制范圍b還小的控制范圍c。利用如上所述的控制，能夠在抑制由于輔助設(shè)備的電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的增大的切換頻率而引起的輔助設(shè)備電池420的壽命降低的同時，通過抑制放電并且僅進行充電而使輔助設(shè)備電池420的SOC接近目標SOC。

如上所述，利用根據(jù)該實施例的電源控制系統(tǒng)，能夠在抑制可能由于輔助設(shè)備的電力減小控制與高壓發(fā)電控制之間的切換頻率的增大而引起的輔助設(shè)備電池420的壽命降低的同時，使輔助設(shè)備電池420的SOC接近目標SOC。

需要理解的是：本發(fā)明不限于上述實施例，而是可以在不背離能夠從作為整體的附加權(quán)利要求和說明書中所讀取的本發(fā)明的原則或概念的情況下根據(jù)需要而改變。還需要理解的是：包括這樣的改變的電源控制系統(tǒng)也包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍中。