СИСТЕМА ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРА И СПОСОБ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРА ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ
BATTERY CHARGING SYSTEM AND METHOD OF CHARGING THE BATTERY FOR A VEHICLE WITH ELECTRIC ACTUATOR

Предпосылки создания изобретения
1. Область техники, к которой относится изобретения
[0001] Настоящее изобретение относится к системе зарядки аккумулятора и способу зарядки аккумулятора для транспортного средства с электрическим приводом, способным обеспечить зарядку аккумулятора от внешнего источника электроэнергии.
2. Описание предшествующего уровня техники
[0002] В транспортных средствах с электрическим приводом, например, гибридном транспортном средстве и электрическом транспортном средстве, которые имеют вращающуюся электрическую машину в качестве источника привода, установлен аккумулятор (главный аккумулятор) в качестве источника электроэнергии. Из транспортных средств с электрическим приводом, гибридное транспортное средство со штепсельным подключением, электрическое транспортное средство и т.п. способны выполнить зарядку (внешнюю зарядку) аккумулятора от источника электроэнергии (внешнего источника электроэнергии), расположенного извне транспортного средства. Эти транспортные средства оснащены следующими функциями применительно к внешней зарядке.
[0003] Сначала, в качестве первой функции проиллюстрирована функция таймерной зарядки. Например, даже если аккумулятор уже полностью заряжен через внешнюю зарядку, если транспортное средство оставлено с этого времени на длительный период, состояние зарядки (СЗ) аккумулятора уменьшается из-за саморазряда. Кроме того, есть спрос на целевое выполнение внешней зарядки во время временного интервала, в котором плата за электроэнергию относительно невелика. Соответственно, например, согласно публикации японской патентной заявки No. 2012-143026 (JP 2012-143026 А), в транспортном средстве предусмотрен таймер внешней зарядки, который устанавливает момент времени начала внешней зарядки. Если штепсель внешней зарядки соединен с заряжающим разъемом транспортного средства (штепсельное подключение), то определяется наличие или отсутствие установки на таймере внешней зарядки. В случае, когда установлена таймерная зарядки, система зарядки переходит в состояние паузы. С помощью установки таймерной зарядки, вступает в силу установка режима ожидания для поддержания выполнения внешней зарядки в ожидании (временно не разрешено) до момента времени начала внешней зарядки, чтобы предотвратить ошибочное срабатывание внешней зарядки, и, если наступает момент времени начала внешней зарядки, установка режима ожидания отменяется, и выполняется внешняя зарядка.
[0004] Далее, в качестве второй функции приведена функция увеличения температуры (нагревания) аккумулятора. Если аккумулятор промерз, то перенос массы в аккумуляторе становится затрудненным, и внутреннее сопротивление имеет очень высокое значение. В результате возникает опасение, что допустимая электроэнергия зарядки снизится до 0 (Win=0), и внешняя зарядка воспрещается. Например, если аккумулятор промерзает в течение периода установки таймерной зарядки, то после этого, даже если наступает момент времени начала внешней зарядки, операция включения (операция подключения) зарядного реле, которое соединяет устройства в транспортном средстве, включая аккумулятор и внешний источник электроэнергии, воспрещается.
[0005] Соответственно, например, в публикации японской патентной заявки No. 2012-191781 (JP 2012-191781 А) в аккумуляторе предусмотрен датчик температуры для постоянного контроля температуры аккумулятора. Блок управления нагревателем, который выполняет управление включением/выключением нагревателя, управляет нагревателем для увеличения температуры аккумулятора, если определяется, что температура аккумулятора становится равной или меньше заданной температуры.
Сущность изобретения
[0006] С другой стороны, работа нагревателя для увеличения температуры аккумулятора вызывает потребление электроэнергии аккумулятора. Например, если увеличение температуры аккумуляторы часто выполняется в холодном регионе и т.п., возникает опасение, что может произойти так называемое истощение аккумулятора. Соответственно, задачей изобретения является создание системы зарядки аккумулятора для транспортного средства с электрическим приводом, способной предотвратить истощение аккумулятора с помощью увеличения температуры аккумулятора в течение периода (периода установки таймерной зарядки), продолжающегося до момента времени начала внешней зарядки, когда установка режима ожидания внешней зарядки выполнена с помощью установки таймерной зарядки.
[0007] Первый объект изобретения относится к системе зарядки аккумулятора для транспортного средства с электрическим приводом, включающей в себя заряжающий разъем, с которым соединен штепсель зарядки внешнего источника электроэнергии. Система зарядки аккумулятора содержит контроллер зарядки, выполненный с возможностью управления внешней зарядкой для зарядки аккумулятора с помощью внешнего источника электроэнергии, таймер внешней зарядки, выполненный так, что момент времени начала внешней зарядки может быть установлен в результате действий пользователя, получатель данных по температуре, выполненный с возможностью получения температуры аккумулятора, и нагреватель, выполненный с возможностью увеличения температуры аккумулятора. В случае, в котором момент времени начала внешней зарядки установлен в таймере внешней зарядки, когда штепсель зарядки вставлен в заряжающий разъем, контроллер зарядки способен осуществлять установку режима ожидания внешней зарядки до момента времени начала внешней зарядки и переходить в состояние паузы. Контроллер зарядки выполнен с возможностью периодической активации в течение периода установки таймерной зарядки с момента времени запуска периода паузы, в который выполняется переход в состояние паузы, до момента времени начала внешней зарядки, и, когда температура аккумулятора в момент времени активации контроллера зарядки равна или ниже, чем заданная температура, контроллер зарядки способен выполнять режим температурного увеличения, в котором обеспечивается управление нагревателем для увеличения температуры аккумулятора. При этом, когда выполняется режим температурного увеличения, контроллер зарядки способен отменять установку режима ожидания внешней зарядки и выполнять режим зарядки с увеличением температуры, в котором выполняется внешняя зарядка.
[0008] Согласно вышеописанному первому объекту, система зарядки аккумулятора может дополнительно включать в себя таймерный переключатель, выполненный с возможностью установки момента времени активации в течение периода установки таймерной зарядки и активации контроллера зарядки в момент времени активации. В этом случае контроллер зарядки выполнен с возможностью выполнения, в качестве режима температурного увеличения, режима первого температурного увеличения, в котором в случае, когда в момент времени активации температура аккумулятора равна или ниже, чем требуемая температура первого температурного увеличения, и выше, чем требуемая температура второго температурного увеличения, которая меньше, чем требуемая температура первого температурного увеличения, нагреватель управляется для запуска увеличения температуры аккумулятора, и момент времени активации переустанавливается после увеличения температуры аккумулятора до целевой температуры первого температурного увеличения, а после этого контроллер зарядки способен снова переходить в состояние паузы. Контроллер зарядки выполнен с возможностью выполнения, в качестве режима температурного увеличения, режима второго температурного увеличения, в котором в случае, когда в момент времени активации контроллера зарядки температура аккумулятора равна или ниже, чем требуемая температура второго температурного увеличения, нагреватель управляется для запуска увеличения температуры аккумулятора, при этом момент времени активации контроллера зарядки переустанавливается после увеличения температуры аккумулятора до целевой температуры второго температурного увеличения с диапазоном увеличения температуры от требуемой температуры второго температурного увеличения, который меньшей, чем диапазон увеличения температуры от требуемой температуры первого температурного увеличения до целевой температуры первого температурного увеличения, и затем, контроллер зарядки может снова переходить в состояние паузы. Режим первого температурного увеличения устанавливается так, чтобы выполняться в течение первого периода с момента времени запуска периода начальной паузы, а режим второго температурного увеличения устанавливается так, чтобы выполняться в течение второго периода, который больше, чем первый период с момента времени запуска периода начальной паузы.
[0009] Как и в вышеописанной конфигурации, поскольку режим второго температурного увеличения имеет диапазон увеличения температуры, или, другими словами, объем работы, который меньше, чем таковой у режима первого температурного увеличения, то потребление электроэнергии нагревателя и сопряженных цепей относительно уменьшено (по сравнению с режимом первого температурного увеличения). Выполняемый период режима второго температурного увеличения установлен на большую величину, чем таковой у режима первого температурного увеличения, что дает возможность предотвратить промерзание аккумулятора в течение длительного периода, и при этом уменьшить потребление электроэнергии нагревателя и сопряженных цепей, то есть предотвратить истощение аккумулятора.
[0010] Согласно вышеописанному первому объекту, контроллер зарядки может быть выполнен с возможностью переустановки в качестве момента времени активации момента времени, наступающего после истечения первого времени ожидания, отсчитываемого от момента времени, в который температура аккумулятора достигла целевой температуры первого температурного увеличения, когда выполняется режим первого температурного увеличения. Контроллер зарядки может быть выполнен с возможностью переустановки в качестве момента времени активации момента времени, наступающего после истечения второго времени ожидания, которое меньше, чем первое время ожидания, и которое отсчитывается с момента времени, в который температура аккумулятора достигла целевой температуры второго температурного увеличения, когда выполняется режим второго температурного увеличения.
[0011] В режиме второго температурного увеличения, поскольку требуемая температура температурного увеличения ниже, чем таковая в режиме первого температурного увеличения, и, соответственно, диапазон увеличения температуры с требуемой температуры температурного увеличения меньше, чем таковой в режиме первого температурного увеличения, то целевая температура температурного увеличения устанавливается на меньшую величину, чем таковая в режиме первого температурного увеличения. Соответственно, целесообразно измерять температуру аккумулятора с короткими интервалами (часто), чтобы предотвратить промерзание аккумулятора. Соответственно, как и в вышеописанной конфигурации, в режиме второго температурного увеличения можно сделать время ожидания до следующего момента времени активации меньше, чем время ожидания в режиме первого температурного увеличения.
[0012] Согласно вышеописанному первому объекту, система зарядки аккумулятора может дополнительно включать в себя блок уведомления, выполненный с возможностью выдачи уведомления пользователю, когда выполняется режим зарядки с увеличением температуры.
[0013] Режим зарядки с увеличением температуры представляет собой внешнюю зарядку, изначально не планируемую пользователем, и соответственно, она происходит как незапланированная зарядка электроэнергией. О выполнении режима зарядки с увеличением температуры сообщается пользователю, что дает возможность пользователю узнать о возникновении зарядки электроэнергией посредством выполнения режима зарядки с увеличением температуры.
[0014] Второй объект изобретения относится к способу зарядки аккумулятора для транспортного средства с электрическим приводом, способному выполнить внешнюю зарядку для зарядки аккумулятора с помощью внешнего источника электроэнергии. Способ зарядки аккумулятора включает в себя: в случае, в котором установлен момент времени начала внешней зарядки, в момент времени, когда штепсель зарядки внешнего источника электроэнергии вставлен в бортовой заряжающий разъем, выполнение установки режима ожидания внешней зарядки до момента времени начала внешней зарядки и перевод электронного блока управления, управляющего внешней зарядкой, в состояние паузы, периодическую активацию электронного блока управления в течение периода установки таймерной зарядки с момента времени запуска периода паузы, в который электронный блок управления был переведен в состояние паузы до момента времени начала внешней зарядки, и, когда температура бортового аккумулятора в момент времени активации равна или ниже, чем заданная температура, выполнение режима температурного увеличения, в котором осуществляется управление нагревателем для увеличения температуры бортового аккумулятора, и при выполнении режима температурного увеличения, обеспечение отмены установки режима ожидания внешней зарядки, и выполнение режима зарядки с увеличением температуры, в котором выполняется внешняя зарядка.
[0015] В соответствии с изобретением, можно предотвратить истощение аккумулятора с помощью увеличения температуры аккумулятора в течение периода (периода установки таймерной зарядки) до момента времени начала внешней зарядки, при этом установка режима ожидания внешней зарядки делается при осуществлении установки таймерной зарядки.
Краткое описание чертежей
[0016] Признаки, преимущества, а также техническая и промышленная значимость иллюстративного варианта осуществления описываются ниже со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые элементы, и на которых:
Фиг. 1 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую конфигурацию главной части системы зарядки аккумулятора в соответствии с этим вариантом осуществления и транспортное средство с электрическим приводом, в котором установлена система зарядки аккумулятора;
Фиг. 2 представляет собой таблицу, иллюстрирующую характеристики первого и второго режимов температурного увеличения;
Фиг. 3 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую процесс увеличения температуры аккумулятора в соответствии с этим вариантом осуществления (1/3);
Фиг. 4 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую процесс увеличения температуры аккумулятора в соответствии с этим вариантом осуществления (2/3);
Фиг. 5 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую процесс увеличения температуры аккумулятора в соответствии с этим вариантом осуществления (3/3);
Фиг. 6 представляет собой временную диаграмму, когда выполняется процесс увеличения температуры аккумулятора в соответствии с этим вариантом осуществления; и
Фиг. 7 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую другой пример процесса увеличения температуры аккумулятора в соответствии с этим вариантом осуществления.
Подробное описание вариантов осуществления
[0017] Фиг. 1 иллюстрирует конфигурацию системы зарядки аккумулятора в соответствии с этим вариантом осуществления и транспортное средство с электрическим приводом, в котором установлена система зарядки аккумулятора. Для упрощения на фиг. 1, конфигурация, в меньшей степени имеющая отношение к системе зарядки аккумулятора в соответствии с этим вариантом осуществления, будет опущена. Стрелка на фиг. 1 представляет собой сигнальную линию.
[0018] Транспортное средство с электрическим приводом, показанное на фиг. 1, представляет собой гибридное транспортное средство со штепсельным подключением, которое имеет двигатель внутреннего сгорания (ДВИГ) и вращающиеся электрические машины ЭГ1, ЭГ2 в качестве источника привода, и способное выполнить зарядку (внешнюю зарядку) главного аккумулятора 10 с использованием внешнего источника 36 электроэнергии. Тем не менее, транспортное средство, в котором установлена система зарядки аккумулятора, этим не ограничено, система зарядки в соответствии с этим вариантом может быть установлена в электрическом транспортном средстве, в котором может выполняться внешняя зарядка с штепсельным подключением, и т.п.
[0019] Как показано на фиг. 1, электроэнергия постоянного тока, выдаваемая из главного аккумулятора 10, повышается повышающе-понижающим преобразователем 12 постоянного тока (boost/deboost DC/DC converter, на фиг. 1 - B/D преобразователь DC/DC). Повышенная электроэнергия постоянного тока преобразуется в электроэнергию переменного тока инвертором 14. Электроэнергия переменного тока после преобразования подается, по меньшей мере, на одну из вращающихся электрических машин ЭГ1, ЭГ2.
[0020] Например, в режиме движения ЭТ, в котором двигатель внутреннего сгорания (ДВИГ) не приводится в действие, и транспортное средство вынуждено двигаться только с помощью приводной мощности вращающейся электрической машины, электроэнергия подается из главного аккумулятора 10 на вращающуюся электрическую машину ЭГ2, и приводная мощность, полученная из электроэнергии, передается на колеса 18 через механизм 16 распределения мощности.
[0021] В режиме движения ГТ, в котором приводная мощность также выдается из двигателя внутреннего сгорания (ДВИГ) в дополнение к вращающейся электрической машине ЭГ2, часть приводной мощности двигателя внутреннего сгорания (ДВИГ) передается на колеса 18 через механизм 16 распределения мощности. Остающаяся приводная мощность передается на вращающуюся электрическую машину ЭГ1 через механизм 16 распределения мощности, и соответственно, вращающаяся электрическая машина ЭГ1 приводится в действие для генерирования электроэнергии. Генерированная электроэнергия подается на вращающуюся электрическую машину ЭГ2, и приводная мощность, полученная из генерированной электроэнергии, передается на колеса 18 через механизм 16 распределения мощности.
[0022] В транспортном средстве с электрическим приводом, показанном на фиг. 1, предусмотрено ответвление электрического контура, которое ответвлено от электрического контура, соединяющего главный аккумулятор 10 и повышающе-понижающий преобразователь 12 постоянного тока, и соединено с понижающим преобразователем 20 постоянного тока (deboost DC/DC converter, на фиг. 1 - преобразователь DC/DC). Электроэнергия постоянного тока, пониженная понижающим преобразователем 20 постоянного тока, подается на суб-аккумулятор 22 и блок 24 управления. Переключатель 26 нагревателя находится в состоянии соединения (включен), поэтому электроэнергия также подается на нагреватель 28.
[0023] Во время внешней зарядки штепсель 30 внешней зарядки подсоединен (вставлен) к заряжающему разъему 32. После штепсельного подключения, зарядное реле 34 переключается из выключенного состояния во включенное состояние. Электроэнергия переменного тока, подаваемая от внешнего источника 36 электроэнергии, улучшается по коэффициенту мощности и преобразуется из переменного тока в постоянный зарядным устройством 38, а электроэнергия постоянного тока после преобразования подается на главный аккумулятор 10. Внешняя зарядка будет подробно описана ниже.
[0024] Как показано на фиг. 1, блок 24 управления включает в себя множество электронных блоков управления (ЭБУ). В частности, блок 24 управления включает в себя ЭБУ 40 двигателя, ЭГ-ЭБУ 42, ГТ-ЭБУ 44, ЭБУ 46 проверки, ЭБУ 48 аккумулятора, ЭБУ 50 зарядки, и приборный ЭБУ 56.
[0025] Роль каждого ЭБУ будет описана вкратце. ЭБУ 40 двигателя выполняет приводное управление двигателем внутреннего сгорания (ДВИГ). ЭГ-ЭБУ 42 выполняет приводное управление вращающимися электрическими машинами ЭГ1, ЭГ2 посредством управления повышающе-понижающим преобразователем 12 постоянного тока и инвертором 14. ГТ-ЭБУ 44 управляет подключением/отключением главного системного реле SMR или управляет понижающим преобразователем 20 постоянного тока. ЭБУ 46 проверки выполняет идентификацию смарт-ключа. ЭБУ 48 аккумулятора выполняет управление главным аккумулятором 10. ЭБУ 50 зарядки представляет собой основную часть блока 64 управления зарядкой, который управляет внешней зарядкой как описано ниже. Приборный ЭБУ 56 выполняет управление отображением на дисплеях, таких как бортовой дисплей 52, или приборами, или управление связью коммуникационных блоков, таких как телематический трансивер 54 (ТМТ).
[0026] В этом варианте осуществления, из ЭБУ, описанных выше, ГТ-ЭБУ 44, ЭБУ 48 аккумулятора, ЭБУ 50 зарядки и приборный ЭБУ 56 во взаимодействии образуют контроллер 64 зарядки. Это будет описано ниже.
[0027] Каждый описанный выше ЭБУ может быть образован отдельным компьютером, либо каждый ЭБУ может быть виртуально модулирован в одном компьютере. В первом случае, когда каждый ЭБ образован отдельным компьютером, эти ЭБУ выполнены с возможностью общаться друг с другом через шину 59 (CAN-шину) для локальной сети контроллеров (CAN).
[0028] Внешняя зарядка
Перед внешней зарядкой, ключ зажигания (не показан) транспортного средства с электрическим приводом выключается пользователем, например, водителем. Соответственно, ГТ-ЭБУ 44 переключает главное системное реле SMR из включенного состояния в выключенное состояние. Когда ключ зажигания выключен, каждый ЭБУ блока 24 управления приводится в состояние паузы. Состояние паузы (спящее состояние) обозначает состояние, в котором подача электроэнергии отключена от других элементов или схем, отличных от тех, которые необходимы для постоянной подачи электроэнергии, таких как энергонезависимая память, часы, а также таймер 58 внешней зарядки и таймерный переключатель 62, описанные ниже. Период паузы обозначает период состояния паузы, и в течение этого периода электроэнергия подается из суб-аккумулятора 22.
[0029] После выключения ключа зажигания, пользователь транспортного средства и т.п. соединяет (вставляет) штепсель 30 внешней зарядки с заряжающим разъемом 32 транспортного средства. При осуществлении штепсельного подключения ЭБУ 50 зарядки активируется из состояния паузы. Электроэнергия во время активации подается из суб-аккумулятора 22. ЭБУ 50 зарядки подтверждает, действительно ли функция таймерной зарядки включена, то есть действительно ли момент времени начала внешней зарядки установлен согласно таймеру 58 внешней зарядки.
[0030] В случае, когда функция таймерной зарядки включена, после подтверждения установок ЭБУ 50 зарядки выполняет установку режима ожидания внешней зарядки (приводит установку режима ожидания в состояние включения), и переходит в состояние паузы. Эта функция ожидания внешней зарядки представляет собой функцию предотвращения ошибочного срабатывания внешней зарядки в течение периода установки таймерной зарядки, и если эта функция становится задействованной (в состоянии включения), то, например, запрос на соединение реле 34 зарядки приводится в состояние удержания, либо временно становится недопустимым. Таймер 58 внешней зарядки имеет функцию таймерного переключателя, и, если приходит момент времени начала внешней зарядки, активирует ЭБУ 50 зарядки.
[0031] Если наступает момент времени начала внешней зарядки, ЭБУ 50 зарядки отменяет установку режима ожидания внешней зарядки (приводит установку режима ожидания в состояние выключения), и переключает зарядное реле 34 из выключенного состояния во включенное состояние. Производится управление зарядным устройством 38 для выполнения улучшения подаваемой от внешнего источника 36 электроэнергии переменного тока по коэффициенту мощности и преобразования электроэнергии переменного тока в электроэнергию постоянного тока (далее - AC-DC преобразование). Электроэнергия постоянного тока после преобразования подается на главный аккумулятор 10.
[0032] ЭБУ 50 зарядки активирует ЭБУ 48 аккумулятора вместе с подключением реле 34 зарядки. ЭБУ 48 аккумулятора вычисляет (оценивает) состояние зарядки (СЗ) главного аккумулятора 10 через интегрирование тока датчиком 61 тока или т.п. Вычисленное СЗ передается на ЭБУ 50 зарядки, и ЭБУ 50 зарядки управляет внешней зарядкой, исходя из СЗ. Например, если СЗ достигает заданного конечной величины СЗ, то ЭБУ 50 зарядки переключает зарядное реле 34 из включенного состояния в выключенное состояние, и внешняя зарядка заканчивается.
[0033] Во время внешней зарядки ЭБУ 50 зарядки активирует ГТ-ЭБУ 44. Главное системное реле SMR переключается из выключенного состояния во включенное состояние активированным ГТ-ЭБУ 44, и электроэнергия постоянного тока, подаваемая от внешнего источника 36 электроэнергии и прошедшая AC-DC преобразование в зарядном устройстве 38, подается на понижающий преобразователь 20 постоянного тока. Электроэнергия постоянного тока, пониженная понижающим преобразователем 20 постоянного тока, подается на суб-аккумулятор 22 и блок 24 управления.
[0034] ЭБУ 48 аккумулятора получает значение температуры Tb главного аккумулятора 10 (температуры аккумулятора) от датчика 60 температуры аккумулятора. Если температура Tb аккумулятора низка (например, равна или ниже -10°C), перенос массы в главном аккумуляторе 10 замедляется, вызывая увеличение внутреннего сопротивления. ЭБУ 50 зарядки выполняет ограничение зарядки электроэнергией для снижения допустимой электроэнергии зарядки (Win) во время внешней зарядки главного аккумулятора 10, если внутреннее сопротивление велико, и, когда температура Tb аккумулятора низка с увеличением внутреннего сопротивления, период зарядки расширяется из-за ограничения зарядки электроэнергией. Известно, что если температура Tb аккумулятора низкая, зарядная емкость уменьшается, и возникает также опасение о том, что в заданной температурной зоне (зоне рекомендуемой температуры) (например, от 0°C до 50°C) возникнет нехватка мощности даже в полностью заряженном состоянии при низкой температуре.
[0035] Соответственно, в случае когда температура Tb аккумулятора низка в момент времени начала внешней зарядки, ЭБУ 48 аккумулятора включает переключатель 26 нагревателя для управления нагревателем 28 и увеличивает температуру главного аккумулятора 10. В частности, в случае когда температура Tb аккумулятора равна или ниже, чем требуемая температура А1 первого температурного увеличения, ЭБУ 48 аккумулятора увеличивает температуру главного аккумулятора 10 до целевой температуры В1 первого температурного увеличения вместе с внешней зарядкой. Требуемая температура А1 первого температурного увеличения составляет, например, -10°C, и целевая температура В1 первого температурного увеличения составляет, например, 0°C. Температура главного аккумулятора 10 увеличивается до 0°C в заданной температурной зоне, в которой отменяется ограничение зарядки электроэнергией, и достигается сокращение периода зарядки. Устраняется снижение емкости зарядки, при этом главный аккумулятор 10 заряжается до емкости, достаточной, например, для движения в режиме ЭТ.
[0036] В этом варианте осуществления, как описано ниже, в дополнение к увеличению температуры главного аккумулятора 10 во время внешней зарядки, даже в течение периода установки таймерной зарядки, в котором блок 24 управления переходит в состояние паузы при установке таймерной зарядки на включение, выполняется надлежащее увеличение температуры, чтобы предотвратить промерзание главного аккумулятора 10.
[0037] В этом варианте осуществления, когда увеличение температуры главного аккумулятора 10 выполняется в течение периода установки таймерной зарядки, выключается (отменяется) установка режима ожидания внешней зарядки, и внешняя зарядка главного аккумулятора 10 выполняется вместе с увеличением температуры. При этом в течение периода установки таймерной зарядки, аккумуляторное истощение главного аккумулятора 10 предотвращается с помощью увеличения температуры аккумулятора. В то время как отменяется установка режима ожидания внешней зарядки, функция таймерной зарядки поддерживается во включенном состоянии (действует). То есть период установки таймерной зарядки поддерживается действующим.
[0038] Система зарядки аккумулятора
Система зарядки аккумулятора в соответствии с этим вариантом осуществления включает в себя главный аккумулятор 10, датчик 60 температуры аккумулятора (получатель данных по температуре), нагреватель 28, таймер 58 внешней зарядки, таймерный переключатель 62, бортовой дисплей 52, телематический трансивер 54, ГТ-ЭБУ 44, ЭБУ 48 аккумулятора, ЭБУ 50 зарядки, и приборный ЭБУ 56. ГТ-ЭБУ 44, ЭБУ 48 аккумулятора, ЭБУ 50 зарядки, и приборный ЭБУ 56 во взаимодействии образуют контроллер 64 зарядки.
[0039] Главный аккумулятор 10 образован из вторичной батареи, например, никель-водородной или литий-ионной батареи. Например, главный аккумулятор 10 образован из штабеля (многослойной конструкции), в котором многослойно установлено множество аккумуляторных ячеек (одиночных ячеек) приблизительно в 1-5 В.
[0040] Датчик 60 температуры аккумулятора представляет собой получатель данных по температуре, который измеряет температуру Tb аккумулятора в качестве температуры главного аккумулятора 10. Датчик 60 температуры аккумулятора образован, например, термистором, а элемент определения температуры прикреплен к каждой аккумуляторной ячейке главного аккумулятора 10.
[0041] Нагреватель 28 расположен около главного аккумулятора 10, и увеличивает температуру главного аккумулятора 10. Переключатель 26 нагревателя расположен между нагревателем 28 и понижающим преобразователем 20 постоянного тока и суб-аккумулятором 22, и при переключении между включением/выключением переключателя 26 нагревателя, производится управление увеличением температуры нагревателя 28. Электроэнергия постоянного тока, подаваемая из главного аккумулятора 10, понижается понижающим преобразователем 20 постоянного тока, и после этого, электроэнергия постоянного тока после понижения подается на нагреватель 28 через переключатель 26 нагревателя.
[0042] Бортовой дисплей 52 представляет собой блок уведомления, который отображает различные виды информации пользователю транспортного средства. Как описано ниже, в случае, когда выполняется внешняя зарядка (в случае, когда выполняется режим зарядки с увеличением температуры) в течение периода установки таймерной зарядки результат отражается на бортовом дисплее 52.
[0043] Телематический трансивер 54 представляет собой блок уведомления, который передает различные виды информации о транспортном средстве на терминал (например, смартфон) пользователя, например, собственника транспортного средства. Как описано ниже, в случае, когда выполняется внешняя зарядка (в случае когда выполняется режим зарядки с увеличением температуры) в течение периода установки таймерной зарядки, соответствующее сообщение передается на терминал пользователя телематическим трансивером 54.
[0044] Таймер 58 внешней зарядки представляет собой таймерный переключатель для выполнения функции таймерной зарядки при внешней зарядке. Таймер 58 внешней зарядки может сохраняться в качестве программы в ЭБУ 50 зарядки, или устройство таймерного переключения может располагаться отдельно от ЭБУ 50 зарядки. В таймере 58 внешней зарядки момент времени начала внешней зарядки устанавливается до штепсельного подключения посредством операции ввода, осуществленной пользователем или т.п. Кроме того, таймер 58 внешней зарядки выполнен с возможностью установки конечного времени внешней зарядки. В этом случае, ЭБУ 50 зарядки вычисляет (повторно вычисляет) момент времени начала внешней зарядки с установленного пользователем конечного времени внешней зарядки, СЗ главного аккумулятора 10 и т.п.
[0045] Таймерный переключатель 62 выполнен с возможностью активации контроллера 64 зарядки (ГТ-ЭБУ 44, ЭБУ 48 аккумулятора, ЭБУ 50 зарядки, и приборный ЭБУ 56), приведенного в состояние паузы, функцией таймерной зарядки. Как описано ниже, таймерный переключатель 62 определяет момент времени активации в течение периода установки таймерной зарядки - от времени начала периода паузы, в котором контроллер 64 зарядки переходит в состояние паузы, до момента времени начала внешней зарядки. Кроме того, таймерный переключатель 62 активирует контроллер 64 зарядки в момент времени активации. Таймерный переключатель 62 может сохраняться в качестве программы в ЭБУ 50 зарядки, или устройство таймерного переключения может располагаться отдельно от ЭБУ 50 зарядки. Установка момента времени активации на таймерном переключателе 62 будет описана ниже.
[0046] Приборный ЭБУ 56 выполняет управление бортовым дисплеем 52. Запоминающий блок (не показан) приборного ЭБУ 56 сохраняет различные сообщения. Например, когда выполняется режим зарядки с увеличением температуры, описанный ниже, приборный ЭБУ 56 получает соответствующее сообщение из запоминающего блока и отображает данное сообщение на бортовом дисплее 52. Приборный ЭБУ 56 передает это же сообщение на терминал пользователя через телематический трансивер 54.
[0047] ЭБУ 48 аккумулятора выполняет управление главным аккумулятором 10. В частности, ЭБУ 48 аккумулятора выполняет управление СЗ, состоянием износа, температурой, и т.п. главного аккумулятора 10. ЭБУ 48 аккумулятора соответственно получает значения тока, напряжения, и температуры Tb аккумулятора главного аккумулятора 10 от датчика 61 тока, датчика 66 напряжения и датчика 60 температуры аккумулятора. Кроме того, ЭБУ 48 аккумулятора получает значение температуры нагревателя от датчика 68 температуры нагревателя. Кроме того, ЭБУ 48 аккумулятора выполнен с возможностью управления переключателем 26 нагревателя и управляет нагревателем 28 через включение/выключение переключателя 26 нагревателя.
[0048] ЭБУ 50 зарядки представляет собой основную часть контроллера 64 зарядки, который управляет внешней зарядкой. ЭБУ 50 зарядки определяет, что штепсельное подключение выполнено, когда принимает выходной сигнал штепсельного подключения от заряжающего разъема 32, если штепсель 30 внешней зарядки вставлен. Кроме того, ЭБУ 50 зарядки управляет операцией включения/выключения переключающего элемента (не показан) зарядного устройства 38, тем самым осуществляя управление преобразованием коэффициента мощности или преобразованием переменного тока в постоянный. Кроме того, ЭБУ 50 зарядки выполнен с возможностью переключения между состояниями включения/выключения реле 34 зарядки. Кроме того, когда функция таймерной зарядки установлена на включение, и наступает момент времени начала внешней зарядки, ЭБУ 50 зарядки принимает сигнал активации от таймера 58 внешней зарядки. Кроме того, ЭБУ 50 зарядки устанавливает момент времени активации на таймерный переключатель 62, и если момент времени активации достигается, принимает сигнал активации от таймерного переключателя 62.
[0049] В системе зарядки аккумулятора в соответствии с этим вариантом осуществления, в течение периода установки таймерной зарядки, в котором функция таймерной зарядки установлена на включение, и блок 24 управления переходит в состояние паузы, чтобы предотвратить промерзание главного аккумулятора 10, контроллер 64 зарядки (ГТ-ЭБУ 44, ЭБУ 48 аккумулятора, ЭБУ 50 зарядки, и приборный ЭБУ 56) периодически активируется в заданный момент времени активации с использованием таймерного переключателя 62. Кроме того, как описано ниже, контроллер 64 зарядки управляет нагревателем 28 в соответствии с температурой Tb аккумулятора в течение вышеописанного периода установки таймерной зарядки для увеличения температуры главного аккумулятора 10. Соответственно, можно предотвратить промерзание главного аккумулятора 10 в течение периода установки таймерной зарядки. Контроллер 64 зарядки надлежащим образом переводится на паузу в течение периода установки таймерной зарядки с периодической активацией, и при этом не находится постоянно во включенном состоянии, что дает возможность снизить потребление электроэнергии в течение периода установки таймерной зарядки.
[0050] В этом варианте осуществления, когда производится управление нагревателем 28 для увеличения температуры главного аккумулятора 10 в течение вышеописанного периода установки таймерной зарядки, вместе с увеличением температуры отменяется установка режима ожидания внешней зарядки, и выполняется внешняя зарядка главного аккумулятора 10. Главный аккумулятор 10, представляющий собой источник электроэнергии для нагревателя 28, заряжается извне, что дает возможность предотвратить аккумуляторное истощение главного аккумулятора 10 при увеличении температуры главного аккумулятора 10.
[0051] Режим температурного увеличения
Фиг. 2 иллюстрирует режим температурного увеличения главного аккумулятора 10, который выполняется в течение периода установки таймерной зарядки. В этом варианте осуществления в соответствии с температурой Tb аккумулятора устанавливаются два режима температурного увеличения, включая режим первого температурного увеличения и режим второго температурного увеличения. В обоих режимах температурного увеличения, когда температура Tb аккумулятора равна или ниже, чем заданная температура в момент времени активации контроллера 64 зарядки, производится управление нагревателем 28 для увеличения температуры главного аккумулятора 10.
[0052] Режим первого температурного увеличения имеет целью предотвратить снижение емкости главного аккумулятора 10 из-за низкой температуры, и обеспечить достаточную эксплуатационную дальность движения в режиме ЭТ. Режим первого температурного увеличения выполняется, когда температура Tb аккумулятора равна или ниже, чем требуемая температура А1 первого температурного увеличения, и является выше, чем (превышает) требуемую температуру А2 второго температурного увеличения. Требуемая температура А1 первого температурного увеличения составляет, например, -10°C, а требуемая температура А2 второго температурного увеличения составляет, например, -25°C. То есть режим первого температурного увеличения выполняется, когда -25°C<Tb≤-10°C. Для температуры Tb аккумулятора, в качестве опорной величины с целью определения того, действительно ли нужно выполнять режим первого температурного увеличения, например, используется температура, полученная от датчика 60 температуры аккумулятора в момент времени активации ЭБУ 50 зарядки, то есть в момент времени штепсельного подключения или в момент времени активации таймерного переключателя 62.
[0053] В режиме первого температурного увеличения, контроллер 64 зарядки управляет нагревателем 28 для увеличения температуры главного аккумулятора 10 до целевой температуры В1 первого температурного увеличения. Как описано выше, поскольку режим первого температурного увеличения предназначен для обеспечения достаточной эксплуатационной дальности движения в режиме ЭТ, целевая температура В1 первого температурного увеличения включается в заданную температурную зону (рекомендуемую температуру) главного аккумулятора 10. Например, целевая температура В1 первого температурного увеличения составляет 0°C.
[0054] Режим первого температурного увеличения (и режим второго температурного увеличения) может выполняться много раз в течение периода установки таймерной зарядки. В частности, в режиме первого температурного увеличения, определяется время С1 ожидания до следующей активации контроллера 64 зарядки. Время С1 ожидания составляет, например, 12 часов.
[0055] Как описано ниже, режим первого температурного увеличения имеет большой диапазон температурного увеличения от требуемой температуры температурного увеличения до целевой температуры температурного увеличения, который больше по сравнению с режимом второго температурного увеличения, и поскольку количество работы становится существенно большим, то нагрузка или потребление электроэнергии нагревателем 28 или сопряженными контурами являются относительно большими. Соответственно, выполняемый период D1 режима первого температурного увеличения устанавливается на меньшую величину, чем выполняемый период D2 режима второго температурного увеличения. Выполняемый период D обозначает период, через который выполнение каждого режима температурного увеличения запускается (разрешается) с начала периода установки таймерной зарядки. Например, выполняемый период D1 режима первого температурного увеличения установлен на семь дней, а выполняемый период D2 режима второго температурного увеличения установлен на 31 день. Начало периода установки таймерной зарядки обозначает момент времени запуска периода начальной паузы, то есть момент времени, в который выполняется начальный переход в состояние паузы после штепсельного подключения, а на фиг. 3, описанной ниже, обозначает момент времени, в который процесс изначально переходит на этап S22.
[0056] Выполняемый период D1 режима первого температурного увеличения должен быть относительно коротким, что дает возможность уменьшить нагрузку от нагревателя 28 и сопряженных контуров. Частота выполнения режима первого температурного увеличения, имеющего относительно большую потребляемую мощность, скорректирована в сторону уменьшения, что дает возможность предотвратить аккумуляторное истощение главного аккумулятора 10.
[0057] В режиме второго температурного увеличения приоритет отдается уменьшению нагрузки или потребления электроэнергии нагревателем и сопряженных контуров над обеспечением эксплуатационного расстояния при движении в режиме ЭТ. Режим второго температурного увеличения выполняется, когда температура Tb аккумулятора равна или ниже, чем требуемая температура А2 второго температурного увеличения (Tb≤А2). Как описано выше, требуемая температура А2 второго температурного увеличения составляет, например, -25°C. Требуемая температура А2 второго температурного увеличения устанавливается на меньшую величину, чем требуемая температура А1 первого температурного увеличения, что дает возможность предотвратить активацию нагревателя 28.
[0058] В режиме второго температурного увеличения, контроллер 64 зарядки управляет нагревателем 28 для увеличения температуры главного аккумулятора 10 до целевой температуры В2 второго температурного увеличения. Целевая температура В2 второго температурного увеличения устанавливается таким образом, что диапазон ΔТ2 увеличения температуры от требуемой температуры А2 второго температурного увеличения становится меньше, чем диапазон ΔT1 увеличения температуры от требуемой температуры А1 первого температурного увеличения до целевой температуры В1 первого температурного увеличения (ΔT1>ΔТ2). Целевая температура В2 второго температурного увеличения установлена, например, на -20°C. То есть в то время как ΔT1=10°C, ΔТ2=5°C.
[0059] Как описано выше, выполняемый период D2 режима второго температурного увеличения установлен на большую величину, чем выполняемый период D1 режима первого температурного увеличения. Выполняемый период D2 режима второго температурного увеличения установлен, например, на 31 день.
[0060] Выполняемый период D2 режима второго температурного увеличения установлен относительно долгим, что дает возможность предотвратить промерзание главного аккумулятора 10, и при этом уменьшить нагрузку от нагревателя 28 и сопряженных контуров. В частности, выполняемый период D2 режима второго температурного увеличения установлен так, чтобы соответствовать максимальному периоду установки таймерной зарядки, что дает возможность предотвратить промерзание главного аккумулятора 10 в течение всего периода установки таймерной зарядки. Режим температурного увеличения, выполняемый период которого установлен на относительно большую величину, определяется в качестве режима второго температурного увеличения, имеющего относительно небольшое потребление электроэнергии, тем самым снижая аккумуляторное истощение аккумулятора главного аккумулятора 10.
[0061] Как показано на временной диаграмме с фиг. 6, описанной ниже, во многих случаях, штепсельное подключение, являющееся триггером, при котором активируется процесс увеличения температуры аккумулятора в соответствии с этим вариантом осуществления, выполняется в течение короткого времени после выключения ключа зажигания (не показан) транспортного средства. В это время главный аккумулятор 10 находится в температурной заданной зоне в результате нагрева с разрядкой / зарядкой во время включенного зажигания или работы периферийных устройств. Соответственно, если главный аккумулятор 10 охлаждается наружным воздухом после штепсельного подключения, то сначала температура Tb аккумулятора уменьшается до требуемой температуры А1 первого температурного увеличения, и соответственно, выполняется режим первого температурного увеличения. То есть режим первого температурного увеличения изначально выполняется в течение выполняемого периода D1 после штепсельного подключения, а режим второго температурного увеличения выполняется, если происходит превышение выполняемого периода D1.
[0062] Время С2 ожидания (до следующей активации) режима второго температурного увеличения установлено на меньшую величину, чем время С1 ожидания режима первого температурного увеличения. В режиме второго температурного увеличения, поскольку требуемая температура А2 второго температурного увеличения установлена на относительно низкую величину, и диапазон ΔТ2 увеличения температуры установлен на относительно небольшую величину, целевая температура В2 второго температурного увеличения меньше, чем целевая температура В1 первого температурного увеличения. То есть вероятность того, что главный аккумулятор 10 промерзнет, становится относительно высокой. По этой причине во время выполнения режима второго температурного увеличения, чтобы предотвратить промерзание аккумулятора, он выполнен так, что температура аккумулятора может измеряться с короткими интервалами (часто). Время С2 ожидания режима второго температурного увеличения устанавливают, например, на шесть часов.
[0063] Процесс увеличения температуры главного аккумулятора
На фиг. 3-5 проиллюстрирован процесс увеличения температуры главного аккумулятора 10 в течение периода установки таймерной зарядки. Этот процесс выполняется контроллером 64 зарядки. Программа выполнения процесса увеличения температуры сохраняется, например, в запоминающем блоке (не показан) ЭБУ 50 зарядки.
[0064] Поскольку процесс увеличения температуры главного аккумулятора представляет собой процесс для предотвращения промерзания главного аккумулятора 10 в течение периода установки таймерной зарядки, то процесс увеличения температуры главного аккумулятора принудительно заканчивается, например, когда в ходе функции таймерной зарядки достигается момент времени начала внешней зарядки. Одновременно с этим отменяется установка режима ожидания внешней зарядки (выключается).
[0065] Поскольку процесс увеличения температуры главного аккумулятора представляет собой процесс предотвращения промерзания главного аккумулятора 10, то процесс может быть остановлен летом и т.п., когда аккумулятор не промерзает. Например, выполнение/остановка процесса увеличения температуры главного аккумулятора, показанного на фиг. 3-5, может быть выбрано и установлено с использованием бортового дисплея 52 и рабочего переключателя 65.
[0066] Процесс увеличения температуры главного аккумулятора сформирован, исходя из условия, что поддерживается состояние штепсельного подключения, при котором заряжающий разъем 32 соединен со штепселем 30 зарядки. Соответственно, во время нарушения штепсельного подключения, при котором штепсель 30 зарядки извлечен из заряжающего разъема 32, процесс увеличения температуры принудительно заканчивается. Одновременно с этим отменяется установка режима ожидания внешней зарядки (выключается).
[0067] Как видно на фиг. 3, процесс увеличения температуры начинается с выступающего в качестве триггера штепсельного подключения, при котором заряжающий разъем 32 вставляется в штепсель 30 зарядки. ЭБУ 50 зарядки, который активируется из состояния паузы путем штепсельного подключения, подтверждает наличие установки таймерной зарядки на таймере 58 внешней зарядки (S10). В случае когда функция таймерной зарядки установлена на ВЫКЛ, этот процесс заканчивается.
[0068] В случае, когда функция таймерной зарядки включена, то есть в случае, когда момент времени начала внешней зарядки установлен на таймере 58 внешней зарядки, ЭБУ 50 зарядки выполняет установку режима ожидания внешней зарядки на период установки таймерной зарядки, то есть до момента времени начала внешней зарядки (включает установку режима ожидания внешней зарядки) (S12). Кроме того, в то время как контроллер 64 зарядки переходит в состояние паузы, перед переходом определяется, действительно или нет необходимо увеличение температуры главного аккумулятора 10.
[0069] ЭБУ 50 зарядки получает от ЭБУ 48 аккумулятора значение температуры Tb аккумулятора в момент времени активации контроллера 64 зарядки, то есть во время штепсельного подключения, и определяет, действительно или нет, температура Tb аккумулятора равна или ниже, чем требуемая температура А2 второго температурного увеличения (S14). В случае, когда температура Tb аккумулятора равна или ниже, чем требуемая температура А2 второго температурного увеличения, выполняется режим второго температурного увеличения и режим зарядки с увеличением температуры, показанные на фиг. 5.
[0070] В случае когда температура Tb аккумулятора является выше (превышает), чем требуемая температура А2 второго температурного увеличения, ЭБУ 50 зарядки определяет, действительно или нет, температура Tb аккумулятора равна или ниже, чем требуемая температура А1 первого температурного увеличения (S16). В случае когда температура Tb аккумулятора равна или ниже, чем требуемая температура А1 первого температурного увеличения, ЭБУ 50 зарядки подтверждает действительность выполняемого период режима первого температурного увеличения. То есть ЭБУ 50 зарядки определяет, действительно или нет, текущее время находится в первом выполняемом периоде D1 с момента времени запуска периода установки таймерной зарядки (S18) (момента времени запуска периода начальной паузы, то есть момента времени, в который был выполнен переход в состояние паузы, изначально после штепсельного подключения). В случае когда текущее время не прошло первый выполняемый период D1, выполняется режим первого температурного увеличения и режим зарядки с увеличением температуры, показанные на фиг. 4.
[0071] В случае когда текущее время прошло первый выполняемый период D1 с момента времени запуска периода начальной паузы, и, в случае, когда на этапе S16 температура Tb аккумулятора является выше, чем требуемая температура А1 первого температурного увеличения, увеличение температуры главного аккумулятора 10 не выполняется, и устанавливается следующий момент времени активации. То есть ЭБУ 50 зарядки устанавливает момент времени активации на таймерном переключателе 62 (S20). В качестве момента времени активации устанавливается момент времени, наступающий после третьего времени С3 ожидания, отсчитываемого с текущего момента времени. Третье время С3 ожидания может быть равным времени С1 ожидания режима первого температурного увеличения (С3=С1).
[0072] После того как момент времени активации установлен в таймерном переключателе 62, контроллер 64 зарядки, то есть ГТ-ЭБУ 44, ЭБУ 50 зарядки, ЭБУ 48 аккумулятора, и приборный ЭБУ 56 переходят в состояние паузы (S22).
[0073] Обычная операция штепсельного подключения выполняется вскоре после остановки транспортного средства, и температура Tb аккумулятора находится в зоне эксплуатационной температуры из-за зарядки/разрядки при последней поездке транспортного средства. Соответственно, увеличение температуры главного аккумулятора 10 редко выполняется непосредственно после штепсельного подключения. Во многих случаях, после того, как подтверждена установка включения на включение функции таймерной зарядки (S10), включается установка режима ожидания внешней зарядки (S12), и делается переход в состояние паузы, как это делается на этапе (S22).
[0074] Если время С3 ожидания истекло, таймерный переключатель 62 активирует контроллер 64 зарядки (S24). В частности, команда активации передается от таймерного переключателя 62 на ЭБУ 50 зарядки, и соответственно, ЭБУ 50 зарядки активируется. Электроэнергия в момент времени активации подается из суб-аккумулятора 22. Далее, ЭБУ 50 зарядки передает команду активации на ГТ-ЭБУ 44, ЭБУ 48 аккумулятора, и приборный ЭБУ 56, и активирует эти ЭБУ.
[0075] ЭБУ 50 зарядки определяет, действительно или нет, момент времени активации представляет собой момент времени после истечения второго выполняемого периода D2 с момента времени запуска периода начальной паузы (момента времени, в котором процесс впервые переходит на этап S22) (S26). В случае когда момент времени активации приходится на второй выполняемый периоде D2, процесс возвращается на этап S14.
[0076] В случае, если момент времени активации, установленный в таймерном переключателе 62, наступает не во втором выполняемом периоде D2, считая с момента времени запуска периода начальной паузы, то поскольку D1<D2, первый выполняемый период D1 также истек. То есть выполнение режима первого температурного увеличения или режима второго температурного увеличения не разрешается. В это время приборный ЭБУ 56 передает сообщение с результатом завершения функция увеличения температуры главного аккумулятора 10 на терминал пользователя через телематический трансивер 54 (S28). После этого, контроллер 64 зарядки переходит в состояние паузы (S30), и процесс заканчивается.
[0077] Фиг. 4 иллюстрирует процесс режима первого температурного увеличения. На фиг. 4, для удобства, в то время как процесс от этапа S32, на котором включается нагреватель 28, до ссылочной позиции h, указывающей на то, что процесс возвращается на этап S22 с фиг. 3, окружен одноточечной штрихпунктирной линией в качестве режима первого температурного увеличения, фактически, этап S22 впереди ссылочной позиции h также включен в режим первого температурного увеличения. В этом варианте осуществления параллельно режиму первого температурного увеличения, выполняются отключение установки режима ожидания внешней зарядки и режим зарядки с увеличением температуры, в котором осуществляется внешняя зарядка главного аккумулятора 10. Внешняя зарядка главного аккумулятора 10 выполняется вместе с выполнением режима температурного увеличения, и электроэнергия, потребляемая во время увеличения температуры, подается на главный аккумулятор 10.
[0078] На этапе S18 (фиг. 3), в случае если момент времени, в который контроллер 64 зарядки активируется, еще не достиг момента времени истечения первого выполняемого периода D1 с момента времени начала периода первой паузы, то выполняется режим первого температурного увеличения и режим зарядки с увеличением температуры.
[0079] Во время выполнения режима первого температурного увеличения, ГТ-ЭБУ 44 переключает главное системное реле SMR из выключенного состояния во включенное состояние. В это время, электроэнергия подается от главного аккумулятора 10 на понижающий преобразователь 20 постоянного тока. ЭБУ 48 аккумулятора переключает переключатель 26 нагревателя из выключенного состояния во включенное состояние. В результате электроэнергия, пониженная понижающим преобразователем 20 постоянного тока, подается на нагреватель 28 (S32).
[0080] В это время, электроэнергия, пониженная понижающим преобразователем 20 постоянного тока, также подается на суб-аккумулятор 22, в дополнение к нагревателю 28. Как описано выше, суб-аккумулятор 22 становится источником электроэнергии, когда контроллер 64 зарядки активируется из состояния паузы. Суб-аккумулятор 22 заряжается во время выполнения режима первого температурного увеличения (и то же самое относится к режиму второго температурного увеличения, описанному ниже), тем самым поддерживается электроэнергия в течение последующего периода установки таймерной зарядки и при активации контроллера 64 зарядки.
[0081] Если нагреватель 28 приведен во включенное состояние, ЭБУ 48 аккумулятора принимает значение температуры Tb аккумулятора от датчика 60 температуры аккумулятора (S34). В случае когда датчик 60 температуры аккумулятора образован из термистора, ЭБУ 48 аккумулятора подает заданное напряжение на термистор, и вычисляет температуру Tb аккумулятора, исходя из величины сопротивления термистора при подаче заданного напряжения. ЭБУ 48 аккумулятора определяет, действительно или нет температура Tb аккумулятора становится равной или большей, чем целевая температура В1 первого температурного увеличения (S36). В случае, когда температура Tb аккумулятора ниже, чем целевая температура В1 первого температурного увеличения, процесс возвращается на этап S34.
[0082] Если на этапе S36 определяется, что температура Tb аккумулятора становится равной или большей, чем целевая температура В1 первого температурного увеличения, то ЭБУ 48 аккумулятора переключает переключатель 26 нагревателя из включенного состояния в выключенное состояние для выключения нагревателя 28 (S38).
[0083] После этого ЭБУ 50 зарядки переустанавливает момент времени активации, установленный в таймерном переключателе 62 (S40). В частности, ЭБУ 50 зарядки устанавливает, в качестве следующего момента времени активации, момент времени после истечения первого времени С1 ожидания, считая с конечного момента времени увеличения температуры, то есть момента времени, в котором температура Tb аккумулятора достигла целевой температуры В1 первого температурного увеличения. После переустановки, ЭБУ 50 зарядки находится в режиме ожидания, пока не закончится режим зарядки с увеличением температуры (S42).
[0084] Параллельно с выполнением режима первого температурного увеличения, ЭБУ 50 зарядки определяет, действительно ли установка режима ожидания внешней зарядки находится во включенном состоянии (S44). В случае когда установка включена, ЭБУ 50 зарядки отменяет установку режима ожидания внешней зарядки (выключает установку режима ожидания внешней зарядки) (S46). Вместе с этим обеспечивается возможность внешней зарядки в течение периода установки таймерной зарядки. Соответственно, ЭБУ 50 зарядки осуществляет режим зарядки с увеличением температуры. ЭБУ 50 зарядки переключает зарядное реле 34 из выключенного состояния во включенное состояние, и приводит в действие зарядное устройство 38. Соответственно, электроэнергия подается от внешнего источника 36 электроэнергии на главный аккумулятор 10 (S48).
[0085] ЭБУ 48 аккумулятора интегрирует величину тока от датчика 61 тока, тем самым вычисляя (оценивая) СЗ главного аккумулятора 10 (S50). ЭБУ 48 аккумулятора определяет, действительно или нет вычисленное СЗ равно или больше, чем заданная конечная величина СЗ (полная зарядка СЗ) (S52).
[0086] В случае, когда вычисленное СЗ меньше, чем конечная величина СЗ, процесс возвращается на этап S50, и внешняя зарядка продолжается. В случае, когда вычисленное СЗ равно или больше, чем конечная величина СЗ, ЭБУ 50 зарядки заканчивает внешнюю зарядку (S54), и заканчивает режим зарядки с увеличением температуры. Например, коэффициент повышения зарядного устройства 38 управляется таким образом, что выходное напряжение зарядного устройства 38 становится равным или меньше, чем значение напряжения, соответствующее конечной величине СЗ главного аккумулятора 10. После этого ЭБУ 50 зарядки и другие ЭБУ, составляющие контроллер 64 зарядки, находятся в режиме ожидания до тех пор, пока не закончится режим первого температурного увеличения (S56).
[0087] В случае когда режим зарядки с увеличением температуры заканчивается раньше, чем режим первого температурного увеличения, процесс, показанный на фиг. 4, приводится в состояние ожидания на этапе S56. Если режим первого температурного увеличения заканчивается, то процесс переходит от этапа S56 на следующий этап S58. Процесс режима первого температурного увеличения проходит через этап S42 после окончания режима первого температурного увеличения (S40). То есть процесс переходит от этапов S56 и S42 на этап S58, по существу, одновременно (по меньшей мере, на одном такте часов).
[0088] На этапе S58, пользователю поступает уведомление о выполнении внешней зарядки и режима первого температурного увеличения. Как описано выше, режим зарядки с увеличением температуры и режим первого температурного увеличения выполняются, по существу, в течение периода установки таймерной зарядки, в котором в транспортном средстве нет водителя или пассажира. Уведомление, производимое на этапе S58, дает возможность пользователю знать, что внешняя зарядка и режим первого температурного увеличения выполнены. В частности, производится уведомление о выполнении внешней зарядки, не предусмотренной пользователем, что дает возможность пользователю узнать об электрической зарядке, возникшей при выполнении внешней зарядки.
[0089] Приборный ЭБУ 56 отображает сообщение на бортовом дисплее 52. Например, сообщение, такое как "поскольку у приводного аккумулятора низкая температура, зарядке и увеличению температуры отдан приоритет", отображается на бортовом дисплее 52. Вместе с отображением сообщения рабочий переключатель 65 для управления контентом дисплея бортового дисплея 52 блокируется, так что отображение сообщения не исчезает. Пользователь, который садится в транспортное средство, визуально распознает сообщение, и, тем самым, узнает о выполнении внешней зарядки и режима температурного увеличения. Приборный ЭБУ 56 передает то же сообщение на терминал пользователя через телематический трансивер 54. После этапа S58 процесс возвращается на этап S22 с фиг. 3, и контроллер 64 зарядки переходит в период паузы.
[0090] Фиг. 5 иллюстрирует процесс режима второго температурного увеличения. На фиг. 5, для удобства, в то время как процесс от этапа S32, на котором включается нагреватель 28, до ссылочной позиции h, указывающей на то, что процесс возвращается на этап S22 с фиг. 3, окружен одноточечной штрихпунктирной линией в качестве режима второго температурного увеличения, фактически, этап S22 впереди ссылочной позиции h также включен в режим второго температурного увеличения.
[0091] В этом варианте осуществления, аналогично режиму первого температурного увеличения, отключение установки режима ожидания внешней зарядки и режим зарядки с увеличением температуры выполняются параллельно режиму второго температурного увеличения. Те же самые этапы, что и на фиг. 4, представлены одинаковыми ссылочными позициями, и их описание будет опущено. На этапе S14 (фиг. 3), если определяется, что температура Tb аккумулятора равна или ниже, чем требуемая температура А2 второго температурного увеличения, то выполняются режим второго температурного увеличения и режим зарядки с увеличением температуры.
[0092] Режим второго температурного увеличения отличается от режима первого температурного увеличения тем, что целью для сравнения с температурой Tb аккумулятора во время увеличения температуры является целевая температура В2 второго температурного увеличения (S60). Во время переустановки момента времени активации таймерного переключателя 62, ЭБУ 50 зарядки переустанавливает, в качестве следующего момента времени активации, момент времени после истечения второго времени С2 ожидания, считая от конечного момента времени увеличения температуры, то есть момента время, в который температура Tb аккумулятора достигла целевой температуры В2 второго температурного увеличения (S62). В режиме второго температурного увеличения, выполняется такой же процессинг, что и в режиме первого температурного увеличения, за исключением параметра, являющегося целью сравнения, описанного выше.
[0093] Следует отметить, что установка режима ожидания внешней зарядки и осуществление режима зарядки с увеличением температуры выполняются параллельно с режимом второго температурного увеличения, при этом выполняется такой же процессинг, что и в процессе, показанном на фиг. 4, за исключением того, что на этапе S64 выполняется режим ожидания до тех пор, пока не закончится режим второго температурного увеличения.
[0094] Пример
Фиг. 6 иллюстрирует временную диаграмму, когда выполняется процесс увеличения температуры главного аккумулятора в соответствии с этим вариантом осуществления. Вертикальная ось обозначает температуру Tb аккумулятора, а горизонтальная ось обозначает время (дни). Период установки таймерной зарядки установлен на 31 день. В этом примере первый выполняемый период D1 установлен на семь дней, а второй выполняемый период D2 установлен на 31 день. В этом примере первое время С1 ожидания установлено на 12 часов, второе время С2 ожидания установлено на шесть часов, а третье время С3 ожидания установлено на 12 часов.
[0095] На этой временной диаграмме, предполагается, что транспортное средство оставлено на долгий период в состоянии, когда заряжающий разъем 32 соединен (вставлен) с штепселем 30 зарядки. Например, сюда включается случай, когда транспортное средство припарковано на стоянке с функцией внешней зарядки на длительный период в холодном регионе, и т.п.
[0096] Если штепсель 30 зарядки соединяется (вставляется) с заряжающим разъемом 32, активируется контроллер 64 зарядки. ЭБУ 50 зарядки контроллера 64 зарядки получает значение температуры Tb аккумулятора в момент времени активации от датчика 60 температуры аккумулятора посредством ЭБУ 48 аккумулятора. Обычно штепсельное подключение выполняется в течение короткого времени после поездки транспортного средства. Температура Tb аккумулятора входит в зону эксплуатационной температуры вследствие его зарядки/разрядки при поездке транспортного средства. В этом случае, поскольку увеличения температуры главного аккумулятора 10 не требуется, ЭБУ 50 зарядки включает (разрешает) установку режима ожидания внешней зарядки (S12), и затем, устанавливает момент времени после истечения третьего времени С3 ожидания от момента времени активации, произведенной штепсельным подключением, в таймерном переключателе 62 в качестве следующего момента времени активации. После этого, контроллер 64 зарядки переходит в состояние паузы, (S14→S16→S20→S22). После истечения третьего времени С3 ожидания, как указано точками (⋅) на временной диаграмме с фиг. 6, активируется контроллер 64 зарядки (S24). На фиг. 6, поскольку температура Tb аккумулятора в момент времени активации является выше, чем требуемая температура А1 первого температурного увеличения, ЭБУ 50 зарядки переустанавливает время после истечения третьего времени С3 ожидания с момента времени активации (текущего времени) в таймерном переключателе 62 в качестве следующего момента времени активации (S26→S14→S16→S20→S22→S24→S26). Реактивация контроллера 64 зарядки и переустановка на таймерном переключателе 62 осуществляются периодически до момента времени t1.
[0097] Если контроллер 64 зарядки активируется в момент времени t1, то температура Tb аккумулятора равна или ниже, чем требуемая температура А1 первого температурного увеличения, и является выше, чем требуемая температура А2 второго температурного увеличения в момент времени t1. В ответ на это, контроллер 64 зарядки выполняет режим первого температурного увеличения (S24→S26→S14→S16→S18→ режим первого температурного увеличения). При этом параллельно отменяется установка режима ожидания внешней зарядки (S46), и выполняется режим зарядки с увеличением температуры.
[0098] Если температура Tb аккумулятора достигает целевой температуры В1 первого температурного увеличения, то режим первого температурного увеличения заканчивается. Если СЗ главного аккумулятора 10 достигает конечной величины СЗ, режим зарядки с увеличением температуры заканчивается. ЭБУ 50 зарядки переустанавливает момент времени, наступающий после истечения первого времени С1 ожидания от момента времени окончания режима первого температурного увеличения, в таймерном переключателе 62 в качестве следующего момента времени активации, и после этого, переходит в состояние паузы.
[0099] В следующий момент времени t2 активации, поскольку температура Tb аккумулятора является выше, чем требуемая температура А1 первого температурного увеличения (А1<Tb), то режимы первого и второго температурного увеличения не выполняются, и переустанавливается следующий момент времени активации. В следующий момент времени t3 активации, поскольку температура Tb аккумулятора равна или ниже, чем требуемая температура А1 первого температурного увеличения, и является выше, чем требуемая температура А2 второго температурного увеличения, режим первого температурного увеличения (и режим зарядки с увеличением температуры) выполняется снова. После этого, тот же процессинг, что и в моменты времени t1 и t2, выполняется до момента времени t4.
[0100] В момент времени t4, поскольку первый выполняемый период D1 истек с момента времени запуска периода начальной паузы, режим первого температурного увеличения не выполняется. То есть после момента времени t4, процесс постоянно переходит от этапа S18 в процессе с фиг. 3 до этапа S20. В этом случае, увеличение температуры главного аккумулятора 10 не выполняется, пока температура Tb аккумулятора не станет равной или меньшей, чем требуемая температура А2 второго температурного увеличения, и активация контроллера 64 зарядки и переустановка момента времени активации повторяются.
[0101] Если достигается момент времени t5, поскольку температура Tb аккумулятора становится равной или меньшей, чем требуемая температура А2 второго температурного увеличения, выполняются режим второго температурного увеличения и режим зарядки с увеличением температуры. Если температура Tb аккумулятора достигает целевой температуры В2 второго температурного увеличения, то режим второго температурного увеличения заканчивается. Если СЗ главного аккумулятора 10 достигает конечной величины СЗ, то режим зарядки с увеличением температуры заканчивается. ЭБУ 50 зарядки переустанавливает момент времени, наступающий после истечения второго времени С2 ожидания, считая с момента времени, в который температура Tb аккумулятора достигла целевой температуры В2 второго температурного увеличения, в таймерном переключателе 62 в качестве следующего момента времени активации.
[0102] После этого режим второго температурного увеличения выполняется в случае реактивации. Интервал активации установлен на относительно короткое второе время ожидания, тем самым обеспечивается предотвращение промерзания главного аккумулятора 10.
[0103] После момента времени t6, температура главного аккумулятора 10 возрастает из-за температуры наружного воздуха. Это иллюстрирует, например, функционирование после прохождения холодного фронта. Поскольку температура Tb аккумулятора падает ниже требуемой температуры А1 первого температурного увеличения, и при этом не превышен выполняемый период D2 режима второго температурного увеличения, то реактивация контроллера 64 зарядки и переустановка момента времени активации повторяются до момента времени начала внешней зарядки (31d).
[0104] Другие варианты осуществления
В вышеизложенном варианте осуществления, хотя в момент времени зарядки в качестве температуры Tb аккумулятора контроллер 64 зарядки использует значение измерения датчика 60 температуры аккумулятора, в это же время, изобретение не ограничивается этой формой. Например, в этот же момент времени можно вычислить расчетную величину температуры Tb аккумулятора.
n+1
n+1
n
n
n
n
[0105] Расчетную величину температуры Tb_es(t) аккумулятора во время t после истечения заданного времени tw от заданного момента времени (времени t) можно вычислить с использованием последующего выражения (1), описанного ниже. Tb_t обозначает температуру аккумулятора во время t, и α обозначает расчетную температуру окружающей среды в то же самое время t. D представляет собой предписанную константу.
[0106]
n
n
n+1
n+1
[0107] Выражение (1), описанное выше, хранится в контроллере 64 зарядки, например, в запоминающем блоке (не показан) ЭБУ 48 аккумулятора. ЭБУ 48 аккумулятора подставляет температуру Tb аккумулятора_t в текущий момент времени t, полученную от датчика 60 температуры аккумулятора, и время tw ожидания с текущего момента времени до следующего момента времени t активации контроллера 64 зарядки в выражение (1), при этом получая расчетную величину Tb_es(t) температуры аккумулятора в следующий момент времени активации.
n+1
n+1
n+1
[0108] Расчетную величину Tb_es(t) температуры аккумулятора в следующий момент времени t активации сравнивают с измеренной величиной температуры Tb аккумулятора, полученной от датчика 60 температуры аккумулятора во время t, и расчетную температуру α окружающей среды корректируют в соответствии с разницей. Эта коррекция выполняется неоднократно, что дает возможность повысить точность оценки расчетной величины Tb_es температуры аккумулятора.
n+1
n+1
n
n+1
n
n+1
n
n+1
n+1
[0109] Используется расчетная величина Tb_es температуры аккумулятора, что дает возможность предварительно продвинуть часть процессов с фиг. 3-5. Например, расчетная величина Tb_es(t) температуры аккумулятора в следующий момент времени активации t может быть рассчитана в текущий момент времени активации t, и этапы S10-S16 в процессе с фиг. 3 в следующий момент времени активации t могут перейти на текущий момент времени t, на основе расчетной величины Tb_es(t). То есть в текущий момент времени t, можно определить, какое из следующих действий: (1) выполнение режима первого температурного увеличения и режима зарядки с увеличением температуры, (2) выполнение режима второго температурного увеличения и режима зарядки с увеличением температуры, и (3) определение следующего момента времени активации на основе третьего времени ожидания С3 без выполнения как режима температурного увеличения, так и режима зарядки с увеличением температуры (S20 с фиг. 3), будет осуществляться в следующий момент времени t активации. Выполнение такого предварительного определения дает возможность быстро обеспечить увеличение температуры или внешнюю зарядку в следующий момент времени t активации.
[0110]Таким образом, в случае, когда ЭБУ 48 аккумулятора использует расчетную величину температуры аккумулятора, в дополнение к величине измерения температуры аккумулятора датчиком 60 температуры аккумулятора, ЭБУ 48 аккумулятора относится к получателю данных по температуре, в дополнение к датчику 60 температуры аккумулятора.
[0111] Фиг. 7 иллюстрирует процесс увеличения температуры аккумулятора с использованием расчетной величины Tb_es температуры аккумулятора. Как и на фиг. 3, процесс увеличения температуры начинается с выступающего в качестве триггера штепсельного подключения, при котором заряжающий разъем 32 вставляется в штепсель 30 зарядки. ЭБУ 50 зарядки, который активируется из состояния паузы путем штепсельного подключения, подтверждает установку таймерной зарядки на таймере 58 внешней зарядки (S100). В случае, когда функция таймерной зарядки установлена на выключение, этот процесс заканчивается.
[0112] В случае, когда функция таймерной зарядки включена, ЭБУ 50 зарядки включает установку режима ожидания внешней зарядки (S102). ЭБУ 50 зарядки получает величину измерения температуры Tb аккумулятора в момент времени активации контроллера 64 зарядки, то есть в момент времени штепсельного подключения, от датчика 60 температуры аккумулятора через ЭБУ 48 аккумулятора, и определяет, действительно или нет температура Tb аккумулятора равна или ниже, чем требуемая температура А2 второго температурного увеличения (S104). В случае, когда температура Tb аккумулятора равна или ниже, чем требуемая температура А2 второго температурного увеличения, выполняются режим второго температурного увеличения, отмена установки режима ожидания внешней зарядки и режим зарядки с увеличением температуры, показанные на фиг. 5.
[0113] В случае, когда температура Tb аккумулятора является выше, чем требуемая температура А2 второго температурного увеличения на этапе S104, ЭБУ 50 зарядки определяет, действительно или нет, температура Tb аккумулятора равна или ниже, чем требуемая температура А1 первого температурного увеличения (S106). В случае, если температура Tb аккумулятора равна или ниже, чем требуемая температура А1 первого температурного увеличения, то выполняются режим первого температурного увеличения, отмена установки режима ожидания внешней зарядки и режим зарядки с увеличением температуры, показанные на фиг. 4.
n+1
[0114] В случае, когда температура Tb аккумулятора является выше, чем требуемая температура А1 первого температурного увеличения на этапе S106, увеличение температуры главного аккумулятора 10 не производится, и устанавливается следующий момент времени t активации. То есть ЭБУ 50 зарядки устанавливает момент времени активации на таймерном переключателе 62 (S108). В качестве момента времени активации, устанавливается момент времени, наступающий после третьего времени ожидания С3 от текущего момента времени. Как и на фиг. 3, третье время ожидания С3 может быть равным, например, времени С1 ожидания режима первого температурного увеличения (С3=C1).
n+1
n+1
n+1
n+1
n+1
[0115] После того, как следующий момент времени t активации установлен в таймерном переключателе 62, ЭБУ 48 аккумулятора получает расчетную величину Tb_es(t) температуры аккумулятора в следующий момент времени t активации на основе выражения (1), описанного выше (S110). Далее ЭБУ 50 зарядки определяет, действительно или нет расчетная величина Tb_es(t), вычисленная ЭБУ 48 аккумулятора, становится равной или меньшей, чем требуемая температура А2 второго температурного увеличения (S112). В случае, когда расчетная величина Tb_es(t) является равной или меньшей, чем требуемая температура А2 второго температурного увеличения, устанавливается величина f определения (S114).
n+1
n+1
[0116] В случае, когда расчетная величина Tb_es(t) является выше, чем требуемая температура А2 второго температурного увеличения на этапе S112, ЭБУ 50 зарядки определяет, действительно или нет расчетная величина Tb_es(t) является равной или меньшей, чем требуемая температура А1 первого температурного увеличения (S116).
n+1
n+1
n+1
[0117] В случае, когда расчетная величина Tb_es(t) становится равной или меньшей, чем требуемая температура А1 первого температурного увеличения на этапе S116, ЭБУ 50 зарядки определяет, действительно или нет следующий момент времени активации t приходится на первый выполняемый период D1, отсчитываемый с момента времени начала периода установки таймерной зарядки (S118) (момента времени запуска периода начальной паузы, то есть момента времени, в который впервые выполняется переход в состояние паузы после штепсельного подключения). В случае, когда следующий момент времени t активации приходится на первый выполняемый период D1, устанавливается величина g определения (S120).
n+1
n+1
[0118] В случае, когда следующий момент времени t активации не приходится на первый выполняемый период D1, отсчитываемый с момента времени запуска периода начальной паузы, и в случае, когда расчетная величина Tb_es(t) становится выше, чем требуемая температура А1 первого температурного увеличения на этапе S116, устанавливается величина е определения (S122).
n+1
[0119] После установки величин определения соответственно на этапах S114, S120, S122, контроллер 64 зарядки переходит в состояние паузы (S124). Если достигается момент времени t активации, таймерный переключатель 62 активирует контроллер 64 зарядки (S126). Электроэнергия в течение периода паузы и в момент времени активации подается из суб-аккумулятора 22.
n+1
n+1
[0120] ЭБУ 50 зарядки определяет, действительно или нет момент времени t активации представляет собой момент времени после истечения второго выполняемого периода D2, отсчитываемого с момента времени запуска периода начальной паузы (S128). В случае, когда момент времени t активации наступает после второго выполняемого периода D2, приборный ЭБУ 56 передает сообщение о результате, которым является окончание функции увеличения температуры главного аккумулятора 10, на терминал пользователя через телематический трансивер 54 (S130). После этого контроллер 64 зарядки переходит в состояние паузы (S132), и процесс заканчивается.
n+1
n
[0121] В случае, когда на этапе S128 момент времени t активации приходится на второй выполняемый период D2, отсчитываемый с момента времени запуска периода начальной паузы, ЭБУ 50 зарядки сверяется с величиной определения, установленной в предыдущий момент времени t активации (S134). В случае, когда установлена величина е определения, процесс возвращается на этап S108. В случае, когда установлена величина g определения, выполняются режим первого температурного увеличения, отмена установки режима ожидания внешней зарядки и режим зарядки с увеличением температуры, показанные на фиг. 4. В случае, когда установлена величина f определения, выполняются режим второго температурного увеличения, отмена установки режима ожидания внешней зарядки и режим зарядки с увеличением температуры, показанные на фиг. 5. Если осуществляются процессы фиг. 4 и фиг. 5, и выполняется этап S58 (уведомительный этап), процесс возвращается на этап S110.