电池电压的控制装置及电池电压的控制方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电池电压的控制装置及电池电压的控制方法。
【背景技术】
[0002]以往，在下述的专利文献I中记载有以如下方式对转换器进行升压控制的内容，即，在车辆加速时，在逆变器直流电流为预先确定的规定放电电流以下的情况下关闭转换器，在逆变器直流电流超过规定放电电流的情况下通过第二蓄电模块供给超过的部分。另夕卜，专利文献I中公开了以如下方式对转换器进行降压控制的内容，即，在减速时，在逆变器直流电流为预先确定的规定充电电流以下的情况下关闭转换器，在超过规定充电电流的情况下使超过的部分流向第二蓄电模块。
[0003]另外，近年来，作为环保的汽车，电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车等使用电动马达的车辆备受关注。在这样的车辆中，可以推测利用升压转换器使来自电源的直流电压升高，将该升高的直流电压变换成交流电压而驱动马达。例如，在下述的专利文献2中记载有根据ECO开关的开/关状态而改变升压电压的内容。
[0004]另外，在下述的专利文献3中记载有在混合动力汽车等中，为了应对驱动力增加的要求而预先升高向电动马达供给的电压，从而执行升压控制的内容。另外，在专利文献3中记载有根据来自方向指示器传感器的信息来判定本车辆是否试图超过前行车辆的内容。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开平8-308025号公报
[0008]专利文献2:日本特许第4802849号公报
[0009]专利文献3:日本特开2009-292383号公报
【发明内容】
[0010]技术问题
[0011]然而，在通过升压转换器进行的升压控制中，在开始升压后，达到目标升压电压之前会发生延迟。在上述专利文献I所记载的技术中，由于在车辆起动时，在逆变器直流电流超过预先确定的规定放电电流的情况下对转换器进行升压控制，所以存在因转换器的响应延迟而无法立即得到最大输出，在加速时会产生迟滞感，起动加速性能差的问题。
[0012]另外，如果利用升压转换器进行升压控制，则升压电压越高，升压转换器中的损失越增加。在上述专利文献I所记载的技术中，车辆从行驶状态停止的情况下，由于在逆变器直流电流为预先确定的规定充电电流以下的情况下关闭转换器，所以存在无法立即停止转换器，由升压转换器导致的损失的降低变慢的问题。另外，为了应对上述的响应延迟，若对所需的目标电压增加裕度而决定升压电压，则存在升压转换器中的损失进一步增大的问题。
[0013]另外，在专利文献2所记载的技术中，在升压时考虑ECO开关的开/关状态，但对于基于与驱动马达的输出特性相关的行驶模式(例如运动模式、智能模式等)的控制，没有进行任何考虑。因此，可以推测存在无法最适地进行与行驶模式对应的升压电压的控制，因升压过大而导致损失增大和/或因升压不足而导致加速性能变差等问题。
[0014]另外，如果利用升压转换器进行升压控制，则升压电压越高，升压转换器中的损失越增加。在上述专利文献3所记载的技术中，为了应对驱动力增加的要求而预先升高向电动马达供给的电压，但存在若供给电压的升高过度增大，则损失增大的问题。因此，在专利文献3所记载的技术中，无法频繁地进行升压控制，在将损失抑制到最小限度的状态下难以最适地控制升压。
[0015]因此，本发明是鉴于上述问题而完成的，本发明的目的在于提供通过基于车辆的行驶模式或运转状态控制电池的升压，从而能够提高驾驶性能，并且将损失抑制到最小限度的、新型且经过改良的电池电压的控制装置及电池电压的控制方法。
[0016]技术方案
[0017]为了解决上述课题，根据本发明的一些观点，提供一种电池电压的控制装置，包括:升压部，升高电池的电压并施加于驱动马达；升压控制部，根据车辆的行驶模式或运转状态而控制借助于上述升压部的升压。
[0018]另外，还可以包括:车辆外部监视部，监视车辆外部，获取车辆外部的环境信息；运转状态预测部，根据上述车辆外部的环境信息来预测包括车辆的起动或停止的运转状态，上述升压控制部根据所预测的上述运转状态而控制借助于上述升压部的升压。
[0019]另外，上述车辆外部监视部可以具有获取利用通过拍摄而得到的车辆外部的图像信息并进行分析的图像分析处理部，根据上述图像信息来获取上述环境信息。
[0020]另外，上述图像分析处理部可以从立体照相机获取上述图像信息。
[0021]另外，上述运转状态预测部可以根据表示车辆前方的交通信号灯的点亮状态的上述环境信息来预测车辆的起动或停止。
[0022]另外，上述运转状态预测部可以根据表示车辆前方的前行车辆的制动器灯的点亮状态的上述环境信息来预测车辆的起动或停止。
[0023]另外，还可以包括:行驶模式获取部，获取与上述驱动马达的输出特性相关的行驶模式；加速器开度获取部，获取加速器开度，上述升压控制部根据上述行驶模式和上述加速器开度来控制借助于上述升压部的升压的目标升压电压。
[0024]另外，与上述驱动马达为了输出目标驱动力而所需的必要升压电压相比，上述升压控制部可以将上述目标升压电压设定的更大，且根据上述行驶模式而使相对于上述必要升压电压的上述目标升压电压的裕度变化。
[0025]另外，上述升压控制部可包括:将来驾驶需求驱动力计算部，根据上述行驶模式和上述加速器开度计算将来的驾驶需求驱动力；目标升压电压计算部，根据上述将来驾驶需求驱动力计算上述目标升压电压。
[0026]另外，上述将来驾驶需求驱动力计算部可根据对每个上述行驶模式指定有加速器开度与需求驱动力的关系的映射关系来计算驾驶需求驱动力，并根据上述驾驶需求驱动力计算上述将来驾驶需求驱动力。
[0027]另外，上述将来驾驶需求驱动力计算部可对上述驾驶需求驱动力进行基于上述驾驶需求驱动力的变化率的阈值的限制处理，并根据进行了上述限制处理的上述驾驶需求驱动力来计算上述将来驾驶需求驱动力。
[0028]另外，还可以包括:环境信息获取部，获取车辆外部的环境信息；运转状态预测部，根据上述环境信息预测是否将进行基于车道变换的超车加速，上述升压控制部在预测到将进行上述超车加速的情况下，根据与车速或驾驶员的需求驱动力对应的电压裕度来控制借助于上述升压部的升压。
[0029]另外，上述车速越小，上述升压控制部可将上述电压裕度的值设定的越大。
[0030]另外，上述需求驱动力越小，上述升压控制部可将上述电压裕度的值设定的越大。
[0031]另外，上述升压控制部可根据规定有与上述车速或上述需求驱动力对应的上述电压裕度的电压裕度对应关系来设定上述电压裕度。
[0032]另外，上述电压裕度映射关系可根据运转模式来规定与上述车速或上述需求驱动力对应的上述电压裕度。
[0033]另外，为了解决上述课题，根据本发明的其它观点，提供一种电池电压的控制方法，具备如下步骤:获取车辆的运转状态；根据车辆的行驶模式或运转状态来控制借助于升压转换器的电池电压的升压。
[0034]另外，还可以包括如下步骤:监视车辆外部，获取车辆外部的环境信息；根据上述车辆外部的环境信息预测包括车辆的起动或停止的运转状态，在控制上述升压的步骤中，根据所预测的上述运转状态来控制借助于升压转换器的电池电压的升压。
[0035]另外，还可以包括如下步骤:获取与驱动马达的输出特性相关的行驶模式；获取加速器开度的步骤，在控制上述升压的步骤中，根据上述行驶模式和上述加速器开度来控制施加于上述驱动马达的电池电压升压的目标升压电压。
[0036]另外，还可以包括如下步骤:获取车辆外部的环境信息；根据上述车辆外部的环境信息预测是否将进行基于车道变换的超车加速；在预测到将进行上述超车加速的情况下，计算与车速或驾驶员的需求驱动力对应的电压裕度，在控制上述升压的步骤中，根据算出的上述电压裕度来控制借助于升压转换器的电池电压的升压。
【附图说明】
[0037]图1是表示本发明的一个实施方式的系统的示意图。
[0038]图2是表示通过升压转换器的升压而改变驱动马达的转速与马达转矩的关系的情况的特性图。
[0039]图3是表示升压转换器的变换效率的示意图。
[0040]图4是表示本实施方式的处理过程的流程图。
[0041]图5是表示需求驱动力(加速器开度)和升压转换器的响应特性的特性图。
[0042]图6是为了与图5进行比较、表示在驾驶员踩踏加速器后使通过逆变器进行的升压的目标电压增加的例子的示意图。
[0043]图7是表示适用于双马达的混合动力系统的示意图。
[0044]图8是表示图7所示的构成中的、由单点划线围起的部分的具体构成的示意图。
[0045]图9是表示本发明的一个实施方式的系统的示意图。
[0046]图1OA是用于说明行驶模式与电压裕度的大小的关系的图。
[0047]图1OB是用于说明行驶模式与电压裕度的大小的关系的图。
[0048]图1OC是用于说明行驶模式与电压裕度的大小的关系的图。
[0049]图11是表示将来驾驶需求驱动力计算部的构成的示意图。
[0050]图12是表示驱动力映射关系的一个例子的示意图。
[0051]图13是表示目标升压电压计算部的构成例的示意图。
[0052]图14是表示在目标升压电压计算部计算升压转换器的目标升压电压时使用的映射关系的不意图。
[0053]图15是表不本发明的一个实施方式的系统的不意图。
[0054]图16是表示驾驶员的需求驱动力(加速器开度)和升压转换器的响应特性的特性图。
[0055]图17是表示本实施方式的处理过程的流程图。
[0056]图18是表示控制升压转换器的处理过程的流程图。
[0057]图19是表示计算图18的步骤S330中使用的电压裕度的处理过程的流程图。
[0058]图20是表示电压裕度映射关系的概要的示意图。
[0059]图21是更详细地表示图20的电压裕度映射关系的示意图。
[0060]图22是更详细地表示图20的电压裕度映射关系的示意图。
[0061]图23是表示用于比较不进行本实施方式的车道变换时的升压控制情况的控制方式的示意图。
[0062]图24是表示进行本实施方式的车道变换时的升压控制情况的控制方式的示意图。
[0063]图25是表示不限制需求驱动力的变化率时的控制的示意图。
【具体实施方式】
[0064]以下，参照附图对本发明的优选的实施方式进行详细说明。应予说明，在本说明书和附图中，通过对实质上具有相同功能构成的构成要素标注相同的符号，从而省略重复说明。
[0065]1.第一实施方式
[0066]首先，参照图1，对本发明的第一实施方式的系统1000的构成进行说明。图1是表示本发明的第一实施方式的、用于驱动电动汽车等车辆的系统1000的示意图。应予说明，在此例示电动汽车，但本实施方式的系统1000也可以广泛用于混合动力汽车等其它车辆。如图1所示，系统1000具有立体照相机1100、立体照相机用控制装置(图像处理-ECU) 1200、加速器踏板1300、马达的控制装置(马达-ECU) 1400、高电压电池1500、升压转换器1600、逆变器1700、驱动马达1800而构成。应予说明，在图1中，示出了单独构成立体照相机用控制装置1200和马达的控制装置1400的例子，但两者也可以由一体的控制装置构成。
[0067]对混合动力汽车、电动汽车等车辆进行驱动的系统具备用于驱动驱动轮的驱动马达。在图1所示的构成中，对于驱动马达1800而言，将直流电压变换成交流的逆变器1700的电压越高，驱动马达1800越能够产生大输出。因此，通过升压转换器1600使高电压电池1500的电压升高并施加到逆变器1700。另一方面，在升压转换器1600中，若将高电压电池1500的电压升高，则升压越大，越产生损失。由于升压转换器1600的升压比越高，损失越增大，所以在试图进行大输出时，会牵扯到升压转换器1600中的损失的增加。此外，为了从高电压电池1500的电压升高到逆变器1700的最大电压，相对于目标电压进行实际的升压为止，会产生200ms左右的延迟时间。因此，即使在车辆起动时进行升压，实际的升压也会比起动时延迟，因此产生加速的迟滞感和/或驾驶性能变差。因此，寻求通过预知包括车辆的起动或停止的运转状态而控制电池的升压来提高驾驶性能，并且将损失抑制到最小限度的手段。
[0068]在本实施方式的系统1000中，车辆起动时，利用包括立体照相机1100在内的图像处理系统检测本车辆的从停车状态起动的预兆。作为起动的预兆，可举出前方的交通信号灯的颜色由红变绿、前行车辆的制动器灯由点亮变为熄灭、前行车辆从停车状态起动等。系统1000通过图像处理系统来识别它们，从而检测起动的预兆。并且，在识别起动的预兆时，通过在驾驶员踩踏加速器之前驱动升压转换器1600而使逆变器1700的电压上升，从而能够在驾驶员踩踏加速器时立即产生最大输出。
[0069]另外，在车辆减速停车时，利用图像处理系统检测本车辆从行驶状态停车的预兆。作为停车的预兆，可举出前方的交通信号灯的颜色由绿变红、与前行车辆的车间距离变小等。系统1000通过图像处理系统识别它们，从而检测停车的预兆。并且，在识别出停车的预兆时，由于之后不会存在来自驾驶员的大输出要求，所以通过停止升压转换器1600，可抑制由升压转换器1600导致的损失。
[0070]在图1所示的构成中，立体照相机1100具有包括CXD传感器、CMOS传感器等摄像元件的左右一对照相机1100a、1100b而构成，拍摄车辆外部的外部环境，并将所拍摄的图像信息发送到控制装置1200。本实施方式的立体照相机1100由可获取颜色信息的彩色照相机构成。由于立体照相机1100能够获取颜色信息，所以能够将例如在本车辆的前方行驶的前行车辆的制动器灯是否点亮和/或交通信号灯的信号的颜色、道路标识等识别为图像信息。立体照相机1100将所识别的图像信息输出到控制装置1200。
[0071]控制装置1200对于由立体照相机1100的左右一组的照相机1100a、1100b拍摄本车辆行进方向而得的左右一组的立体图像对，能够利用三角测量原理，根据对应的位置的偏移量来生成并获取距对象物的距离信息。另外，控制装置1200通过对利用三角测量原理而生成的距离信息进行公知的分组处理，并将经分组处理的距离信息与预先设定的三维的立体物数据等比较，从而检测立体物数据和/或白线数据等。由此，控制装置1200能够识别暂停标识、停车线、ETC通道等。
[0072]另外，控制装置1200能够利用根据三角测量原理生成的与前行车辆的距离信息(车间距离L)来计算车间距离L的变化量、与前行车辆的相对速度V。车间距离L的变化量可以通过累计每单位时间检测到的帧图像间的车间距离L而求得。另外，相对速度V可以通过使每单位时间检测到的车间距离除以该单位时间而求得。应予说明，控制装置1400也能够进行这些运算。
[0073]这样，控制装置1200作为获取由立体照相机1100得到的车辆外部的图像信息并进行分析的图像分析处理部发挥功能，将对图像信息进行分析而得到的车辆外部的环境信息发送到控制装置1400。控制装置1200对由立体照相机1100发送的图像信息进行分析处理，将本车辆前方的交通信号灯的颜色、前行车辆的制动器灯的点亮状态、道路标识、停车线或者与前行车辆的车间距离L等识别为车辆外部的环境信息，发送到控制装置1400。另夕卜，控制装置1200作为监视车辆外部、获取车辆外部的环境信息的车辆外部监视部发挥功會K。
[0074]加速器踏板1300包括检测驾驶员的加速操作的传感器。将驾驶员的加速操作作为驾驶员的需求驱动力而发送到马达的控制装置1400。控制装置1400根据由控制装置1200接收的交通信号灯的颜色、制动器