电力供给系统以及能够向外部供给电力的汽车控制装置
阅读：220发布：2023-02-28
专利汇可以提供电力供给系统以及能够向外部供给电力的汽车控制装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种电 力 供给系统以及能够向外部供给电力的 汽车 控制装置，在具有多个电力源并且供给与需求电力相对应的电力的电力供给系统中，在从作为一个电力源的汽车向外部供给电力时，保持电力收支的平衡，同时实现高效率的 发动机 发电。在实施来自汽车的电力供给时，基于包含将来的预测的电力需求量的时间推移、包含将来的预测的其他的电力源的可供给电力量的时间推移这样的来自外部的信息，来决定在所述汽车上搭载的发动机的发电量。，下面是电力供给系统以及能够向外部供给电力的汽车控制装置专利的具体信息内容。
1.一种电力供给系统，其特征在于，
具有多个电力源，并在供给与需求电力相对应的电力时，切换所述电力源，其中，在所述电力源中包含来自汽车的电力供给，
在实施来自所述汽车的电力供给时，基于来自与所述汽车电连接的外部的信息，决定所述汽车上搭载的发动机的控制量，
来自所述外部的信息包括以下信息的其中之一，即：包含将来的预测的电力需求量的时间推移、包含将来的预测的其他电力源的可供给电力量的时间推移，
基于与电力需求量或电力源的可供给电力量相关的将来预测，在预测时点之前预先控制EGR量。
2.根据权利要求1所述的电力供给系统，其特征在于，
所述发动机的控制量是EGR量，以如下方式对所述发动机进行控制：在从现时点到一定时间后为止所述电力需求量有可能增加的情况下与并非如此的情况相比较，EGR量变多。
3.根据权利要求1所述的电力供给系统，其特征在于，
具有多个电力使用模式，并且在电力需求超过所述电力源的电力供给可能极限量时，按照所述电力供给可能极限量来切换所述电力使用模式。
4.根据权利要求3所述的电力供给系统，其特征在于，
在所述电力使用模式中，具有假定电力供给系统自身的电源供给的基本能量电力模式。
5.根据权利要求3所述的电力供给系统，其特征在于，
在所述电力使用模式中，具有假定与基本生活相关的电力供给的基本生活电力模式。
6.根据权利要求3所述的电力供给系统，其特征在于，
在所述电力使用模式中，具有假定与生活环境提高相关的电力供给的生活环境提高模式。
7.根据权利要求3所述的电力供给系统，其特征在于，
控制为：所述模式中的最大电力使用量按照基本能量电力模式、基本生活电力模式、生活环境提高模式的顺序增大。
8.一种汽车控制装置，是能够向外部供给电力的汽车的控制装置，其特征在于，所述汽车控制装置被用作具有多个电力源并且在供给与需求电力对应的电力时切换所述电力源的电力供给系统的所述电力源的一个，
基于来自与所述汽车电连接的外部的信息，决定在所述汽车上搭载的发动机的控制量，
来自所述外部的信息包括以下信息的其中之一，即：包含将来的预测的电力需求量的时间推移、包含将来的预测的其他电力源的可供给电力量的时间推移，
基于与电力需求量或电力源的可供给电力量相关的将来预测，在预测时点之前预先控制EGR量。
9.根据权利要求8所述的汽车控制装置，其特征在于，
使用电力线传输通信或智能电话来进行所述汽车与外部的信息通信。
10.根据权利要求8所述的汽车控制装置，其特征在于，
所述发动机的控制量是所述发动机的发电量，以所述发动机的发电量的变化率相对于所述电力需求量的变化率变小的方式控制所述发动机的发电量。
11.根据权利要求10所述的汽车控制装置，其特征在于，
在一个所述电力源中具备二次电池，根据从现时点到一定时间后为止的所述电力需求量的累计值、和所述二次电池的蓄电量，决定所述发动机的发电量。
12.根据权利要求11所述的汽车控制装置，其特征在于，
在所述发动机的发电量为能够以某特定的效率进行发电的发动机输出下限值以下的情况下，停止所述发动机的发电。
13.根据权利要求8所述的汽车控制装置，其特征在于，
所述发动机的控制量是EGR量，以如下方式控制所述发动机：在从现时点到一定时间后为止所述电力需求量有可能增加的情况下与并非如此的情况相比，EGR量变多。
14.根据权利要求8所述的汽车控制装置，其特征在于，
所述发动机的控制量是冷却水温度，以如下方式控制所述发动机：在从现时点到一定时间后为止所述电力需求量有可能以一定值以下进行推移的情况下与并非如此的情况相比，冷却水温度变高。
15.根据权利要求8所述的汽车控制装置，其特征在于，
在从所述汽车向外部供给电力时，不使用汽油、轻油而使用家庭用的气体燃料进行发电。
16.一种汽车控制装置，是能够向外部供给电力的汽车的控制装置，其特征在于，基于从与所述汽车电连接的外部得到的包含将来的预测的电力需求量的时间推移信息，决定在所述汽车上搭载的发动机的发电量，
基于与电力需求量相关的将来预测，在预测时点之前预先控制EGR量。
电力供给系统以及能够向外部供给电力的汽车控制装置
技术领域
背景技术
[0002] 由用于家庭用的电力源的多样化(普及化)引起的电力供给的稳定化、电力利用效率的提高(低成本，低二氧化碳排出量)的需求提高。其中，能够将汽车的电力用于家庭用设备的系统开始普及。考虑了将电动汽车的蓄电池电力经由变换器(inverter)而用于家庭用的系统、在搭载发动机的车中将发动机作为发电装置而使用的系统。在后者的情况下，需要利用基于发动机驱动(交流发电机)的发电电力来提供在家庭用中所使用的瞬时的电力量。为此，已经周知有如下技术：即对从汽车向外部供给的电流值即外部设备的消耗电流进行测量，并根据该电流值对发动机发电量(发动机转速)进行控制(参照专利文献1)。另外，周知有在能够向外部供给电力的混合动力汽车中根据电力负荷(负荷电流)切换电力源(蓄电池以及发动机发电机)的技术(参照专利文献2)。
[0003] [先行技术文献]
[0004] [专利文献]
[0005] [专利文献1]JP特开2001-275400号公报
[0006] [专利文献2]JP特开2007-008349号公报
[0007] 在专利文献1所记载的技术中，需要根据其瞬间的电力使用量而变化发动机的发电量，因此在电力使用量较少时，在发动机效率较差的低输出区域进行运转，存在能量效率较低的问题。另外，存在如下课题：即不能够进行超过基于发动机的可供给电力的电力使用。
[0008] 在专利文献2所记载的技术中，在电力使用量较少时，通过使用蓄电池电力而抑制发动机的低输出运转，但是蓄电池蓄电量残留殆尽的情况下，其以后的电力需求需要仅由发动机发电来供应，如前述那样存在电力供给量不足的可能性。
发明内容
[0010] 鉴于上述那样的问题点，本发明的目的在于提供一种电力供给系统，其利用混合动力汽车、家庭用的蓄电装置，以高效率提供环境负荷低的发动机发电。
[0011] 为了达到上述目的，本发明的电力供给系统的特征在于，具有多个电力源，供给与需求电力相对应的电力时，切换所述电力源，在所述电力源中包含来自汽车的电力供给，在实施来自所述汽车的电力供给时，基于包含将来的预测的电力需求量的时间推移、包含将来的预测的其他的电力源的可供给电力量的时间推移这样的来自外部的信息，来决定在所述汽车上搭载的发动机的发电量。
[0012] 根据所涉及的结构，通过考虑将来的电力需求量而决定发电量，能够在保持电力的收支平衡的同时实现效率良好的发动机运转(发电)。
[0013] 另外，作为本发明的电力供给系统的其他方式，特征在于，在将来所述电力需求量有可能增加的情况下，控制所述发动机，使得与并非如此的情况相比，所述发动机的EGR(Exhaust Gas Recirculation，废气再循环)量变多。
[0014] 根据所涉及的结构，在发动机低输出运转时，在知道将来发动机输出增加的状况下，由于能够允许催化剂温度的降低，因此能够增加EGR量，结果能够保持排气性能，并能够实现高效率的发动机发电。
[0015] 另外，作为本发明的电力供给系统的其他的方式，以如下方式控制所述发动机：在存在将来所述电力需求量较低地推移的可能的情况下，与并非如此的情况相比较，冷却水温度变高。
[0016] 利用所涉及的结构，在将来发动机输出不增加那样的状况中能够比通常的运转更高地设定冷却水温度，因此能够减少冷却损失，并使得EGR量增加时的燃烧稳定化，作为结果，能够在避免过热、失火(misfire)的同时，实现高效率的发动机发电。
[0018] 利用所涉及的结构，能够在不损失作为汽车的本来的功能的移动性能的情况下，使用现状的基础设施来实现发动机的发电。
[0019] 另外，作为本发明的电力供给系统的其他的方式，特征在于，具有多个电力使用模式，在电力需求超过所述电力源的能够供给电力的极限量时，根据所述能够供给电力的极限量，切换所述电力使用模式。
[0020] 根据所涉及的结构，即使在电力需求较大而超过能够电力供给的极限量那样的状况下，也能够通过限制电力使用量并且从优先顺位高的电气设备供给电源，从而防止系统掉电(ダウン)，而实现可靠性高的电源系统。
[0021] [发明的效果]
[0022] 根据本发明，在从汽车向家庭用设备供给电力时，即使在电力使用量较大地变动的状况下，通过考虑将来的电力需求而使发动机控制量最佳化，能够在避免排气性能恶化、过热的同时实现高效率的发动机发电。附图说明
[0023] 图1是表示将基于本发明第1实施方式的电力供给系统应用于家庭用电源的系统的结构的系统结构图。
[0024] 图2是本发明第1实施方式的电力供给系统的作为电力供给源的汽车系统的结构图。
[0025] 图3是表示基于本发明第1实施方式的ECU8的结构的系统方框图。
[0026] 图4是表示基于本发明第1实施方式的电力供给系统中的汽车用发动机的控制内容的流程图。
[0027] 图5是基于本发明第1实施方式的电力供给系统的发动机发电控制的时序图。
[0028] 图6是基于本发明第2实施方式的电力供给系统的汽车用发动机的结构图。
[0029] 图7是基于本发明第2实施方式的电力供给系统的发动机燃料控制的流程图。
[0030] 图8是基于本发明第3实施方式的电力供给系统的汽车用发动机的结构图。
[0031] 图9是基于本发明第3实施方式的电力供给系统的EGR控制的流程图。
[0032] 图10是基于本发明第3实施方式的电力供给系统的EGR控制的时序图。
[0033] 图11是表示基于本发明第4实施方式的电力供给系统的最大供给电力和电力使用模式的关系的图。
[0034] 图12是基于本发明第4实施方式的电力供给系统的电力使用控制的流程图。
[0035] 图13是基于本发明第5实施方式的电力供给系统的、作为电力供给源的汽车系统以及作为充电对象的电动汽车的构成图。
[0036] 图14是基于本发明第5实施方式的电力供给系统的冷却水温度控制以及EGR控制的流程图。
[0037] 图15是基于本发明第5实施方式的电力供给系统的冷却水温度控制以及EGR控制的时序图。
[0038] 符号说明：
[0039] 1汽车
[0040] 2家庭
[0041] 3家庭用电气设备
[0042] 4系统电力
[0043] 5太阳光发电装置
[0044] 6二次电池
[0045] 7汽车用发动机
[0046] 8电子控制装置(ECU)
[0047] 8a输入电路
[0048] 8b输入输出端口
[0049] 8cRAM
[0050] 8dROM
[0051] 8eCPU
[0052] 8f节气门开度控制部
[0053] 8g燃料喷射控制部
[0054] 8h点火控制部
[0055] 8i交流发电机控制部
[0057] 9家庭用电力控制装置
[0058] 10起动机
[0059] 11交流发电机
[0060] 12变换器
[0062] 14变速器
[0064] 16轮胎
[0065] 17燃烧室
[0067] 19吸气管
[0068] 20节气门
[0069] 21气流传感器
[0070] 22汽油用燃料喷射装置
[0071] 23高压燃料泵
[0072] 24气体用燃料供给装置
[0073] 25冷却水温度传感器
[0074] 26排气管
[0075] 27三元催化剂
[0076] 28催化剂温度传感器
[0077] 29空燃比传感器
[0078] 30EGR配管
[0079] 31EGR阀
[0080] 32电动汽车
[0081] 33蓄电池控制器
[0082] 34电动汽车用变换器
[0083] 35电动汽车用二次电池
[0084] 36电动汽车用电动机
具体实施方式
[0085] 以下，使用图1～图5，对基于本发明第1实施方式的电力供给系统的结构以及动作进行说明。
[0086] 最初，使用图1，对将基于本实施方式的电力供给系统适用于家庭用电源的情况下的结构进行说明。
[0087] 图1是表示将基于本发明第1实施方式的电力供给系统适用于家庭用电源的系统的结构的系统结构图。
[0088] 出于在家庭2中使用的家庭用电气设备3的目的，除了从电力公司送出的系统电力4，作为电力源还具备有汽车1、太阳光发电装置5、二次电池6，因此即使在因停电等而使系统电力中断的情况下，也能够使用上述的电力源而供给家庭用电气设备的使用电力。
[0089] 图2是基于本发明第1实施方式的电力供给系统的、作为电力供给源的汽车系统的结构图。
[0090] 汽车1具备发动机7作为动力源，是实施火花点火式燃烧的汽车用的4气缸汽油发动机。并具备用于使发动机始动的起动机10、和将发动机的动力变换为电力的交流发电机11。在发动机的曲柄轴上，具备用于检测发动机的旋转角度的曲柄角传感器13。在发动机7的曲柄轴上，设置变速器14，并经由减速齿轮15与车轮16连接。
[0091] 发动机的控制量由电子控制装置(ECU)8所控制。在从汽车1向家庭2供给电力的情况下，ECU基于从曲柄角传感器13得到的信号(发动机旋转速度)、和从家庭用的电力控制装置9发送的电力需求信息，对发动机进行控制。家庭用的电力控制装置9与存在多个的家庭用电气设备3进行信息通信，使用过去的电力需求学习值、各电气设备的计时器预约信息等，而对家庭中的将来的电力需求量进行预测。所预测的电力需求被发送到ECU。另外，二次电池6的残量信息也经由家庭用电力控制装置9而被发送到ECU8。
[0092] 发动机7的动力利用交流发电机11而被变换为电力，经由变换器12而被发送到家庭，与来自其他的电力源(系统电力4、太阳光发电装置5、二次电池6)的供给电力一起被家庭用电气设备所使用。另外，在电力供给量高于电气设备的使用量的情况下，剩余量的电力在二次电池6中被蓄电。
[0093] 图中，分别记载了电力线和信息通信线，但是假定使用电力线来进行信息通信的电力线传输通信。另外，也可利用智能电话等以无线方式实施信息通信。
[0094] 本实施方式中，列举了以作为动力源仅具有发动机的汽车作为电力源的系统的结构，但是不限于该结构，例如，以并用发动机和电动机的混合动力汽车等的搭载了发动机的汽车为电力源的结构即可。
[0095] 接下来，使用图3，对基于本实施方式的ECU8的结构进行说明。
[0096] 图3是表示基于本发明第1实施方式的ECU8的结构的系统方框图。
[0097] 曲柄角传感器13的输出信号和来自家庭用的电力控制装置9的电力需求信息，输入到ECU8的输入电路8a。但是，输入信号不限于这些。各输入信号被发送到输入输出端口8b内的输入端口。发送到输入输出端口8b的信号，在RAM8c中被保管，在CPU8e被进行运算处理。对运算处理内容进行记述的控制程序被预先写入在ROM8d中。
[0098] 表示根据控制程序而运算的各设备的动作量的值，被保存在RAM8c中后，被发送到输入输出端口8b内的输出端口，并经由各输出部而被发送到各设备。本实施方式的情况下，作为输出部，具有节气门开度控制输出部8f、燃料喷射制御输出部8g、点火控制输出部8h、和交流发电机控制输出部8i。各电路分别与发动机7、交流发电机11连接。ECU8基于来自家庭的电力需求预测值，而对发动机7的输出进行调整，对交流发电机11的发电量进行控制，从而保持电力的收支平衡，能够实现高效率的发动机发电。
[0099] 接下来，使用图4、图5，对本实施方式的电力供给系统中的发动机(发电机)的基本动作进行说明。
[0100] 图4是表示基于本发明第1实施方式的电力供给系统中的汽车用发动机的控制内容的流程图。利用ECU8以规定的周期重复执行图4所示的控制内容。
[0101] 在步骤S401中，ECU1根据电力线的连接状况等判断是否为向外部供给电力的状态。在判断为非向外部供给电力中的情况下，不实施一系列的发动机控制而结束控制。在步骤S401中，在判断为向外部供给电力中的情况下，进入步骤S402，读入从家庭用的电力控制装置9发送的电力使用量预测值。其后，在步骤S403中，对从当前到一定期间t1后之间的电力使用量累计值WH进行运算。其后，在步骤S404中，读入从家庭用的电力控制装置9发送的当前的蓄电池蓄电量SOC后，进入步骤S405，根据作为目标的蓄电池蓄电量SOCT和当前的蓄电池蓄电量，计算蓄电量过不足量ΔSOC(ΔSOC＝SOCT-SOC)。作为目标的蓄电池蓄电量SOCT被预先存储在ECU8内的ROM8d，例如被设定为50％。其后，在步骤S406中，对电力使用量累计值WH、蓄电量过不足量ΔSOC、和从当前到某一定期间t1后的合计电力需求量Wtotal进行运算(Wtotal＝WH+Wbat(ΔSOC))。这里，Wbat是蓄电能量的过不足量，根据ΔSOC运算(Wbat＝ΔSOC×蓄电池容量×蓄电池电压)。其后，在步骤S407中，对期间平均发动机输出PT进行运算(PT＝Wtotal/t1)。其后，在步骤S408中，判断期间平均发动机输出PT是否比发动机能够以一定的效率以上进行运转的输出下限值PLim更大。输出下限值PLim预先被存储在ECU8内的ROM8d。步骤S408中，在判断为PT比PLim大的情况下，进入步骤S409，以发动机的输出P成为PT的方式进行控制，结束一系列的控制。在步骤S408中，在判断为PT比PLim小的情况下，进入步骤S410，以发动机的输出P成为0的方式停止发动机的运转，结束一系列的控制。由此，能够避免输出下限值PLim以下的运转，并能够实现发电效率高的发动机运转。
[0102] 图5是表示基于本发明第1实施方式的电力供给系统的发动机发电控制的时序图。图中，从上方起表示电力需求预测、蓄电池残量SOC、期间平均要求发动机发电量PT、发动机输出P、发动机热效率。发动机输出P、发动机热效率的时序图中，为了比较，用虚线一并标记不实施本控制，而实施与当前的电力需求对应的发动机发电控制的情况下的流程图。
[0103] 若开始发电控制，则基于从家庭用的电力控制装置9发送的电力需求预测，而对从当前到一定期间t1后的电力使用量WH(图中附加影线部分)进行运算。根据电力使用量WH和蓄电量过不足量ΔSOC，运算期间平均要求发动机发电量PT。初始，期间平均要求发动机发电量PT比输出下限值PLim大，因此发动机输出P被控制为成为期间平均要求发动机发电量PT。在时刻成为ta的时点，由于所运算的期间平均要求发动机发电量PT比输出下限值PLim小，因此将发动机停止，仅仅利用蓄电池电力供应电力需求。若时刻成为tb，则以如下方式实施控制：即由于期间平均要求发动机发电量PT再次超过输出下限值PLim，因此发动机再次开始转动而使得发动机输出P成为期间平均要求发动机发电量PT。同样，在时刻tc发动机停止，在时刻td发动机再次开始进行转动。
[0104] 关于发动机输出P，若将实施本控制的情况与不实施的情况进行比较，则可知：通过本控制使得发动机的输出变动变小，另外发动机的输出区域变窄。其结果为，通过不使用发动机热效率低的低输出侧以及高输出侧，发动机热效率提高，能够实现高效率的发电。
[0105] 如以上说明的那样，根据本实施方式，发动机发电控制中，基于家庭的电力使用量预测，通过对发动机发电量进行控制，能够一边保持电力的收支平衡，一边限制发动机输出控制幅度，从而能够实现高效率的发电。
[0106] 以下，使用图6、图7，对基于本发明第2实施方式的电力供给系统的结构及动作进行说明。
[0107] 将基于本发明实施方式的电力供给系统适用于家庭用电源的系统的结构与图1同样。
[0108] 基于本发明实施方式的电力供给系统的、作为电力供给源的汽车系统的结构与图2同样。
[0109] 表示基于本发明实施方式的ECU8的结构的系统方框图与图3同样。
[0110] 在本发明实施方式的、基于电力供给系统的发动机发电控制中，与发动机输出控制相关的部分与图4以及图5同样。
[0111] 在本发明的实施方式中，特征在于，与基于电力供给系统的发动机发电控制相关，实施燃料的切换。
[0112] 图6是基于本发明第2实施方式的电力供给系统的汽车用发动机的结构图。
[0113] 发动机7是实施火花点火式燃烧的汽车用的4气缸汽油发动机。在吸气管19的各个适当位置具备对吸入空气量进行测量的气流传感器21、以及与对吸气管压力进行调整的电子控制节气门20。另外，在发动机7中，在各气缸具备向各气缸的燃烧室17中供给点火能量的火花塞18，在气缸盖(cylinder head)的适当位置具备对发动机的冷却水的温度进行测量的冷却水温度传感器25。
[0114] 在燃烧室17内具备用于喷射成为燃料的汽油的汽油燃料喷射装置22，用于向汽油燃料喷射装置22供给高压燃料的高压燃料泵23，通过燃料配管与汽油燃料喷射装置22连接。高压燃料泵23通过燃料配管与汽油箱连接。此外，在吸气管19内具备用于控制气体燃料的供给量的气体燃料供给装置24。气体燃料供给装置24通过气体用配管而能够与家庭用气体(城市燃气、LPG等)等连接。
[0115] 此外，在排气管26的各个适当位置具备对排气进行净化的三元催化剂27、对三元催化剂27的温度进行测量的催化剂温度传感器28、以及在空燃比检测器的一状态中在三元催化剂27的上流侧对排气的空燃比进行检测的空燃比传感器29。
[0116] 根据以上的结构，能够切换使用：使用汽油的发动机驱动、和使用气体燃料的发动机驱动。
[0117] 图7是基于本发明第2实施方式的电力供给系统的发动机燃料控制的流程图。图7所示的控制内容通过ECU8而以规定的周期重复执行。
[0118] 步骤S701中，ECU1根据电力线的连接状况等而判断是否为向外部供给电力的状态。在判断为处于向外部供给电力的状态的情况下，进入步骤S702，判断汽车的气体燃料用的配管是否与家庭用的气体燃料配管连接。并根据气体燃料用的配管的压力、配管连接用的连接器部中设置的电子开关等，判定是否处于连接中。若判断为配管处于连接中的情况下，进入步骤S703，实施气体燃料用的发动机控制，结束一系列的控制。具体来说，对于期望的发动机输出，设定适于气体燃料的燃料供给量、点火期间、节气门开度等的控制参数。并将这些气体燃料用的参数设定值预先存储到ECU8内的ROM8d。
[0119] 步骤S701中在判断为并非向外部供给电力的状态中的情况下、或者在步骤S702中判断为并非连接着气体用的配管的情况下，进入步骤S704，实施汽油燃料用的发动机控制，并结束一系列的控制。具体来说，针对期望的发动机输出，设定适于汽油燃料的燃料喷射量、点火时期、节气门开度等的控制参数。将这些汽油燃料用的参数设定值预先存储在ECU8内的ROM8d。
[0120] 如以上说明的那样，根据本实施方式，在从汽车向外部供给电力的情况下，优先使用家庭用的气体燃料来实施发动机发电，因此能够在不损失作为移动机构的汽车的功能的情况下(在使用作为移动用的燃料的汽油的情况下)，使用现有的设备(基础设施：インフラ)来继续发电。
[0121] 以下，使用图8～图10，对基于本发明第3实施方式的电力供给系统的结构以及动作进行说明。
[0122] 将基于本发明实施方式的电力供给系统适用于家庭用电源的系统的结构与图1同样。
[0123] 基于本发明实施方式的电力供给系统的作为电力供给源的汽车系统的结构与图2同样。
[0124] 表示基于本发明实施方式的ECU8的结构的系统方框图与图3同样。
[0125] 在基于本发明实施方式的电力供给系统的发动机发电控制中，与发动机输出控制相关的部分与图4以及图5同样。
[0126] 在本发明的实施方式中，特征为，关于电力供给系统的发动机发电控制，实施基于电力使用量预测信息的EGR(Exhaust Gas Recirculation，废气再循环)量控制。
[0127] 图8是基于本发明第3实施方式的电力供给系统的汽车用发动机的结构图。
[0128] 除了图6所示的第2实施方式的发动机结构，在本实施方式中，设置排气管和吸气管的EGR配管30，在其通路中具备用于对向吸气管流入的排气量进行控制的EGR阀31。
[0129] 利用以上的结构，能够对向燃烧室内导入的EGR量进行控制。EGR的导入对于泵气损失(ポンピングロス)的降低是有效的，能够实现燃料消耗率降低，另一方面，在发动机低输出运转中，存在因催化剂温度的降低而引起排气恶化的危险性。
[0130] 图9是基于本发明第2实施方式的电力供给系统的、发动机EGR量控制的流程图。利用ECU8以规定的周期重复执行图9所示的控制内容。
[0131] 在步骤S901中，ECU1根据电力线的连接状况等而判断是否处于向外部供给电力的状态。在判断为处于向外部供给电力的状态的情况下，进入步骤S902，读入从家庭用的电力控制装置9送出的电力使用量预测值。其后，进入步骤S903，判断从当前到一定期间后电力使用量是否存在相比于当前有所增加的可能性。在判断为不存在增加的可能性的情况下，进入步骤S904，在反映通常的EGR量设定后，进入步骤S906。这里，通常的EGR量设定值，在汽车行驶中所使用的通常运转模式中，表示实现相同发动机转矩、发动机转速的情况下的EGR量设定值，作为发动机输出的函数而预先存储在ECU8内的ROM8d。在步骤S903中，在判断为从当前到一定期间后电力使用量相比于当前存在增加的可能性的情况下，进入步骤S905，对在通常的EGR量设定中追加的EGR增加量进行运算。这里，基于电力使用量的增加期间以及增加量来运算所追加的EGR增加量。具体来说，在不低于催化剂能够具有排气净化性能的下限催化剂温度的范围内，以EGR量成为最大的方式进行运算。将运算结果在EGR量设定中反映后，进入步骤S906。在步骤S906中，基于设定的EGR量而对EGR阀的开度进行控制后，结束一系列的控制。EGR量和EGR阀开度的关系，被预先存储在ECU8内的ROM8d。利用本控制，能够避免由催化剂温度的降低引起的排气净化性能的降低，并且即使在发动机低输出运转中也能够使EGR量尽可能最大化，能够提高发动机发电效率。
[0132] 图10是表示基于本发明第3实施方式的电力供给系统的EGR控制的时序图。图中示出了电力需求预测、催化剂温度、发动机输出P、EGR阀开度、EGR量、以及发动机热效率。
[0133] 图中a)是所预测的电力需求为一定的情况下的时序图。
[0134] 催化剂温度需要保持在能够维持催化剂的排气净化性能的下限温度Tc以上，因此EGR量被限制在能够将催化剂温度保持为一定的范围。图中b)是能够预测电力需求的增加的情况的时序图。与上述同样，催化剂温度，需要保持在能够维持触媒的排气净化性能的下限温度Tc以上，但是由于预先知道将来(在时刻te的时点)会进入电力需求增加、容易使催化剂温度上升的运转条件，因此也可以在当前的EGR量在时刻te的时点不低于Tc这样的范围中进行控制。其结果为，与a)的情况相比较，能够增加EGR量，并能够提高发动机的效率。其后，时刻te中电力需求增加，在时刻tf的时点原来的需求减少，但是此时，由于将来不存在电力需求增加的可能性，因此与a)的情况同样，限制在能够将催化剂温度保持为一定的范围。
[0135] 如以上说明的那样，根据本实施方式，能够对基于催化剂温度降低的排气恶化进行抑制，并能够最大限地导入EGR，即使在低输出运转时中也能够进行高效率的发动机发电。
[0136] 以下，使用图11、图12，对本发明第4实施方式的电力供给系统的结构以及动作进行说明。
[0137] 将基于本发明实施方式的电力供给系统适用于家庭用电源的系统的结构与图1同样。
[0138] 在本发明的实施方式中，特征在于，关于基于电力供给系统的家庭用电力控制，实施与最大供给电力量相对应的电力使用量控制。
[0139] 图11是表示基于本发明第4实施方式的电力供给系统的、最大供给电力和电力使用模式的图。
[0140] 最大供给电力Pmax表示能够从作为电力源的汽车、二次电池、太阳光发电装置等供给的当前的合计最大电力。电力使用模式M表示规定家庭用的电力使用范围的模式，M＝1是基本能量电力模式，仅允许电力供给系统(家庭用电力控制装置9)自身的电源供给。M＝2，是基本生活电力模式，除了电力供给系统自身的电源供给，还许可与基本生活相关的电力(例如，照明、烹饪用设备用的电源等)的使用。M＝3，是生活环境提高模式，除了电力供给系统自身的电源供给、与基本生活相关的电力供给，还许可与生活环境提高相关的电力供给(例如，冷暖气设备、洗澡烧水用的电源等)的使用。这些电力使用模式中的最大电力使用量以基本能量电力模式、基本生活电力模式、生活环境提高模式的顺序而变大。
[0141] 家庭用电力控制装置9在最大供给电力相对于使用电力足够大时(≥P2)，将电力使用模式设为M＝3，使得家庭用设备全部能够使用。若最大供给电力减少，变为不能够全部使用家庭用设备的状况(＜P2)，则将电力使用模式切换为M＝2，确保照明、烹饪等生活所必须的电力使用。若最大供给电力进一步减少，变为连照明、烹饪等的电力都不能够供给的状况(＜P1)，则将电力使用模式切换为M＝1，限制于仅电力供给系统(家庭用电力控制装置9)自身的电源供给，避免电力供给系统掉电(ダウン)。
[0142] 图12是基于本发明第4实施方式的电力供给系统的、电力使用量控制的流程图。利用家庭用电力控制装置9，以规定的周期重复执行图12所示的控制内容。
[0143] 步骤S1201中，家庭用电力控制装置9与连接中的电力源进行通信，读入当前的最大电力供给量Pmax。接下来，在步骤S1202中，判断Pmax是否比用于供应家庭用的电力所需要的足够的电力P2小。在判断为Pmax比P2大的情况下，在步骤S1206中，将电力使用模式设定为M＝3，在步骤S1207中实施电力使用控制。该情况下，具体来说，除了电力供给系统自身的电源供给、与基本生活相关的电力供给外，许可与生活环境提高相关的所有电力供给的使用。在步骤S1202中，在判断为Pmax比P2小的情况下，在步骤S1203中，判断Pmax是否比为了供应照明、烹饪器具用的电力所需要的充分的电力P1小。在判断为Pmax比P1大的情况下，在步骤S1205中，将电力使用模式设定为M＝2，并在步骤S1207中实施电力使用控制。该情况下，具体来说，许可电力供给系统自身的电源供给和与基本生活相关的电力供给。在步骤S1203中，在判断为Pmax比P1小的情况下，利用步骤S1204将电力使用模式设定为M＝1，在步骤S1207实施电力使用控制。该情况下，具体来说，仅许可电力供给系统自身的电源供给。
[0144] 如以上说明的那样，根据本实施方式，即使在电力供给不足的情况下，通过与最大电力供给量相对应地进行考虑了使用优先级的电力使用制限，能够避免系统掉电(ダウン)，并能够有效地利用电力。
[0145] 以下，使用图13～图15，对基于本发明第5实施方式的电力供给系统的结构以及动作进行说明。
[0146] 图13是将基于本发明实施方式的电力供给系统利用于电动汽车的充电的系统的结构。成为电力源的汽车1的结构与图2同样。汽车1将利用发动机7以及发电机(交流发电机)11进行发电的电力经由变换器12而供给到电动汽车32。从汽车1送出的电力，经由电动汽车用变换器34而在电动汽车的二次电池35中被蓄电。电动汽车32具备用于对二次电池35进行控制的控制装置(BCU33)，并与作为电力源的汽车1的ECU8进行信息通信。具体来说，从BCU33向ECU8发送电动汽车的充电电力预测值。另外，在电动汽车32行驶时，利用在二次电池35蓄电的电力对电动机36进行驱动，并将其驱动力经由减速齿轮15而传输到轮胎16。
[0147] 表示基于本发明实施方式的ECU8的结构的系统方框图与图3同样。
[0148] 在本发明的实施方式中，特征在于，关于基于电力供给系统的发动机发电控制，实施基于电力使用量预测信息的冷却水温度以及EGR量控制。
[0149] 图14是基于本发明第5实施方式的电力供给系统的、发动机冷却水温度以及EGR量控制的流程图。利用ECU8，以规定的周期重复执行图14所示的控制内容。
[0150] 步骤S1401中，ECU1根据电力线的连接状况等，判断是否为向外部供给电力的状态。在判断为向外部供给电力的状态中的情况下，进入步骤S1402，并读入从BCU33发送的电力使用量预测值。其后，进入步骤S1403，在从当前到一定期间后，判断是否存在电力使用量相比于当前有所增加的可能性。若判断为存在增加的可能性的情况下，进入步骤S1405，在反映通常的冷却水温度设定后，进入步骤S1406。这里，所谓通常的冷却水温度设定值，是汽车在行驶中被使用的通常模式中，实现相同发动机转矩、发动机转速的情况下的冷却水设定温度，被预先存储在ECU8内的ROM8d。在步骤S1403中，在判定为从当前到一定期间后不存在电力使用量相比于当前有所增加的可能性的情况下，进入步骤S1404，对相对于通常的冷却水温度设定的温度上升幅度进行计算。这里，基于当前的发动机输出P以及发动机成为过热(オ一バ一ヒ一ト)的极限冷却水温度TOH，来运算温度上升幅度。具体来说，以在发动机未过热的范围内冷却水温度成为最高的方式进行运算。将运算结果在冷却水温度设定反映后，进入步骤S1406。在步骤S1406中，以成为设定的冷却水温度的方式实施温度控制。通过对供给到发动机的冷却水的流量或经由散热器的冷却水的量进行控制来实现温度控制。其后，在步骤S1407中，基于当前的冷却水温度而实施EGR阀开度控制。冷却水温度和EGR阀开度的关系，被预先存储在ECU8内的ROM8d。冷却水温度高的情况下，即使在高EGR状态中也容易确保燃烧稳定性，因此能够增大EGR阀开度而增加EGR量，并能够提高燃料消耗率。
[0151] 图15是表示基于本发明第5实施方式的电力供给系统的冷却水温度以及EGR控制的时序图。图中示出了电力需求预测、电池残量SOC、发动机输出P、冷却水温度、EGR阀开度、EGR量、以及发动机热效率。电力需求预测是从BCU发送到ECU的信息。二次电池的充电时，通常，从充电开始(tst)到成为特定的电池残量SOCa的时刻(tg)的期间，实施以一定的电流量进行充电的恒电流充电，从成为特定的电池残量SOCa的时刻(tg)到充电结束(tst)的期间，为了避免电池的过充电，采用以一定的电压进行充电直到成为目标充电量的方法。因此，只要不存在充电中的电力利用等干扰，从充电开始到结束，电力需求不会较大地增加。充电期间中，发动机输出P有必要与电力需求预测对应而变化。在充电开始时点中(tst)，判断为将来不存在电力需求增加的可能性，因此冷却水温度设定为比通常的温度设定Tw高的温度。此时的设定温度，设定为比发动机过热极限温度TOH低的值。这里，所谓通常的温度设定Tw，是指在汽车行驶中被使用的通常模式中，实现相同发动机转矩、发动机转速的情况下的冷却水设定温度。设定冷却水温度后，实施冷却水温度控制(流量控制)而使冷却水温度渐渐上升。此时，与冷却水温度的上升相伴，增大EGR阀开度，并增加EGR量。由此，能够一边抑制由EGR增加引起的燃烧不稳定化，一边利用泵气损失降低效果提高发动机热效率。
[0152] 如以上说明的那样，根据本实施方式，通过包含将来预测来判断是否是使冷却水温度高温化时不产生问题的发动机运转条件，从而能够一边避免因冷却水温度高温化引起的震动(ノツキング)、过热，一边实施EGR量的增量，提高发动机的热效率。
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