CN101898555A - 控制用于具有电动可变变速器的车辆的制动动力的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种控制用于具有电动可变变速器的车辆的制动动力流的方法。当所述制动动力超过能量存储系统的动力吸收能力时，估计车辆条件，以确定是否允许发动机风扇控制。当条件允许风扇控制时，那么将剩余的制动动力提供用于所述发动机风扇的操作。所有超出的制动动力都通过排气制动器消耗掉或被其它车辆附件使用。

Description

控制用于具有电动可变变速器的车辆的制动动力的方法
技术领域
本发明总地涉及具有电动可变变速器的车辆，更具体地，涉及用来管理电动可变变速器的再生制动动力的系统。
背景技术
具有电动可变变速器的车辆通常部分地由包括相应电池和电动发电机的变速器驱动。来自车辆操作的过多能量存储在电池中。来自制动的大量动能被转换为电能，并可用于再生电池荷电。但是，如果电池具有充足的荷电状态，那么来自车辆制动的过多能量必须被耗散掉。通常，对于大型车辆，该能量通过发动机/传动系缓速制动和车辆主制动器(也称为排气制动器)来消耗。发动机缓速制动可通过车辆来调整，不必依赖于操作员。
除了提供动力以驱动车辆之外，发动机和电池系统还提供用于各种车辆功能的辅助动力。这些功能之一是给发动机风扇供能。特别是对于重型车辆，发动机风扇对于动力系具有显著的寄生负载，其中该寄生负载在大多情形下由供给到发动机的燃料直接提供。例如，当完全接合时，发动机冷却风扇可吸取二十至五十的马力。
发明内容
一种控制用于具有电动可变变速器的车辆的制动动力的方法，包括首先确定可用制动动力是否低于所述车辆的能量存储系统的动力吸收能力。当所述能量存储系统的动力吸收能力超过所述车辆制动动力时，所述车辆制动动力被所述能量存储系统吸收。当所述车辆制动动力超过所述能量存储系统的动力吸收能力时，那么估计车辆条件以确定是否允许发动机风扇的控制。当条件允许风扇控制时，发送操作所述发动机风扇的请求。
本发明提供如下技术方案。
技术方案1：  一种控制用于具有电动可变变速器的车辆的制动动力流的方法，包括：
确定制动动力是否超过所述车辆的能量存储系统的动力吸收能力；
确定条件是否允许控制发动机风扇；以及
当所述制动动力超过所述能量存储系统的动力吸收能力，并且条件允许风扇控制时，请求操作所述发动机风扇。
技术方案2：如技术方案1所述的方法，还包括当所述能量存储系统的动力吸收能力超过所述制动动力时，引导所述制动动力至所述能量存储系统。
技术方案3：如技术方案1所述的方法，还包括当条件不允许风扇控制时，使用所述发动机的排气制动器消耗剩余的制动动力。
技术方案4：如技术方案1所述的方法，还包括：
确定所述制动动力是否超过所述能量存储系统及所述发动机风扇的联合动力吸收能力；
确定发动机附件是否具有动力需求；
当所述发动机附件具有动力需求，并且所述制动动力超过所述能量存储系统及所述发动机风扇的联合动力需求时，提供制动动力给所述发动机附件。
技术方案5：如技术方案4所述的方法，还包括重复确定所述制动动力是否超过所述能量存储系统及所述发动机风扇的联合动力吸收能力、确定发动机附件是否具有动力需求、和提供制动动力给所述发动机附件直到没有剩余制动动力提供或者没有发动机附件有动力需求为止。
技术方案6：如技术方案5所述的方法，还包括当没有发动机附件具有动力需求时，通过所述发动机的排气制动器消耗剩余的制动动力。
技术方案7：如技术方案1所述的方法，其中确定条件是否允许控制发动机风扇还包括估计发动机冷却剂温度、驱动单元贮油槽温度和混合逆变器温度。
技术方案8：如技术方案1所述的方法，其中请求操作所述发动机风扇还包括请求以最大功率操作所述风扇。
技术方案9：一种控制用于具有电动可变变速器的重型车辆的制动动力流的方法，包括：
确定制动动力是否超过所述车辆的能量存储系统的动力吸收能力；
执行下述两者之一：当所述能量存储系统的动力吸收能力超过所述制动动力时，引导所述制动动力至所述能量存储系统；和当所述制动动力超过所述能量存储系统的动力吸收能力时，确定条件是否允许控制发动机风扇；
当所述制动动力超过所述能量存储系统的需求并且条件允许风扇控制时，请求操作所述发动机风扇；以及
当条件不允许风扇控制时，使用所述发动机的排气制动器消耗剩余的制动动力。
技术方案10：如技术方案9所述的方法，还包括
确定所述制动动力是否超过联合的所述能量存储系统的吸收能力及所述发动机风扇的动力需求；
确定发动机附件是否具有动力需求；和
当所述发动机附件具有动力需求并且所述制动动力超过联合的所述能量存储系统的吸收能力及所述发动机风扇的动力需求时，提供制动动力给所述发动机附件。
技术方案11：如技术方案10所述的方法，还包括重复确定所述制动动力是否超过联合的所述能量存储系统的动力吸收能力及所述发动机风扇的动力需求、确定发动机附件是否具有动力需求、和提供制动动力给所述发动机附件直到没有剩余制动动力可供分配或者没有发动机附件具有动力需求为止。
技术方案12：如技术方案9所述的方法，其中确定条件是否允许控制发动机风扇还包括估计发动机冷却剂温度、驱动单元贮油槽温度和混合逆变器温度。
技术方案13：如技术方案9所述的方法，其中请求操作所述发动机风扇还包括请求以最大功率操作所述风扇。
结合附图，从下面实施本发明最佳模式的详细描述可容易地清楚本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点。
附图说明
图1为具有电动可变变速器的重型车辆的示意图；以及
图2为用于图1中车辆的协调制动和风扇控制的方法的示意图。
具体实施方式
参考附图，其中总共几个附图中相同的附图标记指代相同或相似的部件，图1示意性地示出了包括发动机12、电动可变变速器14和车辆传动系16的重型混合动力车10。变速器14包括至少一个电动发电机18和能量存储系统(ESS)20。所述至少一个电动发电机18可为两个电动发电机18，常称为电动机A和B。通常，ESS 20为电池组模块中的一个或多个电池。可使用能够双向电能流的任意适当能量存储装置。ESS 20还包括各种控制器、传感器和微处理器，用于电池组的诊断和控制。
发动机控制模块(ECM)20连接至发动机12，包括用于控制发动机12的微处理器(未示出)。ECM 22与系统控制器24通信。系统控制器24还包括微处理器(未示出)，并协调混合动力车辆10操作。系统控制器24连接至车辆10的各种部件，包括变速器14、车辆节气门26和车辆制动器28，以及用于控制车辆10操作的各种车辆致动器和传感器(未示出)。系统控制器24使用标准通信网络。例如，汽车工业协会的协议标准J1939。系统控制器24还与ESS 20连接。
联接装置(K)将混合动力车辆10的各种部件联接在一起，并允许部件之间的双向动力流。发动机12通过机械连接器30连接至联接装置(K)。传动系16通过机械连接器32连接至联接装置(K)。所述至少一个电动发电机18通过连接器34连接至联接装置(K)。
系统控制器24接收各种信息，包括ESS 20的荷电状态(SOC)。所述荷电状态(SOC)为ESS 20实际荷电与ESS 20总荷电容量相比的百分比。ESS 20的荷电状态(SOC)具有理想的操作范围，该理想操作范围最低限度地为车辆10对ESS 20的各种需求提供充足的荷电，同时防止ESS 20过充电。因此，如本文所使用的，ESS 20“功率需求”为ESS 20发送至系统控制器24以使ESS 20达到最佳荷电状态(SOC)的充电功率需求量。在车辆10制动期间，系统控制器24协调制动控制36。制动控制36包括确定如何和何地分配来自制动器28的动能。当系统控制器24确定制动器28具有ESS 20不需要的过多能量时，那么系统控制器24会确定车辆10的其它部件是否需要动力。例如，系统控制器24会接着确定发动机风扇38是否需要供能，如果需要，那么通过监测发动机并请求风扇接合而引导一部分过多能量至发动机风扇38。如果发动机风扇38并不使用所有的动力，或者如果发动机风扇38并不需要动力，那么系统控制器24还可查看车辆10的其它部件以确定它们是否需要动力。例如，控制器24可确定空调系统40是否需要动力。
参考图1和图2，描述了一种用于制动控制36的方法的一个实施例。当车辆操作员应用制动器26时，系统控制器24开始制动控制36，步骤42。车辆主制动器也在此时被致动，它们的操作所需动力单独由本文所述制动控制36指定。本领域的技术人员会知道如何将主制动器的致动与本文所述制动控制36的方法相结合。系统控制器24确定可用的制动动力是否超过ESS 20的动力吸收能力，步骤44。如果系统控制器24确定可用制动动力未超过ESS 20可吸收的，那么所有可用制动动力都提供给ESS 20，步骤46。
如果系统控制器24确定可用制动动力超出，那么系统控制器24确定条件是否允许发动机风扇38的控制，步骤48。允许风扇控制装置估计何时车辆10的情形有利于发动机风扇38的操作。确定条件是否允许发动机风扇38的控制包括估计车辆10与发动机风扇38相关的条件。例如，这可包括估计发动机冷却剂温度、驱动单元贮油槽温度以及混合逆变器温度。
如果车辆10的条件不允许控制发动机风扇38，那么系统控制器24根据需要向ESS 20提供制动动力。过多的制动动力被发动机排气制动器39消耗掉，步骤50。可选地，所述过多的能量可通过车辆主制动器消耗掉。系统控制器24还可确定车辆10的其它附件如空调(AC)40是否可利用一部分制动动力。如果其它发动机附件可利用制动动力，那么系统控制器24在使用排气制动器39或主制动器消耗其余制动动力之前将所需的制动动力输送至所述附件。系统控制器24确定车辆10中的其它发动机附件是否可以与发动机风扇38相同的方式利用制动动力。即，系统控制器24估计所述附件的相应条件。例如，对于AC 40，其中，系统控制器24可估计车辆10的内部温度。
如果车辆10的条件允许控制发动机风扇38，那么系统控制器24请求发动机12操作发动机风扇38，步骤52。系统控制器24可指示发动机10以最大水平运行发动机风扇38，从而尽可能多地利用可用制动动力，步骤54。此外，可用制动动力为超出可被ESS 20吸收的能量。当能量必须通过增大燃料流以平衡发动机风扇38和车辆10的需求而从发动机10提供时，使用可用制动动力最大程度地运行发动机风扇38会减少将来给发动机风扇38供能的需要。以这种方式操作发动机风扇38补偿了用于执行相同任务的燃料，提高了车辆10的燃料经济性。
在可用制动动力被控制成给ESS 20供能和操作发动机风扇38时，系统控制器24确定是否存在任何仍可用的制动动力，步骤56。如果仍存在可用制动动力，那么系统控制器24确定是否车辆10的其它附件，如AC 40，可使用一部分该制动动力。如果车辆10的其它附件可利用制动动力，那么系统控制器24引导所需的制动动力至所述附件。然后所有其余的制动动力由排气制动器39消耗掉，步骤58。
一旦系统控制器24引导了所有的可用制动动力，如上所述，那么制动控制循环36结束，步骤60，并在下一控制循环中重新估计。如图2中所示，当ESS 20的动力吸收能力足以吸收所有可用制动动力时，步骤46，制动控制循环36结束，步骤60，循环回开始处。在每个控制循环期间，当驾驶员指令制动器时，制动控制循环36都请求，并重新估计输入，以在任意时间确定条件是否适于接合发动机风扇38或其它附件。一旦车辆10停止或者系统不再指令制动器，那么无需制动控制36，直到下次操作员制动为止。另外，当不需要风扇操作时，系统控制器24引导制动动力流至ESS 20、发动机附件和排气制动器39，直到车辆停止或系统不再指令制动为止，步骤50。然后制动控制36结束，步骤60，不再需要制动控制36，直到下次操作员应用制动器28为止。最后，系统控制器24引导制动动力至ESS 20、发动机风扇38、发动机附件和排气制动器39，直到没有制动动力剩余，步骤58。然后制动控制36结束，步骤60，不再需要制动控制36，直到下次操作员应用制动器28为止。
这样，制动产生的动力可用于操作发动机风扇38和其它车辆附件，而不是被排气制动器39或主制动器消耗掉。以这种方式操作风扇提供了来自车辆动能的辅助能量源，这通常通过燃料来提供。使用可用制动动力来操作机风扇38和其它车辆附件会降低将来通过在发动机12中燃烧燃料给发动机风扇38和附件供能的需要。减少燃料燃烧来给附件提供动力提高了车辆10的总体燃料经济性。
尽管详细描述了实施本发明的最佳模式，但是本发明所属领域的技术人员会认识到在所附权利要求范围内实施本发明的各种替代设计和实施方式。

Claims (10)

1.一种控制用于具有电动可变变速器的车辆的制动动力流的方法，包括：
确定制动动力是否超过所述车辆的能量存储系统的动力吸收能力；
确定条件是否允许控制发动机风扇；以及
当所述制动动力超过所述能量存储系统的动力吸收能力，并且条件允许风扇控制时，请求操作所述发动机风扇。
2.如权利要求1所述的方法，还包括当所述能量存储系统的动力吸收能力超过所述制动动力时，引导所述制动动力至所述能量存储系统。
3.如权利要求1所述的方法，还包括当条件不允许风扇控制时，使用所述发动机的排气制动器消耗剩余的制动动力。
4.如权利要求1所述的方法，还包括：
确定所述制动动力是否超过所述能量存储系统及所述发动机风扇的联合动力吸收能力；
确定发动机附件是否具有动力需求；
当所述发动机附件具有动力需求，并且所述制动动力超过所述能量存储系统及所述发动机风扇的联合动力需求时，提供制动动力给所述发动机附件。
5.如权利要求4所述的方法，还包括重复确定所述制动动力是否超过所述能量存储系统及所述发动机风扇的联合动力吸收能力、确定发动机附件是否具有动力需求、和提供制动动力给所述发动机附件直到没有剩余制动动力提供或者没有发动机附件有动力需求为止。
6.如权利要求5所述的方法，还包括当没有发动机附件具有动力需求时，通过所述发动机的排气制动器消耗剩余的制动动力。
7.如权利要求1所述的方法，其中确定条件是否允许控制发动机风扇还包括估计发动机冷却剂温度、驱动单元贮油槽温度和混合逆变器温度。
8.如权利要求1所述的方法，其中请求操作所述发动机风扇还包括请求以最大功率操作所述风扇。
9.一种控制用于具有电动可变变速器的重型车辆的制动动力流的方法，包括：
确定制动动力是否超过所述车辆的能量存储系统的动力吸收能力；
执行下述两者之一：当所述能量存储系统的动力吸收能力超过所述制动动力时，引导所述制动动力至所述能量存储系统；和当所述制动动力超过所述能量存储系统的动力吸收能力时，确定条件是否允许控制发动机风扇；
当所述制动动力超过所述能量存储系统的需求并且条件允许风扇控制时，请求操作所述发动机风扇；以及
当条件不允许风扇控制时，使用所述发动机的排气制动器消耗剩余的制动动力。
10.如权利要求9所述的方法，还包括
确定所述制动动力是否超过联合的所述能量存储系统的吸收能力及所述发动机风扇的动力需求；
确定发动机附件是否具有动力需求；和
当所述发动机附件具有动力需求并且所述制动动力超过联合的所述能量存储系统的吸收能力及所述发动机风扇的动力需求时，提供制动动力给所述发动机附件。
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