Устройство управления системой подачи мощности и способ управления системой подачи мощности
Группа изобретений относится к области транспортного машиностроения. Устройство управления системой подачи мощности содержит систему подачи мощности, имеющую электрогенератор, средства накопления электричества, два тракта, средство переключения и электрическую нагрузку транспортного средства. Два тракта соединены между первым и вторым средством накопления электричества. Средство переключения включает в себя первый и второй переключатели, которые переключаются между проводящим и непроводящим состоянием одного из трактов. Электрическая нагрузка транспортного средства соединяется со стороной первого средства накопления электричества. Способ управления системой подачи мощности содержит этапы, на которых: определяют вероятность требования большего напряжения по сравнению с нормальным; когда имеется вероятность требования большего напряжения по сравнению с нормальным, увеличивают оставшуюся величину заряда во втором средстве накопления электричества заранее. Достигается исключение задержек в подаче электрической мощности. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 12 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к управлению системой подачи мощности транспортного средства, включающего в себя две аккумуляторные батареи.
Уровень техники
[0002] Известна система подачи мощности транспортного средства, которая включает в себя литий-ионный аккумулятор и свинцовый аккумулятор в качестве двух аккумуляторных батарей. JP 5494498 В описывает, в качестве управления такой системой подачи мощности, регулируемое управление напряжения, при котором переменно управляется напряжение (заданное напряжение) электрической мощности, выводимой из электрогенератора. Кроме того, согласно описанию этого документа, когда электрические нагрузки (например, передние фары и стеклоочистители), которые требуют высокого напряжения, приведены в действие, управление регулируемым напряжением запрещается посредством фиксации заданного напряжения между верхним пределом напряжения и нижним пределом напряжения для управления регулируемым напряжением, либо управление для уменьшения верхнего предела заданного напряжения и увеличения нижнего предела заданного напряжения выполняется при управлении регулируемым напряжением.
Сущность изобретения
[0003] Управление, описанное в вышеприведенном документе, начинается, когда стеклоочистители и т.п. приведены в действие. Следовательно, например, если существует проводимость между электрогенератором и литий-ионным аккумулятором, когда требуемое напряжение увеличено, вырабатываемая электрическая мощность поглощается посредством литий-ионного аккумулятора, даже если напряжение выработки мощности электрогенератора увеличивается в ответ на увеличение требуемого напряжения. Это вызывает задержку в увеличении напряжения, подаваемого в электрические нагрузки.
[0004] Настоящее изобретение осуществлено с учетом вышеприведенной проблемы и нацелено на предоставление устройства управления и способа управления, которые позволяют подавать электрическую мощность без задержки в ответ на увеличение напряжения, требуемого посредством электрических нагрузок.
[0005] Согласно аспекту этого изобретения, предоставляется устройство управления системой подачи мощности для управления системой подачи мощности, которая включает в себя электрогенератор, первое средство накопления электричества, допускающее заряд и разряд электрической мощности, вырабатываемой посредством электрогенератора, второе средство накопления электричества, допускающее заряд и разряд вырабатываемой электрической мощности, два тракта, соединенные между первым средством накопления электричества и вторым средством накопления электричества, средство переключения, включающее в себя первый переключатель, выполненный с возможностью переключаться между проводящим состоянием и непроводящим состоянием одного из трактов, и второй переключатель, выполненный с возможностью переключаться между проводящим состоянием и непроводящим состоянием другого из трактов, и электрическую нагрузку транспортного средства, соединенную со стороной первого средства накопления электричества средства переключения. Когда устройство управления системой подачи мощности определяет то, что приведение в действие электрической нагрузки имеет вероятность требования большего напряжения по сравнению с нормальным, оно увеличивает оставшуюся величину заряда во втором средстве накопления электричества заранее.
Краткое описание чертежей
[0006] Фиг. 1 является принципиальной схемой системы двигателя, на которой основаны варианты осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 2 показывает конфигурацию системы подачи мощности согласно первому варианту осуществления.
Фиг. 3 показывает пример таблицы, которая используется для того, чтобы задавать нижний предел SOC литий-ионного аккумулятора.
Фиг. 4 показывает пример таблицы, которая используется для того, чтобы задавать нижний предел напряжения выработки мощности электрогенератора.
Фиг. 5 показывает другой пример таблицы, которая используется для того, чтобы задавать нижний предел SOC литий-ионного аккумулятора.
Фиг. 6 показывает другой пример таблицы, которая используется для того, чтобы задавать нижний предел напряжения выработки мощности электрогенератора.
Фиг. 7 является временной диаграммой, связанной с выполнением управления согласно первому варианту осуществления.
Фиг. 8 является временной диаграммой, иллюстрирующей функциональные преимущества управления согласно первому варианту осуществления.
Фиг. 9 показывает конфигурацию системы подачи мощности согласно другому примеру первого варианта осуществления.
Фиг. 10 показывает конфигурацию системы подачи мощности согласно второму варианту осуществления.
Фиг. 11 является временной диаграммой, связанной с выполнением управления согласно второму варианту осуществления.
Фиг. 12 показывает конфигурацию системы подачи мощности согласно другому примеру второго варианта осуществления.
Подробное описание вариантов осуществления
[0007] Далее описываются варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.
[0008] Первый вариант осуществления
Фиг. 1 является принципиальной схемой системы двигателя, имеющего функцию глушения двигателя на холостом ходу (Idling Stop). Настоящее изобретение основано на этой системе.
[0009] Как показано на фиг. 1, в двигателе 1, электрогенератор 2 и компрессор 4 кондиционера предоставляются, соответственно, на одной стороне и другой стороне, каждый из которых через не проиллюстрированный кронштейн и т.п. Ремень 8 наматывается через шкив 5 коленчатого вала, смонтированный на дальнем конце коленчатого вала двигателя 1, шкив 6 электрогенератора, смонтированный на дальнем конце вращательного вала электрогенератора 2, и шкив 7 компрессора, смонтированный на дальнем конце вращательного вала компрессора 4 кондиционера. Таким образом, шкив 5 коленчатого вала, шкив 6 электрогенератора и шкив 7 компрессора механически соединены между собой.
[0010] Хотя три шкива, т.е. шкив 5 коленчатого вала, шкив 6 электрогенератора и шкив 7 компрессора механически соединены между собой с использованием одного ремня 8 на фиг. 1, каждый из шкива 6 электрогенератора и шкива 7 компрессора может быть механически соединен со шкивом 5 коленчатого вала с использованием отдельного ремня 8. Ремень(ни) может заменяться цепью(ями).
[0011] Двигатель 1 включает в себя стартер 9, расположенный около соединения с автоматической трансмиссией 11. Аналогично обычному стартеру для запуска, стартер 9 включает в себя ведущую шестерню, которая перемещается вперед и назад. Когда стартер 9 приводится в действие, ведущая шестерня зацепляется с шестерней, предоставленной на внешней периферии ведущего диска, смонтированного на ближней концевой части коленчатого вала, за счет этого выполняя проворачивание. Ниже описывается подача электрической мощности в стартер 9.
[0012] Автоматическая трансмиссия 11 включает в себя электрический масляный насос 10 для обеспечения управляющего гидравлического давления в ходе глушения двигателя на холостом ходу. Электрический масляный насос 10 приводится в действие в ответ на инструкцию из контроллера 20 автоматической трансмиссии и повышает скорость отклика при запуске после глушения двигателя на холостом ходу.
[0013] Электрогенератор 2 вырабатывает электрическую мощность при приведении в действие посредством движущей силы двигателя 1. При выработке электрической мощности, напряжение выработки мощности может переменно управляться через связь по локальной соединительной сети (LIN) или проводную связь. Электрогенератор 2 также может рекуперировать кинетическую энергию транспортного средства в качестве электрической мощности в ходе замедления транспортного средства. Управление такой выработкой и рекуперацией мощности выполняется посредством модуля 19 управления двигателем (ЕСМ).
[0014] ЕСМ 19 считывает сигналы определения из различных типов датчиков, включающих в себя датчик 12 угла поворота коленчатого вала, датчик заряда аккумулятора и датчик атмосферного давления, а также сигналы из различных типов переключателей, включающих в себя тормозной переключатель, чтобы управлять объемом впрыска топлива, распределением зажигания, глушением двигателя на холостом ходу и т.п. Кроме того, ЕСМ 19 выполняет оптимальное управление для транспортного средства через многостороннюю связь с ABS/VDC-модулем 21, усилителем 22 кондиционера, механизмом 25 электроусилителя руля, контроллером 26 транспортного средства, контроллером 23 распределения мощности, приборным блоком 24 и модулем 27 усовершенствованной системы помощи водителю (ADAS) через контроллерную сеть (CAN).
[0015] Следует отметить, что ЕСМ 19 состоит из микрокомпьютера, содержащего центральный процессор (CPU), постоянное запоминающее устройство (ROM), оперативное запоминающее устройство (RAM) и интерфейс ввода-вывода. ЕСМ 19 может состоять из множества микрокомпьютеров.
[0016] Система, показанная на фиг. 1, включает в себя две аккумуляторные батареи: свинцовую аккумуляторную батарею, служащую в качестве первого средства накопления электричества, и аккумуляторную батарею с неводным электролитом, служащую в качестве второго средства накопления электричества. В дальнейшем в этом документе, свинцовая аккумуляторная батарея называется свинцово-кислотным аккумулятором 15, и аккумуляторная батарея с неводным электролитом называется литий-ионной аккумуляторной батареей 16. Предполагается, что напряжение при разомкнутой схеме свинцово-кислотного аккумулятора 15 в полностью заряженном состоянии составляет 12,7 В, и напряжение при разомкнутой схеме литий-ионной аккумуляторной батареи 16 в полностью заряженном состоянии составляет 13,1 В.
[0017] Как описано ниже, свинцово-кислотный аккумулятор 15 и литий-ионная аккумуляторная батарея 16 соединяются параллельно между собой через два тракта С1 и С2. MOSFET 50 и реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора, которые выступают в качестве средства переключения, соединяются с трактами С1 и С2, соответственно.
[0018] Свинцово-кислотный аккумулятор 15 подает электрическую мощность во все электрические нагрузки 30. В частности, в настоящей системе, реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора помещено в отключенное состояние (непроводящее состояние), чтобы не допускать влияния мгновенного падения напряжения (далее также называется мгновенным снижением), вызываемого посредством приведения в действие стартера 9 в фазе для начала автоматического повторного запуска двигателя после глушения двигателя на холостом ходу. Следовательно, напряжение для приведения в действие всех электрических нагрузок 30 гарантируется.
[0019] Как свинцово-кислотный аккумулятор 15, так и литий-ионная аккумуляторная батарея 16 заряжаются с использованием электрической мощности, вырабатываемой посредством электрогенератора 2 (включающей в себя рекуперированную электрическую мощность; то же относится к нижеприведенному описанию).
[0020] Следует отметить, что регулирование напряжения выполняется через управление током возбуждения посредством электрогенератора 2 при подаче электрической мощности из свинцово-кислотного аккумулятора 15 и литий-ионной аккумуляторной батареи 16 во все электрические нагрузки 30 и при заряде свинцового аккумулятора 15 или литий-ионной аккумуляторной батареи 16 с использованием электрической мощности, вырабатываемой посредством электрогенератора 2.
[0021] В вышеприведенной системе выполняется обычное управление глушением двигателя на холостом ходу. В частности, двигатель 1 автоматически останавливается, когда определенные условия удовлетворяются, например, когда педаль акселератора полностью закрыта, когда педаль тормоза находится в нажатом состоянии, и когда скорость транспортного средства равна или меньше предварительно определенной скорости транспортного средства. С другой стороны, двигатель 1 автоматически повторно запускается, когда, например, величина нажатия педали тормоза равна или меньше предварительно определенной величины.
[0022] Фиг. 2 иллюстрирует первую конфигурацию системы подачи мощности, которая подает электрическую мощность в стартер 9 и электрические нагрузки 30 (далее также называется системой подачи мощности типа 1).
[0023] Как показано на фиг. 2, в системе 100 подачи мощности согласно настоящему варианту осуществления, свинцово-кислотный аккумулятор 15 и литий-ионная аккумуляторная батарея 16 соединяются между собой параллельно через два тракта С1 и С2. Реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора соединяется с одним из трактов, в частности, с трактом С2. Реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора служит в качестве первого переключателя, который переключается между проводящим состоянием и непроводящим состоянием тракта С2. MOSFET 50 соединяется с другим трактом, в частности, с трактом C1. MOSFET 50 служит в качестве второго переключателя, который переключается между проводящим состоянием и непроводящим состоянием тракта С1. Эти реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора и MOSFET 50 составляют средство переключения.
[0024] Таким образом, реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора расположено в тракте С2 из литий-ионной аккумуляторной батареи 16 в свинцово-кислотный аккумулятор 15. С другой стороны, MOSFET 50 расположен в тракте С1 из литий-ионной аккумуляторной батареи 16 в свинцово-кислотный аккумулятор 15.
[0025] MOSFET 50 соединяется таким образом, что прямое направление его паразитного диода совпадает с направлением из литий-ионной аккумуляторной батареи 16 к свинцово-кислотному аккумулятору 15. Таким образом, не допускается протекание тока из свинцово-кислотного аккумулятора 15 в литий-ионную аккумуляторную батарею 16 через тракт С1 независимо от того, находится MOSFET 50 во включенном состоянии или в отключенном состоянии. Так называемое нормально замкнутое реле, которое находится во включенном состоянии (проводящем состоянии), когда ток не протекает через его катушку, используется в качестве реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора. Следует отметить, что мгновенная максимальная допустимая токовая нагрузка MOSFET 50, например, составляет 180 А, и мгновенная максимальная допустимая токовая нагрузка реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора, например, составляет 1200 А.
[0026] Добавочное реле 52 литий-ионной аккумуляторной батареи последовательно соединяется с литий-ионной аккумуляторной батареей 16. Добавочное реле 52 литий-ионной аккумуляторной батареи состоит из так называемого нормально разомкнутого реле, которое находится в отключенном состоянии (непроводящем состоянии), когда ток не протекает через его катушку. Следует отметить, что мгновенная максимальная допустимая токовая нагрузка добавочного реле 52 литий-ионной аккумуляторной батареи, например, составляет 800 А.
[0027] В настоящем варианте осуществления, литий-ионная аккумуляторная батарея 16, добавочное реле 52 литий-ионной аккумуляторной батареи, MOSFET 50 и контроллер 60 аккумулятора сконфигурированы как единое целое в качестве литиевого аккумуляторного источника Р питания. Контроллер 60 аккумулятора запрограммирован с возможностью принимать, из ЕСМ 19, сигнал, связанный с инструкцией разряда или инструкцией заряда в стартер 9 и все электрические нагрузки 30 согласно рабочему состоянию двигателя 1 и осуществлять управление для включения/отключения добавочного реле 52 литий-ионной аккумуляторной батареи и MOSFET 50 на основе принимаемого сигнала.
[0028] В системе 100 подачи мощности типа 1, все электрические нагрузки 30 соединяются со стороной свинцово-кислотного аккумулятора 15 реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора. Стартер 9 и электрогенератор 2 соединяются со стороной литий-ионной аккумуляторной батареи 16 реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора.
[0029] Ниже приводится описание следующих двух типов управления, которые выполняются в вышеприведенной системе подачи мощности: управление для включения/отключения реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора, добавочного реле 52 литий-ионной аккумуляторной батареи и MOSFET 50 в соответствии с состоянием запуска двигателя; и управление нижним предельным напряжением электрогенератора 2 во время выработки мощности и оставшейся величиной заряда (SOC) в литий-ионной аккумуляторной батарее 16.
[0030] Фиг. 7 является временной диаграммой, показывающей управление для включения/отключения реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора, добавочного реле 52 литий-ионной аккумуляторной батареи и MOSFET 50, напряжения выработки мощности электрогенератора 2, частоты приведения в действие стеклоочистителей и SOC литий-ионной аккумуляторной батареи 16. В частности, фиг. 7 показывает временные изменения включенного/выключенного состояний реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора, добавочного реле 52 литий-ионной аккумуляторной батареи и MOSFET 50, нижнего предельного напряжения электрогенератора 2 во время выработки мощности, частоты приведения в действие стеклоочистителей и SOC литий-ионной аккумуляторной батареи 16, относительно включенного/выключенного состояния ключа зажигания (не показан) и абсолютной величины частоты вращения двигателя. В данном документе, частота приведения в действие стеклоочистителей выражается с использованием частоты (1/Ts), которая вычисляется на основе цикла Ts приведения в действие стеклоочистителей.
[0031] Кроме того, в дальнейшем в этом документе, включенные состояния реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора, добавочного реле 52 литий-ионной аккумуляторной батареи и MOSFET 50 означают то, что они находятся в проводящих состояниях, тогда как отключенные состояния реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора, добавочного реле 52 литий-ионной аккумуляторной батареи и MOSFET 50 означают то, что они находятся в непроводящих состояниях.
[0032] Во-первых, приводится описание управления для включения/отключения реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора, добавочного реле 52 литий-ионной аккумуляторной батареи и MOSFET 50.
[0033] Как показано на фиг. 7, например, в течение периода от времени t0 до времени t1, в который двигатель 1 запускается в первый раз в ответ на операцию запуска (например, операцию ключа зажигания и операцию кнопки запуска), выполняемую водителем, нормально замкнутое реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора находится во включенном состоянии, MOSFET 50 находится в отключенном состоянии, и нормально разомкнутое добавочное реле 52 литий-ионной аккумуляторной батареи находится в отключенном состоянии.
[0034] Соответственно, электрическая мощность подается только из свинцово-кислотного аккумулятора 15 в стартер 9 через тракт С2. Во время первого запуска, контроллер 60 аккумулятора может помещать добавочное реле 52 литий-ионной аккумуляторной батареи во включенное состояние таким образом, чтобы подавать электрическую мощность из двух аккумуляторов, а именно, из свинцово-кислотного аккумулятора 15 и литий-ионной аккумуляторной батареи 16 в стартер 9.
[0035] В течение периода приведения в действие от времени t1 до времени t2, который следует после завершения запуска первого двигателя, контроллер 60 аккумулятора переключает добавочное реле 52 литий-ионной аккумуляторной батареи во включенное состояние.
[0036] Соответственно, электрическая мощность, вырабатываемая посредством электрогенератора 2, может использоваться для того, чтобы заряжать не только свинцово-кислотный аккумулятор 15, но также и литий-ионную аккумуляторную батарею 16 через тракт С2.
[0037] Одно из свойств литий-ионной аккумуляторной батареи 16 заключается в том, что она легко заряжается с использованием электрической мощности, вырабатываемой посредством электрогенератора 2, по сравнению со свинцово-кислотным аккумулятором 15. Кроме того, одно из свойств свинцово-кислотного аккумулятора 15 заключается в том, что свинцово-кислотный аккумулятор 15 в полностью заряженном состоянии практически не заряжается, когда зарядное напряжение превышает 13 В. Следовательно, электрическая мощность, вырабатываемая посредством электрогенератора 2, главным образом используется для того, чтобы заряжать литий-ионную аккумуляторную батарею 16.
[0038] Во время t2, в которое начинается фаза рекуперации при замедлении, которая предшествует переходу к глушению двигателя на холостом ходу, контроллер 60 аккумулятора переключает MOSFET 50 во включенное состояние. Затем ЕСМ 19 переключает реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора в отключенное состояние после того, как предварительно определенный период Δt истек со времени t2.
[0039] Таким образом, переключение реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора в отключенное состояние после того, как предварительно определенный период истек с момента, когда MOSFET 50 переключается во включенное состояние, реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора может выключаться в состоянии, в котором разность потенциалов между его противоположными контактными выводами уменьшена. Это позволяет не допускать возникновения электрической дуги, когда электрический ток блокируется.
[0040] Вышеуказанный предварительно определенный период Δt может задаваться соответствующим образом в качестве периода, который позволяет исключать разность потенциалов между противоположными контактными выводами реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора в определенной степени.
[0041] В ходе глушения двигателя на холостом ходу от времени t3 до времени t4, которое следует после завершения фазы рекуперации при замедлении, реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора поддерживается в отключенном состоянии, и контроллер 60 аккумулятора поддерживает MOSFET 50 и добавочное реле 52 литий-ионной аккумуляторной батареи во включенных состояниях.
[0042] Следовательно, в ходе глушения двигателя на холостом ходу от времени t3 до времени t4, тракт С1 обеспечивает электрический ток между литий-ионной аккумуляторной батареей 16 и всеми электрическими нагрузками 30, несмотря на отключенное состояние реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора. Соответственно, электрическая мощность может подаваться во все электрические нагрузки 30 либо из свинцово-кислотного аккумулятора 1, либо из литий-ионной аккумуляторной батареи 16.
[0043] Когда напряжение выработки мощности является чрезмерно высоким вследствие, например, неуправляемого состояния электрогенератора 2, предпочтительно, если добавочное реле 52 литий-ионной аккумуляторной батареи помещается в отключенное состояние посредством контроллера 60 аккумулятора. Таким образом, не допускается приложение перегрузки по напряжению к литий-ионной аккумуляторной батарее 16.
[0044] Кроме того, вследствие свойств литий-ионной аккумуляторной батареи 16 и свинцово-кислотного аккумулятора 15, электрическая мощность подается во все электрические нагрузки 30 главным образом из литий-ионной аккумуляторной батареи 16. Кроме того, поскольку одно из свойств литий-ионной аккумуляторной батареи 16 заключается в том, что она легко заряжается с использованием вырабатываемой электрической мощности, как указано выше, напряжение литий-ионной аккумуляторной батареи 16 поддерживается равным или выше напряжения свинцово-кислотного аккумулятора 15, за исключением периода в течение нижеописанной фазы начала автоматического повторного запуска для приведения в действие стартера 9 с использованием электрической мощности из литий-ионной аккумуляторной батареи 16.
[0045] Одно из свойств литий-ионной аккумуляторной батареи 16 заключается в том, что она имеет высокую плотность энергии и высокую эффективность использования энергии заряда и разряда по сравнению со свинцово-кислотным аккумулятором 15. Кроме того, один из признаков литий-ионной аккумуляторной батареи 16 заключается в том, что она предположительно должна иметь длительный срок службы, поскольку растворение и осаждение электродных материалов не возникает вместе с зарядом и разрядом. С другой стороны, свинцово-кислотный аккумулятор 15, хотя и недорогой по сравнению с литий-ионной аккумуляторной батареей 16 для идентичной емкости, подвергается ухудшению характеристик электродов вместе с разрядом и ввиду этого хуже литий-ионной аккумуляторной батареи 16 с точки зрения износостойкости от повторяющегося заряда и разряда.
[0046] С учетом этого, в настоящем варианте осуществления, контроллер 60 аккумулятора переключает MOSFET 50 в отключенное состояние в фазе начала повторного запуска (от времени t4 до времени t5), которая непосредственно предшествует завершению глушения двигателя на холостом ходу.
[0047] Поскольку оба из реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора и MOSFET 50 после этого находятся в отключенном состоянии, электрический ток между стороной стартера 9 (литий-ионной аккумуляторной батареей 16) и стороной всех электрических нагрузок 30 (свинцово-кислотным аккумулятором 15) полностью блокируется. Это не допускает мгновенного понижения напряжения всех электрических нагрузок 30, вызываемого посредством высокого тока, протекающего через электромотор стартера 9. Между тем, поскольку добавочное реле 52 литий-ионной аккумуляторной батареи поддерживается во включенном состоянии, электрический ток между литий-ионной аккумуляторной батареей 16 и стартером 9 обеспечивается, и стартер 9 может запускаться посредством разряда литий-ионной аккумуляторной батареи 16.
[0048] Предварительно определенный резистор и обходное реле, которые соединяются параллельно между собой, могут размещаться между литий-ионной аккумуляторной батареей 16 и стартером 9. В этой конфигурации, выброс тока может значительно уменьшаться во время запуска стартера 9 посредством переключения обходного реле из непроводящего состояния в проводящее состояние после того, как приблизительно 100-150 мс истекло с момента, когда стартер 9 приведен в действие посредством электрической мощности, подаваемой из литий-ионной аккумуляторной батареи 16. Как результат, могут обеспечиваться рабочие характеристики запуска. В этом случае, когда предварительно определенный период истек с момента полного сгорания двигателя, выполняется управление для возврата в состояние нормального движения.
[0049] Далее, после завершения фазы начала повторного запуска, начинается начальная фаза повторного запуска (от времени t5 до времени t6). Во время t5, в которое начинается начальная фаза повторного запуска, контроллер 60 аккумулятора переключает MOSFET 50 во включенное состояние. Между тем, ЕСМ 19 переключает реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора во включенное состояние после предварительно определенного периода (Δt' на чертеже), когда MOSFET 50 переключается во включенное состояние.
[0050] Таким образом, MOSFET 50 переключается во включенное состояние сначала, и затем реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора переключается во включенное состояние после задержки в предварительно определенный период Δt. Как результат, когда начальная фаза повторного запуска начинается (время t5), MOSFET 50 с более высокой скоростью отклика по сравнению с реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора переводит тракт С1 в проводящее состояние без задержки, за счет этого обеспечивая возможность как свинцово-кислотному аккумулятору 15, так и литий-ионной аккумуляторной батарее 16 разряжать ток во все электрические нагрузки 30. Кроме того, MOSFET 50 во включенном состоянии уменьшает разность потенциалов между противоположными контактными выводами реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора. Таким образом, посредством переключения реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора во включенное состояние в этом состоянии, не допускается возникновение пускового тока.
[0051] В то время, когда двигатель работает (от времени t6 до времени t7) после завершения начальной фазы повторного запуска, контроллер 60 аккумулятора переключает MOSFET 50 в отключенное состояние.
[0052] После этого, во время t7 фаза остановки двигателя для размещения ключа зажигания в отключенном состоянии начинается. Период от времени t7 до времени t8 представляет собой фазу начала остановки двигателя, которая длится до тех пор, пока двигатель не остановлен. Как ясно из чертежа, в настоящем варианте осуществления, нормально разомкнутое добавочное реле 52 литий-ионной аккумуляторной батареи переключается в отключенное состояние во время t8, в которое частота вращения двигателя достигает нуля. Между тем, нормально замкнутое реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора остается во включенном состоянии. Следовательно, при следующем первоначальном запуске двигателя (время t0), первоначальный запуск может выполняться со свинцово-кислотным аккумулятором 15 и стартером 9 в проводящих состояниях.
[0053] Далее приводится описание функциональных преимуществ вышеприведенного управления для включения/отключения реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора, добавочного реле 52 литий-ионной аккумуляторной батареи и MOSFET 50.
[0054] В системе 100 подачи мощности, если электрическая мощность свинцово-кислотного аккумулятора 15 должна использоваться при начале автоматического повторного запуска двигателя 1 (во время t4), свинцово-кислотный аккумулятор 15, который имеет более низкую износостойкость от повторяющегося заряда и разряда по сравнению с литий-ионной аккумуляторной батареей 16, как указано выше, подвергается постепенному ухудшению характеристик каждый раз, когда выполняется глушение двигателя на холостом ходу. Как результат, цикл замены свинцово-кислотного аккумулятора 15 сокращается.
[0055] Напротив, в настоящем варианте осуществления, в фазе для начала автоматического повторного запуска двигателя 1, реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора и MOSFET 50 находятся в отключенных состояниях, т.е. тракт для подачи электрической мощности из свинцово-кислотного аккумулятора 15 в стартер 9 блокируется. Таким образом, только электрическая мощность литий-ионной аккумуляторной батареи 16 используется при автоматическом повторном запуске. Это может увеличивать цикл замены свинцово-кислотного аккумулятора 15.
[0056] На фиг. 2, как MOSFET 50, так и реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора используется для того, чтобы переключаться между состоянием, в котором электрический ток разрешается между свинцово-кислотным аккумулятором 15 и стартером 9, и состоянием, в котором электрический ток блокируется между свинцово-кислотным аккумулятором 15 и стартером 9. Тем не менее, только один из MOSFET 50 и реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора или другой переключатель может использоваться для того, чтобы разрешать или блокировать электрический ток между свинцово-кислотным аккумулятором 15 и стартером 9.
[0057] Следует отметить, что если только MOSFET 50 используется для того, чтобы разрешать или блокировать электрический ток между свинцово-кислотным аккумулятором 15 и стартером 9, MOSFET 50 часто включается/отключается. Это приводит к отрицательным эффектам, приписываемым теплообразованию. Если только реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора используется для того, чтобы разрешать или блокировать электрический ток между свинцово-кислотным аккумулятором 15 и стартером 9, вследствие плохой скорости отклика релейного переключателя, длительное время требуется перед автоматическим повторным запуском в случае, если управление для размещения реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора в отключенном состоянии выполняется после того, как условия для автоматического повторного запуска удовлетворяются. С другой стороны, в случае если реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора помещено в отключенное состояние в ходе глушения двигателя на холостом ходу, электрическая мощность не может подаваться из литий-ионной аккумуляторной батареи 16 в ходе глушения двигателя на холостом ходу, поскольку MOSFET 50 также находится в отключенном состоянии.
[0058] Кроме того, чтобы дополнительно повышать уровень безопасности и износостойкость продукта, предпочтительно конфигурировать избыточную схему, которая включает в себя как MOSFET 50, так и реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора вместо использования только одного из MOSFET 50 и реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора, чтобы разрешать или блокировать электрический ток между свинцово-кислотным аккумулятором 15 и стартером 9.
[0059] В настоящем варианте осуществления, реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора помещено в отключенное состояние, и MOSFET 50 помещен во включенное состояние в ходе глушения двигателя на холостом ходу (от времени t3 до времени t4), и MOSFET 50 с превосходной скоростью отклика переключается из включенного состояния в выключенное состояние при начале автоматического повторного запуска (время t4). Таким образом, тракт для подачи электрической мощности из свинцово-кислотного аккумулятора 15 в стартер 9 надежно блокируется, и автоматический повторный запуск может быстро выполняться без вызывания падения напряжения всех электрических нагрузок 30.
[0060] В частности, в настоящем варианте осуществления, напряжение литий-ионной аккумуляторной батареи 16 равно или выше напряжения свинцово-кислотного аккумулятора 15, за исключением периода в течение фазы начала повторного запуска (от времени t4 до времени t5). Другими словами, только в течение фазы начала повторного запуска (от времени t4 до времени t5) имеется вероятность того, что напряжение свинцово-кислотного аккумулятора 15 превышает напряжение литий-ионной аккумуляторной батареи 16, инициируя электрический ток из стороны свинцово-кислотного аккумулятора 15 в сторону литий-ионной аккумуляторной батареи 16. Следовательно, электрический ток из стороны свинцово-кислотного аккумулятора 15 в сторону литий-ионной аккумуляторной батареи 16 может не допускаться посредством помещения реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора и MOSFET 50 в отключенные состояния в течение фазы начала повторного запуска (от времени t4 до времени t5).
[0061] Таким образом, электрический ток из стороны свинцово-кислотного аккумулятора 15 в сторону литий-ионной аккумуляторной батареи 16 может не допускаться без предоставления MOSFET, включающего в себя паразитный диод, прямое направление которого противостоит прямому направлению паразитного диода MOSFET 50. Соответственно, может уменьшаться число MOSFET, которые должны использоваться, за счет этого реализуя снижение затрат.
[0062] В системе 100 подачи мощности согласно настоящему варианту осуществления, участок, в котором свинцово-кислотный аккумулятор 15 и все электрические нагрузки 30 соединяются, сконфигурирован способом, аналогичным обычной электрической схеме для транспортного средства, включающего в себя только один аккумулятор.
[0063] Кроме того, в настоящем варианте осуществления, только литий-ионная аккумуляторная батарея 16 используется при автоматическом повторном запуске, как указано выше. Свинцово-кислотный аккумулятор 15 не используется при автоматическом повторном запуске. Таким образом, в случае если система 100 подачи мощности согласно настоящему варианту осуществления устанавливается в транспортном средстве с функцией глушения двигателя на холостом ходу, емкость свинцово-кислотного аккумулятора 15 не должна увеличиваться по сравнению с емкостью в транспортном средстве без функции глушения двигателя на холостом ходу и может быть идентичной с емкостью в транспортном средстве без функции глушения двигателя на холостом ходу. Соответственно, может уменьшаться стоимость установки системы глушения двигателя на холостом ходу в транспортном средстве.
[0064] Согласно настоящему варианту осуществления, даже если электрическая мощность не может подаваться из литий-ионной аккумуляторной батареи 16 в стартер 9 вследствие, например, разъединения отрицательного контактного вывода литий-ионной аккумуляторной батареи 16, автоматический повторный запуск может выполняться по мере того, как электрическая мощность может подаваться из свинцово-кислотного аккумулятора 15 в стартер 9 посредством замыкания реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора. Таким образом, избыточность может быть реализована в системе, связанной с автоматическим повторным запуском.
[0065] Настоящий вариант осуществления приспосабливает конфигурацию, в которой литий-ионный аккумуляторный источник Р питания включает в себя литий-ионную аккумуляторную батарею 16, MOSFET 50, добавочное реле 52 литий-ионной аккумуляторной батареи и контроллер 60 аккумулятора, и реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора размещается за пределами литий-ионного аккумуляторного источника Р питания.
[0066] Тем не менее, эта конфигурация может изменяться любым способом при условии, что механизмы схем системы 100 подачи мощности не изменяются. Например, реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора может размещаться в литиевом аккумуляторном источнике Р питания при параллельном соединении с MOSFET 50. Кроме того, контроллер 60 аккумулятора может располагаться за пределами литий-ионного аккумуляторного источника Р питания.
[0067] Далее приводится описание управления нижним предельным напряжением электрогенератора 2 во время выработки мощности и SOC литий-ионной аккумуляторной батареей 16.
[0068] Как указано выше, электрическая мощность подается во все электрические нагрузки 30 из литий-ионной аккумуляторной батареи 16 и свинцово-кислотного аккумулятора 15. Чтобы поддерживать литий-ионную аккумуляторную батарею 16 и свинцово-кислотный аккумулятор 15 в состоянии, в котором может предоставляться напряжение, требуемое посредством всех электрических нагрузок 30, нижний предел задается для напряжения электрогенератора 2 во время выработки мощности (далее также называется нижним предельным напряжением). Нижнее предельное напряжение задается равным, например, 12 В в нормальном состоянии. В этом контексте, "нормальное" означает состояние, в котором электронные компоненты (например, стеклоочистители, топливный насос и вентилятор радиатора), которые требуют большего напряжения для того, чтобы гарантировать их приведение в действие, по сравнению с другими компонентами, не приведены в действие, или состояние, в котором напряжение, требуемое посредством всех электрических нагрузок 30, является относительно низким, даже если такие электронные компоненты приведены в действие. Например, движение на низкой или средней скорости, когда только что начался дождь, или во время небольшого дождя, считается нормальным состоянием. С другой стороны, например, в состоянии, в котором стеклоочистители должны приводиться в действие на высокой скорости при сильном дожде, или в состоянии, в котором стеклоочистители должны приводиться в действие на высокой скорости против давления ветра при движении на высокой скорости, требуемое напряжение выше нормального, т.е. требуется большее напряжение по сравнению с нормальным.
[0069] SOC литий-ионной аккумуляторной батареи 16 управляется таким образом, чтобы не опускаться ниже нижнего предельного SOC. Нижнее предельное SOC задается с учетом подачи питания во все электрические нагрузки 30 и эффективности восстановления рекуперированной электрической мощности в ходе замедления транспортного средства и задается равным, например, приблизительно 60% в нормальном состоянии.
[0070] В состоянии, в котором требуется большее напряжение по сравнению с нормальным, если нижнее предельное напряжение электрогенератора 2 во время выработки мощности является идентичным нижнему предельному напряжению в нормальном состоянии, трудно стабильно подавать электрическую мощность во все электрические нагрузки 30. С учетом этого, нижнее предельное напряжение должно увеличиваться. Тем не менее, если нижнее предельное напряжение увеличивается после того, как возникает потребность в большем напряжении по сравнению с нормальным, вырабатываемая электрическая мощность поглощается посредством аккумуляторных батарей, в частности, посредством литий-ионной аккумуляторной батареи 16, и ввиду этого напряжение, подаваемое во все электрические нагрузки 30, не увеличивается сразу.
[0071] С учетом этого, в настоящем варианте осуществления, контроллер 60 аккумулятора увеличивает SOC литий-ионной аккумуляторной батареи 16 заранее, когда прогнозируется потребность в большем напряжении по сравнению с нормальным. Увеличение SOC литий-ионной аккумуляторной батареи 16 заранее уменьшает электрическую мощность, поглощенную посредством литий-ионной аккумуляторной батареи 16, когда увеличивается напряжение выработки мощности электрогенератора 2. Таким образом, можно быстро справляться с увеличением напряжения, требуемого посредством всех электрических нагрузок 30.
[0072] Потребность в большем напряжении по сравнению с нормальным прогнозируется, например, на основе частоты приведения в действие стеклоочистителей. Это обусловлено тем, что состояние, в котором требуется большее напряжение по сравнению с нормальным, может определяться как приближающееся по мере того, как увеличивается частота приведения в действие стеклоочистителей.
[0073] Далее описываются подробности этого управления.
[0074] Фиг. 3 является таблицей, показывающей взаимосвязь между частотой f приведения в действие стеклоочистителей и нижним предельным SOC. При условии, что цикл приведения в действие стеклоочистителей составляет Ts (секунд), частота f приведения в действие выражается как f=1/Ts.
[0075] В таблице по фиг. 3, нижнее предельное SOC увеличивается по мере того, как увеличивается частота приведения в действие стеклоочистителей нормального состояния (f<f1). Цель увеличения нижнего предельного SOC состоит в том, чтобы увеличивать SOC литий-ионной аккумуляторной батареи 16.
[0076] Со ссылкой на фиг. 7, далее приводится описание управления нижним предельным SOC в соответствии с таблицей по фиг. 3. Между временем t1 и временем t2, частота приведения в действие стеклоочистителей постепенно увеличивается, за счет этого выполняя переход из нормального состояния в состояние, в котором требуется большее напряжение по сравнению с нормальным. По мере того, как частота приведения в действие стеклоочистителей увеличивается, нижнее предельное SOC литий-ионной аккумуляторной батареи 16 увеличивается, как указано выше. Соответственно, нижнее предельное напряжение электрогенератора 2 увеличивается, и SOC литий-ионной аккумуляторной батареи 16 увеличивается.
[0077] Таким образом, как только стеклоочистители приведены в действие, контроллер 60 аккумулятора увеличивает SOC литий-ионной аккумуляторной батареи 16 заранее в ходе нормального состояния. Как результат, после перехода в состояние, в котором требуется большее напряжение по сравнению с нормальным, можно быстро справляться с необходимостью посредством увеличения напряжения выработки мощности электрогенератора 2. Экспериментальные данные приводят к такому выводу, что даже когда внезапный всплеск и т.п. обуславливает потребность в большем напряжении по сравнению с нормальным, поддержание SOC литий-ионной аккумуляторной батареи 16 равным приблизительно 70% позволяет достигать напряжения, требуемого посредством стеклоочистителей (например, приблизительно 14 В) в течение нескольких секунд после увеличения указанного значения напряжения выработки мощности электрогенератора 2.
[0078] Кроме того, по мере того, как SOC литий-ионной аккумуляторной батареи 16 постепенно увеличивается, рекуперированная электрическая мощность может поглощаться посредством обеспеченной величины в ходе замедления, когда, например, только что начался дождь.
[0079] Кроме того, поскольку верхний предел напряжения выработки мощности электрогенератора 2 остается идентичным с нормальным состоянием, в настоящем варианте осуществления, выполнение управления согласно настоящему варианту осуществления не уменьшает величину электрической мощности, рекуперированную в ходе замедления. Фиг. 8 является временной диаграммой, показывающей сравнение между случаем, в котором выполнено управление согласно настоящему варианту осуществления (сплошные линии на чертеже), и случаем, в котором выполнено управление, описанное в вышеуказанной JP 5494498 В (пунктирные линии на чертеже). Как показано на фиг. 8, при управлении согласно JP 5494498 В, когда частота приведения в действие стеклоочистителей увеличивается, нижний предел заданного напряжения электрогенератора 2 увеличивается до Va2, и верхний предел заданного напряжения электрогенератора 2 уменьшается до Vb2. Напротив, в настоящем варианте осуществления, верхний предел заданного напряжения остается равным Vb. Следовательно, большая величина электрической мощности может быть рекуперирована в настоящем варианте осуществления.
[0080] Кроме того, при управлении согласно JP 5494498 В, рекуперация электрической мощности начинается посредством включения добавочного реле 52 литий-ионной аккумуляторной батареи в начале замедления, и это реле 52 выключается, когда завершается рекуперация. Напротив, в настоящем варианте осуществления, это реле 52 остается во включенном состоянии до тех пор, пока зажигание не выключается, как указано выше. Таким образом, в настоящем варианте осуществления, поскольку заряд и разряд может выполняться в состоянии, в котором литий-ионная аккумуляторная батарея 16 всегда соединяется с электрогенератором 2 и всеми электрическими нагрузками 30, емкость литий-ионной аккумуляторной батареи 16 может использоваться эффективно.
[0081] Фиг. 4 является таблицей, показывающей взаимосвязь между частотой f приведения в действие стеклоочистителей и нижним предельным напряжением электрогенератора 2 во время выработки мощности. На фиг. 4, нижнее предельное напряжение увеличивается по мере того, как увеличивается частота приведения в действие стеклоочистителей. Увеличение нижнего предельного напряжения приводит к увеличению SOC литий-ионной аккумуляторной батареи 16. Соответственно, могут достигаться функциональные преимущества, которые являются аналогичными вышеуказанным функциональным преимуществам. Следовательно, таблица по фиг. 4 может использоваться вместо таблицы по фиг. 3.
[0082] В этой связи, вентилятор радиатора представляет собой одну из электрических нагрузок, которая требует большего напряжения для того, чтобы гарантировать ее приведение в действие, по сравнению с другими электрическими нагрузками. Частота, с которой должен вращаться вентилятор радиатора, увеличивается по мере того, как увеличивается температура охлаждающей воды. С учетом этого, контроллер 60 аккумулятора может прогнозировать то, требуется или нет большее напряжение по сравнению с нормальным, на основе температуры охлаждающей воды.
[0083] Фиг. 5 является таблицей, показывающей взаимосвязь между температурой охлаждающей воды и нижним предельным SOC литий-ионной аккумуляторной батареи 16. На фиг. 5, нижнее предельное SOC увеличивается по мере того, как увеличивается температура охлаждающей воды. Когда управление выполняется с использованием этой таблицы, могут достигаться функциональные преимущества, которые являются аналогичными функциональным преимуществам, достигаемым посредством управления с использованием таблиц по фиг. 3 и 4.
[0084] Следует отметить, что давление Pd системы кондиционирования воздуха (давление хладагента на стороне высокого давления) или температура испарителя может использоваться вместо температуры охлаждающей воды. Это обусловлено тем, что вентилятор радиатора также должен вращаться на высокой частоте, когда система кондиционирования воздуха должна выполнять более интенсивную операцию охлаждения, и степень операции охлаждения, требуемая для системы кондиционирования воздуха, может определяться на основе давления Pd или температуры испарителя. Альтернативно, вертикальная ось по фиг. 5 может представлять нижнее предельное напряжение электрогенератора 2.
[0085] Состояние приведения в действие топливного насоса может использоваться вместо состояния приведения в действие стеклоочистителей или вентилятора радиатора. Напряжение, требуемое посредством топливного насоса, увеличивается по мере того, как увеличивается объем впрыска топлива. С учетом этого, могут достигаться функциональные преимущества, которые являются аналогичными вышеуказанным функциональным преимуществам, посредством определения частоты, при которой позиция акселератора (степень открытия акселератора) указывает значительно нажатое состояние (например, приблизительно 70% от полностью нажатого состояния) и увеличение нижнего предельного SOC по мере того, как эта частота увеличивается.
[0086] Фиг. 6 является таблицей, используемой при управлении, которое предназначено для того, чтобы гарантировать рабочие характеристики протирания стеклоочистителей при движении на высокой скорости. На фиг. 6, скорость транспортного средства V1 или выше считается высокой скоростью.
[0087] Чем выше скорость транспортного средства, тем выше давление ветра и выше напряжение требуется посредством стеклоочистителей. Из соображений безопасности, желательно, чтобы стеклоочистители могли быстро начинать работу на высокой скорости, даже при внезапном сталкивании с сильным дождем при движении на высокой скорости. С учетом этого, в качестве подготовки к внезапному дождю при движении на высокой скорости, контроллер 60 аккумулятора осуществляет управление для увеличения нижнего предельного напряжения электрогенератора 2 по мере того, как возрастает скорость транспортного средства, на основе таблицы по фиг. 6. Таким образом, нижнее предельное напряжение постепенно увеличивается, аналогично случаям по фиг. 3-5. Как результат, рабочие характеристики протирания стеклоочистителей могут гарантироваться при обеспечении величины рекуперации электрической мощности в ходе замедления.
[0088] Хотя нижнее предельное SOC и нижнее предельное напряжение увеличиваются пошагово на фиг. 3-6, они могут увеличиваться непрерывно.
[0089] Ниже приведен краткий обзор функциональных преимуществ, достигаемых посредством управления согласно настоящему варианту осуществления.
[0090] Контроллер 60 аккумулятора (устройство управления системой подачи мощности) согласно настоящему варианту осуществления запрограммирован с возможностью управлять системой подачи мощности, которая включает в себя: электрогенератор 2; свинцово-кислотный аккумулятор 15 (первое средство накопления электричества), допускающий заряд и разряд электрической мощности, вырабатываемой посредством электрогенератора 2; литий-ионную аккумуляторную батарею 16 (второе средство накопления электричества), допускающую заряд и разряд вырабатываемой электрической мощности; два тракта С1 и С2, соединенные между свинцово-кислотным аккумулятором 15 и литий-ионной аккумуляторной батареей 16; средство 17 переключения (реже между аккумуляторами на фиг. 1), включающее в себя реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора (первый переключатель), которое переключается между проводящим состоянием и непроводящим состоянием одного тракта С2, и MOSFET 50 (второй переключатель), который переключается между проводящим состоянием и непроводящим состоянием другого тракта С1; и все электрические нагрузки 30 (электрические нагрузки транспортного средства), которые соединяются со стороной свинцово-кислотного аккумулятора 15 средства 17 переключения. Когда определяется то, что приведение в действие электрических нагрузок 30 имеет вероятность требования большего напряжения по сравнению с нормальным, SOC (оставшаяся величина заряда) литий-ионной аккумуляторной батареи 16 увеличивается заранее.
[0091] Таким образом, подаваемое напряжение может быстро увеличиваться в ответ на внезапное увеличение частоты приведения в действие электрического компонента транспортного средства, который требует высокого напряжения для того, чтобы приводиться в действие, т.е. в ответ на внезапное увеличение требуемого напряжения.
[0092] В настоящем варианте осуществления, контроллер 60 аккумулятора определяет то, что чем выше частота приведения в действие электрического компонента транспортного средства, который требует высокого напряжения для того, чтобы приводиться в действие, тем выше вероятность того, что требуется большее напряжение по сравнению с нормальным. Таким образом, увеличение требуемого напряжения может прогнозироваться с высокой точностью.
[0093] В настоящем варианте осуществления, контроллер 60 аккумулятора постепенно увеличивает оставшуюся величину заряда в литий-ионной аккумуляторной батарее 16 вместе с увеличением частоты приведения в действие электрического компонента транспортного средства, который требует высокого напряжения для того, чтобы приводиться в действие. Таким образом, может обеспечиваться рекуперация электрической мощности в ходе замедления, и может повышаться фактическая экономия топлива при стабильной подаче напряжения, например, даже при внезапном сталкивании с дождем при движении на высокой скорости.
[0094] В настоящем варианте осуществления, контроллер 60 аккумулятора или увеличивает нижний предел оставшейся величины заряда в литий-ионной аккумуляторной батарее 16 или увеличивает минимальное напряжение выработки мощности электрогенератора 2 таким образом, чтобы увеличивать SOC литий-ионной аккумуляторной батареи 16. SOC литий-ионной аккумуляторной батареи 16 может увеличиваться в любом случае.
[0095] Следует отметить, что управление согласно настоящему варианту осуществления не ограничено применением к системе 100 подачи мощности типа 1, показанной на фиг. 2, и может применяться к системе 100' подачи мощности со второй конфигурацией (далее также называется системой подачи мощности типа 2), показанной на фиг. 9.
[0096] Фиг. 9 иллюстрирует систему 100' подачи мощности типа 2. Следует отметить, что элементам, аналогичным элементам, показанным на фиг. 2, присваиваются идентичные ссылки с номерами.
[0097] Система 100' подачи мощности типа 2 отличается от системы 100 подачи мощности типа 1, показанной на фиг. 2, тем, что электромотор 70 используется вместо электрогенератора 2, и тем, что стартер 9 соединяется со стороной свинцово-кислотного аккумулятора 15 реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора. Электромотор 70 включает в себя шкив, который является эквивалентным шкиву 6 электрогенератора, и этот шкив и шкив 5 коленчатого вала механически соединены между собой через ремень и т.п.
[0098] Электромотор 70 включает в себя инвертор и имеет функцию электромотора, который приводится в действие посредством электрической мощности, подаваемой из литий-ионной аккумуляторной батареи 16, а также функцию выработки электрической мощности, которая вырабатывает электрическую мощность при приведении в действие посредством движущей силы двигателя 1. При использовании функции выработки электрической мощности электромотора 70, напряжение выработки мощности может переменно управляться.
[0099] Переключение между функцией электромотора и функцией выработки электрической мощности выполняется посредством ЕСМ 19. Функция электромотора используется главным образом в фазе для начала автоматического повторного запуска после глушения двигателя на холостом ходу. Таким образом, в настоящей системе 100' подачи мощности типа 2, электромотор 70 служит в качестве средства повторного запуска двигателя. Следует отметить, что стартер 9 используется только во время первого запуска (во время запуска, который не является автоматическим повторным запуском). Технические требования этого стартера 9 могут быть идентичными техническим требованиям в транспортном средстве без функции глушения двигателя на холостом ходу.
[0100] Кроме того, в настоящей системе 100' подачи мощности типа 2, свинцово-кислотный аккумулятор 15 и стартер 9 расположены на идентичной стороне относительно реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора. Следовательно, при подаче электрической мощности из свинцово-кислотного аккумулятора 15 в стартер 9 во время первого запуска двигателя 1, ток не протекает через реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора.
[0101] Таким образом, при задании мгновенной максимальной допустимой токовой нагрузки реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора, нет необходимости учитывать протекание высокого тока для приведения в действие стартера 9 во время первого запуска двигателя 1. Соответственно, допустимая токовая нагрузка реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора может задаваться меньше допустимой токовой нагрузки реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора, используемого в системе 100 подачи мощности типа 1. Это позволяет сокращать затраты на конфигурирование реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора.
[0102] Второй вариант осуществления
Фиг. 10 иллюстрирует систему 100'' подачи мощности с третьей конфигурацией (далее также называется системой подачи мощности типа 3). Следует отметить, что элементам, аналогичным элементам, показанным на фиг. 2, присваиваются идентичные ссылки с номерами.
[0103] Фиг. 10 отличается от фиг. 2 тем, что MOSFET 71, который включает в себя паразитный диод, прямое направление которого противостоит прямому направлению паразитного диода MOSFET 50, последовательно соединяется с MOSFET 50, и тем, что добавочное реле 52 литий-ионной аккумуляторной батареи размещается между литий-ионной аккумуляторной батареей 16 и стартером 9, а не между MOSFET 71 и литий-ионной аккумуляторной батареей 16.
[0104] При вышеприведенной конфигурации, если добавочное реле 52 литий-ионной аккумуляторной батареи более не должно приводиться в действие при пребывании в разомкнутом состоянии, электрическая мощность может подаваться из литий-ионной аккумуляторной батареи 16 во все электрические нагрузки 30 посредством управления MOSFET 50 и MOSFET 71.
[0105] Фиг. 11 является временной диаграммой, показывающей управление для включения/отключения реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора, добавочного реле 52 литий-ионной аккумуляторной батареи, MOSFET 50 и MOSFET 71, напряжения выработки мощности электрогенератора 2, частоты приведения в действие стеклоочистителей и SOC литий-ионной аккумуляторной батареи 16 в системе 100'' подачи мощности типа 3. Фиг. 11 является аналогичным фиг. 7, за исключением добавления управления для включения/отключения MOSFET 71.
[0106] Аналогично MOSFET 50, MOSFET 71 находится в отключенном состоянии между временем t0 и временем t1.
[0107] Во время t2, в которое фаза рекуперации при замедлении начинается, контроллер 60 аккумулятора переключает MOSFET 50 и MOSFET 71 во включенные состояния. Как результат, литий-ионная аккумуляторная батарея 16 и все электрические нагрузки 30 помещены в проводящие состояния.
[0108] Контроллер 60 аккумулятора переключает MOSFET 50 в отключенное состояние и оставляет MOSFET 71 во включенном состоянии в фазе начала повторного запуска (от времени t4 до времени t5), которая непосредственно предшествует концу глушения двигателя на холостом ходу. Это обусловлено тем, что достаточно помещать MOSFET 50 в отключенное состояние для того, чтобы блокировать электрическое соединение между литий-ионной аккумуляторной батареей 16 и всеми электрическими нагрузками 30.
[0109] Таким образом, MOSFET 71 поддерживается во включенном состоянии от времени t2, в которое начинается замедление, до времени t6, в которое завершается начальная фаза повторного запуска.
[0110] В вышеприведенной системе 100'' подачи мощности типа 3, также потребность в высоком напряжении прогнозируется на основе частоты приведения в действие стеклоочистителей, и SOC литий-ионной аккумуляторной батареи 16 постепенно увеличивается, аналогично первому варианту осуществления.
[0111] Соответственно, могут достигаться функциональные преимущества, которые являются аналогичными функциональным преимуществам, достигаемым в первом варианте осуществления. Аналогично первому варианту осуществления, SOC литий-ионной аккумуляторной батареи 16 может увеличиваться посредством увеличения либо нижнего предельного SOC литий-ионной аккумуляторной батареи 16, либо нижнего предельного напряжения электрогенератора 2. Само собой разумеется, что состояния приведения в действие вентилятора радиатора и топливного насоса могут использоваться вместо частоты приведения в действие стеклоочистителей, либо может выполняться управление на основе скорости транспортного средства, аналогично первому варианту осуществления.
[0112] Кроме того, настоящий вариант осуществления также может применяться к системе 100''' подачи мощности с четвертой конфигурацией (далее также называется системой подачи мощности типа 4), показанной на фиг. 12. Взаимосвязь между системой 100'' подачи мощности типа 3 и системой 100''' подачи мощности типа 4 является аналогичной взаимосвязи между системой 100 подачи мощности типа 1 и системой 100' подачи мощности типа 2. Таким образом, система 100''' подачи мощности типа 4 отличается тем, что электромотор 70 используется вместо электрогенератора 2, и тем, что стартер 9 соединяется со стороной свинцово-кислотного аккумулятора 15 реле 51 тракта свинцово-кислотного аккумулятора.
[0113] Вышеописанные варианты осуществления настоящего изобретения просто иллюстрируют часть примерных вариантов осуществления настоящего изобретения, и конкретные конфигурации вышеописанных вариантов осуществления не имеют намерение ограничивать объем настоящего изобретения. Например, первое средство накопления электричества не ограничено свинцово-кислотным аккумулятором 15 и, например, может представлять собой бессвинцовую аккумуляторную батарею, такую как никель-водородный аккумулятор. Кроме того, механические реле, используемые в вариантах осуществления, могут заменяться переключающими элементами с полупроводниками.
1. Устройство управления системой подачи мощности для управления системой подачи мощности, причем система подачи мощности содержит:
электрогенератор;
первое средство накопления электричества, допускающее заряд и разряд электрической мощности, вырабатываемой посредством электрогенератора;
второе средство накопления электричества, допускающее заряд и разряд вырабатываемой электрической мощности;
два тракта, соединенные между первым средством накопления электричества и вторым средством накопления электричества;
средство переключения, включающее в себя первый переключатель, выполненный с возможностью переключаться между проводящим состоянием и непроводящим состоянием одного из трактов, и второй переключатель, выполненный с возможностью переключаться между проводящим состоянием и непроводящим состоянием другого из трактов; и
электрическую нагрузку транспортного средства, причем электрическая нагрузка соединяется со стороной первого средства накопления электричества средства переключения, при этом, когда определяется то, что приведение в действие электрической нагрузки имеет вероятность требования большего напряжения по сравнению с нормальным, оставшаяся величина заряда во втором средстве накопления электричества увеличивается заранее.
2. Устройство управления системой подачи мощности по п.1, в котором определяется то, что чем выше частота приведения в действие электрической нагрузки, тем выше вероятность того, что приведение в действие электрической нагрузки требует большего напряжения по сравнению с нормальным.
3. Устройство управления системой подачи мощности по п.2, в котором оставшаяся величина заряда во втором средстве накопления электричества постепенно увеличивается вместе с увеличением частоты приведения в действие электрической нагрузки.
4. Устройство управления системой подачи мощности по любому из пп.1-3, в котором нижний предел оставшейся величины заряда во втором средстве накопления электричества увеличивается таким образом, чтобы увеличивать оставшуюся величину заряда во втором средстве накопления электричества.
5. Устройство управления системой подачи мощности по любому из пп.1-3, в котором минимальное напряжение выработки мощности электрогенератора увеличивается таким образом, чтобы увеличивать оставшуюся величину заряда во втором средстве накопления электричества.
6. Способ управления системой подачи мощности для управления системой подачи мощности, причем система подачи мощности содержит:
электрогенератор;
первое средство накопления электричества, допускающее заряд и разряд электрической мощности, вырабатываемой посредством электрогенератора;
второе средство накопления электричества, допускающее заряд и разряд вырабатываемой электрической мощности;
два тракта, соединенные между первым средством накопления электричества и вторым средством накопления электричества;
средство переключения, включающее в себя первый переключатель, выполненный с возможностью переключаться между проводящим состоянием и непроводящим состоянием одного из трактов, и второй переключатель, выполненный с возможностью переключаться между проводящим состоянием и непроводящим состоянием другого из трактов; и
электрическую нагрузку транспортного средства, причем электрическая нагрузка соединяется со стороной первого средства накопления электричества средства переключения, при этом способ управления системой подачи мощности содержит этапы, на которых:
определяют то, имеет или нет приведение в действие электрической нагрузки вероятность требования большего напряжения по сравнению с нормальным; и
когда приведение в действие электрической нагрузки имеет вероятность требования большего напряжения по сравнению с нормальным, увеличивают оставшуюся величину заряда во втором средстве накопления электричества заранее.
