发明内容
针对现有的混合动力车辆的气源控制系统存在的问题,本发明提供了一种混合动力车辆复合气源控制方法,基于所述车辆的发动机转速的不同转速区间设定相应的储气罐气压上/下限值,在所述车辆行驶过程中:
采集所述发动机转速以及所述储气罐气压;
当所述储气罐气压小于相应的所述储气罐气压下限值时利用电动打气泵对储气罐进行加压操作;
当所述储气罐气压大于相应的所述储气罐气压上限值时停止对所述储气罐进行加压操作。
在一实施例中,不同的所述转速区间对应的所述储气罐气压上限值相同,设定第一特定转速值、第二特定转速值、第一下限值以及第二下限值,其中:
所述第一特定转速值大于所述第二特定转速值,所述第一下限值小于所述第二下限值;
当所述发动机转速小于第二特定转速值时将所述储气罐气压下限值设置为第二下限值;
当所述发动机转速大于第一特定转速值时将所述储气罐气压下限值设置为第一下限值;
当所述发动机转速小于/等于第一特定转速值且大于/等于第二特定转速值时维持当前的所述储气罐气压下限值不变。
在一实施例中,在所述车辆行驶过程中,判断所述车辆的整车控制器与仪表显示系统通讯是否正常和/或是否存在整车气压低报警信号,若所述通讯不正常或存在所述整车气压低报警信号则利用所述电动打气泵对所述储气罐进行加压操作。
在一实施例中,在对所述储气罐进行加压操作时每连续启动所述电动打气泵打气第一特定时长就停止所述电动打气泵第二特定时长。
在一实施例中,在所述车辆启动过程中启动所述电动打气泵进行初次打气,其中,连续启动所述电动打气泵第三特定时长以进行所述初次打气。
在一实施例中,采集所述车辆的动力电机和电机控制器温度,其中:
当所述动力电机和电机控制器温度小于第一特定温度时进行所述初次打气;
在进行所述初次打气的过程中,当所述动力电机和电机控制器温度大于/等于第二特定温度时停止所述初次打气;
所述第二特定温度大于所述第一特定温度。
在一实施例中,即时监测所述车辆的整车总线电压,其中:
在启动所述电动打气泵的过程中当所述整车总线电压低于第一特定电压值时停止启动所述电动打气泵;
在所述电动打气泵运行的过程中当所述整车总线电压低于第二特定电压值时停止所述电动打气泵的运行。
在一实施例中,即时监测所述车辆的超级电容单体,其中:
在启动所述电动打气泵的过程中当所述超级电容单体欠压时停止启动所述电动打气泵;
在所述电动打气泵运行的过程中当所述超级电容单体欠压时停止所述电动打气泵的运行。
本发明还提出了一种混合动力车辆复合气源控制系统,所述系统包括:
转速采集器,用于采集所述车辆的发动机转速;
储气罐气压采集器,用于采集所述车辆的储气罐气压;
电动打气泵控制器,用于基于所述发动机转速以及所述储气罐气压启动/停止电动打气泵以进行/停止加压操作。
在一实施例中,所述电动打气泵控制器还包含故障监测器和/或整车气压报警信号采集器,其中:
所述故障监测器用于判断所述车辆的整车控制器与仪表显示系统通讯是否正常;
所述整车气压报警信号采集器用于判断是否存在整车气压低报警信号。
在一实施例中,所述电动打气泵控制器还包含计时器,所述计时器用于计算所述电动打气泵持续工作时长以及停止工作时长。
在一实施例中,所述系统还包含启动判断器,所述启动判断器用于判断所述车辆是否刚刚启动。
在一实施例中,所述启动判断器包含温度监测装置,所述温度监测装置用于监测所述车辆的动力电机和电机控制器温度。
在一实施例中,所述系统还包含总线电压监测器和/或超级电容单体监测器,其中:
所述总线电压监测器用于监测所述车辆的整车总线电压;
所述超级电容单体监测器用于监测所述车辆的超级电容单体是否欠压。
与现有技术相比,本发明的方法及系统可以应对多种特殊情况,有效保证气源的气压,从而保证刹车行为的有效执行,增强行车安全;另外,根据本发明的方法及系统尽可能的减少了电动打气泵的工作时间,有效解决了打气泵持续打气的问题,从而节约了电能,延长了打气泵的使用寿命。
本发明的其它特征或优点将在随后的说明书中阐述。并且,本发明的部分特征或优点将通过说明书而变得显而易见,或者通过实施本发明而被了解。本发明的目的和部分优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的步骤来实现或获得。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式,借此本发明的实施人员可以充分理解本发明如何应用技术手段来解决技术问题,并达成技术效果的实现过程并依据上述实现过程具体实施本发明。需要说明的是,只要不构成冲突,本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合,所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
针对现有的混合动力车辆的气源控制系统存在的问题,本发明提出了一种新的气源控制系统。如图1所示,在本发明一实施例中,系统110中构造有储气罐气压采集器112以及电动打气泵控制器113。储气罐气压采集器112用于即时监控储气罐106以及107内的气压(分别在储气罐106以及107上安装气压传感器装置)。电动打气泵控制器113根据储气罐106以及107内的当前气压值来判断是否控制电动打气泵109进行打气加压操作。即当储气罐气压采集器112的读数小于下限值时控制电动打气泵109进行打气加压操作。
具体的,在本实施例中,电动打气泵控制器113连接到车辆的整车控制器101,利用整车控制器101来控制电动打气泵109。进一步的,在本发明的另一实施例中,可以基于整车控制器101构造电动打气泵控制器113,电动打气泵109由整车控制器113直接控制。
储气罐气压采集器112通过车辆的仪表显示系统102采集并回传储气罐106以及107内的气压。进一步的,在本发明的另一实施例中,可以基于仪表显示系统102构造储气罐气压采集器112。两个储气罐106以及107分别装上气压传感器装置,并通过CAN网络由整车仪表显示系统102将气压数据发送给整车控制器113。
在车辆行驶过程中,发动机带动空压机工作,在空压机工作时,如果采集到的储气罐气压值没有达到要求,会启动电动打气泵协助打气。不同的发动机转速(空压机输出)下,对气源气压的具体需求也是不同的。为了节约能源消耗,细化储气罐的加压打气操作。在本实施例中,系统110中还构造有转速采集器111。转速采集器111用于采集车辆的发动机转速。这样,电动打气泵控制器113就可以基于发动机转速以及储气罐气压启动/停止电动打气泵以进行/停止加压操作。进一步的,在本发明的另一实施例中,可以基于整车控制器101构造转速采集器111。
车辆行驶期间,若整车控制器113与仪表显示系统102通讯异常或者接收到了由仪表显示系统102发送来的整车气压低报警信号,则可能是出现了整车控制器113与仪表显示系统102的CAN通讯异常或者储气罐气压采集器112异常等特殊情况。针对上述情况,在本实施例中,电动打气泵控制器113中构造有故障监测器116以及整车气压报警信号采集器119。故障监测器116用于判断车辆的整车控制器101与仪表显示系统102通讯是否正常;整车气压报警信号采集器119用于判断是否存在整车气压低报警信号。
在实际运行时,电动打气泵109长时间连续工作会影响电动打气泵109的使用寿命。为避免电动打气泵109长时间持续工作,在本实施例中,电动打气泵控制器113中还构造有计时器114。计时器114用于计算电动打气泵109持续工作时长以及停止工作时长。
当车辆长时间熄火后再次启动时,打气泵内部润滑系统可能会发生乳化从而影响打气泵正常工作。针对这一问题,在本实施例中,在电动打气泵控制器113中还构造有启动判断器115。启动判断器115用于判断车辆是否刚刚启动。在驾驶员插上钥匙启动客车后,电动打气泵控制器113控制电动打气泵109进行初次打气,防止打气泵内部润滑系统乳化,并确保打气泵正常工作。
具体的,在本实施例中,根据车辆的动力电机和电机控制器温度来判断车辆是否刚刚启动。即在启动判断器115中构造温度监测装置,温度监测装置用于监测车辆的动力电机和电机控制器温度,当温度大于某一特定值时说明车辆并不是刚刚启动(长时间熄火的车辆,其温度会降到环境温度)。另外,在初次打气过程中,如果电机和电机控制器温度大于某一特定值则说明电动打气泵109初次打气的目地已达到,此时中断初次打气。
在车辆运行过程中,车辆的整车总线电压会直接影响电动打气泵的工作状态。在总线电压不足时,电动打气泵无法正常工作,这就会造成整个气源控制系统的故障,严重时会导致气压制动失效。
为了保证电动打气泵109的正常运行,在本实施例中,电动打气泵控制器113还包含总线电压监测器117。总线电压监测器117用于监测车辆的整车总线电压。当整车总线电压低于电动打气泵109的正常工作电压时停止电动打气泵109的运行(在电动打气泵109尚未启动时阻止电动打气泵109启动)。进一步的,向驾驶员发出电压过低警报。具体的,在本实施例中总线电压监测器117基于整车控制器101构造,其从高压配电柜108处获取整车总线电压值。
另外,在车辆中通常还构造有超级电容。超级电容作为储能设备,其作用和电池基本相同。车辆上的超级电容是由很多小的超级电容单体组成,如果某个超级电容单体电压过低,可能导致超级电容损坏,车辆会出现故障。
为了进一步保证电动打气泵109的正常运行,在本实施例中,电动打气泵控制器113还包含超级电容单体监测器118。超级电容单体监测器118用于监测车辆的超级电容单体是否欠压。当超级电容单体故障欠压时停止电动打气泵109的运行(在电动打气泵109尚未启动时阻止电动打气泵109启动)。进一步的,向驾驶员发出欠压警报。具体的,在本实施例中超级电容单体监测器118基于整车控制器101构造,
本发明还提出了一种混合动力车辆复合气源控制方法。接下来基于流程图详细描述本发明一实施例的方法的具体执行过程。附图的流程图中示出的步骤可以在包含诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。虽然在流程图中示出了各步骤的逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
如图2所示,在车辆实际使用时,首先要执行步骤S200,车辆启动步骤。此时,车辆可能是从长时间熄火的状态启动,也可能是短时间的刹车后启动。因此,接下来需要判断车辆是否是刚刚启动(由长时间熄火后启动)。
在本实施例中,通过车辆电机以及电机控制器的温度来判断车辆是否是刚刚启动,执行步骤S210,温度监测步骤。在步骤S210中,采集车辆的动力电机和电机控制器温度;当动力电机和电机控制器温度大于某特定温度(在本实施例中,以35摄氏度为界)时证明车辆正在运行或是刚刚短时间熄火/刹车(温度并未回落);当动力电机和电机控制器温度小于某特定温度(35摄氏度)时证明车辆刚刚处于较长时间的熄火状态(温度已经显著回落)。此时电动打气泵需要进行一个较长时间的持续打气操作(初次打气)以防止打气泵内部润滑系统乳化。
具体的,在本实施例中,初次打气操作需要电动打气泵需要进行为时6分钟的持续打气操作。即首先执行步骤S211,启动电动打气泵。然后执行步骤S212,计时,计算电动打气泵的持续启动时间。接着在步骤S212的同时执行步骤S213,启动时间判断步骤,判断电动打气泵的持续启动时间(步骤S212的计时结果)是否达到6分钟。如果没有达到6分钟则继续计时(步骤S212)。如果达到6分钟则执行步骤S214,关闭电动打气泵,完成初次打气操作。
另外,在初次打气过程中,如果动力电机和电机控制器温度大于某一特定值(在本实施例中,以38摄氏度为界)则说明电动打气泵初次打气的目地已达到,此时中断初次打气。具体的,在步骤S212之后执行步骤S214,温度监测步骤,判断初次打气状态下的动力电机和电机控制器温度是否达到38摄氏度。如果没有达到38摄氏度,则继续执行步骤S213;如果达到38摄氏度,则执行步骤S214,关闭打气泵,结束初次打气。
车辆启动后正常运行(初次打气结束),这时电动打气泵的默认状态是步骤S214后的状态,电动打气泵被关闭。此时则需要监视储气罐的气压,如果储气罐的气压低于设定的下限值则需要对储气罐进行加压打气。
车辆行驶期间,若整车控制器与仪表显示系统通讯异常或者接收到了由仪表显示系统发送来的整车气压低报警信号,则可能是出现了整车控制器与仪表显示系统的CAN通讯异常或者储气罐气压采集器异常等特殊情况。
针对上述特殊情况,在本实施例中首先执行步骤S220,通讯监测步骤。判断车辆的整车控制器与仪表显示系统通讯是否正常,若出现故障(通讯不正常),则说明即使当前储气罐气压过低也无法发现(无法监测储气罐气压)。因此首先要执行步骤S221,发出警报。同时,为了保证安全,保证气压制动有效性,执行步骤S222,启动电动打气泵,为储气罐加压打气。
进一步的,如果通讯正常,还需要执行步骤S228,监测低压警报步骤,监测当前是否存在整车气压低报警信号(仪表显示系统是否发出报警信号)。如果存在报警信号为了保证安全,保证气压制动有效性,执行步骤S222,启动电动打气泵,为储气罐加压打气。
如果整车控制器与仪表显示系统通讯正常且不存在整车气压低报警信号,则正常的监控储气罐气压。在监控储气罐的气压的过程中,设定一个储气罐的气压下限值,当储气罐当前的气压小于气压下限值时则对储气罐进行加压打气。
在本实施例中,考虑到在发动机的不同转速输出下(空压机的不同输出下)对于气源的气压需求是不同的。为了尽可能的节约能耗,减少电动打气泵的启动时间,在本实施例中,基于车辆的发动机转速的不同转速区间设定相应的储气罐气压下限值。
具体的,执行步骤S230,转速监测步骤。通过车辆的发动机的转速所处的不同区间来确定相应的储气罐气压下限值,从而确定何时加压打气。针对包含多个储气罐(例如图1所示的左右两个储气罐)的车辆,所有储气罐任何一个储气罐的气压值小于下限值时都需要进行加压打气操作。
在本实施例中,以300转/分钟(rpm)以及400转/分钟(rpm)为界。当发动机转速大于400rpm时设定储气罐气压下限值为5.5巴(bar);当发动机转速小于300rpm时设定储气罐气压下限值为6.5巴(bar)。
具体来说,这里采用施密特触发器原理。当转速大于400rpm时,设定气压为5.5bar,即使转速从400rpm降到350rpm,气压下限值仍设定为5.5bar,这时只有当转速低于300rpm后才会将气压值设定为6.5bar。即一旦转速大于400rpm后,只要转速不降到300rpm以下,气压下限值就设定为5.5bar。相反,当转速一旦小于300,设定气压为6.5bar。只要转速不升到400rpm以上,气压下限值就设定为6.5bar。只有转速大于400rpm才会将气压下限值改为5.5bar。
即,在步骤S230中,当发动机转速大于400rpm时执行步骤S232,设置储气罐气压下限为5.5bar;当发动机转速小于300rpm时执行步骤S231,设置储气罐气压下限为6.5ba;当发动机转速大于等于300rpm且小于等于400rpm时执行步骤S233,维持当前的储气罐气压下限不变(由于最初车辆发动机转速必然是由低到高提升,因此储气罐气压下限的初始值为6.5ba)。
在步骤S231、S232或S233之后执行步骤S234,气压监测步骤,监测储气罐当前的气压。如果储气罐当前的气压大于/等于储气罐气压下限则继续返回执行通讯监测、转速监测。如果在步骤S234中储气罐当前的气压小于储气罐气压下限则对储气罐进行加压打气(执行步骤S240,启动电动打气泵步骤)。
在现有技术中,通常空压机或是电动打气泵是对储气罐持续加压打气,储气罐通过卸荷阀来保持罐内的气压不会过高。为了节省能源消耗,尽量减少电动打气泵的启动时间。在本实施例中,对储气罐气压设定上限值。即当储气罐内气压达到上限值时停止对储气罐的加压打气。
在本实施例中,设定储气罐气压上限值为8bar(不同的转速区间对应的储气罐气压上限值相同)。进一步的,在本发明的另一实施例中,通过车辆的发动机的转速所处的不同区间来确定相应的储气罐气压上限值,不同的转速区间对应的储气罐气压上限值不同。
具体的,在对储气罐进行加压打气的过程中,执行步骤S242,气压监测步骤(上限为8bar的气压监测)。当储气罐气压达到(大于/等于)8bar(两个储气罐的气压均大于/等于)时执行步骤S214,关闭电动打气泵。当储气罐气压小于8bar时,继续执行加压打气操作。
综上,本发明的方法针对不同的发动机转速区间采用不同的储气罐气压上/下限值,尽可能的减少了电动打气泵的工作时间,从而有效解决打气泵常打气的问题,节约电能,延长打气泵的使用寿命。
在电动打气泵工作的过程中,长时间的持续打气工作会造成打气泵过热等不良影响,从而影响打气泵工作效率以及打气泵寿命,严重时会直接产生打气故障。为了解决这一问题,在本实施例中,在对储气罐进行加压操作时每连续启动电动打气泵打气某一特定时长后就停止电动打气泵另一特定时长。具体的,在本实施例中,每连续启动电动打气泵打气2分钟后就停止电动打气泵1分钟。
即在图2所示的步骤中,在步骤S222以及步骤S240之后采用每连续启动电动打气泵打气2分钟后就停止电动打气泵1分钟的方式进行加压打气(步骤S211以及之后的步骤为初次打气,不采用上述间隔打气/休息的方式)。
具体的,在步骤S222之后执行步骤S223,计时步骤,对电动打气泵的连续启动时间进行计时。然后执行步骤S224,启动时间判断步骤,判断电动打气泵的连续启动时间是否达到2分钟,如果没有达到2分钟,则返回步骤S222,继续计时。如果达到2分钟,则执行步骤S225,关闭电动打气泵。此时接下来执行步骤S226,对电动打气泵的关闭时间进行计时,并执行步骤S227,关闭时间判断步骤,判断电动打气泵的关闭时间是否达到1分钟,如果未达到1分钟,继续执行步骤S226,如果达到1分钟,则返回执行步骤S220,判断是否要继续执行加压打气操作。
另一方面,在步骤S240之后执行步骤S241,计时步骤,对电动打气泵的连续启动时间进行计时。然后在打气过程中执行步骤S242,当储气罐气压小于8bar时继续打气并执行步骤S243,启动时间判断步骤,判断电动打气泵的连续启动时间是否达到2分钟,如果没有达到2分钟,则返回步骤S241,继续计时。如果达到2分钟,则执行步骤S244,关闭电动打气泵。此时接下来执行步骤S245,对电动打气泵的关闭时间进行计时,并执行步骤S246,关闭时间判断步骤,判断电动打气泵的关闭时间是否达到1分钟,如果未达到1分钟,继续执行步骤S245,如果达到1分钟,则返回执行步骤S240,启动电动打气泵继续执行加压打气操作直到储气罐气压达到8bar。
在本实施例中,为了保证电动打气泵的正常运行,在启动电动打气泵之前以及电动打气泵运行过程中要监测车辆的整车总线电压。在启动电动打气泵之前当车辆的整车总线电压小于电动打气泵的启动电压时,停止启动电动打气泵并发出警报。在电动打气泵运行过程中当车辆的整车总线电压小于电动打气泵的工作电压时,停止电动打气泵并发出警报。
进一步的,为了保证电动打气泵的正常运行,在启动电动打气泵之前以及电动打气泵运行过程中要监测车辆的超级电容单体,当超级电容单体故障欠压时发出警报并停止启动电动打气泵或停止电动打气泵继续运行。
具体的,在启动电动打气泵之前(步骤S211、S240以及S222)执行步骤S250。步骤S250的具体执行流程如图3所示,首先执行步骤S351,电压监测步骤,监测车辆的整车总线电压是否达到电动打气泵的启动电压(在本实施例中,电动打气泵的启动电压为260V)。当整车总线电压小于260V时执行步骤S353,发出警报。如果整车总线电压大于/等于260V时执行步骤S352,电容监测步骤,监测车辆的超级电容单体是否故障欠压。如果超级电容单体没有故障欠压,则证明电动打气泵可以正常启动,此时继续执行下面的启动步骤。如果超级电容单体故障欠压则执行步骤S353,发出警报。在这里,在步骤S353之后,由于此时电动打气泵没有启动,因此发出警报后不再继续启动电动打气泵。
另一方面,如图2所示,在电动打气泵启动后的运行过程中(步骤S212、S241以及S223)执行步骤S251。步骤S251的具体执行流程如图4所示,首先执行步骤S451,电压监测步骤,监测车辆的整车总线电压是否达到电动打气泵的运行电压(在本实施例中,电动打气泵的运行电压为245V)。当整车总线电压小于245V时执行步骤S453,发出警报。如果整车总线电压大于/等于245V时执行步骤S352,电容监测步骤,监测车辆的超级电容单体是否故障欠压。如果超级电容单体没有故障欠压,则证明电动打气泵可以继续正常运行,此时继续执行下面的步骤(继续运行电动打气泵)。如果超级电容单体故障欠压则执行步骤S353,发出警报。在这里,在步骤S353之后,由于此时电动打气泵正在运行,因此发出警报执行步骤S454,关闭电动打气泵。
与现有技术相比,本发明的方法及系统可以应对多种特殊情况,有效保证气源的气压,从而保证刹车行为的有效执行,增强行车安全;另外,根据本发明的方法及系统尽可能的减少了电动打气泵的工作时间,有效解决了打气泵持续打气的问题,从而节约了电能,延长了打气泵的使用寿命。
虽然本发明所公开的实施方式如上,但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式,并非用以限定本发明。本发明所述的方法还可有其他多种实施例。在不背离本发明实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变或变形,但这些相应的改变或变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。