CN103182944A - 一种混合动力汽车的上下电管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种混合动力汽车（HybridElectric Vehicle，HEV）的上下电管理方法，属于混合动力汽车。上下电的过程中，分为上电（Powerup）、正常（Normal）、下电（Powerdown）和等待（Idle）四个状态，根据相应条件判断是否进入每个状态。因此，实现了对混合动力汽车的上下电过程的可靠控制，上下电过程更安全。

Description

一种混合动力汽车的上下电管理方法
技术领域
本发明属于混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle，HEV），涉及HEV的上下电控制，尤其涉及上下电过程中包括上电（Power up）、正常（Normal）、下电（Power down）和等待（Idle）四个状态的上下电管理方法。
背景技术
随着人民日益重视对环境的保护和能源的有效、合理使用，各大汽车厂商研究各种替代使用燃油发动机的汽车，例如，电动汽车。但是目前的电池技术问题仍然阻碍着电动汽车的大规模应用。由于电池的能量密度与汽油相比差上百倍，远未达到人们所要求的数值，专家估计在10年以内电动汽车还无法取代燃油发动机汽车。作为纯电动汽车的过渡，工程师们开发了混合动力汽车（Hybrid-Electric Vehicle，缩写HEV）。所谓混合动力就是将电动机与辅助动力单元组合在一辆汽车上做驱动力，简单地说就是让一部分动力由电池-驱动电机系统承担。这种混合动力方案既发挥了发动机持续工作时间长（即长行驶里程）、动力性好的优点，又可以发挥电池-驱动电机系统无污染、低噪声的好处，汽车的热效率可提高10％以上，废气排放也得以大大改善。
传统的使用燃油发动机的汽车在上电或下电过程中，仅通过简单地判断启动钥匙的转动位置（“Keyon”或者“Keyoff”）来实现上下电管理。在启动钥匙置于“Keyon”位置时（即点火档），则判断上电成功；在启动钥匙置于“Keyoff”位置时，则判断下电成功。
但是，对于混合动力汽车，其具有相对特殊的动力结构，因此，其也相应地具有高压电池、驱动电机、DC-DC（直流-直流变换器）、功率转换逆变器等高压部件。在混合动力汽车中，如果以普通的燃油发动机的汽车所使用的上下电方法来实现上下电过程，特别是在下电过程中，是难以实现下电的可靠控制的，进而影响混合动力汽车的安全性。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种适于混合动力汽车的、可以实现上电和/或下电的可靠控制的上下电管理方法。
为实现以上目的或者其他目的，本发明提供一种混合动力汽车的上下电管理方法，其包括以下步骤：
整车控制器被唤醒进入使能状态；
判断是否满足第一条件，如果满足所述第一条件则从所述使能状态进入上电状态；
从所述上电状态进入正常状态；
判断是否满足第二条件，如果满足所述第二条件则从所述正常状态进入下电状态；以及
判断是否满足第三条件，如果满足所述第三条件则从所述下电状态进入等待状态；
其中，所述第一条件是启动钥匙的上电信号为真，所述第二条件是启动钥匙的下电信号为真，所述第三条件包括启动钥匙的下电信号为真、驱动电机的转速小于第一预定阈值、高压动力电池的接触闭合信号为假、以及低压电池有效的信号为假。
按照本发明一实施例的上下电管理方法，其中，如果所述混合动力汽车处于所述等待状态，
判断是否满足第一条件，如果满足所述第一条件则从所述等待状态进入上电状态。
按照本发明又一实施例的上下电管理方法，其中，如果不满足所述第三条件，则
进一步判断是否满足第四条件，如果满足所述第四条件则从所述下电状态进入所述上电状态，如果不满足所述第四条件则返回至所述下电状态；
其中，所述第四条件包括启动钥匙的上电信号为真以及下电时间大于或等于第二预定阈值。
按照本发明还一实施例的上下电管理方法，其中，所述正常状态中，通过以下步骤管理：
从所述上电状态首先进入所述正常状态的等待阶段；
判断是否满足第五条件，如果满足所述第五条件则从所述等待阶段进入起动阶段；
判断是否满足第六条件，如果满足所述第六条件则返回所述等待阶段；
如果不满足所述第六条件则进一步判断是否满足第七条件，如果满足所述第七条件则进入起动完成阶段，如果不满足所述第七条件则返回所述等待阶段；
其中，所述第五条件包括高压动力电池的接触闭合信号为真、驱动电机的使能信号为真、档位信号为泊车档或空挡、以及发动机转速信号在第三预定阈值和第四预定阈值之间的范围内，所述第六条件是发动机起动时间超过第五预定阈值，所述第七条件是发动机起动完成信号为真。
在之前所述实施例的上下电管理方法中，优选地，所述第一预定阈值在200转/分钟至500转/分钟的范围内设定。
在之前所述实施例的上下电管理方法中，优选地，所述第二预定阈值在0.1秒至1秒的范围内设定。
在之前所述实施例的上下电管理方法中，优选地，所述第三预定阈值与所述第四预定阈值在50转/分钟至500转/分钟的范围内设定；所述第四预定阈值大于所述第三预定阈值。
在之前所述实施例的上下电管理方法中，优选地，所述第五预定阈值随所述发动机的水温变化而变化。
优选地，所述第五预定阈值随所述发动机的水温的升高而以抛物线的形式减小。
在之前所述实施例的上下电管理方法中，优选地，所述低压电池为12伏电池。
本发明的技术效果是，在上电/下电的管理过程中，通过将上下电过程分为上电（Power up）、正常（Normal）、下电（Power down）和等待（Idle）四个状态，并根据混合动力汽车的结构特点，选择设置进入每个状态的条件，大大提高了混合动力汽车的上下电过程的可靠控制，其上下电过程更安全。
附图说明
从结合附图的以下详细说明中，将会使本发明的上述和其他目的及优点更加完全清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。
图1是按照本发明一实施例提供的上下电管理方法流程示意图。
图2是按照本发明又一实施例提供的上下电管理方法流程示意图。
图3所是图1和图2所示实施例中的正常状态的管理方法流程实施例示意图。
具体实施方式
下面介绍的是本发明的多个可能实施例中的一些，旨在提供对本发明的基本了解，并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的其他实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
本文中，“高压”是指符合汽车行业中对高压的定义的范畴，例如，直流电高于48伏或者交流电高于25伏可以定义为“高压”；相应地，“高压部件”是指传导“高压”的部件，例如，根据高压定义、传导高于48伏直流电压和/或25伏交流电电压的部件。本领域技术人员理解是，随着汽车行业的技术发展，“高压”的定义范畴可能也会随着改变，本发明中的“高压”的含义也可以随之变化。
    由于混合动力汽车的各种结构实施例为本领域技术人员所公知，其具体部件（包括高压部件）在混合动力汽车中的结构布局在此不作赘述。    
图1所示为按照本发明一实施例提供的上下电管理方法流程示意图。如图1所示，首先地，步骤S110，整车控制器（HCU，又可以称为“混合动力整车控制单元”）被唤醒从而进入使能状态。一般地，在启动钥匙插入并旋转至上电档时，则表示进入使能（Enable）状态，此时HCU保持唤醒，可以开始上下电的控制工作过程。
进一步，步骤S120，判断是否满足第一条件，其中第一条件为启动钥匙的上电信号为真（true）。一般地，启动钥匙旋转至“Keyon”档，即表示上电信号为true。
进一步，步骤S130，如果判断为“是”，则进入上电（Power up）状态。上电状态表示混合动力汽车进入低压上电状态。
进一步，步骤S140，进入正常（Normal）状态，正常状态表示混合动力汽车进入高压上电状态。
进一步，步骤S150，判断是否满足第二条件，其中，第二条件是启动钥匙的下电（Power down）信号为真（true）。
进一步，步骤S160，如果判断为“是”（满足第二条件），从正常状态进入下电（Power down）状态。下电状态表示混合动力汽车进入高低压下电状态。
    如果判断为“否”，返回至正常状态，即不进入下电状态。
进一步，步骤S170，判断是否满足第三条件，其中，包括启动钥匙的下电信号为真（true）、驱动电机的转速小于第一预定阈值（motorlowspeed_low）、高压动力电池的接触闭合信号为假（false）、以及低压电池有效的信号为假（false）四个子条件。在该实施例中，第一预定阈值可以200转/分钟至500转/分钟的范围内选定（例如设定为250转/分钟），但这不是限制性的，其可以根据具体情况而调整；低压电池是各种控制器等所用的电池，其是相对于高压动力电池而言的，在该实例中，低压电池可以但不限于是12伏电池。
需要理解的是，第三条件中，包括以上四个子条件，在判断时需要对以上四个子条件进行一一判断，只有同时满足以上四个子条件时，才表示满度第三条件；并且，随着具体情况的需要，在第三条件中还可能增加其他的子条件，包括以上四个子条件以及其他子条件的情形同样落入本发明所附权利要求的范围。
进一步，步骤S180，如果判断为“是”（满足第三条件），则进入等待（Idle）状态。等待状态表示混合动力汽车进入低压上电等待状态。
至此，本实施例的混合动力汽车的上下电的控制方法过程基本结束。当然，优选地，并不是每次上电都必须在启动钥匙从插入旋转至上电档时开始，如图1所示，在进入等待状态后，可以进一步判断是否满足第一条件，即返回至步骤S120，如果判断为“是”，同样进入上电状态；如果判断为“否”，返回等待状态。这样，在启动钥匙没有拔出的情况下，进行下一循环的上下电过程。
图2所示为按照本发明又一实施例提供的上下电管理方法流程示意图。相比于图1所示实施例，其同样地包括步骤S110-S180，在此不再对以上步骤一一赘述。在该实施例中，还包括步骤S190，在第三条件判断为“否”时，判断是否满足第四条件，其中，第四条件为包括启动钥匙的上电信号为真（true）以及下电时间（启动钥匙的上电信号不为“真”所持续的时间）大于或等于第二预定阈值两个子条件；如果判断为“是”可以从下电状态直接返回至上电状态，即进入步骤S130；如果判断为“否”，则返回保持为下电状态。需要理解的是，第四条件中，包括以上两个子条件，在判断时需要对以上两个子条件进行一一判断，只有同时满足以上两个子条件时，才表示满度第四条件；并且，随着具体情况的需要，在第四条件中还可能增加其他的子条件，包括以上两个子条件以及其他子条件的情形同样落入本发明所附权利要求的范围。
在该实施例中，第二预定阈值可以在0.1秒至1秒的范围内选定（例如，0.2秒），但这不是限制性的，其可以根据具体情况而调整。
以上图1和图2所示实施例的上下电过程中，充分考虑了驱动电极的转速、高压动力电池的接触闭合情况以及低压电池信号等条件，其下电控制可靠性好，下电过程安全。
图3所示为图1和图2所示实施例中的正常状态的管理方法流程实施例示意图。在该实施例中，正常状态包括等待阶段（起动前的等待）、起动阶段和起动完成阶段，如图3所示，正常状态通过以下步骤来管理控制。
不用突出发动机,因为发动机和电机是结合在一块的,可以写起动前等待阶段.
步骤S141，首先从以上的上电状态进入正常状态的等待阶段；此时发电机作好起动准备。
进一步，步骤S142，判断是否满足第五条件（S142），其中，第五条件包括高压动力电池的接触闭合信号为真、驱动电机的使能信号为真、档位信号为泊车档（P档）或空挡（N档）、以及发动机转速信号在第三预定阈值和第四预定阈值之间的范围内的四个子条件。同样需要理解的是，第五条件中，包括以上四个子条件，在判断时需要对以上四个子条件进行一一判断，只有同时满足以上四个子条件时，才表示满度第三条件；并且，随着具体情况的需要，在第五条件中还可能增加其他的子条件，包括以上四个子条件以及其他子条件的情形同样落入本发明所附权利要求的范围。
在该实施例中，第三预定阈值可以在50转/分钟至500转/分钟的范围内选定，第四预定阈值可以在50转/分钟至500转/分钟的范围内选定（第四预定阈值大于第三预定阈值），但该范围不是限制性的。其可以根据具体情况而调整。
进一步，步骤S143，如果判断为“是”（满足第五条件），则从等待阶段进入起动阶段。如果判断为“否”，则保持在等待阶段。
进一步，步骤S144，判断是否满足第六条件，如果判断为“是”（满足第六条件）、则返回等待阶段。其中，第六条件为发动机起动时间超过第五预定阈值。在一优选实施例中，第五预定阈值可以在随发动机的水温而变化，其随发动机的水温的升高而减小，例如，第五预定阈值与发动机的水温之间的关系可以为下降段的抛物线函数关系，第五预定阈值随发动机的水温的升高而以抛物线的形式减小。
进一步，步骤S145，如果不满足第六条件则进一步判断是否满足第七条件，如果判断为“否”（不满足第七条件）、则返回等待阶段。如果判断为“是”（满足第七条件）则进入起动完成阶段，即步骤S146。其中，第七条件是发动机起动完成信号为真（true）。
通过以上过程，保证了正常状态中的可靠控制，上电过程也能够实现可靠控制，上电过程安全。
应当说明的是，以上实施例的控制方法过程可以在混合动力汽车的HCU中实现，各种信号的采集以及传递等为本领域技术人员所知悉，在此不再赘述。
以上例子主要说明了本发明的适于混合动力汽车的上下电管理方法。尽管只对其中一些本发明的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (10)

1.一种混合动力汽车的上下电管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
整车控制器被唤醒进入使能状态；
判断是否满足第一条件，如果满足所述第一条件则从所述使能状态进入上电状态；
从所述上电状态进入正常状态；
判断是否满足第二条件，如果满足所述第二条件则从所述正常状态进入下电状态；以及
判断是否满足第三条件，如果满足所述第三条件则从所述下电状态进入等待状态；
其中，所述第一条件是启动钥匙的上电信号为真，所述第二条件是启动钥匙的下电信号为真，所述第三条件包括启动钥匙的下电信号为真、驱动电机的转速小于第一预定阈值、高压动力电池的接触闭合信号为假、以及低压电池有效的信号为假。
2.如权利要求1所述的上下电管理方法，其特征在于，如果所述混合动力汽车处于所述等待状态，
判断是否满足第一条件，如果满足所述第一条件则从所述等待状态进入上电状态。
3.如权利要求1或2所述的上下电管理方法，其特征在于，如果不满足所述第三条件，则
进一步判断是否满足第四条件，如果满足所述第四条件则从所述下电状态进入所述上电状态，如果不满足所述第四条件则返回至所述下电状态；
其中，所述第四条件包括启动钥匙的上电信号为真以及下电时间大于或等于第二预定阈值。
4.如权利要求1或2或3所述的上下电管理方法，其特征在于，所述正常状态中，通过以下步骤管理：
从所述上电状态首先进入所述正常状态的等待阶段；
判断是否满足第五条件，如果满足所述第五条件则从所述等待阶段进入起动阶段；
判断是否满足第六条件，如果满足所述第六条件则返回所述等待阶段；
如果不满足所述第六条件则进一步判断是否满足第七条件，如果满足所述第七条件则进入起动完成阶段，如果不满足所述第七条件则返回所述等待阶段；
其中，所述第五条件包括高压动力电池的接触闭合信号为真、驱动电机的使能信号为真、档位信号为泊车档或空挡、以及发动机转速信号在第三预定阈值和第四预定阈值之间的范围内，所述第六条件是发动机起动时间超过第五预定阈值，所述第七条件是发动机起动完成信号为真。
5.如权利要求1所述的上下电管理方法，其特征在于，所述第一预定阈值在200转/分钟至500转/分钟的范围内设定。
6.如权利要求3所述的上下电管理方法，其特征在于，所述第二预定阈值在0.1秒至1秒的范围内设定。
7.如权利要求4所述的上下电管理方法，其特征在于，所述第三预定阈值与所述第四预定阈值在50转/分钟至500转/分钟的范围内设定；所述第四预定阈值大于所述第三预定阈值。
8.如权利要求4或7所述的上下电管理方法，其特征在于，所述第五预定阈值随所述发动机的水温变化而变化。
9.如权利要求8所述的上下电管理方法，其特征在于，所述第五预定阈值随所述发动机的水温的升高而以抛物线的形式减小。
10.如权利要求1所述的上下电管理方法，其特征在于，所述低压电池为12伏电池。
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