CN101209708B - 用于混合动力汽车的辅助能源管理系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于混合动力汽车的辅助能源管理系统及其控制方法。所述系统包括电池电压检测装置、控制装置以及节气门开度执行机构，电池电压检测装置与控制装置电连接，用于检测电池两端电压，并将检测结果发送到控制装置；控制装置与电池电压检测装置和节气门开度执行机构电连接，用于接收电池电压检测装置发送的检测结果，判断电池是否需要充电，并根据所述判断的结果向所述节气门开度执行机构发出增大或减小节气门开度的控制指令；节气门开度执行机构与控制装置和节气门相连，用于接收控制装置发送的所述控制指令，并根据该控制指令来控制节气门的开度增大或减小。该系统能够有效地提高混合动力汽车的稳定性以及驾乘舒适性，同时避免事故的发生。
Description
技术领域
本发明涉及混合动力汽车，更具体地说，涉及一种用于混合动力汽车的辅助能源管理系统及其控制方法。
背景技术
目前，混合动力汽车由于保留了发动机和电驱动两者的优点，淡化了两者的缺点，因此已经逐渐成为既能满足排放和燃油经济性要求，又能兼具纯电动汽车与燃油汽车优点的理想车型。因而，国内许多汽车厂家都在开发研制混合动力汽车，并投入商业生产推向市场。
现有的混合动力汽车由于具有两个能量源，即发动机和电池，因此在车辆正常行驶的过程中，当电池的荷电状态较低需要充电时，发动机需要提供额外的能量给电池充电，因而造成发动机负载增加，产生的后果就是车速突然降低，而当电池充电结束时，发动机负载降低，又会导致车速突然增加。这样车速的异常变化会对车辆的稳定性以及驾乘舒适性产生严重影响，甚至会导致交通事故发生。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够提高车辆稳定性及驾乘舒适性的用于混合动力汽车的辅助能源管理系统。本发明的另一个目的是提供一种所述用于混合动力汽车的辅助能源管理系统的控制方法。
本发明提供的用于混合动力汽车的辅助能源管理系统包括电池电压检测装置、控制装置以及节气门开度执行机构，所述电池电压检测装置与控制装置电连接，用于检测电池两端电压，并将检测结果发送到控制装置；所述控制装置与电池电压检测装置和节气门开度执行机构电连接，用于接收电池电压检测装置发送的检测结果，判断电池是否需要充电，并根据所述判断的结果向所述节气门开度执行机构发出增大或减小节气门开度的控制指令；所述节气门开度执行机构与控制装置和节气门相连，用于接收控制装置发送的所述控制指令，并根据该控制指令来控制节气门的开度增大或减小。
本发明提供的用于混合动力汽车的辅助能源管理系统的控制方法包括以下步骤：a)在控制装置中设定最小电压A和最大电压B；b)用电池电压检测装置实时检测电池两端的当前电池电压，并将该当前电池电压的数值实时发送到控制装置；c)控制装置实时将从电池电压检测装置接收到的所述当前电池电压与所述最小电压A和所述最大电压B进行比较，当当前电压等于或小于所述最小电压A时，控制装置确定电池需要充电，并控制所述节气门开度执行机构增大节气门的开度；当当前电压大于或等于所述最大电压B时，控制装置确定电池充电结束，不再需要充电，并控制所述节气门开度执行机构减小节气门的开度。
本发明提供的用于混合动力汽车的辅助能源管理系统通过实时检测电池两端的电压，能够准确地判断电池是否需要充电，因此能够根据具体情况控制节气门开度相应地增大或减小。因此，通过该系统能够有效地提高混合动力汽车的稳定性以及驾乘舒适性，同时避免事故的发生。
附图说明
图1为本发明提供的用于混合动力汽车的辅助能源管理系统的原理框图；
图2为本发明提供的用于混合动力汽车的辅助能源管理系统中的节气门开度执行机构的结构示意图；
图3为本发明提供的用于混合动力汽车的辅助能源管理系统的控制方法的操作流程图。
具体实施方式
下面，结合附图，对本发明进行详细地描述。
本发明提供的用于混合动力汽车的辅助能源管理系统包括电池电压检测装置1、控制装置2以及节气门开度执行机构3，如图1所示。
其中，所述电池电压检测装置1与控制装置2电连接，用于检测混合动力汽车中为电动机供电的电池两端的电压，并将检测结果发送到控制装置2。所述电池电压检测装置1可以采用本领域公知的各种能够检测电池电压的装置，如传感器等。
所述控制装置2与电池电压检测装置1和节气门开度执行机构3电连接，用于接收电池电压检测装置1发送的检测结果，根据该检测结果来判断电池是否需要充电，并根据所述判断的结果向所述节气门开度执行机构3发出增大或减小节气门开度的控制指令。
优选情况下，所述控制装置2包括信号接收处理单元21和控制单元22。所述信号接收处理单元21与电池电压检测装置1和控制单元22电连接，用于接收电池电压检测装置1发送的检测结果，根据该检测结果来判断电池是否需要充电，并根据所述判断的结果向控制单元22发送控制所述节气门开度执行机构3增大或减小节气门开度的控制指令。所述控制单元22与信号接收处理单元21和节气门开度执行机构3电连接，用于接收信号接收处理单元21的所述控制指令，并根据该控制指令控制所述节气门开度执行机构3增大或减小节气门的开度。
具体地说，在控制装置2的信号接收处理单元21接收到电池电压检测装置1实时检测到的电池两端电压之后，信号接收处理单元21会将实时检测的电池两端电压与其中预先设定的最小电压A和最大电压B进行比较。随着电池电量的消耗，当实时检测的电池两端电压等于或小于信号接收处理单元21中预先设定的最小电压A时，信号接收处理单元21确定电池此时需要进行充电，于是信号接收处理单元21向控制单元22发送控制所述节气门开度执行机构3增大节气门开度的控制指令。控制单元22接收信号接收处理单元21的控制指令，并根据该控制指令控制所述节气门开度执行机构3增大节气门的开度。
随着充电的进行，当实时检测的电池两端电压大于或等于信号接收处理单元21中预先设定的最大电压B时，信号接收处理单元21确定电池此时已经充电完毕，于是信号接收处理单元21向控制单元22发送控制所述节气门开度执行机构3减小节气门开度的控制指令。控制单元22接收信号接收处理单元21的控制指令，并根据该控制指令控制所述节气门开度执行机构3减小节气门的开度。
所述节气门开度执行机构3与控制装置2，即控制装置2的控制单元22电连接，同时与混合动力汽车中发动机的节气门相连，用于接收控制装置2的控制单元22发送的控制指令，并根据该控制指令来控制节气门的开度增大或减小。
所述节气门开度执行机构3可以采用本领域公知的能够控制节气门开度增大或减小的各种机构。例如，本发明提供的一种具体的实施方式，如图2所示，所述节气门开度执行机构3包括电机31、减速器32、套筒33以及拉筋34。其中，电机31与控制装置2，即控制装置2的控制单元22电连接，并且电机31的输出轴与减速器32相连。减速器32的输出轴与套筒33相连。拉筋34的一端缠绕在套筒33上，而另一端则缠绕在节气门35的节气门转盘36上。所述电机31可以采用本领域公知的各种电动机，如步进电机、直流电机等，优选为步进电机。所述减速器32可以采用本领域公知的各种减速器，如蜗轮蜗杆减速器、圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器等，优选为蜗轮蜗杆减速器。
并且，所述节气门开度执行机构3可以直接为混合动力汽车中现有的能够控制节气门开度的执行机构，或者也可以采用与混合动力汽车中现有的能够控制节气门开度的执行机构并联的形式单独另外设置，优选为后者，因为这样可以避免其与现有机构的动作发生干涉。
具体地说，当所述节气门开度执行机构3接收到控制装置2的控制单元22发送的控制节气门开度增大的控制指令时，与控制单元22电连接的电机31正转，带动减速器32转动，以使固定在减速器32输出轴上的套筒33转动，从而拉动两端分别缠绕在套筒33和节气门转盘36上的拉筋34，使得节气门开度增大。
当所述节气门开度执行机构3接收到控制装置2的控制单元22发送的控制节气门开度减小的控制指令时，与控制单元22电连接的电机31反转，带动减速器32反向转动，以使固定在减速器32输出轴上的套筒33反向转动，从而释放两端分别缠绕在套筒33和节气门转盘36上的拉紧的拉筋34，使得节气门开度减小。
由于通过实时检测电池两端电压，能够准确地判断电池是否需要充电以及是否充电结束，所以可以相应地在驾驶员正常要求的节气门开度的基础上，对节气门的开度进行适当地调节。因此，可以避免因驾驶员无法预知电池是否需要充电而造成车速突然降低或突然增加，进而导致车速不稳的问题，从而有效提高了混合动力汽车的稳定性以及驾乘舒适性，同时避免了事故的发生。
如图3所示，本发明提供的用于混合动力汽车的辅助能源管理系统的控制方法包括以下步骤：a)在控制装置2中设定最小电压A和最大电压B；b)用电池电压检测装置1实时检测电池两端的当前电池电压，并将该当前电池电压的数值实时发送到控制装置2；c)控制装置2实时将从电池电压检测装置1接收到的所述当前电池电压与所述最小电压A和所述最大电压B进行比较，当当前电压等于或小于所述最小电压A时，控制装置2确定电池需要充电，并控制所述节气门开度执行机构3增大节气门的开度；当当前电压大于或等于所述最大电压B时，控制装置2确定电池充电结束，不再需要充电，并控制所述节气门开度执行机构3减小节气门的开度。
Claims (6)
1.一种用于混合动力汽车的辅助能源管理系统，其特征在于，该系统包括电池电压检测装置(1)、控制装置(2)以及节气门开度执行机构(3)，所述电池电压检测装置(1)与控制装置(2)电连接，用于检测电池两端电压，并将检测结果发送到控制装置(2)；所述控制装置(2)与电池电压检测装置(1)和节气门开度执行机构(3)电连接，用于接收电池电压检测装置(1)发送的检测结果，判断电池是否需要充电，并在发动机处于驱动状态下根据所述判断的结果向所述节气门开度执行机构(3)发出增大或减小节气门开度的控制指令；所述节气门开度执行机构(3)与控制装置(2)和节气门相连，用于接收控制装置(2)发送的所述控制指令，并根据该控制指令来控制节气门的开度增大或减小。
2.根据权利要求1所述的辅助能源管理系统，其中，所述控制装置(2)包括信号接收处理单元(21)和控制单元(22)，所述信号接收处理单元(21)与电池电压检测装置(1)和控制单元(22)电连接，用于接收电池电压检测装置(1)发送的检测结果，判断电池是否需要充电，并根据所述判断的结果向控制单元(22)发送控制所述节气门开度执行机构(3)增大或减小节气门开度的控制指令；所述控制单元(22)与信号接收处理单元(21)和节气门开度执行机构(3)电连接，用于接收信号接收处理单元(21)的所述控制指令，并根据该控制指令控制所述节气门开度执行机构(3)增大或减小节气门的开度。
3.根据权利要求1所述的辅助能源管理系统，其中，所述节气门开度执行机构(3)包括与控制装置(2)电连接的电机(31)，与电机(31)相连的减速器(32)，与减速器(32)相连的套筒(33)，以及一端缠绕在套筒(33)上、另一端缠绕在节气门转盘上的拉筋(34)。
4.根据权利要求3所述的辅助能源管理系统，其中，所述电机(31)为步进电机。
5.根据权利要求3所述的辅助能源管理系统，其中，所述减速器(32)为蜗轮蜗杆减速器。
6.一种用于混合动力汽车的辅助能源管理系统的控制方法，所述方法包括以下步骤：
a)在控制装置(2)中设定最小电压A和最大电压B；
b)用电池电压检测装置(1)实时检测电池两端的当前电池电压，并将该当前电池电压的数值实时发送到控制装置(2)；
c)控制装置(2)实时将从电池电压检测装置(1)接收到的所述当前电池电压与所述最小电压A和所述最大电压B进行比较，当当前电压等于或小于所述最小电压A时，控制装置(2)确定电池需要充电，并在发动机处于驱动状态下控制所述节气门开度执行机构(3)增大节气门的开度；当当前电压大于或等于所述最大电压B时，控制装置(2)确定电池充电结束，不再需要充电，并在发动机处于驱动状态下控制所述节气门开度执行机构(3)减小节气门的开度。
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