CN110350612A - 车辆的充放电控制装置 - Google Patents

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Abstract

车辆的充放电控制装置具备电子控制装置(30)。所述电子控制装置构成为，算出电池中的充电容量(SOC)相对于目标容量(SOCgt)的过多不足量作为容量差(ΔSOC)，在所述充电容量的不足量比第1规定值大的情况下增加电力供给设备(23)的输出电压，在所述充电容量的过多量比第2规定值大的情况下使所述电力供给设备的输出电压减少。所述电子控制装置构成为，在算出的满充电容量(SOCmax)小的情况下，与所述满充电容量大的情况相比，减小每单位时间的所述电力供给设备的输出电压的变化量(ΔVout)。

Description

车辆的充放电控制装置
技术领域
本发明涉及应用于车辆的充放电控制装置。
背景技术
在日本特开2013-193618的车辆搭载有向空调装置、汽车音频装置、导航装置等电动设备供给电力的电池。另外，在车辆搭载有控制向电池供给电力的交流发电机中的发电电压的电子控制装置(ECU)。日本特开2013-193618的电子控制装置基于电池的充电容量与目标容量的比较来控制交流发电机中的发电电压。
发明内容
在日本特开2013-193618的车辆中，在电池的充电容量比目标容量小的情况下，交流发电机的发电电压逐渐上升。因而，在电池的充电容量从小的状态到达了目标容量的情况下，交流发电机的发电电压相应地变高。同样，在日本特开2013-193618的车辆中，在电池的充电容量比目标容量大的情况下，交流发电机的发电电压逐渐下降。因而，在电池的充电容量从大的状态到达了目标容量的情况下，交流发电机的发电电压相应地变小。这样，若在电池的充电容量达到目标容量的时间点交流发电机的发电电压过度变高或变低，则之后有时会产生交流发电机的发电电压、电池的放电电压上下浮动而不稳定的现象，即所谓的发电电压的振荡。
本发明的第1方案的充放电控制装置，应用于具备向电动设备供给电力的电池和向所述电池及所述电动设备供给电力的电力供给设备的车辆。构成为控制所述电池的充放电量的所述充放电控制装置包括电子控制装置。所述电子控制装置构成为算出所述电池的满充电容量。所述电子控制装置构成为算出所述电池中的充电容量相对于所述充电容量的目标容量的过多不足量作为容量差。所述电子控制装置构成为基于所述容量差，在所述充电容量的不足量比第1规定值大的情况下使所述电力供给设备的输出电压增加，在所述充电容量的过多量比第2规定值大的情况下使所述电力供给设备的输出电压减少。所述电子控制装置构成为，在所述满充电容量小的情况下，与所述满充电容量大的情况相比，将每单位时间的所述电力供给设备的输出电压的变化量以变小的方式算出。
在相对于电池的充放电被切换了时，向电动设备的电流骤变，有时会随之而在电力供给设备的输出电压产生振荡。该输出电压的振荡在电池的充电容量相对于目标容量过度变大或变小的情况下增强。并且，在电池的满充电容量小的情况下，即使向电池的充电电力量或从电池的放电电力量小，电池的充电容量也容易变动，相应地，电池的充电容量容易成为过大的值或过小的值。
根据上述结构，在电池的满充电容量小的情况下，每单位时间的电力供给设备的输出电压的变化量变小。因而，能够抑制在电池的充电容量达到了目标容量时电力供给设备的输出电压过度变大或过度变小。其结果，能够抑制如下情况：尽管电池的充电容量成为了目标容量，相对于电池却继续充放电，从而电池的充电容量过度变大或变小。通过这样使电池的充电容量成为了目标容量时的电力供给设备的输出电压停留于合适的范围，即使电池的满充电容量小，也能够抑制电池的充电容量相对于目标容量过度变大或变小。其结果，能够抑制因电池的充电容量过度变大或变小而关于电力供给设备的输出电压产生过大的振荡。
在上述充放电控制装置中，所述电子控制装置可以构成为，在所述充电容量的不足量为所述第1规定值以下的情况及所述充电容量的过多量为所述第2规定值以下的情况下，使每单位时间的所述电力供给设备的输出电压的变化量成为零。所述电子控制装置可以构成为，在所述满充电容量小的情况下，与所述满充电容量大的情况相比，将所述第1规定值及所述第2规定值中的至少一方以变大的方式算出。
根据上述结构，在电池的满充电容量小而电力供给设备的输出电压有可能被增强的情况下，电力供给设备的输出电压的变化在电池的充电容量达到目标容量之前的较早的阶段停止。因而，能够更合适地抑制电池的充电容量达到了目标容量时电力供给设备的输出电压过度变大或过度变小。
在上述充放电控制装置中，所述电子控制装置可以构成为，在对所述电动设备的输入电流大的情况下，与对所述电动设备的输入电流小的情况相比，将每单位时间的所述电力供给设备的输出电压的变化量以变小的方式算出。
在对电动设备的输入电流大的情况下，在相对于电池的充放电被切换了时，向电动设备的电流容易骤变，有时会随之而在电力供给设备的输出电压产生振荡。并且，如上所述，该输出电压的振荡在电池的充电容量相对于目标容量过度变大或变小的情况下增强。
根据上述结构，在对电动设备的输入电流大的情况下，每单位时间的电力供给设备的输出电压的变化量变小。因而，能够抑制在电池的充电容量达到了目标容量时电力供给设备的输出电压过度变大或过度变小。其结果，能够抑制如下情况：尽管电池的充电容量成为了目标容量，相对于电池却继续充放电，从而电池的充电容量过度过大或变小。并且，通过这样使电池的充电容量成为接近目标容量的容量，即使在对电动设备的输入电流大的情况下，也能够减小电力供给设备的输出电压的振荡的程度。
在上述充放电控制装置中，所述电子控制装置可以构成为，在所述充电容量的不足量为所述第1规定值以下的情况及所述充电容量的过多量为所述第2规定值以下的情况下，使每单位时间的所述电力供给设备的输出电压的变化量成为零。所述电子控制装置可以构成为，在对所述电动设备的输入电流大的情况下，与对所述电动设备的输入电流小的情况相比，将所述第1规定值及所述第2规定值中的至少一方以变大的方式算出。
根据上述结构，在对电动设备的输入电流大而电力供给设备的输出电压的振荡有可能被增强的情况下，电力供给设备的输出电压的变化在电池的充电容量达到目标容量之前的较早的阶段停止。因而，能够更合适地抑制电池的充电容量达到了目标容量时电力供给设备的输出电压过度变大或过度变小。
本发明的第2方案的充放电控制装置，应用于具备向电动设备供给电力的电池和向所述电池及所述电动设备供给电力的电力供给设备的车辆。构成为控制所述电池的充放电量的所述充放电控制装置包括电子控制装置。所述电子控制装置构成为算出所述电池的充电容量相对于所述充电容量的目标容量的过多不足量作为容量差。所述电子控制装置构成为基于所述容量差来设定对所述电池的输入电流的目标输入电流。所述电子控制装置构成为基于所述电池的输入电流及所述目标输入电流，控制所述电力供给设备的输出电压。所述电子控制装置构成为在所述充电容量的不足量比第1规定值大的情况下将所述目标输入电流设定为正的值，在所述充电容量的过多量比第2规定值大的情况下将所述目标输入电流设定为负的值。所述电子控制装置构成为，在所述电池的输入电流与所述目标输入电流之差小的情况下，与所述电池的输入电流与所述目标输入电流之差大的情况相比，将每单位时间的所述电力供给设备的输出电压的变化量以变小的方式算出。
在上述结构中，基于容量差的过多不足量来设定与电池的输入电流相关的目标输入电流，基于电池的输入电流与目标输入电流之差来设定电力供给设备的输出电压的变化量。在此，电池的输入电流与电池的充电容量相比，相对于电力供给设备的输出电压的变化的追随性好，迅速变化。因而，能够抑制因电池的输入电流与目标输入电流长期不一致而导致电力供给设备的输出电压持续上升或持续下降。其结果，能够抑制在电池的充电容量达到了目标容量时电力供给设备的输出电压过度变大或变小。
在上述充放电控制装置中，所述第1规定值及所述第2规定值的最小值可以是零。在上述结构中，在想要使电池的充电容量达到了目标容量时的电力供给设备的输出电压停留于合适的范围内的情况下，优选第1规定值和第2规定值是大的值。另一方面，当第1规定值和第2规定值是大的值时，电力供给设备的输出电压不变化的状况变多，因此到电池的充电容量达到目标容量为止的时间可能会变长。如上述各方案这样，以能够抑制电力供给设备的输出电压的振荡的程度的结构为前提而采用使第1规定值及第2规定值的最小值成为零的结构，这对于抑制过度的振荡并将电池的充电容量迅速地向目标容量控制来说是适宜的。
附图说明
本发明的典型实施例的特征、优点及技术上和工业上的意义将会在下面参照附图来描述，在这些附图中，同样的标号表示同样的要素，其中：
图1是混合动力***的概略结构图。
图2是示出第1实施方式中的电池的充电容量相对于目标容量的过多不足量与DC/DC转换器的输出电压的变化量的关系的图。
图3是第1实施方式中的充放电控制处理的流程图。
图4是示出第2实施方式中的电池的充电容量相对于目标容量的过多不足量与辅机的目标输入电流的关系的图。
图5是第2实施方式中的充放电控制处理的流程图。
图6是示出变更例中的电池的充电容量相对于目标容量的过多不足量与DC/DC转换器的输出电压的变化量的关系的图表。
具体实施方式
第1实施方式
就应用于搭载混合动力***的车辆的第1实施方式来说明本发明。首先，对第1实施方式的混合动力***的概略结构进行说明。
如图1所示，混合动力***具备发动机10作为车辆的驱动源。发动机10的曲轴10a经由变速器11等驱动连结于驱动轮。另外，发动机10的曲轴10a驱动连结于第1带轮12。在第1带轮12卷挂有传递带13。此外，虽然省略图示，但发动机10的曲轴10a经由带、带轮、齿轮(链轮)、链条等也驱动连结于用于产生液压的液压泵、空调的压缩机等。
混合动力***具备电动发电机20作为另外于上述发动机10的驱动源。电动发电机20是所谓的三相交流电动机。电动发电机20的输出轴20a驱动连结于第2带轮14。在第2带轮14卷挂有传递带13。即，电动发电机20经由第2带轮14、传递带13及第1带轮12驱动连结于发动机10的曲轴10a。
电动发电机20在作为电动马达发挥功能的情况下，对第2带轮14提供旋转转矩，该旋转转矩经由传递带13及第1带轮12向发动机10的曲轴10a输入。即，在该情况下，电动发电机20辅助发动机10的驱动。另一方面，在电动发电机20作为发电机发挥功能的情况下，发动机10的曲轴10a的旋转转矩经由第1带轮12、传递带13及第2带轮14向电动发电机20的输出轴20a输入。并且，电动发电机20根据输出轴20a的旋转发电。
在电动发电机20，经由变换器21连接有高压电池22。变换器21是所谓的双向变换器。双向变换器将电动发电机20发电产生的交流电压变换为直流电压并向高压电池22输出，将高压电池22输出的直流电压变换为交流电压并向电动发电机20输出。此外，在图1中，将变换器21作为另外于电动发电机20的构件而描绘出，但变换器21有时也内置于电动发电机20的壳体内。
高压电池22是锂离子电池。在电动发电机20作为电动马达发挥功能时，高压电池22向该电动发电机20供给电力。另外，在电动发电机20作为发电机发挥功能时，高压电池22从该电动发电机20接受电力的供给而被充电。
在高压电池22内置有检测该高压电池22的状态的传感器部22a。传感器部22a检测高压电池22的端子间电压、输入电流、温度等，将它们作为表示高压电池22的状态信息SHb的信号而输出。
在电动发电机20，经由变换器21连接有DC/DC转换器23。另外，DC/DC转换器23也连接于高压电池22。DC/DC转换器23将从变换器21或高压电池22输出的直流电压降压成10V～15V并输出。在DC/DC转换器23内置有检测该DC/DC转换器23的状态的传感器部23a。传感器部23a检测DC/DC转换器23的输出电压、输出电流等，将它们作为表示DC/DC转换器23的状态信息Sdc的信号而输出。
在DC/DC转换器23，连接有低压电池24。低压电池24是电压比高压电池22小的12V的铅蓄电池。低压电池24在DC/DC转换器23未驱动时和DC/DC转换器23的输出电压为12V时，输出12V的直流电压。低压电池24在DC/DC转换器23的输出电压比低压电池24的开路电压(OCV)大时，从DC/DC转换器23接受电力的供给而被充电。即，相对于低压电池24，DC/DC转换器23作为电力供给设备发挥功能。
在低压电池24内置有检测该低压电池24的状态的传感器部24a。传感器部24a检测低压电池24的端子间电压、输入电流、温度等，将它们作为表示低压电池24的状态信息SLb的信号而输出。
在DC/DC转换器23及低压电池24，连接有各种辅机25作为电动设备。作为辅机25的例子，例如可举出车辆的前照灯、方向指示灯、室内灯等照明关系、汽车导航装置、扬声器等车室内装备。在DC/DC转换器23未驱动时，辅机25从低压电池24接受电力的供给。在DC/DC转换器23的输出电压比低压电池24的开路电压(OCV)大时，辅机25从该DC/DC转换器23接受电力的供给。即，相对于各辅机25，DC/DC转换器23作为电力供给设备发挥功能。
在各辅机25内置有检测该辅机25的状态的传感器部25a。传感器部25a检测辅机25的端子间电压、输入电流、温度等，将它们作为表示辅机25的状态信息SAcc的信号而输出。
如图1所示，混合动力***具备对包含低压电池24的充放电在内的混合动力***的整体进行总括控制的电子控制装置30。即，充放电控制装置由电子控制装置30构成。电子控制装置30是具备执行各种程序(应用)的运算部、存储有程序等的非易失性的存储部及在执行程序时暂时存储数据的易失性存储器等的处理电路(计算机)。
从DC/DC转换器23的传感器部23a向电子控制装置30输入表示状态信息Sdc的信号。电子控制装置30基于该信号来掌握DC/DC转换器23的输出电压Vout、输出电流等。另外，从各辅机25的传感器部25a向电子控制装置30输入表示状态信息SAcc的信号。电子控制装置30基于该信号来算出向各辅机25输入的电流的总和作为对辅机25的输入电流Iacc。
从低压电池24的传感器部24a向电子控制装置30输入表示状态信息SLb的信号。电子控制装置30基于状态信息SLb中包含的低压电池24的端子间电压、输入电流、温度等信息来算出低压电池24的满充电容量SOCmax及充电容量SOC。在该实施方式中，低压电池24的满充电容量SOCmax是指在输入状态信息SLb的时间点能够充入低压电池24的最大的容量，例如由安培时(Ah)表示。另外，充电容量SOC将在输入状态信息SLb的时间点充入到低压电池24的容量作为相对于该低压电池24的满充电容量SOCmax的比例而示出，例如由百分率(％)表示。这样，电子控制装置30构成为算出低压电池24的满充电容量SOCmax。
另外，电子控制装置30构成为，关于如上述这样算出的低压电池24的充电容量SOC，算出相对于目标容量SOCtg的过多不足量作为容量差ΔSOC。目标容量SOCtg预先存储于电子控制装置30的存储部，例如在80％～90％的范围内确定。
另外，从高压电池22的传感器部22a向电子控制装置30输入表示状态信息SLb的信号。电子控制装置30与上述的低压电池24同样算出高压电池22的满充电容量和相对于该满充电容量的充电容量。
电子控制装置30构成为，基于如上述这样算出的容量差ΔSOC来控制DC/DC转换器23的输出电压Vout。
在电子控制装置30的存储部保存有在控制DC/DC转换器23的输出电压Vout时利用的电压控制映射(关系式)。如图2所示，在该电压控制映射中，设定有容量差ΔSOC与每单位时间(每控制周期)的DC/DC转换器23的输出电压Vout的变化量ΔVout的关系。具体而言，如图2的实线所示，在容量差ΔSOC为“-A”以上且“+A”以下的范围内，输出电压Vout的变化量ΔVout为零。另外，在容量差ΔSOC比“-A”小的情况下，换言之，在充电容量SOC的不足量比作为第1规定值的“A”大的情况下，输出电压Vout的变化量ΔVout为正的值。并且，上述不足量越大(在图2中越靠左侧)，则输出电压Vout的变化量ΔVout越大。另一方面，在容量差ΔSOC比“+A”大的情况下，换言之，在充电容量SOC的过多量比作为第2规定值的“A”大的情况下，输出电压Vout的变化量ΔVout为负的值。并且，上述过多量越大(在图2中越靠右侧)，则输出电压Vout的变化量ΔVout越小。此外，作为第1规定值及第2规定值的“A”预先确定，例如是几％。
接着，对第1实施方式的混合动力***中的电子控制装置30所执行的充放电控制处理进行说明。此外，该充放电控制处理在发动机的点火开关(有时也被称作***起动开关、启动开关等)被接通操作而混合动力***被驱动后，到混合动力***的驱动结束为止，每预定的控制周期反复执行。
如图3所示，当充放电控制处理开始后，电子控制装置30执行步骤S11的处理。在步骤S11中，电子控制装置30基于各辅机25的状态信息SAcc来算出对辅机25的输入电流Iacc。之后，电子控制装置30的处理移向步骤S12。
在步骤S12中，电子控制装置30基于低压电池24的状态信息SLb来算出该低压电池24的满充电容量SOCmax。具体而言，低压电池24的温度越低，则电子控制装置3将满充电容量SOCmax算出得越小。另外，从制造出低压电池24起的充电电流及放电电流的累计值越大，则电子控制装置30将满充电容量SOCmax算出得越小。当算出满充电容量SOCmax后，电子控制装置30的处理移向步骤S13。
在步骤S13中，电子控制装置30基于低压电池24的状态信息SLb来算出该低压电池24的充电容量SOC。具体而言，电子控制装置30基于低压电池24的充电电流的累计值及放电电流的累计值来算出相对于在步骤S12中算出的满充电容量SOCmax的充电容量SOC。之后，电子控制装置30的处理移向步骤S14。
在步骤S14中，电子控制装置30通过从在步骤S13中算出的充电容量SOC减去目标容量SOCtg来算出容量差ΔSOC。因此，在本实施方式中，将充电容量SOC相对于目标容量SOCtg的不足量作为负的容量差ΔSOC来算出，将充电容量SOC相对于目标容量SOCtg的过多量作为正的容量差ΔSOC来算出。在算出容量差ΔSOC后，电子控制装置30的处理移向步骤S15。
在步骤S15中，电子控制装置30算出用于算出DC/DC转换器23中的输出电压Vout的变化量ΔVout的系数α1及系数α2。系数α1及系数α2都是1以下的正的值。在步骤S11中算出的向辅机25的输入电流Iacc越大，则电子控制装置30将系数α1算出为越小的值。另外，在步骤S12中算出的低压电池24的满充电容量SOCmax越小，则电子控制装置30将系数α2算出为越小的值。另一方面，系数β1及系数β2都是1以上的值。在步骤S11中算出的向辅机25的输入电流Iacc越大，则电子控制装置30将系数β1算出为越大的值。另外，在步骤S12中算出的低压电池24的满充电容量SOCmax越小，则电子控制装置30将系数β2算出为越大的值。在算出这些各系数后，电子控制装置30的处理移向步骤S16。
在步骤S16中，电子控制装置30基于存储于存储部的电压控制映射(参照图2)及在步骤S15中算出的系数α1、系数α2、系数β1、系数β2来算出DC/DC转换器23中的输出电压Vout的变化量ΔVout。
具体而言，电子控制装置30对电压控制映射中的变化量ΔVout相对于容量差ΔSOC的变化比例(图2中的直线的斜率)分别乘以系数α1及系数α2。此外，如上所述，系数α1及系数α2都是1以下的正的值。因此，在步骤S16中新算出的变化量ΔVout相对于容量差ΔSOC的变化比例比存储于存储部的电压控制映射中的变化比例小(直线的斜率变缓)。另外，电子控制装置30对电压控制映射中的第1规定值A(第2规定值A)乘以系数β1及系数β2来算出新的第1规定值B(第2规定值B)。此外，如上所述，系数β1及系数β2都是1以上的值。因此，在步骤S16中新算出的第1规定值B比电压控制映射中的第1规定值A大。这样新算出容量差ΔSOC与变化量ΔVout的映射(关系式)。然后，电子控制装置30通过对算出的映射(关系式)代入在步骤S14中算出的容量差ΔSOC来算出输出电压Vout的变化量ΔVout。之后，电子控制装置30的处理移向步骤S17。
在步骤S17中，电子控制装置30通过对在上次的控制循环中算出的目标电压Vn-1加上在步骤S16中算出的变化量ΔVout来算出DC/DC转换器23中的输出电压Vout的新的目标电压Vn。此外，在混合动力***被驱动后的初次的控制循环中，上次的目标电压Vn-1被当作预先确定的初始值(例如低压电池24的开路电压)。然后，电子控制装置30将与算出的目标电压Vn相应的操作信号MSdc向DC/DC转换器23输出。当输出操作信号MSdc后，电子控制装置30的充放电控制处理的1循环结束，在预定的控制周期后再次执行步骤S11。
对第1实施方式的作用及效果进行说明。首先，为了比较，对不进行充放电控制处理的步骤S15等的处理而将DC/DC转换器23的输出电压Vout的变化量ΔVout如图2的实线所示的电压控制映射那样算出的例子进行说明。
在混合动力***中，假设低压电池24的充电容量SOC比目标容量SOCtg小且其不足量比第1规定值A大。即，在图2所示的图表中，假设容量差ΔSOC比“-A”小。在该情况下，变化量ΔVout被算出为正的值。因此，直到低压电池24的充电容量SOC与目标容量SOCtg之差成为第1规定值A以下为止，DC/DC转换器23的输出电压Vout(目标电压Vn)持续上升。在低压电池24的充电容量SOC与目标容量SOCtg之差成为了第1规定值A以下后，DC/DC转换器23的输出电压Vout的上升停止而被保持为一定的值，不下降。因此，在低压电池24的充电容量SOC达到了目标容量SOCtg时，DC/DC转换器23的输出电压Vout处于相应地大的状态。
在低压电池24的充电容量SOC达到目标容量SOCtg后，当低压电池24的充电容量SOC比目标容量SOCtg大且其过多量变得比第2规定值A大时，DC/DC转换器23的输出电压Vout开始下降。并且，当DC/DC转换器23的输出电压Vout变得低于低压电池24的开路电压时，低压电池24开始放电，低压电池24的充电容量SOC开始下降。这样，即使低压电池24的充电容量SOC达到目标容量SOCtg，直到DC/DC转换器23的输出电压Vout达到低压电池24的开路电压为止，相对于低压电池24的充电也继续，低压电池24的充电容量SOC会超过目标容量SOCtg。
在此，在对辅机25的输入电流Iacc大的情况下，在来自低压电池24的放电开始时，电流急剧地向各辅机25流动，有时会随之而在低压电池24的放电电压、DC/DC转换器23的输出电压Vout产生振荡。低压电池24的充电容量SOC越大则该电压的振荡越增强。因而，在对辅机25的输入电流Iacc大这一条件和低压电池24的放电开始时的充电容量SOC大这一条件重叠时，电压的振荡无法忽视。
关于这一点，在上述第1实施方式中，在对辅机25的输入电流Iacc大的情况下，如图2的单点划线所示，变化量ΔVout相对于容量差ΔSOC的变化比例变小，因此每单位时间的DC/DC转换器23的输出电压Vout的变化量ΔVout变小。因此，能够与上面说明的例子相比，抑制从低压电池24的充电容量SOC小的状态到该充电容量SOC达到目标容量SOCtg为止的DC/DC转换器23的输出电压Vout的上升量。其结果，能够抑制如下情况：尽管低压电池24的充电容量SOC达到了目标容量SOCtg，相对于低压电池24的充电却继续，从而低压电池24的放电开始时的充电容量SOC过度变大。也就是说，在第1实施方式中，在对辅机25的输入电流Iacc大这一容易产生电压的振荡的状况下，通过使得难以产生同样容易产生电压的振荡的低压电池24的充电容量SOC比目标容量SOCtg大这一条件，能够使电压的振荡的程度停留于最小限度。
另一方面，在低压电池24产生了历时性的劣化等而该低压电池24的满充电容量SOCmax小的情况下，即使向低压电池24供给的电力量相同，相对于低压电池24的满充电容量SOCmax的充电容量SOC也容易成为大的值。因而，若如上述那样即使在低压电池24的充电容量SOC超过目标容量SOCtg后也继续充电，则低压电池24的充电容量SOC容易成为过大的值，相应地，电压的振荡的程度也容易变大。
在上述第1实施方式中，在低压电池24的满充电容量SOCmax小的情况下，如图2的单点划线所示，变化量ΔVout相对于容量差ΔSOC的变化比例变小，因此每单位时间的DC/DC转换器23的输出电压Vout的变化量ΔVout变小。因此，能够抑制从低压电池24的充电容量SOC小的状态到该充电容量SOC达到目标容量SOCtg为止的DC/DC转换器23的输出电压Vout的上升量。其结果，能够抑制如下情况：尽管低压电池24的充电容量SOC达到了目标容量SOCtg，相对于低压电池24的充电却继续，从而低压电池24的放电开始时的充电容量SOC过度变大。也就是说，在第1实施方式中，在低压电池24的满充电容量SOCmax小这一容易产生电压的振荡的状况下，通过使得难以产生同样容易产生电压的振荡的低压电池24的充电容量SOC比目标容量SOCtg大这一条件，能够使电压的振荡的程度停留于最小限度。
而且，在上述第1实施方式中，在向辅机25的输入电流Iacc大的情况或低压电池24的满充电容量SOCmax小的情况，即电压的振荡的程度可能变大的情况下，如图2所示，使第1规定值A成为更大的第1规定值B。因此，DC/DC转换器23的输出电压Vout的变化量ΔVout，在低压电池24的充电容量SOC达到目标容量SOCtg之前的较早的阶段成为零，DC/DC转换器23的输出电压Vout成为恒定。因而，能够将低压电池24的充电容量SOC达到目标容量SOCtg时的DC/DC转换器23的输出电压Vout抑制为更小的电压。
此外，以上，以从低压电池24的充电容量SOC比目标容量SOCtg小的状态对低压电池24充电的情况为例进行了说明。关于从低压电池24的充电容量SOC比目标容量SOCtg大的状态使低压电池24放电的情况，也能够得到同样的效果。
第2实施方式
就应用于搭载混合动力***的车辆的第2实施方式来说明本发明。此外，第2实施方式中的混合动力***的概略结构与第1实施方式是同样的(参照图1)，因此关于重复的部分简化或省略说明。
第2实施方式的混合动力***中的电子控制装置30构成为，与上述的第1实施方式同样，算出相对于目标容量SOCtg的过多不足量作为容量差ΔSOC，控制DC/DC转换器23的输出电压Vout。另外，电子控制装置30基于从低压电池24的传感器部24a输入的状态信息SLb来算出向低压电池24的电池输入电流Ibat。而且，电子控制装置30构成为，基于上述的容量差ΔSOC来设定对低压电池24的电池输入电流Ibat的目标输入电流Itg。
在电子控制装置30的存储部保存有在控制DC/DC转换器23的输出电压Vout时利用的电压控制映射(关系式)。如图4所示，在该电压控制映射中，设定有容量差ΔSOC与对低压电池24的目标输入电流Itg的关系。具体而言，如图4的实线所示，在容量差ΔSOC为“-C”以上且“+C”以下的范围内，目标输入电流Itg为零。另外，在容量差ΔSOC比“-C”小的情况下，换言之，在充电容量SOC的不足量比作为第1规定值的“C”大的情况下，目标输入电流Itg为正的值。并且，上述不足量越大(在图4中越靠左侧)，则目标输入电流Itg越大。另一方面，在容量差ΔSOC比“+C”大的情况下，换言之，在充电容量SOC的过多量比作为第2规定值的“C”大的情况下，目标输入电流Itg为负的值。并且，上述过多量越大(在图4中越靠右侧)，则目标输入电流Itg越小。此外，在目标输入电流Itg(电池输入电流)为负的值的情况下，意味着从低压电池24输出电流。另外，作为第1规定值及第2规定值的“C”预先确定，例如小于1％。
接着，对第2实施方式的混合动力***中的电子控制装置30所执行的充放电控制处理进行说明。此外，该充放电控制处理在发动机的点火开关被接通操作而混合动力***被驱动后，直到混合动力***的驱动结束为止，每预定的控制周期反复执行。
如图5所示，当充放电控制处理开始后，电子控制装置30执行步骤S21的处理。在步骤S21中，电子控制装置30基于低压电池24的状态信息SLb来算出向低压电池24的电池输入电流Ibat。之后，电子控制装置30的处理移向步骤S22。
在步骤S22中，电子控制装置30基于低压电池24的状态信息SLb来算出该低压电池24的充电容量SOC。具体而言，电子控制装置30基于低压电池24的温度和从制造出该低压电池24起的充电电流及放电电流的累计值来算出满充电容量SOCmax。并且，基于低压电池24的充电电流的累计值及放电电流的累计值来算出相对于满充电容量SOCmax的充电容量SOC。之后，电子控制装置30的处理移向步骤S23。
在步骤S23中，电子控制装置30通过从在步骤S22中算出的充电容量SOC减去目标容量SOCtg来算出容量差ΔSOC。因此，在该实施方式中，将充电容量SOC相对于目标容量SOCtg的不足量作为负的容量差ΔSOC来算出，将充电容量SOC相对于目标容量SOCtg的过多量作为正的容量差ΔSOC来算出。在算出容量差ΔSOC后，电子控制装置30的处理移向步骤S24。
在步骤S24中，电子控制装置30通过对存储于存储部的电压控制映射(参照图4)代入在步骤S23中算出的容量差ΔSOC来算出目标输入电流Itg。因此，在容量差ΔSOC比“-C”小的情况下，目标输入电流Itg被算出为正的值，在容量差ΔSOC为“-C”以上且“C”以下的情况下，目标输入电流Itg被算出为零。另外，在容量差ΔSOC比“C”大的情况下，目标输入电流Itg被算出为负的值。在算出目标输入电流Itg后，电子控制装置30的处理移向步骤S25。
在步骤S25中，电子控制装置30基于在步骤S21中算出的电池输入电流Ibat及在步骤S24中算出的目标输入电流Itg来算出DC/DC转换器23的输出电压Vout的变化量ΔVout。具体而言，电子控制装置30从目标输入电流Itg减去电池输入电流Ibat。然后，电子控制装置30通过对该减法运算值乘以预先确定的系数K来算出输出电压Vout的变化量ΔVout。此外，系数K基于低压电池24的内部电阻等而确定，预先通过进行试验等而算出。在算出变化量ΔVout后，电子控制装置30的处理移向步骤S26。
在步骤S26中，电子控制装置30通过对在上次的控制循环中算出的目标电压Vn-1加上在步骤S25中算出的变化量ΔVout来算出DC/DC转换器23中的输出电压Vout的新的目标电压Vn。此外，在混合动力***被驱动后的初次的控制循环中，上次的目标电压Vn-1被当作预先确定的初始值(例如低压电池24的开路电压)。然后，电子控制装置30将与算出的目标电压Vn相应的操作信号MSdc向DC/DC转换器23输出。当输出操作信号MSdc后，电子控制装置30的充放电控制处理的1循环结束，在预定的控制周期后再次执行步骤S21。
对第2实施方式的作用及效果进行说明。一般，混合动力***中的低压电池24的满充电容量SOCmax为相应地大的容量，以使得即使不接受来自DC/DC转换器23的电力供给也能够在一定的期间内驱动各种辅机25。因此，即使在低压电池24的充电容量SOC比目标容量SOCtg小的情况下对低压电池24进行充电，在充电容量SOC达到目标容量SOCtg之前也需要几分钟～几十分钟的时间。因而，若假设以充电容量SOC比目标容量SOCtg小为条件而使DC/DC转换器23的输出电压Vout上升，则在充电容量SOC达到了目标容量SOCtg时，输出电压Vout可能会过度变大。并且，若充电容量SOC达到了目标容量SOCtg时的DC/DC转换器23的输出电压Vout过大，则在低压电池24开始了放电时，容易在低压电池24的放电电压、DC/DC转换器23的输出电压Vout产生无法忽视的振荡。
相对于此，在上述第2实施方式中，根据低压电池24的充电容量SOC与目标容量SOCtg之差来算出向低压电池24的目标输入电流Itg。例如，低压电池24的充电容量SOC越比目标容量SOCtg小，则向低压电池24的目标输入电流Itg被算出得越大，因此向低压电池24的充电速度越快。这样，能够确保与低压电池24的充电容量SOC与目标容量SOCtg之差相应的合适的充放电。
另一方面，DC/DC转换器23的输出电压Vout的变化量ΔVout根据向低压电池24的电池输入电流Ibat与目标输入电流Itg之差而算出。并且，若DC/DC转换器23的输出电压Vout变化，则向低压电池24的电池输入电流Ibat几乎立即追随。因而，能够抑制因电池输入电流Ibat与目标输入电流Itg长期不一致而导致DC/DC转换器23的输出电压Vout持续上升或持续下降。其结果，能够抑制在低压电池24的充电容量SOC达到了目标容量SOCtg时DC/DC转换器23的输出电压Vout过度变大或变小。
另外，如图4所示，在容量差ΔSOC为“-C”以上且“C”以下的范围内，向低压电池24的电池输入电流Ibat被控制成零(目标输入电流Itg为零)。也就是说，在容量差ΔSOC为“-C”以上且“C”以下的范围内，DC/DC转换器23的输出电压Vout成为相对于低压电池24既不进行充电也不进行放电的电压，即，既不过度变大也不过度变小的电压。因而，例如，即使之后辅机25的负荷变大等而从低压电池24向辅机25开始放电，也能够防止在该放电开始时低压电池24的充电容量SOC过大而电压的振荡的程度变大。
各实施方式能够如以下这样变更而实施。各实施方式及以下的变更例能够在技术上不矛盾的范围内互相组合而实施。在上述各实施方式中，对混合动力***的整体总括地进行控制的电子控制装置30执行了一系列的充放电控制处理，但例如控制发动机10的控制装置和执行充放电控制处理的控制装置也可以是别的处理电路(计算机)。
作为上述各实施方式的充放电控制处理的对象的低压电池24的输出电压不管。另外，低压电池24的输出电压也可以不比高压电池22的输出电压低，两者的输出电压也可以相同。
作为上述各实施方式的充放电控制处理的对象的低压电池24的种类不限于上述实施方式的例子。例如，作为低压电池24，也可以采用锂离子电池、镍氢电池、NAS电池、全固态电池等。即，低压电池24只要是能够反复充电的二次电池即可。
也可以取代低压电池24的充放电控制或除此之外将各实施方式的充放电控制处理进一步应用于高压电池22的充放电控制。此外，在对高压电池22应用充放电控制处理的情况下，电动发电机20相当于对高压电池22的电力供给设备。而且，在DC/DC转换器23是能够将低压电池24的电压升压并输出的双向转换器的情况下，该DC/DC转换器23也相当于对高压电池22的电力供给设备。
各实施方式的充放电控制处理不限于应用于混合动力***的电池的充放电控制的情况。例如，也可以省略电动发电机20及高压电池22，设置通过发动机10的驱动力而发电的交流发电机，对从该交流发电机经由变换器21向DC/DC转换器23供给电力的驱动***应用各实施方式的充放电控制处理。在该变更例的情况下，交流发电机不辅助发动机10的驱动，仅发动机10作为车辆的驱动源来发挥功能。
在上述各实施方式中，在DC/DC转换器23内置有传感器部23a，但不限于此。例如，也可以在DC/DC转换器23与低压电池24的配线上连接有传感器部23a。这一点关于高压电池22、低压电池24、辅机25的各传感器部也是同样的。
在第1实施方式中，DC/DC转换器23的输出电压Vout的变化量ΔVout根据辅机25的输入电流Iacc及低压电池24的满充电容量SOCmax而变动。变化量ΔVout也可以仅根据满充电容量SOCmax而变动。
在第1实施方式中，电压控制映射中的第1规定值A(图2中的“-A”)及第2规定值A(图2中的“+A”)根据辅机25的输入电流Iacc及低压电池24的满充电容量SOCmax而变动。这些值也可以是固定值。
在第1实施方式的电压控制映射(参照图2)中，在容量差ΔSOC比“-A”小的情况下，只要变化量ΔVout是正的值即可，例如变化量ΔVout也可以是正的固定值。同样，在容量差ΔSOC比“+A”大的情况下，变化量ΔVout也可以是负的固定值。
在第1实施方式的电压控制映射(图2中的实线)中，第1规定值及第2规定值都是“A”。第1规定值及第2规定值也可以是不同的值。
在第1实施方式的电压控制映射中，也可以使第1规定值及第2规定值的最小值都为零。在该情况下，如图6的实线所示，容量差ΔSOC与变化量ΔVout的关系处于通过容量差ΔSOC为零且变化量ΔVout为零的原点且容量差ΔSOC越大则变化量ΔVout越小这一关系。
关于上述变更例，例如，在想要使低压电池24的充电容量SOC达到目标容量SOCtg时的DC/DC转换器23的输出电压Vout停留于合适的范围内的情况下，第1规定值、第2规定值优选是大的值。另一方面，当第1规定值、第2规定值是大的值时，DC/DC转换器23的输出电压Vout不根据容量差ΔSOC而变化的状况变多，因此到低压电池24的充电容量SOC达到目标容量SOCtg为止的时间可能会变长。关于这一点，在第1实施方式中，由于能够合适地抑制DC/DC转换器23的输出电压Vout的振荡的程度，所以DC/DC转换器23的输出电压Vout处于合适的范围的盖然性高。因此，以第1实施方式的充放电控制处理为前提，采用使第1规定值及第2规定值的最小值为零的结构，这对于抑制过度的振荡并将低压电池24的充电容量SOC迅速地向目标容量SOCtg控制来说是适宜的。
而且，也可以将第1规定值及第2规定值固定于零。在该情况下，如图6的单点划线所示，仅电压控制映射中的变化量ΔVout相对于容量差ΔSOC的变化比例(直线的斜率)根据辅机25的输入电流Iacc及低压电池24的满充电容量SOCmax而变化。
在第1实施方式中，使用系数α1、系数α2、系数β1、系数β2算出了DC/DC转换器23的输出电压Vout的变化量ΔVout，但不限于此。例如，也可以针对各不同的满充电容量SOCmax及输入电流Iacc准备充放电控制映射，从该多个充放电控制映射中，基于满充电容量SOCmax及输入电流Iacc最接近的映射来算出变化量ΔVout。
第1实施方式中的充放电控制处理的各步骤的顺序是例示，能够适当变更。只要在步骤S16中算出了在算出变化量ΔVout时需要的参数即可，步骤S11～步骤S15的处理的顺序不管，也可以是一部分步骤并行处理。这一点，关于第2实施方式中的充放电控制处理也是同样的，只要在步骤S25中算出了在算出变化量ΔVout时需要的参数即可。
在第2实施方式的电压控制映射中，容量差ΔSOC与目标输入电流Itg也可以是线性的关系。即，第1规定值及第2规定值也可以是零。而且，第1规定值及第2规定值也可以根据例如低压电池24的满充电容量SOCmax、向辅机25的输入电流Iacc而可变。

Claims (7)

1.一种充放电控制装置，应用于具备向电动设备(25)供给电力的电池(24)和向所述电池(24)及所述电动设备(25)供给电力的电力供给设备(23)的车辆，其中，构成为控制所述电池(24)的充放电量的所述充放电控制装置具备电子控制装置(30)，该电子控制装置(30)构成为：
算出所述电池(24)的满充电容量(SOCmax)；
算出所述电池(24)中的充电容量(SOC)相对于所述充电容量(SOC)的目标容量(SOCtg)的过多不足量作为容量差(ΔSOC)；
基于所述容量差(ΔSOC)，在所述充电容量(SOC)的不足量比第1规定值大的情况下使所述电力供给设备(23)的输出电压增加，在所述充电容量(SOC)的过多量比第2规定值大的情况下使所述电力供给设备(23)的输出电压减少；并且
在所述满充电容量(SOCmax)小的情况下，与所述满充电容量(SOCmax)大的情况相比，将每单位时间的所述电力供给设备(23)的输出电压的变化量(ΔVout)以变小的方式算出。
2.根据权利要求1所述的所述充放电控制装置，其中，
所述电子控制装置(30)构成为，在所述充电容量(SOC)的不足量为所述第1规定值以下的情况及所述充电容量(SOC)的过多量为所述第2规定值以下的情况下，使每单位时间的所述电力供给设备(23)的输出电压的变化量(ΔVout)成为零，
所述电子控制装置(30)构成为，在所述满充电容量(SOCmax)小的情况下，与所述满充电容量(SOCmax)大的情况相比，将所述第1规定值及所述第2规定值中的至少一方以变大的方式算出。
3.根据权利要求1或2所述的所述充放电控制装置，其中，
所述电子控制装置(30)构成为，在对所述电动设备(25)的输入电流大的情况下，与对所述电动设备(25)的输入电流小的情况相比，将每单位时间的所述电力供给设备(23)的输出电压的变化量以变小的方式算出。
4.根据权利要求3所述的所述充放电控制装置，其中，
所述电子控制装置(30)构成为，在所述充电容量(SOC)的不足量为所述第1规定值以下的情况及所述充电容量(SOC)的过多量为所述第2规定值以下的情况下，使每单位时间的所述电力供给设备(23)的输出电压的变化量(ΔVout)成为零，
所述电子控制装置(30)构成为，在对所述电动设备(25)的输入电流大的情况下，与对所述电动设备(25)的输入电流小的情况相比，增大所述第1规定值及所述第2规定值中的至少一方。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的所述充放电控制装置，其中，
所述第1规定值及所述第2规定值的最小值为零。
6.一种充放电控制装置，应用于具备向电动设备(25)供给电力的电池(24)和向所述电池(24)及所述电动设备(25)供给电力的电力供给设备(23)的车辆，其中，构成为控制所述电池(24)的充放电量的所述充放电控制装置具备电子控制装置(30)，该电子控制装置(30)构成为：
算出所述电池(24)中的充电容量(SOC)相对于所述充电容量(SOC)的目标容量(SOCtg)的过多不足量作为容量差(ΔSOC)；
基于所述容量差(ΔSOC)来设定对所述电池(24)的输入电流的目标输入电流；
基于所述电池(24)的输入电流及所述目标输入电流，控制所述电力供给设备(23)的输出电压；
在所述充电容量(SOC)的不足量比第1规定值大的情况下将所述目标输入电流设定为正的值；
在所述充电容量(SOC)的过多量比第2规定值大的情况下将所述目标输入电流设定为负的值；并且
在所述电池(24)的输入电流与所述目标输入电流之差小的情况下，与所述电池(24)的输入电流与所述目标输入电流之差大的情况相比，将每单位时间的所述电力供给设备(23)的输出电压的变化量(ΔVout)以变小的方式算出。
7.根据权利要求6所述的所述充放电控制装置，其中，
所述第1规定值及所述第2规定值的最小值是零。
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