用于控制混合動力車輛的ldc的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于控制混合動力車輛的LDC的系統(tǒng)和方法，在其中增加了用于人為關閉LDC的脈沖寬度調制(PWM)控制的燃料效率模式，由此提高燃料效率。因此，增加了用于人為關閉LDC的PWM控制的燃料效率模式，使得當燃料效率模式被執(zhí)行時，輔助電池的電力被暫時供給到電氣負載，從而減少主電池的電力消耗并且提高燃料效率。此外，當輔助電池分離時，通過執(zhí)行LDC的PWM控制，將主電池的電力暫時供給到電氣負載，以防止在輔助電池分離時沒有電力供給到電氣負載的現象。
【專利說明】
用于控制混合動力車輛的LDC的系統(tǒng)和方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于控制混合動力車輛的低電壓DC/DC轉換器(LDC)的系統(tǒng)和方法。更具體地，本發(fā)明涉及如下一種用于控制混合動力車輛的LDC的系統(tǒng)和方法，在其中增加了用于人為關閉LDC的脈沖寬度調制(PffM)控制的燃料效率模式，由此提高燃料效率。
【背景技術】
[0002]安裝在混合動力車輛內的混合動力車輛的低壓直流/直流(DC/DC)轉換器(LDC)用以通過將從高壓電池輸出的高壓DC電壓轉換成低壓DC電壓來對輔助電池充電，并且用以通過監(jiān)測車輛的電氣負載/電裝負載中使用的電壓量來供給適合用在每個電氣負載中的電壓的電力。作為參考，LDC是指這樣的裝置，即其被配置為將DC電壓轉變成交流(AC)電壓，使用線圈、變壓器、電容器等增加或降低AC電壓，并且將AC電壓整流為DC電壓。
[0003]將參考圖1描述一種用于控制常規(guī)LDC的輸出電壓的方法，圖1示出根據現有技術的常規(guī)LDC的電力供給流。以LDC控制器輸出電壓指令的方式執(zhí)行LDC 20的電壓控制。
[0004]首先，LDC控制器確定基于輔助電池30的荷電狀態(tài)(SOC)、電氣負載40的使用、當前行駛模式等獲得的控制的優(yōu)先順序。接著，當LDC 20的電壓控制為可能時，LDC控制器將輸出電壓指令輸出到LDC 20。因此，由LDC 20的輸出電壓對輔助電池30充電，或者由LDC20的輸出電壓將電力供給到電氣負載40(參見圖1的箭頭所指示的電力供給)。
[0005]特別地，LDC控制器將輔助電池電壓Vbatt與輸出電壓指令Vraf進行比較。當輸出電壓指令Vraf大于輔助電池電壓Vbatt時，LDC控制器開啟開關元件(晶體管)的開關控制，即脈沖寬度調制(PWM)控制。此外，當輸出電壓指令Vraf小于輔助電池電壓Vbatt時，LDC控制器關閉PWM控制。
[0006]換句話說，如現有技術的圖2所示，當輸出電壓指令Vraf大于輔助電池電壓V batt時，常規(guī)LDC 20執(zhí)行PffM控制，并且因此主電池(高壓電池)10的電力被供給到輔助電池30和/或電氣負載40。因此，LDC被安裝在環(huán)保型車輛內，例如電動車輛、混合動力車輛或燃料電池車輛，為了防止輔助電池經由PWM開啟控制而放電，不僅將電力供給到電氣負載，而且也在輔助電池的電壓降低到預定水平或更低時對輔助電池充電。
[0007]然而，在常規(guī)LDC中，為了將電力供給到電氣負載和/或輔助電池，開啟PffM控制所需的時間較長。因此，供給到電氣負載和/或輔助電池的高壓電池的電力消耗增加，這導致燃料效率的退化。當在PWM控制關閉的狀態(tài)下，為了更換輔助電池而分離它時，或者當輔助電池由于外部沖擊等而分離時，電力沒有被供給到電氣負載，并且因此車輛的驅動是不可能的。

【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明提供一種用于控制混合動力車輛的低壓DC/DC轉換器(LDC)的系統(tǒng)和方法，其中增加了用于人為關閉LDC的脈沖寬度調制(PffM)控制的燃料效率模式，并且因此當燃料效率模式被執(zhí)行時，輔助電池的電力可以被暫時供給到電氣負載，從而減少主電池的電力消耗并且提高燃料效率。
[0009]本發(fā)明也提供了一種用于控制混合動力車輛的LDC的系統(tǒng)和方法，在其中當輔助電池分離時，可以通過執(zhí)行LDC的PffM控制，將主電池的電力暫時供給到電氣負載，使得可以防止在輔助電池分離時沒有電力供給到電氣負載的現象。
[0010]在一個方面，本發(fā)明提供一種用于控制混合動力車輛的低壓DC/DC轉換器(LDC)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以包括:燃料效率模式選擇單元，其被配置為人為關閉LDC的PffM控制；輔助電池分離感測單元，其被配置為感測輔助電池是否分離；以及LDC控制器，其被配置為在燃料效率模式選擇單元的操作中關閉LDC的PffM控制，并且當輔助電池分離感測單元感測到輔助電池的分離時，開啟LDC的PffM控制。
[0011]在示例性實施例中，當在燃料效率模式選擇單元的操作中關閉LDC的PffM控制時，可以將輔助電池的電力供給到電氣負載。另外，當輔助電池分離感測單元感測到輔助電池的分離而開啟LDC的PffM控制時，可以將主電池的電力供給到電氣負載。
[0012]在另一方面，本發(fā)明提供一種用于控制混合動力車輛的LDC的方法，該方法包括以下步驟:選擇用于人為關閉LDC的PffM控制的燃料效率模式；以及在選擇燃料效率模式時關閉LDC的PffM控制，并且同時將輔助電池的電力供給到電氣負載。
[0013]在示例性實施例中，在選擇燃料效率模式時，LDC控制器的輸出電壓指令可以被輸入為小于輔助電池電壓的值。另外，該方法還可以包括以下步驟:當輔助電池的電壓降低到預定水平或更少時，通過再次開啟PWM控制，將主電池的電力供給到輔助電池和電氣負載。此外，該方法還可以包括以下步驟:感測輔助電池是否分離；以及當感測到輔助電池的分離時，將LDC控制器的輸出電壓指令輸入為大于輔助電池電壓Vbatt的電壓，以開啟LDC的PffM控制并且同時將主電池的電力供給到電氣負載。
【附圖說明】
[0014]現在將參考附圖中所示的示例性實施例詳細描述本發(fā)明的上述特征和其他特征，附圖僅通過說明的方式給出，因此并不限制本發(fā)明，其中:
[0015]圖1和圖2是示出根據現有技術的常規(guī)低壓DC/DC轉換器(LDC)的電力供給流的示圖；
[0016]圖3是示出根據本發(fā)明的示例性實施例的用于控制混合動力車輛的LDC的方法的流程圖；以及
[0017]圖4至圖6是示出根據本發(fā)明的示例性實施例的用于控制混合動力車輛的LDC的系統(tǒng)的不圖。
[0018]應當理解，附圖未必按比例繪制，它們呈現本文所公開的本發(fā)明的各種示例性特征的某些簡化表示。如本文公開的本發(fā)明的具體設計特征，包括例如具體尺寸、方向、位置和形狀，將由特定用途和使用環(huán)境所確定。在附圖中，相同的參考標號指代本發(fā)明的相同或者等同部件。
【具體實施方式】
[0019]應當理解，在此使用的術語“車輛”或“車輛的”或者其他類似的術語包括一般機動車輛，例如客運汽車(包括運動型多功能車輛(SUV))、公共汽車、卡車、各種商用車輛、水運工具(包括各種艇和船)、飛機等，并且包括混合動力車輛、電動車輛、插電式混合動力電動車輛、氫動力車輛和其他替代燃料車輛(例如，從石油以外的資源得到的燃料)。如在此提到的，混合動力車輛是具有兩個或更多個動力源的車輛，例如，既有汽油動力又有電動力的車輛。
[0020]雖然示例性實施例被描述為使用多個單元來執(zhí)行示例性過程，但是應當理解，示例性過程也可以由一個或復數個模塊執(zhí)行。此外，應當理解，術語控制器/控制單元是指包括存儲器和處理器的硬件設備。存儲器被配置為存儲模塊，并且處理器被具體配置為運行所述模塊以執(zhí)行下面進一步描述的一個或多個過程。
[0021]此外，本發(fā)明的控制邏輯可以被體現為計算機可讀介質上的非暫時性計算機可讀媒介，其包含可執(zhí)行程序指令，可執(zhí)行程序指令由處理器、控制器/控制單元等執(zhí)行。計算機可讀介質的示例包括但不限于ROM、RAM、光盤(CD)-ROM、磁帶、軟盤、閃存驅動器、智能卡和光學數據存儲設備。計算機可讀記錄介質也可以分布在聯網的計算機系統(tǒng)中，使得計算機可讀媒介以分布式方式例如由遠程信息處理服務器或者控制器局域網(CAN)存儲和執(zhí)行。
[0022]在此使用的術語只是出于描述特定實施例的目的，并非意圖限制本發(fā)明。如在此使用的，單數形式“ 一”、“一個/ 一種”以及“該/所述”意在也包括復數形式，除非上下文清楚地指出。還應當理解，當在本說明書中使用時，術語“包括”和/或“包含”指明所敘述的特征、整數、步驟、操作、元素和/或部件的存在，但不排除存在或增加一個或多個其他特征、整數、步驟、操作、元素、部件和/或其群組。如在此使用的，術語“和/或”包括所列出的相關項目中的一個或多個的任何組合以及全部組合。
[0023]在下文中，將詳細參考本發(fā)明的各種示例性實施例，本發(fā)明的示例在附圖中示出且在下文中描述。盡管將結合示例性實施例描述本發(fā)明，但是應該理解，本說明書并不旨在將本發(fā)明限制到這些示例性實施例。相反，本發(fā)明旨在不僅涵蓋示例性實施例，而且涵蓋各種替換、修改、等同體和其他實施例，它們可以被包括在所附權利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍內。
[0024]圖4至圖6示出根據本發(fā)明的示例性實施例的用于控制混合動力車輛的低壓DC/DC轉換器的系統(tǒng)。參照圖4，其示出用于執(zhí)行LDC的PffM控制的脈沖寬度調制(PffM)開啟模式，通過LDC 20中的開關元件(例如，晶體管)的開關控制，即PffM控制，主電池10的電力可以被供給到待充電的輔助電池30。另外，主電池10的電力可以被供給到待驅動的電氣負載40。
[0025]根據本發(fā)明的示例性實施例，用于人為關閉LDC 20的PffM控制的燃料效率模式選擇單元(例如，輸入接口或輸入裝置)50可以連接到LDC 20，以將電信號經由LDC控制器傳輸到LDC 20。此外，被配置為感測輔助電池30是否分離的輔助電池分離感測單元(例如，傳感器)60可以連接到LDC 20，以將電信號經由LDC控制器傳輸到LDC 20。換句話說，LDC控制器可以被配置為操作該系統(tǒng)的這些單元。
[0026]參照圖5，其示出不執(zhí)行LDC的PffM控制的PffM關閉模式，LDC控制器可以被配置為執(zhí)行PffM關閉模式，以在燃料效率模式選擇單元50的操作時強制地關閉LDC 20的PffM控制。更具體地，當駕駛者操作燃料效率模式選擇單元(例如，輸入接口)50時，LDC控制器可以被配置為調整LDC 20的輸出電壓指令Vraf，使其被輸入為小于輔助電池電壓Vbatt的值。由于輸出電壓指令Vraf小于輔助電池電壓V batt，因此可以執(zhí)行PffM關閉狀態(tài)。
[0027]因此，當在燃料效率模式選擇單元50的操作時關閉PffM控制時，輔助電池30的電力可以被供給到電氣負載40，并且可以更平滑地執(zhí)行電氣負載40的驅動，從而允許更平滑地執(zhí)行車輛的驅動。因此，通過用于人為關閉LDC 20的PffM控制的燃料效率模式，可以防止LDC 20的PffM開關控制被執(zhí)行，以減少主電池10的電力消耗，由此提高燃料效率。
[0028]另一方面，參照圖6，其示出在輔助電池的分離時執(zhí)行LDC的PffM控制，LDC控制器可以被配置為當輔助電池分離感測單元60接收到輔助電池分離感測信號時，開啟LDC20的PffM控制。更具體地，當輔助電池分離感測單元60接收到輔助電池分離感測信號時，LDC控制器可以被配置為調整LDC 20的輸出電壓指令Vraf，使其被輸入為大于輔助電池電壓Vbatt的值，并且因此可以執(zhí)行LDC 20的PffM控制被執(zhí)行的PffM開啟狀態(tài)。
[0029]因此，即使輔助電池分離，LDC 20的PffM控制也可以處于開啟狀態(tài)，并且因此主電池10的電力可以被供給到電氣負載40。另外，可以更平滑地執(zhí)行電氣負載40的驅動，因此允許更平滑地執(zhí)行車輛的驅動。
[0030]此外，參照圖3，將針對每個控制模式描述基于系統(tǒng)的配置控制混合動力車輛的LDC的方法。
[0031]PffM開啟樽式
[0032]首先，LDC控制器可以被配置為確定燃料效率模式選擇單元50是否被操作(S100)。當燃料效率模式選擇單元50沒有被操作時，該系統(tǒng)可以進入PffM開啟模式，或者可以保持PWM開啟模式(SlOl)。因此，LDC控制器可以被配置為執(zhí)行LDC 20的輸出電壓指令Vraf被輸入為大于輔助電池電壓V batt的值(S102)。
[0033]當LDC 20的輸出電壓指令Vraf大于輔助電池電壓V batJt，用于執(zhí)行LDC 20中的開關元件(晶體管)的開關控制(即，PffM控制)的PWM開啟模式可以被執(zhí)行(S103)。因此，LDC 20的實際輸出電壓Vciu^以被輸出等于輸出電壓指令，并且實際輸出電壓Vciut大于輔助電池電壓Vbatt。因此，主電池10的電力可以被供給到要通過LDC 20的PffM控制充電的輔助電池30。此外，主電池10的電力可以被供給到要通過LDC 20的PffM控制驅動的電氣負載40(S104)。
[0034]PffM關閉樽式
[0035]首先，LDC控制器可以被配置為確定燃料效率模式選擇單元50是否被操作(S100)。當燃料效率模式選擇單元50被操作時，系統(tǒng)可以進入PffM關閉模式(S105)。因此，LDC控制器可以被配置為調整LDC 20的輸出電壓指令Vraf，使其被輸入為小于輔助電池電壓 Vbatt
的值(S106) ο
[0036]當LDC 20的輸出電壓指令Vraf小于輔助電池電壓V batJf，用于不執(zhí)行LDC 20中的開關元件(晶體管)的開關控制(即PffM控制)的PWM關閉模式可以被執(zhí)行(S107)。因此，LDC 20的實際輸出電壓V-可以被輸出等于輔助電池電壓V batt，并且可以防止PffM控制被執(zhí)行。因此，LDC控制器可以被配置為將輔助電池30的電力調整為被供給到電氣負載40(S108) ο
[0037]因此，可以通過輔助電池30的電力驅動電池負載40，以允許更平滑地執(zhí)行車輛的驅動。因此，通過用于人為關閉LDC 20的PffM控制的燃料效率模式(S卩，PffM關閉模式)，可以不執(zhí)行LDC的PffM開關控制，以終止(例如，切斷)主電池10向輔助電池30和電氣負載40的電力供給，由此減少主電池10的電力消耗并且提高燃料效率。
[0038]另一方面，當在PffM關閉模式中，輔助電池30的電壓降低到預定水平或更少時，可以通過再次開啟PWM控制，將主電池10的電力供給到輔助電池30和電氣負載40，由此對輔助電池30和電氣負載40充電。
[0039]在感測到輔助電池分離時
[0040]當為了更換而分離輔助電池時，或者當輔助電池由于外部沖擊等而分離時，輔助電池的電力不能被供給到電氣負載，并且因此車輛的驅動是不可能的。
[0041]因此，當輔助電池分離感測單元60在PffM開啟模式或PffM關閉模式中感測到輔助電池的分離時，LDC控制器可以被配置為調整LDC 20的輸出電壓指令Vraf，使其被輸入為大于輔助電池電壓Vbatt的值。因此，用于執(zhí)行LDC 20的PffM控制的PffM開啟狀態(tài)可以被執(zhí)行。
[0042]因此，即使輔助電池分離，LDC 20的PffM控制也可以處于開啟狀態(tài)，并且因此主電池10的電力可以被供給到電氣負載40。另外，可以更平滑地執(zhí)行電氣負載40的驅動，因此允許更平滑地執(zhí)行車輛的驅動。
[0043]本發(fā)明提供如下優(yōu)點:
[0044]首先，可以增加用于人為關閉LDC的PffM控制的燃料效率模式，以防止LDC的PffM開關控制被執(zhí)行，而不增加任何單獨的硬件，由此減少主電池的電力消耗并且提高燃料效率。
[0045]其次，當在車輛的行駛或停止期間輔助電池分離時，可以通過執(zhí)行LDC的PffM控制，將主電池的電力暫時供給到電氣負載，使得可以防止車輛的行駛是不可能的狀態(tài)(例如，可以連續(xù)執(zhí)行驅動)。
[0046]參照本發(fā)明的示例性實施例詳細描述了本發(fā)明。然而，本領域技術人員將理解，不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下，可以在這些示例性實施例作出改變，本發(fā)明的范圍由隨附權利要求及其等效物限定。
【主權項】
1.一種用于控制混合動力車輛的低壓DC/DC轉換器(LDC)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 燃料效率模式選擇單元，其被配置為人為關閉所述LDC的脈沖寬度調制(PffM)控制； 輔助電池分離感測單元，其被配置為感測輔助電池是否分離；以及 LDC控制器，其被配置為響應于所述燃料效率模式選擇單元的操作而關閉所述LDC的PffM控制，并且響應于所述輔助電池分離感測單元感測到所述輔助電池的分離而開啟所述LDC的PffM控制。2.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中當在所述燃料效率模式選擇單元的操作中關閉所述LDC的PffM控制時，所述輔助電池的電力被供給到電氣負載。3.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中當響應于所述輔助電池分離感測單元感測到所述輔助電池的分離而開啟所述LDC的PffM控制時，主電池的電力被供給到所述電氣負載。4.一種用于控制混合動力車輛的LDC的方法，所述方法包括以下步驟: 選擇用于人為關閉所述LDC的PffM控制的燃料效率模式；以及 在選擇所述燃料效率模式時關閉所述LDC的PffM控制，并且將輔助電池的電力供給到電氣負載。5.根據權利要求4所述的方法，其中在選擇所述燃料效率模式時，LDC控制器的輸出電壓指令被輸入為小于輔助電池電壓的值。6.根據權利要求4所述的方法，還包括以下步驟: 當所述輔助電池的電壓降低到預定水平或更少時，通過再次開啟所述PWM控制，將主電池的電力供給到所述輔助電池和所述電氣負載。7.根據權利要求4所述的方法，還包括以下步驟: 感測所述輔助電池是否分離；以及 當感測到所述輔助電池的分離時，將所述LDC控制器的輸出電壓指令輸入為大于輔助電池電壓Vbatt的電壓，以開啟所述LDC的PffM控制并且將主電池的電力供給到所述電氣負載。
【文檔編號】B60W30/188GK106043287SQ201510794667
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2015年11月18日
【發(fā)明人】金志憲, 成玄旭, 崔遠景, 李東俊
【申請人】現代自動車株式會社