CN110316012A - 车辆电源*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种在车辆的电源***中,可一边减少电压转换器的损耗,一边进行高输出行驶的车辆电源***。电源***包括:第1驱动马达(Mr);第2驱动马达(Mf);第1电力线(21),连接有第1逆变器(3r)及第1电池(B1);第2电力线(22),连接有第2逆变器(3f)及第2电池(B2);电压转换器(4),在第1电力线(21)与第2电力线(22)之间转换电压;以及ECU,操作第1逆变器(3r)及第2逆变器(3f)以及电压转换器(4)来控制第1电池(B1)及第2电池(B2)的充放电。在总要求电力比第1电池(B1)的第1可输出电力大的情况下,ECU将从总要求电力中去掉第1电池(B1)的输出部分后的不足电力从第2电池(B2)朝第2电力线(22)放出。
Description
技术领域
本发明涉及一种车辆电源***。更详细而言,本发明涉及一种包括两个蓄电装置与电压转换器的车辆电源***。
背景技术
近年来,包括电动机作为动力产生源的电动传输机器、或包括电动机与内燃机作为动力产生源的混合动力车辆等电动车辆的开发正盛行。在此种电动车辆中,为了将电能供给至电动机中而也搭载有电池或电容器等蓄电器。另外,近年来,也开发有搭载多个特性不同者作为搭载在电动车辆中的蓄电器的电动车辆。
在专利文献1中揭示有一种包括低电压电池、高电压电池、及转换电压的转换器的车辆电源***。在专利文献1的车辆电源***中,将低电压的电池经由转换器而与驱动马达连接,将高电压的电池以与转换器变成并联的方式与驱动马达连接。在专利文献1的车辆电源***中,在要求输出比较小的低输出行驶时,从高电压的电池朝驱动马达中供给电力,在如要求输出比较大的高输出行驶时般仅通过高电压电池无法实现要求输出的情况下,利用转换器使低电压电池的输出升压,并供给至驱动马达中。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2014-015113号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
但是,在专利文献1的车辆电源***中,在高输出行驶时从低电压电池中放出的电力经由转换器而朝驱动马达中输出。但是,当电力通过转换器时,在转换器中产生不少电力的损耗,因此在专利文献1的车辆电源***中存在效率恶化的担忧。
本发明的目的在于提供一种在包括两个蓄电装置与电压转换器的车辆电源***中,可一边减少电压转换器中的损耗,一边进行高输出行驶的车辆电源***。
[解决问题的技术手段]
(1)本发明的车辆电源***包括:第1电动发电机,与车辆的第1车轮连结;第2电动发电机,与第2车轮连结;第1电路,连接有与所述第1电动发电机之间进行电力的授受的第1电力转换器及第1蓄电装置;第2电路,连接有与所述第2电动发电机之间进行电力的授受的第2电力转换器及第2蓄电装置;电压转换器,在所述第1电路与所述第2电路之间转换电压;总要求电力取得部件,取得所述第1电路及所述第2电路中所要求的总要求电力;以及充放电控制装置,操作所述第1电力转换器及所述第2电力转换器以及所述电压转换器来控制所述第1蓄电装置及所述第2蓄电装置的充放电;所述车辆电源***的特征在于:在所述总要求电力比作为所述第1蓄电装置的可输出电力的第1可输出电力大的情况下,所述充放电控制装置将从所述总要求电力中去掉所述第1蓄电装置的输出部分后的不足电力从所述第2蓄电装置朝所述第2电路中放出。
(2)在此情况下,优选与所述第2蓄电装置相比,所述第1蓄电装置的输出重量密度低且能量重量密度高。
(3)在此情况下,优选在所述第2电路中连接有作为电负载的车辆辅机,且所述总要求电力取得部件将所述第1电动发电机中所要求的电力、所述第2电动发电机中所要求的电力、及所述车辆辅机中所要求的电力加以合计,由此算出所述总要求电力。
(4)在此情况下,优选所述车辆电源***还包括取得对应于所述第1蓄电装置的蓄电量而变大的第1蓄电参数的值的第1蓄电参数取得部件,在所述总要求电力比所述第1可输出电力大且所述第1蓄电参数的值比规定的第1阈值小的情况下,所述充放电控制装置禁止从所述第2蓄电装置朝所述第2电路中的放电,且使从所述第1蓄电装置朝所述第1电路中放出的电力比所述总要求电力小。
(5)在此情况下,优选所述车辆电源***还包括取得对应于所述第2蓄电装置的蓄电量而变大的第2蓄电参数的值的第2蓄电参数取得部件,
在所述总要求电力比所述第1可输出电力大且所述第2蓄电参数的值比规定的第2阈值小的情况下,所述充放电控制装置禁止从所述第2蓄电装置朝所述第2电路中的放电,且使从所述第1蓄电装置朝所述第1电路中放出的电力比所述总要求电力小。
[发明的效果]
(1)车辆电源***包括:第1电路,连接有第1电力转换器及第1蓄电装置;第2电路,连接有第2电力转换器及第2蓄电装置;电压转换器,在第1电路与第2电路之间转换电压;以及充放电控制装置,通过操作所述第1电力转换器及所述第2电力转换器以及电压转换器来控制第1蓄电装置及第2蓄电装置的充放电。当第1电路及第2电路中所要求的总要求电力比第1蓄电装置的第1可输出电力大时,充放电控制装置将从总要求电力中去掉第1蓄电装置的输出部分后的不足电力从第2蓄电装置朝第2电路中放出。由此,在总要求电力变得比第1可输出电力大的高输出行驶时,可通过从连接在与所述第2电动发电机相同的第2电路中的第2蓄电装置中放出的电力来供应第2电动发电机中所要求的电力的至少一部分。由此,在高输出行驶时,可减少从第1蓄电装置中放出并经由电压转换器而供给至第2电动发电机中的电力,即从电压转换器的第1电路侧朝第2电路侧的通过电力,因此可一边减少电压转换器中的损耗,一边进行高输出行驶。
(2)在车辆电源***中,作为第1蓄电装置,使用与第2蓄电装置相比输出重量密度低且能量重量密度高者。即,能量重量密度优异的第1蓄电装置是将高容量作为主目标的容量型的蓄电装置,输出重量密度优异的第2蓄电装置是将高输出作为主目标的输出型的蓄电装置。在车辆电源***中,通过将输出型的蓄电装置用作第2蓄电装置,在高输出行驶时可供给电力以补充不足电力,因此可提升车辆的动力性能。
(3)在车辆电源***中,将作为电负载的车辆辅机与第2电路连接,总要求电力取得部件将第1电动发电机中所要求的电力、第2电动发电机中所要求的电力、及车辆辅机中所要求的电力加以合计,由此算出总要求电力。因此,根据车辆电源***,可从连接在相同的第2电路中的第2蓄电装置供给不足电力之中第2电动发电机及车辆辅机中所要求的部分的至少一部分。因此,可减少高输出行驶时的从电压转换器的第1电路侧朝第2电路侧的通过电力,因此可进一步减少高输出行驶时的损耗。
(4)若在高输出行驶时从第2蓄电装置朝第2电路中放电,则虽然可补充不足电力,但第2蓄电装置的蓄电量减少,因此必须在减速再生时利用由第1电动发电机及第2电动发电机产生的再生电力、或从第1蓄电装置供给的电力等,对第2蓄电装置适宜地进行充电。在车辆电源***中,在总要求电力比第1可输出电力大且第1蓄电参数的值比规定的第1阈值小的情况下,禁止从第2蓄电装置朝第2电路中的放电,进而使从第1蓄电装置朝第1电路中放出的电力比总要求电力小。由此,虽然无法响应驾驶者的要求,但可抑制第2蓄电装置的蓄电量的减少,因此可延长车辆的续航距离。
(5)在车辆电源***中,在总要求电力比第1可输出电力大且第2蓄电参数的值比第2阈值小的情况下,禁止从第2蓄电装置朝第2电路中的放电,且使从第1蓄电装置朝第1电路中放出的电力比总要求电力小。由此,虽然无法响应驾驶者的要求,但可抑制第2蓄电装置的蓄电量的减少,因此可延长车辆的续航距离。
附图说明
图1是表示搭载本发明的一实施方式的电源***的电动车辆的结构的图。
图2是表示第1电池及第2电池的使用范围的图。
图3是表示电子控制单元(Electronic Control Unit,ECU)中所包含的多个控制模块之中,与能量管理控制的执行相关的部分的图。
图4A是示意性地表示驾驶状态为通常行驶状态时,在电源***中所实现的电力的流动的图。
图4B是示意性地表示驾驶状态为通常行驶状态时,在电源***中所实现的电力的流动的图。
图4C是示意性地表示驾驶状态为通常行驶状态时,在电源***中所实现的电力的流动的图。
图5是示意性地表示驾驶状态为高输出行驶状态时,在电源***中所实现的电力的流动的图。
图6A是示意性地表示驾驶状态为低输出行驶状态时,在电源***中所实现的电力的流动的图。
图6B是示意性地表示驾驶状态为低输出行驶状态时,在电源***中所实现的电力的流动的图。
图7A是示意性地表示驾驶状态为再生行驶状态时,在电源***中所实现的电力的流动的图。
图7B是示意性地表示驾驶状态为再生行驶状态时,在电源***中所实现的电力的流动的图。
图7C是示意性地表示驾驶状态为再生行驶状态时,在电源***中所实现的电力的流动的图。
图7D是示意性地表示驾驶状态为再生行驶状态时,在电源***中所实现的电力的流动的图。
图7E是示意性地表示驾驶状态为再生行驶状态时,在电源***中所实现的电力的流动的图。
图8A是示意性地表示驾驶状态为空转状态时,在电源***中所实现的电力的流动的图。
图8B是示意性地表示驾驶状态为空转状态时,在电源***中所实现的电力的流动的图。
图9A是示意性地表示驾驶状态为故障行驶状态时,在电源***中所实现的电力的流动的图。
图9B是示意性地表示驾驶状态为故障行驶状态时,在电源***中所实现的电力的流动的图。
图10是驾驶状态判定部中的驾驶状态判定处理的主流程图。
图11是表示通常行驶判定处理的具体的程序的流程图。
图12是示意性地表示驾驶状态为通常行驶状态时所实现的第2电池的第2充电状态(State Of Charge,SOC)的范围的图。
图13是表示高输出行驶判定处理的具体的程序的流程图。
图14是示意性地表示驾驶状态为高输出行驶状态时所实现的第1电池的第2SOC及第2电池的第2SOC的范围的图。
图15是表示低输出行驶判定处理的具体的程序的流程图。
图16是示意性地表示驾驶状态为低输出行驶状态时所实现的第2电池的第2SOC的范围的图。
图17A是表示再生行驶判定处理的具体的程序的流程图。
图17B是表示再生行驶判定处理的具体的程序的流程图。
图18是示意性地表示驾驶状态为再生行驶状态时所实现的第2电池的第2SOC的范围的图。
图19是表示空转判定处理的具体的程序的流程图。
图20是示意性地表示驾驶状态为空转状态时所实现的第2电池的第2SOC的范围的图。
图21是表示故障行驶判定处理的具体的程序的流程图。
图22是表示电传导判定处理的具体的程序的流程图。
图23是表示在电传导判定处理中,允许电传导控制的执行的第1SOC及第2SOC的范围的图。
图24是表示在驱动力分配算出部中,算出第1要求马达转矩及第2要求马达转矩的要求马达转矩运算处理的具体的程序的流程图。
图25是表示在能量分配算出部中算出要求通过电力的程序的功能框图。
图26是用于根据第2SOC来算出目标电力比例的映射的一例。
符号的说明
V:车辆
Wr:第1车轮(后轮)
Wf:第2车轮(前轮)
Br:第1机械制动装置
Bf:第2机械制动装置
Mr:第1驱动马达(第1电动发电机)
Mf:第2驱动马达(第2电动发电机)
B1:第1电池(第1蓄电装置)
B2:第2电池(第2蓄电装置)
BM1:省电力驾驶要求按钮BM1(要求操作部)
BM2:运动行驶要求按钮
1:电源***(车辆电源***)
2:电力电路
21:第1电力线(第1电路)
22:第2电力线(第2电路)
3r:第1逆变器(第1电力转换器)
3f:第2逆变器(第2电力转换器)
4:电压转换器
81:第1电池传感器单元(第1蓄电参数取得部件)
82:第2电池传感器单元(第2蓄电参数取得部件)
7:ECU(充放电控制装置)
70:要求电力算出部(总要求电力取得部件、要求电力取得部件)
71:驾驶状态判定部(要求驱动力取得部件、驱动模式设定部件、第1再生允许上限值设定部件、第2再生允许上限值设定部件、允许部件)
72:逆变器控制部
721:驱动力分配算出部
722:第1栅极驱动电路
723:第2栅极驱动电路
73:电压转换器控制部
731:合成限制电力算出部(第1可再生电力取得部件、第2可再生电力取得部件)
732:能量分配算出部
7321:基本通过电力算出部(目标电力比例设定部件)
7322:再生行驶时通过电力算出部
7323:高输出行驶时通过电力算出部
7324:电传导时通过电力算出部
7325:空转时通过电力算出部
7326:要求通过电力算出部
733:栅极驱动电路
74r:第1机械制动控制部
74f:第2机械制动控制部
75:再生判定部
具体实施方式
以下,一边参照附图,一边对本发明的一实施方式进行说明。
图1是表示搭载本实施方式的电源***1的电动车辆V(以下,仅称为“车辆”)的结构的图。
车辆V包括:第1车轮Wr;第2车轮Wf;作为第1电动发电机的第1驱动马达Mr,与第1车轮Wr连结;作为第2电动发电机的第2驱动马达Mf,与第2车轮Wf连结;电源***1,与所述驱动马达Mr、驱动马达Mf之间进行电力的授受;第1机械制动装置Br,设置在第1车轮Wr上;第2机械制动装置Bf,设置在第2车轮Wf上;以及电子控制单元7(以下,使用“ECU”这一略称),控制所述电源***1,驱动马达Mr、驱动马达Mf、及机械制动装置Br、机械制动装置Bf。
第1车轮Wr包含左侧车轮与右侧车轮两个车轮。第2车轮Wf包含左侧车轮与右侧车轮两个车轮。以下,对将第1车轮Wr设为设置在车辆V前进方向后方侧的后轮,将第2车轮Wf设为设置在车辆V的前进方向前方侧的前轮的情况进行说明,但本发明并不限定于此。例如也可以将第1车轮Wr设为前轮,将第2车轮Wf设为后轮。
车辆V在利用ECU 7的电源***1的控制下,可在全轮驱动模式(以下,也称为“AWD(All Wheel Drive)模式”)及二轮驱动模式(以下,也称为“2WD(2Wheel Drive)模式”)的任一种驱动模式下进行行驶。所谓AWD模式,是指将第1车轮Wr及第2车轮Wf两者作为驱动轮来进行行驶的驱动模式,所谓2WD模式,是指将第1车轮Wr作为驱动轮并将第2车轮Wf作为从动轮来进行行驶的驱动模式。如以下所说明般,车辆V基本上在AWD模式下进行行驶,当规定的条件已成立时在2WD模式下进行行驶。
在ECU 7上连接有驾驶者可操作的省电力驾驶要求按钮BM1及运动行驶要求按钮BM2。当由驾驶者对省电力驾驶要求按钮BM1进行了按压操作时,ECU 7将驱动模式优先设为2WD模式来使车辆V行驶,由此抑制电源***1中的电力的消耗。另外,当由驾驶者对运动行驶要求按钮BM2进行了按压操作时,ECU 7将驱动模式优先设为AWD模式来使车辆V行驶。再者,如其后进行详细说明般,在驾驶状态为高输出行驶状态的情况下,频繁地使用蓄积在后述的第2电池B2中的电力。因此,在运动行驶要求按钮BM2已被按压的情况下,为了可持续地响应驾驶者的高输出行驶要求,ECU 7使车辆V在使第2电池B2的蓄电量迅速地恢复的恢复模式下行驶。
第1驱动马达Mr及第2驱动马达Mf分别主要产生用于车辆V进行行驶的动力。各驱动马达Mr、驱动马达Mf的输出轴经由未图示的动力传达机构而与车轮Wr、车轮Wf连结。通过从电源***1朝驱动马达Mr、驱动马达Mf中供给三相交流电力而在驱动马达Mr、驱动马达Mf中产生的转矩经由未图示的动力传达机构而传达至车轮Wr、车轮Wf中,使车轮Wr、车轮Wf旋转,而使车辆V进行行驶。另外,驱动马达Mr、驱动马达Mf在车辆V的减速时作为发电机发挥作用,由此发出再生电力,并且将对应于所述再生电力的大小的再生制动转矩赋予至车轮Wr、车轮Wf中。由驱动马达Mr、驱动马达Mf所发出的再生电力被充电至电源***1所包括的后述的第1电池B1或第2电池B2中。
第1机械制动装置Br及第2机械制动装置Bf分别包含对第1车轮Wr及第2车轮Wf赋予由摩擦所产生的机械制动转矩的盘式刹车***。ECU 7进行使从驱动马达Mr、驱动马达Mf赋予至车轮Wr、车轮Wf中的再生制动转矩与从机械制动装置Br、机械制动装置Bf赋予至车轮Wr、车轮Wf中的机械制动转矩协调的协调控制处理,由此设定对于从机械制动装置Br、机械制动装置Bf赋予至车轮Wr、车轮Wf中的制动转矩的目标。机械制动装置Br、机械制动装置Bf将对应于通过所述协调控制处理所决定的目标的机械制动转矩赋予至车轮Wr、车轮Wf中,而使车辆V减速。
电源***1包括:作为第1蓄电装置的第1电池B1及作为第2蓄电装置的第2电池B2,作为消耗电力的电负载的车辆辅机H,以及将所述电池B1、电池B2与驱动马达Mr、驱动马达Mf连接的电力电路2。
第1电池B1是可进行将化学能转换成电能的放电、及将电能转换成化学能的充电这两者的二次电池。以下,对将通过锂离子在电极间移动来进行充放电的所谓的锂离子蓄电池用作所述第1电池B1的情况进行说明,但本发明并不限定于此。
在第1电池B1中,为了推断第1电池B1的内部状态而设置有第1电池传感器单元81。第1电池传感器单元81包含多个传感器,所述多个传感器检测为了在ECU 7中取得第1电池B1的充电率或温度等而需要的物理量,并朝ECU 7中发送对应于检测值的信号。更具体而言,第1电池传感器单元81包含检测第1电池B1的端子电压的电压传感器、检测在第1电池B1中流动的电流的电流传感器、及检测第1电池B1的温度的温度传感器等。
ECU 7根据使用从第1电池传感器单元81发送的检测值的已知的算法,算出对应于第1电池B1的蓄电量而变大的第1蓄电参数,更具体而言,算出以百分率表示第1电池B1的蓄电量的充电率。以下,将在ECU 7中使用从第1电池传感器单元81发送的信号所算出的第1电池B1的充电率称为第1SOC(State Of Charge)。
第2电池B2是可进行将化学能转换成电能的放电、及将电能转换成化学能的充电这两者的二次电池。以下,对将通过锂离子在电极间移动来进行充放电的所谓的锂离子蓄电池用作所述第2电池B2的情况进行说明,但本发明并不限定于此。第2电池B2例如也可以使用电容器。
在第2电池B2中,为了推断第2电池B2的内部状态而设置有第2电池传感器单元82。第2电池传感器单元82包含多个传感器,所述多个传感器检测为了在ECU 7中取得第2电池B2的充电率或温度等而需要的物理量,并朝ECU 7中发送对应于检测值的信号。更具体而言,第2电池传感器单元82包含检测第2电池B2的端子电压的电压传感器、检测在第2电池B2中流动的电流的电流传感器、及检测第2电池B2的温度的温度传感器等。
ECU 7根据使用从第2电池传感器单元82发送的检测值的已知的算法,算出对应于第2电池B2的蓄电量而变大的第2蓄电参数,更具体而言,算出以百分率表示第2电池B2的蓄电量的充电率。以下,将在ECU 7中使用从第2电池传感器单元82发送的信号所算出的第2电池B2的充电率称为第2SOC。
此处,对第1电池B1的特性与第2电池B2的特性进行比较。
首先,第1电池B1的满充电时电压比第2电池B2的满充电时电压高。因此,在车辆V的行驶中,直接地连接第1电池B1的后述的第1电力线21的电压比直接地连接第2电池B2的第2电力线22的电压高。
与第2电池B2相比,第1电池B1的输出重量密度低且能量重量密度高。另外,第1电池B1的容量比第2电池B2大。即,在能量重量密度方面,第1电池B1比第2电池B2优异。另外,在输出重量密度方面,第2电池B2比第1电池B1优异。再者,所谓能量重量密度,是指每单位重量的电力量[Wh/kg],所谓输出重量密度,是指每单位重量的电力[W/kg]。因此,能量重量密度优异的第1电池B1是将高容量作为主目标的容量型的蓄电装置,输出重量密度优异的第2电池B2是将高输出作为主目标的输出型的蓄电装置。因此,在电源***1中,将第1电池B1用作主电源,将第2电池B2用作补充所述作为主电源的第1电池B1的副电源。
图2是表示第1电池B1及第2电池B2的使用范围的图。图2的左侧表示第1电池B1的第1SOC的使用范围,右侧表示第2电池B2的第2SOC的使用范围。
为了防止第1电池B1及第2电池B2的由过充电所引起的劣化,在第1SOC[%]及第2SOC[%]中,分别在比100%略低的位置上设定有第1可使用上限及第2可使用上限。即,若第1SOC变得比第1可使用上限高,则存在第1电池B1劣化的担忧。另外,若第2SOC变得比第2可使用上限高,则存在第2电池B2劣化的担忧。因此,在第1SOC比第1可使用上限高的情况下,禁止朝第1电池B1中的再生电力的供给,在第2SOC比第2可使用上限高的情况下,禁止朝第2电池B2中的再生电力的供给。
另外,电池存在若蓄电量过度地变少,则其电压也过度地下降,无法供给需要的电力的情况。因此,在第1SOC及第2SOC中,分别在比0%略高的位置上设定有第1可使用下限及第2可使用下限。即,若第1SOC变成第1可使用下限以下,则存在无法从第1电池B1中输出所需要的电力的担忧。另外,若第2SOC变成第2可使用下限以下,则存在无法从第2电池B2中输出所需要的电力的担忧。因此,在第1SOC为第1可使用下限以下的情况下,禁止第1电池B1的放电,在第2SOC为第2可使用下限以下的情况下,禁止第2电池B2的放电。
如以上般,第1电池B1的可使用范围为第1可使用上限与第1可使用下限之间,第2电池B2的可使用范围为第2可使用上限与第2可使用下限之间。
返回至图1,电力电路2包括:第1逆变器3r,与第1驱动马达Mr之间进行电力的授受;作为第1电路的第1电力线21,将所述第1逆变器3r的直流输入输出端子与第1电池B1连接;第2逆变器3f,与第2驱动马达Mf之间进行电力的授受;第2电力线22,将所述第2逆变器3f的直流输入输出端子与第2电池B2及车辆辅机H连接;以及电压转换器4,将第1电力线21与第2电力线22连接。
第1逆变器3r及第2逆变器3f例如为包括将多个开关元件(例如绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT))桥接来构成的桥接电路的利用脉冲宽度调制的脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)逆变器,具备对直流电力与交流电力进行转换的功能。第1逆变器3r在其直流输入输出侧与第1电力线21连接,在其交流输入输出侧与第1驱动马达Mr的U相、V相、W相的各线圈连接。第2逆变器3f在其直流输入输出侧与第2电力线22连接,在其交流输入输出侧与第2驱动马达Mf的U相、V相、W相的各线圈连接。逆变器3r、逆变器3f按照在规定的时机从ECU 7的未图示的栅极驱动电路中生成的栅极驱动信号,对各相的开关元件进行接通/断开驱动,由此将电力线21、电力线22中的直流电力转换成三相交流电力后供给至驱动马达Mr、驱动马达Mf中、或将从驱动马达Mr、驱动马达Mf供给的三相交流电力转换成直流电力后供给至电力线21、电力线22中。
电压转换器4将第1电力线21与第2电力线22连接,在第1电力线21与第2电力线22之间转换电压。电压转换器4是将电抗器、平滑电容器、及多个开关元件(例如IGBT)等组合来构成,在所述第1电力线21与第2电力线22之间转换直流电压的所谓的双向直流/直流转换器。电压转换器4按照在规定的时机从ECU 7的未图示的栅极驱动电路中生成的栅极驱动信号,对所述多个开关元件进行接通/断开驱动,由此在第1电力线21与第2电力线22之间转换电压。
在本实施方式中,第1电池B1的满充电时电压比第2电池B2的满充电时电压高。因此,基本上第1电力线21的电压比第2电力线22的电压高。因此,ECU 7在将第1电力线21中的电力供给至第2电力线22中的情况下,驱动电压转换器4来发挥降压功能。所谓降压功能,是指使作为高电压侧的第1电力线21中的电力降压后输出至第2电力线22中的功能,由此电流从第1电力线21侧朝第2电力线22侧流动。另外,ECU 7在将第2电力线22中的电力供给至第1电力线21中的情况下,驱动电压转换器4来发挥升压功能。所谓升压功能,是指使作为低电压侧的第2电力线22中的电力升压后输出至第1电力线21中的功能,由此电流从第2电力线22侧朝第1电力线21侧流动。
车辆辅机H例如包含对第1电池B1进行加温的电池加热器、未图示的调节车厢内的温度的空调、及未图示的对辅机电池进行充电的直流/直流转换器等。
ECU 7是微型计算机,在车辆V的行驶中操作逆变器3r、逆变器3f,电压转换器4,及机械制动装置Br、机械制动装置Bf等,由此控制电池B1、电池B2的充放电,进而控制电力线21、电力线22及电压变换器4中的电力的流动。以下,对利用ECU 7的能量管理控制的详细的程序进行说明。
图3是表示ECU 7中所包含的多个控制模块之中,与能量管理控制的执行相关的部分的图。
ECU 7包括:要求电力算出部70,算出各种要求电力;驾驶状态判定部71,主要执行与车辆V的驾驶状态的判定相关的处理;逆变器控制部72,使用驾驶状态判定部71中的判定结果等,主要执行与利用驱动马达Mr、驱动马达Mf的转矩分配相关的处理,并利用其处理结果控制第1逆变器3r及第2逆变器3f;电压转换器控制部73,使用驾驶状态判定部71中的判定结果等,主要执行与电池B1、电池B2的充放电的负担比例相关的处理,并利用其处理结果控制电压转换器4;第1机械制动控制部74r及第2机械制动控制部74f,利用逆变器控制部72中的与转矩分配相关的处理的结果,控制机械制动装置Br、机械制动装置Bf;以及再生判定部75。
要求电力算出部70算出作为在搭载在车辆V中的各种装置中所要求的电力的要求电力。作为在要求电力算出部70中所算出的要求电力,例如有车辆要求电力与总要求电力。
所谓车辆要求电力,是指在为了驱动车辆V而需要的装置中,更具体而言在第1驱动马达Mr及第2驱动马达Mf中所要求的电力。要求电力算出部70根据未图示的检测油门踏板的开度的油门踏板开度传感器的检测值、及未图示的检测刹车踏板的开度的刹车踏板开度传感器的检测值,算出车辆V的要求驱动力,并根据所述要求驱动力来算出车辆要求电力。所述车辆要求电力在驱动马达Mr、驱动马达Mf的动力运转(power running)时变成正,在驱动马达Mr、驱动马达Mf的再生运转时变成负。
所谓总要求电力,是指在电源***1的第1电力线21及第2电力线22中所要求的电力。要求电力算出部70算出作为车辆辅机H中的要求电力的辅机要求电力,并将所述辅机要求电力与所述车辆要求电力相加,由此算出总要求电力。
再生判定部75更新再生旗标(flag)的值。所谓再生旗标,是指明示可进行从驱动马达Mr、驱动马达Mf朝车轮Wr、车轮Wf中赋予再生制动转矩的再生行驶的状态的旗标,可采用“0”或“1”的值。再生旗标的值为“0”意味着无法进行再生行驶的状态,再生旗标的值为“1”意味着可进行再生行驶的状态。再生判定部75根据所述油门踏板开度传感器或刹车踏板开度传感器等的检测值来更新再生旗标的值。
驾驶状态判定部71根据在要求电力算出部70中所算出的要求电力,在再生判定部75中所更新的再生旗标,及根据电池传感器单元81、电池传感器单元82的检测信号所算出的第1SOC、第2SOC等各种输入,按照其后参照图10~图23进行说明的程序,更新表示车辆V的驾驶状态或电池B1、电池B2的使用状态等的各种旗标的值。
所述值在驾驶状态判定部71中得到更新的旗标有:驾驶状态旗标、第1电池使用旗标、第2电池使用旗标、第2SOC消耗要求旗标、电传导执行旗标、电压转换器停止要求旗标、第1电池故障旗标、及第2电池故障旗标。
所谓驾驶状态旗标,是指明示当前的车辆V的驾驶状态的旗标,可采用“0”、“1”、“2”、“3”、“4”、“5”的任一个值。在电源***1中,作为车辆V的驾驶状态,定义有“通常行驶状态”、“高输出行驶状态”、“低输出行驶状态”、“再生行驶状态”、“空转状态”、及“故障行驶状态”这六种驾驶状态。驾驶状态旗标的值为“0”意味着驾驶状态为通常行驶状态。驾驶状态旗标的值为“1”意味着驾驶状态为高输出行驶状态。驾驶状态旗标的值为“2”意味着驾驶状态为低输出行驶状态。驾驶状态旗标的值为“3”意味着驾驶状态为再生行驶状态。驾驶状态旗标的值为“4”意味着驾驶状态为空转状态。驾驶状态旗标的值为“5”意味着驾驶状态为故障行驶状态。
所谓第1电池使用旗标,是指明示第1电池B1的使用状态的旗标,可采用“0”、“1”、“2”的任一个值。第1电池使用旗标的值为“0”意味着第1电池B1的充电及放电,即朝第1电池B1中的电力的供给及从第1电池B1朝负载中的电力的供给均已被允许。第1电池使用旗标的值为“1”意味着已禁止第1电池B1的放电的状态。第1电池使用旗标的值为“2”意味着已禁止第1电池B1的充电。
所谓第2电池使用旗标,是指明示第2电池B2的使用状态的旗标,可采用“0”、“1”、“2”的任一个值。第2电池使用旗标的值为“0”意味着第2电池B2的充电及放电,即朝第2电池B2中的电力的供给及从第2电池B2]朝负载中的电力的供给均已被允许。第2电池使用旗标的值为“1”意味着已禁止第2电池B2的放电的状态。第2电池使用旗标的值为“2”意味着已禁止第2电池B2的充电。
所谓第2SOC消耗旗标,是指明示第2电池B2的第2SOC接近第2可使用上限的状态,即已要求第2SOC的消耗的状态的旗标,可采用“0”、“1”的任一个值。第2SOC消耗旗标的值为“0”意味着未要求第2SOC的消耗的状态。另外,第2SOC消耗旗标的值为“1”意味着已要求第2SOC的消耗的状态。
所谓电传导执行旗标,是指明示已执行将从第1电池B1中放出的电力供给至第2电池B2中,对第2电池B2进行充电的电传导控制的状态的旗标,可采用“0”、“1”、“2”的任一个值。电传导执行旗标的值为“0”意味着未执行电传导控制的状态。电传导执行旗标的值为“1”意味着已执行电传导控制的状态。另外,电传导执行旗标的值为“2”意味着已中断电传导控制的执行的状态(即,已暂时地禁止电传导控制的执行的状态)。
所谓电压转换器停止要求旗标,是指明示为了减少电压转换器4中产生的损耗,而已要求电压转换器4的停止的状态的旗标,可采用“0”、“1”的任一个值。电压转换器停止要求旗标的值为“0”意味着未要求电压转换器4的停止的状态,电压转换器停止要求旗标的值为“1”意味着已要求电压转换器4的停止的状态。
所谓第1电池故障旗标,是指明示第1电池B1已发生故障的状态的旗标,可采用“0”、“1”的任一个值。第1电池故障旗标的值为“0”意味着第1电池B1正常且为可使用的状态。另外,第1电池故障旗标的值为“1”意味着第1电池B1已发生故障且为无法使用的状态。
所谓第2电池故障旗标,是指明示第2电池B2已发生故障的状态的旗标,可采用“0”、“1”的任一个值。第2电池故障旗标的值为“0”意味着第2电池B2正常且为可使用的状态。另外,第2电池故障旗标的值为“1”意味着第2电池B2已发生故障且为无法使用的状态。
继而,参照图4A~图9B对在各驾驶状态下所实现的电力的流动进行说明。
图4A~图4C是示意性地表示驾驶状态为通常行驶状态时,在电源***1中所实现的电力的流动的图。更具体而言,图4A表示在驾驶状态旗标的值为“0”且第2电池使用旗标的值为“1”的情况下所实现的电力的流动,图4B表示在驾驶状态旗标的值为“0”且电传导执行旗标的值为“1”的情况下所实现的电力的流动。图4C表示在驾驶状态旗标的值为“0”,第2电池使用旗标的值为“0”,进而第2SOC消耗旗标的值为“1”的情况下所实现的电力的流动。
如图4A~图4C所示,在驾驶状态为通常行驶状态的情况下,电源***1将电力供给至第1驱动马达Mr及第2驱动马达Mf两者中,并将第1车轮Wr及第2车轮Wf作为驱动轮来进行行驶。即,在驾驶状态为通常行驶状态的情况下,车辆V的驱动模式为AWD模式。
如图4A所示,在驾驶状态为通常行驶状态的情况下,基本上禁止从第2电池B2朝第2电力线22中的放电。因此,第1驱动马达Mr、第2驱动马达Mf、及车辆辅机H中所需要的电力全部由从第1电池B1中放出的电力供应。即,从第1电池B1朝第1电力线21中放出的电力的一部分经由电压转换器4而供给至第2电力线22中,并在第2驱动马达Mf及车辆辅机H中被消耗。
如图4B所示,若在驾驶状态为通常行驶状态的期间内执行电传导控制,则从第1电池B1中放出的电力的一部分被供给至第2电池B2中。在此情况下,第1驱动马达Mr、第2驱动马达Mf、车辆辅机H、及第2电池B2中所需要的电力全部由从第1电池B1中放出的电力供应。
如图4C所示,若在驾驶状态为通常行驶状态的期间内第2SOC消耗旗标的值变成“1”,则从第2电池B2朝第2电力线22中放出电力,所述电力在第2驱动马达Mf及车辆辅机H中被消耗。由此,促进第2电池B2的第2SOC的消耗。再者,若从第2电池B2朝第2电力线22中放出电力,则相应地可减轻第1电池B1的负担,因此与图4A的例子相比,可减少从第1电力线21经由电压转换器4而流向第2电力线22的电力。因此,若对图4C的情况与图4A的情况进行比较,则电压转换器4中的损耗在图4C的情况下更少。
图5是示意性地表示驾驶状态为高输出行驶状态时,在电源***1中所实现的电力的流动的图。更具体而言,图5表示驾驶状态旗标的值为“1”且第2电池使用旗标的值为“0”的情况下所实现的电力的流动。
如图5所示,在驾驶状态为高输出行驶状态的情况下,电源***1将电力供给至第1驱动马达Mr及第2驱动马达Mf两者中,并将第1车轮Wr及第2车轮Wf作为驱动轮来进行行驶。即,在驾驶状态为高输出行驶状态的情况下,车辆V的驱动模式为AWD模式。
在高输出行驶状态下,与参照图4A~图4C所说明的通常行驶状态相比,作为在电力线21、电力线22中所要求的电力的总要求电力大。因此,如图5所示,在驾驶状态为高输出行驶状态的情况下,基本上从第2电池B2朝第2电力线22中放出电力,所述电力在第2驱动马达Mf及车辆辅机H中被消耗。由此,总要求电力之中仅通过第1电池B1无法供应的不足电力由第2电池B2补偿。
图6A~图6B是示意性地表示驾驶状态为低输出行驶状态时,在电源***1中所实现的电力的流动的图。更具体而言,图6A表示驾驶状态旗标的值为“2”、第2电池使用旗标的值为“0”、且电压转换器停止要求旗标的值为“1”的情况下所实现的电力的流动,图6B表示驾驶状态旗标的值为“2”、电压转换器停止要求旗标的值为“0”、且电传导执行旗标的值为“1”的情况下所实现的电力的流动。
如图6A~图6B所示,在驾驶状态为低输出行驶状态的情况下,电源***1对第1驱动马达Mr供给所要求的电力,将第1车轮Wr作为驱动轮来进行行驶,并且对第2驱动马达Mf仅供给为了进行零转矩控制而需要的电力,所述零转矩控制是将驱动转矩设为0来使第2车轮Wf跟随第1车轮Wr进行动作。即,在驾驶状态为低输出行驶状态的情况下,车辆V的驱动模式为2WD模式。
在低输出行驶状态下,第2电力线22中所要求的电力仅是为了将第2驱动马达Mf的驱动转矩维持在0而需要的电力、及车辆辅机H中所要求的电力,比所述通常行驶状态或高输出行驶状态小。因此,在低输出行驶状态下,可仅通过从第2电池B2中放出的电力来供应第2电力线22中所要求的电力。因此,如图6A所示,在驾驶状态为低输出行驶状态的情况下,基本上允许从第2电池B2朝第2电力线22中的放电,为了进行第2驱动马达Mf的零转矩控制而需要的电力及车辆辅机H中所需要的电力仅由第2电池B2供应。
如图6B所示,若在驾驶状态为低输出行驶状态的期间内第2SOC低于规定的阈值,则禁止从第2电池B2朝第2电力线22中的放电,进而视需要执行电传导控制。由此,从第1电池B1朝第1电力线21中放出的电力的一部分经由电压转换器4而朝第2电力线22侧供给。由此,为了进行第2驱动马达Mf的零转矩控制而需要的电力、车辆辅机H中所需要的电力、及为了对第2电池B2进行充电而需要的电力全部由从第1电池B1中放出的电力供应。
图7A~图7E是示意性地表示驾驶状态为再生行驶状态时,在电源***1中所实现的电力的流动的图。更具体而言,图7A表示驾驶状态旗标的值为“3”、且第1电池使用旗标及第2电池使用旗标的值均为“0”的情况下所实现的电力的流动,图7B表示驾驶状态旗标的值为“3”、第1电池使用旗标的值为“0”、且第2电池使用旗标的值为“2”的情况下所实现的电力的流动,图7C表示驾驶状态旗标的值为“3”、第1电池使用旗标的值为“2”、且第2电池使用旗标的值为“0”的情况下所实现的电力的流动,图7D表示驾驶状态旗标的值为“3”、且第1电池使用旗标及第2电池使用旗标的值均为“2”的情况下所实现的电力的流动,图7E是表示驾驶状态旗标的值为“3”、且电传导执行旗标的值为“1”的情况下所实现的电力的流动的图。
在驾驶状态为再生行驶状态的情况下,将驱动模式设定为AWD模式,以可由电池B1、电池B2来回收尽可能多的再生电力,并减少机械制动装置Br、机械制动装置Bf中的损耗。因此,在驾驶状态为再生行驶状态的情况下,如图7A~图7C及图7E所示,在第1驱动马达Mr及第2驱动马达Mf中产生再生电力,所述再生电力被分别供给至第1电力线21及第2电力线22中。
如图7A所示,在驾驶状态为再生行驶状态且第1电池使用旗标及第2电池使用旗标的值均为“0”的情况下,从第1驱动马达Mr朝第1电力线21中供给的再生电力被第1电池B1的充电消耗,从第2驱动马达Mf朝第2电力线22中供给的再生电力被第2电池B2的充电及车辆辅机H的驱动消耗。再者,如其后参照图24进行说明般,在减速再生时被赋予至作为前轮的第2车轮中的再生制动转矩比被赋予至作为后轮的第1车轮中的再生制动转矩大。因此,从第2驱动马达Mf朝第2电力线22中供给的再生电力比从第1驱动马达Mr朝第1电力线21中供给的再生电力大。因此,被供给至第2电力线22中的再生电力之中,在第2电池B2及车辆辅机H中未消耗完的剩余部分经由电压转换器4而供给至第1电池B1中。
如图7B所示,在驾驶状态为再生行驶状态、第1电池使用旗标的值为“0”、且第2电池使用旗标的值为“2”的情况下,禁止第2电池B2的充电。另外,第2电力线22中的再生电力之中,在车辆辅机H中未消耗完的部分经由电压转换器4而供给至第1电力线21中,并被第1电池B1的充电消耗。再者,在对图7B的例子与图7A的例子进行了比较的情况下,在图7B的例子中禁止第2电池B2的充电,相应地电压转换器4的通过电力比图7A的例子增加。因此,图7B的例子与图7A的例子相比,电压转换器4中的损耗大。
如图7C所示,在驾驶状态为再生行驶状态、第1电池使用旗标的值为“2”、且第2电池使用旗标的值为“0”的情况下,禁止第1电池B1的充电。因此,从第1驱动马达Mr朝第1电力线21中供给的再生电力经由电压转换器4而供给至第2电力线22中。另外,第2电力线22中的再生电力被第2电池B2的充电及车辆辅机H的驱动消耗。
如图7D所示,在驾驶状态为再生行驶状态、第1电池使用旗标及第2电池使用旗标的值均为“2”的情况下,禁止第1电池B1及第2电池B2的充电。在此情况下,从驱动马达Mr、驱动马达Mf朝电力线21、电力线22中供给的再生电力变成0。另外,若再生电力变成0,则从驱动马达Mr、驱动马达Mf赋予至车轮Wr、车轮Wf中的再生制动转矩也变成0,但在此情况下,从机械制动装置Br、机械制动装置Bf赋予至车轮Wr、车轮Wf中的机械制动转矩增加,由此实现对应于要求的减速操作。
如图7E所示,在驾驶状态为再生行驶状态且电传导执行旗标的值已变成“1”的情况下,从第1驱动马达Mr朝第1电力线21中供给的再生电力、及从第1电池B1朝第1电力线21中放出的电力经由电压转换器4而供给至第2电力线22中。另外,从第2驱动马达Mf朝第2电力线22中供给的再生电力、及从电压转换器4朝第2电力线22中供给的电力被第2电池B2的充电及车辆辅机H的驱动消耗。
图8A~图8B是示意性地表示驾驶状态为空转状态时,在电源***1中所实现的电力的流动的图。更具体而言,图8A表示驾驶状态旗标的值为“4”且第2电池使用旗标的值为“0”的情况下所实现的电力的流动,图8B表示驾驶状态旗标的值为“4”且第2电池使用旗标的值为“1”的情况下所实现的电力的流动。
如图8A~图8B所示,在驾驶状态为空转状态的情况下,电源***1停止朝驱动马达Mr、驱动马达Mf中的电力的供给,仅朝车辆辅机H中供给电力。
因此,在驾驶状态为空转状态的情况下,基本上允许从第2电池B2朝第2电力线22中放电,车辆辅机H中所需要的电力由第2电池B2供应。由此,在空转状态下,如图8A所示般停止电压转换器4,可阻断第1电力线21与第2电力线22之间的电力的流动,因此可使电压转换器4中的损耗变成0。
另外,在驾驶状态为空转状态的情况下,若第2电池B2的第2SOC下降,则有在下次的加速时无法从第2电池B2中放出需要的电力的担忧。因此,在驾驶状态为空转状态的情况下,对应于第2电池B2的第2SOC而禁止从第2电池B2朝第2电力线22中的放电。如图8B所示,若在驾驶状态为空转状态的期间内禁止第2电池B2的放电,则从第1电池B1中放出的电力被供给至车辆辅机H中。在此情况下,从第1电池B1中放出的电力通过电压转换器4,因此与图8A的情况相比在电压转换器4中产生损耗,但可抑制第2电池B2的第2SOC的消耗。
图9A~图9B是示意性地表示驾驶状态为故障行驶状态时,在电源***1中所实现的电力的流动的图。更具体而言,图9A表示驾驶状态旗标的值为“5”且第2电池故障旗标的值为“1”的情况下所实现的电力的流动,图9B表示驾驶状态旗标的值为“5”且第1电池故障旗标的值为“1”的情况下所实现的电力的流动。
如图9A所示,在第2电池B2已发生故障的情况下,第1驱动马达Mr、第2驱动马达Mf、及车辆辅机H中所需要的电力全部由第1电池B1供应。
另外,如图9B所示,在第1电池B1已发生故障的情况下,第1驱动马达Mr、第2驱动马达Mf、及车辆辅机H中所需要的电力全部由第2电池B2供应。但是,如上所述,第2电池B2的容量比第1电池B1小。因此,在电源***1中,在第1电池B1已发生故障的情况下,为了尽可能延长仅利用第2电池B2的续航距离,将第2车轮Wf作为驱动轮并将第1车轮Wr作为从动轮来进行行驶。即,针对第1驱动马达Mr,使用从第2电池B2中放出的电力进行零转矩控制,尽可能减少第1驱动马达Mr中需要的电力。由此,可延长第1电池B1的故障后的续航距离。
返回至图3,逆变器控制部72包括驱动力分配算出部721、第1栅极驱动电路722、及第2栅极驱动电路723,通过使用它们来控制第1逆变器3r及第2逆变器3f。
驱动力分配算出部721根据由要求电力算出部70所算出的要求电力、由再生判定部75所更新的再生旗标、在电压转换器控制部73中所算出的后述的电池合成限制电力、及由驾驶状态判定部71所更新的各种旗标等,算出对于第1驱动马达Mr的第1要求马达转矩及对于第2驱动马达Mf的第2要求马达转矩,以实现图4A~图9B中所示的电力的流动。与所述车辆要求电力同样地,所述第1要求马达转矩及第2要求马达转矩在驱动马达Mr、驱动马达Mf的动力运转时变成正,在驱动马达Mr、驱动马达Mf的再生运转时变成负。再者,关于所述驱动力分配算出部721中的具体的运算程序,其后参照图24进行说明。
第1栅极驱动电路722对应于在驱动力分配算出部721中所算出的第1要求马达转矩进行第1逆变器3r的开关控制。由此,从第1驱动马达Mr朝第1车轮Wr中赋予对应于第1要求马达转矩的大小的驱动转矩(第1要求马达转矩为正的情况)、或再生制动转矩(第1要求马达转矩为负的情况)。
第2栅极驱动电路723对应于在驱动力分配算出部721中所算出的第2要求马达转矩进行第2逆变器3f的开关控制。由此,从第2驱动马达Mf朝第2车轮Wf中赋予对应于第2要求马达转矩的大小的驱动转矩(第2要求马达转矩为正的情况)、或再生制动转矩(第2要求马达转矩为负的情况)。
第1机械制动控制部74r算出相当于对于在车辆V的减速时赋予至第1车轮Wr中的制动转矩的目标的第1目标制动转矩,并且从所述第1目标制动转矩中减去由驱动力分配算出部721所算出的第1要求马达转矩,由此算出第1目标机械制动转矩,并将其输入第1机械制动装置Br中。此处,第1目标制动转矩根据在要求电力算出部70中所算出的车辆要求电力来算出。由此,在车辆V的减速时,在仅利用从第1驱动马达Mr赋予至第1车轮Wr中的再生制动转矩并不足够的情况下,从第1机械制动装置Br朝第1车轮Wr中赋予机械制动转矩,以对所述再生制动转矩进行补充。
第2机械制动控制部74f算出相当于对于在车辆V的减速时赋予至第2车轮Wf中的制动转矩的目标的第2目标制动转矩,并且从所述第2目标制动转矩中减去由驱动力分配算出部721所算出的第2要求马达转矩,由此算出第2目标机械制动转矩,并将其输入第2机械制动装置Bf中。此处,第2目标制动转矩根据在要求电力算出部70中所算出的车辆要求电力来算出。由此,在车辆V的减速时,在仅利用从第2驱动马达Mf赋予至第2车轮Wf中的再生制动转矩并不足够的情况下,从第2机械制动装置Bf朝第2车轮Wf中赋予机械制动转矩,以对所述再生制动转矩进行补充。
电压转换器控制部73包括合成限制电力算出部731、能量分配算出部732、及栅极驱动电路733,通过使用它们来控制电压转换器4。
能量分配算出部732根据在要求电力算出部70中所算出的要求电力、在再生判定部75中所更新的再生旗标、及在驾驶状态判定部71中所更新的各种旗标等,算出对于通过电压转换器4的电力的要求通过电力,以实现图4A~图9B中所示的电力的流动。所述要求通过电力例如将从第1电力线21侧至第2电力线22侧设为正。再者,关于所述能量分配算出部732中的具体的运算程序,其后参照图25进行说明。
栅极驱动电路733将由能量分配算出部732所算出的要求通过电力换算成对于在电压转换器4中从第1电力线21侧朝第2电力线22侧流动的电流的目标,并以实现所述目标的方式进行电压转换器4的开关控制。
继而,参照图10~图23对驾驶状态判定部71中的具体的运算程序进行说明。
图10是驾驶状态判定部71中的驾驶状态判定处理的主流程图。在从通过驾驶者来对用于起动车辆V的启动按钮(未图示)进行开启操作,至对所述启动按钮进行关闭操作为止的期间内,在驾驶状态判定部71中以规定的控制周期重复执行图10的驾驶状态判定处理。
在S1中,驾驶状态判定部71根据从电池传感器单元81、电池传感器单元82发送的信号,判定电池B1、电池B2是否正常。在S1的判定结果为是(YES)情况下,驾驶状态判定部71移至S2,在S1的判定结果为否(NO)的情况下,驾驶状态判定部71移至S13,执行其后参照图21进行说明的故障行驶判定处理。
在S2中,驾驶状态判定部71根据从检测车辆V的速度即车速的车速传感器(未图示)发送的信号,判定车辆V是否为停止中。在S2的判定结果为否的情况下,驾驶状态判定部71移至S3,在S2的判定结果为是的情况下,驾驶状态判定部71移至S12,执行其后参照图19进行说明的空转判定处理。
在S3中,驾驶状态判定部71判定再生旗标的值是否为“1”。在S3的判定结果为否的情况下,驾驶状态判定部71移至S4,在S3的判定结果为是的情况下,驾驶状态判定部71移至S11,执行其后参照图17A及图17B进行说明的再生行驶判定处理。
在S4中,驾驶状态判定部71判定是否已对省电力驾驶要求按钮BM1进行了按压操作。在S4的判定结果为是的情况下,驾驶状态判定部71移至S5,在S4的判定结果为否的情况下,驾驶状态判定部71移至S6。在S5中,驾驶状态判定部71判定车辆V是否为巡航状态。更具体而言,驾驶状态判定部71通过使用从油门踏板开度传感器发送的信号,从检测车辆V的前后加速度的前后加速度传感器(未图示)发送的信号,及对于驱动马达Mr、驱动马达Mf的要求马达转矩等,判定要求驱动力是否为规定的驱动力以下,由此判定车辆V是否为巡航状态。在S5的判定结果为否的情况下,驾驶状态判定部71移至S6,在S5的判定结果为是的情况下,驾驶状态判定部71移至S10,执行其后参照图15进行说明的低输出行驶判定处理。
在S6中,驾驶状态判定部71算出作为可从第1电池B1中输出的电力的上限的第1可输出电力,然后移至S7。驾驶状态判定部71例如根据从第1电池传感器单元81发送的信号,算出第1可输出电力。
在S7中,驾驶状态判定部71判定总要求电力是否比第1可输出电力大,即是否可由第1电池B1供应第1电力线21及第2电力线22中所要求的全部电力。在S7的判定结果为否的情况下,驾驶状态判定部71移至S8,执行其后参照图11进行说明的通常行驶判定处理。另外,在S7的判定结果为是的情况下,驾驶状态判定部71移至S9,执行其后参照图13进行说明的高输出行驶判定处理。
图11是表示通常行驶判定处理的具体的程序的流程图。
图12是示意性地表示驾驶状态为通常行驶状态时所实现的第2电池B2的第2SOC的范围的图。
首先在S21中,驾驶状态判定部71为了明示当前的车辆V的驾驶状态为通常行驶状态,而将驾驶状态旗标的值设为“0”,然后移至S22。
在S22中,驾驶状态判定部71判定第2SOC消耗旗标的值是否为“1”。在S22的判定结果为是的情况下,驾驶状态判定部71移至S23,在S22的判定结果为否的情况下,驾驶状态判定部71移至S25。所述第2SOC消耗旗标在后述的S26中被设定成“1”后,对应于执行后述的S24的处理或驾驶状态旗标的值已从“0”变化成其他值而被重置成“0”。
在S25中,驾驶状态判定部71判定当前的第2电池B2的第2SOC是否为事先决定的第2通常上限以上。所述第2通常上限是针对第2SOC的阈值,如图12所示,设定得比完全禁止再生电力朝第2电池B2中的供给的第2可使用上限略低。在S25的判定结果为是的情况下,驾驶状态判定部71移至S26,在S25的判定结果为否的情况下,驾驶状态判定部71移至S27。
在S26中,对应于已判定第2SOC为第2通常上限以上,换言之对应于已判定第2SOC已上升至第2可使用上限的附近为止,驾驶状态判定部71为了确保由第2电池B2收容再生电力的富余,而将第2SOC消耗旗标的值设为“1”且将第2电池使用旗标的值设为“0”,然后结束图11的通常行驶判定处理。
在S23中,驾驶状态判定部71判定第2SOC是否为事先决定的消耗结束判定SOC以下。所述消耗结束判定SOC是针对第2SOC的阈值,如图12所示,设定得比第2通常上限略低。在S23的判定结果为否的情况下,驾驶状态判定部71为了继续促进第2SOC的消耗而移至S26。另外,在S23的判定结果为是的情况下,驾驶状态判定部71判断已确保第2电池B2收容再生电力的富余而移至S24,将第2SOC消耗旗标的值重置为“0”后,移至S27。
在S27中,驾驶状态判定部71判定第2SOC是否比事先决定的第2通常下限低。所述第2通常下限是针对第2SOC的阈值,如图12所示,设定在消耗结束判定SOC与第2可使用下限之间。在S27的判定结果为是的情况下,驾驶状态判定部71移至S28,在S27的判定结果为否的情况下,驾驶状态判定部71移至S29。
在S28中,对应于已判定第2SOC比第2通常下限低,换言之对应于已判定第2SOC已下降至第2可使用下限的附近为止,驾驶状态判定部71为了促进第2电池B2的第2SOC的恢复而将电传导要求旗标的值设为“1”,然后结束图11的通常行驶判定处理。
所述电传导要求旗标是明示已要求所述电传导控制的执行的状态的旗标,可采用“0”、“1”的任一个值。电传导要求旗标的值为“0”意味着未要求电传导控制的执行的状态,电传导要求旗标的值为“1”意味着已要求电传导控制的执行的状态。因此,对应于在S28中电传导要求旗标的值已变成“1”,如其后参照图22进行说明般,执行判定可否执行电传导控制的电传导判定处理。
另外,在S29中,对应于已判定第2SOC为第2通常下限以上,驾驶状态判定部71为了禁止第2电池B2的放电而将第2电池使用旗标的值设为“1”,然后结束图11的通常行驶判定处理。
一边参照图4A~图4C,一边对通过如以上般的图11的通常行驶判定处理来实现的电力的流动进行说明。
首先,如参照图10所说明般,在总要求电力为作为可从第1电池B1中输出的电力的第1可输出电力以下的情况(参照图10的S7),即可不使用第2电池B2而由从第1电池B1中放出的电力来供应将第1电力线21及第2电力线22合并的整体中所要求的电力的情况下,驾驶状态变成通常行驶状态。
在图11的通常行驶判定处理中,在第2SOC为第2通常下限以上且比第2通常上限低的情况下,第2电池使用旗标的值变成“1”(参照S29)。对应于如此设定了第2电池使用旗标的值,逆变器控制部72及电压转换器控制部73以实现如图4A所示的电力的流动的方式,操作逆变器3r、逆变器3f及电压转换器4。即,逆变器控制部72及电压转换器控制部73禁止从第2电池B2朝第2电力线22中的放电,并且使驱动马达Mr、驱动马达Mf及车辆辅机H中所需要的电力全部由第1电池B1供应。如上所述,在驾驶状态为通常行驶状态的情况下,总要求电力为第1电池B1的第1可输出电力以下,因此可如图4A所示般全部由第1电池B1供应所需要的电力。
另外,在图11的通常行驶判定处理中,在第2SOC为第2通常上限以上的情况下,将第2电池使用旗标的值设定成“0”,且将第2SOC消耗旗标的值设定成“1”。对应于如此设定了各种旗标的值,逆变器控制部72及电压转换器控制部73以实现如图4C所示的电力的流动的方式,操作逆变器3r、逆变器3f及电压转换器4。即,逆变器控制部72及电压转换器控制部73为了促进第2电池B2的第2SOC的消耗,而使电力从第2电池B2朝第2电力线22中放出。此时,逆变器控制部72及电压转换器控制部73将第2驱动马达Mf中所要求的电力与车辆辅机H中所要求的电力加以合计,由此算出第2电力线22中所要求的电力即第2要求电力,并且以使从所述第2要求电力中去掉由第2电池B2放出的电力后的不足电力从第1电池B1经由电压转换器4而朝第2电力线22中放出的方式,操作逆变器3r、逆变器3f及电压转换器4。因此,在将第2SOC消耗旗标的值设定成“1”的期间内,即便是如所述般无需使用第2电池B2的通常行驶状态,也促使第2电池B2进行放电,而消耗第2SOC。
另外,在图11的通常行驶判定处理中,第2SOC消耗旗标的值对应于已变成比第2通常上限低的消耗结束判定SOC以下而被重置成“0”。如其后参照图17A~图18等进行说明般,在第2SOC为第2通常上限以上的情况下,与第2SOC比第2通常上限低的情况相比,使用再生电力的第2电池B2的充电受到限制。即,第2通常上限变成使用再生电力的第2电池B2的充电的阈值。因此,在图11的通常行驶判定处理中,在第2SOC变成比第2通常上限低的消耗结束判定SOC以下之前将第2SOC消耗旗标的值一直设为“1”,而促进第2SOC的消耗。由此,在驾驶状态已从通常行驶状态转变成再生行驶状态的情况下,可不受第2通常上限的限制而将由第2驱动马达Mf产生的再生电力充电至第2电池B2中。
另外,在图11的通常行驶判定处理中,在第2SOC比第2通常下限低的情况下,电传导要求旗标的值变成“1”。若电传导要求旗标的值变成“1”,则执行电传导判定处理(参照后述的图22),电传导执行旗标的值对应于其判定结果而变成“1”。若在驾驶状态为通常行驶状态时电传导执行旗标的值变成“1”,则逆变器控制部72及电压转换器控制部73以实现如图4B所示的电力的流动的方式,操作逆变器3r、逆变器3f及电压转换器4。即,逆变器控制部72及电压转换器控制部73以第1驱动马达Mr、第2驱动马达Mf、车辆辅机H、及第2电池B2中所需要的电力全部由从第1电池B1中放出的电力供应的方式,操作逆变器3r、逆变器3f及电压转换器4。由此,第2电池B2的第2SOC恢复。
根据以上所述,在驾驶状态为通常驾驶状态的情况下,第2电池B2的第2SOC大概维持在如图12所示般将第2通常上限设为上限并将第2通常下限设为下限的目标集中范围内。
图13是表示高输出行驶判定处理的具体的程序的流程图。
图14是示意性地表示驾驶状态为高输出行驶状态时所实现的第1电池B1的第2SOC及第2电池B2的第2SOC的范围的图。
首先在S31中,驾驶状态判定部71判定当前的第2电池B2的第2SOC是否比第2可使用下限低。在S31的判定结果为是的情况下,驾驶状态判定部71移至S32,在S31的判定结果为否的情况下,驾驶状态判定部71移至S34。
在S32中,驾驶状态判定部71对应于已判定第2SOC比第2可使用下限低,为了禁止第2电池B2的放电而将第2电池使用旗标的值设为“1”,进而为了明示当前的车辆V的驾驶状态为通常驾驶状态,而将驾驶状态旗标的值设为“0”,然后移至S33。如参照图10所说明般,图13的高输出行驶判定处理在总要求电力比第1电池B1的第1可输出电力大的情况下执行。但是,在第2SOC比第2可使用下限低的情况下,无法从第2电池B2中放出电力,因此无法通过第2电池B2来补充从总要求电力中去掉第1可输出电力后的不足电力。换言之,无法将驾驶状态转变成高输出驾驶状态。因此,在S32中,驾驶状态判定部71为了使驾驶状态变成通常行驶状态,而将驾驶状态旗标的值设为“0”。
在S33中,对应于已判定第2SOC比第2可使用下限低,驾驶状态判定部71为了促进第2电池B2的第2SOC的恢复,而将电传导要求旗标的值设为“1”,然后结束图13的高输出行驶判定处理。由此,执行判定可否执行电传导控制的电传导判定处理(参照后述的图22)。
在S34中,驾驶状态判定部71判定当前的第1电池B1的第1SOC是否比事先决定的充电警告灯点灯水准低。所述充电警告灯点灯水准是针对第1SOC的阈值,如图14所示设定得比第1可使用下限略高。再者,若第1SOC变得比所述充电警告灯点灯水准低,则通过未图示的处理而使设置在驾驶者可辨认的位置上的充电警告灯闪烁。由此,驾驶者可识别出第1电池B1的第1SOC为少的状态,电源***1为已被要求第1电池B1及第2电池B2的充电的状态。在S34的判定结果为是的情况下,驾驶状态判定部71移至S35,在S34的判定结果为否的情况下,驾驶状态判定部71移至S36。
在S35中,驾驶状态判定部71为了禁止第2电池B2的放电,以尽可能延长续航距离,而将第2电池使用旗标的值设为“1”。另外,根据与S32相同的理由,驾驶状态判定部71为了使驾驶状态变成通常行驶状态,而将驾驶状态旗标的值设为“0”,然后结束图13的高输出行驶判定处理。
在S36中,驾驶状态判定部71对应于已判定第2SOC为第2使用下限以上且第1SOC为充电警告灯点灯水准以上,为了允许第2电池B2的放电而将第2电池使用旗标的值设为“0”,并且将驾驶状态旗标的值设为“1”,然后结束图13的高输出行驶判定处理。
一边参照图5,一边对通过如以上般的图13的高输出行驶判定处理来实现的电力的流动进行说明。
首先,图13的高输出行驶判定处理在总要求电力比可从第1电池B1中输出的电力即第1可输出电力大的情况(参照图10的S7)下,即若不使用第1电池B1与第2电池B2两者,则无法实现总要求电力的情况下执行。
在图13的高输出行驶判定处理中,在如所述般总要求电力比第1电池B1的第1可输出电力大(参照图10的S7)、第2SOC为第2可使用下限以上(参照图13的S31)、且第1SOC为充电警告灯点灯水准以上的情况(参照图13的S34)下,将第2电池使用旗标的值设为“0”且将驾驶状态旗标的值设为“1”。对应于如此设定了驾驶状态旗标及第2电池使用旗标的值,逆变器控制部72及电压转换器控制部73以实现如图5所示的电力的流动的方式,操作逆变器3r、逆变器3f及电压转换器4。即,逆变器控制部72及电压转换器控制部73在总要求电力比第1电池B1的第1可输出电力大的情况下,以从第2电池B2朝第2电力线22中放出从总要求电力中去掉第1电池B1的输出部分后的不足电力的方式,操作逆变器3r、逆变器3f及电压转换器4。更具体而言,逆变器控制部72及电压转换器控制部73使用从第1电池B1朝第1电力线21中放出的电力来驱动第1驱动马达Mr,并且所述第1电力线21中的电力经由电压转换器4而供给至第2电力线22侧,驱动第2驱动马达Mf及车辆辅机H。另外,此时,逆变器控制部72及电压转换器控制部73以从第2电池B2中放出第2电力线22中所要求的电力(即,第2驱动马达Mf及车辆补机H中所要求的电力)之中,去掉从第1电力线21侧经由电压转换器4而供给的部分后的不足部分的方式,操作逆变器3r、逆变器3f及电压转换器4。换言之,在驾驶状态为高输出行驶状态的情况下,第1电池B1供应第1电力线21中所要求的全部电力与第2电力线22中所要求的一部分电力,第2电池B2供应第2电力线22中所要求的剩余的电力。由此,可从第1电池B1及第2电池B2供给所要求的电力,并使通过电压转换器4的电力变小,因此可减小所述电压转换器4中的损耗。
另外,在图13的高输出行驶判定处理中,在第1SOC比充电警告灯点灯水准低的情况(参照图13的S34)下,将第2电池使用旗标的值设为“1”且将驾驶状态旗标的值设为“0”。即,禁止第2电池B2的放电,将驾驶状态设为通常行驶状态。对应于如此设定了驾驶状态旗标及第2电池使用旗标的值,逆变器控制部72及电压转换器控制部73以实现如图4A所示的电力的流动的方式,操作逆变器3r、逆变器3f及电压转换器4。即,逆变器控制部72及电压转换器控制部73将驾驶状态设为通常行驶状态,并且禁止第2电池B2的放电,以尽可能延长续航距离。
如以上般,在图13的高输出行驶判定处理中,在如图14所示般,总要求电力比第1电池B1的第1可输出上限大、第1电池B1的第1SOC为将充电警告灯点灯水准设为下限并将第1可使用上限设为上限的第1允许范围内、且第2电池B2的第2SOC为将第2可使用下限设为下限并将第1可使用上限设为上限的第2允许范围内的情况下,将驾驶状态设为高输出行驶状态。
图15是表示低输出行驶判定处理的具体的程序的流程图。
图16是示意性地表示驾驶状态为低输出行驶状态时所实现的第2电池B2的第2SOC的范围的图。
首先在S41中,驾驶状态判定部71为了明示当前的车辆V的驾驶状态为低输出行驶状态,而将驾驶状态旗标的值设为“2”,然后移至S42。
在S42中,驾驶状态判定部71判定第2电池B2的第2SOC是否比第2通常下限低。在S42的判定结果为否的情况下,驾驶状态判定部71移至S43,在S42的判定结果为是的情况下,驾驶状态判定部71移至S45。
在S43中,驾驶状态判定部71为了允许第2电池B2的放电,而将第2电池使用旗标的值设为“0”,然后移至S44。在S44中,驾驶状态判定部71为了减少电压转换器4中的损耗,而将电压转换器停止要求旗标的值设为“1”,然后结束图15的低输出行驶判定处理。再者,在执行后述的S45的处理或驾驶状态旗标的值已从“2”变化成其他值的情况下,将所述电压转换器停止要求旗标的值从“1”重置成“0”。
在S45中,驾驶状态判定部71对应于已判定第2SOC比第2通常下限低,为了禁止第2电池B2的放电而将第2电池使用旗标的值设为“1”,进而将电压转换器停止要求旗标的值设为“0”,然后移至S46。在S46中,驾驶状态判定部71为了促进第2SOC的恢复,而将电传导要求旗标的值设为“1”,然后结束图15的低输出行驶处理。
一边参照图6A~图6B,一边对通过如以上般的图15的低输出行驶判定处理来实现的电力的流动进行说明。
首先,如参照图10所说明般,在对省电力驾驶要求按钮BM1进行了按压操作且为巡航状态的情况(参照图10的S4及S5)下,驾驶状态变成低输出行驶状态。另外,如参照图6A~图6B所说明般,在驾驶状态为低输出行驶状态的情况下,车辆V的驱动模式变成2WD模式。
在图15的低输出行驶判定处理中,在驾驶状态为低输出行驶状态且第2SOC为第2通常下限以上的情况下,第2电池使用旗标的值变成“0”(参照S43),电压转换器停止要求旗标的值变成“1”(参照S44)。对应于如此设定了第2电池使用旗标及电压转换器停止要求旗标的值,逆变器控制部72及电压转换器控制部73以实现如图6A所示的电力的流动的方式,操作逆变器3r、逆变器3f及电压转换器4。即,逆变器控制部72及电压转换器控制部73通过停止电压转换器4来停止第1电力线21与第2电力线22之间的电力的流动,并且利用从第1电池B1朝第1电力线21中放出的电力来驱动第1驱动马达Mr。另外,逆变器控制部72及电压转换器控制部73利用从第2电池B2朝第2电力线22中放出的电力来驱动车辆辅机H,并且通过使用所述第2电力线22中的电力,进行以从第2驱动马达Mf赋予至第2车轮Wf中的驱动转矩变成0的方式操作第2逆变器3f的零转矩控制。在如所述般驾驶状态为低输出行驶状态且第2电池B2的第2SOC为第2通常下限以上的情况下,停止电压转换器4,利用从第2电池B2中放出的电力进行车辆辅机H的驱动与第2驱动马达Mf的零转矩控制,由此可使电压转换器4中的损耗变成0。
另外,在图15的低输出行驶判定处理中,在驾驶状态为低输出行驶状态且第2SOC比第2通常下限低的情况下,第2电池使用旗标的值变成“1”,电压转换器停止要求旗标的值变成“0”(参照S45),电传导要求旗标的值变成“1”(参照S46)。对应于如此设定了第2电池使用旗标、电压转换器停止要求旗标、及电传导要求旗标的值,逆变器控制部72及电压转换器控制部73以实现如图6B所示的电力的流动的方式,操作逆变器3r、逆变器3f及电压转换器4。即,逆变器控制部72及电压转换器控制部73从第1电池B1朝第1电力线21中放电,利用所述第1电力线21中的电力来驱动第1驱动马达Mr,并且将所述第1电力线21中的电力的一部分经由电压转换器4而朝第2电力线22中供给。另外,逆变器控制部72及电压转换器控制部73利用所述第2电力线22中的电力来驱动车辆辅机H,并进行第2驱动马达Mf的零转矩控制,进而对第2电池B2进行充电。
根据以上所述,在驾驶状态为低输出行驶状态的情况下,如图16所示,在第2SOC为将第2可使用下限设为下限并将第2可使用上限设为上限的范围内,能够以消耗电力少的2WD驱动模式进行行驶。另外,尤其在第2SOC为将第2通常下限设为下限并将第2可使用上限设为上限的范围内的情况下,如所述般停止电压转换器4,因此可进行电力效率特别高的行驶。
图17A及图17B是表示再生行驶判定处理的具体的程序的流程图。
图18是示意性地表示驾驶状态为再生行驶状态时所实现的第2电池B2的第2SOC的范围的图。
首先在S51中,驾驶状态判定部71为了明示当前的车辆V的驾驶状态为再生行驶状态,而将驾驶状态旗标的值设为“3”,然后移至S52。
在S52中,驾驶状态判定部71判定是否为已禁止朝第1电池B1中的再生电力的供给的状态,即作为可朝第1电池B1中供给的再生电力的上限的第1可再生电力是否为0。例如在下坡路的行驶中,若长时间地进行再生运转,则有在电池中产生电沉积(electrodeposition)的担忧。因此,如其后在合成限制电力算出部731的说明中进行详述般,伴随再生运转的执行时间变长,为了限制朝第1电池B1中的再生电力的供给,而使所述第1可再生电力接近0。因此,驾驶状态判定部71根据从第1电池传感器单元81发送的信号或再生运转的持续时间等,判定是否已禁止朝第1电池B1中的再生电力的供给。在S52的判定结果为否的情况下,驾驶状态判定部71移至S53,在S52的判定结果为是的情况下,驾驶状态判定部71移至S55。
在S53中,驾驶状态判定部71判定第1电池B1的第1SOC是否比第1可使用上限高。在S53的判定结果为否的情况下,驾驶状态判定部71移至S54,在S53的判定结果为是的情况下,驾驶状态判定部71移至S55。
在S54中,驾驶状态判定部71为了允许朝第1电池B1中的再生电力的供给,而将第1电池使用旗标的值设为“0”,然后移至S56。另外,在S55中,驾驶状态判定部71为了禁止朝第1电池B1中的再生电力的供给,而将第1电池使用旗标的值设为“2”,然后移至S56。如以上般,根据图17A及图17B的再生行驶判定处理,在第1电池B1的第1SOC为将0设为下限并将第1可使用上限设为上限的第1再生允许范围内的情况(参照图18)下,只要S52的判定结果不为是,则允许朝第1电池B1中的再生电力的供给。即,在第1SOC为第1再生允许范围外的情况下,禁止朝第1电池B1中的再生电力的供给。
在S56中,驾驶状态判定部71判定是否为已禁止朝第2电池B2中的再生电力的供给的状态。驾驶状态判定部71通过与所述S52相同的程序,例如根据从第2电池传感器单元82发送的信号或再生运转的持续时间等,判定第2电池B2是否为已被禁止再生电力的供给的状态。在S56的判定结果为否的情况下,驾驶状态判定部71移至S57,在S56的判定结果为是的情况下,驾驶状态判定部71移至S65。
在S57中,驾驶状态判定部71判定第2电池B2的第2SOC是否比第2可使用上限高。在S57的判定结果为否的情况下,驾驶状态判定部71移至S58,在S57的判定结果为是的情况下,驾驶状态判定部71移至S65。
在S58中,驾驶状态判定部71判定第2电池B2的第2SOC是否比第2通常上限高。在S58的判定结果为否的情况下,驾驶状态判定部71移至S64。
在S64中,驾驶状态判定部71为了允许朝第2电池B2中的再生电力的供给,而将第2电池使用旗标的值设为“0”,然后结束图17A及图17B的再生行驶判定处理。在S65中,驾驶状态判定部71为了禁止朝第2电池B2中的再生电力的供给,而将第2电池使用旗标的值设为“2”,然后结束图17A及图17B的再生行驶判定处理。
如以上般,根据图17A及图17B的再生行驶判定处理,在第2电池B2的第2SOC为将0设为下限并将第2通常上限设为上限的第2基本再生允许范围内的情况下(参照图18),只要S56的判定结果不为是,则允许朝第2电池B2中的再生电力的供给。另外,在第2SOC比第2可使用上限高的情况下,禁止朝第2电池B2中的再生电力的供给。
在S58的判定结果为是的情况,即第2SOC比第2通常上限高且为第2可使用上限以下的情况下,驾驶状态判定部71执行包含S59~S63的处理的再生范围扩大处理。所述再生范围扩大处理是使允许朝第2电池B2中的再生电力的供给的再生允许范围的上限对应于第1电池B1的状态而变化的处理。
在S59中,驾驶状态判定部71判定作为对第1电池B1的状态赋予特征的参数之一的第1电池使用旗标的值是否为“0”。在S59的判定结果为否的情况,即已禁止朝第1电池B1中的再生电力的供给的情况下,驾驶状态判定部71移至S64,将第2电池使用旗标的值设为“0”,以能够回收尽可能多的再生电力。即,当已禁止朝第1电池B1中的再生电力的供给时,即便在第2SOC比第2通常上限高的情况下,驾驶状态判定部71也允许朝第2电池B2中的再生电力的供给。即,其相当于将允许朝第2电池B2中的再生电力的供给的再生允许范围从第2基本再生允许范围,朝将0设为下限并将第2可使用上限设为上限的第2扩大再生允许范围扩大(参照图18)。
在S59的判定结果为是的情况,即已允许朝第1电池B1中的再生电力的供给的情况下,驾驶状态判定部71移至S60。在S60中,驾驶状态判定部71算出作为可由第1驱动马达Mr及第2驱动马达Mf产生的再生电力的上限的和的要求再生电力,然后移至S61。在S61中,驾驶状态判定部71算出作为针对供给至第1电池B1中的再生电力的上限的第1可再生电力,然后移至S62。例如可通过使用从第1电池传感器单元81发送的信号,由驾驶状态判定部71来算出所述第1可再生电力。在S62中,驾驶状态判定部71算出车辆辅机H中所要求的电力即辅机要求电力,然后移至S63。在S63中,驾驶状态判定部71判定要求再生电力是否比第1可再生电力与辅机要求电力的和大。
在S63的判定结果为是的情况,即仅通过第1电池B1及车辆辅机H无法将要求再生电力全部回收的情况下,驾驶状态判定部71移至S64,将第2电池使用旗标的值设为“0”,以能够回收尽可能多的再生电力。即,当仅通过第1电池B1无法将要求再生电力全部回收时,即便在第2SOC比第2通常上限高的情况下,驾驶状态判定部71也允许朝第2电池B2中的再生电力的供给。即,其相当于将第2电池B2的再生允许范围从第2基本再生允许范围朝所述第2扩大再生允许范围扩大(参照图18)。
另外,在S63的判定结果为否的情况,即仅通过第1电池B1及车辆辅机H便可将要求再生电力全部回收的情况下,驾驶状态判定部71判断无需扩大第2电池B2的可再生范围的上限,然后移至S65,将第2电池使用旗标的值设为“2”。
如以上般,在包含S59~S63的再生范围扩大处理中,驾驶状态判定部71以第2通常上限与第2可使用上限来切换允许朝第2电池B2中的再生电力的供给的再生允许范围的上限。
一边参照图7A~图7D,一边对通过如以上般的图17A及图17B的再生行驶判定处理来实现的电力的流动进行说明。
首先,如参照图10所说明般,在再生旗标的值为“1”的情况下,驾驶状态变成再生行驶状态。另外,如参照图7A~图7D所说明般,在驾驶状态为再生行驶状态的情况下,车辆V的驱动模式变成AWD模式。因此,在再生行驶状态的情况下,可在第1驱动马达Mr及第2驱动马达Mf两者中产生再生电力。
根据图17A及图17B的再生行驶判定处理,对应于第1电池使用旗标及第2电池使用旗标的值的组合,可产生四种状态。在第1电池使用旗标及第2电池使用旗标的值均为“0”的情况下,逆变器控制部72及电压转换器控制部73实现图7A中所示的电力的流动,在第1电池使用旗标的值为“0”且第2电池使用旗标的值为“2”的情况下,逆变器控制部72及电压转换器控制部73实现图7B中所示的电力的流动,在第1电池使用旗标的值为“2”且第2电池使用旗标的值为“0”的情况下,逆变器控制部72及电压转换器控制部73实现图7C中所示的电力的流动,在第1电池使用旗标及第2电池使用旗标的值均为“2”的情况下,逆变器控制部72及电压转换器控制部73实现图7D中所示的电力的流动。
首先,对第1SOC为第1再生允许范围内且第2SOC为第2基本再生允许范围内的情况进行说明。在此情况下,根据图17A及图17B的再生行驶判定处理,第1电池使用旗标及第2电池使用旗标的值均可变成“0”。对应于如此设定了第1电池使用旗标及第2电池使用旗标的值,逆变器控制部72及电压转换器控制部73以实现如图7A所示的电力的流动的方式,操作逆变器3r、逆变器3f及电压转换器4。即,逆变器控制部72及电压转换器控制部73以从第1逆变器3r及第2逆变器3f朝第1电力线21及第2电力线22中供给的再生电力被供给至第1电池B1、第2电池B2、及车辆辅机H中的方式,操作逆变器3r、逆变器3f及电压转换器4。此处,逆变器控制部72及电压转换器控制部73在第2SOC比第2通常下限低的情况,即第2电池B2的残量有富余的情况下,与第1电池B1相比,更优先对第2电池B2进行充电。更具体而言,逆变器控制部72及电压转换器控制部73利用从第2逆变器3f朝第2电力线22中供给的第2再生电力对第2电池B2进行充电且驱动车辆辅机H。另外,在第2再生电力比作为针对供给至第2电池B2中的再生电力的上限的第2可再生电力与车辆辅机H中的要求电力的和大的情况下,逆变器控制部72及电压转换器控制部73将从第2再生电力中去掉所述和之后的第2剩余再生电力经由电压转换器4而供给至第1电力线21中。另外,逆变器控制部72及电压转换器控制部73将使从第1逆变器3r朝第1电力线21中供给的再生电力与经由电压转换器4而供给至第1电力线21中的电力合在一起的电力供给至第1电池B1中,对第1电池B1进行充电。由此,第2电池B2在作为上限的电力下得到充电,因此可迅速地使第2电池B2的第2SOC恢复至第2通常上限为止。另外,通过如所述般优先对第2电池B2进行充电,可减小通过电压转换器4的电力,因此可减小电压转换器4中的损耗。
继而,对第1SOC为第1再生允许范围内且第2SOC为第2通常上限与第2可使用上限之间的情况进行说明。在此情况下,第2SOC接近第2可使用上限,因此可以说无需积极地朝第2电池B2中供给再生电力。但是,根据图17A及图17B的再生行驶判定处理的再生范围扩大处理(S59~S63),在仅通过第1电池B1无法回收完要求再生电力的情况下,为了减少机械制动装置Br、机械制动装置Bf中的损耗,而将第2电池B2的再生允许范围扩大成第2扩大再生允许范围,第1电池使用旗标及第2电池使用旗标的值均可变成“0”。对应于如此设定了第1电池使用旗标及第2电池使用旗标的值,逆变器控制部72及电压转换器控制部73与所述例同样地以实现如图7A所示的电力的流动的方式,操作逆变器3r、逆变器3f及电压转换器4。但是,在此情况下,由于第2SOC接近第2可使用上限,因此与第2电池B2相比,更优先对第1电池B1进行充电。更具体而言,逆变器控制部72及电压转换器控制部73将从第2逆变器3f朝第2电力线22中供给的第2再生电力的一部分经由电压转换器4而供给至第1电力线21中,并且将使从电压转换器4朝第1电力线21中供给的电力与从第1逆变器3r朝第1电力线21中供给的电力合在一起的电力供给至第1电池B1中,对第1电池B1进行充电。此时,逆变器控制部72及电压转换器控制部73以第1电池B1在作为其上限的电力(即,第1可再生电力)下得到充电的方式,调整电压转换器4的通过电力。另外,逆变器控制部72及电压转换器控制部73利用从第2逆变器3f朝第2电力线22中供给的第2再生电力之中,去掉经由电压转换器4而供给至第1电力线21中的电力后的第2剩余再生电力对第2电池B2进行充电,并且驱动车辆辅机H。由此,可一边防止第2电池B2的过充电,一边通过电池B1、电池B2来回收尽可能多的再生电力,并减小机械制动装置Br、机械制动装置Bf中的损耗。
继而,对第1SOC为第1再生允许范围内且第2SOC比第2可使用上限高的情况进行说明。在此情况下,根据图17A及图17B的再生行驶判定处理,第1电池使用旗标的值变成“0”,第2电池使用旗标的值可变成“2”。对应于如此设定了第1电池使用旗标及第2电池使用旗标的值,逆变器控制部72及电压转换器控制部73以实现如图7B所示的电力的流动的方式,操作逆变器3r、逆变器3f及电压转换器4。即,逆变器控制部72及电压转换器控制部73禁止第2电池B2的充电,并且将从第2逆变器3f朝第2电力线22中供给的第2再生电力之中,去掉由车辆辅机H消耗的部分后的第2剩余再生电力经由电压转换器4而供给至第1电力线21中。由此,将使从第1逆变器3r朝第1电力线21中供给的第1再生电力与从电压转换器4朝第1电力线21中供给的第2剩余再生电力合在一起的电力供给至第1电池B1中,对第1电池B1进行充电。由此,可防止第2电池B2的过充电。
再者,根据图17A及图17B的再生行驶判定处理,即便在第1SOC为第1再生允许范围内且第2SOC为第2可使用上限与第2通常上限之间的情况下,也可以实现如图7B所示的电力的流动。即,在再生范围扩大处理(S59~S63)中,即便在判断仅通过第1电池B1便可回收要求再生电力的情况下,换言之,即便在判断无需在再生范围扩大处理中将第2电池B2的再生允许范围扩大至第2扩大再生允许范围为止的情况下,第1电池使用旗标的值也变成“0”,第2电池使用旗标的值也变成“2”,也禁止朝第2电池B2中的再生电力的供给。由此,可防止第2电池B2的过充电。
继而,对第1SOC为第1再生允许范围外且第2SOC比第2通常上限低的情况进行说明。在此情况下,根据图17A及图17B的再生行驶判定处理,第1电池使用旗标的值变成“2”,第2电池使用旗标的值可变成“0”。对应于如此设定了第1电池使用旗标及第2电池使用旗标的值,逆变器控制部72及电压转换器控制部73以实现如图7C所示的电力的流动的方式,操作逆变器3r、逆变器3f及电压转换器4。即,逆变器控制部72及电压转换器控制部73禁止朝第1电池B1中的再生电力的供给,并且将从第1逆变器3r朝第1电力线21中供给的第1再生电力全部经由电压转换器4而供给至第2电力线22中。由此,将使从第2逆变器3f朝第2电力线22中供给的第2再生电力与从电压转换器4朝第2电力线22中供给的电力合在一起的电力供给至第2电池B2及车辆辅机H中,由此对第2电池B2进行充电且驱动车辆辅机H。由此,可一边防止第1电池B1的过充电,一边通过第2电池B2及车辆辅机H来回收尽可能多的再生电力,因此相应地可减小机械制动装置Br、机械制动装置Bf中的损耗。
再者,根据图17A及图17B的再生行驶判定处理,即便在第1SOC为第1再生允许范围外且第2SOC为第2可使用上限与第2通常上限之间的情况下,也可以实现如图7C所示的电力的流动。在此情况下,第2SOC接近第2可使用上限,可以说无需积极地朝第2电池B2中供给再生电力。但是,根据所述再生范围扩大处理(S59~S63),在禁止第1电池B1的再生的情况下,将第2电池B2的再生允许范围扩大至第2扩大再生允许范围,因此第1电池使用旗标的值变成“2”,第2电池使用旗标的值变成“0”,可实现如图7C所示的电力的流动。由此,可一边防止第1电池B1及第2电池B2的过充电,一边通过第2电池B2及车辆辅机H来回收尽可能多的再生电力,进而减小机械制动装置Br、机械制动装置Bf中的损耗。
继而,对第1SOC为第1再生允许范围外且第2SOC也为第2扩大再生允许范围外的情况进行说明。在此情况下,根据图17A及图17B的再生行驶判定处理,第1电池使用旗标及第2电池使用旗标的值均变成“2”。对应于如此设定了第1电池使用旗标及第2电池使用旗标的值,逆变器控制部72及电压转换器控制部73以实现如图7D所示的电力的流动的方式,操作逆变器3r、逆变器3f及电压转换器4。即,逆变器控制部72及电压转换器控制部73以从第1逆变器3r朝第1电力线21中供给的第1再生电力及从第2逆变器3f朝第2电力线22中供给的第2再生电力均变成0的方式,操作逆变器3r、逆变器3f。由此,虽然机械制动装置Br、机械制动装置Bf中的损耗增加,但不朝第1电池B1及第2电池B2中供给再生电力,进而确实地防止第1电池B1及第2电池B2的过充电。
图19是表示空转判定处理的具体的程序的流程图。
图20是示意性地表示驾驶状态为空转状态时所实现的第2电池B2的第2SOC的范围的图。
首先在S71中,驾驶状态判定部71为了明示当前的车辆V的驾驶状态为空转状态,而将驾驶状态旗标的值设为“4”,然后移至S72。
在S72中,驾驶状态判定部71判定第2电池B2的第2SOC是否比第2通常下限低。在S72的判定结果为否的情况下,驾驶状态判定部71移至S73,在S72的判定结果为是的情况下,驾驶状态判定部71移至S75。
在S73中,驾驶状态判定部71为了允许第2电池B2的放电,而将第2电池使用旗标的值设为“0”,然后移至S74。在S74中,驾驶状态判定部71为了减少电压转换器4中的损耗,而将电压转换器停止要求旗标的值设为“1”,然后结束图19的空转判定处理。再者,在执行后述的S76的处理或驾驶状态旗标的值已从“4”变化成其他值的情况下,将所述电压转换器停止要求旗标的值从“1”重置成“0”。
在S75中,驾驶状态判定部71为了禁止第2电池B2的放电,而将第2电池使用旗标的值设为“1”,然后移至S76。在S76中,驾驶状态判定部71为了利用从第1电池B1供给的电力来驱动车辆辅机H,而将电压转换器停止要求旗标的值设为“0”,然后结束图19的空转判定处理。
一边参照图8A~图8B,一边对通过如以上般的图19的空转判定处理来实现的电力的流动进行说明。
根据图19的空转判定处理,在第2电池B2的第2SOC为第2通常下限以上的情况下,驾驶状态旗标的值变成“4”,第2电池使用旗标的值变成“0”。对应于如以上般设定了这些旗标的值,逆变器控制部72及电压转换器控制部73以实现如图8A所示的电力的流动的方式,操作电压转换器4。即,停止电压转换器4,阻断第1电力线21与第2电力线22之间的电力的流动,并且利用从第2电池B2中放出的电力来驱动车辆辅机H。由此,可一边使电压转换器4中的损耗变成0,一边驱动车辆辅机H。
另外,根据图19的空转判定处理,在第2电池B2的第2SOC比第2通常下限低的情况下,驾驶状态旗标的值变成“4”,第2电池使用旗标的值变成“1”。对应于如以上般设定了这些旗标的值,逆变器控制部72及电压转换器控制部73以实现如图8B所示的电力的流动的方式,操作电压转换器4。即,禁止第2电池B2的放电,并且将从第1电池B1朝第1电力线21中供给的电力经由电压转换器4而供给至第2电力线22中,利用所述第2电力线22中的电力来驱动车辆辅机H。由此,即便在第2电池B2的第2SOC低的状态下,也可以驱动车辆辅机H。
根据以上所述,在驾驶状态为空转状态、且第2SOC为将第2通常下限设为下限并将第2可使用上限设为上限的范围内的情况下,可一边停止电压转换器4,一边驱动车辆辅机H。
图21是表示故障行驶判定处理的具体的程序的流程图。
首先在S81中,驾驶状态判定部71为了明示当前的车辆V的驾驶状态为故障行驶状态,而将驾驶状态旗标的值设为“5”,然后移至S82。
在S82中,驾驶状态判定部71判定已发生故障的电池是否为第1电池B1。在S82的判定结果为否的情况,即第2电池B2已发生故障的情况下,驾驶状态判定部71移至S83,将第2电池故障旗标的值设为“1”,然后结束图21的故障行驶判定处理。
另外,在S82的判定结果为是的情况,即第1电池B1已发生故障的情况下,驾驶状态判定部71移至S84,将第1电池故障旗标的值设为“1”,然后结束图21的故障行驶判定处理。
一边参照图9A~图9B,一边对通过如以上般的图21的故障行驶判定处理来实现的电力的流动进行说明。
根据图21的故障行驶判定处理,在第2电池B2已发生故障的情况下,驾驶状态旗标的值变成“5”,第2电池故障旗标的值变成“1”。对应于如以上般设定了这些旗标的值,逆变器控制部72及电压转换器控制部73以实现如图9A所示的电力的流动的方式,操作电压转换器4。即,逆变器控制部72及电压转换器控制部73以第1驱动马达Mr、第2驱动马达Mf、及车辆辅机H中所需要的电力全部从第1电池B1供给的方式,操作逆变器3r、逆变器3f及电压转换器4。由此,即便在第2电池B2已发生故障的情况下,也可以继续车辆V的行驶。
另外,根据图21的故障行驶判定处理,在第1电池B1已发生故障的情况下,驾驶状态旗标的值变成“5”,第1电池故障旗标的值变成“1”。对应于如以上般设定了这些旗标的值,逆变器控制部72及电压转换器控制部73以实现如图9B所示的电力的流动的方式,操作电压转换器4。即,逆变器控制部72及电压转换器控制部73利用从第2电池B2中放出的电力来驱动第2驱动马达Mf及车辆辅机H。另外,逆变器控制部72及电压转换器控制部73将从第2电池B2朝第2电力线22中放出的电力的一部分经由电压转换器4而供给至第1电力线21中,并且利用所述第1电力线21中的电力,进行以从第1驱动马达Mr赋予至第1车轮Wr中的驱动转矩变成0的方式操作第1逆变器3r的零转矩控制。由此,即便在第1电池B1已发生故障的情况下,也可以继续车辆V的行驶。
图22是表示电传导判定处理的具体的程序的流程图。所述电传导判定处理是允许或禁止利用从第1电池B1中放出的电力对第2电池B2进行充电的电传导控制的执行的处理。在电传导要求旗标的值变成“1”后,通过后述的S99的处理而使电传导要求旗标的值变成“0”为止的期间内,在驾驶状态判定部71中,以规定的控制周期重复执行所述电传导判定处理。
图23是表示在电传导判定处理中,允许电传导控制的执行的第1SOC及第2SOC的范围的图。
首先在S91中,驾驶状态判定部71判定是否正执行恢复模式。更具体而言,驾驶状态判定部71例如通过是否对运动行驶要求按钮BM2进行了按压操作,而判定是否正执行恢复模式。
在S91的判定结果为否的情况下,驾驶状态判定部71移至S92。在S92中,驾驶状态判定部71判定已从第1电池B1中放出的电力是否已经由电压转换器4而供给至第2驱动马达Mf中。
在S92的判定结果为是的情况下,驾驶状态判定部71移至S93。另外,在S92的判定结果为否的情况,即已从第1电池B1中放出的电力未经由电压转换器4而供给至第2驱动马达Mf中的情况下,驾驶状态判定部71移至S99。在S99中,驾驶状态判定部71判断并非适合于执行电传导控制的时期,并将电传导执行旗标及电传导要求旗标的值均重置成“0”,然后结束图22的电传导判定处理。
此处,在S92中的判定处理中,所谓不允许电传导控制的执行的情况,即已从第1电池B1中放出的电力未经由电压转换器4而供给至第2驱动马达Mf中情况,具体而言,例如是指电压转换器4已停止的状态。因此,在驾驶状态为停止电压转换器4的驾驶状态的情况,更具体而言,在驾驶状态为将驱动模式设为2WD驱动模式的低输出行驶状态(参照图6A)、或空转状态(参照图8A)的情况下,不允许电传导控制的执行。
在S91的判定结果为是的情况下,驾驶状态判定部71不经过S92的判定而移至S93。即,当正执行使第2SOC迅速地恢复的恢复模式时,即便在未从第2驱动马达Mf朝第2车轮Wf中赋予比0大的驱动转矩的情况下,驾驶状态判定部71也允许电传导控制的执行。由此,当正执行恢复模式时,允许电传导控制的执行的机会变多,由此可使第2SOC迅速地恢复。
在S93中,驾驶状态判定部71判定电传导执行旗标的值是否为“1”或“2”。在S93的判定结果为否的情况,即并非正执行或正中断电传导控制的情况下,驾驶状态判定部71移至S94。在S93的判定结果为是的情况下,驾驶状态判定部71移至S95。
在S94中,驾驶状态判定部71取得第1电池B1的第1SOC及第2电池B2的第2SOC,并判定所述第1SOC及第2SOC是否分别为规定的电传导允许范围内。在S94的判定结果为是的情况下,驾驶状态判定部71移至S95,在S94的判定结果为否的情况下,驾驶状态判定部71移至S99。
参照图23来说明针对第1SOC及第2SOC的电传导允许范围。
首先,若执行电传导控制,则从第1电池B1中放出电力,因此第1SOC减少。另外,若执行电传导控制,则电力在电压转换器4中流动,因此产生损耗。因此,在第1SOC比充电警告灯点灯水准低的情况下,驾驶状态判定部71为了确保车辆V的续航距离,而禁止电传导控制的执行。因此,针对第1SOC的第1电传导允许范围是充电警告灯点灯水准以上的范围。另外,若如所述般执行电传导控制,则产生损耗,因此在能量效率方面,频繁地执行电传导控制并不优选。因此,在第2SOC为第2通常下限以上的情况下,驾驶状态判定部71禁止电传导控制的执行。因此,针对第2SOC的第2电传导允许范围是未满第2通常下限的范围。在S94中,在第1SOC及第2SOC的至少任一者为其电传导允许范围外的情况下,驾驶状态判定部71移至S99,禁止电传导控制的执行。另外,在第1SOC及第2SOC均为其电传导允许范围内的情况下,驾驶状态判定部71移至S95。
在S95中,驾驶状态判定部71判定驾驶状态是否为高输出行驶状态,换言之判定总要求电力是否比第1电池B1的第1可输出电力大。如上所述,在驾驶状态为高输出行驶状态的情况下,总要求电力超过第1电池B1的第1可输出电力,因此为了响应所述要求,必须从第2电池B2中放出电力。因此,无法执行电传导控制。因此,在S95的判定结果为是的情况下,驾驶状态判定部71移至S100。在S100中,驾驶状态判定部71为了中断(即,暂时地禁止)电传导控制的执行,而将电传导执行旗标的值设为“2”,然后结束图22的电传导判定处理。
在S95的判定结果为否的情况下,驾驶状态判定部71移至S96。在S96中,驾驶状态判定部71通过与所述S91相同的程序来判定是否正执行恢复模式。在S96的判定结果为否的情况下,驾驶状态判定部71移至S97。
在S97中,驾驶状态判定部71判定驾驶状态是否为再生行驶状态。如上所述,在驾驶状态为再生行驶状态的情况下,以通过第1电池B1及第2电池B2来回收尽可能多的再生电力的方式,操作逆变器3r、逆变器3f及电压转换器4。因此,若想要在驾驶状态为再生行驶状态时执行电传导控制,则存在无法有效率地回收再生电力,机械制动装置Br、机械制动装置Bf的损耗增加的担忧。因此,在S97的判定结果为是的情况下,驾驶状态判定部71移至S100,为了中断(即,暂时地禁止)电传导控制的执行,而将电传导执行旗标的值设为“2”,然后结束图22的电传导判定处理。
另外,在S96的判定结果为是的情况下,驾驶状态判定部71不执行S97的处理而移至S98。即,当正执行恢复模式时,驾驶状态判定部71为了响应所述要求,即便驾驶状态为再生行驶状态,也允许电传导控制的执行。由此,当正执行恢复模式时,允许电传导控制的执行的机会变多,由此可使第2SOC迅速地恢复。
在S98中,驾驶状态判定部71判定是否已到达结束电传导控制的执行的时期。更具体而言,例如在第2SOC为第2通常上限以上的情况下,驾驶状态判定部71判定已到达结束电传导控制的执行的时期。在S98的判定结果为是的情况下,驾驶状态判定部71移至S99,将电传导执行旗标及电传导要求旗标的值均重置成“0”,然后结束图22的电传导判定处理。
另外,在S98的判定结果为否的情况下,驾驶状态判定部71移至S101。在S101中,驾驶状态判定部71为了执行电传导控制,而将电传导执行旗标的值设为“1”,然后结束图22的电传导判定处理。
返回至图3,合成限制电力算出部731通过使用从电池传感器单元81、电池传感器单元82发送的信号,或者在驾驶状态判定部71中所更新的第1电池使用旗标及第2电池使用旗标的值、或第1电池故障旗标及第2电池故障旗标的值等,而算出使第1电池B1与第2电池B2合并的假想的电池的电池合成限制电力。所述电池合成限制电力包含可输出电力与可再生电力。
所谓可输出电力,是指可从使第1电池B1与第2电池B2合并的假想的电池中输出的电力的上限,其为正。另外,所谓可再生电力,是指可朝使第1电池B1与第2电池B2合并的假想的电池中供给的电力的上限,其为负。
合成限制电力算出部731通过以下的程序来算出可输出电力。首先,合成限制电力算出部731使用从第1电池传感器单元81及第2电池传感器单元82发送的信号,例如通过检索未图示的映射来算出作为第1电池B1的可输出电力的第1可输出电力、及作为第2电池B2的可输出电力的第2可输出电力。另外,合成限制电力算出部731通过参照第1电池使用旗标、第1电池故障旗标、第2电池使用旗标、及第2电池故障旗标,而确定第1电池B1及第2电池B2中的禁止放电或不能放电的电池。
另外,当已在车辆辅机H中要求电力时,第1电池B1及第2电池B2的可输出电力仅被限制所述车辆辅机H的要求电力。因此,合成限制电力算出部731取得车辆辅机H的要求电力。而且,在第1电池B1及第2电池B2均不是禁止放电或不能放电的情况下,合成限制电力算出部731将从第1可输出电力与第2可输出电力的和减去车辆辅机H的要求电力所得者设为可输出电力,在仅第1电池B1为禁止放电或不能放电的情况下,合成限制电力算出部731将从第2可输出电力减去车辆辅机H的要求电力所得者设为可输出电力,在仅第2电池B2为禁止放电或不能放电的情况下,合成限制电力算出部731将从第1可输出电力减去车辆辅机H的要求电力所得者设为可输出电力,在第1电池B1及第2电池B2均为禁止放电或不能放电的情况下,合成限制电力算出部731将可输出电力设为0。
另外,合成限制电力算出部731通过以下的程序来算出可再生电力。首先,合成限制电力算出部731使用从第1电池传感器单元81及第2电池传感器单元82发送的信号,例如通过检索未图示的映射来算出针对作为可供给至第1电池B1中的电力的第1可再生电力的基本值、及针对作为可供给至第2电池B2中的电力的第2可再生电力的基本值。另外,例如在下坡路的行驶中,若长时间地进行再生运转,而将再生电力持续供给至电池B1、电池B2中,则有在所述电池B1、电池B2中产生电沉积的担忧。因此,合成限制电力算出部731以伴随再生运转的执行时间变长,所述第1可再生电力、第2可再生电力接近0的方式,根据再生运转的执行时间来算出修正值。另外,合成限制电力算出部731将如所述般根据映射所算出的基本值与根据再生运转的执行时间所算出的修正值加以合计,由此算出第1可再生电力及第2可再生电力。另外,合成限制电力算出部731通过参照第1电池使用旗标、第1电池故障旗标、第2电池使用旗标、及第2电池故障旗标,而确定第1电池B1及第2电池B2中的禁止再生或不能再生的电池。
另外,当已在车辆辅机H中要求电力时,可通过车辆辅机H来消耗再生电力,因此可在可再生电力中另加所述车辆辅机H的要求电力。而且,在第1电池B1及第2电池B2均不是禁止再生或不能再生的情况下,合成限制电力算出部731将第1可再生电力与第2可再生电力及车辆辅机H的要求电力的和设为可再生电力,在仅第1电池B1为禁止再生或不能再生的情况下,合成限制电力算出部731将第2可再生电力与车辆辅机H的要求电力的和设为可再生电力,在仅第2电池B2为禁止再生或不能再生的情况下,合成限制电力算出部731将第1可再生电力与车辆辅机H的要求电力的和设为可再生电力,在第1电池B1及第2电池B2均为禁止再生或不能再生的情况下,合成限制电力算出部731将可再生电力设为0。
继而,参照图24对驱动力分配算出部721中的具体的运算程序进行说明。
图24是表示在驱动力分配算出部721中,算出第1要求马达转矩及第2要求马达转矩的要求马达转矩运算处理的具体的程序的流程图。在驱动力分配算出部721中,每隔规定的控制周期重复执行图24所示的处理,由此算出第1要求马达转矩及第2要求马达转矩。
首先在S201中,驱动力分配算出部721通过参照再生旗标及驾驶状态旗标的值,算出表示第1驱动马达Mr的转矩对于总转矩的比例的第1转矩比Rr、及表示第2驱动马达Mf的转矩对于总转矩的比例的第2转矩比Rf,然后移至S202。
在再生旗标的值为“0”且驾驶状态旗标的值不为“2”的情况(即,并非驱动模式变成2WD模式的低输出行驶状态的情况)下,驱动力分配算出部721以第1驱动马达Mr的转矩与第2驱动马达Mf的转矩的比例如变成第1驱动马达Mr的转矩大于第2驱动马达Mf的转矩的方式,更具体而言,例如以变成75:25的方式,算出第1转矩比Rr及第2转矩比Rf。即,在此情况下,第1转矩比Rr变成0.75,第2转矩比Rf变成0.25。
在再生旗标的值为“0”且驾驶状态旗标的值为“2”的情况下,驱动力分配算出部721以第1驱动马达Mr的转矩与第2驱动马达Mf的转矩的比变成100:0的方式,算出第1转矩比Rr及第2转矩比Rf。即,在此情况下,第1转矩比Rr变成1.00,第2转矩比Rf变成0.00。由此,在将驱动模式设为2WD模式的低输出行驶状态下,第2要求马达转矩变成0,执行第2驱动马达Mf的零转矩控制(参照图6A及图6B)。
另外,在再生旗标的值为“0”、驾驶状态旗标的值为“5”、且第1电池故障旗标的值为“1”的情况下,驱动力分配算出部721以第1驱动马达Mr的转矩与第2驱动马达Mf的转矩的比变成0:100的方式,算出第1转矩比Rr及第2转矩比Rf。即,在此情况下,第1转矩比Rr变成0.00,第2转矩比Rf变成1.00。由此,在第1电池B1发生了故障的情况下,第1要求马达转矩变成0,执行第1驱动马达Mr的零转矩控制(参照图9B)。
在再生旗标的值为“1”的情况下,驱动力分配算出部721以第1驱动马达Mr的转矩与第2驱动马达Mf的转矩的比例如变成第1驱动马达Mr的转矩小于第2驱动马达Mf的转矩的方式,更具体而言,例如以变成30:70的方式,算出第1转矩比Rr及第2转矩比Rf。即,在此情况下,第1转矩比Rr变成0.30,第2转矩比Rf变成0.70。在驱动力分配算出部721中,通过如所述般使第2转矩比Rf比第1转矩比Rr大,在减速再生时,可使从第2逆变器3f朝第2电力线22中供给的第2再生电力比从第1逆变器3r朝第1电力线21中供给的第1再生电力大。
继而在S202中,驱动力分配算出部721使由要求电力算出部70所算出的车辆要求电力与第1转矩比Rr或第2转矩比Rf相乘,由此算出第1要求电力及第2要求电力。即,要求电力算出部70将使车辆要求电力与第1转矩比Rr相乘所得者设为第1要求电力,将使车辆要求电力与第2转矩比Rf相乘所得者设为第2要求电力。但是,在如所述般执行零转矩控制的情况下,在对于作为对象的驱动马达的要求电力中加上为了进行零转矩控制而需要的电力。
继而在S203中,驱动力分配算出部721对在S202中所算出的第1要求电力及第2要求电力分别实施马达限制(motor limit)处理。所述马达限制处理是指对照驱动马达Mr、驱动马达Mf的状态来限制车辆要求电力的处理。更具体而言,驱动力分配算出部721按照已知的算法来算出作为可由各驱动马达Mr、驱动马达Mf输出的转矩的上限的第1转矩极限(torque limit)及第2转矩极限,并将它们换算成电力,由此算出第1输出极限及第2输出极限。如下述式(1)所示,驱动力分配算出部721将第1要求电力及第1输出极限之中小的一方设为马达限制后的第1要求电力。如下述式(2)所示,驱动力分配算出部721将第2要求电力及第2输出极限之中小的一方设为马达限制后的第2要求电力。再者,以下将马达限制后的第1要求电力表述为“第1要求电力'”,将马达限制后的第2要求电力表述为“第2要求电力'”。
第1要求电力'=MIN[第1要求电力、第1输出极限] (1)
第2要求电力'=MIN[第2要求电力、第2输出极限] (2)
继而在S204中,驱动力分配算出部721通过使用在S203中所算出的第1要求电力'及第2要求电力',而算出限制后第1转矩比Rr'及限制后第2转矩比Rf'。更具体而言,驱动力分配算出部721将使第1要求电力'除以第1要求电力'与第2要求电力'的和所得者设为限制后第1转矩比Rr',将使第2要求电力'除以所述和所得者设为限制后第2转矩比Rf'。
继而在S205中,驱动力分配算出部721对在S203中所算出的第1要求电力'及第2要求电力'分别实施电池限制处理。所述电池限制处理是指对照第1电池B1及第2电池B2的状态来限制车辆要求电力的处理。更具体而言,驱动力分配算出部721取得由合成限制电力算出部731所算出的电池合成限制电力(即,可输出电力及可再生电力的组合)。另外,如下述式(3)所示,驱动力分配算出部721将使电池合成限制电力与限制后第1转矩比Rr'相乘所得者及第1要求电力'之中小的一方设为电池限制后第1要求电力。另外,如下述式(4)所示,驱动力分配算出部721将使电池合成限制电力与限制后第2转矩比Rf'相乘所得者及第2要求电力'之中小的一方设为电池限制后第2要求电力。再者,在下述式(3)及式(4)的运算中,在马达限制后第1要求电力及马达限制后第2要求电力为正的情况下,驱动力分配算出部721将正的可输出电力用作电池合成限制电力,在马达限制后第1要求电力及马达限制后第2要求电力为负的情况下,驱动力分配算出部721将负的可再生电力用作电池合成限制电力。另外,以下将电池限制后的第1要求电力表述为“第1要求电力””,将电池限制后的第2要求电力表述为“第2要求电力””。
第1要求电力”
=MIN[电池合成限制电力×Rr'、第1要求电力'] (3)
第2要求电力”
=MIN[电池合成限制电力×Rf'、第2要求电力'] (4)
继而在S206中,驱动力分配算出部721通过使用马达转速,对在S205中所算出的第1要求电力”及第2要求电力”的单位进行换算,由此算出第1要求马达转矩及第2要求马达转矩。
继而,参照图25对能量分配算出部732中的具体的运算程序进行说明。
图25是表示在能量分配算出部732中算出要求通过电力的程序的功能框图。
能量分配算出部732包括:基本通过电力算出部7321,算出基本通过电力;再生行驶时通过电力算出部7322,算出再生时通过电力;高输出行驶时通过电力算出部7323,算出高输出行驶时通过电力;电传导时通过电力算出部7324,算出电传导时通过电力;空转时通过电力算出部7325,算出空转时通过电力;以及要求通过电力算出部7326,将所述基本通过电力、再生时通过电力、高输出行驶时通过电力、及空转时通过电力加以合计,由此算出要求通过电力。
基本通过电力算出部7321算出相当于针对要求通过电力的基本值的基本通过电力。在驾驶状态旗标的值为“0”、“2”及“5”的任一者的情况下,基本通过电力算出部7321按照以下的程序算出基本通过电力。另外,在驾驶状态旗标的值不是“0”、“2”及“5”的任一者的情况下,基本通过电力算出部7321将基本通过电力设为0。
在驾驶状态旗标的值为“0”或“5”、且第2电池使用旗标的值为“1”或第2电池故障旗标的值为“1”的情况下,基本通过电力算出部7321将使在驱动力分配算出部721中所算出的第2要求电力”与车辆辅机H中的要求电力相加所得者设为基本通过电力。由此,例如实现图4A或图9A中所示的电力的流动。
[驾驶状态旗标=0、第2使用电池旗标=1]
[驾驶状态旗标=5、第2电池故障旗标=1]
基本通过电力=第2要求电力”+辅机要求电力
在驾驶状态旗标的值为“0”、第2电池使用旗标的值为“0”、且第2SOC消耗旗标的值为“1”的情况,即驾驶状态为通常行驶状态且已要求第2电池B2的第2SOC的消耗的情况下,基本通过电力算出部7321以实现图4C中所示的电力的流动的方式,按照以下的程序算出基本通过电力。在此情况下,基本通过电力算出部7321根据第2电池B2的第2SOC,算出作为从第2电池B2中放出的电力对于从第1电池B1及第2电池B2中放出的电力的比例的目标电力比例r。基本通过电力算出部7321根据第2SOC,检索如图26所示的映射,由此算出目标电力比例r。根据图26中所示的映射的例子,第2SOC变得越大,目标电力比例r也变得越高。即,第2SOC变得越大,第2电池B2的负担变得越大。基本通过电力算出部7321通过使用如以上般算出的目标电力比例r,利用下述式来算出基本通过电力。由此,实现图4C中所示的电力的流动。
[驾驶状态旗标=0、第2电池使用旗标=0、第2SOC消耗旗标=1]
基本通过电力
=(1-r)×(第2要求电力”+辅机要求电力)-r×第1要求电力”
在驾驶状态旗标的值为“2”且电压转换器停止要求旗标的值为“0”的情况下,基本通过电力算出部7321将使为了进行第2驱动马达Mf的零转矩控制而需要的第2要求电力”与车辆辅机H的要求电力合在一起者设为基本通过电力,以实现图6B中所示的电力的流动。由此,电传导执行旗标的值变成“1”,若加上后述的电传导时通过电力,则实现图6B中所示的电力的流动。
[驾驶状态旗标=2、电压转换器停止要求旗标=0]
基本通过电力=第2要求电力”+辅机要求电力
在驾驶状态旗标的值为“5”且第1电池故障旗标的值为“1”的情况下,基本通过电力算出部7321将使为了进行第1驱动马达Mr的零转矩控制而需要的第1要求电力”乘以“-1”所得者设为基本通过电力,以实现图9B中所示的电力的流动。由此,实现图9B中所示的电力的流动。
[驾驶状态旗标=5、第1电池故障旗标=1]
基本通过电力=-第1要求电力”
在驾驶状态旗标的值为“3”的情况下,再生行驶时通过电力算出部7322按照以下的程序算出再生行驶时通过电力。在驾驶状态旗标的值不是“3”的情况下,再生行驶时通过电力算出部7322将再生行驶时通过电力设为0。再者,在驾驶状态旗标的值为“3”的情况下,第1要求电力”及第2要求电力”均变成负。
在第1电池使用旗标及第2电池使用旗标的值均为“0”、且第2SOC为第2基本再生允许范围内的情况下,再生行驶时通过电力算出部7322将从负的第2要求电力”与正的辅机要求电力的和减去负的第2可再生电力所得者设为再生行驶时通过电力,以优先对第2电池B2进行充电。其相当于将从第2驱动马达Mf朝第2电力线22中供给的再生电力之中,未被车辆辅机H的驱动及第2电池B2的充电消耗完的部分朝第1电池B1中供给。由此,可实现图7A中所示的电力的流动,并与第1电池B1相比,更优先对第2电池B2进行充电。
[驾驶状态旗标=3、第1电池使用旗标及第2电池使用旗标=0、第2SOC为第2基本再生允许范围内]
再生行驶时通过电力=第2要求电力”+辅机要求电力-第2可再生电力
在第1电池使用旗标及第2电池使用旗标的值均为“0”、且第2SOC为第2基本再生允许范围外的情况下,再生行驶时通过电力算出部7322将从负的第1可再生电力减去负的第1要求电力”所得者设为再生行驶时通过电力,以优先对第1电池B1进行充电。其相当于在即便将从第1驱动马达Mr朝第1电力线21中供给的再生电力全部供给至第1电池B1中,也仍有不足的情况下,从第2电力线22朝第1电池B1中供给所述不足的部分。由此,可实现图7A中所示的电力的流动,并与第2电池B2相比,更优先对第1电池B1进行充电。
[驾驶状态旗标=3、第1电池使用旗标及第2电池使用旗标=0、第2SOC为第2基本再生允许范围外]
再生行驶时通过电力=第1可再生电力-第1要求电力”
在第1电池使用旗标的值为“0”、第2电池使用旗标的值为“2”的情况下,再生行驶时通过电力算出部7322将负的第2要求电力”与正的辅机要求电力的和设为再生行驶时通过电力。其相当于将从第2驱动马达Mf朝第2电力线22中供给的再生电力之中,未被车辆辅机H的驱动消耗完的部分朝第1电池B1中供给。由此,可实现图7B中所示的电力的流动。
[驾驶状态旗标=3、第1电池使用旗标=0、第2电池使用旗标=2]
再生行驶时通过电力=第2要求电力”+辅机要求电力
在第1电池使用旗标的值为“2”、第2电池使用旗标的值为“0”的情况下,再生行驶时通过电力算出部7322将使负的第1要求电力”乘以“-1”所得者设为再生行驶时通过电力。其相当于将从第1驱动马达Mr朝第1电力线21中供给的再生电力全部供给至第2电力线22中,用于车辆辅机H的驱动及第2电池B2的充电。由此,可实现图7C中所示的电力的流动。
[驾驶状态旗标=3、第1电池使用旗标=2、第2电池使用旗标=0]
再生行驶时通过电力=-第1要求电力”
在第1电池使用旗标及第2电池使用旗标的值均为“2”的情况下,再生行驶时通过电力算出部7322将再生行驶时通过电力设为0。由此,可实现图7D中所示的电力的流动。
[驾驶状态旗标=3、第1电池使用旗标=2、第2电池使用旗标=2]
再生行驶时通过电力=0
在驾驶状态旗标的值为“1”且第2电池使用旗标的值为“0”的情况下,高输出行驶时通过电力算出部7323按照以下的程序算出高输出行驶时通过电力。另外,在驾驶状态旗标的值不是“1”的情况下,高输出行驶时通过电力算出部7323将高输出行驶时通过电力设为0。如上所述,在总要求电力超过作为第1电池B1的可输出电力的上限的第1可输出电力的情况下,驾驶状态变成高输出行驶状态。而且,在所述高输出行驶状态下,第2电池B2以补充第1电池B1的不足部分的方式进行放电。因此,高输出行驶时通过电力算出部7323将从第1可输出电力减去第1要求电力”所得者设为高输出行驶时通过电力。由此,实现图5中所示的电力的流动。
[驾驶状态旗标=1、第2电池使用旗标=0]
高输出行驶时通过电力=第1可输出电力-第1要求电力”
电传导时通过电力算出部7324仅在电传导执行旗标的值为“1”的情况下,按照以下的程序算出正的电传导时通过电力。另外,在电传导执行旗标的值不是“1”的情况下,电传导时通过电力算出部7324将电传导时通过电力设为0。由此,例如在驾驶状态为通常行驶状态时电传导执行旗标的值已变成“1”的情况下,实现图4B中所示的电力的流动,电传导时通过电力被供给至第2电池B2中。另外,在驾驶状态为低输出行驶状态时电传导执行旗标的值已变成“1”的情况下,实现图6B中所示的电力的流动,电传导时通过电力被供给至第2电池B2中。另外,在驾驶状态为再生行驶状态时电传导执行旗标的值已变成“1”的情况下,实现图7E中所示的电力的流动,电传导时通过电力被供给至第2电池B2中。
所述电传导时通过电力的大小可设为事先决定的固定值,也可以设为可变值。另外,在设为可变值的情况下,例如也可以对应于有无执行恢复模式来改变电传导时通过电力的大小。即,在正执行恢复模式的情况下,优选与并非正执行恢复模式的情况相比增大电传导时通过电力。由此,在正执行恢复模式的情况下,与并非正执行恢复模式的情况相比,可通过执行电传导控制而增大充电至第2蓄电装置中的电力,由此可使第2SOC迅速地恢复。另外,在设为可变值的情况下,例如也可以对应于第2SOC来改变电传导时通过电力的大小。
在驾驶状态旗标的值为“4”的情况下,空转时通过电力算出部7325按照以下的程序算出空转时通过电力。另外,在驾驶状态旗标的值不是“4”的情况下,空转时通过电力算出部7325将空转时通过电力设为0。
在驾驶状态旗标的值为“4”且第2电池使用旗标的值为“0”的情况下,空转时通过电力算出部7325将空转时通过电力设为0。由此,实现图8A中所示的电力的流动。
[驾驶状态旗标=4、第2电池使用旗标=0]
空转时通过电力=0
在驾驶状态旗标的值为“4”且第2电池使用旗标的值为“1”的情况下,空转时通过电力算出部7325将车辆辅机H中的要求电力设为空转时通过电力。由此,实现图8B中所示的电力的流动。
[驾驶状态旗标=4、第2电池使用旗标=1]
空转时通过电力=辅机要求电力
以上,对本发明的一实施方式进行了说明,但本发明并不限定于此。也可以在本发明的主旨的范围内适宜变更细微部分的结构。
Claims (5)
1.一种车辆电源***,其包括:
第一电动发电机,与车辆的第一车轮连结;
第二电动发电机,与第二车轮连结;
第一电路,连接有与所述第一电动发电机之间进行电力的授受的第一电力转换器及第一蓄电装置;
第二电路,连接有与所述第二电动发电机之间进行电力的授受的第二电力转换器及第二蓄电装置;
电压转换器,在所述第一电路与所述第二电路之间转换电压;
总要求电力取得部件,取得所述第一电路及所述第二电路中所要求的总要求电力;以及
充放电控制装置,操作所述第一电力转换器及所述第二电力转换器以及所述电压转换器来控制所述第一蓄电装置及所述第二蓄电装置的充放电;所述车辆电源***的特征在于,
在所述总要求电力比作为所述第一蓄电装置的可输出电力的第一可输出电力大的情况下,所述充放电控制装置将从所述总要求电力中去掉所述第一蓄电装置的输出部分后的不足电力从所述第二蓄电装置朝所述第二电路中放出。
2.根据权利要求1所述的车辆电源***,其特征在于,
与所述第二蓄电装置相比,所述第一蓄电装置的输出重量密度更低且能量重量密度更高。
3.根据权利要求1或2所述的车辆电源***,其特征在于,
在所述第二电路中连接有作为电负载的车辆辅机,且
所述总要求电力取得部件将所述第一电动发电机中所要求的电力、所述第二电动发电机中所要求的电力、及所述车辆辅机中所要求的电力加以合计,由此算出所述总要求电力。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆电源***,其特征在于,还包括:
第一蓄电参数取得部件,取得对应于所述第一蓄电装置的蓄电量而变大的第一蓄电参数的值;
在所述总要求电力比所述第一可输出电力大且所述第一蓄电参数的值比规定的第一阈值小的情况下,所述充放电控制装置禁止从所述第二蓄电装置朝所述第二电路中的放电,且使从所述第一蓄电装置朝所述第一电路中放出的电力比所述总要求电力小。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆电源***,其特征在于,还包括:
第二蓄电参数取得部件,取得对应于所述第二蓄电装置的蓄电量而变大的第二蓄电参数的值;
在所述总要求电力比所述第一可输出电力大且所述第二蓄电参数的值比规定的第二阈值小的情况下,所述充放电控制装置禁止从所述第二蓄电装置朝所述第二电路中的放电,且使从所述第一蓄电装置朝所述第一电路中放出的电力比所述总要求电力小。
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