专利名称：车辆的再生控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在车辆减速行驶时使该车辆的动能向电能再生的技术。
背景技术：
近年来，提出了搭载有额定电压不同的多个蓄电池的车辆。在这种车辆中，当切换发电机的发电电压时，发电机的驱动扭矩变化，所以可能产生振动、噪声。针对该问题，提出了如下技术通过在高电压蓄电池充电时间歇地停止发电机的发电动作，缩小低电压蓄电池充电时的驱动扭矩与高电压蓄电池充电时的驱动扭矩的差(例如参照专利文献I)。在专利文献2中说明了如下技术在搭载有额定电压不同的低电压蓄电池和高电压蓄电池的车辆中，对低电压蓄电池和高电压蓄电池交替地进行充电。
在专利文献3中说明了如下技术当在由串联连接的多个单电池构成的锂离子蓄电池的任意单电池中产生了过电压的情况下，使锂离子蓄电池的充电电压下降到比规定值低的值。在专利文献4中说明了如下技术在作为原动机搭载有内燃机和电动机的复合动力车辆的再生制动时，向多个电负载选择性地供给未能全充给蓄电池的剩余电力。在专利文献5中说明了如下技术在具有将发电机的输出分配切换到低电压系统的蓄电池和高电压系统的电负载中的转换开关的车辆中，在转换开关进行切换时，使发电机的输出电压暂时下降。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2002-135993号公报专利文献2 :日本特开2000-184613号公报专利文献3 :日本特开2007-018871号公报专利文献4 :日本特开2006-174543号公报专利文献5 :日本特开平09-074693号公报
发明内容
发明要解决的问题但是，在使车辆的动能向电能再生并交替地充给低电压蓄电池和高电压蓄电池的情况下，若在对高电压蓄电池充电时使发电机的发电动作间歇地停止，则可能减少高电压蓄电池的充电量，或减少向电能再生的动能。本发明是鉴于上述那样的情况而做成的，其目的在于提供一种技术，对于在车辆减速行驶时使该车辆的动能向电能再生，将再生得到的电能交替地供给到低电压系统电路和闻电压系统电路中的车辆的再生控制系统，该技术能够在该车辆的再生控制系统中，抑制随着发电电压变化发生的再生制动力变动，并且能够提高再生率。用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明采用了下述这样的方案。即，本发明的车辆的再生控制系统包括低电压系统电路，其具备低电压蓄电池；高电压系统电路，其具备额定电压比上述低电压蓄电池的额定电压高的高电压蓄电池；发电单元，其利用车辆的动能，发出与上述低电压系统电路相适合的低电压的电能或与上述高电压系统电路相适合的高电压的电能；控制机构，其在车辆处于减速行驶状态时，以交替地发出上述低电压的电能和上述高电压的电能的方式控制上述发电单元，并且对发出上述低电压的电能的时间与发出上述高电压的电能的时间的比率进行占空比控制。
在该结构中，在将处于减速行驶状态的车辆的动能转换(再生)为电能的情况下，发电单元交替地发出低电压的电能(以下称作“低电压能量”)和高电压的电能(以下称作“高电压能量”)。即，发电单元将发电电压交替地切换成低电压和高电压，并连续发电。届时，将发电单元发出低电压能量的时间和发出高电压能量的时间之和(占空比控制的周期)设定为在再生制动力的大小大致恒定时乘员能感觉到的程度的较短周期。在以上述方式控制再生制动时的发电电压时，能够抑制随着发电电压的切换而发生的再生制动力变化，并且能够向低电压系统电路和高电压系统电路都供给由车辆的动能再生得到的电能。另外，也不必使发电单元的发电动作间歇地停止，因此能够使动能的再生量尽可能多。此外，能够任意地设定低电压能量的发电时间与高电压能量的发电时间的比率，因此也能在I次的减速行驶中向低电压系统电路和高电压系统电路都供给期望量的电倉泛。因而，根据本发明，对于在车辆减速行驶时使该车辆的动能向电能再生，将再生得到的电能交替地供给到低电压系统电路和高电压系统电路中的车辆的再生控制系统，能够在该车辆的再生控制系统中，抑制随着发电电压变化发生的再生制动力变动，并且提高再生率。本发明的车辆的再生控制系统可以还具有决定机构，该决定机构根据车辆所要求的减速度，决定上述发电单元发出上述低电压的电能的时间与发出上述高电压的电能的时间的比率。在该情况下，控制机构根据由上述决定机构决定的比率对上述发电单元的发电电压进行占空比控制较好。在该结构中，由于根据车辆的要求减速度来决定发电单元发出低电压能量的时间与发出高电压能量的时间的比率，因此再生制动力成为与要求减速度相适合的大小。例如与要求减速度较低的情况相比，在要求减速度较高的情况下，延长高电压能量的发电时间且缩短低电压能量的发电时间较好。在以上述方式控制再生制动时的发电电压时，能向低电压系统电路和高电压系统电路都供给由车辆的动能再生得到的电能。此外，也不必使发电单元的发电动作间歇地停止，因此能够使动能的再生量尽可能多。因而，根据本发明，对于在车辆减速行驶时使该车辆的动能向电能再生，将再生得到的电能交替地供给到低电压系统电路和高电压系统电路中的车辆的再生控制系统，能够在该车辆的再生控制系统中，抑制随着发电电压变化发生的再生制动力变动，并且提高再生率。本发明的控制机构可以在变更发电单元的发电电压时使发电单元的发电暂时停止。例如，控制机构可以使施加于发电单元的磁场电流暂时停止。届时的停止时间不必是使发电单元的发电电压下降为零那么长的时间，是使发电电压下降为比低电压低的电压的程度的较短期间即可。 采用这种控制，能够避免在切换发电电压时过电压作用于发电单元等电气零件的事态。结果，能够抑制发电单元等的耐久性下降。本发明的控制机构可以在上述低电压蓄电池或上述高电压蓄电池的充电量达到了上限值的情况下，增加上述低电压系统电路或上述高电压系统电路所含的电负载的消耗电力。在低电压蓄电池或高电压蓄电池的充电量达到了上限值的情况下，当将由上述发 电单元再生得到的电能供给到低电压蓄电池或高电压蓄电池中时，低电压蓄电池或高电压蓄电池可能陷于过充电状态。针对该问题，也考虑用如下方法通过降低在占空比控制的周期中低电压发电时间或高电压发电时间所占的比例，从而抑制低电压蓄电池或高电压蓄电池的过充电。在该情况下，再生制动力的大小成为与要求减速度不适合的大小，可能使乘员感到不舒服。为此，若在低电压蓄电池或高电压蓄电池的充电量达到了上限值时，增加低电压系统电路或高电压系统电路所含的电负载的消耗电力，则能够将再生制动力的大小保持为与要求减速度相适合的大小，并且能够避免低电压蓄电池或高电压蓄电池的过充电。另外，在根据车辆的要求减速度决定发电单元发出低电压能量的时间和发出高电压能量的时间的比率时，可能产生在占空比控制的周期中发出上述高电压的电能的时间的比例高于100%的情况、该比例低于0%的情况。在上述那样的情况下，若将发电单元的发电电压固定为上述的高电压、低电压，则再生制动力的大小可能成为与要求减速度不适合的大小。为此，本发明的控制机构可以在发出上述高电压的电能的时间的比例高于100%的情况下，使发电单元的发电电压比上述高电压高。在该情况下，能够避免再生制动力的大小相对于车辆的要求减速度过小的事态。另外，本发明的控制机构可以在发出上述高电压的电能的时间的比例低于0%的情况下，使发电单元的发电电压比上述低电压低。在该情况下，能够避免再生制动力的大小相对于车辆的要求减速度过大的事态。发明效果采用本发明，对于在车辆减速行驶时使该车辆的动能向电能再生，将再生得到的电能交替地充给低电压系统蓄电池和高电压系统蓄电池的车辆的再生控制系统，能够在该车辆的再生控制系统中，抑制随着发电电压变化发生的扭矩变动，并且提高再生效率。
图I是表示应用了本发明的车辆的大概结构的图。图2是示意地表示电气系统电路的结构的图。图3是表示第I实施例中的再生控制的执行方法的点火正时图。图4是表示高电压蓄电池的充电状态(SOC)、温度和能充电的电力的关系的图。
图5是表示要求减速度较高的情况下的再生控制的执行方法的点火正时图。图6是表示在第I实施例中ECU实施再生控制时所执行的控制程序的流程图。图7是表示占空比Y高于100%的情况下的占空比Y与发电电压的关系的图。图8是表示占空比Y低于0%的情况下的占空比Y与发电电压的关系的图。图9是表示第2实施例中的再生控制的执行方法的点火正时图。图10是表示在第3实施例中ECU实施再生控制时所执行的控制程序的流程图。
具体实施方式
下面，根据
本发明的具体的实施方式。本实施方式所述的构成零件的尺寸、材质、形状和相对配置等只要没有特别说明，则并不旨在将发明的技术范围只限定为这些尺寸、材质、形状和相对配置等。实施例I首先，根据图I至图8说明本发明的第I实施例。图I是表示应用了本发明的车辆的大概结构的图。在图I中，在车辆中搭载有作为原动机的内燃机I。内燃机I的输出轴与变速器2的输入轴相连结。变速器2的输出轴借助传动轴3与差速齿轮4相连结。2根驱动轴5与差速齿轮4相连接，驱动轴5分别与左右的驱动轮6相连接。作为上述的变速器2，可以使用将变矩器或离合器机构与分级或无级地变更变速比的变速机构组合而成的变速器。自内燃机I输出的动力(输出轴的转动力矩)被变速器2变速后，传递到传动轴3，接着在被差速齿轮4减速后，传递到驱动轴5和驱动轮6。内燃机I同时设有电气系统电路100。电气系统电路100如图2所示，包括发电单元101、高电压系统电路102和低电压系统电路103。发电单元101具备交流发电机110和转换开关120。交流发电机110是借助带轮、带等与内燃机I的输出轴(或与该输出轴联动地旋转的构件)相连结，而将输出轴的动能(刚体动能)转换为电能的发电机。详细而言，交流发电机110是包括如下构件的三相交流发电机定子线圈，其具有三相的绕组；励磁线圈，其卷绕在转子上；整流器，其将定子线圈产生的交流电流整流为直流电流；调节器110a，其切换励磁电流(磁场电流)与励磁线圈的通电(on)或不通电(off)。在对励磁线圈通以励磁电流(磁场电流)时，以上述方式构成的交流发电机110使定子线圈产生感应电流(三相交流电流)，将所产生的三相交流电流整流为直流电流并输出。转换开关120是用于将交流发电机110的输出输入到低电压系统电路103或高电压系统电路102的任一方中的设备。转换开关120具备I个输入端子120a和2个输出端子120b、120c，使2个输出端子120b、120c的任一方与输入端子120a导通。交流发电机110的输出输入到输入端子120a中。2个输出端子120b、120c的一方输出端子(以下称作“第I输出端子”)120b与高电压系统电路102相连接。2个输出端子120b、120c的另一方(以下称作“第2输出端子”)120c与低电压系统电路103相连接。另外，转换开关120虽然也可以利用有触点开关，但最好利用无触点开关。高电压系统电路102是能够输入输出高电压Vh (例如43. 5V左右)的电力的电路，是高电压蓄电池102a、高电压负载102b并联连接而成的电路。高电压蓄电池102a例如是用于加热内燃机I的润滑油的加热器、用于加热内燃机I的冷却水的加热器、用于加热催化剂等的排气净化装置的加热器、或电动机辅助式的增压器等。另一方面，低电压系统电路103是能够输入输出低电压Vl (例如14. 5V左右)的电力的电路，是低电压蓄电池103a、低电压负载103b并联连接而成的电路。低电压负载103b例如是各种执行器、散热器用风扇
坐寸o这里，回到图I，车辆同时设有用于电控内燃机I、变速器2和电气系统电路100的电子控制单元(E⑶)20。另外，在图I中，E⑶20为一个整体，但也可以分为用于控制内燃机I的ECU、用于控制变速器2的ECU和用于控制电气系统电路100的ECU。加速位置传感器21、换挡位置传感器22、制动传感器23、曲柄位置传感器24和车速传感器25等各种传感器的输出信号输入到ECU20中。另外，高电压蓄电池102a和低电 压蓄电池103a的放电电压也输入到E⑶20中。加速位置传感器21是输出与加速踏板的操作量(踏下量)相对应的电信号的传感器。换挡位置传感器22是输出与换挡杆的操作位置相对应的电信号的传感器。制动传感器23是输出与制动踏板的操作量(踏下量)相对应的电信号的传感器。曲柄位置传感器24是输出与内燃机I的输出轴(曲轴)的旋转位置相对应的电信号的传感器。车速传感器25是输出与车辆的行驶速度相对应的电信号的传感器。E⑶20根据上述各种传感器的输出信号控制内燃机I、变速器2、电气系统电路100等。下面，说明电气系统电路100的控制方法。E⑶20通过对调节器IlOa的接通/断开进行占空比控制，改变交流发电机110的发电电压。例如，在提高交流发电机110的发电电压的情况下，ECU20以延长调节器IlOa的接通时间(缩短断开时间)的方式决定占空比。在降低交流发电机110的发电电压的情况下，E⑶20以缩短调节器IlOa的接通时间(延长断开时间)的方式决定占空比。E⑶20也感应交流发电机110的实际发电电压，根据实际发电电压与目标发电电压的差而进行占空比的反馈控制。在向高电压系统电路102供电时，E⑶20以使交流发电机110的发电电压与适合高电压系统电路102的电压(高电压)Vh 一致的方式对调节器I IOa进行占空比控制，并且以使输入端子120a与第I输出端子120b相连接的方式控制转换开关120。在向低电压系统电路103供电时，E⑶20以使交流发电机110的发电电压与适合低电压系统电路103的电压(低电压)Vl —致的方式对调节器IlOa进行占空比控制，并且以使输入端子120a与第2输出端子120c相连接的方式控制转换开关120。另外，在车辆处于减速行驶状态时，例如，当车速大于零且加速踏板的操作量为零时，将驱动轮6的动能经由驱动轴5、差速齿轮4、传动轴3、变速器2和内燃机I向交流发电机110传递。也就是说，交流发电机110的转子与驱动轮6联动地旋转。届时，在对交流发电机110施加磁场电流时，能够将驱动轮6的动能转换(再生)为电能。在将利用上述那样的方法获得的电能充给高电压蓄电池102a、低电压蓄电池103a时，能够减少利用内燃机I所产生的动力使交流发电机110工作的机会，所以能够减少内燃机I的燃料消耗量。因此，ECU20通过在车辆处于减速行驶状态时对交流发电机110施加磁场电流，执行将驱动轮6的动能向电能转换(再生)的再生控制。
若在实施再生控制时将交流发电机110的发电电压设定为高电压Vh，则能够使被作为电能再生的动能的量增加。但是，存在再生制动力过大，或不能对低电压蓄电池103a充电这样的问题。另一方面，若在实施再生控制时将交流发电机110的发电电压设定为低电压VI，则存在被作为电能再生的动能的量减少，或不能对高电压蓄电池102a充电这样的问题。针对上述问题，可以考虑采用如下方法在车辆的减速行驶过程中切换交流发电机110的发电电压，从而对高电压蓄电池102a和低电压蓄电池103a都充电。但是，在切换交流发电机110的发电电压时，再生制动力大幅变动。因此，需要在切换发电电压时进行使发电动作间歇地停止的控制、调整摩擦制动器的制动力的控制等。在本实施例的再生控制中，E⑶20如图3所示地以使高电压能量和低电压能量交替地发电，并且使输入端子120a交替地与第I输出端子120b和第2输出端子120c相连接的方式控制转换开关120。详细而言，ECU20对交流发电机110发出高电压能量的时间(输入端子120a与第I输出端子120b相连接的时间)th与交流发电机110发出低电压能量的时间(输入端子120a与第2输出端子120c相连接的时间)tl的比率进行占空比控制。占 空比控制的周期t( = th+tl)设定为在再生制动力的大小大致恒定时乘员能感觉到的程度的较短周期(例如20ms左右)。此外，交流发电机110发出低电压能量的时间th与发出高电压能量的时间tl的比率根据车辆的要求减速度来决定。可以将制动踏板的操作量、油门开度、变速器2的齿轮位置和路面的摩擦系数等作为参数，运算车辆的要求减速度。届时，可以预先将制动踏板的操作量、油门开度、变速器2的齿轮位置及路面的摩擦系数与要求减速度的关系做成设定表。ECU20根据下述式(I)运算为了获得要求减速度所需的减速力(要求减速力)Ntrg0Ntrg =(要求减速度)X (车辆重量)…(I)接着，ECU20根据下述式(2)运算为了获得要求减速力而所需的扭矩(要求减速扭矩)Ttrg。Ttrg = NtrgX (轮胎直径)X (齿数比)-(摩擦扭矩)…(2)上述式⑵中的“摩擦扭矩”是内燃机I的摩擦、驱动系统的摩擦等的总和。E⑶20通过将上述要求减速扭矩Ttrg代入到下述式(3)中，计算为了获得要求减速度所需的功率(要求减速功率)Wtrg。Wtrg = TtrgX (内燃机转速)X (2 /60)... (3)E⑶20通过将上述要求减速功率Wtrg代入到下述式(4)中，计算占空比Y (% )。另外，这里所说的占空比Y是在占空比控制的周期内高电压能量的发电时间所占的比例(=[th/ (th+tl)]X100)。Wtrg = WhighX ( y /100) +WlowX [ (100-r) /100]…(4)上述式⑷中的“Whigh”是高电压系统电路102能在每单位时间内消耗的电能(功率)，式⑷中的“Wlow”表示低电压系统电路103能在每单位时间内消耗的电能(功率)。 高电压系统电路102的功率Whigh是高电压蓄电池102a能接受的电能(可充电电力)与高电压负载102b能消耗的电能(可消耗电力)的和。低电压系统电路103的功率Wlow是低电压蓄电池103a能接受的电能(可充电电力)与低电压负载103b能消耗的电能(可消耗电力)的和。另外，如图4所示，可以将高电压蓄电池102a的充电状态(SOC)和温度作为参数，求得高电压蓄电池102a的可充电电力。同样,也可以将低电压蓄电池103a的充电状态(SOC)和温度作为参数，求得低电压蓄电池103a的可充电电力。在采用上述那样方法决定占空比Y时，与要求减速度较小时相比，当要求减速度较大时，延长高电压能量的发电时间。例如，上述图3所示的例子表示在要求减速度较小时的控制例，将高电压能量的发电时间th设定得较短。相反，在要求减速度较大时，如图5所示地将高电压能量的发电时间th设定得较长。高电压能量发电时的再生制动力比低电压能量发电时的再生制动力大。因此，与将高电压能量的发电时间th设定得较短的情况相比，在将高电压能量的发电时间th设定得较长的情况下，在周期t的期间内产生的再生制动力增大。结果，再生制动力成为与要求减速度相对应的大小。 因而，在采用上述方法执行再生控制时，能够不使驾驶者意识到由发电电压的切换引发的再生制动力变动地，使再生制动力的大小成为与要求减速度相对应的大小。另外，不再需要进行使发电电压间歇地停止的控制、调整摩擦制动器的制动力的控制等，因此能够使动能的再生量尽可能多，并且也能简化减速行驶时的控制逻辑。此外，能够向高电压系统电路102和低电压系统电路103都供给电能，因此也能对高电压蓄电池102a和低电压蓄电池103a都充电。下面，按照图6说明本实施例中的再生控制的执行步骤。图6是在ECU20实施再生控制时执行的控制程序。该控制程序是预先存储在ECU20的ROM等中的程序，由ECU20周期性地执行。在图6的控制程序中，E⑶20首先在SlOl中辨别车辆是否处于减速行驶状态。例如，在加速位置传感器21的输出信号(油门开度)为零(全闭)且车速传感器25的输出信号(车速)大于零时，ECU20判定为车辆处于减速行驶状态。当在上述SlOl中进行了否定判定的情况下，E⑶20不实施再生控制而结束执行本程序。另一方面，当在上述SlOl中进行了肯定判定的情况下，E⑶20进入S102。在S102中，ECU20以加速位置传感器21的输出信号(油门开度)、换挡位置传感器22的输出信号(齿轮位置)、制动传感器23的输出信号(制动踏板的操作量)和路面的摩擦系数作为参数，运算车辆的要求减速度。在S103中，E⑶20根据上述式(I)至式(4)和在上述S102算得的要求减速度，运算占空比Y。通过使E⑶20以上述方式执行S102和S103的处理，实现本发明的决定机构。另外，在根据要求减速度决定占空比Y时，也可能产生占空比Y高于100%的情况、低于0%的情况。若在占空比Y高于100%的情况下将交流发电机110的发电电压固定为高电压Vh，则可能使再生制动力相对于要求减速度过少。另外，若在占空比Y低于0%的情况下将交流发电机110的发电电压固定为低电压VI，则可能使再生制动力相对于要求减速度过大。因此，E⑶20在S104中辨别在上述S103中算得的占空比Y是否大于100%。当在上述S104中进行了肯定判定的情况下，E⑶20进入S105，使交流发电机110的发电电压高于高电压Vh。届时，E⑶20可以如图7所示，占空比Y越大，越增高发电电压。在以上述方式改变交流发电机110的发电电压时，能够避免再生制动力的大小相对于要求减速度过少的事态。当在上述S104中进行了否定判定的情况下，E⑶20进入S106，辨别在上述S103中算得的占空比Y是否小于0%。当在上述S106中进行了肯定判定的情况下，E⑶20进入S107，使交流发电机110的发电电压低于低电压VI。届时，E⑶20可以如图8所示，占空比Y越小，越降低发电电压。通过以上述方式改变交流发电机110的发电电压，能够避免再生制动力的大小相对于要求减速度过大的事态。E⑶20在执行了上述S105或上述S107的处理后，或在上述S106中进行了否定判定的情况下，E⑶20进入S108。在S108中，根据在上述S103中算得的占空比、控制交流发电机110的发电电压，并且与发电电压的切换同步地进行转换开关120的切换。通过使E⑶20以上述方式执行S108的处理，实现本发明的控制机构。采用以上说明的控制程序，能够在车辆处于减速行驶状态时，不使驾驶者意识到 随着发电电压的切换而发生的再生制动力变动地，或不使动能的再生量大幅减少地，使再生制动力的大小成为与要求减速度相匹配的大小。实施例2接下来，根据图9说明本发明的第2实施例。这里，只说明与上述第I实施例不同的结构，省略说明与上述第I实施例相同的结构。本实施例与上述第I实施例的不同之处在于，在切换交流发电机110的发电电压时，暂时停止向交流发电机110施加磁场电流。届时的停止时间不必是使交流发电机110的发电电压下降到零那么长的时间，是使交流发电机110的发电电压低于低电压Vl的程度的较短时间即可。在将交流发电机110的发电电压从高电压Vh或低电压Vl的任一方向另一方切换时，交流发电机110的端子电压急速上升，过电压可能作用于交流发电机110的构成零件。另外，在利用有触点开关构成转换开关120的情况下，可能在触点处产生火花。针对上述问题，在本实施例的再生控制中，在将交流发电机110的发电电压从高电压Vh或低电压Vl的任一方向另一方切换时，ECU20暂时停止对交流发电机110施加磁场电流。采用这种方法，如图9所示，能够在转换开关120进行切换动作时使交流发电机110的发电电压低于低电压VI，因此能够避免交流发电机110的端子电压急速上升的事态、在转换开关120的触点处产生火花的事态的发生。结果，能够抑制交流发电机110、转换开关120的耐久性下降。实施例3接下来，根据图10说明本发明的第3实施例。这里，只说明与上述第I实施例不同的结构，省略说明与上述第I实施例相同的结构。本实施例与上述第I实施例的不同之处在于，在高电压蓄电池102a或低电压蓄电池103a的充电状态(SOC)较大的情况下，通过增加高电压负载102b或低电压蓄电池103a的消耗电力，从而抑制高电压蓄电池102a或低电压蓄电池103a的过充电，并且使再生制动力的大小成为与要求减速度相适合的大小。当根据在上述第I实施例中说明的式⑴至式⑷决定占空比Y时，占空比Y有时高于100%。特别是在高电压蓄电池102a或低电压蓄电池103a的充电状态(SOC)高于上限值时，占空比Y容易高于100%。针对上述问题，在本实施例的再生控制中，在高电压蓄电池102a或低电压蓄电池103a的充电状态(SOC)高于上限值的情况下，E⑶20尽可能地增加高电压负载102b或低电压负载103b的消耗电力，并且比高电压蓄电池102a和低电压蓄电池103a的可充电电压(例如各蓄电池的放电电压)低地设定交流发电机110的发电电压，在此基础上决定占空比Y。在采用这样的方法实施再生控制时，能将占空比Y抑制为100%以下，因此能够避免高电压蓄电池102a和低电压蓄电池103a的过充电，并且能够使再生制动力的大小成为与要求减速度相匹配的大小。另外，上述“上限值”是从高电压蓄电池102a或低电压蓄电池103a为过充电的充电状态(SOC)的最小值减去边界值(margin)而得到的值。下面，按照图10说明本实施例中的再生控制的执行步骤。图10是在ECU20实施再生控制时执行的控制程序。在图10中，对于与上述第I实施例的控制程序(参照图6)相同的处理，标注相同的附图标记。 在图10的控制程序中，E⑶20在执行了 S102的处理后，进入S201。在S201中，E⑶20辨别高电压蓄电池102a的充电状态SOCh是否为上限值以下。当在S201中进行了否定判定的情况(SOCh >上限值)下，E⑶20进入S202，将高电压Vh修正为比高电压蓄电池102a的可充电电压低的电压。例如，ECU20将从高电压蓄电池102a的放电电压(或额定电压)Vhs减去规定量A vh而得到的值设定为高电压Vh。此外，E⑶20尽可能地增加高电压负载102b的消耗电力。当在上述S201中进行了肯定判定的情况(SOCh <上限值)下以及执行完上述S202的处理的情况下，E⑶20进入S203。在S203中，E⑶20辨别低电压蓄电池103a的充电状态SOCl是否为上限值以下。当在S203中进行了否定判定的情况(S0C1 >上限值)下，E⑶20进入S204，将低电压Vl修正为比低电压蓄电池103a的可充电电力电压低的电压。例如，E⑶20将从低电压蓄电池103a的放电电压(或额定电压)Vls减去规定量Avl而得到的值设定为低电压VI。此外，E⑶20尽可能地增加低电压负载103b的消耗电力。当在上述S203中进行了肯定判定的情况(S0C1 <上限值)下以及执行完上述S204的处理的情况下，E⑶20进入S103。在S103中，E⑶20根据在上述第I实施例中说明的式(I)至式(4)和在上述S102中算得的要求减速度，运算占空比Y。届时，当在S202中进行高电压Vh的修正处理和高电压负载102b的消耗电力增加处理时，ECU20根据修正处理后的高电压Vh和消耗电力增加处理后的消耗电力，决定式(4)中的Whigh。另外，当在S204中进行低电压Vl的修正处理和低电压负载103b的消耗电力增加处理时，ECU20根据修正处理后的低电压Vl和消耗电力增加处理后的消耗电力，决定式(4)中的Wlow。在以上述方式决定占空比Y时，即使在高电压蓄电池102a或低电压蓄电池103a的充电状态(SOC)高于上限值的情况下，也能将占空比Y抑制为100%以下，并且控制对高电压蓄电池102a或低电压蓄电池103a的充电。E⑶20在执行了上述S103的处理后进入S108，根据在上述S103中决定的占空比Y控制交流发电机110的发电电压和转换开关120。采用以上说明的实施例，能够避免高电压蓄电池102a和低电压蓄电池103a的过充电，并且能够使再生制动力的大小成为与要求减速度相适合的大小。另外，可以尽可能地组合上述实施例I至实施例3。
附图标记说明
I、内燃机；2、变速器；3、传动轴；4、差速齿轮；5、驱动轴；6、驱动轮;20、ECU ;21、加速位置传感器；22、换挡位置传感器；23、制动传感器；24、曲柄位置传感器；25、车速传感器；100、电气系统电路；101、发电单元；102、高电压系统电路；102a、高电压蓄电池；102b、高电压负载；103、低电压系统电路；103a、低电压蓄电池；103b、低电压负载；110、交流发电机；110a、调节器；120、转换开关；120a、输入端子；120b、第I输出端子；120c、第2输出端子。
权利要求
1.一种车辆的再生控制系统，该车辆的再生控制系统具有 低电压系统电路，该低电压系统电路包括低电压蓄电池； 高电压系统电路，该高电压系统电路包括额定电压比所述低电压蓄电池的额定电压高的高电压蓄电池； 发电单元，该发电单元利用车辆的动能，发出与所述低电压系统电路相适合的低电压的电能或与所述高电压系统电路相适合的高电压的电能； 控制机构，该控制机构在车辆处于减速行驶状态时，以将发电电压交替地切换成所述低电压和所述高电压并进行发电的方式控制所述发电单元，并且对发出所述低电压的电能的时间与发出所述高电压的电能的时间的比率进行占空比控制。
2.根据权利要求I所述的车辆的再生控制系统，其中， 该车辆的再生控制系统还具有决定机构，该决定机构根据车辆所要求的减速度，决定所述发电单元发出所述低电压的电能的时间与发出所述高电压的电能的时间的比率；所述控制机构根据由所述决定机构决定的比率对所述发电单元的发电电压进行占空比控制。
3.根据权利要求2所述的车辆的再生控制系统，其中， 所述控制机构在切换所述发电单元的发电电压时，使由所述发电单元进行的发电暂时停止。
4.根据权利要求2或3所述的车辆的再生控制系统，其中， 所述控制机构在所述低电压蓄电池或所述高电压蓄电池的充电量达到了上限值的情况下，增加所述低电压系统电路或所述高电压系统电路中所包含的电负载的消耗电力。
5.根据权利要求2 4中任意一项所述的车辆的再生控制系统，其中， 在发出所述高电压的电能的时间的比例超过100%的情况下，所述控制机构使所述发电单元的发电电压比所述高电压高。
6.根据权利要求2 5中任意一项所述的车辆的再生控制系统，其中， 在发出所述高电压的电能的时间的比例低于0%的情况下，所述控制机构使所述发电单元的发电电压比所述低电压低。
全文摘要
本发明的课题在于，对于在车辆减速行驶时使该车辆的动能向电能再生，将再生得到的电能交替地供给到低电压系统电路和高电压系统电路中的车辆的再生控制系统，在该车辆的再生控制系统中抑制随着发电电压变化发生的再生制动力变动，并且提高再生率。为了解决该课题，本发明的车辆的再生控制系统在车辆处于减速行驶状态时，利用该车辆的动能，交替地发出与低电压系统电路相适合的低电压的电能和与高电压系统电路相适合的高电压的电能，根据车辆所要求的减速度，决定发出低电压的电能的时间与发出高电压的电能的时间的比率，根据所决定的比率对发电电压进行占空比控制。
文档编号H02P9/04GK102763320SQ20118000413
公开日2012年10月31日 申请日期2011年2月17日 优先权日2011年2月17日
发明者小山崇 申请人:丰田自动车株式会社