專利名稱：電動車輛的再生控制裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電動車輛的再生控制裝置
背景技術：
諸如電動車輛(EV)或者混合動力電動車輛(HEV或者PHEV)的電動車輛包括電池裝置和發動機，該電池裝置包括多個蓄電池(二次電池；以下稱為電池)，該發動機通過電池裝置的電能供應而旋轉，并且利用作為驅動源的發動機驅動驅動輪。在這種電動裝置中，在制動時，通過發動機的再生扭矩來制動驅動輪，發動機利用驅動輪的扭矩產生電能，并且被再生的電能被充入電池內，從而進行電能再生。[專利文獻I] JP-A-2005-033981]
發明內容
在上述電動車輛中，在再生時，為了防止電池充電過度，再生電流被控制以使得電池的電壓不會超過上限電壓。例如，如圖7所示，在制動時，在電池中流動的再生電流通過發動機而產生，在發動機中，通過利用直到電池電壓達到上限電壓Vu前的最大可流動再生電流進行再生。另外，如果繼續間歇地進行制動，電池電壓還會增大，此時，在電池電壓達到上限電壓Vu的時刻t時，再生電流減小。在圖9中，一個脈沖表示單次制動，脈沖寬度被顯示為都相同，以便簡化附圖。作為用于電池裝置中的電池，存在一種具有相對較高輸入特性(充電特性)的電池。在具有這種特性的電池中，被減小的再生電流相對較大。在這種電池中，由于輸入特性較高，所以再生電流的可接受性相對于初始輸入時間沒有改變，因而，即使在接近滿電時，單次制動中電池電壓的增大量仍然較大。因而，當控制電能再生從而使得電池的電壓不會超過上限電壓Vu時，再生電能的量在電池電壓達到上限電壓Vu的時刻t顯著地減小，如圖9所示，這樣，被減小的再生電流會變得較大。如果在再生制動期間再生電流減小，則再生扭矩也隨著電流的減小而減小(缺少再生扭矩)，因而，制動力由于扭矩缺乏而減小。另外，當在再生制動期間被減小的再生電流較大的情況下，再生扭矩，即，制動力，也會顯著減小。因而，當駕駛員在再生制動期間操作腳制動器(foot brake)時，由于扭矩缺乏駕駛員具有不安的制動感覺。即，即使駕駛員將恒定的力作用在制動踏板上，駕駛員仍然會感覺到制動力在減小。本發明的一個方面的優點在于提供一種電動車輛的再生控制裝置，其可以在再生制動期間，當電池的電壓增大到上限附近時，抑制再生電流和再生扭矩大幅度地改變。另外，本發明的第二方面的另一優點在于提供一種電動車輛的再生控制裝置，其能夠通過根據電池的溫度切換電能再生控制從而防止電池損壞并抑制駕駛員的不適的駕駛感。根據本發明的第一方面，提供一種電動車輛的再生控制裝置，其包括電動發電機，電動發電機被構造成通過制動電動車輛的驅動輪而進行電能再生；
電池，由電動發電機再生的電能被供應到電池；監控部件，監控部件包括充電率檢測部件和電壓值檢測部件中的至少一個，充電率檢測部件被構造成檢測電池的充電率，電壓值檢測部件被構造成檢測電池的電壓值；和控制部件，控制部件被構造成根據監控部件檢測的電池的充電率和電壓值中的至少一個來控制電動發動機的電能再生；其中，控制部件被構造成隨著充電率和電壓值的至少一個增大時，減小電動發電機的再生電流。控制部件被構造成隨著由充電率檢測部件檢測的充電率增大時，減小電動發電機的再生電流。控制部件被構造成在電池的充電率小于預定值的狀態下，隨著充電率增大時限制電動發電機的再生電流的減小。
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控制部件被構造成通過進行多次電能再生而進行一系列再生控制，并且使得多次電能再生中的每次電能再生中的再生電流恒定。控制部件被構造成隨著由電壓值檢測部件檢測的電壓值增大時，減小電動發電機的再生電流。控制部件被構造成通過進行多次電能再生而進行一系列再生控制，并且使得多次電能再生中的每次電能再生中的再生電流的減小率恒定。控制部件被構造成使得在多次電能再生中的一次的開始時的再生電能的量等于一次電能再生之前的另一次電能再生結束時的再生電能的量。再生控制裝置可以被如下構造監控部件進一步包括溫度檢測部件，溫度檢測部件被構造成檢測電池的溫度；并且控制部件被構造成隨著由溫度檢測部件檢測的電池的溫度增大時，增大再生電流。根據本發明的第二方面，提供一種電動車輛的再生控制裝置，其包括電動發電機，電動發電機被構造成通過制動電動車輛的驅動輪而進行電能再生；電池，由電動發電機再生的電能被供應到電池；溫度檢測部件，溫度檢測部件被構造成檢測電池的溫度；電壓檢測部件，電壓檢測部件被構造成檢測電池的電壓值；充電率檢測部件，充電率檢測部件被構造成檢測電池的充電率；和控制部件，控制部件被構造成控制電動發電器的電能再生；其中，在由溫度檢測部件檢測的電池的溫度低于預定值的狀態下，控制部件根據由電壓檢測部件檢測的電池的電壓值設定供應到電池的再生電流；并且其中，在由溫度檢測部件檢測的電池的溫度等于或者高于預定值的狀態下，控制部件根據由充電率檢測部件檢測的充電率來設定供應到電池的再生電流。控制部件被構造成隨著電池的溫度增大而增大再生電流。基于充電率計算的再生電流相對于電池的溫度的增大率大于基于電壓值計算的再生電流相對于電池的溫度的增大率。
圖I是示意性地說明根據本發明的電動車輛的再生控制裝置的構造示意圖；圖2是說明在如圖I所示的電動車輛的再生控制裝置中的控制的第一實施例的流程圖；圖3是用于圖2的控制的映射圖；圖4是說明根據圖2所示的控制的電池電壓、再生電流和再生扭矩的改變的實例的時間圖；圖5是說明在如圖2所示的電動車輛的再生控制裝置中的控制的修改例的流程圖；圖6是用于圖5的控制的映射圖；圖7是說明在如圖I所示的電動車輛的再生控制裝置中的控制的第二實施例的流`程圖； 圖8是用于圖7的控制的映射圖；圖9是說明根據圖7所示的控制的電池電壓、再生電流和再生扭矩的改變的實例的時間圖；圖10是說明在如圖7所示的電動車輛的再生控制裝置中的控制的修改例的流程圖；圖11是用于圖10的控制的映射圖；圖12是說明在如圖I所示的電動車輛的再生控制裝置中的控制的第三實施例的流程圖；圖13是說明根據圖12所示的控制的電池電壓、再生電流和再生扭矩的改變的實例的時間圖；圖14是說明根據現有技術的再生控制的電池電壓、再生電流和再生扭矩的改變的時間圖。
具體實施例方式以下，將參考圖I至6說明根據本發明的電動車輛的再生控制裝置的實施例。將利用作為實例的電動車輛來說明根據本發明的電動車輛的再生控制裝置，但是本發明不限于電動車輛，而且可以被應用到例如混合動力電動車輛的電動車輛上。圖I是示意性地說明根據本發明的電動車輛的再生控制裝置的構造示意圖；圖2是說明在如圖I所示的電動車輛的再生控制裝置中的控制的第一實施例的流程圖；圖3是用于圖2的控制的映射圖；和圖4是說明根據圖2所示的控制的電池電壓、再生電流和再生扭矩的改變的實例的時間圖。車輛10是電動車輛。車輛10包括左右前輪IlL和I IR，左右后輪12L和12R，制動裝置13L和13R被分別地安裝在前輪IlL和IlR上，制動裝置14L和14R被分別地安裝在后輪12L和12R上。車輛10是后輪驅動型的，后輪12L和12R通過齒輪箱15機械地連接到發動機(電動發電機)16以旋轉發動機16，從而驅動后輪12L和12R。發動機16還起發電機的作用。在圖I中的“Fr”表示車輛的前側。這里，以后輪驅動構造作為實例，但是也可以采用前輪驅動構造或者四輪驅動構造。
發動機16通過轉換器17和電力電纜20被電連接到電池裝置(電池)18，該轉換器17進行DC-AC轉換，來自電池裝置18的電能經由轉換器17和電力電纜20被供應到發動機16。指示發動機扭矩的ECU (電子控制單元；控制部件)19被連接到轉換器17。另外，電池裝置18包括多個電池，并將電池的溫度、再生電流、電池電壓、SOC (充電狀態)等輸出到E⑶19。SOC可以被假定為充電率。E⑶19包括進行計算的CPU (微型計算機)、作為控制程序的存儲區域的ROM (只讀存儲器)、作為控制程序的工作區域的RAM (隨機存取存儲器)，進行輸入和輸出各種信號的I/O接口等硬件，并且還包括進行各種預定控制的作為軟件的控制程序。另外，例如，在車輛10的運轉中，E⑶19根據車速、加速踏板的打開程度等將合適的運行扭矩通知給轉換器17并利用電池裝置18供應的電能旋轉發動機16以驅動后輪12L和12R,從而輸出已通知的旋轉扭矩。另一方面，當車輛10制動時，ECU19根據制動踏板的踩踏程度等控制制動裝置13L、13R、14L和14R，以制動前輪11L、11R和后輪12L和12R，并且利用發動機16的再生扭`矩制動后輪12L和12R。這里，E⑶19通過利用作為驅動輪的后輪12L和12R的扭矩的發動機16產生電能，然后將產生的電能通過轉換器17和電力電纜20供應到電池裝置18，從而進行電能再生。再生扭矩具有兩種類型的扭矩，一種是基于制動踏板的踩踏程度(制動踏板再生)的扭矩，一種是對應于引擎車輛的引擎制動(引擎制動再生)的扭矩。以下將說明根據本發明的第一實施例的再生控制裝置。當電池裝置18的電池電壓達到上限電壓時，發動機16的再生扭矩被限制，并且限制電池裝置18中的再生電流的流動。在再生制動期間，為了在再生電流被限制時抑制再生扭矩的大幅度浮動，E⑶19監控電池裝置18的S0C，根據SOC計算再生電流，并且控制發動機16的再生扭矩，從而不會超過再生電流。以下將參考圖2的流程圖、圖3的映射圖、圖4的時間圖以及圖I來說明該控制。在圖4中，一個脈沖表示單次制動，所有脈沖寬度都被顯示為相同，以便簡化附圖。另外，為了進行對比，現有技術中的再生電流和再生扭矩的時間圖用虛線表不。首先，監控從電池裝置18輸出的SOC (步驟SlOl)。電池裝置18的SOC與電池電壓有關。例如，通過安裝監控單元(充電率檢測部件)和將SOC從監控單元輸出到E⑶19來監控電池裝置18的S0C。該監控單元測量電池裝置18的電池電壓并根據測量的電池裝置18中的電池電壓計算S0C。另外，通過根據從電池裝置18輸出到E⑶19的電池電壓計算S0C，從而可以利用E⑶19 (充電率檢測部件)監控電池裝置18的S0C。根據再生電流與SOC的映射來計算相對于被輸出的SOC的再生電流，如圖3所示(步驟S102)。計算的再生電流是指能夠在相應的條件下流動的最大電流值(上限值)。在圖3所示的映射圖中，在SOC低于預定值的情況下，相對于SOC的再生電流具有大約恒定的值，而當SOC等于或者高于預定值的情況下，隨著SOC的增加再生電流會減小。其原因為由于即使在SOC低于預定值的情況下充電能量被充分地供應到電池裝置18，電池電壓也不會達到電池裝置18的上限電壓，再生的電能的盡可能的供應能夠使得電池裝置18高效地充電。因而，在SOC低于預定值的情況下，即不同于SOC等于或者高于預定值的情況，可以防止隨著SOC增大再生電流減小。例如，在SOC小于完全充電的一半的狀態下，再生電流具有大致恒定的值，在SOC等于或者高于充了一半電的的狀態下，隨著SOC的增大再生電流減小。
另外，發動機16的再生扭矩被通知給轉換器17，以便不會超過計算的再生電流(步驟S103)。即，根據電池裝置18的S0C，如果SOC等于或者高于預定值，則隨著SOC增大再生電流減小。采用這種控制，如圖4所示，無論什么時候進行再生，電池電壓都會增大，但是由于隨著電池電壓增大SOC增大，所以在SOC是預定值或者高于預定值時減小再生電流。因而，在電池電壓達到上限電壓Vu的時刻t，由于再生電流已經處于減小狀態，所以沒有必要每次大幅度地減小再生電流，這不同于現有技術。因此，能夠控制再生電流，從而電池電壓不會超過上限電壓Vu，由于當電池電壓增大到上限電壓附近時，再生電流的改變和再生扭矩的改變會減小，所以能夠減小制動時產生的不適感。這里，在圖4中，在制動開始時，利用圖3的映射圖，根據電池裝置18的SOC來計算再生電流，在單次制動(一次電能再生期間)，再生電流與計算的再生電流都是恒定的。另夕卜，通過多次進行電能再生，可以進行一系列再生控制，在多次電能再生中的每次電能再生的再生電流可以是恒定的。優選地，使再生電流在一次電能再生期間為恒定，這樣做是考慮到即使當再生電流供應到電池裝置18時，再生電流不會立刻反應在SOC上，SOC也不會相對于電池電壓的改變而立刻改變。在這種情況下，再生電流在一次電流再生期間是恒定的，但`是由于在再生中隨著電池電壓增大再生電流會減小，當電池電壓達到上限電壓Vu的時刻t時，再生電流已經處于減小狀態，而且在那一時刻再生電流的改變和再生扭矩的改變會減小，從而減小不適的制動感覺。以下將說明第一實施例的修改例。圖5是說明本修改例的控制的流程圖，圖6是用于圖5所示的控制的映射圖。由于本修改例中的電動車輛的再生控制裝置可以具有與根據第一實施例的圖I所示的電動車輛的再生控制裝置相同的構造，所以這里省略重復的說明。在本修改例中的電動車輛的再生控制裝置中，當電池裝置18的電池電壓達到上限電壓時，發動機16的再生扭矩被限制，并且電池裝置18中的再生電流流動被限制。在再生制動期間，為了當限制再生電流時抑制再生扭矩的大幅度浮動，ECU19監控電池裝置18的SOC和電池溫度，根據SOC和電池溫度計算再生電流，并且控制發動機16的再生扭矩，從而不會超過再生電流。參考圖5的流程圖和圖6的映射圖，以及圖I來說明這種控制。首先，監控從電池裝置18輸出的SOC和電池溫度(步驟S111)。關于電池溫度，例如，每個電池的溫度通過上述的監控單元(溫度檢測部件)來監控。另外，電池裝置18的電池溫度可以由E⑶19 (溫度檢測部件)來直接監控。這里，電池溫度優選地為電池裝置18的所有電池中處于最低溫度的電池的溫度。根據再生電流與SOC以及電池溫度的3D映射來計算相對于輸出的SOC和電池溫度相關的再生電流，如圖6所示(步驟S112)。計算的再生電流是指能夠在相應的條件下流動的最大電流值(上限值)。在圖6所示的3D映射圖中，在SOC低于預定值的情況下SOC的再生電流具有大約恒定的值，而當SOC等于或者高于預定值的情況下，隨著SOC的增加再生電流會減小。另外，在相對于電池溫度的再生電流中，隨著電池溫度減小時再生電流減小，而隨著電池溫度增大時再生電流增大。例如，在SOC小于完全充電的一半的狀態下，再生電流具有大致恒定的值，在SOC等于或者高于充了一半電的狀態下，隨著SOC增大再生電流減小。
另外，發動機16的再生扭矩被通知給轉換器17，以便不會超過計算的再生電流(步驟S113)。即，再生電流根據電池裝置18的SOC和電池溫度而改變，如果SOC等于或者高于預定值，則當SOC增大時再生電流減小，并且當電池溫度增大時再生電流增大。因而，能夠根據電池溫度產生最佳的再生電流。另外，為計算再生電流而考慮電池溫度，能夠進行優選地充電并抑制電池損壞。采用這種控制，如圖4所示，無論什么時候進行再生，電池電壓都會增大，但是由于隨著電池電壓增大SOC增大，所以在SOC是預定值或者高于預定值時再生電流減小。因而，在電池電壓達到上限電壓Vu的時刻t，由于再生電流已經處于減小狀態，所以沒有必要每次大幅度地減小再生電流，這不同于現有技術。因此，能夠控制再生電流，從而電池電壓不會超過上限電壓Vu，由于電池電壓增大到上限電壓附近時，再生電流的改變和再生扭矩的改變會減小，所以能夠減小制動時產生的不適感。以下將說明根據本發明的第二實施例的再生控制裝置。當電池裝置18的電池電壓達到上限電壓時，會限制發動機16的再生扭矩，并且限制電池裝置18中的再生電流。在再生制動期間，為了在限制再生電流時抑制再生扭矩的大
幅度浮動，E⑶19監控電池裝置18的電池電壓，根據電池電壓計算再生電流，并且控制發動機16的再生扭矩，從而不會超過再生電流。參考圖7的流程圖和圖9和4的映射圖，以及圖I來說明這種控制。在圖9和4中，一個脈沖表示單次制動，所有脈沖寬度都被顯示為相同，以便簡化附圖。另外，為了進行對比，現有技術中的再生電流和再生扭矩的時間圖用虛線表示。首先，監控從電池裝置18輸出的電池電壓(步驟S201)。關于電池電壓，例如，通過安裝監控單元(電壓檢測部件)和將電池電壓從監控單元輸出到E⑶19來監控電池裝置18的電池電壓。該監控單元測量電池裝置18的電池電壓并根據測量的電池裝置18中的電池電壓計算S0C。另外，電池裝置18的電池電壓可以由E⑶19 (電壓檢測部件)來直接監控。根據再生電流與電池電壓的映射來計算相對于輸出的電池電壓的再生電流，如圖8所示(步驟S202 )。計算的再生電流是指能夠在相應的條件下流動的最大電流值(上限值)。在圖8所示的映射圖中，在電池電壓低于預定值的情況下相對于電池電壓的再生電流具有大約恒定的值，而當電池電壓等于或者高于預定值的情況下，隨著SOC增加再生電流會減小。其原因為由于即使在電池電壓低于預定值的情況下充電能量被充分地供應到電池裝置18，電池電壓也不會達到電池裝置18的上限電壓，再生的電能的盡可能的供應能夠使得電池裝置18高效地充電。因而，在電池電壓低于預定值的情況下，可以防止隨著電池電壓增大再生電流減小。例如，在電池電壓小于上限電壓的一半的狀態下，再生電流具有大致恒定的值，在電池電壓等于或者高于上限電源的一半的狀態下，在電池電壓增大時再生電流減小。另外，發動機16的再生扭矩被通知給轉換器17，以便不會超過計算的再生電流(步驟S203)。即，根據電池裝置18的電池電壓，如果電池電壓等于或者高于預定值，則隨著電池電壓增大再生電流減小。采用這種控制，如圖9和4所示，無論什么時候進行再生，電池電壓都會增大，但是如果電池電壓等于或者高于預定值時，在電池電壓增大時再生電流減小。因而，在電池電壓達到上限電壓Vu的時刻t，由于再生電流已經處于減小狀態，所以沒有必要每次大幅度地減小再生電流，這不同于現有技術。因此，能夠控制再生電流，從而電池電壓不會超過上限電壓Vu，由于電池電壓增大到上限電壓附近時，再生電流的改變和再生扭矩的改變會減小，所以能夠減小制動時產生的不適感。這里，在圖9中，在單次制動期間(在一次電能再生期間)，由于隨著電池電壓增大再生電流減小，所以在表示單次制動的一個脈沖(一次電能再生)中，再生電流被減小。在這種情況下，當車輛在很長的下坡行駛時，即使電池電壓達到上限電壓Vu，此時再生電流的改變和再生扭矩的改變被減小，仍然能夠減小制動的不適感。在圖9中，利用圖8中的映射圖并根據充電的電池電壓計算再生電流，而且再生電流可以根據電池電壓的改變而發生改變。另外，通過多次進行電能再生，可以進行一系列再生控制，在多次電能再生中的每次電能再生的再生電流的減小率可以是恒定的。另外，可以設定再生電流，從而在先前的電能再生的結束時的再生電流與在接下來的電能再生的開始時的再生電流相同。采用這種控制，由于再生電能以恒定減小率減小，所以能夠在單次制動期間減小制動時的不適感。另夕卜，在連續進行的再生制動時，通過使先前的制動的結束時的再生電流與接下來的制動開始時的再生電流相等，能夠減小駕駛員的不適感。另一方面，在圖4中，在制動開始時，利用圖8的映射圖，根據電池裝置18的電池電壓來計算再生電流，并且在單次制動(一次電能再生期間)，再生電流與計算的再生電流都是恒定的。另外，通過多次進行電能再生，可以進行一系列再生控制，在多次電能再生中的每次電能再生的再生電流可以是恒定的。在這種情況下，一次電能再生中的再生電流是恒定的，但是如果電池電壓等于或者高于預定值，則再生時隨著電池電壓增大時再生電流會減小。因而，在電池電壓達到上限電壓Vu的時刻t，由于再生電流已經處于減小狀態并且此時再生電流的改變和再生扭矩的改變會減小，所以能夠減小制動的不適感。圖10是說明根據第二實施例的修改例中的控制的流程圖，圖11是用于圖10所示的控制的映射圖。由于本修改例中的電動車輛的再生控制裝置可以具有與根據第一實施例的圖I所示的電動車輛的再生控制裝置相同的構造，所以這里省略重復的說明。在根據本修改例中的電動車輛的再生控制裝置中，當電池裝置18的電池電壓達到上限電壓時，發動機16的再生扭矩被限制，并且電池裝置18中的再生電流流動被限制。為了在限制再生電流時的再生制動期間抑制再生扭矩的大幅度浮動，ECU19監控電池裝置18的電池電壓和電池溫度，根據電池電壓和電池溫度來計算再生電流，并且控制發動機16的再生扭矩，從而不會超過再生電流。參考圖10的流程圖和圖11的映射圖，以及圖I來說明這種控制。首先，監控從電池裝置18輸出的電池電壓和電池溫度(步驟S211)。相對于電池溫度，例如每個電池的溫度通過上述的監控單元(溫度檢測部件)來監控。另外，電池裝置18的電池溫度可以由E⑶19 (溫度檢測部件)來直接監控。這里，電池溫度優選地為電池裝置18的所有電池中處于最低溫度的電池的溫度。根據再生電流與電池電壓以及電池溫度的3D映射來計算相對于輸出的電池電壓和電池溫度的再生電流，如圖11所示(步驟S212)。計算的再生電流指是能夠在相應的條件下流動的最大電流值(上限值)。在圖11所示的3D映射圖中，在電池電壓低于預定值的情況下與電池電壓有關的再生電流具有大約恒定的值，而當電池電壓等于或者高于預定值的情況下，隨著電池電壓增加再生電流會減小。另外，相對于電池溫度的再生電流中，隨著電池溫度減小再生電流減小，而隨著電池溫度增大再生電流增大。例如，在電池電壓小于上限電壓的一半的狀態下，再生電流具有大致恒定的值，在電池電壓等于或者高于充電的一半的狀態下，在電池電壓增大時再生電流減小。另外，發動機16的再生扭矩被通知給轉換器17，以便不會超過計算的再生電流(步驟S213)。即，再生電流根據電池裝置18的電池電壓和電池溫度而被改變，如果電池電壓等于或者高于預定值，則隨著電池電壓增大再生電流減小，并且隨著電池溫度增大再生電流增大。因而，能夠根據電池溫度產生最佳的再生電流。另外，為了計算再生電流而考慮電池溫度，能夠進行優選地充電并抑制電池損壞。采用這種控制，如圖9和4所示，無論什么時候進行再生，電池電壓都會增大，但是如果電池電壓等于或者高于預定值時，隨著電池電壓增大再生電流減小。因而，在電池電壓達到上限電壓Vu的時刻t，由于再生電流已經處于減小狀態，所以沒有必要每次大幅度地減小再生電流，這不同于現有技術。因此，能夠控制再生電流，從而電池電壓不會超過上限電壓Vu，由于電池電壓增大到上限電壓附近時，再生電流的改變和再生扭矩的改變會減小，所以能夠減小制動時產生的不適感。以下將說明根據本發明的第三實施例的再生控制裝置。
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當電池裝置18的電池電壓達到上限電壓時，發動機16的再生扭矩被限制，并且電池裝置18中的再生電流被限制。再生制動期間，為了在限制再生電流時抑制再生扭矩的大幅度浮動，E⑶19監控電池裝置18的電池溫度、電池電壓和S0C，根據該狀態計算再生電流，并且控制發動機16的再生扭矩，從而不會超過再生電流。參考圖12的流程圖、圖13和4的時間圖，圖8和6的映射圖以及圖I來說明這種控制。在圖13和4中，一個脈沖表示單次制動，所有脈沖寬度都被顯示為相同，以便簡化附圖。另外，為了進行對比，現有技術中的再生電流和再生扭矩的時間圖用虛線表示。首先，監控從電池裝置18輸出的電池溫度、電池電壓和SOC (步驟S301)。關于電池溫度和電池電壓，例如，通過安裝監控單元(溫度檢測部件和電壓檢測部件)和將電池溫度和電池電壓從監控單元輸出到E⑶19來監控電池裝置18的電池溫度和電池電壓。并通過另外，電池裝置18的電池溫度和電池電壓可以由E⑶19 (溫度檢測部件和電壓檢測部件)來直接監控。另外，電池裝置18的SOC與電池電壓有關，例如，在監控單元(充電率檢測部件)中，通過根據測量的電池電壓計算SOC和將SOC從監控單元輸出到ECU19，來監控電池裝置18的S0C。另外，通過根據從電池裝置18輸出到E⑶19的電池電壓計算S0C，可以利用E⑶(充電率檢測部件)19監控電池裝置18的S0C。確定輸出的電池溫度是否等于或者高于預定的臨界值T。在輸出的電池溫度小于預定臨界值T的情況下，過程進行到步驟S303，在輸出的電池溫度等于或者高于預定臨界值T的情況下，過程進行到步驟S304 (步驟S302)。在電池溫度低于預定臨界值T的情況下，相對于電池電壓的再生電流或者相對于電池電壓和電池溫度的再生電流可以根據如圖8所示的再生電流與電池電壓的映射圖計算出，或者根據如圖11所示的再生電流和電池電壓以及電池溫度的3D映射圖而計算出(步驟S303)。計算的再生電流是指能夠在相應的條件下流動的最大電流值(上限值)。在圖8所示的映射圖中，在電池電壓低于預定值的情況下，相對于電池電壓的再生電流具有大致恒定的值，而在電池電壓等于或者高于預定值的情況下，隨著電池電壓增大再生電流減小。其原因為由于即使在電池電壓低于預定值的情況下充電能量被充分地供應到電池裝置18，電池電壓也不會達到電池裝置18的上限電壓，再生的電能的盡可能的供應能夠使得電池裝置18高效地充電。因而，在電池電壓低于預定值的情況下，可以防止當電池電壓增大時再生電流減小。例如，在電池電壓小于充了一半電的狀態下，再生電流具有大致恒定的值，在電池電壓等于或者大于充了一半電的狀態下，隨著電池電壓增大再生電流減小。另外，在圖11所示的3D映射圖中，在電池電壓低于預定值的情況下相對于電池電壓的再生電流具有大約恒定的值，而當電池電壓等于或者高于預定值的情況下，在電池電壓增加時再生電流會減小。另外，在與電池溫度相關的再生電流中，隨著電池溫度減小再生電流減小，而隨著電池溫度增大再生電流增大。稍后所述的SOC是與電池電壓相關的值，而相對于電池電壓的再生電流的改變率高于相對于SOC的再生電流的改變率。另一方面，在電池溫度等于或者高于預定臨界值T的情況下，相對于SOC的再生電流或者相對于SOC和電池溫度的再生電流可以根據如圖3所示的再生電流與SOC的映射圖計算出，或者根據如圖6所示的再生電流和SOC以及電池溫度的3D映射圖而計算出(步驟S304)。計算的再生電流是指能夠在相應的條件下流動的最大電流值(上限值)。在圖3所示的映射圖中，在SOC低于預定值的情況下SOC的再生電流具有大約恒`定的值，而當SOC等于或者高于預定值的情況下，隨著SOC的增加再生電流會減小。其原因為由于即使在SOC低于預定值的情況下充電能量被充分地供應到電池裝置18，電池電壓也不會達到電池裝置18的上限電壓，再生的電能的盡可能的供應能夠使得電池裝置18高效地充電。因而，在SOC低于預定值的情況下，可以防止當SOC增大時再生電流減小。例如，在SOC小于充了一半電的狀態下，再生電流具有大致恒定的值，在SOC等于或者大于充了一半電的狀態下，在SOC增大時再生電流減小。 另外，在圖6所示的3D映射圖中，在SOC低于預定值的情況下SOC的再生電流具有大約恒定的值，而當SOC等于或者高于預定值的情況下，隨著SOC的增加再生電流會減小。另外，在相對于電池溫度的再生電流中，隨著電池溫度減小再生電流減小，隨著電池溫度增大再生電流增大。另外，發動機16的再生扭矩被通知給轉換器17，以便不會超過計算的再生電流(步驟 S305)。這里，在電池溫度低于預定臨界值T的情況下，基本地，再生電流根據電池裝置18的電池電壓而改變，在電池電壓等于或者高于預定值的情況下，隨著電池電壓增大再生電流減小。采用這種控制，如圖13中的至時刻tl的一部分時間表或者如圖9所示,無論何時進行再生，電池電壓都會增大，而在電池電壓等于或者高于預定值的情況下，隨著電池電壓增大再生電流減小。另一方面，在電池溫度等于或者高于預定臨界值T的情況下，基本地，再生電流根據電池裝置18的SOC而改變，在SOC等于或者高于預定值的情況下，SOC增大時再生電流減小。采用這種控制，如圖13中的時刻tl至時刻t2的一部分時間圖或者如圖4所示，無論何時進行再生，電池電壓都會增大，而由于電池電壓增大時SOC增大，所以在SOC等于或者高于預定值的情況下，SOC增大時再生電流減小。在電池溫度低于預定臨界值的情況下和在電池溫度等于或者高于預定臨界值T的情況下，在考慮電池溫度的情況下，電池電壓增大時再生電流增大。因而，能夠根據電池溫度產生最佳的再生電流。另外，通過考慮電池溫度以便計算再生電流，能夠進行優選地充電并抑制電池損壞。另外，在電池電壓達到上限電壓Vu的時刻(t2或者t)，由于再生電流已經處于減小狀態，所以沒有必要每次大幅度地減小再生電流，這不同于現有技術。因此，能夠控制再生電流，從而電池電壓不會超過上限電壓Vu，由于電池電壓增大到上限電壓附近時，再生電流的改變和再生扭矩的改變會減小，所以能夠減小制動時產生的不適感。這里，根據本實施例的控制的時間圖被根據電池溫度的改變而劃分區域，如下所述。( I)在電池溫度改變的范圍是預定臨界值T之前和之后的范圍的情況下，首先，在電池溫度低于預定臨界值T的情況下，S卩，在圖13中的至時刻tl的一部分時間圖中，根據電池電壓或者電池電壓和電池溫度控制再生電流，并且在單次制動和表示單次制動的一個脈沖周期，隨著電池電壓增大，再生電流減小。在單次制動時，再生電流會減小。在單次制動期間，利用圖8所示的映射圖和圖11所示的3D映射圖，可以給予改變的電池電壓計算再
生電流，再生電流可以根據電池電壓的改變而改變。另外，通過多次進行電能再生，可以進行一系列再生控制，在多次電能再生中的每次電能再生的再生電流的減小率可以是恒定的。另外，可以設定再生電流，從而在之前的電能再生的結束時的再生電流與在接下來的電能再生的開始時的再生電流相同。采用這種控制，由于再生電能以恒定減小率減小，所以能夠在單次制動期間減小制動時的不適感。另夕卜，在連續進行的再生制動時，通過使先前的制動的結束時的再生電流與接下來的制動開始時的再生電流相等，能夠減小駕駛員的不適感。另一方面，在電池溫度等于或者高于預定臨界值T，g卩，在圖13中的時刻tl至t2的一部分時間表中，在開始制動時，可以利用圖3所示的映射圖或者圖6所示的3D映射圖，根據電池18的SOC或者SOC和電池溫度計算再生電流，在單次制動期間，再生電流是恒定的，并被作為計算的再生電流。優選地，使得再生電流在一次電能再生期間為恒定，這是考慮到即使再生電流被供應到電池裝置18時，再生電流也不會立刻反應在SOC上(S0C改變的反應較小)。在這種情況下，再生電流在單次制動期間是恒定的，但是由于在再生中基于電池電壓增大再生電流會隨著SOC的增大而減小，所以在電池電壓達到上限電壓Vu的時刻t2，再生電流已經處于減小狀態，而且在那一時刻再生電流的改變和再生扭矩的改變會減小，從而減小不適的制動感覺。如圖13所示，通過利用電池裝置18的電池溫度切換再生電流計算部件，能夠進行優選的控制。即，在電池裝置18的電池溫度較低的區域(電池溫度低于預定臨界值T的區域)中，由于基于具有良好充電反應的電池電壓來計算再生電流，所以能防止電池電壓超過上限電壓Vu，因而，能夠抑制電池裝置18的損壞。另外，在電池裝置18的電池溫度相對高的區域(電池溫度等于或者高于預定臨界值T的區域)中，由于基于具有較弱充電反應的SOC來計算再生電流，所以能夠在單次制動期間容易且恒定地控制再生電能。另外，在圖11和6中，在電池裝置18的電池溫度低于預定臨界值T的情況下，基于電池電壓和電池溫度計算再生電流，并且在電池溫度等于或者高于預定臨界值T的情況下，基于SOC和電池溫度計算再生電流。與利用電池電壓來計算再生電流的情況相比，在利用SOC計算再生電流的情況下再生電流相對于電池溫度的增長率比較高。這是因為，由于在電池溫度低的區域(電池溫度低于預定臨界值T的區域)中的電池溫度較低，S卩，在利用電池電壓計算再生電流的情況下，如果再生電流與溫度的比增大，則電池電壓能夠超過上限電壓Vu。(2)在電池溫度改變的范圍是電池溫度低于預定臨界值T的范圍時，在電池溫度低于預定臨界值T的情況下，S卩，在圖9中，基于電池電壓或者電池電壓和電池溫度來控制再生電流，并且在單次制動和表示單次制動的一個脈沖期間，隨著電池電壓的增大再生電流減小。在這種情況下，當車輛在較長的下坡路行駛時，即使電池電壓達到上限電壓Vu，由于在電池電壓達到上限Vu的時刻再生電流已經處于下降狀態，并且再生電流的改變和再生扭矩的改變減小，所以能夠減小制動時的不適感。在單次制動期間，利用圖8所示的映射圖和圖11所示的3D映射圖，可以基于改變的電池電壓計算再生電流，再生電流可以根據電池電壓的改變而改變。另外，通過多次進行電能再生，可以進行一系列再生控制，在多次電能再生中的每次電能再生的再生電流的減小率可以是恒定的。另外，可以設定再生電流，從而在之前的電能再生的結束時的再生電流與在接下來的電能再生的開始時的再生電流相同。采用這種控制，由于再生電能以恒定減小率減小，所以能夠在單次制動期間減小制動的不適感。另外，在連續進行的再生制動時，通過使先前的制動的結束時的再生電流與接下來的制動開始時`的再生電流相等，能夠減小駕駛員的不適感。(3)在電池溫度改變的范圍是電池溫度等于或者高于預定臨界值T的情況下的范圍，在電池溫度等于或者高于預定臨界值T的情況下，S卩，在圖4中，在制動開始時，利用圖3所示的映射圖或者圖6所示的3D映射圖，并根據電池裝置18的SOC或者SOC和電池溫度來計算再生電流，并且再生電流是恒定的，并作為單次制動期間的計算的再生電流。優選地，使再生電流在一次電能再生期間為恒定，這樣即使在再生電流供應到電池裝置18時，再生電流不會立刻反應在SOC上(S0C改變的反應較小)。在這種情況下，再生電流在單次制動期間是恒定的，但是由于在再生中基于電池電壓增大再生電流會根據SOC的增大而減小，所以在電池電壓達到上限電壓Vu的時刻t，再生電流已經處于減小狀態，而且在那一時刻再生電流的改變和再生扭矩的改變會減小，從而減小制動的不適感。如上所述，根據本發明，由于隨著電池充電率增大再生電流減小，所以能逐漸地減小再生制動力，從而不會超過與充電率相關的電池的上限電壓。因而，能夠避免因為電能再生而使電池電壓超過上限電壓從而引起電能再生控制的停止，并且能避免由于電能再生控制的停止引起扭矩缺乏。因而，能夠提供一種不會帶給駕駛員不適感的再生扭矩，從而能夠減小在再生制動期間扭矩的突然缺乏引起的制動不適感。根據本發明，由于隨著電池的電壓增大再生電流減小，所以能逐漸地減小再生制動力，從而不會超過電池的上限電壓。因而，能夠避免因為電能再生而使電池電壓超過上限電壓從而引起電能再生控制的停止，并且能避免由于電能再生控制的停止引起扭矩缺乏。因而，能夠提供一種不會帶給駕駛員不適感的再生扭矩，從而能夠減小在再生制動期間扭矩的突然缺乏引起的制動不適感。根據本發明，由于監控電池裝置的電池溫度，所以當電池溫度低于預定臨界值時，根據電池的電壓值計算電池裝置中流動的再生電流，當電池溫度等于或者高于預定臨界值時，根據電池的充電率計算電池裝置中流動的再生電流，并且控制再生扭矩從而不會超過計算的再生電流，并且當電池電壓增大到上限的附近時在制動期間再生電流的改變和再生扭矩的改變能夠減小。因而，能夠減小制動的不適感。另外，在電池溫度較低(低于預定臨界值)的范圍中，由于基于具有良好的充電反應的電池電壓來計算再生電流，所以能夠避免超過電池的上限電壓，從而能夠抑制電池的損壞。另外，在電池溫度較高(等于或者高于預定臨界值)的范圍中，由于基于具有較差的充電反應的電池充電率來計算再生電流，所以能夠在單次制動期間容易地控制產生的電能的量。另外，本發明不限于上述實施例，而可以在不背離本發明的主旨的范圍內進行改進。另外，設置在上述實施例中的多種組件可以被適當地結合以形成多種發明。例如，可以省略上述實施例所示的所有組件中的一些。另外，在不同實施例中的組件可以被適當地互相結合。本發明基于2011年7月15日提交的日本專利公報No. 2011-156268，No. 2011-156269和No. 2011-156270，在先申請的全部內容通過引用而結合在本文中。`
權利要求
1.一種電動車輛的再生控制裝置，其特征在于，包括 電動發電機，所述電動發電機被構造成通過制動所述電動車輛的驅動輪而進行電能再生； 電池，由所述電動發電機再生的電能被供應到所述電池； 監控部件，所述監控部件包括充電率檢測部件和電壓值檢測部件中的至少一個，所述充電率檢測部件被構造成檢測所述電池的充電率，所述電壓值檢測部件被構造成檢測所述電池的電壓值；和 控制部件，所述控制部件被構造成根據所述監控部件檢測的所述電池的所述充電率和所述電壓值中的至少一個來控制所述電動發動機的電能再生； 其中，所述控制部件被構造成隨著所述充電率和所述電壓值的所述至少一個增大時，減小所述電動發電機的再生電流。
2.如權利要求I所述的再生控制裝置，其特征在于， 所述控制部件被構造成隨著由所述充電率檢測部件檢測的所述充電率增大時，減小所述電動發電機的所述再生電流。
3.如權利要求2所述的再生控制裝置，其特征在于， 所述控制部件被構造成在所述電池的所述充電率小于預定值的狀態下，隨著所述充電率增大時限制所述電動發電機的所述再生電流的減小。
4.如權利要求2或3所述的再生控制裝置，其特征在于， 所述監控部件進一步包括溫度檢測部件，所述溫度檢測部件被構造成檢測所述電池的溫度；并且 所述控制部件被構造成隨著由所述溫度檢測部件檢測的所述電池的所述溫度增大時，增大所述再生電流。
5.如權利要求2或3所述的再生控制裝置，其特征在于， 所述控制部件被構造成通過進行多次所述電能再生而進行一系列再生控制，并且使得所述多次電能再生中的每次所述電能再生中的所述再生電流恒定。
6.如權利要求I所述的再生控制裝置，其特征在于， 所述控制部件被構造成隨著由所述電壓值檢測部件檢測的所述電壓值增大時，減小所述電動發電機的所述再生電流。
7.如權利要求6所述的再生控制裝置，其特征在于， 所述控制部件被構造成通過進行多次所述電能再生而進行一系列再生控制，并且使得所述多次電能再生中的每次所述電能再生中的所述再生電流的減小率恒定。
8.如權利要求7所述的再生控制裝置，其特征在于， 所述控制部件被構造成使得在多次所述電能再生中的一次的開始時的再生電能的量等于所述一次電能再生之前的另一次電能再生結束時的再生電能的量。
9.如權利要求6-8中任一項所述的再生控制裝置，其特征在于， 所述監控部件進一步包括溫度檢測部件，所述溫度檢測部件被構造成檢測所述電池的溫度；并且 隨著由所述溫度檢測部件檢測的所述電池的所述溫度增大時，所述控制部件增大所述再生電流。
10.一種電動車輛的再生控制裝置，其特征在于，包括 電動發電機，所述電動發電機被構造成通過制動所述電動車輛的驅動輪而進行電能再生； 電池，由所述電動發電機再生的電能被供應到所述電池； 溫度檢測部件，所述溫度檢測部件被構造成檢測所述電池的溫度； 電壓檢測部件，所述電壓檢測部件被構造成檢測所述電池的電壓值； 充電率檢測部件,所述充電率檢測部件被構造成檢測所述電池的充電率；和 控制部件，所述控制部件被構造成控制所述電動發電器的所述電能再生； 其中，在由所述溫度檢測部件檢測的所述電池的溫度低于預定值的狀態下，所述控制部件根據由所述電壓檢測部件檢測的所述電池的所述電壓值設定供應到所述電池的再生電流；并且 其中，在由所述溫度檢測部件檢測的所述電池的溫度等于或者高于所述預定值的狀態下，所述控制部件根據由所述充電率檢測部件檢測的所述充電率來設定供應到所述電池的所述再生電流。
11.如權利要求10所述的再生控制裝置，其特征在于， 所述控制部件被構造成隨著所述電池的所述溫度增大而增大所述再生電流。
12.如權利要求11所述的再生控制裝置，其特征在于， 基于所述充電率計算的所述再生電流相對于所述電池的所述溫度的增大率大于基于所述電壓值計算的所述再生電流相對于所述電池的所述溫度的增大率。
全文摘要
本發明提供一種電動車輛的再生控制裝置，其包括電動發電機，電動發電機被構造成通過制動電動車輛的驅動輪而進行電能再生；電池，由電動發電機再生的電能被供應到電池；監控部件，監控部件包括充電率檢測部件和電壓值檢測部件中的至少一個，充電率檢測部件被構造成檢測電池的充電率，電壓值檢測部件被構造成檢測電池的電壓值；和控制部件，控制部件被構造成根據監控部件檢測的電池的充電率和電壓值中的至少一個來控制電動發動機的電能再生；其中，控制部件被構造成隨著充電率和電壓值的至少一個增大時，減小電動發電機的再生電流。
文檔編號H02J7/14GK102882263SQ201210244179
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月13日 優先權日2011年7月15日
發明者初見典彥, 佐野喜亮, 松見敏行, 杉本喬紀, 宮本寬明, 初田康之, 橋坂明, 渡邊正規, 太田延昭 申請人:三菱自動車工業株式會社