DE102015225296A1

DE102015225296A1 - System und Verfahren zum Regeln der LDC-Spannung eines Hybridfahrzeugs

Info

Publication number: DE102015225296A1
Application number: DE102015225296.5A
Authority: DE
Inventors: Dong Jun Shin; Soung Han Noh; Jun Yeon Park; Chang Ryeol Yoo; Hwan Hwang
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2015-06-22
Filing date: 2015-12-15
Publication date: 2016-12-22
Anticipated expiration: 2035-12-16
Also published as: CN106256638A; US20160368480A1; US9969398B2; KR101664713B1; CN106256638B; DE102015225296B4

Abstract

Es werden ein System und Verfahren zum Regeln einer Niederspannungs-DC-DC-Wandler-(LDC) Spannung eines Hybridfahrzeugs bereitgestellt. Die LDC-Spannung wird basierend darauf, in welchen Fahrmodus das Fahrzeug eintritt, optimal eingestellt, wodurch die Kraftstoffeffizienz verbessert wird. Das Verfahren umfasst ein Bestimmen, ob das Hybridfahrzeug in einem regenerativen Bremsmodus angetrieben wird, und ob ein Wert eines Ladezustandes (State OF Charge – SOC) einer Hilfsbatterie gleich oder größer als ein erster Wert ist, der als ein Wert eingestellt wird, wenn ein Laden der Hilfsbatterie während des Fahrens in dem regenerativen Bremsmodus nicht erforderlich ist. Wenn der Wert des SOC der Hilfsbatterie gleich oder größer als der eingestellte erste kritische Wert ist, wird der Fahrmodus von dem regenerativen Bremsmodus in einen Elektrofahrzeug-(Electric Vehicle – EV) Modus umgeschaltet und eine LDC-Zielspannung wird in dem EV-Modus variabel eingestellt.

Description

HINTERGRUND
(a) Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und Verfahren zum Regeln einer Niederspannungs-DC-DC-Wandler-(Low-Voltage DC-DC Converter – LDC) Spannung eines Hybridfahrzeugs und insbesondere ein System und Verfahren zum Regeln einer LDC-Spannung eines Hybridfahrzeugs, wobei eine Ausgangsspannung des LDC während eines Fahrens des Fahrzeugs optimal eingestellt wird, wodurch die Kraftstoffeffizienz verbessert wird.
(b) Stand der Technik
Im Allgemeinen lädt ein innerhalb eines Hybridfahrzeugs angebrachter Niederspannungs-DC-DC-Wandler (LDC) eine Hilfsbatterie durch Umwandeln einer von einer Hochspannungsbatterie ausgegebenen Hochspannungs-Gleichstrom-(Direct Current – DC) Spannung in eine Niederspannungs-DC-Spannung und überwacht Lasten eines elektrischen Feldes des Fahrzeugs, um einen Strom zuzuführen, der für eine in jeder Last eines elektrischen Feldes verwendete Spannung geeignet ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Erfindung stellt bereit ein System und Verfahren zum Steuern/Regeln einer Niederspannungs-DC-DC-Wandler-(LDC) Spannung eines Hybridfahrzeugs, wobei bestimmt werden kann, ob das Fahrzeug in einen regenerativen Bremsmodus/Rückgewinnungsbremsmodus eingetreten ist, und ob der Eintritt in den regenerativen Bremsmodus freigegeben worden ist, um die LDC-Spannung auf der Grundlage des Fahrmodus/Antriebsmodus, in den das Fahrzeug eintritt, optimal einzustellen, wodurch die Kraftstoffeffizienz verbessert wird.
In einer Ausgestaltung stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Steuern/Regeln einer LDC-Spannung eines Hybridfahrzeugs bereit, wobei das Verfahren umfassen kann: Bestimmen, ob das Hybridfahrzeug in einem regenerativen Bremsmodus angetrieben wird; Bestimmen, ob ein Wert eines Ladezustandes (State OF Charge – SOC) einer Hilfsbatterie gleich oder größer als ein erster Wert ist, der als ein Wert eingestellt/festgelegt wird, wo es nicht notwendig ist, die Hilfsbatterie während des Fahrens in dem regenerativen Bremsmodus zu laden; und wenn der SOC der Hilfsbatterie gleich oder größer als der eingestellte erste kritische Wert ist, Umschalten des Fahrmodus/Antriebsmodus von dem regenerativen Bremsmodus in einen Elektrofahrzeug-(Electric Vehicle – EV) Modus, und variables Einstellen einer LDC-Sollspannung/LDC-Zielspannung in dem EV-Modus.
In einem Ausführungsbeispiel, wenn eine Einschaltzeit des regenerativen Bremsens, für die der regenerative Bremsmodus in dem Zustand gehalten wird, in dem der Wert des SOC der Hilfsbatterie gleich oder größer als der erste kritische Wert ist, gleich oder größer als ein vorgegebener zweiter kritischer Wert ist, kann der Fahrmodus des Fahrzeugs von dem regenerativen Bremsmodus in den EV-Modus umgeschaltet werden, um den Eintritt in den EV-Modus zu verzögern. Wenn die Einschaltzeit des regenerativen Bremsens kleiner als der vorgegebene zweite kritische Wert ist, kann die LDC-Zielspannung in dem regenerativen Bremsmodus variabel eingestellt werden, bis sie den zweiten kritischen Wert erreicht.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die LDC-Zielspannung in dem EV-Modus während einer Ausschaltzeit des regenerativen Bremsens, für die der Eintritt in den EV-Modus beibehalten wird, variabel eingestellt werden, und wenn die Ausschaltzeit des regenerativen Bremsens gleich oder größer als ein vorgegebener dritter kritischer Wert ist, kann der Fahrmodus des Fahrzeugs von dem EV-Modus in den regenerativen Bremsmodus umgeschaltet werden. Wenn die Einschaltzeit des regenerativen Bremsens, für die der regenerative Bremsmodus in dem Zustand gehalten wird, in dem der SOC der Hilfsbatterie gleich oder größer als der erste kritische Wert ist, kleiner als der vorgegebene zweite kritische Wert ist, kann die LDC-Zielspannung in dem regenerativen Bremsmodus variabel eingestellt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obigen und weiteren Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele derselben im Detail beschrieben, die durch die beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, welche hierin nachstehend nur zur Veranschaulichung angegeben sind und somit für die vorliegende Erfindung nicht einschränkend sind. In den Figuren zeigen/beschreiben:
1 ein Diagramm, das Fahrmodi für eine Regelung mit variabler Spannung eines Niederspannungs-DC-DC-Wandlers (LDC) eines Hybridfahrzeugs und einen Energiefluss für jeden Fahrmodus gemäß dem Stand der Technik darstellt;
2 ein Diagramm, das einen Fluss für eine Spannungsregelung des LDC gemäß dem Stand der Technik darstellt;
3 ein Diagramm, das einen Energiefluss auf der Grundlage einer LDC-Ausgabe/eines LDC-Ausgangssignals in einem regenerativen Bremsmodus eines Hybridfahrzeugs gemäß dem Stand der Technik darstellt; und
4 ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern/Regeln einer LDC-Spannung des Hybridfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
Es ist zu beachten, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabgerecht sind und eine etwas vereinfachte Darstellung von verschiedenen bevorzugten Merkmalen darstellen, die der Veranschaulichung der Grundsätze der Offenbarung dienen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Offenbarung, wie sie hierin offenbart sind, einschließlich z. B. spezifischer Abmessungen, Orientierungen, Einbauorte und Formen werden zum Teil durch die eigens dafür vorgesehene Anmeldung und die Arbeitsumgebung bestimmt. In den Figuren beziehen sich die Bezugszeichen auf die gleichen oder äquivalenten Teile der vorliegenden Offenbarung überall in den einzelnen Figuren der Zeichnungen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es versteht sich, dass der Ausdruck ”Fahrzeug” oder ”Fahrzeug-” oder andere gleichlautende Ausdrücke wie sie hierin verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen wie z. B. Personenkraftwagen einschließlich Sports Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastwägen, verschiedene Nutzungsfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielfalt von Booten und Schiffen, Luftfahrzeugen und dergleichen einschließen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybridelektrofahrzeuge, wasserstoffgetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoff umfassen (beispielsweise Kraftstoff, der von anderen Quellen als Erdöl gewonnen wird). Wie hierin Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Antriebsquellen aufweist, wie zum Beispiel sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
Obwohl das Ausführungsbeispiel derart beschrieben wird, dass es eine Mehrzahl von Einheiten verwendet, um den beispielhaften Prozess durchzuführen, versteht es sich, dass die beispielhaften Prozesse ebenfalls durch ein oder eine Mehrzahl von Modulen durchgeführt werden können. Darüber hinaus versteht es sich, dass sich der Ausdruck Steuerung/Steuereinheit auf eine Hardware-Vorrichtung bezieht, die einen Speicher und einen Prozessor umfasst. Der Speicher ist eingerichtet, um die Module zu speichern, und der Prozessor ist insbesondere eingerichtet, um die besagten Module auszuführen, um einen oder mehrere Prozesse durchzuführen, die weiter unten beschrieben werden.
Darüber hinaus kann die Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nichtflüchtige computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium ausgeführt werden, das ablauffähige Programmbefehle umfasst, die durch einen Prozessor, eine Steuerung/Steuereinheit oder dergleichen ausgeführt werden. Beispiele von computerlesbaren Speichermedien umfassen in nicht einschränkender Weise ROM, RAM, Compact-Disc (CD)-ROMs, Magnetbänder, Floppydisks, Flash-Laufwerke, Smart Cards und optische Datenspeichervorrichtungen. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann ebenfalls in netzgekoppelten Computersystemen dezentral angeordnet sein, so dass das computerlesbare Medium in einer verteilten Art und Weise gespeichert und ausgeführt wird, z. B. durch einen Telematik-Server oder ein Controller Area Network (CAN).
Die hierin verwendete Terminologie ist zum Zwecke der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen vorgesehen und ist nicht dazu bestimmt, die Erfindung einzuschränken. Wie hierin verwendet, sind die Singularformen ”ein”, ”eine/einer” und ”der/die/das” dazu vorgesehen, dass sie ebenso die Pluralformen umfassen, wenn aus dem Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht. Es versteht sich ferner, dass die Ausdrücke ”aufweisen” und/oder ”aufweisend”, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, die Anwesenheit der angegebenen Merkmale, Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten beschreiben, aber nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einen oder mehreren Merkmalen, Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Wie hierin verwendet, umfasst der Ausdruck ”und/oder” jede und sämtliche Kombinationen von einem oder mehreren der zugeordneten aufgeführten Elemente.
Nachstehend wird nun ausführlich auf verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, wobei deren Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind und unterhalb beschrieben werden. Während die Offenbarung in Verbindung mit Ausführungsformen beschrieben wird, versteht es sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu vorgesehen ist, um die Offenbarung auf jene Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegensatz dazu ist die Offenbarung dazu vorgesehen, nicht nur die Ausführungsformen abzudecken, sondern ebenfalls verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und weitere Ausführungsformen, die innerhalb der Lehre und des Umfangs Offenbarung umfasst sein können, wie dies durch die beigefügten Ansprüche beschrieben ist.
Um das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu fördern, werden die Begriffe ”Niederspannungs-DC-DC-Wandler” und ”LDC”, die die gleiche Bedeutung haben, unter den in dieser Beschreibung verwendeten zusammen verwendet.
Im Stand der Technik wurde eine Regelung mit variabler Spannung in einem effizienten Spannungsregelverfahren des LDC durchgeführt. Demzufolge wird eine Lade- oder Entladespannung des LDC bestimmt und gemäß einem der klassifizierten Fahrmodi ausgegeben (siehe 1). Eine Ladespannungsregelung des LDC zum Laden der Hilfsbatterie usw. wird durchgeführt, wenn das Fahrzeug in einem regenerativen Bremsmodus angetrieben wird, und demzufolge wird eine Referenz zum Bestimmen, ob das Fahrzeug in den regenerativen Bremsmodus eingetreten ist und ob der Eintritt in den regenerativen Bremsmodus freigegeben worden ist, eingestellt. Der Fahrmodus des Fahrzeugs, der verwendet wird, um eine Spannung des LDC einzustellen, kann in drei Modi klassifiziert werden, d. h., einen Maschinen-Lademodus/Brennkraftmaschinen-Lademodus, einen regenerativen Bremsmodus/Nutzbremsungsmodus und einen Elektrofahrzeug-Modus (EV Mode). Insbesondere wird ein Verfahren zum Steuern/Regeln einer Spannung des LDC gemäß dem Stand der Technik im Folgenden beschrieben.
2 stellt einen Fluss für eine Spannungsregelung des LDC dar. In der Spannungsregelung des LDC wird ein Spannungsbefehl an den LDC von einer Hybridsteuereinheit (Hybrid Control Unit – HCU) als eine innerhalb des Fahrzeugs angebrachte Steuerung ausgegeben. Die HCU ist eingerichtet, um einen Fahrmodus des Fahrzeugs zwischen einem Elektrofahrzeug-Modus (EV), einem Maschinen-Lademodus und einem regenerativen Bremsmodus, wie in 2 gezeigt, auf der Grundlage eines Schalthebels, einer Kraftstoffeinspritzung, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Motorleistung, ein Maß der Gaspedalbewegung/Gaspedalmaß usw. zu bestimmen.
Die HCU ist dann eingerichtet, um eine Befehlstabelle für LDC-Spannungsbefehle auf der Grundlage von Informationen über einen Ladezustand (State OF Charge – SOC) der Hilfsbatterie und einer Temperatur der Hilfsbatterie zusätzlich zu den bestimmten Fahrmodi auszuwählen, und um eine LDC-Ausgangsspannung (z. B. Zielspannung) durch die die ausgewählte Befehlstabelle zu bestimmen, wodurch die Spannungsregelung durchgeführt wird. Insbesondere ist die HCU eingerichtet, um eine Befehlstabelle für Spannungsbefehle des LDC auf der Grundlage eines Fahrmodus und von Informationen in Bezug auf einen SOC der Hilfsbatterie auszuwählen.
Die Befehlstabelle wird zuvor auf der Grundlage von Informationen in Bezug auf einen SOC der Hilfsbatterie und einer Temperatur der Hilfsbatterie erzeugt und dann in der HCU gespeichert. Basierend auf einem Fahrmodus und Informationen in Bezug auf einen SOC der Hilfsbatterie und einer Temperatur der Hilfsbatterie wird die Befehlstabelle erzeugt durch Berücksichtigen einer minimalen LDC-Ausgabe/eines minimalen LDC-Ausgangssignals, durch Berücksichtigen einer minimalen LDC-Zielspannung zum Laden, durch Berücksichtigen einer optimalen Effizienz zum Beibehalten des SOC einer Batterie, durch Berücksichtigen einer optimalen LDC-Zielspannung zum Laden oder durch Berücksichtigen der Maximierung des Sammelns von regenerativer Bremsenergie.
Zum Beispiel kann in der Befehlstabelle, wenn der SOC der Hilfsbatterie hoch ist, eine Minimalspannungs-Ausgangssignalregelung des LDC zum Minimieren der Lademenge der Hilfsbatterie in dem EV-Modus und dem Maschinen-Lademodus berücksichtigt werden. Wenn der SOC der Hilfsbatterie niedrig ist, kann eine Spannungsregelung des LDC zum Laden der Hilfsbatterie in dem EV-Modus und dem Maschinen-Lademodus berücksichtigt werden und eine Spannungsregelung des LDC kann zum Maximieren einer Energiesammlung in dem regenerativen Bremsmodus berücksichtigt werden. Somit kann es möglich sein, eine differenzierte Strategie für die variable Spannungsregelung des LDC gemäß Informationen, die an der HCU empfangen werden, zu bilden. Jedoch weist die oben beschrieben Ausgangsspannungsregelung des LDC ein Problem auf, dass der LDC eine Ladespannung zum Laden der Hilfsbatterie selbst dann ausgibt, wenn der SOC der Hilfsbatterie ausreichend zufrieden stellend ist, nachdem das Fahrzeug in den regenerativen Bremsmodus eintritt.
Weiterhin, wie in 3 gezeigt, da es nicht notwendig ist, die Hilfsbatterie zu laden, wenn der SOC der Hilfsbatterie zufrieden stellend ist, wenn veranlasst wird, dass die LDC-Ausgangsspannung verringert wird, wird regenerative Bremsenergie so viel wie ein durch ein unnötiges LDC-Ausgangssignal verursachter LDC-Leistungsverlust (z. B. Verlust, der durch Betreiben einer Last eines elektrischen Feldes des Fahrzeugs und Laden der Hilfsbatterie verursacht wird) in die Hochspannungsbatterie geladen, wodurch die Systemeffizienz verbessert wird. Somit kann in der vorliegenden Erfindung, wenn sich der SOC der Hilfsbatterie in einem Zustand befindet, in dem das Hybridfahrzeug in den regenerativen Bremsmodus zwischen den Fahrmodi für eine Regelung mit variabler Spannung des LDC eintritt, gleich oder größer als ein vorgegebener SOC ist, der als ausreichend zufrieden stellend bestimmt werden kann, der Fahrmodus von dem regenerativen Bremsmodus in den Elektrofahrzeug-Modus (EV-Modus) umgeschaltet werden, wodurch eine LDC-Zielspannung (z. B. Ausgangsspannung) in dem Elektrofahrzeugmodus variabel eingestellt wird.
Unter Bezugnahme auf 4 kann eine Steuerung eingerichtet sein, um zu bestimmen, ob das Hybridfahrzeug in dem regenerativen Bremsmodus gefahren/angetrieben wird, d. h., ob das Hybridfahrzeug in den regenerativen Bremsmodus eintritt. In Erwiderung auf ein Bestimmen, dass das Hybridfahrzeug in den regenerativen Bremsmodus eingetreten ist, kann die Steuerung eingerichtet sein, um zu bestimmen, ob ein Wert des SOC der Hilfsbatterie gleich oder größer als ein kritischer Wert (z. B. erster kritischer Wert) ist, der als ein Wert eingestellt wird, wo es nicht erforderlich ist, die Hilfsbatterie beim Fahren des Fahrzeugs in dem regenerativen Bremsmodus zu laden. Insbesondere kann der erste kritische Wert als ein Wert ausgewählt werden, wo es durch Kalibrierung bestimmt wird, dass der SOC der Hilfsbatterie ausreichend zufrieden stellend ist und es daher unnötig sein kann, die Hilfsbatterie zu laden. Wenn eine Bedingung, dass der Wert des SOC der Hilfsbatterie gleich oder größer als der erste kritische Wert ist, erfüllt wird, kann der regenerative Bremsmodus freigegeben werden und der Fahrmodus kann von dem regenerativen Bremsmodus in den Elektrofahrzeugmodus umgeschaltet werden, wodurch die LDC-Zielspannung variabel eingestellt wird.
Wenn der SOC der Hilfsbatterie kleiner als der erste kritische Wert ist, kann die LDC-Zielspannung unter Verwendung einer Befehlstabelle für die LDC-Zielspannung in dem regenerativen Bremsmodus variabel eingestellt werden. Wenn die Bedingung, dass der Wert des SOC der Hilfsbatterie gleich oder größer als der erste kritische Wert ist, erfüllt wird, und daher der Fahrmodus von dem regenerativen Bremsmodus in den Elektrofahrzeugmodus umgeschaltet wird, kann die Steuerung zunächst eingerichtet sein, um zu bestimmen, ob eine Zeitbedingung, wie beispielsweise eine Einschaltzeit des regenerativen Bremsens, eine Ausschaltzeit des regenerativen Bremsens usw., als eine Bestimmungsbedingung zum variablen Regeln der LDC-Zielspannung in dem Elektrofahrzeugmodus anstatt dem regenerativen Bremsmodus erfüllt wird.
Die Einschaltzeit des regenerativen Bremsens ist eine Zeit, für die der regenerative Bremsmodus in dem Zustand gehalten wird, in dem der Wert des SOC der Hilfsbatterie gleich oder größer als der erste kritische Wert ist. Die Ausschaltzeit des regenerativen Bremsens ist eine Zeit, wenn die Bedingung der Einschaltzeit des regenerativen Bremsens erfüllt wird, und daher wird der Zustand, in dem das Fahrzeug in den Elektrofahrzeugmodus eintritt, beibehalten. Wenn der Fahrmodus umgeschaltet wird, wenn die Bedingung, dass der Wert des SOC der Hilfsbatterie gleich oder größer als der erste kritische Wert ist, kann das Umschalten des Fahrmodus in einem spezifischen Zustand häufig durchgeführt werden. Demzufolge, wenn die Einschaltzeit des regenerativen Bremsens gleich oder größer als ein vorgegebener zweiter Wert ist, um den Eintritt in den Elektrofahrzeugmodus zu verzögern, wenn die Bedingung, dass der Wert des SOC der Hilfsbatterie gleich oder größer als der erste kritische Wert ist, erfüllt wird, kann der Fahrmodus des Fahrzeugs von dem regenerativen Bremsmodus in den Elektrofahrzeugmodus umgeschaltet werden.
Wenn die Einschaltzeit des regenerativen Bremsens zum Beibehalten des regenerativen Bremsmodus in dem Zustand, in dem der Wert des SOC der Hilfsbatterie gleich oder größer als der erste kritische Wert ist, kleiner als der vorgegebene zweite kritische wert ist, d. h., wenn der Eintritt in den Elektrofahrzeugmodus verzögert wird, kann die LDC-Zielspannung in dem regenerativen Bremsmodus variabel eingestellt werden, bis die Einschaltzeit des regenerativen Bremsens den zweiten kritischen Wert erreicht.
Nachdem die Bedingung, dass die Einschaltzeit des regenerativen Bremsens gleich oder größer als der zweite kritische Wert ist, erfüllt ist und das Fahrzeug in den Elektrofahrzeugmodus eintritt, kann die LDC-Zielspannung in dem Elektrofahrzeugmodus während der Ausschaltzeit des regenerativen Bremsens variabel eingestellt werden. Wenn eine Bedingung, dass die Ausschaltzeit des regenerativen Bremsens gleich oder größer als ein vorgegebener dritter kritischer Wert ist, erfüllt wird, kann der Fahrmodus von dem Elektrofahrzeugmodus in den regenerativen Bremsmodus umgeschaltet werden, um eine Verschlechterung der Haltbarkeitsleistung der Batterie zu verhindern, wenn die LDC-Zielspannung in dem Elektrofahrzeugmodus für eine wesentliche Zeit eingestellt wird.
Wenn die Bedingung, dass die Ausschaltzeit des regenerativen Bremsens gleich oder größer als der dritte kritische Wert ist, erfüllt wird und der Fahrmodus von dem Elektrofahrzeugmodus in den regenerativen Bremsmodus umgeschaltet wird, kann die LDC-Zielspannung in dem regenerativen Bremsmodus variabel eingestellt werden. Insbesondere können die Einschaltzeit des regenerativen Bremsens und die Ausschaltzeit des regenerativen Bremsens zurückgesetzt werden, die durch zum Beispiel einen Zeitgeber innerhalb der HCU gezählt werden können.
Ferner kann eine Mehrzahl von LDC-Zielspannungs-Befehlstabellen, die auf der Grundlage des Fahrmodus des Fahrzeugs und von Informationen über den SOC der Hilfsbatterie auswählbar sind, erzeugt werden und in der HCU gespeichert werden (siehe 2). Die LDC-Zielspannung kann bestimmt und eingestellt werden unter Verwendung einer LDC-Zielspannungs-Befehlstabelle, die auf der Grundlage eines SOC der Hilfsbatterie in dem Eintritt in den regenerativen Bremsmodus oder den Elektrofahrzeugmodus zwischen der Mehrzahl der wie oben beschrieben gebildeten LDC-Zielspannungs-Befehlstabellen ausgewählt wird. Mit anderen Worten, wenn das Fahrzeug in den Elektrofahrzeugmodus eintritt, um die LDC-Zielspannung einzustellen, kann die LDC-Zielspannung unter Verwendung einer LDC-Zielspannungs-Befehlstabelle für einen LDC-Zielspannungs-Befehl in den Elektrofahrzeugmodus eingestellt werden. Wenn das Fahrzeug in den regenerativen Bremsmodus eintritt, um die LDC-Zielspannung einzustellen, kann die LDC-Zielspannung unter Verwendung einer LDC-Zielspannungs-Befehlstabelle für einen LDC-Zielspannungs-Befehl in dem regenerativen Bremsmodus eingestellt werden.
Als Referenz, in der variablen Regelung der LDC-Zielspannung, wie oben beschrieben, kann die LDC-Zielspannung in der Regelung der LDC-Zielspannung in dem Elektrofahrzeugmodus einen Wert aufweisen, der auf einen SOC eingestellt wird, in dem die Hilfsbatterie in einem normalen Zustand gehalten oder entladen wird, und die LDC-Zielspannung in der Regelung der LDC-Zielspannung in dem regenerativen Bremsmodus kann einen Wert aufweisen, der auf einen SOC eingestellt wird, in dem die Hilfsbatterie schnell geladen wird.
Wie oben beschrieben, kann in der vorliegenden Erfindung der Fahrmodus des Fahrzeugs von dem regenerativen Bremsmodus in den Elektrofahrzeugmodus umgeschaltet werden, wenn der SOC der Hilfsbatterie ausreichend zufrieden stellend ist, und ein Laden der Hilfsbatterie kann unnötig sein. Insbesondere gibt das Umschalten des Fahrmodus von dem regenerativen Bremsmodus in den Elektrofahrzeugmodus an, dass ein Laden der Hilfsbatterie nicht erforderlich ist, wobei der Fahrmodus von dem regenerativen Bremsmodus mit eine relativ höchsten Ladeeffizienz der Hilfsbatterie in den Elektrofahrzeugmodus mit einer relativ niedrigsten Ladeeffizienz der Hilfsbatterie zwischen den drei Fahrmodi, die zum Einstellen der LDC-Zielspannung verwendet werden, umgeschaltet werden kann, wodurch die Regelung der LDC-Zielspannung optimiert und die Kraftstoffeffizienz verbessert werden.
Mit anderen Worten ist in der vorliegenden Erfindung ein Laden der Hilfsbatterie nicht erforderlich, wobei der Fahrmodus von dem regenerativen Bremsmodus in den Elektrofahrzeugmodus umgeschaltet werden kann, um die LDC-Ausgangsspannung optimal einzustellen und die Kraftstoffeffizienz zu verbessern. Als Referenz kann der Fahrmodus zum Einstellen der LDC-Spannung im Allgemeinen als einer von drei Modi bestimmt werden, d. h., einen Maschinen-Lademodus, einen regenerativen Bremsmodus und einen Elektrofahrzeugmodus, und die LDC-Zielspannung kann unter Verwendung einer Befehlstabelle, die auf der Grundlage von Bedingungen einer Temperatur der Hilfsbatterie und eines SOC der Hilfsbatterie gebildet wird, in jedem Modus variabel eingestellt werden.
Der Maschinen-Lademodus wird bestimmt, wenn Kraftstoff eingespritzt wird und gleichzeitig die Motorleistung eine Ladehysterese erfüllt, d. h., wenn Kraftstoff eingespritzt wird und gleichzeitig die Motorleistung gleich oder kleiner als ein kritischer Wert ist. In dem Maschinen-Lademodus kann die Ladespannung der Hilfsbatterie durch den LDC eingestellt werden.
Demzufolge kann die Effizienz des Ladepfades der Hilfsbatterie kleiner sein als die in dem regenerativen Bremsmodus, und somit kann die Ladeeffizienz der Hilfsbatterie niedrig sein.
Der regenerative Bremsmodus kann bestimmt werden, wenn die Motorleistung und die Fahrzeuggeschwindigkeit eine Bedingung, dass das Fahrzeug in den regenerativen Bremsmodus in einem Zustand eintritt, in dem ein Gaspedalsensor ausgeschaltet ist (z. B. ausgerückt), erfüllen. In dem regenerativen Bremsmodus ist die Effizienz des Ladepfades hoch und somit kann die Hilfsbatterie geladen werden.
Der Elektrofahrzeugmodus kann bestimmt werden, wenn die Motorleistung gleich oder größer als der kritische Wert ist, der die Ladehysterese in einem Zustand, in dem kein Kraftstoff eingespritzt wird, nicht erfüllt, oder wenn die Motorleistung und die Fahrzeuggeschwindigkeit eine Bedingung, dass das Fahrzeug in den Elektrofahrzeugmodus in einem Zustand eintritt, in dem der Gaspedalsensor eingeschaltet ist (z. B. eingerückt/eingerastet), erfüllen. In dem Elektrofahrzeugmodus kann die Hilfsbatterie durch den Motor oder die Brennkraftmaschine/Maschine nicht geladen werden und die Leistung der Hochspannungsbatterie kann in der Hilfsbatterie durch die Einstellung der LDC-Spannung geladen werden.
Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele derselben ausführlich beschrieben worden. Es versteht sich jedoch für einen Durchschnittsfachmann, dass Änderungen in diesen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne von den Grundsätzen und der Lehre der Erfindung abzuweichen, wobei der Umfang derselben in den beigefügten Ansprüchen und ihren Äquivalenten bestimmt wird.

Claims

Verfahren zum Regeln einer Niederspannungs-Gleichstrom-Gleichstrom-(DC-DC) Wandler (LDC) Spannung eines Hybridfahrzeugs, aufweisend: Bestimmen, durch eine Steuerung, ob das Hybridfahrzeug in einem regenerativen Bremsmodus angetrieben wird; Bestimmen, durch die Steuerung, ob ein Wert eines Ladezustandes (State OF Charge – SOC) einer Hilfsbatterie gleich oder größer als ein erster Wert ist, der als ein Wert eingestellt wird, wobei ein Laden der Hilfsbatterie während des Fahrens in dem regenerativen Bremsmodus nicht erforderlich ist; und wenn der Wert des SOC der Hilfsbatterie gleich oder größer als der eingestellte erste kritische Wert ist, Umschalten, durch die Steuerung, des Fahrmodus von dem regenerativen Bremsmodus in einen Elektrofahrzeug-(Electric Vehicle – EV) Modus, und variables Einstellen einer LDC-Zielspannung in dem EV-Modus.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei, wenn eine Einschaltzeit des regenerativen Bremsens, für die der regenerative Bremsmodus in dem Zustand gehalten wird, in dem der Wert des SOC der Hilfsbatterie gleich oder größer als der erste kritische Wert ist, gleich oder größer als ein vorgegebener zweiter kritischer Wert ist, der Fahrmodus des Fahrzeugs von dem regenerativen Bremsmodus in den EV-Modus umgeschaltet wird, um den Eintritt in den EV-Modus zu verzögern.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die LDC-Zielspannung in dem EV-Modus während einer Ausschaltzeit des regenerativen Bremsens, für die der Eintritt in den EV-Modus beibehalten wird, variabel eingestellt wird, und wenn die Ausschaltzeit des regenerativen Bremsens gleich oder größer als ein vorgegebener dritter kritischer Wert ist, der Fahrmodus des Fahrzeugs von dem EV-Modus in den regenerativen Bremsmodus umgeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei, wenn die Einschaltzeit des regenerativen Bremsens, für die der regenerative Bremsmodus in dem Zustand gehalten wird, in dem der Wert des SOC der Hilfsbatterie gleich oder größer als der erste kritische Wert ist, kleiner als der vorgegebene zweite kritische Wert ist, die LDC-Zielspannung in dem regenerativen Bremsmodus variabel eingestellt wird.
System zum Regeln einer Niederspannungs-Gleichstrom-Gleichstrom-(DC-DC)Wandler-(LDC) Spannung eines Hybridfahrzeugs, aufweisend: einen Speicher, der eingerichtet ist, um Programmbefehle zu speichern; und einen Prozessor, der eingerichtet ist, um die Programmbefehle auszuführen, wobei die Programmbefehle, wenn sie ausgeführt werden, eingerichtet sind, um: zu bestimmen, ob das Hybridfahrzeug in einem regenerativen Bremsmodus angetrieben wird; zu bestimmen, ob ein Wert eines Ladezustandes (State of Charge – SOC) einer Hilfsbatterie gleich oder größer als ein erster Wert ist, der als ein Wert eingestellt wird, wobei ein Laden der Hilfsbatterie während des Fahrens in dem regenerativen Bremsmodus nicht erforderlich ist; und wenn der Wert des SOC der Hilfsbatterie gleich oder größer als der eingestellte erste kritische Wert ist, den Fahrmodus von dem regenerativen Bremsmodus in einen Elektrofahrzeug-(Electric Vehicle – EV) Modus umzuschalten, und eine LDC-Zielspannung in dem EV-Modus variabel einzustellen.
System nach Anspruch 5, wobei, wenn eine Einschaltzeit des regenerativen Bremsens, für die der regenerative Bremsmodus in dem Zustand gehalten wird, in dem der Wert des SOC der Hilfsbatterie gleich oder größer als der erste kritische Wert ist, gleich oder größer als ein vorgegebener zweiter kritischer Wert ist, der Fahrmodus des Fahrzeugs von dem regenerativen Bremsmodus in den EV-Modus umgeschaltet wird, um den Eintritt in den EV-Modus zu verzögern.
System nach Anspruch 5 wobei die LDC-Zielspannung in dem EV-Modus während einer Ausschaltzeit des regenerativen Bremsens, für die der Eintritt in den eV-Modus beibehalten wird, variabel eingestellt wird, und wenn die Ausschaltzeit des regenerativen Bremsens gleich oder größer als ein vorgegebener dritter kritischer Wert ist, der Fahrmodus des Fahrzeugs von dem EV-Modus in den regenerativen Bremsmodus umgeschaltet wird.
System nach Anspruch 5 wobei, wenn die Einschaltzeit des regenerativen Bremsens, für die der regenerative Bremsmodus in dem Zustand gehalten wird, in dem der Wert des SOC der Hilfsbatterie gleich oder größer als der erste kritische Wert ist, kleiner als der vorgegebene zweite kritische Wert ist, die LDC-Zielspannung in dem regenerativen Bremsmodus variabel eingestellt wird.
Nichtflüchtiges computerlesbares Medium, das Programmbefehle enthält, die durch einen Prozessor oder eine Steuerung ausgeführt werden, das computerlesbare Medium aufweisend: Programmbefehle, die bestimmen, ob das Hybridfahrzeug in einem regenerativen Bremsmodus angetrieben wird; Programmbefehle, die bestimmen, ob ein Wert eines Ladezustandes (State OF Charge – SOC) einer Hilfsbatterie gleich oder größer als ein erster Wert ist, der als ein Wert eingestellt wird, wobei ein Laden der Hilfsbatterie während des Fahrens in dem regenerativen Bremsmodus nicht erforderlich ist; und Programmbefehle, die, wenn der Wert des SOC der Hilfsbatterie gleich oder größer als der eingestellte erste kritische Wert ist, den Fahrmodus von dem regenerativen Bremsmodus in einen Elektrofahrzeug-(Electric Vehicle – EV) Modus umschalten, und eine LDC-Zielspannung in dem EV-Modus variabel einstellen.
Nichtflüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 9, wobei, wenn eine Einschaltzeit des regenerativen Bremsens, für die der regenerative Bremsmodus in dem Zustand gehalten wird, in dem der Wert des SOC der Hilfsbatterie gleich oder größer als der erste kritische Wert ist, gleich oder größer als ein vorgegebener zweiter kritischer Wert ist, der Fahrmodus des Fahrzeugs von dem regenerativen Bremsmodus in den EV-Modus umgeschaltet wird, um den Eintritt in den EV-Modus zu verzögern.
Nichtflüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 9, wobei die LDC-Zielspannung in dem EV-Modus während einer Ausschaltzeit des regenerativen Bremsens, für die der Eintritt in den eV-Modus beibehalten wird, variabel eingestellt wird, und wenn die Ausschaltzeit des regenerativen Bremsens gleich oder größer als ein vorgegebener dritter kritischer Wert ist, der Fahrmodus des Fahrzeugs von dem EV-Modus in den regenerativen Bremsmodus umgeschaltet wird.
Nichtflüchtiges computerlesbares Medium nach Anspruch 9, wobei, wenn die Einschaltzeit des regenerativen Bremsens, für die der regenerative Bremsmodus in dem Zustand gehalten wird, in dem der Wert des SOC der Hilfsbatterie gleich oder größer als der erste kritische Wert ist, kleiner als der vorgegebene zweite kritische Wert ist, die LDC-Zielspannung in dem regenerativen Bremsmodus variabel eingestellt wird.