一實(shí)施例>
[0081]圖11示出控制器24的第一電池18和第二電池20的連接切換控制的示例性控制框圖。當(dāng)基于旋轉(zhuǎn)電機(jī)16、17的轉(zhuǎn)矩命令的估計(jì)輸出電流超出兩個電池18、20的任何一個的容許電流時，控制器24將兩個電池18、20之間的連接切換成并聯(lián)連接。
[0082]圖11中所示的示例性控制框圖示出當(dāng)控制器24的CPU 100執(zhí)行在存儲單元102中存儲的切換控制程序時的控制流。此外，為了便于理解控制過程，將由控制器24執(zhí)行的程序的每一過程示為獨(dú)立的功能單元(功能塊)。
[0083]盡管僅旋轉(zhuǎn)電機(jī)16(MG2)示為包括圖11的控制描述中的負(fù)荷以便于理解，但本發(fā)明的實(shí)施例不限于該例子。換句話說，在本發(fā)明的實(shí)施例中，能控制向第一電池18和第二電池20請求大電流的任何電子設(shè)備。在實(shí)施例中，可以獲得旋轉(zhuǎn)電機(jī)17 (MG1)的實(shí)際轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩命令值。
[0084]描述根據(jù)圖11的控制框圖的結(jié)構(gòu)。核心控制器134響應(yīng)由加速器踏板下壓量傳感器124感測的加速器踏板下壓量Ac或制動踏板下壓量傳感器126感測的制動踏板下壓量Br的輸入，輸出轉(zhuǎn)矩命令值Tr*。電壓命令生成器136響應(yīng)轉(zhuǎn)矩命令值Tr*和來自分解器118的實(shí)際轉(zhuǎn)速Nm的輸入，輸出電壓命令值VH*。
[0085]偏差計(jì)算器138響應(yīng)電壓命令值VH*和來自輸出電壓傳感器112的輸出路徑63、64的電壓測量值VH的輸入，輸出電壓偏差Δ VH。電力計(jì)算器140響應(yīng)電壓偏差Δ VH的輸入，輸出總電力PHr。電流計(jì)算器144響應(yīng)總電力PHr和來自輸出電壓傳感器112的輸出路徑63、64的輸出電壓VH的輸入，輸出作為輸出電流的估計(jì)值的電流估計(jì)值Ir。
[0086]S0C計(jì)算器接收來自第一電池電壓傳感器26的第一電池18的電壓值VB1、來自第一電池溫度傳感器28的第一電池18的溫度TB1以及來自第一電池電流傳感器27的電流值IB1的輸入。S0C計(jì)算器150還接收來自第二電池電壓傳感器30的第二電池20的電壓值VB2、來自第二電池溫度傳感器32的第二電池20的溫度TB2以及來自第二電池電流傳感器31的電流值IB2的輸入。響應(yīng)這些輸入，S0C計(jì)算器150輸出第一電池18的充電狀態(tài)(S0C)值 S0C_B1 和第二電池 20 的 S0C 值 S0C_B2。
[0087]電池容許電流估計(jì)器148接收來自第一電池電壓傳感器26的第一電池18的電壓值VB1、來自第一電池溫度傳感器28的第一電池18的溫度TB1以及來自S0C計(jì)算器150的第一電池18的S0C值S0C_B1的輸入。電池容許電流估計(jì)器148還接收來自第二電池電壓傳感器30的第二電池20的電壓值VB2、來自第二電池溫度傳感器32的第二電池20的溫度TB2以及來自S0C計(jì)算器150的第二電池20的S0C值S0C_B2的輸入。響應(yīng)這些輸入，電池容許電流估計(jì)器148輸出第一電池18和第二電池20的容許電流值(最大電流值)Ilmax和 I2max。
[0088]串/并(S/P)切換確定單元146響應(yīng)電流估計(jì)值Ir和容許電流值Ilmax和I2max的輸入，輸出將第一電池18和第二電池20之間的串聯(lián)連接切換成并聯(lián)連接的切換命令。串/并切換確定單元146還將限制器切換命令輸出到總電力限制器142?？傠娏ο拗破?42響應(yīng)總電力PHr和限制器切換命令的輸入，輸出總電力命令PH*。
[0089]接著，描述控制塊中的每一元件。核心控制器134處理從設(shè)備-傳感器接口 104輸入的每一信息來輸出有關(guān)車輛操作的命令。描述將僅集中在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的切換功能上，并且核心控制器134根據(jù)加速器踏板下壓量Ac，對旋轉(zhuǎn)電機(jī)16生成驅(qū)動電動機(jī)時的轉(zhuǎn)矩命令值Tr*。根據(jù)制動踏板下壓量Br，對旋轉(zhuǎn)電機(jī)16，核心控制器134還生成(再生電力時)的轉(zhuǎn)矩命令值Tr*。例如，通過調(diào)用轉(zhuǎn)矩命令值Tr*與各個踏板的踏板下壓量Ac、Br之間的對應(yīng)關(guān)系的轉(zhuǎn)矩命令值圖，可以獲得轉(zhuǎn)矩命令值Tr*。
[0090]當(dāng)加速器踏板下壓量大或第一電池18和第二電池20的S0C降低時，核心控制器134進(jìn)一步起動內(nèi)燃機(jī)14。為了起動內(nèi)燃機(jī)14，通過驅(qū)動旋轉(zhuǎn)電機(jī)17(MG1)，發(fā)動內(nèi)燃機(jī)
14。核心控制器134輸出起動內(nèi)燃機(jī)14所需的發(fā)動命令值Tr*。
[0091]電壓命令生成器136根據(jù)來自核心控制器134的轉(zhuǎn)矩命令值Tr*和旋轉(zhuǎn)電機(jī)16 (MG2)的實(shí)際轉(zhuǎn)速Nm(從分解器118獲得的轉(zhuǎn)速)，生成電壓命令VH*。替代地，為了起動發(fā)動機(jī)，電壓命令生成器136根據(jù)發(fā)動機(jī)起動命令的轉(zhuǎn)矩命令Tr*和旋轉(zhuǎn)電機(jī)17 (MG1)的實(shí)際轉(zhuǎn)速Nm(通常為0)，生成電壓命令VH*。
[0092]通過使用例如VH*圖，可以執(zhí)行電壓命令VH*的生成。VH*圖可以存儲在控制器24的存儲單元102中，使得VH*圖示出電壓命令VH*與轉(zhuǎn)矩命令值Tr*和實(shí)際轉(zhuǎn)速Nm的組合之間的對應(yīng)關(guān)系。VH*圖可以以表或函數(shù)的形式存儲。
[0093]偏差計(jì)算器138計(jì)算作為電壓命令VH*和來自電壓轉(zhuǎn)換器22的輸出電壓的測量值VH之間的偏差的電壓偏差△ VH*。電力計(jì)算器140根據(jù)電壓偏差△ VH*，計(jì)算輸出路徑63、64處的總電力PHr (總電力值)?？梢酝ㄟ^使用例如下述積分(PI)計(jì)算，計(jì)算根據(jù)電壓偏差A(yù)VH*的總電力PHr。
[0094][等式1]
[0095]PHr = Κρ* Δ VH+ Σ (Ki* Δ VH)
[0096]其中，Κρ和Ki分別表示比例控制增益和積分控制增益。在這些控制增益中，反映平滑電容器42的電容值。
[0097]總電力限制器142是保護(hù)電源而提供的電力限制器。在基于總電力PHr的過高電源負(fù)荷的情況下，總電力限制器142控制第一電池18和第二電池20的電力命令以便限制(減小)到等于或小于上限。例如，可以設(shè)定基準(zhǔn)路徑63、64的總電力的上限，使得當(dāng)總電力PHr超出上限時，將上限用作電力命令值，代替總電力PHr。
[0098]在存儲單元102中設(shè)定總電力的上限。對第一電池18和第二電池20之間的串并聯(lián)連接設(shè)定不同的限定值。如上所述，因?yàn)榕c通過并聯(lián)連接相比，通過串聯(lián)連接可以更好地處理高輸出功率，將上限設(shè)定成Psmax〈Ppmax(其中，Psmax表示串聯(lián)連接的上限，以及Ppmax表示并聯(lián)連接的上限)。如上所述，總電力限制器142根據(jù)來自串/并切換確定單元146的命令，將Psmax (用于串聯(lián)連接的上限)和Ppmax (用于并聯(lián)連接的上限)中的一個設(shè)定為總電力的上限。
[0099]當(dāng)從總電力限制器142輸出最終總電力命令PH* ( = PHr、Ppmax或Psmax)時，控制功能單元(未示出)將電力命令分配到第一電池18和第二電池20。還生成根據(jù)總電力命令PH*的變更的轉(zhuǎn)矩命令值。此外，基于變更的轉(zhuǎn)矩命令值，生成起動逆變器108、110的切換元件的PWM信號。
[0100]電流計(jì)算器144根據(jù)從電力計(jì)算器140輸出的總電力PHr和從輸出電壓傳感器112獲得的電壓轉(zhuǎn)換器22的輸出路徑63、64的電壓測量值VH，獲得在驅(qū)動電動機(jī)的同時從第一電池18和第二電池20提取的、或在再生電力的同時充電到兩個電池的電流估計(jì)值Ir。
[0101]應(yīng)注意到盡管由輸出電壓傳感器112感測的電壓測量值VH用作圖10中的電壓轉(zhuǎn)換器22的輸出路徑63、64的電壓值，可以代替地使用電壓命令值VH*。
[0102]S0C計(jì)算器150計(jì)算第一電池18和第二電池20的各自的S0C。例如，S0C計(jì)算器150基于在存儲單元102中存儲并且定義S0C與電池電壓值、電流值和溫度之間的對應(yīng)關(guān)系的S0C圖，計(jì)算第一電池18和第二電池20的各自的S0C_B1和S0C_B2。
[0103]電池容許電流估計(jì)器148根據(jù)第一電池18和第二電池20的S0C值S0C_B1和S0C_B2以及第一電池18和第二電池的電池溫度TB1、TB2，獲得第一電池18和第二電池20的容許電力。例如，電池容許電流估計(jì)器148可以通過使用這些值和容許電力值圖，獲得第一電池18和第二電池20的容許電力。
[0104]用于第一電池18和第二電池20的每一個的容許電力值圖存儲在控制器24的存儲單元102中。容許電力值可以存儲用于每一電池溫度的容許電力值和S0C之間的對應(yīng)關(guān)系。對可放電容許電力和可充電容許電力，均生成容許電力值圖。容許電力值圖可以以表或函數(shù)的形式存儲。
[0105]電池容許電流估計(jì)器148通過參考第一電池18的容許電力值圖，選擇對應(yīng)于第一電池溫度TB1的電力曲線。從該電力曲線，電池容許電流估計(jì)器148進(jìn)一步獲得當(dāng)?shù)谝浑姵?8的S0C為所獲得的值S0C_B1時的容許電力值Prl。類似地，通過參考第二電池20的容許電力值圖，電池容許電流估計(jì)器148選擇對應(yīng)于第二電池溫度TB2的電力曲線。從電力曲線，電池容許電流估計(jì)器148進(jìn)一步獲得當(dāng)?shù)诙姵?0的S0C為所獲得的值S0C_B2時的容許電力值Pr2。
[0106]接著，電池容許電流估計(jì)器148分別根據(jù)第一電池18和第二電池20的所獲得的容許電力值Prl、Pr2和來自第一電池電壓傳感器26和第二電池電壓傳感器30的所測量的電壓值VB1、VB2，獲得第一電池18和第二電池20的容許電力值Ilmax和I2max0
[0107]串/并切換確定單元146比較由電流計(jì)算器144獲得的電流估計(jì)值Ir和由電池容許電流估計(jì)器148獲得的容許電流值Ilmax、I2max來基于所獲得的比較結(jié)果，切換第一電池18和第二電池20之間的連接狀態(tài)。同時，串/并切換確定單元146將總電力限制器142中的總電力的上限設(shè)定到串聯(lián)連接上限Psmax和并聯(lián)連接上限Ppmax中的任何一個。
[0108]當(dāng)串聯(lián)連接第一電池18和第二電池20并且電流估計(jì)值Ir超出第一電池18和第二電池的容許電流值Ilmax、I2max中的較低一個時，串/并切換確定單元146控制切換元件66、68、70、72來將第一電池18和第二電池20之間的串聯(lián)連接(用于升壓和降壓的串聯(lián)連接或直接串聯(lián)連接)切換成并聯(lián)連接(用于升壓和降壓的并聯(lián)連接)。串/并切換確定單元146將命令進(jìn)一步輸出到總電力限制器142來將總電力的上限從串聯(lián)連接上限Psmax切換到并聯(lián)連接上限Ppmax。
[0109]圖12示出描述在上述切換控制中，控制器24的操作的示意性流程圖。假定初始串聯(lián)連接第一電池18和第二電池20。此時的連接狀態(tài)是用于圖2至5中所示的升壓和降壓的串聯(lián)連接或圖6中所示的直接串聯(lián)連接。進(jìn)一步假定將總電力的上限設(shè)定成總電力限制器142中的串聯(lián)連接上限Psmax ο
[0110]作為電流計(jì)算器144的處理，控制器24根據(jù)由電力計(jì)算器140獲得的總電力PHr和電壓轉(zhuǎn)換器22的輸出路徑63、64的測量值VH，獲得電流估計(jì)值Ir (S10)。接著，作為電池容許電流估計(jì)器148的處理，控制器24根據(jù)第一電池18的溫度TB1、S0C值S0C_B1和容許電力值圖，獲得容許電力值Prl。類似地，控制器24根據(jù)第二電池20的溫度TB2、S0C值S0C_B2和容許電力值圖，獲得容許電力值Pr2 (S12)。
[0111]此外，作為電池容許電流估計(jì)器148的處理，控制器24根據(jù)容許電力值Prl和第一電池電壓VB1，獲得第一電池18的容許電流值Ilmax。類似地，控制器24根據(jù)容許電力值Pr2和第二電池電壓VB2，獲得第二電池20的容許電流值I2max(S14)。
[0112]接著，作為串/并切換確定單元146的處理，控制器24確定電流估計(jì)值Ir是否超出第一電池18和第二電池20的容許電流值Ilmax、I2max中的至少一個(具有電流限制的那個)(S16)。
[0113]當(dāng)電流估計(jì)值Ir不超出第一電池18和第二電池20的容許電流值Ilmax、I2max的任一個時，控制器24結(jié)束控制流。具體地，控制器24使第一電池18和第二電池20之間的連接狀態(tài)保持在串聯(lián)連接，并且還將總電力限制器142的總電力的上限保持在串聯(lián)連接上限Pamax。
[0114]當(dāng)電流估計(jì)值Ir超出第一電池18和第二電池20的容許電流值Ilmax、I2max的至少一個時，控制器24改變電壓轉(zhuǎn)換器22的切換元件66、68、70、72的通/斷模式來將第一電池18和第二電池20之間的串聯(lián)連接(用于升壓和降壓的串聯(lián)連接或直接串聯(lián)連接)切換成并聯(lián)連接(用于升壓和降壓的并聯(lián)連接)。此外，控制器24將命令輸出到總電力限制器142來將總電力的上限從串聯(lián)連接上限Psmax切換(增加)成并聯(lián)連接上限Ppmax (S18)。響應(yīng)切換命令，總電力限制器142將總電力的上限從串聯(lián)連接...