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車輛的控制裝置及控制方法.pdf

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車輛 控制 裝置 方法
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摘要
申請專利號:

CN201080039386.7

申請日:

2010.12.06

公開號:

CN102575596B

公開日:

2015.01.28

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):F02D 29/02申請日:20101206|||公開
IPC分類號: F02D29/02; F02D29/06; H02P9/04 主分類號: F02D29/02
申請人: 日產自動車株式會社
發明人: 高橋一馬; 巖崎隆之
地址: 日本神奈川縣
優先權: 2010.01.22 JP 2010-011786
專利代理機構: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112 代理人: 何立波;張天舒
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201080039386.7

授權公告號:

102575596B||||||

法律狀態公告日:

2015.01.28|||2012.09.19|||2012.07.11

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

一種車輛的控制裝置,其使交流發電機(12)的發電電壓可變,以使搭載于車輛上的蓄電池(20)的充電狀態SOC成為控制目標,其具有:怠速停止許可SOC設定部(S3),其設定可以許可怠速停止的蓄電池充電狀態SOC;以及蓄電池SOC調整部(S6、S8),其在規定的駕駛條件成立的情況下,在超過怠速停止許可SOC的范圍內,降低蓄電池充電狀態SOC的控制目標而進行重新設定。

權利要求書

1.一種車輛的控制裝置,其使交流發電機(12)的發電電壓可
變,以使搭載于車輛上的蓄電池(20)的充電狀態SOC成為控制目
標,
其特征在于,具有:
怠速停止許可SOC設定部(S3),其設定可以許可怠速停止的
蓄電池充電狀態SOC;以及
蓄電池SOC調整部(S6、S8),其在規定的駕駛條件成立的情
況下,在超過所述怠速停止許可SOC的范圍內,降低蓄電池充電狀
態SOC的控制目標而進行重新設定。
2.根據權利要求1所述的車輛的控制裝置,其特征在于,
所述蓄電池SOC調整部(S6、S8),在減速燃料切斷中,通過
交流發電機(12)的發電而使蓄電池(20)充電,在減速燃料切斷中
途蓄電池(20)充電至接近充電滿的情況下,在超過所述怠速停止許
可SOC的范圍內,降低蓄電池充電狀態SOC的控制目標而進行重新
設定。
3.根據權利要求1或2所述的車輛的控制裝置,其特征在于,
具有蓄電池惡化推定部(S2),其推定蓄電池的惡化程度,
如果所述蓄電池(20)的惡化程度繼續發展,則所述怠速停止
許可SOC設定部(S3)提高怠速停止許可SOC而進行重新設定。
4.根據權利要求3所述的車輛的控制裝置,其特征在于,
如果蓄電池充電狀態SOC的控制目標低于重新設定的怠速停止
許可SOC,則所述蓄電池SOC調整部(S6、S8)提高蓄電池充電狀
態SOC的控制目標而進行重新設定,以超過重新設定的怠速停止許
可SOC。
5.一種車輛的控制裝置,其使交流發電機(12)的發電電壓可
變,以使搭載于車輛上的蓄電池(20)的充電狀態SOC成為控制目
標,
其特征在于,具有:
怠速停止許可SOC設定單元(S3),其設定可以許可怠速停止
的蓄電池充電狀態SOC;以及
蓄電池SOC調整單元(S6、S8),其在規定的駕駛條件成立的
情況下,在超過所述怠速停止許可SOC的范圍內,降低蓄電池充電
狀態SOC的控制目標而進行重新設定。
6.一種車輛的控制方法,其使交流發電機(12)的發電電壓可
變,以使搭載于車輛上的蓄電池(20)的充電狀態SOC成為控制目
標,
其特征在于,具有:
怠速停止許可SOC設定工序(S3),在該工序中設定可以許可
怠速停止的蓄電池充電狀態SOC;以及
蓄電池SOC調整工序(S6、S8),在該工序中,在規定的駕駛
條件成立的情況下,在超過所述怠速停止許可SOC的范圍內,降低
蓄電池充電狀態SOC的控制目標而進行重新設定。

說明書

車輛的控制裝置及控制方法

技術領域

本發明涉及一種車輛的控制裝置及控制方法,特別涉及一種對
可以進行怠速停止的車輛用蓄電池的SOC(State?Of?Charge:充電狀
態)進行控制的裝置及方法。

背景技術

近年來,逐漸在車輛上搭載對應于車輛的行駛狀態而使交流發
電機(發電機)的發電電壓(充電電壓)升降的系統。這種可以調節
發電電壓的控制系統,通過在減速燃料切斷中提高發電電壓而積極地
對蓄電池充電,在車輛加速時等,降低發電電壓而減輕發動機負載,
從而可以改善燃料消耗。

并且在JP2001-268708A的系統中,對應于蓄電池惡化程度而改
變定速行駛時的目標SOC、和怠速停止許可判定用SOC。

發明內容

作為定速行駛時的目標SOC,如果較小則在減速燃料切斷中可
以更多地充電,充電效率好。

但是,如果為了獲得好的充電效率而降低目標SOC,則存在因
為目標SOC低于可以許可怠速停止的SOC,所以不能許可怠速停止
的擔憂。

本發明就是著眼于這種當前的問題點,其目的在于提供一種車
輛的控制裝置及控制方法,其可以避免將怠速停止禁止為不可使用。

發明的效果

根據本發明的一個方式,一種車輛的控制裝置,其使交流發電
機的發電電壓可變,以使搭載于車輛上的蓄電池的充電狀態SOC成
為控制目標,其具有:怠速停止許可SOC設定部,其設定可以許可
怠速停止的蓄電池的充電狀態SOC;以及蓄電池SOC調整部,其在
規定的駕駛條件成立的情況下,在超過所述怠速停止許可SOC的范
圍內,降低蓄電池充電狀態SOC的控制目標而進行重新設定。

關于本發明的實施方式、本發明的優點,基于添加的附圖在下
面進行詳細地說明。

附圖說明

圖1是表示可以應用本發明的車輛控制裝置的系統的一個例子
的說明圖。

圖2是示意地表示充電狀態SOC相同的新蓄電池和惡化蓄電池
的狀態的說明圖。

圖3是表示控制器的控制邏輯的一個例子的流程圖。

圖4是表示發電電壓可變控制開始處理的控制邏輯的一個例子
的流程圖。

圖5是表示發電再生模式的控制邏輯的一個例子的流程圖。

圖6是說明在蓄電池未惡化的狀態下執行控制邏輯時的動作的
時序圖。

圖7是說明在蓄電池惡化的狀態下執行控制邏輯時的動作的時
序圖。

具體實施方式

圖1是表示可以應用本發明的車輛控制裝置的系統的一個例子
的說明圖。

系統1包括發動機10、起動機11、發電機12、蓄電池20、輔
助設備30、以及控制器50。

起動機11對發動機10進行起動。

發電機12經由傳動帶13與發動機10連接。發電機12利用發
動機輸出進行發電。

蓄電池20利用發電機12進行充電。另外,根據需要,蓄電池
20向起動機11、發電機12、輔助設備30供給電力。在蓄電池20的
負極安裝電流傳感器21。該電流傳感器21檢測蓄電池的充電電流及
放電電流。由電流傳感器21檢測出的信號向控制器50發送。另外,
控制器50具有檢測蓄電池20的端子電壓(即蓄電池電壓)的功能。

作為輔助設備30,舉一個例子,為車輛導航系統。因為如果向
車輛導航系統供給的電壓低,則存在畫面消失的可能,所以需要總是
確保一定以上的電壓。

控制器50從電流傳感器21等接收信號。并且,控制器50向起
動機11、發電機12、輔助設備30等發送控制信號。控制器50由具
有中央運算裝置(CPU)、只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器
(RAM)及輸入輸出接口(I/O接口)的微型計算機構成。控制器
50也可以由多個微型計算機構成。

(本發明的基本概念)

如上述所述,近年來,逐漸在車輛上搭載對應于車輛的行駛狀
態而提高或降低交流發電機(發電機)的發電電壓(充電電壓)的系
統。這種使發電電壓可變的控制系統,通過在減速燃料切斷中提高發
電電壓而積極地向蓄電池充電,在車輛加速時等時,降低發電電壓而
減輕發動機負載,從而可以改善燃料消耗。

蓄電池隨著接近充滿電而充電電流難以流入,在充滿電時充電
電流不流入。因此,優選控制蓄電池的充電狀態,以使得不會成為充
滿電狀態,另一方面,不會成為空充電狀態。

作為表示蓄電池的充電狀態的指標,廣泛使用蓄電池充電狀態
SOC。該充電狀態SOC由下列公式(1)定義。

[公式1]

SOC = Cr Cf · · · ( 1 ) ]]>

其中

SOC:蓄電池充電狀態

Cr:蓄電池剩余容量[Ah]

Cf:蓄電池充滿電容量[Ah]

如果將其示意地圖示,則如圖2所示。

蓄電池充電狀態SOC如上述所述進行定義,但難以對其進行實
際的檢測。

因此,簡單地以蓄電池充電電流的大小,對充電狀態SOC的大
小進行推定。即,如果充電狀態SOC大,則為接近充滿電的狀態,
充電電流難以流入而變小。因此,可以推定蓄電池的充電電流越小,
則充電狀態SOC越大。另一方面,如果充電狀態SOC變小,則充電
電流容易流入而變大。因此,可以推定蓄電池的充電電流越大,則充
電狀態SOC越小。

這樣對充電狀態SOC進行推定,但即使充電狀態SOC相同,根
據蓄電池的惡化程度不同,蓄電池剩余容量也會發生變化。因為蓄電
池充滿電容量Cf取決于蓄電池的惡化程度。如圖2(A)所示,如果
蓄電池是新的,則蓄電池充滿電容量Cf大。另一方面,如圖2(B)
所示,蓄電池越惡化,則蓄電池充滿電容量Cf越小。此外,圖2(A)
及圖2(B)是示意地表示充電狀態SOC相同的新的蓄電池和惡化的
蓄電池之間的狀態的說明圖。如圖2(A)及圖2(B)中所示,即使
充電狀態SOC相同,蓄電池越惡化,蓄電池剩余容量也越小。如果
在蓄電池剩余容量小的狀態下使起動機起動,則電壓大幅度降低,存
在車輛導航畫面暫時消失的擔憂。

因此,隨著蓄電池惡化,為了確保正常的重新起動性,需要提
高可以許可怠速停止的蓄電池充電狀態SOC。

另一方面,在使交流發電機的發電電壓可變的控制系統中,蓄
電池充電狀態SOC的控制目標預先設定為,在減速燃料切斷中提高
發電電壓而使蓄電池可以充電至接近充滿電。但是如果在減速燃料切
斷中途,蓄電池達到充滿電狀態,則無法獲得高的充電效率。因此,
為了可以對蓄電池更多地充電,需要降低蓄電池的充電狀態SOC的
控制目標。

這樣,如果為了獲得高的充電效率而降低控制目標SOC,進而,
如果因為蓄電池惡化的繼續發展而提高怠速停止許可SOC,則有可
能因為控制目標SOC低于怠速停止許可SOC而成為無法怠速停止的
狀態。

因此在本發明中,適當地設定SOC控制目標。在下面說明具體
的內容。

圖3是表示控制器的控制邏輯的一個例子的流程圖。

控制器1每隔微小的時間(例如10微秒)循環重復執行下面的
處理。

在步驟S1中,控制器判定起動機開關標識是否被設置。如果起
動機開關標識被設置,則控制器跳轉至步驟S2進行處理。如果起動
機開關標識未被設置,則控制器跳轉至步驟S4進行處理。

在步驟S2中,控制器基于發動機起動時的電壓下降而推定蓄電
池的惡化程度。蓄電池的惡化程度可以基于起動發動機時的蓄電池電
壓的最大下降量進行推定。即,如果蓄電池是新的,則發動機起動時
的電壓的最大下降量小,但蓄電池的惡化程度越惡化,發動機起動時
的電壓的最大下降量越大。因此,發動機起動時的電壓的最大下降量、
和蓄電池的惡化程度之間的關系可以預先通過實驗而求得,從而圖表
化。并且,如果在該圖表中使用發動機起動時的電壓的最大下降量,
則可以推定蓄電池的惡化程度。

在步驟S3中,控制器對應于蓄電池惡化程度而設定怠速停止許
可SOC。

在步驟S4中,控制器判定是否處于發電電壓可變控制中。如果
未處于發電電壓可變控制中,則控制器跳轉至步驟S5進行處理。如
果處于發電電壓可變控制中,則控制器跳轉至步驟S7進行處理。

在步驟S5中,控制器判定發電電壓可變控制的許可條件是否成
立。在發動機起動后,由于因發動機起動時的起動機驅動而使蓄電池
充電狀態SOC變小,所以使交流發電機的發電電壓最大,但如果蓄
電池的充電狀態SOC達到接近充滿電的狀態,則許可發電電壓可變
控制。如果發電電壓可變控制的許可條件不成立,則控制器暫時退出
處理。如果發電電壓可變控制的許可條件成立,則控制器跳轉至步驟
S6進行處理。

在步驟S6中,控制器執行發電電壓可變控制開始處理。具體的
內容如后述所述。

在步驟S7中,控制器判定是否為減速燃料切斷中。如果不是減
速燃料切斷中,則控制器暫時退出處理。如果是減速燃料切斷中,則
控制器跳轉至步驟S8進行處理。

在步驟S8中,控制器對發電再生模式進行處理。具體的內容如
后述所述。

圖4是表示發電電壓可變控制開始處理的控制邏輯的一個例子
的流程圖。

在步驟S61中,控制器開始發電電壓可變控制。即,使交流發
電機12的發電電壓可變,以使蓄電池20的充電狀態SOC達到規定
的控制目標。具體地說,如果充電狀態SOC超過SOC控制目標,則
使交流發電機12的發電電壓變小,如果充電狀態SOC低于SOC控
制目標,則使交流發電機12的發電電壓變大。

在步驟S62中,控制器判定發電電壓可變控制的SOC控制目標
是否超過怠速停止許可SOC。如果發電電壓可變控制的SOC控制目
標超過怠速停止許可SOC,則控制器暫時退出處理。如果未超過,
則控制器跳轉至步驟S63進行處理。在這里的SOC控制目標,使用
上次駕駛的最終值,如果是初次駕駛,則使用預先設定的目標值,該
目標值對于改善燃料消耗來說為最佳值。另外,SOC控制目標以基
點SOC為中心,設置上限SOC和下限SOC(參照圖6、圖7)。

在步驟S63中,控制器將發電電壓可變控制的SOC控制目標提
高規定的量,以使其超過怠速停止許可SOC。

圖5是表示發電再生模式的控制邏輯的一個例子的流程圖。

在步驟S81中,控制器判定是否交流發電機12的發電電壓為最
大,在減速燃料切斷的中途蓄電池已被充電至接近充滿電,即判定當
前的充放電電流值是否低于基準值。在低于之前,控制器均暫時退出
處理。如果低于,則控制器跳轉至步驟S82進行處理。

在步驟S82中,控制器判定是否即使降低發電電壓可變控制的
SOC控制目標,也超過怠速停止許可SOC。如果超過,則控制器跳
轉至步驟S83進行處理。如果未超過,則控制器暫時退出處理。此
外,SOC控制目標的降低量被預先設定為一定值。

在步驟S83中,控制器降低發電電壓可變控制的SOC控制目標。

圖6是說明在蓄電池未惡化的狀態下執行控制邏輯時的動作的
時序圖。

此外,為了容易理解與上述的流程圖之間的對應,而在流程圖
的步驟編號前附加S而同時進行記載。

執行上述的控制邏輯而進行如下的動作。

在起動機開關未被設置(圖6(B))、也未開始發電電壓可變
控制的狀態下(圖6(C)),控制器重復步驟S1→S4→S5而進行
處理。

如果在時刻t11起動機開關被設置(圖6(B);在步驟S1中為
是),則控制器基于在發動機起動中的蓄電池的電壓最小值(電壓最
大下降量),求出蓄電池的惡化程度(步驟S2)。發動機起動中的
電壓值在時刻t12為最小,可以求出蓄電池的惡化程度。并且對應于
蓄電池的惡化程度,設定怠速停止許可SOC(圖6(D);步驟S3)。
此外,在圖6中,因為蓄電池的惡化程度沒有發生變化,所以一直維
持之前的怠速停止許可SOC。

如果在時刻t13起動機開關被復位(圖6(B);在步驟S1為否),
則控制器重復步驟S1→S4→S5而進行處理。

如果在時刻t14發電電壓可變控制的許可條件成立(圖6(C);
在步驟5中為是),則開始進行發電電壓可變控制(步驟S6→S61),
使交流發電機(發電機)的發電電壓(充電電壓)升降,以使得蓄電
池20的充電狀態SOC達到控制目標(圖6(E))。并且在下個循
環以后,控制器重復步驟S1→S4→S7而進行處理。

如果在時刻t15成為減速燃料切斷的狀態(圖6(A);在步驟
S7中為是),則控制器進行步驟S1→S4→S7→S8→S81的處理。使
交流發電機的發電電壓最大(圖6(E))。

如果在時刻t16蓄電池接近充滿電,當前的充放電電流值低于基
準值(圖6(F);在步驟S81中為是),即使降低發電電壓可變控
制的SOC控制目標,也超過怠速停止許可SOC(在步驟S82中為是),
則降低發電電壓可變控制的SOC控制目標(圖6(D);步驟S83)。

圖7是說明在蓄電池惡化的狀態下,執行控制邏輯時的動作時
序圖。

在起動機開關未被設置(圖7(B))、也未開始發電電壓可變
控制的狀態下(圖7(C)),控制器重復步驟S1→S4→S5而進行
處理。

如果在時刻t21起動機開關被設置(圖7(B);在步驟S?1中為
是),則控制器基于發動機起動時的電壓最小值,求出蓄電池的惡化
程度(步驟S2)。發動機起動時的電壓值在時刻t22為最小,可以
求出蓄電池的惡化程度。并且對應于蓄電池的惡化程度而重新設定怠
速停止許可SOC(圖7(D);步驟S3)。

如果在時刻t23起動機開關被復位(圖7(B);在步驟S1中為
否),則控制器重復步驟S1→S4→S5而進行處理。

如果在時刻t24發電電壓可變控制的許可條件成立(圖7(C);
在步驟S5中為是),則開始發電電壓可變控制(步驟S6→S61)。
如圖7(D)所示,發電電壓可變控制的SOC控制目標的一部分,低
于怠速停止許可SOC(在步驟S62中為否)。因此提高發電電壓可
變控制的SOC控制目標(圖7(D);步驟S63)。并且在下個循環
之后,控制器重復步驟S1→S4→S7而進行處理。

如果在時刻t25成為減速燃料切斷狀態(圖7(A);在步驟S7
中為是),則控制器進行步驟S1→S4→S7→S8→S81的處理。

因為在時刻t26蓄電池接近充滿電,當前的充放電電流值低于基
準值(圖7(F);在步驟S81中為是),但如果降低發電電壓可變
控制的SOC控制目標,則不會超過怠速停止許可SOC(在步驟S82
中為否),所以不變更當前的發電電壓可變控制的SOC控制目標(圖
7(D))。

根據本實施方式,設定蓄電池充電狀態SOC的控制目標以使其
超過怠速停止許可SOC。因此,可以避免將怠速停止禁止為不可使
用。

另外,如果即使降低蓄電池充電狀態SOC的控制目標也超過怠
速停止許可SOC,則降低蓄電池充電狀態SOC的控制目標而進行重
新設定。因此,可以獲得高充電效率。

以上對本發明的實施方式進行了說明,但上述實施方式僅表示
本發明的適用例的一部分,并不是將本發明的技術范圍限定為上述實
施方式的具體結構。

例如,在上述中,例示了將SOC控制目標的降低量預先設定為
一定值的情況,但也可以對應于充電狀態SOC等進行變化。

另外,在上述中,作為驅動源僅例示使用發動機的車輛進行說
明,但也可以是同時使用發動機和電動機的所謂的混合動力車輛。

而且,作為發電機不僅限于交流發電機,也可以是具有交流發
電機功能及起動機功能的SSG(Side?mount?Starter?Generator)。

另外,在上述中,對SOC控制目標設定了上限值SOC和下限值
SOC,如果SOC控制目標的一部分低于怠速停止許可SOC,則提高
SOC控制目標,但也可以將SOC控制目標的下限值SOC設定為怠速
停止許可SOC。

本申請基于于2010年1月22日向日本國特許廳提出的特愿
2010-11786而主張其優先權,該申請的全部內容通過參照而編入本
說明書。

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