用於混合動力車的怠速充電的系統和方法
2023-05-24 07:22:11 1
專利名稱：用於混合動力車的怠速充電的系統和方法
技術領域：
本發明涉及混合動力車，更具體涉及用於混合動力車的怠速充電的系統和方法， 其根據駕駛狀況在考慮怠速充電控制的進入次數的情況下改變怠速充電控制的進入點和退出點。
背景技術：
混合動力車設置有例如汽油發動機或柴油發動機的發動機，以及使用發動機輸出功率產生電力並由存儲在電池的電力驅動以便輔助發動機輸出功率的電動機(電動機/發電機)。混合動力車通過在發動機低效率區使用電動機作為主要動力源或者輔助動力源， 以及在減速過程中通過再生制動產生電力並將電力儲存在電池中，來提高燃料的經濟性。無論發動機是被啟動還是停止，發動機和電動機的扭矩分布都對燃料電池的經濟性和混合動力車的驅動性有很大影響。無論發動機被啟動還是被停止，發動機和電動機的扭矩分布由包括車輛速度、油門踏板的位移和換檔速度的各種因素確定。其中最重要的因素是電池的充電狀態(state of charge，S0C)0一種用於管理電池充電狀態的方法是怠速充電控制，其中，發動機被啟動並且電動機作為發電機工作以便當電池充電狀態被降低到預定電壓時提高電池的充電狀態。此外，通過有效地執行怠速充電控制，可將電池充電狀態維持在優化的狀態。根據應用到常規混合動力車的怠速充電控制，進入怠速充電控制的充電狀態值 (% )和退出怠速充電控制的充電狀態值(％ )是固定的。例如，進入怠速充電控制的充電狀態值可被固定地設為電池充電的50%，而退出怠速充電控制的充電狀態值可被固定地設為電池充電的陽％。因此，當電池充電狀態減少到小於電池充電的50%時，強行啟動發動機並且執行怠速充電控制，而當由於執行怠速充電控制使得電池充電狀態增加到高於電池充電的陽％ 時，退出怠速充電控制。如果進入怠速充電控制或退出怠速充電控制的充電狀態值是固定的，那麼當混合動力車在人口稠密區僅以電動機(EV模式)運行時，發動機可能被頻繁地啟動或停止。因而，駕駛員可能會感覺到不適且市場銷路可能會劣化。為防止發動機工作過程頻繁切換，可擴大怠速充電控制的範圍。例如，進入怠速充電控制的充電狀態值可被固定地設為電池充電的40%，而從怠速充電控制釋放出來的充電狀態值可被固定地設為電池充電的70 %。然而，簡單地擴大怠速充電控制範圍可能導致發動機和電動機的扭矩分布不均勻。因此，燃料的經濟性可能會劣化。本背景技術部分中公開的上述信息只是為了增強對本發明背景的理解，因此可能包含不構成現有技術和/或在該國對本領域普通技術人員而言已知的信息。
發明內容
本發明的目的在於提供用於混合動力車的怠速充電系統和方法，其具有根據駕駛狀況基於怠速充電控制狀態的進入次數來改變怠速充電控制狀態的進入點和退出點的優
點ο根據本發明一個示例性實施方式所述的一種用於混合動力車的怠速充電系統可包括充電狀態(SOC)檢測器，被配置成檢測隨駕駛狀況變化的電池的充電狀態；怠速充電計數器，被配置成對怠速充電控制狀態的進入次數進行計數；充電控制器，被配置成基於電池的充電狀態和在預定時間內所計數的怠速充電控制狀態的進入次數，變化地設置怠速充電控制狀態的進入點和退出點；以及混合啟動發電機(Hybrid Start and Generator, HSG)，作為電動機工作以根據充電控制器的控制強行啟動發動機，並作為發電機工作以在發動機啟動時執行怠速充電。充電控制器可以通過混合啟動發電機強行啟動發動機，並且可以在電池的充電狀態達到變化確定的怠速充電控制的進入點時執行怠速充電，而可以在電池的充電狀態達到變化確定的怠速充電控制的退出點時使發動機停止。隨著在預定時間內車輛進入怠速充電控制的進入次數的增加，充電控制器降低怠速充電控制的進入點並提高怠速充電控制的退出點。充電控制器能夠依照預定的映射表變化地設定怠速控制狀態的進入點和退出點。根據本發明另一個示例性實施方式所述的一種用於混合動力車的怠速充電方法， 可包括檢測電池的充電狀態和怠速充電控制的進入次數；根據預定時間內怠速充電控制的進入次數，改變怠速充電控制的進入點和退出點；當電池的充電狀態達到怠速充電控制的進入點時通過強行啟動發動機來執行怠速充電；以及當在執行怠速充電時電池的充電狀態達到怠速充電控制的退出點時停止發動機。隨著在預定時間內車輛進入怠速充電控制的次數的增加，使怠速充電控制的進入點降低並將怠速充電控制的退出點設置得更高。
圖1是根據本發明示例性實施方式用於混合動力車的怠速充電系統的方框圖。圖2是根據本發明示例性實施方式用於混合動力車的怠速充電方法的流程圖。圖3是示出根據本發明示例性實施方式應用於混合動力車的怠速充電方法的怠速充電範圍的坐標圖。附圖標記的說明10:充電狀態檢測器 20:怠速充電計數器30:充電控制器40:混合啟動發電機
具體實施例方式以下參考附圖具體描述本發明的示例性實施方式。本領域技術人員應該知道，在不偏離本發明的思想和範圍的情況下，可以不同的方式修改所描述的實施方式。對於解釋本發明沒有必要的部件的描述將被省略，並且相同的附圖標記表示本發明中相同或者等同的部件。圖1是根據本發明的示例性實施方式用於混合動力車的怠速充電系統的方框圖。參考圖1，根據本發明示例性實施方式的用於混合動力車的怠速充電系統，包括 充電狀態檢測器10、怠速充電計數器20、充電控制器30、以及混合啟動發電機(Hybrid Start and Generator, HSG)40。充電狀態檢測器10檢測隨駕駛狀況改變的電池的充電狀態並將與之對應的信息傳送給充電控制器30。怠速充電計數器20對根據駕駛狀況進入怠速充電控制狀態的進入次數進行計數並將與之對應的信息傳送給充電控制器30。充電控制器30基於從充電狀態檢測器10接收到的電池的充電狀態和從怠速充電計數器20接收到的預定期間內怠速充電狀態的進入次數設置怠速充電控制狀態的進入點和退出點。如果電池的充電狀態達到變化確定的怠速充電控制的進入點，則充電控制器30 通過混合啟動發電機40啟動發動機並執行怠速充電，而如果電池的充電狀態達到變化確定的怠速充電控制的退出點，則停止發動機並退出怠速充電。隨著預定期間內車輛怠速充電控制的進入次數的增加，充電控制器30降低怠速充電控制的進入點並提高怠速充電控制的退出點。即，充電控制器30擴大怠速充電控制範圍。混合啟動發電機(Hybrid Start and Generator) 40作為電動機工作並根據充電控制器30的控制強行啟動發動機，如果發動機被啟動，則混合啟動發電機作為發電機工作並通過發動機的扭矩來執行怠速充電。下面具體描述根據本發明示例性實施方式的一種用於混合動力車的怠速充電方法。圖2是根據本發明示例性實施方式用於混合動力車的怠速充電方法的流程圖。在使用本發明示例性實施方式的混合動力車的運行狀態中，在步驟SlOl中，充電控制器30通過充電狀態檢測器10檢測電池的充電狀態，在步驟S102中，根據從怠速充電計數器20得到的駕駛狀況檢測預定時間內怠速充電控制的進入次數。之後，在步驟S103中，充電控制器30根據一預定時間內怠速充電控制的進入次數，計算最小和最大變化範圍AL和ΔΗ，並且在步驟S104中，基於電池的充電狀態和根據怠速充電的進入次數計算得到的變化範圍AL和ΔΗ來設置怠速充電控制範圍。如果在步驟S104中設置怠速充電控制範圍，則在步驟S105中，充電控制器30確定電池的充電狀態是否達到怠速充電控制的進入點。如果在步驟S105中電池的充電狀態達到怠速充電控制的進入點，則在步驟S106， 充電控制器30通過混合啟動發電機40強行啟動發動機。如果在步驟S106中啟動發動機，則混合啟動發電機40作為發電機來工作並通過發動機的扭矩產生電力。因此，在步驟S107中，混合啟動發電機40執行怠速充電。之後，在步驟S108中，充電控制器30確定電池的充電狀態是否達到由怠速充電控制的進入次數確定的怠速充電控制的退出點。如果在步驟S108中已達到怠速充電控制的退出點，則充電控制器30使發動機停止並且在步驟109中完成怠速充電。下面參考圖3進一步描述根據本發明示例性實施方式的一種用於混合動力車的怠速充電方法。在本說明書中示出怠速充電控制的進入點和怠速充電控制的退出點的一個例子，但本發明的範圍並不限制於此。如圖3所示，將怠速充電控制的初始進入點設置成電池最大充電狀態的50%，將怠速充電控制的初始退出點設置成電池最大充電狀態的陽%。如果由充電狀態檢測器10檢測到的電池充電狀態低於電池最大充電狀態的 50%，即在混合動力車以EV模式運行時怠速充電控制的進入點，則充電控制器30控制混合啟動發電機40以便強行啟動發動機並使混合啟動發電機40作為發電機工作以執行怠速充 H1^ ο如果電池的充電狀態超過電池最大充電狀態的55%，即通過怠速充電的怠速充電控制的退出點，則充電控制器30使發動機停止並退出怠速充電控制。此時，充電控制器30對怠速充電控制的進入次數進行計數，並且通過將在預定時間內怠速充電控制的進入次數應用到預定的映射表，來設置進入和退出怠速充電控制的變化範圍AL和ΔH。例如，如果在預定時間內怠速充電控制的進入次數為2，則通過預定映射表，將變化範圍設置為AL = 5禾口 ΔΗ=5。因此，怠速充電控制的進入點變成電池最大充電狀態的50_AL(即電池最大充電狀態的45% )，而怠速充電控制的退出點變成電池最大充電狀態的55+ΔΗ(即電池的最大充電狀態的60% )。之後，如果電池的充電狀態低於電池最大充電狀態的45 %，則充電控制器30強行啟動發動機並進入怠速充電控制。如果電池的充電狀態高於電池的最大充電狀態的60%， 則充電控制器30使發動機停止並退出怠速充電控制。與此同時，隨著在預定時間內進入怠速充電控制的頻率增大，變化範圍變大且發動機的狀態改變變少。如上所述，由於改變了怠速充電控制的進入點和退出點，因此減少了發動機狀態改變的次數。因而，根據本發明的示例性實施方式，駕駛員不會感覺到不適並且可以提高市場銷量。儘管結合目前被認為實踐上的示例性實施方式描述本發明，然而應該理解的是， 本發明並不限制在這些公開的實施方式，而是，相反地，本發明在於涵蓋包含在所附權利要求所限定的本發明的思想和範圍內的各種修改和等效物。
權利要求
1.一種用於混合動力車的怠速充電系統，包括充電狀態檢測器，被配置成檢測隨著駕駛狀況改變的電池的充電狀態； 怠速充電計數器，被配置成對怠速充電控制狀態的進入次數進行計數； 充電控制器，被配置成基於電池的充電狀態和預定時間內所計數的所述怠速充電控制的進入次數，變化地設置所述怠速充電控制狀態的進入點和退出點；以及混合啟動發電機，作為電動機工作以便根據所述充電控制器的控制強行啟動發動機， 並作為發電機工作以便在發動機被啟動時執行怠速充電。
2.根據權利要求1所述的系統，其中所述充電控制器通過所述混合啟動發電機強行啟動發動機，並且當電池的充電狀態達到變化確定的怠速充電控制狀態的進入點時執行怠速充電，而當電池的充電狀態達到變化確定的怠速充電控制狀態的退出點時使發動機停止。
3.根據權利要求1所述的系統，其中隨著在預定時間內混合動力車進入怠速充電控制狀態的次數的增加，所述充電控制器降低怠速充電控制狀態的進入點並提高怠速充電控制狀態的退出點。
4.根據權利要求1所述的系統，其中所述充電控制器依照預定的映射表變化地設定怠速控制狀態的進入點和退出點。
5.一種用於混合動力車的怠速充電方法，包括檢測電池的充電狀態和怠速充電控制狀態的進入次數；根據預定時間內怠速充電控制狀態的進入次數來改變怠速充電控制狀態的進入點和退出點；當電池的充電狀態達到怠速充電控制狀態的進入點時通過強行啟動發動機來執行怠速充電；以及當在執行怠速充電時電池的充電狀態達到怠速充電控制狀態的退出點時使發動機停止。
6.根據權利要求5所述的方法，隨著在預定時間內車輛進入怠速充電控制狀態的次數的增加，怠速充電控制狀態的進入點被降低而怠速充電控制的退出點被提高。
全文摘要
根據本發明示例性實施方式的一種用於混合動力車的怠速充電方法，可包括檢測電池的充電狀態和怠速充電控制狀態的進入次數；根據預定時間內怠速充電狀態的進入次數來改變怠速充電控制的進入點和退出點；當電池的充電狀態達到怠速充電控制的進入點時，通過強行啟動發動機執行怠速充電；當正在執行怠速充電的電池的充電狀態達到怠速充電控制狀態的退出點時，使發動機停止。
文檔編號B60W10/26GK102442300SQ20101055707
公開日2012年5月9日 申請日期2010年11月24日 優先權日2010年9月30日
發明者樸泰昱, 金庭殷 申請人:現代自動車株式會社, 起亞自動車株式會社