專利名稱:電力供給系統以及能夠向外部供給電力的汽車控制裝置的制作方法
技術領域:
本發明涉及作為電力源使用搭載有發動機的汽車的電力供給系統。
背景技術:
由用于家庭用的電力源的多樣化(普及化)引起的電力供給的穩定化、電力利用效率的提高(低成本,低二氧化碳排出量)的需求提高。其中,能夠將汽車的電力用于家庭用設備的系統開始普及。考慮了將電動汽車的蓄電池電力經由變換器(inverter)而用于家庭用的系統、在搭載發動機的車中將發動機作為發電裝置而使用的系統。在后者的情況下,需要利用基于發動機驅動(交流發電機)的發電電力來提供在家庭用中所使用的瞬時的電力量。為此,已經周知有如下技術:即對從汽車向外部供給的電流值即外部設備的消耗電流進行測量,并根據該電流值對發動機發電量(發動機轉速)進行控制(參照專利文獻I)。另外,周知有在能夠向外部供給電力的混合動力汽車中根據電力負荷(負荷電流)切換電力源(蓄電池以及發動機發電機)的技術(參照專利文獻2)。[先行技術文獻][專利文獻][專利文獻I]JP特開2001-275400號公報[專利文獻2]JP特開2007-008349號公報在專利文獻I所記載的技術中,需要根據其瞬間的電力使用量而變化發動機的發電量,因此在電力使用量較少時,在發動機效率較差的低輸出區域進行運轉,存在能量效率較低的問題。另外,存在如下課題:即不能夠進行超過基于發動機的可供給電力的電力使用。在專利文獻2所記載的技術中,在電力使用量較少時,通過使用蓄電池電力而抑制發動機的低輸出運轉,但是蓄電池蓄電量殘留殆盡的情況下,其以后的電力需求需要僅由發動機發電來供應,如前述那樣存在電力供給量不足的可能性。另外,在如此將汽車作為發電裝置而使用的情況下,車輛停止的狀態中需要使發動機長時間運轉,因此容易產生因冷卻水溫度上升引起的過熱、催化劑溫度的降低等,需要對此進行避免的對策。
發明內容
鑒于上述那樣的問題點,本發明的目的在于提供一種電力供給系統,其利用混合動力汽車、家庭用的蓄電裝置,以高效率提供環境負荷低的發動機發電。為了達到上述目的,本發明的電力供給系統的特征在于,具有多個電力源,供給與需求電力相對應的電力時,切換所述電力源,在所述電力源中包含來自汽車的電力供給,在實施來自所述汽車的電力供給時,基于包含將來的預測的電力需求量的時間推移、包含將來的預測的其他的電力源的可供給電力量的時間推移這樣的來自外部的信息,來決定在所述汽車上搭載的發動機的發電量。
根據所涉及的結構,通過考慮將來的電力需求量而決定發電量,能夠在保持電力的收支平衡的同時實現效率良好的發動機運轉(發電)。另外,作為本發明的電力供給系統的其他方式,特征在于,在將來所述電力需求量有可能增加的情況下,控制所述發動機,使得與并非如此的情況相比,所述發動機的EGR(Exhaust Gas Recirculation,廢氣再循環)量變多。根據所涉及的結構,在發動機低輸出運轉時,在知道將來發動機輸出增加的狀況下,由于能夠允許催化劑溫度的降低,因此能夠增加EGR量,結果能夠保持排氣性能,并能夠實現高效率的發動機發電。另外,作為本發明的電力供給系統的其他的方式,以如下方式控制所述發動機:在存在將來所述電力需求量較低地推移的可能的情況下,與并非如此的情況相比較,冷卻水
溫度變高。利用所涉及的結構,在將來發動機輸出不增加那樣的狀況中能夠比通常的運轉更高地設定冷卻水溫度,因此能夠減少冷卻損失,并使得EGR量增加時的燃燒穩定化,作為結果,能夠在避免過熱、失火(misfire)的同時,實現高效率的發動機發電。另外,作為本發明的電力供給系統的其他的方式,在從所述汽車供給電力時,不使用汽油、輕油等通常作為所述汽車用的燃料的燃料,而使用家庭用的氣體燃料來進行發電。利用所涉及的結構,能夠在不損失作為汽車的本來的功能的移動性能的情況下,使用現狀的基礎設施來實現發動機的發電。另外,作為本發明的電力供給系統的其他的方式,特征在于,具有多個電力使用模式,在電力需求超過所述電力源的能夠供給電力的極限量時,根據所述能夠供給電力的極限量,切換所述電力使用模式。根據所涉及的結構,即使在電力需求較大而超過能夠電力供給的極限量那樣的狀況下,也能夠通過限制電力使用量并且從優先順位高的電氣設備供給電源,從而防止系統掉電(夕'' 々 >),而實現可靠性高的電源系統。[發明的效果]根據本發明,在從汽車向家庭用設備供給電力時,即使在電力使用量較大地變動的狀況下,通過考慮將來的電力需求而使發動機控制量最佳化,能夠在避免排氣性能惡化、過熱的同時實現高效率的發動機發電。
圖1是表示將基于本發明第I實施方式的電力供給系統應用于家庭用電源的系統的結構的系統結構圖。圖2是本發明第I實施方式的電力供給系統的作為電力供給源的汽車系統的結構圖。圖3是表示基于本發明第I實施方式的E⑶8的結構的系統方框圖。圖4是表示基于本發明第I實施方式的電力供給系統中的汽車用發動機的控制內容的流程圖。圖5是基于本發明第I實施方式的電力供給系統的發動機發電控制的時序圖。圖6是基于本發明第2實施方式的電力供給系統的汽車用發動機的結構圖。
圖7是基于本發明第2實施方式的電力供給系統的發動機燃料控制的流程圖。圖8是基于本發明第3實施方式的電力供給系統的汽車用發動機的結構圖。圖9是基于本發明第3實施方式的電力供給系統的EGR控制的流程圖。圖10是基于本發明第3實施方式的電力供給系統的EGR控制的時序圖。圖11是表示基于本發明第4實施方式的電力供給系統的最大供給電力和電力使用模式的關系的圖。圖12是基于本發明第4實施方式的電力供給系統的電力使用控制的流程圖。圖13是基于本發明第5實施方式的電力供給系統的、作為電力供給源的汽車系統以及作為充電對象的電動汽車的構成圖。圖14是基于本發明第5實施方式的電力供給系統的冷卻水溫度控制以及EGR控制的流程圖。圖15是基于本發明第5實施方式的電力供給系統的冷卻水溫度控制以及EGR控制的時序圖。符號說明:I 汽車2 家庭3家庭用電氣設備4系統電力5太陽光發電裝置6 二次電池7汽車用發動機8電子控制裝置(EOT)8a輸入電路8b輸入輸出端口8cRAM8dR0M8eCPU8f節氣門開度控制部8g燃料噴射控制部8h點火控制部8i交流發電機控制部Sj變速器控制部9家庭用電力控制裝置10起動機11交流發電機12變換器13曲柄角傳感器14變速器15減速齒輪
16 輪胎17燃燒室18火花塞19吸氣管20節氣門21氣流傳感器22汽油用燃料噴射裝置23高壓燃料泵24氣體用燃料供給裝置25冷卻水溫度傳感器26排氣管27三元催化劑28催化劑溫度傳感器29空燃比傳感器30EGR 配管3IEGR 閥32電動汽車33蓄電池控制器34電動汽車用變換器35電動汽車用二次電池36電動汽車用電動機
具體實施例方式以下,使用圖1 圖5,對基于本發明第I實施方式的電力供給系統的結構以及動作進行說明。最初,使用圖1,對將基于本實施方式的電力供給系統適用于家庭用電源的情況下的結構進行說明。圖1是表示將基于本發明第I實施方式的電力供給系統適用于家庭用電源的系統的結構的系統結構圖。出于在家庭2中使用的家庭用電氣設備3的目的,除了從電力公司送出的系統電力4,作為電力源還具備有汽車1、太陽光發電裝置5、二次電池6,因此即使在因停電等而使系統電力中斷的情況下,也能夠使用上述的電力源而供給家庭用電氣設備的使用電力。圖2是基于本發明第I實施方式的電力供給系統的、作為電力供給源的汽車系統的結構圖。汽車I具備發動機7作為動力源,是實施火花點火式燃燒的汽車用的4氣缸汽油發動機。并具備用于使發動機始動的起動機10、和將發動機的動力變換為電力的交流發電機11。在發動機的曲柄軸上,具備用于檢測發動機的旋轉角度的曲柄角傳感器13。在發動機7的曲柄軸上,設置變速器14,并經由減速齒輪15與車輪16連接。發動機的控制量由電子控制裝置(ECU) 8所控制。在從汽車I向家庭2供給電力的情況下,ECU基于從曲柄角傳感器13得到的信號(發動機旋轉速度)、和從家庭用的電力控制裝置9發送的電力需求信息,對發動機進行控制。家庭用的電力控制裝置9與存在多個的家庭用電氣設備3進行信息通信,使用過去的電力需求學習值、各電氣設備的計時器預約信息等,而對家庭中的將來的電力需求量進行預測。所預測的電力需求被發送到ECU。另外,二次電池6的殘量信息也經由家庭用電力控制裝置9而被發送到E⑶8。發動機7的動力利用交流發電機11而被變換為電力,經由變換器12而被發送到家庭,與來自其他的電力源(系統電力4、太陽光發電裝置5、二次電池6)的供給電力一起被家庭用電氣設備所使用。另外,在電力供給量高于電氣設備的使用量的情況下,剩余量的電力在二次電池6中被蓄電。圖中,分別記載了電力線和信息通信線,但是假定使用電力線來進行信息通信的電力線傳輸通信。另外,也可利用智能電話等以無線方式實施信息通信。本實施方式中,列舉了以作為動力源僅具有發動機的汽車作為電力源的系統的結構,但是不限于該結構,例如,以并用發動機和電動機的混合動力汽車等的搭載了發動機的汽車為電力源的結構即可。接下來,使用圖3,對基于本實施方式的E⑶8的結構進行說明。圖3是表示基于本發明第I實施方式的E⑶8的結構的系統方框圖。曲柄角傳感器13的輸出信號和來自家庭用的電力控制裝置9的電力需求信息,輸入到E⑶8的輸入電路8a。但是,輸入信號不限于這些。各輸入信號被發送到輸入輸出端口8b內的輸入端口。發送到輸入輸出端口 8b的信號,在RAM8c中被保管,在CPU8e被進行運算處理。對運算處理內容進行記述的控制程序被預先寫入在ROMSd中。表示根據控 制程序而運算的各設備的動作量的值,被保存在RAM8c中后,被發送到輸入輸出端口 8b內的輸出端口,并經由各輸出部而被發送到各設備。本實施方式的情況下,作為輸出部,具有節氣門開度控制輸出部8f、燃料噴射制御輸出部8g、點火控制輸出部8h、和交流發電機控制輸出部8i。各電路分別與發動機7、交流發電機11連接。E⑶8基于來自家庭的電力需求預測值,而對發動機7的輸出進行調整,對交流發電機11的發電量進行控制,從而保持電力的收支平衡,能夠實現高效率的發動機發電。接下來,使用圖4、圖5,對本實施方式的電力供給系統中的發動機(發電機)的基本動作進行說明。圖4是表示基于本發明第I實施方式的電力供給系統中的汽車用發動機的控制內容的流程圖。利用ECU8以規定的周期重復執行圖4所示的控制內容。在步驟S401中,ECUl根據電力線的連接狀況等判斷是否為向外部供給電力的狀態。在判斷為非向外部供給電力中的情況下,不實施一系列的發動機控制而結束控制。在步驟S401中,在判斷為向外部供給電力中的情況下,進入步驟S402,讀入從家庭用的電力控制裝置9發送的電力使用量預測值。其后,在步驟S403中,對從當前到一定期間A后之間的電力使用量累計值%進行運算。其后,在步驟S404中,讀入從家庭用的電力控制裝置9發送的當前的蓄電池蓄電量SOC后,進入步驟S405,根據作為目標的蓄電池蓄電量50(^和當前的蓄電池蓄電量,計算蓄電量過不足量Δ SOC ( Δ SOC = SOCt-SOC)。作為目標的蓄電池蓄電量SOCt被預先存儲在E⑶8內的R0M8d,例如被設定為50%。其后,在步驟S406中,對電力使用量累計值Wh、蓄電量過不足量ASOC、和從當前到某一定期間^后的合計電力需求量Wttrtal進行運算(Wttrtal = WH+Wbat( Λ SOC))。這里,Wbat是蓄電能量的過不足量,根據ASOC運算(Wbat = ASOCX蓄電池容量X蓄電池電壓)。其后,在步驟S407中,對期間平均發動機輸出Pt進行運算(PT = WtotalZt1)。其后,在步驟S408中,判斷期間平均發動機輸出Pt是否比發動機能夠以一定的效率以上進行運轉的輸出下限值Pum更大。輸出下限值Pum預先被存儲在E⑶8內的R0M8d。步驟S408中,在判斷為Pt比Pum大的情況下,進入步驟S409,以發動機的輸出P成為Pt的方式進行控制,結束一系列的控制。在步驟S408中,在判斷為Pt比Pum小的情況下,進入步驟S410,以發動機的輸出P成為O的方式停止發動機的運轉,結束一系列的控制。由此,能夠避免輸出下限值Pum以下的運轉,并能夠實現發電效率高的發動機運轉。圖5是表不基于本發明第I實施方式的電力供給系統的發動機發電控制的時序圖。圖中,從上方起表示電力需求預測、蓄電池殘量S0C、期間平均要求發動機發電量Ρτ、發動機輸出P、發動機熱效率。發動機輸出P、發動機熱效率的時序圖中,為了比較,用虛線一并標記不實施本控制,而實施與當前的電力需求對應的發動機發電控制的情況下的流程圖。若開始發電控制,則基于從家庭用的電力控制裝置9發送的電力需求預測,而對從當前到一定期間h后的電力使用量Wh(圖中附加影線部分)進行運算。根據電力使用量Wh和蓄電量過不足量AS0C,運算期間平均要求發動機發電量Ρτ。初始,期間平均要求發動機發電量Pt比輸出下限值Pum大,因此發動機輸出P被控制為成為期間平均要求發動機發電量Ρτ。在時刻成為ta的時點,由于所運算的期間平均要求發動機發電量Pt比輸出下限值Pum小,因此將發動機停止,僅僅利用蓄電池電力供應電力需求。若時刻成為tb,則以如下方式實施控制:即由于期間平均要求發動機發電量Pt再次超過輸出下限值PUm,因此發動機再次開始轉動而使得發動機輸出P成為期間平均要求發動機發電量Ρτ。同樣,在時刻t。發動機停止,在時刻td發動機再次開始進行轉動。關于發動機輸出P,若將實施本控制的情況與不實施的情況進行比較,則可知:通過本控制使得發動機的輸出變動變小,另外發動機的輸出區域變窄。其結果為,通過不使用發動機熱效率低的低輸出側以及高輸出側,發動機熱效率提高,能夠實現高效率的發電。如以上說明的那樣,根據本實施方式,發動機發電控制中,基于家庭的電力使用量預測,通過對發動機發電量進行控制,能夠一邊保持電力的收支平衡,一邊限制發動機輸出控制幅度,從而能夠實現高效率的發電。以下,使用圖6、圖7,對基于本發明第2實施方式的電力供給系統的結構及動作進行說明。將基于本發明實施方式的電力供給系統適用于家庭用電源的系統的結構與圖1同樣。基于本發明實施方式的電力供給系統的、作為電力供給源的汽車系統的結構與圖2同樣。表不基于本發明實施方式的ECU8的結構的系統方框圖與圖3同樣。在本發明實施方式的、基于電力供給系統的發動機發電控制中,與發動機輸出控制相關的部分與圖4以及圖5同樣。在本發明的實施方式中,特征在于,與基于電力供給系統的發動機發電控制相關,實施燃料的切換。圖6是基于本發明第2實施方式的電力供給系統的汽車用發動機的結構圖。發動機7是實施火花點火式燃燒的汽車用的4氣缸汽油發動機。在吸氣管19的各個適當位置具備對吸入空氣量進行測量的氣流傳感器21、以及與對吸氣管壓力進行調整的電子控制節氣門20。另外,在發動機7中,在各氣缸具備向各氣缸的燃燒室17中供給點火能量的火花塞18,在氣缸蓋(cylinder head)的適當位置具備對發動機的冷卻水的溫度進行測量的冷卻水溫度傳感器25。在燃燒室17內具備用于噴射成為燃料的汽油的汽油燃料噴射裝置22,用于向汽油燃料噴射裝置22供給高壓燃料的高壓燃料泵23,通過燃料配管與汽油燃料噴射裝置22連接。高壓燃料泵23通過燃料配管與汽油箱連接。此外,在吸氣管19內具備用于控制氣體燃料的供給量的氣體燃料供給裝置24。氣體燃料供給裝置24通過氣體用配管而能夠與家庭用氣體(城市燃氣、LPG等)等連接。此外,在排氣管26的各個適當位置具備對排氣進行凈化的三元催化劑27、對三元催化劑27的溫度進行測量的催化劑溫度傳感器28、以及在空燃比檢測器的一狀態中在三元催化劑27的上流側對排氣的空燃比進行檢測的空燃比傳感器29。根據以上的結構,能夠切換使用:使用汽油的發動機驅動、和使用氣體燃料的發動機驅動。圖7是基于本發明第2實施方式的電力供給系統的發動機燃料控制的流程圖。圖7所示的控制內容通過ECU8而以規定的周期重復執行。步驟S701中,E⑶I根據電力線的連接狀況等而判斷是否為向外部供給電力的狀態。在判斷為處于向外部供給電力的狀態的情況下,進入步驟S702,判斷汽車的氣體燃料用的配管是否與家庭用的氣體燃料配管連接。并根據氣體燃料用的配管的壓力、配管連接用的連接器部中設置的電子開關等,判定是否處于連接中。若判斷為配管處于連接中的情況下,進入步驟S703,實施氣體燃料用的發動機控制,結束一系列的控制。具體來說,對于期望的發動機輸出,設定適于氣體燃料的燃料供給量、點火期間、節氣門開度等的控制參數。并將這些氣體燃料用的參數設定值預先存儲到ECU8內的R0M8d。步驟S701中在判斷為并非向外部供給電力的狀態中的情況下、或者在步驟S702中判斷為并非連接著氣體用的配管的情況下,進入步驟S704,實施汽油燃料用的發動機控制,并結束一系列的控制。具體來說,針對期望的發動機輸出,設定適于汽油燃料的燃料噴射量、點火時期、節氣門開度等的控制參數。將這些汽油燃料用的參數設定值預先存儲在ECU8 內的 R0M8d。如以上說明的那樣,根據本實施方式,在從汽車向外部供給電力的情況下,優先使用家庭用的氣體燃料來實施發動機發電,因此能夠在不損失作為移動機構的汽車的功能的情況下(在使用作為移動用的燃料的汽油的情況下),使用現有的設備(基礎設施:4 77 )來繼續發電。以下,使用圖8 圖10,對基于本發明第3實施方式的電力供給系統的結構以及動作進行說明。將基于本發明實施方式的電力供給系統適用于家庭用電源的系統的結構與圖1同樣。
基于本發明實施方式的電力供給系統的作為電力供給源的汽車系統的結構與圖2同樣。表示基于本發明實施方式的ECU8的結構的系統方框圖與圖3同樣。在基于本發明實施方式的電力供給系統的發動機發電控制中,與發動機輸出控制相關的部分與圖4以及圖5同樣。在本發明的實施方式中,特征為,關于電力供給系統的發動機發電控制,實施基于電力使用量預測信息的EGR(Exhaust Gas Recirculation,廢氣再循環)量控制。圖8是基于本發明第3實施方式的電力供給系統的汽車用發動機的結構圖。除了圖6所示的第2實施方式的發動機結構,在本實施方式中,設置排氣管和吸氣管的EGR配管30,在其通路中具備用于對向吸氣管流入的排氣量進行控制的EGR閥31。利用以上的結構,能夠對向燃燒室內導入的EGR量進行控制。EGR的導入對于泵氣損失(# > C 7 口 7 )的降低是有效的,能夠實現燃料消耗率降低,另一方面,在發動機低輸出運轉中,存在因催化劑溫度的降低而引起排氣惡化的危險性。圖9是基于本發明第2實施方式的電力供給系統的、發動機EGR量控制的流程圖。利用ECU8以規定的周期重復執行圖9所示的控制內容。在步驟S901中,ECUl根據電力線的連接狀況等而判斷是否處于向外部供給電力的狀態。在判斷為處于向外部供給電力的狀態的情況下,進入步驟S902,讀入從家庭用的電力控制裝置9送出的電力使用量預測值。其后,進入步驟S903,判斷從當前到一定期間后電力使用量是否存在相比于當前有所增加的可能性。在判斷為不存在增加的可能性的情況下,進入步驟S904,在反映通常的EGR量設定后,進入步驟S906。這里,通常的EGR量設定值,在汽車行駛中所使用的通常運轉模式中,表示實現相同發動機轉矩、發動機轉速的情況下的EGR量設定值,作為發動機輸出的函數而預先存儲在ECU8內的R0M8d。在步驟S903中,在判斷為從當前到一定期間后電力使用量相比于當前存在增加的可能性的情況下,進入步驟S905,對在通常的EGR量設定中追加的EGR增加量進行運算。這里,基于電力使用量的增加期間以及增加量來運算所追加的EGR增加量。具體來說,在不低于催化劑能夠具有排氣凈化性能的下限催化劑溫度的范圍內,以EGR量成為最大的方式進行運算。將運算結果在EGR量設定中反映后,進入步驟S906。在步驟S906中,基于設定的EGR量而對EGR閥的開度進行控制后,結束一系列的控制。EGR量和EGR閥開度的關系,被預先存儲在ECU8內的R0M8d。利用本控制,能夠避免由催化劑溫度的降低引起的排氣凈化性能的降低,并且即使在發動機低輸出運轉中也能夠使EGR量盡可能最大化,能夠提高發動機發電效率。圖10是表示基于本發明第3實施方式的電力供給系統的EGR控制的時序圖。圖中示出了電力需求預測、催化劑溫度、發動機輸出P、EGR閥開度、EGR量、以及發動機熱效率。圖中a)是所預測的電力需求為一定的情況下的時序圖。催化劑溫度需要保持在能夠維持催化劑的排氣凈化性能的下限溫度T。以上,因此EGR量被限制在能夠將催化劑溫度保持為一定的范圍。圖中b)是能夠預測電力需求的增加的情況的時序圖。與上述同樣,催化劑溫度,需要保持在能夠維持觸媒的排氣凈化性能的下限溫度T。以上,但是由于預先知道將來(在時刻的時點)會進入電力需求增加、容易使催化劑溫度上升的運轉條件,因此也可以在當前的EGR量在時刻te的時點不低于T。這樣的范圍中進行控制。其結果為,與a)的情況相比較,能夠增加EGR量,并能夠提高發動機的效率。其后,時刻中電力需求增加,在時刻tf的時點原來的需求減少,但是此時,由于將來不存在電力需求增加的可能性,因此與a)的情況同樣,限制在能夠將催化劑溫度保持為一定的范圍。如以上說明的那樣,根據本實施方式,能夠對基于催化劑溫度降低的排氣惡化進行抑制,并能夠最大限地導入EGR,即使在低輸出運轉時中也能夠進行高效率的發動機發電。以下,使用圖11、圖12,對本發明第4實施方式的電力供給系統的結構以及動作進行說明。將基于本發明實施方式的電力供給系統適用于家庭用電源的系統的結構與圖1同樣。在本發明的實施方式中,特征在于,關于基于電力供給系統的家庭用電力控制,實施與最大供給電力量相對應的電力使用量控制。圖11是表示基于本發明第4實施方式的電力供給系統的、最大供給電力和電力使用模式的圖。最大供給電力Pmax表示能夠從作為電力源的汽車、二次電池、太陽光發電裝置等供給的當前的合計最大電力。電力使用模式M表示規定家庭用的電力使用范圍的模式,M= I是基本能量電力模式,僅允許電力供給系統(家庭用電力控制裝置9)自身的電源供給。M=2,是基本生活電力模式,除了電力供給系統自身的電源供給,還許可與基本生活相關的電力(例如,照明、烹飪用設備用的電源等)的使用。M = 3,是生活環境提高模式,除了電力供給系統自身的電源供給、與基本生活相關的電力供給,還許可與生活環境提高相關的電力供給(例如,冷暖氣設備、洗澡燒水用的電源等)的使用。這些電力使用模式中的最大電力使用量以基本能量電力模式、基本生活電力模式、生活環境提高模式的順序而變大。家庭用電力控制裝置9在最大供給電力相對于使用電力足夠大時O P2),將電力使用模式設為M = 3,使得家庭用設備全部能夠使用。若最大供給電力減少,變為不能夠全部使用家庭用設備的狀況(< P2),則將電力使用模式切換為M = 2,確保照明、烹飪等生活所必須的電力使用。若最大供給電力進一步減少,變為連照明、烹飪等的電力都不能夠供給的狀況(< P1),則將電力使用模式切換為M= 1,限制于僅電力供給系統(家庭用電力控制裝置9)自身的電源供給,避免電力供給系統掉電(夕' 々> )。圖12是基于本發明第4實施方式的電力供給系統的、電力使用量控制的流程圖。利用家庭用電力控制裝置9,以規定的周期重復執行圖12所示的控制內容。步驟S1201中,家庭用電力控制裝置9與連接中的電力源進行通信,讀入當前的最大電力供給量Pmax。接下來,在步驟S1202中,判斷Pmax是否比用于供應家庭用的電力所需要的足夠的電力P2小。在判斷為Pmax比P2大的情況下,在步驟S1206中,將電力使用模式設定為M = 3,在步驟S1207中實施電力使用控制。該情況下,具體來說,除了電力供給系統自身的電源供給、與基本生活相關的電力供給外,許可與生活環境提高相關的所有電力供給的使用。在步驟S1202中,在判斷為Pmax比P2小的情況下,在步驟S1203中,判斷Pmax是否比為了供應照明、烹飪器具用的電力所需要的充分的電力P1小。在判斷為Pmax比P1大的情況下,在步驟S1205中,將電力使用模式設定為M = 2,并在步驟S1207中實施電力使用控制。該情況下,具體來說,許可電力供給系統自身的電源供給和與基本生活相關的電力供給。在步驟S1203中,在判斷為Pmax比P1小的情況下,利用步驟S1204將電力使用模式設定為M= 1,在步驟S1207實施電力使用控制。該情況下,具體來說,僅許可電力供給系統自身的電源供給。如以上說明的那樣,根據本實施方式,即使在電力供給不足的情況下,通過與最大電力供給量相對應地進行考慮了使用優先級的電力使用制限,能夠避免系統掉電(夕'' 々>),并能夠有效地利用電力。以下,使用圖13 圖15,對基于本發明第5實施方式的電力供給系統的結構以及動作進行說明。圖13是將基于本發明實施方式的電力供給系統利用于電動汽車的充電的系統的結構。成為電力源的汽車I的結構與圖2同樣。汽車I將利用發動機7以及發電機(交流發電機)11進行發電的電力經由變換器12而供給到電動汽車32。從汽車I送出的電力,經由電動汽車用變換器34而在電動汽車的二次電池35中被蓄電。電動汽車32具備用于對二次電池35進行控制的控制裝置(BCU33),并與作為電力源的汽車I的ECU8進行信息通信。具體來說,從BCU33向ECU8發送電動汽車的充電電力預測值。另外,在電動汽車32行駛時,利用在二次電池35蓄電的電力對電動機36進行驅動,并將其驅動力經由減速齒輪15而傳輸到輪胎16。表不基于本發明實施方式的ECU8的結構的系統方框圖與圖3同樣。在本發明的實施方式中,特征在于,關于基于電力供給系統的發動機發電控制,實施基于電力使用量預測信息的冷卻水溫度以及EGR量控制。圖14是基于本發明第5實施方式的電力供給系統的、發動機冷卻水溫度以及EGR量控制的流程圖。利用ECU8,以規定的周期重復執行圖14所示的控制內容。步驟S1401中,E⑶I根據電力線的連接狀況等,判斷是否為向外部供給電力的狀態。在判斷為向外部供給電力的狀態中的情況下,進入步驟S1402,并讀入從BCU33發送的電力使用量預測值。其后,進入步驟S1403,在從當前到一定期間后,判斷是否存在電力使用量相比于當前有所增加的可能性。若判斷為存在增加的可能性的情況下,進入步驟S1405,在反映通常的冷卻水溫度設定后,進入步驟S1406。這里,所謂通常的冷卻水溫度設定值,是汽車在行駛中被使用的通常模式中,實現相同發動機轉矩、發動機轉速的情況下的冷卻水設定溫度,被預先存儲在ECU8內的R0M8d。在步驟S1403中,在判定為從當前到一定期間后不存在電力使用量相比于當前有所增加的可能性的情況下,進入步驟S1404,對相對于通常的冷卻水溫度設定的溫度上升幅度進行計算。這里,基于當前的發動機輸出P以及發動機成為過熱(才一〃一t一卜)的極限冷卻水溫度Tffl,來運算溫度上升幅度。具體來說,以在發動機未過熱的范圍內冷卻水溫度成為最高的方式進行運算。將運算結果在冷卻水溫度設定反映后,進入步驟S1406。在步驟S1406中,以成為設定的冷卻水溫度的方式實施溫度控制。通過對供給到發動機的冷卻水的流量或經由散熱器的冷卻水的量進行控制來實現溫度控制。其后,在步驟S1407中,基于當前的冷卻水溫度而實施EGR閥開度控制。冷卻水溫度和EGR閥開度的關系,被預先存儲在ECU8內的R0M8d。冷卻水溫度高的情況下,即使在高EGR狀態中也容易確保燃燒穩定性,因此能夠增大EGR閥開度而增加EGR量,并能夠提高燃料消耗率。圖15是表示基于本發明第5實施方式的電力供給系統的冷卻水溫度以及EGR控制的時序圖。圖中示出了電力需求預測、電池殘量SOC、發動機輸出P、冷卻水溫度、EGR閥開度、EGR量、以及發動機熱效率。電力需求預測是從B⑶發送到E⑶的信息。二次電池的充電時,通常,從充電開始(tst)到成為特定的電池殘量SOCa的時刻(tg)的期間,實施以一定的電流量進行充電的恒電流充電,從成為特定的電池殘量SOCa的時刻(tg)到充電結束(tst)的期間,為了避免電池的過充電,采用以一定的電壓進行充電直到成為目標充電量的方法。因此,只要不存在充電中的電力利用等干擾,從充電開始到結束,電力需求不會較大地增加。充電期間中,發動機輸出P有必要與電力需求預測對應而變化。在充電開始時點中(tst),判斷為將來不存在電力需求增加的可能性,因此冷卻水溫度設定為比通常的溫度設定Tw高的溫度。此時的設定溫度,設定為比發動機過熱極限溫度Tra低的值。這里,所謂通常的溫度設定Tw,是指在汽車行駛中被使用的通常模式中,實現相同發動機轉矩、發動機轉速的情況下的冷卻水設定溫度。設定冷卻水溫度后,實施冷卻水溫度控制(流量控制)而使冷卻水溫度漸漸上升。此時,與冷卻水溫度的上升相伴,增大EGR閥開度,并增加EGR量。由此,能夠一邊抑制由EGR增加引起的燃燒不穩定化,一邊利用泵氣損失降低效果提高發動機熱效率。如以上說明的那樣,根據本實施方式,通過包含將來預測來判斷是否是使冷卻水溫度高溫化時不產生問題的發動機運轉條件,從而能夠一邊避免因冷卻水溫度高溫化引起的震動O々'' )、過熱,一邊實施EGR量的增量,提高發動機的熱效率。
權利要求
1.一種電力供給系統,其特征在于, 具有多個電力源,并在供給與需求電力相對應的電力時,切換所述電力源,其中,在所述電力源中包含來自汽車的電力供給。
2.根據權利要求1所述的電力供給系統,其特征在于, 在實施來自所述汽車的電力供給時,基于來自與所述汽車電連接的外部的信息,決定所述汽車上搭載的發動機的控制量。
3.根據權利要求2所述的電力供給系統,其特征在于, 來自所述外部的信息包括以下信息的其中之一,即:包含將來的預測的電力需求量的時間推移、包含將來的預測的其他電力源的可供給電力量的時間推移。
4.根據權利要求2所述的電力供給系統,其特征在于, 所述發動機的控制量是EGR量,以如 下方式對所述發動機進行控制:在從現時點到一定時間后為止所述電力需求量有可能增加的情況下與并非如此的情況相比較,EGR量變多。
5.根據權利要求1所述的電力供給系統,其特征在于, 具有多個電力使用模式,并且在電力需求超過所述電力源的電力供給可能極限量時,按照所述電力供給可能極限量來切換所述電力使用模式。
6.根據權利要求5所述的電力供給系統,其特征在于, 在所述電力使用模式中,具有假定電力供給系統自身的電源供給的基本能量電力模式。
7.根據權利要求5所述的電力供給系統,其特征在于, 在所述電力使用模式中,具有假定與基本生活相關的電力供給的基本生活電力模式。
8.根據權利要求5所述的電力供給系統,其特征在于, 在所述電力使用模式中,具有假定與生活環境提高相關的電力供給的生活環境提高模式。
9.根據權利要求5所述的電力供給系統,其特征在于, 控制為:所述模式中的最大電力使用量按照基本能量電力模式、基本生活電力模式、生活環境提高模式的順序增大。
10.一種汽車控制裝置,是能夠向外部供給電力的汽車的控制裝置,其特征在于, 所述汽車控制裝置被用作具有多個電力源并且在供給與需求電力對應的電力時切換所述電力源的電力供給系統的所述電力源的一個。
11.根據權利要求10所述的汽車控制裝置,其特征在于, 基于來自與所述汽車電連接的外部的信息,決定在所述汽車上搭載的發動機的控制量。
12.根據權利要求11所述的汽車控制裝置,其特征在于, 來自所述外部的信息包括以下信息的其中之一,即:包含將來的預測的電力需求量的時間推移、包含將來的預測的其他電力源的可供給電力量的時間推移。
13.根據權利要求11所述的汽車控制裝置,其特征在于, 使用電力線傳輸通信或智能電話來進行所述汽車與外部的信息通信。
14.根據權利要求11所述的汽車控制裝置,其特征在于, 所述發動機的控制量是所述發動機的發電量,以所述發動機的發電量的變化率相對于所述電力需求量的變化率變小的方式控制所述發動機的發電量。
15.根據權利要求14所述的汽車控制裝置,其特征在于, 在一個所述電力源中具備二次電池,根據從現時點到一定時間后為止的所述電力需求量的累計值、和所述二次電池的蓄電量,決定所述發動機的發電量。
16.根據權利要求15所述的汽車控制裝置,其特征在于, 在所述發動機的發電量為能夠以某特定的效率進行發電的發動機輸出下限值以下的情況下,停止所述發動機的發電。
17.根據權利要求11所述的汽車控制裝置,其特征在于, 所述發動機的控制量是EGR量,以如下方式控制所述發動機:在從現時點到一定時間后為止所述電力需求量有可能增加的情況下與并非如此的情況相比,EGR量變多。
18.根據權利要求11所述的汽車控制裝置,其特征在于, 所述發動機的控制量是冷卻水溫度,以如下方式控制所述發動機:在從現時點到一定時間后為止所述電力需求量有可能以一定值以下進行推移的情況下與并非如此的情況相t匕,冷卻水溫度變高。
19.根據權利要求10所述的汽車控制裝置,其特征在于, 在從所述汽車向外部供給電力時,不使用汽油、輕油等通常作為所述汽車用的燃料的燃料,而使用家庭用的氣體燃料進行發電。
20.一種汽車控制裝置, 是能夠向外部供給電力的汽車的控制裝置,其特征在于, 基于從與所述汽車電連接的外部得到的包含將來的預測的電力需求量的時間推移信息,決定在所述汽車上搭載的發動機的發電量。
全文摘要
本發明提供一種電力供給系統以及能夠向外部供給電力的汽車控制裝置,在具有多個電力源并且供給與需求電力相對應的電力的電力供給系統中,在從作為一個電力源的汽車向外部供給電力時,保持電力收支的平衡,同時實現高效率的發動機發電。在實施來自汽車的電力供給時,基于包含將來的預測的電力需求量的時間推移、包含將來的預測的其他的電力源的可供給電力量的時間推移這樣的來自外部的信息,來決定在所述汽車上搭載的發動機的發電量。
文檔編號F02D19/06GK103208853SQ20131000571
公開日2013年7月17日 申請日期2013年1月8日 優先權日2012年1月13日
發明者熊野賢吾, 白石拓也, 助川義寬, 押領司一浩 申請人:株式會社日立制作所