CN106256638A - 用于控制混合动力车的ldc电压的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于控制混合动力车的低压DC-DC变换器(LDC)电压的系统和方法。基于车辆进入的驱动模式，对LDC电压进行最优调节，从而提高燃料效率。方法包括，确定混合动力车是否以再生制动模式驱动以及辅助电池的充电状态(SOC)值是否等于或大于第一临界值，该第一临界值设置为在再生制动模式驱动期间不必要对辅助电池充电的值。当辅助电池的充电SOC值等于或大于预设的第一临界值时，将驱动模式从再生制动模式切换到电动车(EV)模式，并且在EV模式中可变地调节LDC目标电压。

Description

用于控制混合动力车的LDC电压的系统和方法
技术领域
本发明涉及用于控制混合动力车的低压DC-DC变换器(LDC)的电压的系统和方法，并且更具体地，涉及用于控制混合动力车的LDC电压的系统和方法，在该系统和方法中，在车辆驱动过程中，最优地调节LDC的输出电压，从而提高燃料效率。
背景技术
通常而言，安装在混合动力车内的低压DC-DC变换器(LDC)通过将从高压电池输出的高压直流(DC)电压转换成低压DC电压来对辅助电池充电，并监控车辆的电场负荷，从而供应适用于各个电场负荷中使用的电力。
发明内容
本发明提供用于控制混合动力车的低压DC-DC变换器(LDC)的电压的系统和方法，其中，可以确定在车辆驱动期间车辆是否已进入再生制动模式、以及是否已经解除对再生制动模式的进入，以基于车辆所进入的驱动模式来最优地调节LDC电压，从而提高燃料效率。
在一个方面，本发明提供一种用于控制混合动力车的LDC电压的方法，该方法可以包括：确定混合动力车是否以再生制动模式驱动；确定辅助电池的充电状态(SOC)值是否等于或大于第一临界值，该第一临界值设置为在以再生制动模式驱动期间不必要对辅助电池充电的值；以及当辅助电池的SOC值等于或大于设置的第一临界值时，将混合动力车的驱动模式从再生制动模式切换到电动车(EV)模式，并在该EV模式中可变地调节LDC目标电压。
在示例性实施方式中，当在辅助电池的SOC值等于或大于第一临界值的状态下保持再生制动模式的再生制动开启时间等于或大于预设的第二临界值时，将混合动力车的驱动模式从再生制动模式切换到EV电动车模式。当再生制动开启时间小于预设的第二临界值时，可以在再生制动模式中可变地调节LDC目标电压，延迟进入电动车模式，直至其达到第二临界值。
在另一示例性实施方式中，在保持进入电动车模式的状态下的再生制动关断时间的期间，在电动车模式中可变地调节LDC的目标电压，并且当再生制动关断时间等于或大于预设的第三临界值时，将混合动力车的驱动模式从EV模式切换到再生制动模式。当在辅助电池的SOC值等于或大于第一临界值的状态下保持再生制动模式的再生制动开启时间小于预设的第二临界值时，在再生制动模式中可变地调节LDC的目标电压。
另一方面，本发明提供一种用于控制混合动力车的低压直流-直流变换器的电压的系统，其包括：存储器，其配置成存储程序指令；以及处理器，其配置成执行该程序指令。当被执行时，该程序指令配置成：确定混合动力车是否以再生制动模式驱动；确定辅助电池的充电状态值是否等于或大于第一临界值，第一临界值设置为在以再生制动模式驱动期间不必要对辅助电池充电的值；以及当辅助电池的充电状态值等于或大于设置的第一临界值时，将混合动力车的驱动模式从再生制动模式切换到电动车模式，并在电动车模式中可变地调节低压直流-直流变换器的目标电压。
在示例性实施方式中，当在辅助电池的SOC值等于或大于第一临界值的状态下保持再生制动模式的再生制动开启时间等于或大于预设的第二临界值时，将混合动力车的驱动模式从再生制动模式切换到EV电动车模式。当再生制动开启时间小于预设的第二临界值时，可以在再生制动模式中可变地调节LDC目标电压，延迟进入电动车模式，直至其达到第二临界值。
在另一示例性实施方式中，在保持进入电动车模式的状态下的再生制动关断时间的期间，在电动车模式中可变地调节LDC的目标电压，并且当再生制动关断时间等于或大于预设的第三临界值时，将混合动力车的驱动模式从EV模式切换到再生制动模式。当在辅助电池的SOC值等于或大于第一临界值的状态下保持再生制动模式的再生制动开启时间小于预设的第二临界值时，在再生制动模式中可变地调节LDC的目标电压。
附图说明
现在将参考在附图中图示的示例性实施方式对本发明的以上和其他特征进行详细说明，这些实施方式仅以示例说明的方式在下文给出，因此不是对本发明的限制，其中：
图1是示出根据现有技术的用于混合动力车中低压DC-DC变换器(LDC)的可变电压控制的驱动模式以及对于各个驱动模式的能量流的图；
图2是示出根据现有技术的用于LDC的电压控制流的图；
图3是示出根据现有技术的在混合动力车的再生制动模式中基于LDC输出的能量流的图；以及
图4是示出根据本发明示例性实施方式的用于控制混合动力车LDC电压的方法的流程图。
应当理解，所附的附图并非必然是按比例的，而只是呈现说明本发明的基本原理的各种优选特征的一定程度的简化表示。本文公开的本发明的具体设计特征，包括，例如，具体尺寸、方向、位置和形状将部分取决于特定的既定用途和使用环境。在附图中，附图标记在附图的几张图中通篇指代本发明的相同或等同部件。
具体实施方式
应理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语包括通常的机动车，例如，包括多功能运动车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商务车的客车，包括各种船只和船舶的水运工具，飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、插入式混合电动车、氢动力车和其他代用燃料车(例如，来源于石油以外的资源的燃料)。本文中提到的混合动力车是具有两种或更多种动力来源的车，例如同时为汽油动力和电动力的车。
尽管示例性实施方式被描述为使用多个单元以执行示例性进程，但应理解的是，示例性进程还可以由一个或多个模块执行。另外，应当理解的是，术语“控制器/控制单元”是指包括存储器和处理器的硬件设备。存储器配置成对模块进行存储，处理器具体配置成执行该模块以执行将在以下进一步描述的一个或更多进程。
此外，本发明的控制逻辑可以具体表现为，在含有由处理器、控制器等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非瞬时性计算机可读介质。计算机可读介质的例子包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光数据存储装置。计算机可读记录介质也可以在连接网络的计算机系统中分布，从而计算机可读介质可以通过例如远程信息处理服务器或控制器局域网络(CAN)以分布方式进行存储并执行。
本文使用的术语仅为说明具体实施方式，而不是意在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一个、一种、该”也意在包括复数形式，除非上下文中另外明确指明。还应当理解的是，在说明书中使用的术语“包括、包含、含有”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元素和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、部件和/或其群组。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项的任何和所有结合。
在下文中，将详细参考本发明的各种示例性实施方式，实施方式的实例在附图中示出并在下文中描述。尽管将结合示例性实施方式来描述本发明，但应理解，当前的描述并不意在将本发明限制于那些示例性实施方式。相反，本发明意在不仅涵盖示例性实施方式，而且还涵盖包含在由所附权利要求所限定的本发明的精神及范围内的各种替代、修改、等效物及其他实施方式。
为帮助理解本发明，在本说明书中使用的术语中，具有相同含义的术语“低压DC-DC变换器”和“LDC”一同使用。
在现有技术中，在LDC的有效电压控制方法中实行可变电压控制。因此，根据分类驱动模式中的一种来确定并输出LDC的充电或放电电压(参见图1)。当以再生制动模式驱动车辆时，实行用于对辅助电池充电的LDC的充电电压控制等，因此，设置用于确定车辆是否已进入再生制动模式以及是否已经解除进入到再生制动模式中的参考值。用于调节LDC电压的车辆驱动模式可以分类成三个模式，即，发动机充电模式、再生制动模式和电动车模式(EV模式)。具体地，将根据现有技术的用于控制LDC电压的方法描述如下。
图2示出用于LDC的电压控制流。在LDC的电压控制中，从作为安装在车辆内的控制器的混合动力控制单元(HCU)将电压命令输出到LDC。HCU配置成基于变速杆、燃料喷射、车辆速度、电动机功率、加速器踏板踩踏量等在如图2所示的电动车模式(EV模式)、发动机充电模式和再生制动模式中确定车辆的驱动模式。
然后，HCU配置成基于有关辅助电池的充电状态(SOC)的信息和辅助电池的温度以及确定的驱动模式，选择用于LDC电压命令的命令表，并且通过所选择的命令表确定LDC输出电压(例如，目标电压)，从而实行电压控制。特别地，HCU配置成基于驱动模式和关于辅助电池SOC的信息，选择用于LDC电压命令的命令表。
命令表在先前基于关于辅助电池的SOC的信息和辅助电池的温度而生成，并然后存储在HCU中。基于驱动模式和关于辅助电池SOC的信息以及辅助电池的温度，通过考虑LDC最小输出、通过考虑用于充电的LDC最小目标电压、通过考虑用于保持电池SOC的最佳效率、通过考虑用于充电的LDC最佳目标电压或通过考虑再生制动能量回收的最大化而生成命令表。
例如，在命令表中，当辅助电池的SOC较高时，可以认为LDC的最小电压输出控制使在EV模式和发动机充电模式中的辅助电池充电量最小化。当辅助电池的SOC较低时，可以认为LDC的电压控制在EV模式和发动机充电模式中对辅助电池充电，可以认为LDC的电压控制在再生制动模式中使能量回收最大化。因此，可以根据HCU接收的信息，为LDC的可变电压控制创建差异化的策略。然而，上述LDC的输出电压控制的问题在于，在车辆进入再生制动模式之后，即使在辅助电池的SOC充分满足要求时，LDC也输出用于对辅助电池充电的充电电压。
此外，如图3所示，由于当辅助电池的SOC满足要求时，没有必要对辅助电池充电，当引导LDC输出电压下降时，在高压电池中充入与由不必要的LDC输出引起的LDC输出损耗(例如，由车辆的电场负荷的驱动以及辅助电池的充电引起的损耗)同样多的再生制动能量，从而提高系统效率。因此，在本发明中，当混合动力车进入在用于LDC的可变电压控制的驱动模式中的再生制动模式状态且辅助电池的SOC等于或大于可确定为充分符合条件的预设SOC时，驱动模式可以从再生制动模式切换到电动车模式(EV模式)，从而在电动车模式中可变地调节LDC目标电压(例如，输出电压)。
参考图4，控制器可以配置成确定混合动力车是否以再生制动模式驱动，即，混合动力车是否进入再生制动模式中。响应于对混合动力车已进入再生制动模式中的确定，控制器可以配置成确定辅助电池的SOC值是否等于或大于临界值(例如，第一临界值)，该临界值设置为在以再生制动模式驱动车辆的过程中没有必要对辅助电池充电的值。具体地，第一临界值可以选择为通过校准确定辅助电池的SOC充分符合要求且因此没有必要对辅助电池充电的值。当满足辅助电池的SOC值等于或大于第一临界值的条件时，可以解除再生制动模式，并且驱动模式可以从再生制动模式切换到电动车模式，从而可变地调节LDC目标电压。
当辅助电池的SOC小于第一临界值时，可以在再生制动模式中使用用于LDC目标电压的命令表来可变地调节LDC目标电压。当满足辅助电池的SOC值等于或大于第一临界值的条件并因而将驱动模式从再生制动模式切换到电动车模式时，控制器可以首先配置成确定是否满足作为在电动车模式而不是再生制动模式中可变地控制LDC目标电压的确定条件的时间条件诸如再生制动开启时间、再生制动关断时间等。
再生制动开启时间是在辅助电池的SOC值等于或大于第一临界值的状态下保持再生制动模式的时间。再生制动关断时间是当不满足再生制动开启时间的条件时的时间，并且因此保持车辆进入电动车模式的状态。当随着辅助电池的SOC值等于或大于第一临界值的条件而切换驱动模式时，可以在特定条件下频繁地进行驱动模式的切换。因此，当满足辅助电池的SOC值等于或大于第一临界值的条件时，当再生制动开启时间等于或大于预设的第二临界值，车辆的驱动模式可以从再生制动模式切换到电动车模式。
当用于在辅助电池的SOC值等于或大于第一临界值的状态下保持再生制动模式的再生制动开启时间小于预设的第二临界值时，即，当延迟进入电动车模式时，可以可变地调节在再生制动模式中的LDC目标电压，直到再生制动开启时间达到第二临界值。
在满足再生制动开启时间等于或大于第二临界值的条件且车辆进入电动车模式后，在再生制动关断时间期间，可以在电动车模式中可变地调节LDC目标电压。当满足再生制动关断时间等于或大于预设的第三临界值的条件时，驱动模式可以从电动车模式切换到再生制动模式，以防止当LDC目标电压在电动车模式中以大量时间调节时电池耐久性能的劣化。
当满足再生制动关断时间等于或大于第三临界值的条件且驱动模式从电动车模式切换到再生制动模式时，可以在再生制动模式中可变地调节LDC目标电压。具体地，再生制动开启时间和再生制动关断时间可以进行重置，例如，其可以由HCU内的计时器进行计数。
此外，可以在HCU中生成和存储可以基于车辆的驱动模式和关于辅助电池SOC的信息而选择的多个LDC目标电压命令表(参见图2)。在如上所述构建的多个LDC目标电压命令表中，可以使用基于进入到再生制动模式或电动车模式中时的辅助电池SOC而选择的LDC目标电压命令表来确定并调节LDC目标电压。换言之，当车辆进入到电动车模式以调节LDC目标电压时，可以使用用于电动车模式中LDC目标电压命令的LDC目标电压命令表来调节LDC目标电压。当车辆进入再生制动模式以调节LDC目标电压时，可以使用用于再生制动模式中LDC目标电压命令的LDC目标电压命令表来调节LDC目标电压。
作为参考，在如上所述的LDC目标电压的可变控制中，在电动车模式中，LDC目标电压的控制中的LDC目标电压可以具有设置为辅助电池以正常状态保持或放电的SOC值，并且在再生制动模式中，LDC目标电压的控制中的LDC目标电压可以具有设置为辅助电池快速充电的SOC值。
如上所述，在本发明中，当辅助电池的SOC充分符合要求时，车辆的驱动模式可以从再生制动模式切换到电动车模式，且辅助电池的充电不必要。具体而言，驱动模式从再生制动模式到电动车模式的切换表明，辅助电池的充电是不必要的，驱动模式可以从在用于调节LDC目标电压的三个驱动模式中具有相对最高的辅助电池充电效率的再生制动模式切换到具有相对最低的辅助电池充电效率的电动车模式，从而使LDC目标电压的控制最优化并提高燃料效率。
换言之，在本发明中，当辅助电池的充电是不必要的时，驱动模式可以从再生制动模式切换到电动车模式，以最优地调节LDC输出电压，并提高燃料效率。作为参考，用于调节LDC电压的驱动模式可以通常确定为三种模式中的一种，三种模式即为，发动机充电模式、再生制动模式和电动车模式，并且可以使用基于在各个模式中辅助电池的温度和辅助电池的SOC的条件而构建的命令表来可变地调节LDC目标电压。
当燃料被喷射并且同时电动机功率满足充电滞后时，即，当燃料被喷射并且同时电动机功率可以等于或小于临界值时，确定发动机充电模式。在发动机充电模式中，可以由LDC调节辅助电池的充电电压。因此，辅助电池的充电路径效率会小于再生制动模式，因此，辅助电池的充电效率低。
当电动机功率和车辆速度在加速器踏板传感器被关闭(例如，脱离)的状态下满足车辆进入再生制动模式中的条件时，可以确定再生制动模式。在再生制动模式中，辅助电池的充电路径效率较高，因此，辅助电池可以被充电。
当电动机功率在没有喷射燃料的状态中等于或大于不满足充电滞后的临界值时，或者当电动机功率和车辆速度在加速器踏板传感器被打开(例如，接合)的状态下满足车辆进入电动车模式的条件时，可以确定电动车模式。在电动车模式中，辅助电池可以不由电动机或发动机充电，并且高压电池的电力可以通过LDC电压的调节在辅助电池中充电。
本发明已经参考其优选实施方式进行了详细描述。然而，本领域技术人员将意识到，可以在这些实施方式中做出改变而不偏离本发明的原理和精神，本发明的范围由所附权利要求及其等效物定义。

Claims (8)

1.一种用于控制混合动力车的低压直流-直流变换器的电压的方法，其包括：
由控制器确定所述混合动力车是否以再生制动模式驱动；
由所述控制器确定辅助电池的充电状态值是否等于或大于第一临界值，所述第一临界值设置为在以所述再生制动模式驱动期间不必要对所述辅助电池充电的值；以及
当所述辅助电池的充电状态值等于或大于设置的所述第一临界值时，由所述控制器将所述混合动力车的驱动模式从所述再生制动模式切换到电动车模式，并在所述电动车模式中可变地调节所述低压直流-直流变换器的目标电压。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，当在所述辅助电池的充电状态值等于或大于所述第一临界值的状态下保持所述再生制动模式的再生制动开启时间等于或大于预设的第二临界值时，将所述混合动力车的驱动模式从所述再生制动模式切换到所述电动车模式。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在保持进入所述电动车模式的状态下的再生制动关断时间的期间，在所述电动车模式中可变地调节所述低压直流-直流变换器的目标电压，并且当所述再生制动关断时间等于或大于预设的第三临界值时，将所述混合动力车的驱动模式从所述电动车模式切换到所述再生制动模式。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，当在所述辅助电池的充电状态值等于或大于所述第一临界值的状态下保持所述再生制动模式的再生制动开启时间小于预设的第二临界值时，在所述再生制动模式中可变地调节所述低压直流-直流变换器的目标电压，以延迟进入所述电动车模式。
5.一种用于控制混合动力车的低压直流-直流变换器的电压的系统，其包括：
存储器，其配置成存储程序指令；以及
处理器，其配置成执行所述程序指令，当被执行时所述程序指令配置成：
确定所述混合动力车是否以再生制动模式驱动；
确定辅助电池的充电状态值是否等于或大于第一临界值，所述第一临界值设置为在以所述再生制动模式驱动期间不必要对所述辅助电池充电的值；以及
当所述辅助电池的充电状态值等于或大于设置的所述第一临界值时，将所述混合动力车的驱动模式从所述再生制动模式切换到电动车模式，并在所述电动车模式中可变地调节所述低压直流-直流变换器的目标电压。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，当在所述辅助电池的充电状态值等于或大于所述第一临界值的状态下保持所述再生制动模式的再生制动开启时间等于或大于预设的第二临界值时，将所述混合动力车的驱动模式从所述再生制动模式切换到所述电动车模式。
7.根据权利要求5所述的系统，其中，在保持进入所述电动车模式的状态下的再生制动关断时间的期间，在所述电动车模式中可变地调节所述低压直流-直流变换器的目标电压，并且当所述再生制动关断时间等于或大于预设的第三临界值时，将所述混合动力车的驱动模式从所述电动车模式切换到所述再生制动模式。
8.根据权利要求5所述的系统，其中，当在所述辅助电池的充电状态值等于或大于所述第一临界值的状态下保持所述再生制动模式的再生制动开启时间小于预设的第二临界值时，在所述再生制动模式中可变地调节所述低压直流-直流变换器的目标电压，以延迟进入所述电动车模式。
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