用于车辆的电源系统的制作方法

文档序号:11121004阅读:629来源:国知局
用于车辆的电源系统的制造方法与工艺

本发明涉及用于车辆的电源系统,更特别的是,涉及包括检测蓄电装置的充电和放电电流的电流传感器的电源系统。



背景技术:

一般而言,车辆上安装有辅助电池,而电动车辆、混合动力车辆等上进一步安装有向驱动电动机提供电力的高电压电池。为了控制此类电池的充电和放电,通过电流传感器检测电池的电流。

公开号为2005-037286的日本专利申请(JP 2005-037286 A)描述了基于在点火钥匙开关刚从开态(on state)切换到关态(off state)之后电流传感器的检测值检测偏移误差并且存储该偏移误差,通过使用与所存储的偏移误差对应的校正值(偏差值)来校正电流传感器的检测值。偏移误差是这样的误差:即,尽管真实值为零,但是电流传感器的检测值指示零以外的值。通过从电流传感器的检测值减去与电流传感器的偏移误差对应的校正值(偏差值)来校正偏移误差。

在如JP 2005-037286 A中描述的通过使用存储的偏差值来校正电流传感器的检测值的方法中,即使在车辆启动时存储偏差值,并且基于所存储的偏差值来校正电流传感器的检测值,电流传感器的实际偏移误差也可能由于随后电流传感器的温度上升而改变。因此,存在这样的问题:即,所存储的偏差值与实际偏移误差之间出现偏离,因而会发生电池的过放电或过充电。

如果在校正偏移误差中存在偏离,则该偏离会严重影响小电力上的充电和放电控制。例如,电池的允许充电/放电电力在极低温度上必须被限制为小值,因此,电池以小电力进行充电或放电。

如果在执行此类小电力上的充电和放电控制期间,在校正监测电池电流的电流传感器的偏移误差时存在偏离,则可假设基于电流传感器的校正检测值判定电池是否正被充电或放电的电子控制单元(ECU)可能识别电池正被充电,尽管电池实际正被放电。如果此状态持续较长时间,则电池的充电状态(SOC)减少,并且存在最终发生电池过放电的问题。

另一方面,还可以构想ECU识别电池正被放电,尽管电池实际正被充电。在此情况下,存在有关电池过充电的问题。



技术实现要素:

本发明提供一种用于车辆的电源系统,所述电源系统能够提高校正监测电池电流的电流传感器的偏移误差的准确性。

根据本公开的一种用于车辆的电源系统包括:蓄电装置;电流传感器,其被配置为检测所述蓄电装置的充电电流和放电电流;电压传感器,其被配置为检测所述蓄电装置的电压;以及控制器,其被配置为在接收到所述电流传感器的输出和所述电压传感器的输出时,控制所述蓄电装置的充电和放电。所述控制器被配置为通过从所述电流传感器的检测值减去偏差值来计算控制电流值。所述控制电流值是在由所述控制器执行的控制中使用的值。所述控制器被配置为计算第一判定结果和第二判定结果。所述第一判定结果通过基于所述控制电流值判定所述蓄电装置是正被充电还是正被放电而获得。所述第二判定结果通过基于所述蓄电装置的剩余电量的变化判定所述蓄电装置是正被充电还是正被放电而获得。所述剩余电量基于所述电压传感器的输出而被计算。所述控制器被配置为,当所述第一判定结果和所述第二判定结果彼此不同时,执行更改所述偏差值的处理,以使所述第一判定结果与所述第二判定结果一致。

蓄电装置的剩余电量(SOC)基于电压传感器的输出而被计算,因此,即使当电流传感器的控制电流值中存在偏移误差时,蓄电装置的剩余电量(SOC)也主要沿着正确方向变化(在充电期间增加,在放电期间减少)。为此,当基于蓄电装置的SOC的变化而判定的第二判定结果与基于电流传感器的控制电流值而判定的第一判定结果不一致时,控制器判定电流传感器的控制电流值中存在偏移误差,并且执行更改在校正电流传感器的偏移误差时使用的偏差值的处理,以使第一判定结果与第二判定结果一致。

SOC可以同时基于电压传感器的输出和电流传感器的输出而被计算。同样在此情况下,当通过仅基于电流传感器的输出判定蓄电装置是正被充电还是正被放电而获得的结果与基于SOC的变化判定蓄电装置是正被充电还是正被放电而获得的结果不一致时,很可能电流传感器的偏移误差校正不正确。因此,通过更改在校正偏移误差时使用的偏差值,允许控制器正确地判定蓄电装置是正被充电还是正被放电。

所述控制器可以被配置为,当所述蓄电装置的所述剩余电量高于预定值时,不执行更改所述偏差值的处理,以及,当所述蓄电装置的所述剩余电量低于所述预定值时,执行更改所述偏差值的处理。

通过执行上述控制,仅在蓄电装置的SOC接近管理下限值并且电流传感器的偏移误差导致过放电时更改偏差值。为此,省略不必要的校正处理,从而防止控制器80的处理速度缓慢。

所述控制器可以被配置为,当所述第一判定结果指示所述蓄电装置正被充电,并且所述第二判定结果指示所述蓄电装置正被放电时,更改所述偏差值,以使充电电流值减小。

通过执行上述控制,第一判定结果发生变化为指示蓄电装置正被放电,因此,电流传感器的检测值被校正到正确侧。

所述控制器可以被配置为,当所述蓄电装置的所述剩余电量低于预定值时,不执行更改所述偏差值的处理,以及,当所述蓄电装置的所述剩余电量高于所述预定值时,执行更改所述偏差值的处理。

通过执行上述控制,仅在蓄电装置的SOC接近管理上限值并且电流传感器的偏移误差导致过充电时更改偏差值。为此,省略不必要的校正处理,从而防止控制器80的处理速度缓慢。

所述控制器可以被配置为,当所述第一判定结果指示所述蓄电装置正被放电,并且所述第二判定结果指示所述蓄电装置正被充电时,更改所述偏差值,以使放电电流值减小。

通过执行上述控制,第一判定结果变化为指示蓄电装置正被充电,因此,电流传感器的检测值被校正到正确侧。

根据本发明,在校正测量蓄电装置的电流的电流传感器的偏移误差时使用的偏差值被更改到正确侧,因此,即使当电流传感器的偏移误差在车辆启动之后波动,也可以防止蓄电装置的过充电或过放电。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义,在所述附图中,相同的参考标号表示相同的要素,其中:

图1是示出应用本发明的混合动力车辆的配置的框图;

图2是示出其中即使当存在对应于电流传感器误差的偏差时,控制电流值也被正确地识别为充电的状态的概念图;

图3是示出其中尽管实际正在执行放电,但是由于对应于电流传感器误差的偏差,控制电流值被错误地识别为充电的状态的概念图;

图4是示出其中电池的SOC在下限值附近变化的状态的波形图;

图5是用于示出校正电流传感器的控制电流值的处理的流程图;

图6是用于示出图5的步骤S2中的判定电流传感器的偏差偏离的处理的细节的流程图;以及

图7是用于示出根据备选实施例的判定偏差偏离的处理的流程图。

具体实施方式

下面将参考附图详细地描述本发明的实施例。在附图中,相同的附图标记表示相同或相应的部分,并且不再重复其描述。

图1是示出应用本发明的混合动力车辆1的配置的框图。如图1所示,混合动力车辆1包括引擎10、电动发电机20、30、动力分割机构40、减速机构58、驱动轮62、电力控制单元(PCU)60、电池70、电压传感器71、电流传感器72和控制器80。

混合动力车辆1是串并联式混合动力车辆,并且被配置为能够通过使用引擎10和电动发电机30中的至少一者作为驱动源来行驶。

引擎10、电动发电机20和电动发电机30经由动力分割机构40彼此耦合(couple)。减速机构58被连接到电动发电机30的旋转轴16。旋转轴16被耦合到动力分割机构40。旋转轴16经由减速机构58与驱动轮62耦合,并且经由动力分割机构40被耦合到引擎10的曲轴。

动力分割机构40能够在电动发电机20与旋转轴16之间分配引擎10的驱动力。电动发电机20能够用作启动器,其用于通过经由动力分割机构40旋转引擎10的曲轴来启动引擎10。

电动发电机20、30中的每一者都是公知的同步发电电动机,该发电机不仅可以作为发电机工作,而且还可以作为电动机工作。电动发电机20、30被连接到PCU 60。PCU 60被连接到电池70。

控制器80被连接到PCU 60,并且控制电动发电机20、30的驱动。控制器80被连接到引擎10。该控制器从检测引擎10的操作状态的各种传感器接收信号,并且响应于接收到的信号执行操作控制,例如燃料喷射控制、点火控制和进气量调节控制。

在上述车辆中,用于车辆的电源系统包括电池70、电压传感器71、电流传感器72和控制器80。在下文中,将更详细描述在用于车辆的电源系统中执行的对电池70的充电和放电控制。

控制器80例如基于加速踏板的下压量、车速等计算推动车辆所需的要求功率,并且基本以使从引擎10输出要求功率的方式控制引擎10。从引擎输出的功率的一部分被电动发电机20使用以产生电力。所产生的电力被电动发电机30使用,并且在减速机构58中产生驱动力。从引擎输出的功率的另一部分经由动力分割机构40被直接传输到减速机构58。在此情况下,电池70的SOC基本不增加或减少。

但是,在混合动力车辆中,为了提高燃料经济型,在车辆以低速行驶时(例如,当车辆开始移动时,或者当车辆停止时)停止引擎,以及引擎间歇地工作。当车辆在引擎停止状态下以电动机驱动模式行驶时,或者当执行用于重启引擎10的曲柄转动时,电池70被放电,因此SOC减少。在制动期间,再生制动由电动发电机30执行,并且电能通过电池70恢复,因此,电池70的SOC增加。

为了管理电池70的SOC(由于这些因素其在设定范围内波动),控制器80增加或减少要求功率。该要求功率也会增加或减少以便补偿在辅助机器中使用的电力。

为了判定要求功率的增加或减少值,控制器80需要准确地识别电池70所处的状态:充电状态或放电状态。控制器80通过使用电压传感器71的检测值和电流传感器72的检测值的乘积来计算电池70的充电/放电电力。电压传感器71的检测值是电池70的电压。因此,该检测值的符号恒为正号。顺便提一下,电流传感器72的检测值在放电期间为正,在充电期间为负。检测值的符号偶尔反向。如果电流传感器72的检测值的符号错误,则尽管电池70实际上正被放电,但控制器80识别电池70正被充电,或者尽管电池70实际上正被充电,但控制器80识别电池70正被放电。

当要求功率的大小较小时,电流传感器72的检测值的大小也小。因此,如果存在偏移误差,则符号反向。特别是,在极低温度下,作为出于保护电池70的目的而减少允许输入的结果,电池70的充电/放电电力被限制为小值,因此,这种不便非常明显。将参考图2和图3所示的概念图描述此情况。控制器80在对电池70的充电和放电控制中使用控制电流值(在控制中使用的电流值),该控制电流值基于以下数学表达式来确定。

控制电流值=(电流传感器72的检测值)-(偏差校正值)

在下面的描述中,电流传感器72的检测值表示在不校正的情况下通过转换电流传感器72的输出而获得的值,电流传感器72的控制电流值表示如以上数学表达式中所述,通过从电流传感器72的检测值减去存储在控制器80中的偏差校正值而获得的校正电流值。

偏差校正表示电流传感器72的检测值通过存储在控制器80中的偏差校正值来校正或更新。

图2是示出其中在允许充电电力大并且电池70以较大的充电电流被充电的情况下,即使当存在对应于电流传感器误差的偏差时,也基于控制电流值正确地识别电池70正被充电的状态的概念图。另一方面,图3是示出其中作为允许充电电力被限制并且电池70以相对小的充电电流被充电的结果,尽管电池70实际正被放电,但是由于对应于电流传感器误差的偏差,基于控制电流值错误地识别电池70正被充电的状态的概念图。

图2和图3示出其中不应用根据该实施例的偏差校正,并且电流传感器72的检测值被直接用作控制电流值的情况。在图2中,实际被输入电池70的实际电流Ia1与控制电流值Ir1(=由电流传感器检测到的电流)之间存在偏离(ΔI=Ia1-Ir1)。如图2所示,当允许充电电力Win足够大(例如,在常温下)时,实际电流Ia1和控制电流值Ir1远离零。

当温度从图2所示的状态降为极低温度时,允许充电电力Win减小(接近零)。因此,如图3所示,实际电流Ia2比图2所示的实际电流Ia1更接近零。此时,如果假设偏离ΔI相等,则控制电流值Ir2(=由电流传感器检测到的电流)和图3所示的实际电流Ia2是通过使图2所示的控制电流值Ir1和实际电流Ia1分别朝着放电侧平移相同量而获得的值。

因此,在图2中,电流Ir1的符号和实际电流Ia1的符号为负号,并且指示电池70正被充电;而在图3中,电流Ir2的符号为负号,并且指示电池70正被充电,实际电流Ia2的符号为正号,并且指示电池70正被放电。

也就是说,在图3中,控制器80识别电池70正被充电,因为控制电流值Ir2指示电池70正被充电,然而,电池70的SOC逐渐减少,因为实际电流Ia2指示电池70正被放电。当此状态持续较长时间时,存在有关电池70的耗尽的问题。

在该实施例中,当充电/放电电力小,并且偏移误差的影响大时,偏移误差被重复地校正,并且电流传感器72的控制电流值被更新。

具体而言,满足以下条件的事实被用作对电流传感器72执行偏差校正处理的触发。该条件是电池70的SOC接近或低于或等于使用下限SOC,作为电流传感器72的控制电流值的电流IB的符号为负号,并且指示电池70正被充电,同时电池70的SOC减少,并且指示电池70正被放电。

在此情况下,控制器80主要基于电压传感器71检测到的电压VB来计算SOC。例如,公开号为2008-241246的日本专利申请(JP 2008-241246A)中描述的方法可以被用作此类计算SOC的方法。计算SOC的方法不限于此方法。除了电压传感器71检测到的电压VB之外,此方法还可以使用电流传感器72的检测值。也就是说,由于假设作为考虑到电压传感器71的检测值的结果,即使当电流传感器72中存在偏移误差时,SOC也沿着正确方向变化,可以使用其中SOC的变化与电流IB的符号不一致的情况作为执行校正处理的触发。

当满足上述触发条件时,控制器80将电流传感器72的控制电流值校正到放电识别侧,即,沿着增加方向。通过进一步将校正值δi加到出于校正电流传感器72的检测值而存储在控制器80的内部存储器中的当前偏差校正值上来执行此时的校正。校正值δi可以被设定为基于电流传感器72和电流检测电路的温度特性而预先确定的值。例如,在存在预定范围内的温度变化的情况下,电流传感器72的偏差变化的最大宽度可以被提前测量,并且该最大宽度或通过分割该最大宽度而获得的值可被用作校正值δi。例如,校正值δi可以被设定为接近零的固定值,例如δi=-0.4(A)。

在不存在有关电池耗尽的问题的状态下,例如,当电池70的SOC具有足够的下限值容限时,当电池70的电压高于或等于预定值时,或者当电池温度高于或等于预定值时,可不执行上述校正,或者可以取消该校正以防止电池70过充电。

接下来,将参考波形图描述判定是否执行校正的时间的实例。

图4是示出其中电池70的SOC在下限值附近变化的状态的波形图。当电池70的SOC已经降到接近SOC下限值的预定值SOC1时,控制器80在SOC的值已经减少预定值D1时开始判定是否存在电流传感器72的偏差偏离的处理。

为了便于理解,图4示出这样的实例:其中,接近SOC下限值的预定值SOC1为A(%),预定值D为1%。

参考图1和图4,在时间t1之前,电池70的SOC高于A(%),因此有关电池耗尽的问题的必要性小。为此,不判定是否存在电流传感器72的偏差偏离。

因为电池70的SOC在时间t1处为A(%),所以控制器80监测SOC是否减少预定值D1(%)。期间,控制器80对电流传感器72的控制电流值(电流IB)进行累积(integrate)。控制器80在SOC的值已经从低于或等于A(%)的选定SOC%减少预定值D1(%)时开始判定是否存在偏差偏离的处理。

在时间t1处,电池70的SOC已经降到低于A(%)的值,因此,开始电流IB的累积;但是在时间t2处,电池70的SOC已经增加到高于A(%)的值,因此,判定被暂停。此时,清除(clear)电流IB的累积值。

在时间t3处,电池70的SOC再次降到低于A(%)的值,因此,再次开始电流IB的累积。在时间t4处,电池70的SOC已经从开始电流累积时的A(%)减少D1(%),因此,电流IB的累积完成,并且判定是否存在偏差偏离。用于判定电流传感器72的控制电流值中是否存在偏差偏离的第一间隔是从时间t3到时间t4。

当电流IB的累积值为负时,基于电流传感器72的检测值的判定结果(第一判定结果)为“电池70正被充电”。另一方面,当电流IB的累积值为正时,基于电流传感器72的检测值的判定结果(第一判定结果)为“电池70正被放电”。此时,SOC已经减少D1(%),因此,基于SOC的判定结果(第二判定结果)指示“电池70正被放电”。当第一判定结果与第二判定结果彼此一致时,直接使用电流传感器72的控制电流值,而不执行进一步的校正。另一方面,当第一判定结果与第二判定结果彼此不一致时,电流传感器72的控制电流值被校正,以使第一判定结果与第二判定结果一致。

在时间t4处,电流IB的累积值随着第一判定的结束一度被清除,并且开始针对下一判定的电流IB的累积。

在时间t5处,电池70的SOC已经从时间t4处累积开始时的SOC(A-1(%))减少D1(%),因此,累积完成并且判定是否存在偏差偏离。用于判定电流传感器72的控制电流值中是否存在偏差偏离的第二间隔是从时间t4到时间t5。期间,电池70的SOC一度稍有增加,但是未超过累积开始时(时间t4)的值(A-1(%)),因此电流IB的累积继续。有关是否存在偏差偏离的判定以及基于判定结果的校正与在时间t4处执行的判定和校正相同,因此不再重复其描述。

在时间t5处,电流IB的累积值随着第二判定的结束一度被清除,并且开始针对下一判定的电流IB的累积。但是,已经减少的电池70的SOC中途转为增加,并且在时间t6处,SOC高于累积开始时(时间t5)的SOC值(A-2(%))。因此,判定被暂停。

接下来,从时间t6到时间t7,SOC继续增加,并且不执行偏差校正处理。

在时间t7处,电池70的SOC开始减少。因此,控制器80开始电流IB的累积并且开始监测SOC是否从低于或等于A(%)的选定SOC减少D1(%)。监测一直执行到时间t8;但是,已经经过指示超时的预定时间,而SOC并未从时间t7时的SOC减少D1(%)。因此,在时间t8处,控制器80暂停有关是否存在偏差偏离的判定。在时间t8处,一度清除电流IB的累积值,并且开始针对下一判定的电流IB的累积。

在时间t9处,SOC已经从时间t8处的SOC减少D1(%),因此再次判定是否存在偏差偏离,以及做出在时间t4和时间t5处执行的判定。当存在偏差偏离时,执行偏差校正。

接下来,将参考流程图描述校正电流传感器72的控制电流值的处理。图5是用于示出校正电流传感器72的控制电流值的处理的流程图。图6是用于示出图5的步骤S2中的判定是否存在电流传感器的偏差偏离的处理的细节的流程图。

将示意性地示出图5的流程图。在处理开始之后,在步骤S11执行判定是否禁止电流传感器72的偏差校正的处理。接下来,在步骤S3,执行判定电流传感器72的控制电流值中是否存在偏差偏离的处理。在步骤S12,执行判定是否允许电流传感器72的偏差校正的处理。此外,在步骤S13,执行判定是否取消电流传感器72的偏差校正的处理。在步骤S9,执行实施电流传感器72的偏差校正的处理。

下面将详细地描述流程图的处理。作为刚启动车辆之后的初始值,偏差校正允许标志被设定为关态,偏差校正禁止标志也被设定为关态。

首先,在步骤S1,判定是否满足偏差校正禁止条件。当在步骤S1满足偏差校正禁止条件时,处理继续到步骤S2,将偏差校正禁止标志设定为开态。在步骤S2,将偏差校正允许标志设定为关态。

在步骤S1,当满足以下条件A1)到A3)中的任一项时,判定满足偏差校正禁止条件。

A1)从允许偏差校正开始已经经过累计时间(例如,3600秒)或更长时间。

A2)在允许偏差校正期间,其中电池组中的电池单体电压的最大值高于或等于预定电压的状态已经持续预定时间或更长时间。

A3)在当前行程期间禁止偏差校正(偏差校正禁止标志被设定为开态)。

上述条件A1防止偏差校正被重复执行多次,因此,偏差校正值陡然变化的情况。条件2防止电池单体电压变为过电压的情况。条件A3表示一旦禁止偏差校正,则在同一行程期间不再允许偏差校正。行程包括这样的操作:将钥匙插入车辆(车辆系统启动)以使车辆行驶,使车辆完成行驶,然后拔出车辆的钥匙(车辆系统关闭)。

偏差校正禁止条件不必是上述A1到A3中的任一项。例如,可以在满足以下条件A11和A12中的全部时判定存在电流传感器72的偏移误差。

A11)预定检测时段中的电流传感器的控制电流值(电流IB)的累积值大于或等于预定值。

A12)SOC在预定检测时段中已经减少预定量或更多。

在步骤S1,当满足偏差校正禁止条件时,处理继续到步骤S3。在步骤S3,执行图6所示的偏差偏离判定处理。

参考图6,当执行偏差偏离判定处理时,控制器80首先在步骤S21执行计算累积电流值的处理和计算累积时间的处理。通过以执行图5和图6的流程图的时间间隔重复地加上电流传感器72的控制电流值(电流IB)来计算累积电流值。通过对直到在步骤S25或步骤S28执行清除累积时间的处理为止经过的时间计数来计算累积时间,并且在图4中的时间t8处判定超时中使用累积时间。

接下来,在步骤S22,判定电压推定的SOC是否已经从SOC基准值减少预定值D1。电压推定的SOC是电池70的SOC,由图4的纵轴表示,并且主要是基于电压传感器71的输出而计算的SOC。预定值D1是用于确定判定结束时间的减少量,在判定结束时间处,基于图4所示的累积电流值的总和来判定电池70是正被充电还是正被放电,并且例如可以是D1=1%。SOC基准值是判定间隔的初始SOC。对于判定间隔t3到t4,SOC基准值是时间t3处的SOC(图4的实例中的A(%))。对于判定间隔t4到t5,SOC基准值是时间t4处的SOC(图4的实例中的A-1(%))。

当在步骤S22判定电压推定的SOC已经从SOC基准值减少预定值D1时(S22的结果为“是”),处理继续到步骤S23。另一方面,当在步骤S22判定电压推定的SOC尚未从SOC基准值减少预定值D1时(S22的结果为“否”),处理继续到步骤S26。

在步骤S23,判定在步骤S21计算的累积电流值是否指示电池70正被充电。当累积电流值大于或等于阈值时,允许控制器80判定电池70正被放电,当累积电流值小于阈值时,允许控制器80判定电池70正被充电。在其中阈值为零的简单实例中,当累积电流值的符号为负号时,允许控制器80判定电池70正被充电。阈值可以不一定为零,可以被设定为包括容限的值。

当在步骤S23判定累积电流值指示电池70正被充电时(S23的结果为“是”),处理继续到步骤S24,并且偏差偏离判定标志被设定为开态。另一方面,当在步骤S23判定累积电流值不指示电池70正被充电时(S23的结果为“否”),不执行步骤24的处理,并且偏差偏离判定标志保持处于关态。

之后,在步骤S25,控制器80清除累积电流值和累积时间,并且使用当前的电压推定的SOC更新SOC基准值。

接下来,在步骤S26,控制器80判定电压推定的SOC是否在判定间隔内变得高于SOC基准值,或者累积时间是否变得长于或等于预定值。在步骤S26,当电压推定的SOC在判定间隔内变得高于SOC基准值时,或者当累积时间变得长于或等于预定值时(S26的结果为“是”),处理继续到步骤S27;否则(S26的结果为“否”),处理继续到步骤S31。

在步骤S27,偏差偏离判定标志被设定为关态,并且判定被暂停。在图4所示的波形图中,时间t2、时间t6和时间t8与该实例中的暂停判定对应。在时间t2或时间t6处,电压推定的SOC高于SOC基准值(A(%),A-2(%))中的对应一者,结果,在时间t8处,累积时间变得长于或等于预定值,即超时。

接下来,在步骤S28,控制器80清除累积电流值和累积时间,并且使用当前的电压推定的SOC更新SOC基准值。

之后,在步骤S29,判定SOC基准值是否已经超过上限值。SOC基准值的上限值为初始值(图4的波形图中的A(%))。当在步骤S29判定SOC基准值已经超过上限值时(S29的结果为“是”),处理继续到步骤S30,并且控制器80将SOC基准值设定为上限值。例如,在图4的波形图中,从时间t2到时间t3,作为在判定间隔中电压推定的SOC增加的结果,在步骤S28使用当前的电压推定的SOC更新SOC基准值;但是,在S29判定电压推定的SOC超过上限值(A(%)),因此,在步骤S30,SOC基准值被设定为上限值(A(%))。

另一方面,在图4的波形中,同样从时间t6到时间t7,作为在判定间隔中电压推定的SOC增加的结果,在步骤S28使用当前的电压推定的SOC更新SOC基准值;但是,电压推定的值尚未超过上限值,因此,在时间t7处,SOC基准值被设定为时间t7处的电压推定的SOC。

通过上述处理,确定偏差偏离判定标志,并且,当SOC基准值被更新时,控制在步骤S31返回到图5的流程图,然后执行步骤S4的处理。

返回参考图5,在步骤S4,判定在步骤S3设定的偏差偏离判定标志是否被设定为开态。当偏差偏离判定标志被设定为关态时(S4的结果为“否”),控制返回到主例程,并且不执行电流传感器72的偏差校正(偏差校正值不更改)。

在步骤S4,当偏差偏离判定标志被设定为开态时,在步骤S12执行设定偏差校正允许标志的处理。偏差校正允许标志被设定为开态的事实指示允许更新控制器80针对电流传感器72存储的偏差校正值。首先,处理继续到步骤S5。在步骤S5,判定是否满足偏差校正允许条件。

当满足以下条件B1)到B5)中的全部时,满足偏差校正允许条件。

B1)当前不允许偏差校正(偏差校正允许标志处于关态),并且不禁止偏差校正(偏差校正禁止标志处于关态)。

B2)电池的允许输出电力Wout小于或等于预定值。

B3)电池的允许输入电力Win大于或等于预定值(其中Win由负值指示)。

B4)电压推定的SOC低于或等于初始SOC基准值(图4的实例中的A(%))。

B5)电池组中的电池单体温度的最小值低于或等于预定值。

当在步骤S5判定满足偏差校正允许条件时(S5的结果为“是”),处理继续到步骤S6,并且偏差校正允许标志被设定为开态。另一方面,当在步骤S5判定不满足偏差校正允许条件时(S5的结果为“否”),不执行步骤S6的处理,并且偏差校正允许标志不变。

接下来,在步骤S13,执行判定是否取消偏差校正的处理。取消偏差校正表示不更新控制器80针对电流传感器72存储的校正值。但是,不同于步骤S11的偏差校正禁止,在取消的情况下,即使在同一行程期间,当不再满足取消条件时,也会恢复偏差校正。首先,处理继续到步骤S7。在步骤S7,判定是否满足偏差校正取消条件。

当电压推定的SOC变得高于或等于预定值时,满足偏差校正取消条件。在图4的波形图中,当电压推定的SOC在时间t2处超过SOC1(例如,A(%))时,电流IB的累积停止,有关是否存在偏差偏离的判定也被暂停。这与偏差校正的取消对应。在此情况下,当电压推定的SOC在时间t3处再次变得低于或等于SOC1时,即使在同一行程中,也会恢复判定处理。

为了避免取消偏差校正和恢复判定处理的频繁重复,可以将用于恢复判定处理的判定阈值设定为低于用于取消偏差校正的判定结果。

当在步骤S7判定满足偏差校正取消条件时(S7的结果为“是”),处理继续到步骤S8,偏差校正允许标志被设定为关态,并且偏差偏离判定标志也被设定为关态。另一方面,当在步骤S7判定不满足偏差校正取消条件时(S7的结果为“否”),不执行步骤S8的处理,并且偏差校正允许标志和偏差偏离判定标志不变。

偏差校正允许标志在步骤S12判定,并且在步骤S13判定是否取消偏差校正。之后,处理继续到步骤S9,并且基于偏差校正允许标志和偏差校正禁止标志的状态判定是否执行步骤S10的偏差校正执行处理。

在步骤S9,当偏差校正允许标志被设定为开态,并且偏差校正禁止标志被设定为关态时(S9的结果为“是”),执行步骤S10的处理;否则(S9的结果为“否”),不执行步骤S10的处理。

在步骤S10,执行电流传感器72的偏差校正。也就是说,如上所述,执行校正或更新校正值(其针对电流传感器72的检测值而存储在控制器80中)的处理。具体而言,当处理继续到步骤S10时,允许偏差校正,因此将预定值δi加到存储在控制器10中的电流传感器72的偏差校正值上。预定值δi例如可以被设定为-0.4A。因此,控制电流值朝着放电侧移位。

在图5的流程图中判定校正值之后,控制器80基于上面描述的以下数学表达式,在主例程中确定对电池70的充电和放电控制中的控制电流值。

控制电流值=(电流传感器72的检测值)-(偏差校正值)

出于防止偏差校正量无限制增加的目的,可以针对上述数学表达式的偏差校正值提供上限值。

如上所述,在该实施例中,当基于电流传感器72的控制电流值识别的第一判定结果指示电池70正被充电,基于SOC的变化识别的第二判定结果指示电池70正被放电时,控制器80更改电流传感器72的偏差校正值,以使第一判定结果与第二判定结果一致。当放电为正,充电为负时,偏差校正值被更改,以使电流传感器72的控制电流值增加。因此,可以减小电池耗近或电池过充电的可能性。在上述实施例中,描述了在电池70的SOC接近下限值并且存在有关过放电的问题的情况下执行的电流传感器72的偏差校正。作为备选实施例,可以在电池70的SOC接近上限值的情况下执行电流传感器72的偏差校正。

在此情况下,图5所示的流程图的处理基本相同,而偏差偏离判定处理从图6更改为图7。

图7是用于示出根据备选实施例的偏差偏离判定处理的流程图。图7中的步骤S41到步骤S51的处理分别与图6中的步骤S21到步骤S31的处理对应。为了简化说明,仅描述每个处理中的不同之处。

在步骤S42,步骤S22中的“减少”被“增加”替代。在步骤S43,步骤S23中的“电池70正被充电”被“电池70正被放电”替代。在步骤S46,步骤S26中的“增加”被“减少”替代。在步骤S49,步骤S29中的“已超过上限值”被“已变得低于下限值”替代。在步骤S50,步骤S30中的“上限值”被“下限值”替代。对于其它部分,步骤S41到步骤S51的处理分别与步骤S21到步骤S31的处理相同,因此不再重复其描述。

在备选实施例中,图5所示的流程图的处理中的初始SOC基准值(图4的实例中的A(%))被接近SOC的管理上限值的值替代。

通过以此方式执行控制,在备选实施例中,当充电/放电电力小,并且偏移误差的影响大时,偏移误差被重复地校正,并且电流传感器72的控制电流值被更新。

具体而言,在其中电池70的SOC接近使用上限SOC或者高于或等于使用上限SOC的状态下,作为电流传感器72的控制电流值的电流IB具有正号,并且指示电池70正被放电,然而检测到电池70的SOC增加。该条件被设定为用于执行对电流传感器72的偏差校正处理的触发条件。

当满足上述触发条件时,控制器80将电流传感器72的控制电流值校正到充电识别侧,即,沿着减少方向。此时的校正通过进一步将校正值δi加到出于校正电流传感器72的检测值而存储在控制器80的内部存储器中的当前校正值上来执行。校正值δi可以是基于电流传感器72和电流检测电路的温度特性而获得的预定值。例如,校正值δi可以被设定为接近零的固定值,例如δi=+0.4(A)。

在其中不存在有关电池70的过充电的问题的状态下,例如,当电池70的SOC具有足够的上限值容限时,当电池70的电压低于或等于预定值时,或者当电池温度高于或等于预定值时,不执行上述校正,或者可以取消该校正。

如上所述,在该实施例的备选实施例中,当基于电流传感器72的控制电流值识别的第一判定结果指示电池70正被放电,并且基于SOC的变化识别的第二判定结果指示电池70正被充电时,电流传感器72的校正值被更改,以使第一判定结果与第二判定结果一致。当放电为正,充电为负时,校正值被更改,以使电流传感器72的控制电流值减小。因此,可以减小电池70过充电的可能性。

最后,再次参考图1等总结该实施例和该实施例的备选实施例。根据该实施例和备选实施例的用于车辆的电源系统包括电池70、电流传感器72、电压传感器71和控制器80。电流传感器72检测电池70的充电和放电电流。电压传感器71检测电池70的电压。控制器80在接收到电流传感器72的输出和电压传感器71的输出时控制电池70的充电和放电。控制器80通过从电流传感器72的检测值减去偏差值来计算用于控制的控制电流值。控制器80重复地计算第一判定结果和第二判定结果。第一判定结果通过基于控制电流值判定电池70是正被充电还是正被放电而获得。第二判定结果通过基于电池70的剩余电量(SOC)的变化判定电池70是正被充电还是正被放电而获得。剩余电量(SOC)基于电压传感器71的输出而被计算。当第一判定结果和第二判定结果彼此不同时,控制器80执行更改电流传感器72的偏差值的处理,以使第一判定结果与第二判定结果一致。

电池70的剩余电量(SOC)基于电压传感器71的输出而被计算,因此即使当电流传感器72的控制电流值中存在偏移误差时,电池70的剩余电量(SOC)主要是在充电期间增加,在放电期间减少。为此,当基于电池的SOC的变化而判定的第二判定结果与基于电流传感器72的控制电流值而判定的第一判定结果不一致时,控制器80判定电流传感器72的控制电流值中存在偏移误差,并且执行更改在校正电流传感器72的偏移误差时使用的偏差值的处理,以使第一判定结果与第二判定结果一致。

SOC可以基于电压传感器71的输出和电流传感器72的输出这二者来计算。同样在此情况下,当通过仅基于电流传感器72的输出判定电池70是正被充电还是正被放电而获得的结果与基于SOC的变化判定电池70是正被充电还是正被放电而获得的结果不一致时,电流传感器72的偏移误差校正很可能不正确。因此,通过更改在校正偏移误差时使用的偏差值,允许控制器80正确地判定电池70是正被充电还是正被放电。

如图4到图6所示,控制器80可以被配置为,当电池70的SOC高于预定值(图4中的SOC1)时,不执行更改偏差值的处理,以及,当电池70的SOC低于预定值时,执行更改偏差值的处理。

通过执行上述控制,仅在电池70的SOC接近管理下限值并且电流传感器72的偏移误差导致过放电时才更改偏差值。为此,省略不必要的校正处理,从而防止控制器80的处理速度缓慢。

如参考图5和图6描述的实例所示,假设第一判定结果指示电池70正被充电(S23的结果为“是”),第二判定结果指示电池70正被放电(S22的结果为“是”)。在此情况下,控制器80可以被配置为,只要作为将偏差偏离判定标志设定为开态的结果而满足偏差校正允许条件(S5的结果为“是”),并且不满足偏差校正取消条件(S7的结果为“否”),就更改电流传感器72的偏差值,以使预定的充电电流值减小(沿着其中放电侧为正的正方向)(S10)。

通过执行上述控制,第一判定结果变为指示电池70正被放电,因此,电流传感器72的检测值被校正到正确侧。

控制器80可以被配置为,当电池70的SOC低于预定值时,不执行更改偏差值的处理,以及,当电池70的SOC高于预定值时,执行更改偏差值的处理。

通过执行上述控制,仅在电池70的SOC接近管理上限值并且电流传感器72的偏移误差导致过充电时才更改偏差值。为此,省略不必要的校正处理,从而防止控制器80的处理速度缓慢。

如参考图5和图7描述的实例所示,假设第一判定结果指示电池70正被放电(S43的结果为“是”),第二判定结果指示电池70正被充电(S42的结果为“是”)。在此情况下,只要作为将偏差偏离判定标志设定为开态的结果而满足偏差校正允许条件(S5的结果为“是”),并且不满足偏差校正取消条件(S7的结果为“否”),控制器80便更改电流传感器72的偏差值,以使放电电流值减小(沿着其中放电侧为正的负方向)(S10)。

通过执行上述控制,第一判定结果变为指示电池70正被充电,并且电流传感器72的检测值被校正到正确侧。

总结该实施例。用于车辆的电源系统包括电池70、电流传感器72、电压传感器71、以及在接收到电流传感器72的输出和电压传感器71的输出时控制电池70的充电和放电的控制器80。控制器80通过从电流传感器72的检测值减去偏差值来计算控制电流值。控制器80计算第一判定结果和第二判定结果。第一判定结果通过基于控制电流值判定电池70是正被充电还是正被放电而获得。第二判定结果通过基于电池70的剩余电量(SOC)的变化判定电池70是正被充电还是正被放电而获得。剩余电量(SOC)基于电压传感器71的输出而被计算。当第一判定结果和第二判定结果彼此不同时,控制器80执行更改电流传感器72的偏差值的处理,以使第一判定结果与第二判定结果一致。

根据该实施例的图5到图7所示的处理只是示例性的。并不一定使用标志。对偏差校正的控制可以各种方式修改。在该实施例中,描述了其中将本发明应用到混合动力车辆的实例;但是,车辆不限于混合动力车辆。只要车辆包括电池并且计算电池的SOC,本发明便可应用于各种车辆(非HV引擎驱动式车辆、电动车辆、燃料电池车辆等)。

上述实施例应该被认为在各个方面仅是示例性的,而非限制性的。本发明的范围由所附权利要求而非上述实施例的描述定义。本发明的范围旨在包含所附权利要求及其等同物的范围内的所有修改。

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