-
Technisches Gebiet
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Technik zur Verlängerung
der Lebensdauer einer in einem Fahrzeug eingebauten Sekundärbatterie
und insbesondere eine Technik zur Begrenzung von bei einer regenerativen
Bremsung in eine Sekundärbatterie
zu ladender elektrischer Energie.
-
Stand der Technik
-
Ein
elektrisches Fahrzeug, ein Hybridfahrzeug und ein Brennstoffzellenfahrzeug,
die Antriebskraft durch einen elektrischen Motor erhalten, weisen eine
Sekundärbatterie
auf. In einem Elektrofahrzeug wird in der Sekundärbatterie gespeicherte elektrische Energie
zum Antrieb des elektrischen Motors zum Antrieb des Fahrzeugs verwendet.
In einem Hybridfahrzeug wird in der Sekundärbatterie gespeicherte elektrische
Energie zum Antrieb des elektrischen Motors verwendet, um das Fahrzeug
anzutreiben, und der elektrische Motor unterstützt die Brennkraftmaschine
zum Antrieb des Fahrzeugs. In einem Brennstoffzellenfahrzeug wird
elektrische Energie aus der Brennstoffzelle zum Antrieb des elektrischen
Motors verwendet, um das Fahrzeug anzutreiben, und die in der Sekundärbatterie
gespeicherte elektrische Energie wird zusätzlich zu der elektrischen
Energie der Brennstoffzelle zum Antrieb des elektrischen Motors verwendet,
um das Fahrzeug anzutreiben.
-
Ein
derartiges Fahrzeug weist eine Funktion der regenerativen Bremsung
bzw. generatorischen Bremsung auf, bei der es sich um eine Funktion
handelt, bei der ein elektrischer Motor dazu gebracht wird, als
elektrischer Generator beim Bremsen des Fahrzeugs zu dienen, so
dass die kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie
umgewandelt wird, um ein Bremsen zu erzielen. Die auf diese Weise
umgewandelte elektrische Energie wird in der Sekundärbatterie
gespeichert und bei der Beschleunigung und dergleichen verwendet.
-
Da
eine Überentladung
und Überladung
der Sekundärbatterie
das Verhalten der Batterie verschlechtert und ihre Lebensdauer verkürzt, ist
es erforderlich, den ebenfalls als Restkapazität bezeichneten Ladezustand
(SOC, state of charge) der Sekundärbatterie zur Steuerung des
Ladens und Entladens zu wissen. Insbesondere wird in Bezug auf das Hybridfahrzeug,
bei dem ein elektrischer Generator durch eine in einem Fahrzeug
eingebaute Wärmekraftmaschine
zur Erzeugung elektrischer Energie angetrieben wird, die dann in
eine Sekundärbatterie geladen
wird, die zu ladende elektrische Energiemenge oft auf einen angenäherten mittleren
Zustand (50-60%) zwischen einem vollständig geladenen Zustand (100%)
und einem Zustand ohne Ladung (0%) gesteuert, so dass die Sekundärbatterie
wiedergewonnene elektrische Energie aufnehmen kann und ebenfalls
den elektrischen Motor unmittelbar auf Anforderung mit elektrischer
Energie versorgen kann. Für
eine derartige Steuerung und ebenfalls zur Verlängerung der Lebensdauer der
Sekundärbatterie
ist es erforderlich, eine Überentladung
und Überladung (Überaufladung)
zu vermeiden.
-
Ein
Hybridfahrzeugsteuerungsgerät
mit einem elektrischen Energiespeichermechanismus einschließlich einer
derartigen Sekundärbatterie
ist in der
japanischen Offenlegungsschrift
Nr. 11-220810 offenbart. Die Veröffentlichung offenbart ein
Hybridfahrzeugsteuerungsgerät,
das eine genauere Steuerung der wiederzugewinnenden elektrischen
Energiemenge bereitstellt, wenn das Fahrzeug sich verlangsamt, eine Verschlechterung
(einen Verschleiß) der
elektrischen Energiespeichervorrichtung verhindert und eine ausreichende
Unterstützung
beim Antrieb ausführt,
wenn dies erforderlich ist. Das Hybridfahrzeugsteuerungsgerät steuert
ein Hybridfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, die eine Antriebsachse
des Fahrzeugs dreht, einen Motor, der die Brennkraftmaschine beim
Drehen der Antriebsachse mit elektrischer Energie unterstützt und
eine Wiedergewinnungsfunktion (Regenerationsfunktion) zur Umwandlung
kinetischer Energie der Antriebsachse in elektrische Energie aufweist,
und einer elektrischen Energiespeichereinrichtung zur Zufuhr der
elektrischen Energie zu dem Motor und zum Speichern der elektrischen
Energie, die von dem Motor abgegeben wird. Das Steuerungsgerät weist
eine Fahrzustandserfassungseinrichtung zur Erfassung eines Fahrzustands
des Fahrzeugs einschließlich
zumindest einer Fahrzeugfahrgeschwindigkeit, eine Restkapazitätserfassungseinrichtung
zur Erfassung einer Restkapazität
der elektrischen Energiespeichereinrichtung und eine Verlangsamungsregenerationssteuerungseinrichtung
zur Steuerung einer durch den elektrischen Motor wiederzugewinnenden
(zu regenerierenden) elektrischen Energiemenge, wenn das Fahrzeug
sich verlangsamt, auf der Grundlage des Ausgangs der Fahrzustandserfassungseinrichtung
auf. Die Verlangsamungsregenerationssteuerungseinrichtung weist
eine Einrichtung zur Korrektur der zu regenerierenden elektrischen
Energiemenge auf der Grundlage des Ausgangs der Restkapazitätserfassungseinrichtung
auf.
-
Bei
dem in dieser Veröffentlichung
offenbarten Hybridfahrzeugsteuerungsgerät wird die durch den Motor
bei Verlangsamung des Hybridfahrzeugs wiederzugewinnende elektrische
Energiemenge auf der Grundlage des Ausgangs der Fahrzustandserfassungseinrichtung
gesteuert, wobei die durch den Motor wiederzugewinnende elektrische
Energiemenge auf der Grundlage der Restkapazität der elektrischen Energiespeichereinrichtung
korrigiert wird. Daher kann das Hybridfahrzeugsteuerungsgerät eine genauere
Steuerung einer wiederzugewinnenden elektrischen Energiemenge bereitstellen,
wenn das Fahrzeug sich verlangsamt, eine Verschlechterung der elektrischen
Energiespeichervorrichtung verhindern und eine ausreichende Unterstützung beim Fahren
ausführen,
wenn dies notwendig ist.
-
Demgegenüber wird
bei dem in dieser Veröffentlichung
offenbarten Hybridfahrzeugsteuerungsgerät die wiederzugewinnende elektrische
Energiemenge auf der Grundlage der Restkapazität der elektrischen Energiespeichereinrichtung
korrigiert. Wenn dabei die Restkapazität der elektrischen Energiespeichereinrichtung
kleiner als eine erste vorgeschriebene Restkapazität ist oder
wenn diese kleiner als eine zweite vorgeschriebene Restgröße ist,
die größer als
die erste vorgeschriebene Restgröße ist und
eine zuletzt integrierte entladene Größe größer als eine vorgeschriebene
entladene Größe ist,
wird ein Wiedergewinnungsmengenerhöhungskorrekturkoeffizient (> 1,0) entsprechend
einer Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet, wodurch eine Verlangsamungsregenerationsgröße zur Erhöhung korrigiert wird.
Das heißt,
dass, wenn die Restkapazität
der elektrischen Energiespeichereinrichtung klein ist, die Verlangsamungsregenerationsmenge
korrigiert wird, so dass sie erhöht
wird, so dass eine höhere
elektrische Regenerationsenergie (Wiedergewinnungsenergie) erhalten
wird. Falls eine Sekundärbatterie
(insbesondere eine Nickel-Metall-Hybrid-Batterie), bei der es sich
um eine elektrische Energiespeichereinrichtung handelt, kontinuierlich
mit hoher Leistung für eine
längere Zeitdauer
während
eines Regenrationsbremsvorgangs geladen wird, steigt die Temperatur der
Batterie an, wodurch die Batterie verschlechtert wird und deren
Lebensdauer verkürzt
wird. Weiterhin kann ein Anstieg der Temperatur der Batterie die
vollständig
zu ladende elektrische Energiemenge verringern. Somit kann es auftreten,
dass der SOC (Ladezustand) als hoch bestimmt wird, selbst wenn die
Energie tatsächlich
nur für
einen niedrigen SOC geladen wird. Daher kann es auftreten, dass
die Regenerationsleistung nicht aufgenommen wird und der Kraftstoffverbrauch
verschlechtert wird.
-
Falls
die zu ladende elektrische Energiemenge derart gesteuert wird, dass
sie nach Erfassung einer hohen eingegebenen elektrischen Energiemenge begrenzt
wird, wird das Fahrzeug nicht durch eine Maschinenbremsung oder
eine Radbremsung sondern durch eine Regenerationsbremsung (ein Motor/Generator
erzeugt Elektrizität)
verlangsamt, bis eine derartige Begrenzung gestartet wird. Falls
dabei die Menge der in die Sekundärbatterie zu ladenden elektrischen
Energie begrenzt wird, da sie übermäßig groß ist, wird
das Fahrzeug von diesem Zeitpunkt, zu dem die Regenerationsbremsung
begrenzt wird, durch eine Maschinenbremsung oder eine Radbremsung
verlangsamt. Dabei schaltet das Automatikgetriebe den Gang automatisch
herunter, um stärker eine
Maschinenbremsung während
der Verlangsamung auszuüben,
wodurch die Maschinendrehzahl erhöht wird, oder übt ein Bremssteuerungscomputer stärker die
Radbremsung aus. Das heißt,
wenn der Fahrer das Bremspedal in derselben Weise betätigt, kann
er Unannehmlichkeiten spüren.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Die
Erfindung wurde gemacht, um die vorstehend beschriebenen Probleme
zu lösen,
wobei der Erfindung die Aufgabe zugrunde liegt, ein Steuerungsgerät und ein
Steuerungsverfahren für
eine Sekundärbatterie
anzugeben, die eine Menge zu ladender elektrischer Energie während einer
Regenerationsbremsung derart steuert, dass die Lebensdauer der in
einem Fahrzeug eingebauten Sekundärbatterie verlängert wird.
-
Ein
Steuerungsgerät
für eine
Sekundärbatterie
gemäß einer
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung steuert eine in einem Fahrzeug
eingebaute Sekundärbatterie.
Das Steuerungsgerät
weist auf: einen Erfassungsabschnitt, der eine Zustandsgröße in Bezug
auf die Fahrt eines Fahrzeugs erfasst, einen Vorhersageabschnitt,
der, der Zustandsgröße zuschreibbar,
einen Verschlechterungsgrad der Sekundärbatterie aufgrund des Ladens
in der Regenerationsbremsung des Fahrzeugs vorhersagt, und einen Begrenzungsabschnitt,
der auf der Grundlage des vorhergesagten Verschlechterungsgrads
eine während
der Regenerationsbremsung zu ladende Menge der elektrischen Energie
begrenzt.
-
Erfindungsgemäß wird in
einem Hybridfahrzeug, einem Elektrofahrzeug und einem Brennstoffzellenfahrzeug,
bei denen ein Motor/Generator zur Unterstützung einer Brennkraftmaschine
mit dem Motor oder zur Wiedergewinnung von elektrischer Energie
mit dem Generator bei einer Regenerationsbremsung eingebaut ist,
eine Zustandsgröße die sich auf
das Fahrzeug bezieht, während
der Fahrt des Fahrzeugs erfasst. Dabei wird beispielsweise eine Fahrgeschwindigkeit
des Fahrzeugs, eine Menge der während
des Fahrens geladenen/entladenen elektrischen Energie und dergleichen
erfasst. Wenn die Geschwindigkeit, die die Zustandsgröße des Fahrzeugs
ist, hoch ist (beispielsweise, wenn das Fahrzeug auf einer Autobahn
mit hoher Geschwindigkeit fährt),
wird, falls danach bei der hohen Geschwindigkeit die Bremse betätigt wird,
eine hohe elektrische Regenerationsbremsenergie erzeugt. Falls die
Sekundärbatterie
mit einer derartig hohen elektrischen Energie (hoher Strom) geladen
wird, wird die Batterie in große
Last versetzt, und steigt ihre Temperatur an. Der Anstieg der Batterietemperatur
begünstigt
eine frühe
Verschlechterung (Verschleiß)
der Batterie. Im Hinblick auf diese Punkte sagt der Vorhersageabschnitt
einen Verschlechterungsgrad der Sekundärbatterie aufgrund des Ladens
während
der Regenerationsbremsung des Fahrzeugs vorher. Der Begrenzungsabschnitt
begrenzt die Menge der bei der Regenerationsbremsung zu ladenden
elektrischen Energie. Wenn somit die Verschlechterung der Batterie auf
der Grundlage der sich auf die Fahrt des Fahrzeugs beziehenden Zustandsgröße vorhergesagt wird,
wird die Menge der während
der Regenerationsbremsung in die Sekundärbatterie zu ladenden elektrischen
Energie begrenzt, so dass ein übermäßiger Anstieg
der Batterietemperatur verhindert wird. Wenn dabei eine Begrenzung
durch den Begrenzungsabschnitt vor Starten der Regenerationsbremsung
durchgeführt
wird, gibt es kein Schalten von der Regenerationsbremsung zu einer
mechanischen Bremsung (Herunterschalten und Betätigung der Maschinenbremsung
und Erhöhung
des Radbremsdrucks) nach Starten der Bremsung, so dass kein unangenehmes
Gefühl
bei dem Fahrer bewirkt wird. Als Ergebnis kann ein Steuerungsgerät für eine Sekundärbatterie
angegeben werden, die eine Menge der während der Regenerationsbremsung
in die in einem Fahrzeug eingebauten Sekundärbatterie zu ladenden elektrischen
Energie steuert.
-
Vorzugsweise
sagt der Vorhersageabschnitt einen Verschlechterungsgrad vorher,
der einem Anstieg der Temperatur der Sekundärbatterie zuzuschreiben ist.
-
Erfindungsgemäß wird auf
der Grundlage eines Verschlechterungsgrads entsprechend einem Anstieg
der Temperatur der Sekundärbatterie
die Menge der in die Sekundärbatterie
zu ladenden elektrischen Energie begrenzt, wodurch ein übermäßiger Anstieg
der Temperatur der Batterie unterdrückt wird und die Lebensdauer
der Sekundärbatterie
verlängert
werden kann.
-
Weiter
vorzugsweise sagt der Vorhersageabschnitt den Verschlechterungsgrad
als höher
voraus, wenn der Anstieg der Temperatur der Sekundärbatterie
als höher
vorhergesagt wird.
-
Erfindungsgemäß wird erwartet,
dass der Verschlechterungsgrad bei Erwartung eines höheren Anstiegs
der Temperatur der Batterie höher
wird, und die Menge der für
die Sekundärbatterie
wiederzugewinnenden elektrischen Energie wird begrenzt, wodurch
ein übermäßiger Anstieg
der Temperatur der Batterie unterdrückt wird und die Lebensdauer
der Sekundärbatterie
verlängert
werden kann.
-
Weiter
vorzugsweise erfasst der Erfassungsabschnitt eine Fahrzeugsgeschwindigkeit
des Fahrzeugs. Dieser Vorhersageabschnitt sagt den Verschlechterungsgrad
als höher
voraus, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit höher ist.
-
Erfindungsgemäß wird,
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, vorhergesagt, dass eine hohe
elektrische Regenerationsbremsenergie erzeugt wird, falls danach
die Bremse bei hoher Geschwindigkeit betätigt wird. Falls die Sekundärbatterie
mit einer hohen elektrischen Energie (hoher Strom) geladen wird,
wird die Batterie unter große Last
versetzt, weshalb ihre Temperatur ansteigt, was eine frühe Verschlechterung
der Batterie unterstützt.
-
Dementsprechend
wird vorhergesagt, dass der Verschlechterungsgrad höher wird,
wenn die Fahrzeugsgeschwindigkeit höher ist, und wird die Menge
der in die Sekundärbatterie
bei der Regenerationsbremsung des Fahrzeugs zu ladenden elektrischen
Energie begrenzt.
-
Weiter
vorzugsweise erfasst der Erfassungsabschnitt eine Fahrzeuggeschwindigkeit
des Fahrzeugs. Der Vorhersageabschnitt sagt den Verschlechterungsgrad
als hoch voraus, wenn eine Zeitdauer, während der die Fahrzeuggeschwindigkeit
höher als
eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist, länger ist als eine vorbestimmte
Zeitdauer.
-
Erfindungsgemäß wird,
wenn die Zeitdauer, während
der die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, länger andauert, vorhergesagt,
dass eine hohe elektrische Regenerationsbremsenergie erzeugt wird, falls
danach die Bremse bei hoher Geschwindigkeit betätigt wird. Dementsprechend
wird vorhergesagt, dass der Verschlechterungsgrad höher wird,
wenn eine Zeitdauer, während
der die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist,
länger
andauert, und wird die Menge der während der Regenerationsbremsung
des Fahrzeugs in die Sekundärbatterie
zu ladende elektrische Energie begrenzt.
-
Der
Vorhersageabschnitt sagt den Verschlechterungsgrad als hoch voraus,
wenn eine Zeitdauer, während
der die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als eine vorbestimmte Geschwindigkeit
ist, kontinuierlich länger
als eine vorbestimmte Zeitdauer andauert.
-
Erfindungsgemäß wird,
wenn die Zeitdauer, während
der die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, kontinuierlich lang andauert,
vorhergesagt, dass eine hohe elektrische Regenerationsbremsenergie
erzeugt wird, falls danach die Bremse bei hoher Geschwindigkeit
betätigt
wird. Dementsprechend wird vorhergesagt, dass der Verschlechterungsgrad
höher ist,
wenn eine Zeitdauer, während
der die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als eine vorbestimmte Geschwindigkeit
ist, länger
andauert, und wird die Menge der bei der Regenerationsbremsung in
die Sekundärbatterie
zu ladende elektrische Energie begrenzt. In einem derartigen Fall
wird, wenn die Zeitdauer, zu der die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch
ist, nicht kontinuierlich andauert (wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
nur momentan hoch ist), die Menge der in die Sekundärbatterie
bei der Regenerationsbremsung zu ladenden elektrischen Energie nicht
begrenzt und wird die Sekundärbatterie
mit der wiedergewonnenen elektrischen Energie geladen.
-
Weiter
vorzugsweise erfasst der Erfassungsabschnitt eine Fahrzeuggeschwindigkeit
des Fahrzeugs. Der Vorhersageabschnitt sagt einen Verschlechterungsgrad
als hoch voraus, wenn die Häufigkeit,
dass die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als eine vorbestimmte Geschwindigkeit
ist, höher
als eine vorbestimmte Häufigkeit
ist.
-
Erfindungsgemäß wird,
wenn eine Häufigkeit,
mit der die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist (die Anzahl der Male,
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit in einer vorbestimmten Zeitdauer
hoch ist), vorhergesagt, dass eine hohe elektrische Regenerationsbremsenergie
sehr wahrscheinlich erzeugt werden kann, falls danach die Bremse
aus der hohen Geschwindigkeit heraus betätigt wird. Dementsprechend
wird vorhergesagt, dass der Verschlechterungsgrad höher ist,
wenn die Häufigkeit,
mit der die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als eine vorbestimmte Geschwindigkeit
ist, höher
ist, wobei die Menge der während
der Regenerationsbremsung in die Sekundärbatterie zu ladende elektrische
Energie begrenzt wird. In einem derartigen Fall wird, wenn die Zeitdauer,
zu der die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht kontinuierlich andauert,
die während
der Regenerationsbremsung in die Sekundärbatterie zu ladende elektrische
Energie nicht begrenzt und wird die Sekundärbatterie mit der wiedergewonnenen
elektrischen Energie geladen.
-
Weiter
vorzugsweise erfasst der Erfassungsabschnitt die Menge der in die
Sekundärbatterie
zu ladenden elektrischen Energie. Der Vorhersageabschnitt sagt den
Verschlechterungsgrad als hoch voraus, wenn eine Zeitdauer, während der
die Menge der zu ladenden elektrischen Energie höher als eine vorbestimmte Menge
elektrischer Energie ist, länger als
eine vorbestimmte Zeitdauer andauert.
-
Erfindungsgemäß erfasst
der Erfassungsabschnitt die Menge der in die Sekundärbatterie
zu ladenden elektrischen Energie als die Zustandsgröße, die
sich auf die Fahrt des Fahrzeugs bezieht. Es wird vorhergesagt,
dass der Verschlechterungsgrad höher
wird, wenn die Zeitdauer, zu der die in die Sekundärbatterie
zu ladenden elektrischen Energie hoch ist, länger andauert, da ein übermäßiger Anstieg
der Temperatur der Sekundärbatterie
wahrscheinlich ist. Somit wird die Menge der in die Sekundärbatterie
zu ladenden elektrischen Energie begrenzt.
-
Weiter
vorzugsweise erfasst der Erfassungsabschnitt die Menge der in die
Sekundärbatterie
zu ladenden elektrischen Energie. Der Vorhersageabschnitt sagt den
Verschlechterungsgrad als hoch voraus, wenn eine Zeitdauer, während der
die Menge der zu ladenden elektrischen Energie höher als eine vorbestimmte Menge
der elektrischen Energie ist, kontinuierlich länger als eine vorbestimmte
Zeitdauer andauert.
-
Erfindungsgemäß erfasst
der Erfassungsabschnitt die Menge der in die Sekundärbatterie
zu ladenden elektrischen Energie als Zustandsgröße, die sich auf die Fahrt
des Fahrzeugs bezieht. Es wird vorhergesagt, dass der Verschlechterungsgrad
höher wird,
wenn die Zeitdauer, während
der die Menge der in die Sekundärbatterie
zu ladenden elektrischen Energie hoch ist, kontinuierlich länger andauert,
da ein übermäßiger Anstieg
der Temperatur der Sekundärbatterie
wahrscheinlich ist. Somit wird die Menge der in die Sekundärbatterie
zu ladenden elektrischen Energie begrenzt.
-
Weiter
vorzugsweise erfasst der Erfassungsabschnitt die Menge der in die
Sekundärbatterie
zu ladenden elektrischen Energie. Der Vorhersageabschnitt sagt den
Verschlechterungsgrad als hoch voraus, wenn eine Häufigkeit,
mit der die Menge der zu ladenden elektrischen Energie größer als
eine vorbestimmte Menge der elektrischen Energie ist, höher als
eine vorbestimmte Häufigkeit
ist.
-
Erfindungsgemäß erfasst
der Erfassungsabschnitt die Menge der in die Sekundärbatterie
zu ladenden elektrischen Energie als eine Zustandsgröße, die
sich auf die Fahrt des Fahrzeugs bezieht. Es wird vorhergesagt,
dass der Verschlechterungsgrad höher
wird, wenn die Häufigkeit,
mit der die Menge der in die Sekundärbatterie zu ladenden elektrischen Energie
hoch wird, höher
wird, da ein übermäßiger Anstieg
der Temperatur der Sekundärbatterie
wahrscheinlich ist. Somit wird die Menge der in die Sekundärbatterie
zu ladenden elektrischen Energie begrenzt.
-
Weiter
vorzugsweise sagt der Vorhersageabschnitt einen Verschlechterungsgrad
der Sekundärbatterie
aufgrund des Ladens bei der Regenerationsbremsung des Fahrzeugs
voraus, wobei der Zustand der Sekundärbatterie berücksichtigt
wird.
-
Erfindungsgemäß verwendet,
wenn der Vorhersageabschnitt eine Bestimmung zur Vorhersagung des
Verschlechterungsgrads der Sekundärbatterie durchführt, er
beispielsweise einen Schwellwert, der unter Berücksichtigung der Restkapazität (SOC) der
Sekundärbatterie
bestimmt wird, d.h. den Zustand der Sekundärbatterie oder verwendet einen Schwellwert,
der unter Berücksichtigung
der Batterietemperatur der Sekundärbatterie bestimmt wird. Dementsprechend
kann die Begrenzung auf die zu ladende elektrische Energie gelockert
werden, wenn der Ladezustand (SOC) der Batterie niedrig ist und kann
verstärkt
werden, wenn die Batterietemperatur hoch ist.
-
Weiter
vorzugsweise steuert das Steuerungsgerät die Kühlkapazität eines Kühlgeräts auf der Grundlage des vorhergesagten
Verschlechterungsgrads.
-
Erfindungsgemäß weist
ein Fahrzeug, bei dem die Sekundärbatterie
eingebaut ist, oft ein Kühlgerät zum Kühlen der
Sekundärbatterie
auf. Das Kühlgerät erhöht die Kühlkapazität (das Luftvolumen der
Kühlluft
oder die Temperatur der Kühlluft),
falls ein vorhergesagter Verschlechterungsgrad hoch ist. Durch Erhöhung der
Kühlkapazität entsprechend
der Begrenzung der Menge der in die Sekundärbatterie zu ladenden elektrischen
Energie kann eine Verschlechterung der Sekundärbatterie unterdrückt werden
und kann deren Lebensdauer verlängert
werden.
-
Ein
Steuerungsverfahren für
eine Sekundärbatterie
gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist ein Steuerungsverfahren
für eine
Sekundärbatterie,
die in einem Fahrzeug eingebaut ist. Das Verfahren weist die Schritte
auf: Erfassen einer Zustandsgröße, die
sich auf die Fahrt des Fahrzeugs bezieht, Vorhersagen, der Zustandsgröße zuschreibbar,
eines Verschlechterungsgrads der Sekundärbatterie aufgrund des Ladens
während
einer Regenerationsbremsung des Fahrzeugs, und Begrenzen einer Menge
der während
der Regenerationsbremsung zu ladenden elektrischen Energie auf der
Grundlage des vorhergesagten Verschlechterungsgrads.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 zeigt
ein Steuerungsblockschaltbild eines Fahrzeugs, bei dem eine Batterie-ECU
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung eingebaut ist.
-
2 zeigt
ein Flussdiagramm einer Steuerungskonfiguration eines Programms,
das bei der Batterie-ECU gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
-
3 zeigt
einen Zustand, in dem die zu ladende elektrische Energie in dem
Fahrzeug begrenzt wird, bei dem die Batterie-ECU gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung eingebaut ist.
-
4 zeigt
ein Flussdiagramm einer Steuerungskonfiguration eines Programms,
das bei einer Batterie-ECU gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
-
5 zeigt
einen Zustand, in dem die zu ladende elektrische Energie in dem
Fahrzeug begrenzt wird, bei dem die Batterie-ECU gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung eingebaut ist.
-
6 zeigt
ein Flussdiagramm einer Steuerungskonfiguration eines Programms,
das bei einer Batterie-ECU gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
-
7 zeigt
einen Zustand, in dem die zu ladende elektrische Energie in dem
Fahrzeug begrenzt wird, bei dem die Batterie-ECU gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung eingebaut ist.
-
8 zeigt
ein Flussdiagramm einer Steuerungskonfiguration eines Programms,
das bei einer Batterie-ECU gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
-
9 zeigt
ein Flussdiagramm einer Steuerungskonfiguration eines Programms,
das bei einer Batterie-ECU gemäß einem
fünften
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
-
Beste Umsetzungen zur Ausführung der
Erfindung
-
Nachstehend
sind unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung beschrieben. In der nachstehenden Beschreibung sind dieselben
Bezugszeichen denselben Teilen zugeordnet. Namen und Funktion davon
sind ebenfalls dieselben. Dementsprechend wird deren Beschreibung
nicht wiederholt.
-
Nachstehend
ist ein Gerät
beschrieben, das in die Sekundärbatterie
zu ladende elektrische Energie steuert, die elektrische Energie
zu Antriebsvorrichtungen und elektrischen Hilfseinrichtungen eines Fahrzeugs
zuführt
und mit elektrischer Energie von einem Motor/Generator bei einer
Regenerationsbremsung versorgt wird. Obwohl die Bauart der Sekundärbatterie
nicht besonders begrenzt ist, wird in der nachstehenden Beschreibung
angenommen, dass die Sekundärbatterie
eine Nickel-Metall-Hybridbatterie ist. Das Gerät, das die in die Sekundärbatterie
zu ladende elektrische Energie begrenzt, ist bei dem Elektrofahrzeug,
dem Hybridfahrzeug und/oder dem Brennstoffzellenfahrzeug anwendbar.
-
Erstes Ausführungsbeispiel
-
Unter
Bezugnahme auf 1 ist eine Leistungseinheit
eines Fahrzeugs mit einer Batterie-ECU (elektronische Steuerungseinheit) 200 beschrieben, die
ein Gerät
implementiert, das in eine Sekundärbatterie zu ladende elektrische
Energie begrenzt, gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel.
Wie es in 1 gezeigt ist, weist die Leistungseinheit
des Fahrzeugs eine Nickel-Metall-Hybrid-Batterie 100 und
eine Batterie-ECU 200 auf.
-
An
die Nickel-Metall-Hydrid-Batterie 100 ist ein Temperatursensor 110 zur
Messung der Temperatur der Nickel-Metall-Hydrid-Batterie 100 und
ein Spannungssensor 130 zur Messung der Spannung der Nickel-Metall-Hydrid-Batterie 100 angebracht.
An einem Ausgangskabel oder einem Eingangskabel, das die Nickel-Metall-Hydrid-Batterie 100 mit
einem Leistungskabel der Batterie verbindet, ist ein Stromsensor 120 zur
Messung eines Ladungs-/Entladungsstromwerts
angebracht.
-
Die
Batterie-ECU 200 weist einen Temperatursensor 110,
einen Stromsensor 120, einen Spannungssensor 130,
eine Fahrzeuggeschwindigkeitssignalleitung, eine Eingangs- /Ausgangsschnittstelle 500,
die mit einer Zündeinschaltsignalleitung
und einer Ladungsbegrenzungs-Flag-Signalleitung
verbunden ist, eine CPU (Zentralverarbeitungseinheit) 300, die
die Batterie-ECU 200 steuert, einen Taktgeber 400 und
einen Speicher 600 auf, der verschiedene Daten speichert.
Ein Leistungszufuhranschluss der Nickel-Metall-Hydrid-Batterie 100 ist
mit einem Fahrzeugleistungskabel zur Zufuhr elektrischer Energie zu
einem Fahrmotor, elektrischer Zusatzeinrichtungen (Hilfseinrichtungen)
und dergleichen für
das Fahrzeug verbunden.
-
Ein
Temperatursignal, das von dem die Temperatur der Nickel-Metall-Hydrid-Batterie 100 messenden
Temperatursensor 100 erfasst wird, wird zu der CPU 300 über die
Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 500 der Batterie 200 übertragen.
-
Ein
Stromwert, der von dem einen Ladestromwert in die Metall-Hydrid-Batterie 100 hinein und
einen Entladestromwert aus der Metall-Hydrid-Batterie 100 messenden
Stromsensor 120 erfasst wird, wird zu der CPU 300 über die
Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 500 der Batterie-ECU 200 übertragen.
Die CPU 300 ist in der Lage, den Ladezustand durch Integrieren
der Stromwerte über
die Zeit zu berechnen.
-
Ein
Spannungswert, der von dem die Spannung der Nickel-Metall-Hydrid 100 messenden
Spannungssensor 130 erfasst wird, wird zu der CPU 300 über die
Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 500 der Batterie-ECU 200 übertragen.
Die CPU 300 ist in der Lage, den Ladezustand (SOC) auf
der Grundlage einer mit einer vorbestimmten Bedingung gemessenen Leerlaufspannung
(PCV) zu berechnen, und einen elektrischen Energiewert durch Multiplizieren
der durch den Spannungssensor 130 erfassten Spannungswert
mit dem von dem Stromsensor 120 erfassten Stromwert zu
berechnen.
-
Innerhalb
der Batterie-ECU 200 sind die Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 500,
die CPU 300, der Taktgeber 400 und der Speicher 600 über einen
internen Bus 700 miteinander verbunden und sind in der Lage,
eine Datenkommunikation miteinander durchzuführen. Der Speicher 600 speichert
ein durch die CPU 300 ausgeführtes Programm, in dem Programm zu
verwendende Schwellwerte und dergleichen.
-
Die
Batterie-ECU 200 setzt das Ladungsbegrenzungs-Flag (Ladungsbegrenzungs-Kennung) zur
Begrenzung der in die Sekundärbatterie
zu ladenden elektrischen Energie und sendet dies zu einer ECU (beispielsweise
einer Hybrid-ECU), die den Motor/Generator steuert. Die Hybrid-ECU
steuert den Motor/Generator zur Begrenzung der elektrischen regenerativen
Energie und steuert ein Luftvolumen oder eine Kühltemperatur eines für die Sekundärbatterie
vorgesehenen Kühlventilators.
-
Unter
Bezugnahme auf 2 ist eine Steuerungskonfiguration
eines Programms beschrieben, das durch die CPU 300 der
Batterie-ECU 200 ausgeführt
wird, die ein Gerät
zur Begrenzung der in eine Sekundärbatterie zu ladende elektrische
Energie gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
ist.
-
In
Schritt (wobei nachstehend Schritt als S abgekürzt wird) 100 erfasst
die CPU 300 eine Fahrzeuggeschwindigkeit. In Schritt S110
erfasst die CPU 300 eine Batterietemperatur. In S120 berechnet
die CPU 300 einen Batterieladezustand (Batterie-SOC).
-
In
S100 wird die Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Grundlage eines über die
Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 500 zugeführten Fahrzeuggeschwindigkeitssignals
berechnet. Die in S110 erfasste Batterietemperatur wird auf der
Grundlage eines Temperatursignals berechnet, das aus dem Temperatursensor 110 über die
Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 500 zugeführt wird.
Der in S120 berechnete Batterieladezustand wird durch Integrieren
von Stromwerten berechnet, indem Stromwerte auf der Grundlage eines
aus dem Stromsensor 120 über die Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 500 zugeführten Stromwertsignals
integriert werden.
-
In
S130 berechnet die CPU 300 einen Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwert
zum Starten einer Ladungsbegrenzungssteuerung auf der Grundlage der
Batterietemperatur und des Batterieladezustands. Dabei wird dieser
derart berechnet, dass der Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwert niedriger wird,
wenn die Batterietemperatur höher
wird, und der Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwert höher wird,
wenn der Batterieladezustand niedriger wird.
-
In
S140 bestimmt die CPU 300, ob die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit
höher als
der berechnete Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwert ist oder nicht.
Falls die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit höher als der berechnete Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwert
ist (JA in S140), geht die Verarbeitung zu S150 über. Andernfalls (NEIN in S140)
geht die Verarbeitung zu S160 über.
-
In
S150 setzt die CPU 300 das Ladungsbegrenzungs-Flag zur
Begrenzung der Menge der bei der Wiedergewinnung (Regeneration)
zu ladenden elektrischen Energie.
-
In
S160 setzt die CPU 300 das Ladungsbegrenzungs-Flag zur
Begrenzung der während
der Wiedergewinnung (Regeneration) zu ladenden elektrischen Energie
zurück.
-
In
S170 bestimmt die CPU 300, ob ein Zündschalter ausgeschaltet ist
oder nicht. Diese Bestimmung wird auf der Grundlage eines über die
Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 500 zugeführten Zündschalter-Ein-Signals
durchgeführt.
Falls der Zündschalter
ausgeschaltet ist (JA in S170), endet die Verarbeitung. Andernfalls
(NEIN in S170) geht die Verarbeitung zurück zu S100 und werden die Verarbeitungsschritte
S100 bis S170 wiederholt durchgeführt.
-
Nachstehend
ist ein Betrieb eines Fahrzeugs mit einer Batterie-ECU 200 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
auf der Grundlage des vorstehend beschriebenen Aufbaus und des Flussdiagramms
beschrieben. Wenn das Fahrzeug fährt,
wird eine Fahrzeuggeschwindigkeit erfasst (S100), wird eine Batterietemperatur
erfasst (S110) und werden Stromwerte, die durch den den durch die
Nickel-Metall-Hydrid-Batterie 100 gelangenden Strom erfassenden
Stromsensor 120 erfasst werden, integriert, wodurch ein
Batterieladezustand berechnet wird (S120). Auf der Grundlage der
Batterietemperatur und des Batterieladezustands wird ein Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwert
zum Starten der Ladungsbegrenzungssteuerung berechnet (S130). Falls
die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit höher als der berechnete Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwert
ist (JA in S140), wird ein Ladungsbegrenzungs-Flag gesetzt, das
die Menge der in einer Wiedergewinnung (Regeneration) zu ladenden
elektrischen Energie begrenzt (S150). Eine derartige Verarbeitung
wird wiederholt durchgeführt,
solange wie der Zündschalter nicht
ausgeschaltet ist, d.h. solange wie das Fahrzeug fährt.
-
3(a) zeigt die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit über die
Zeit, wohingegen 3(b) die Änderung
der Menge der zu ladenden elektrischen Energie über die Zeit zeigt. Wie es
in 3(a) gezeigt ist, wird in einem
Fahrzeug mit der Batterie-ECU gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
zu dem Zeitpunkt, zu dem die Fahrzeuggeschwindigkeit den Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwert überschreitet,
eine Steuerung zur Begrenzung der Menge der zu ladenden elektrischen Energie
bereitgestellt. Insbesondere wird das Ladungsbegrenzungs-Flag gesetzt
(S150), und auf der Grundlage des gesetzten Ladungsbegrenzungs-Flags
stellt beispielsweise eine Hybrid-ECU eine Steuerung zur Begrenzung
der Menge der wiederzugewinnenden elektrischen Energie bereit.
-
Wie
es vorstehend beschrieben worden ist, wird entsprechend der Batterie-ECU
gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
auf der Grundlage der Batterietemperatur und des Batterieladezustands ein
Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwert zum Starten der Ladungsbegrenzungssteuerung
berechnet. Falls die Fahrzeuggeschwindigkeit den Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwert überschreitet,
wird eine hohe wiedergewonnene elektrische Energie in die Nickel-Metall-Hydrid-Batterie
bei der Regenerationsbremsung geladen, was die Temperatur der Nickel-Metall-Hydrid-Batterie schnell
erhöhen
kann und eine Verschlechterung (einen Verschleiß) der Batterie bewirken kann.
Dementsprechend wird zu dem Zeitpunkt, zu dem die Fahrzeuggeschwindigkeit
den Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwert überschritten hat und bevor
die Regenerationsbremsung gestartet wird, das Ladungsbegrenzungs-Flag
zur Begrenzung der Menge der in die Nickel-Metall-Hydrid-Batterie
zu ladenden elektrischen Energie gesetzt. Somit kann ein übermäßiger Anstieg
der Temperatur der Nickel-Metall-Hydrid-Batterie unterdrückt werden,
kann deren Verschlechterung verhindert werden und kann deren Lebensdauer
verlängert
werden.
β
-
Zweites Ausführungsbeispiel
-
Nachstehend
ist ein Gerät,
das die Menge der in eine Sekundärbatterie
zu ladenden elektrischen Energie begrenzt, gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das vorliegende Ausführungsbeispiel
ist mit demselben Hardware-Aufbau (Steuerungsblockschaltbild) wie
gemäß dem vorstehend
beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel
implementiert. Es unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel
lediglich dahingehend, dass sich das durch die CPU 300 der
Batterie-ECU 200 ausgeführte
Programm unterscheidet. Dementsprechend wird eine ausführliche
Beschreibung mit Ausnahme davon an dieser Stelle nicht wiederholt.
-
Unter
Bezugnahme auf 4 ist eine Steuerungskonfiguration
eines durch die CPU 300 der Batterie-ECU 200 ausgeführtes Programm
beschrieben, das ein Gerät,
das die Menge der in eine Sekundärbatterie
zu ladende elektrische Energie begrenzt, gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist. In dem Flussdiagramm gemäß 4 sind
dieselben Schrittnummern denselben Verarbeitungsschritten wie in
dem Flussdiagramm gemäß dem vorstehend beschriebenen 2 zugeordnet.
Deren Verarbeitung ist ebenfalls derselbe. Dementsprechend wird eine
ausführliche
Beschreibung an dieser Stelle nicht wiederholt.
-
In
S200 initialisiert die CPU 300 eine Hochgeschwindigkeitsdauerzeit
(Zeit, während
der die hohe Geschwindigkeit andauert) Vt. Es sei bemerkt, dass
die Hochgeschwindigkeitsdauerzeit Vt in der CPU 300 als
eine Variable behandelt wird.
-
In
S210 wird die Hochgeschwindigkeitsdauerzeit Vt integriert. In S220
wird auf der Grundlage der Batterietemperatur und des Batterieladezustands ein
Hochgeschwindigkeitsdauerzeitschwellwert Vt(th) zum Starten der
Ladungsbegrenzungssteuerung berechnet. Dabei wird dieser derart
berechnet, dass der Hochgeschwindigkeitsdauerzeitschwellwert Vt(th)
niedriger wird, wenn die Batterietemperatur höher wird, und der Hochgeschwindigkeitsdauerzeitschwellwert
Vt(th) höher
wird, wenn der Batterieladezustand niedriger wird.
-
In
S230 bestimmt die CPU 300, ob die integrierte Hochgeschwindigkeitsdauerzeit
Vt größer als der
berechnete Hochgeschwindigkeitsdauerzeitschwellwert Vt(th) ist oder
nicht. Falls die Hochgeschwindigkeitsdauerzeit Vt höher als
der Hochgeschwindigkeitsdauerzeitschwellwert Vt(th) ist (JA in S230),
geht die Verarbeitung zu S240 über.
Andernfalls (NEIN in S230) geht die Verarbeitung zu S250 über.
-
In
S240 setzt die CPU 300 ein Ladungsbegrenzungs-Flag zur
Begrenzung der Menge der während
der Regeneration zu ladenden elektrischen Energie nach Verstreichen
einer vorbestimmten Zeit.
-
In
S250 setzt die CPU 300 das Ladungsbegrenzungs-Flag zur
Begrenzung der Menge der während
der Regeneration zu ladenden elektrischen Energie zurück.
-
Nachstehend
ist ein Betrieb eines Fahrzeugs mit der Batterie-ECU 200 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
auf der Grundlage des vorstehend beschriebenen Aufbaus und des Flussdiagramms
beschrieben.
-
Wenn
der Zündschalter
eingeschaltet wird, wird die Hochgeschwindigkeitsdauerzeit Vt initialisiert
(S200). Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird erfasst (S100). Falls die
Fahrzeuggeschwindigkeit höher
als der Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwert ist (JA in S140), wird
die Hochgeschwindigkeitsdauerzeit Vt integriert (S210). Dabei wird,
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner gleich dem Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwert
ist (NEIN in S140), die Hochgeschwindigkeitsdauerzeit Vt initialisiert
(S200). Das heißt,
dass die Hochgeschwindigkeitsdauerzeit Vt integriert wird, solange
wie die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als der Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwert
ist, und wird die Hochgeschwindigkeitsdauerzeit Vt initialisiert,
wenn einmal die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner gleich dem Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwert
ist.
-
Der
Hochgeschwindigkeitsdauerzeitschwellwert Vt(th) zum Starten der
Ladungsbegrenzungssteuerung wird auf der Grundlage der Batterietemperatur
und des Batterieladezustands berechnet (S220). Falls die integrierte
Hochgeschwindigkeitsdauerzeit Vt größer als der berechnete Hochgeschwindigkeitsdauerzeitschwellwert
Vt(th) ist (JA in S230), nachdem eine vorbestimmte Zeit verstrichen
ist, wird ein Ladungsbegrenzungs-Flag zur Begrenzung der Menge der
während
der Regeneration zu ladenden elektrischen Energie gesetzt (S240).
-
5(a) zeigt die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit über die
Zeit, wohingegen 5(b) die Änderung
der Menge der zu ladenden elektrischen Energie über die Zeit zeigt.
-
Wie
es in 5(a) gezeigt ist, wird, falls
eine Fahrzeuggeschwindigkeit, die größer als der Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwert
ist, größer als
der Hochgeschwindigkeitsdauerzeitschwellwert Vt(th) ist, nach Verstreichen
einer vorbestimmten Zeit von diesem Zeitpunkt ein Ladungsbegrenzungs-Flag
zur Begrenzung der Menge der zu ladenden elektrischen Energie gesetzt.
Somit wird, wie es in 5(b) gezeigt
ist, die Menge der in die Nickel-Metall-Hydrid-Batterie 100 zu
ladenden elektrischen Energie begrenzt.
-
Wie
es vorstehend beschrieben worden ist, wird bei der Batterie-ECU
gemäß dem vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispiel
eine Steuerung zur Begrenzung der Menge der während der Regeneration zu ladenden
elektrischen Energie bereitgestellt, falls ein Zustand, in dem eine
Fahrzeuggeschwindigkeit kontinuierlich größer als der Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwert
ist, größer als
der Hochgeschwindigkeitsdauerzeitschwellwert Vt(th) ist, der auf
der Grundlage der Batterietemperatur und des Batterieladezustands
berechnet wird. Insbesondere wird, wenn der Zustand, in dem die
Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, weiter andauert, eine hohe wiedergewonnene
elektrische Energie in die Nickel-Metall-Hydrid-Batterie bei einer
nachfolgenden Regenerationsbremsung geladen. Dementsprechend wird
ein Ladungsbegrenzungs-Flag zur Begrenzung der Menge der während der
Wiedergewinnung (Regeneration) zu ladenden elektrischen Energie
vorab gesetzt, so dass eine gewisse Grenze auf die Menge der zu
ladenden elektrischen Energie gesetzt wird. Als Ergebnis wird die
Nickel-Metall-Hydrid-Batterie nicht mit der hohen elektrischen Energie geladen
und wird ein übermäßiger Anstieg
der Temperatur der Nickel-Metall-Hydrid-Batterie verhindert. Somit
kann eine Verschlechterung der Nickel- Metall-Hydrid-Batterie verhindert werden
und kann deren Lebensdauer verlängert
werden.
-
Es
sei bemerkt, dass in dem Flussdiagram gemäß 4, die Verarbeitung
bei einem NEIN in S140 nicht notwendigerweise zu S200 zurückgehen muss,
sondern zu S100 zurückgehen
kann. Auf diese Weise kann eine Steuerung zur Begrenzung der während der
Regenerationsbremsung zu ladenden elektrischen Energie nicht nur,
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kontinuierlich höher als
der Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwert ist, sondern ebenfalls bereitgestellt
werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zeitweilig abfällt und
wenn ein Zustand, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als
der Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwert ist, intermittierend andauert.
-
Drittes Ausführungsbeispiel
-
Nachstehend
ist ein Gerät
zur Begrenzung der Menge der in eine Sekundärbatterie zu ladenden elektrischen
Energie gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Ähnlich zu dem vorstehend beschriebenen zweiten
Ausführungsbeispiel
ist der Hardware-Aufbau
(Steuerungsblockschaltbild) gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel
derselbe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Dementsprechend wird dessen ausführliche
Beschreibung an dieser Stelle nicht wiederholt.
-
Unter
Bezugnahme auf 6 ist eine Steuerungskonfiguration
eines durch die CPU 300 der Batterie-ECU 200 ausgeführten Programms
gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
beschrieben. In dem Flussdiagramm gemäß 6 sind dieselben Schrittnummern denselben
Verarbeitungsschritten wie in dem Flussdiagramm gemäß den vorstehend beschriebenen 2 und 4 zugeordnet.
Deren Verarbeitung ist ebenfalls dieselbe. Dementsprechend wird
eine ausführliche
Beschreibung nicht an dieser Stelle wiederholt.
-
In
S300 initialisiert die CPU 300 eine Hochgeschwindigkeitsfahrhäufigkeit α. Es sei
bemerkt, dass in der CPU 300 die Hochgeschwindigkeitsfahrhäufigkeit α als Variable
behandelt wird.
-
In
S310 addiert die CPU 300 1 zu der Häufigkeit α. In S320 bestimmt die CPU 300,
ob die Zeit zur Messung der Häufigkeit α verstrichen
ist oder nicht. Falls die Zeit zur Messung der Häufigkeit α verstrichen ist (JA in S320),
geht die Verarbeitung zu S110 über.
Andernfalls (NEIN in S320) geht die Verarbeitung zu S100 zurück.
-
In
S330 berechnet die CPU 300 einen Hochgeschwindigkeitsfahrhäufigkeitsschwellwert α(th) zum
Starten der Ladungsbegrenzungssteuerung auf der Grundlage der Batterietemperatur
und des Batterieladezustands. In S340 bestimmt die CPU 300,
ob die berechnete Häufigkeit α größer als
der berechnete Häufigkeitsschwellwert α(th) ist
oder nicht. Falls die berechnete Häufigkeit α größer als der berechnete Häufigkeitsschwellwert α(th) ist
(JA in S340), geht die Verarbeitung zu S240 über. Andernfalls (NEIN in S340)
geht die Verarbeitung zu S250 über.
-
Nachstehend
ist ein Betrieb eines Fahrzeugs mit der Batterie-ECU 200 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
auf der Grundlage des vorstehend beschriebenen Aufbaus und des Flussdiagramms
beschrieben.
-
Wenn
der Zündschalter
eingeschaltet wird, wird die Hochgeschwindigkeitsfahrhäufigkeit α initialisiert
(S300). Eine Fahrzeuggeschwindigkeit wird erfasst, während das
Fahrzeug fährt
(S100). Falls die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als der Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwert
ist (JA in S140), wird 1 zu der Häufigkeit α addiert (S310). Diese Verarbeitungsschritte
werden wiederholt durchgeführt,
bis die Zeit zur Messung der Häufigkeit α verstreicht.
-
Wenn
die Zeit zur Messung der Häufigkeit α verstreicht
(JA in S320), wird die Batterietemperatur erfasst (S110), wird der
Batterieladezustand berechnet (S120) und wird der Hochgeschwindigkeitsfahrhäufigkeitsschwellwert α(th) zum
Starten der Ladungsbegrenzungssteuerung auf der Grundlage der Batterietemperatur
und des Batterieladezustands berechnet (S330). Wenn die berechnete
Häufigkeit α größer als
der berechnete Hochgeschwindigkeitsfahrhäufigkeitsschwellwert α(th) ist,
wird nach einer vorbestimmten Zeit ein Ladungsbegrenzungs-Flag zur Begrenzung
der Menge der während
der Wiedergewinnung (Regeneration) der zu ladenden elektrischen
Energie gesetzt (S240).
-
7(a) zeigt die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit über die
Zeit, wohingegen 7(b) die Änderung
der Menge der zu ladenden elektrischen Energie über die Zeit zeigt. Wie es
in 7(a) gezeigt ist, wird die Hochgeschwindigkeitsfahrhäufigkeit α, die die
Häufigkeit
ist, mit der die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als der Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwert
ist, gemessen. Wenn die Häufigkeit α größer als
der Hochgeschwindigkeitsfahrhäufigkeitsschwellwert α(th) ist
(JA in S340), wird nach einer vorbestimmten Zeit seit diesem Zeitpunkt
ein Ladungsbegrenzungs-Flag zur Begrenzung der Menge der während der
Regeneration zur Ladung elektrischer Energie gesetzt (S240), wobei
die Menge der zu ladenden elektrischen Energie begrenzt wird, wie es
in 7(b) gezeigt ist.
-
Wie
es vorstehend beschrieben worden ist, wird bei der Batterie-ECU
gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
auf der Grundlage der Hochgeschwindigkeitsfahrhäufigkeit, wenn die Häufigkeit hoch
ist, eine Steuerung zur Begrenzung der Menge der Regeneration zu
ladenden elektrischen Energie bereitgestellt. Die Häufigkeit,
mit der (wie oft) die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als der Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwert
ist, bedeutet, dass es sehr wahrscheinlich ist, dass eine hohe elektrische
regenerative Energie bei einer Regenerationsbremsung nach der Hochgeschwindigkeitsfahrt
erzeugt wird. Dementsprechend wird die Menge der in die Nickel-Metall-Hydrid-Batterie
zu ladenden elektrischen Energie vorab begrenzt. Somit kann ein übermäßiger Anstieg
der Temperatur der Nickel-Metall-Hydrid-Batterie
unterdrückt
werden, kann deren Verschlechterung verhindert werden und kann deren
Lebensdauer verlängert
werden.
-
Viertes Ausführungsbeispiel
-
Nachstehend
ist ein Gerät,
das die Menge der in eine Sekundärbatterie
zu ladenden elektrischen Energie begrenzt, gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel
beschrieben. Ähnlich
wie bei den vorstehend beschriebenen zweiten und dritten Ausführungsbeispielen
ist der Hardware-Aufbau (Steuerungsblockschaltbild) davon derselbe
wie gemäß dem vorstehend
beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel.
Dementsprechend wird an dieser Stelle eine ausführliche Beschreibung davon
nicht wiederholt.
-
Unter
Bezugnahme auf 8 ist eine Steuerungskonfiguration
eines durch die CPU 300 der Batterie-ECU 200 ausgeführten Programms
gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
beschrieben. In dem Flussdiagramm gemäß 8 sind dieselben Schrittnummern
denselben Verarbeitungsschritten wie gemäß dem Flussdiagramm gemäß der vorstehend
beschriebenen 2 zugeordnet. Die Verarbeitung
davon ist ebenfalls dieselbe. Dementsprechend wird eine ausführliche
Beschreibung an dieser Stelle nicht wiederholt.
-
In
S400 initialisiert die CPU 300 eine Hochenergieladungszeit
t (Zeit, in der eine hohe elektrische Energie geladen wird). Es
sei bemerkt, dass die Hochenergieladungszeit t als eine Variable
in der CPU 300 behandelt wird.
-
In
S410 erfasst die CPU 300 einen Wert der durch regenerative
elektrische Energie geladenen elektrischen Energie. Dabei erfasst
die CPU 300 den Wert der durch die regenerative elektrische
Energie geladenen elektrischen Energie auf der Grundlage eines durch
den Stromsensor 120 erfassten Stromwerts und eines durch
den Spannungssensor 130 erfassten Spannungswerts.
-
In
S420 bestimmt die CPU 300, ob der erfasste Wert der elektrischen
geladenen Energie größer als
ein vorbestimmter Energieschwellwert (Schwellwert für die elektrische
Energie) ist oder nicht. Falls der erfasste Wert der geladenen elektrischen
Energie größer als
der vorbestimmte Energieschwellwert ist (JA in S420), geht die Verarbeitung
zu Schritt S430 über.
Andernfalls (NEIN in S420) geht die Verarbeitung zurück zu S400.
-
In
S430 integriert die CPU die Hochenergieladungszeit t. In S440 berechnet
die CPU 300 einen Hochenergieladungszeitschwellwert T(th)
(einen Schwellwert für
die Zeit, während
der eine hohe elektrische Energie geladen wird) zum Starten der
Ladungsbegrenzungssteuerung auf der Grundlage der Batterietemperatur
und des Batterieladezustands. In S450 bestimmt die CPU 300,
ob die integrierte Hochenergieladungszeit T größer als der berechnete Hochenergieladungszeitschwellwert
T(th) ist oder nicht. Falls die integrierte Hochenergieladungszeit
T größer als
der berechnete Hochenergieladungszeitschwellwert T(th) ist (JA in
S450), geht die Verarbeitung zu Schritt S460 über. Andernfalls (NEIN in S450) geht
die Verarbeitung zu S470 über.
-
In
S460 setzt die CPU ein Ladungsbegrenzungs-Flag zur Begrenzung der
Menge der zu ladenden elektrischen Energie. In S470 setzt die CPU 300 das
Ladungsbegrenzungs-Flag zur Begrenzung der Menge der zu ladenden
elektrischen Energie zurück.
-
Nachstehend
ist ein Betrieb eines Fahrzeugs mit der Batterie-ECU 200 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
auf der Grundlage des vorstehend beschriebenen Aufbaus und des Flussdiagramms
beschrieben.
-
Wenn
der Zündschalter
eingeschaltet wird, wird die Hochenergieladungszeit T initialisiert
(S400). Ein Wert der durch die regenerative elektrische Energie
geladenen elektrischen Energie erfasst (S410). Wenn der erfasste
Wert der geladenen elektrischen Energie größer als ein vorbestimmter Energieschwellwert
ist (JA in S420), wird die Hochenergieladungszeit T integriert (S430).
Auf der Grundlage der Batterietemperatur und des Batterieladezustands wird
der Hochenergieladungszeitschwellwert T(th) berechnet (S440). Falls
die berechnete Hochenergieladungszeit T größer als der Hochenergieladungszeitschwellwert
T(th) ist (JA in S450), wird das Ladungsbegrenzungs-Flag gesetzt
(S460).
-
Falls
demgegenüber
die berechnete Hochenergieladungszeit T kleiner gleich dem Hochenergieladungszeitschwellwert
T(th) ist (NEIN in S450), wird das Ladungsbegrenzungs-Flag zurückgesetzt (S470).
Diese Verarbeitungsschritte werden wiederholt durchgeführt, bis
der Zündschalter
ausgeschaltet wird (JA in S170).
-
Somit
erfasst die Batterie-ECU 200 den Wert der durch regenerative
elektrische Energie geladenen elektrischen Energie auf der Grundlage
des durch den Stromsensor 120 erfassten Stromwerts und
des durch den Spannungssensor 130 erfassten Spannungswerts
(S410) und integriert die Hochenergieladungszeit T. wenn der Wert
der geladenen elektrischen Energie größer als der vorbestimmte Energieschwellwert
ist (S430). Wenn die integrierte Hochenergieladungszeit T größer als
der Hochenergieladungszeitschwellwert T(th) ist, der auf der Grundlage der
Batterietemperatur und des Batterieladezustands berechnet wird,
wird das Ladungsbegrenzungs-Flag gesetzt (JA in S450, S460).
-
Wie
es vorstehend beschrieben worden ist, wird entsprechend der Batterie-ECU
gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
der Wert der durch regenerative Energie in die Nickel-Metall-Hydrid-Batterie
geladenen elektrischen Energie erfasst. Die Hochenergieladungszeit
T, bei der der Wert der geladenen elektrischen Energie größer als
der vorbestimmte Energieschwellwert ist, wird integriert und berechnet.
Wenn die integrierte Hochenergieladungszeit T größer als der auf der Grundlage
der Batterietemperatur und des Batterieladezustands berechnete Hochenergieladungszeitschwellwert
T(th) ist, wird die Ladungsbegrenzungssteuerung ausgeführt. Als
Ergebnis wird während
der Zeit, in der die Menge der in die Nickel-Metall-Hydrid-Batterie geladenen elektrischen
Energie groß ist,
andauert, eine Begrenzung auf das Lasen ausgeübt. Als Ergebnis kann ein übermäßiger Anstieg
der Temperatur der Nickel-Metall-Hydrid-Batterie unterdrückt werden,
kann deren Verschlechterung verhindert werden und kann deren Lebensdauer
verlängert
werden.
-
Fünftes Ausführungsbeispiel
-
Nachstehend
ist ein Gerät,
das die Menge der in eine Sekundärbatterie
zu ladenden elektrischen Energie begrenzt, gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung beschrieben. Gleichermaßen wie gemäß den vorstehend beschriebenen
zweiten bis vierten Ausführungsbeispielen
ist der Hardware-Aufbau (Steuerungsblockschaltbild) gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel
derselbe wie der in dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel.
Daher ist dessen ausführliche
Beschreibung an dieser Stelle nicht wiederholt.
-
Unter
Bezugnahme auf 9 ist eine Steuerungskonfiguration
eines durch die CPU 300 der Batterie-ECU 200 ausgeführten Programms
gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
beschrieben. In dem Flussdiagramm gemäß 9 sind die
gleichen Schrittnummern den gleichen Verarbeitungsschritten wie
in dem Flussdiagramm gemäß der vorstehend beschriebenen 8 zugeordnet.
Die Verarbeitung davon ist ebenfalls dieselbe. Dementsprechend ist eine
ausführliche
Beschreibung an dieser Stelle nicht wiederholt.
-
In
S500 initialisiert die CPU 300 eine Hochenergieladungshäufigkeit β (Häufigkeit,
mit der (wie oft) eine hohe elektrische Energie geladen wird). Es sei
bemerkt, dass die Hochenergieladungshäufigkeit β in der CPU 300 als
eine Variable behandelt wird.
-
In
S510 addiert die CPU 300 1 zu der Häufigkeit β. In S520 bestimmt die CPU 300,
ob eine Zeit zur Messung der Häufigkeit β verstrichen
ist oder nicht. Falls die Zeit zur Messung der Häufigkeit β verstrichen ist (JA in S520),
geht die Verarbeitung zu S110 über.
Andernfalls (NEIN in S520) geht die Verarbeitung zurück zu S410.
-
In
S530 berechnet die CPU 300 einen Hochenergieladungshäufigkeitsschwellwert β(th) (Schwellwert
für die
Häufigkeit,
mit der (wie oft) eine hohe elektrische Energie geladen wird) zum
Starten der Ladungsbegrenzungssteuerung auf der Grundlage der Batterietemperatur
und des Batterieladezustands. In S540 bestimmt die CPU 300,
ob die Hochenergieladungshäufigkeit β größer als
der berechnete Hochenergieladungshäufigkeitsschwellwert β(th) ist.
Falls die Hochenergieladungshäufigkeit β größer als
der berechnete Hochenergieladungshäufigkeitsschwellwert β(th) ist
(JA in S540), geht die Verarbeitung zu S460 über. Andernfalls (NEIN in S540)
geht die Verarbeitung zu S470 über.
-
Nachstehend
ist ein Betrieb eines Fahrzeugs mit der Batterie-ECU 200 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
auf der Grundlage des vorstehend beschriebenen Aufbaus und des Flussdiagramms
beschrieben.
-
Wenn
der Zündschalter
eingeschaltet wird, wird die Hochenergieladungshäufigkeit β initialisiert (S500). Ein Wert,
der durch regenerative elektrische Energie geladenen elektrischen
Energie wird erfasst (S410). Falls der Wert der zu ladenden elektrischen Energie
größer als
der Energieschwellwert ist (JA in S420), wird 1 zu der Häufigkeit β addiert
(S510). Die Verarbeitungsschritte werden wiederholt durchgeführt, bis
die Zeit zur Messung der Häufigkeit β verstrichen
ist (NEIN in S520).
-
Wenn
die Zeit zur Messung der Häufigkeit β verstrichen
ist, wird die Batterietemperatur erfasst (S110) und wird ein Batterieladezustand
berechnet (S120). Auf der Grundlage der Batterietemperatur und des
Batterieladezustands wird der Hochenergieladungsfrequenzschwellwert β(th) berechnet
(S530). Wenn die Hochenergieladungshäufigkeit β größer als der berechnete Hochenergieladungshäufigkeitsschwellwert β(th) ist
(JA in S540), wird das Ladungsbegrenzungs-Flag gesetzt, das die
Menge der zu ladenden elektrischen Energie begrenzt (S460).
-
Wie
es vorstehend beschrieben worden ist, wird entsprechend der Batterie-ECU
gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
ein Wert der in die Nickel-Metall-Hydrid-Batterie zu ladenden elektrischen
Energie erfasst. Wenn die Häufigkeit,
die oft der Wert der zu ladenden elektrischen Energie größer als
ein Energieschwellwert ist, größer als
ein Schwellwert ist, wird eine Steuerung derart ausgeübt, dass
die Menge der zu ladenden elektrischen Energie begrenzt wird. Als
Ergebnis kann ein übermäßiger Anstieg
der Temperatur der Nickel-Metall-Hydrid-Batterie unterdrückt werden,
kann deren Verschlechterung verhindert werden und kann deren Lebensdauer
verlängert
werden.
-
Obwohl
die vorstehend beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsbeispiele
sich auf eine Steuerung zur Begrenzung der Menge der zu ladenden
elektrischen Energie auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit
beziehen, und die vorstehend beschriebenen vierten und fünften Ausführungsbeispiele
sich auf eine Steuerung zur Begrenzung der Menge der zu ladenden
elektrischen Energie auf der Grundlage eines Werts der geladenen
elektrischen Energie beziehen, ist die vorliegende Erfindung nicht auf
diese Ausführungsbeispiele
beschränkt.
Die ersten bis fünften
Ausführungsbeispiele
können
in geeigneter Weise kombiniert implementiert werden.
-
Es
sei bemerkt, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele
lediglich veranschaulichend sind und nicht in irgendeiner Weise Hinsicht
beschränkend
sind. Der Umfang der vorliegenden Erfindung ist durch die Patentansprüche definiert
und nicht durch die Beschreibung und die vorstehend beschriebenen
Beispiele, und soll jegliche Modifikationen und Änderungen innerhalb des Umfangs
und den Bereich der Äquivalente
der Begriffe der Patentansprüche
umfassen.
-
Zusammenfassung
-
Eine
Batterie-ECU führt
ein Programm aus, das die Schritte aufweist: Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit
(S100), Erfassen einer Batterietemperatur (S110), Berechnen eines
Batterieladezustands (S120), Berechnen eines Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwerts
zum Starten einer Ladungsbegrenzungssteuerung auf der Grundlage
der Batterietemperatur und des Batterieladezustands (S130), und
Setzen eines Ladungsbegrenzungs-Flags zur Begrenzung einer zu ladenden
elektrischen Energie sogar vor einer Regenerationsbremsung (S150),
falls die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit höher als der berechnete Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellwert ist
(JA in S140).