一种轻度混合动力汽车供电控制方法与流程

本发明涉及混合动力汽车控制领域，特别涉及一种轻度混合动力汽车供电控制方法。

背景技术：

汽车混合动力技术具有制动能量回收、加速助力和调节发动机负荷等功能，可降低整车油耗和排放，因而受到政府和汽车企业大力推广。汽车混合动力技术包括：轻度混合动力技术与重度混合动力技术，其中轻度混合动力技术既节能减排又不减少续航里程，且成本增加较少，成为汽车企业兼顾排放、油耗以及驾驶性的优选方案之一。具体地，轻度混合动力汽车动力系统如图1所示，该系统包括：发动机、混动系统控制器EMS、发电驱动一体电机BSG、直流电压转换器DCDC、常规电源、混合动力电源(简称混动电源)以及连接各设备的电缆，该电缆包括：通讯控制网络电缆、常规电网电缆、混动电网电缆；进一步，混动电源包括：电池控制器、电池包以及由电池控制器控制的继电器，所述继电器与所述电池包串联，用于控制电池包是否向外输出电能，电池控制器测量电池包电压和混动电源输出端电压，并计算两者电压差确定是否闭合继电器；混动系统控制器EMS通过图1所示的通讯控制网络分别实现与直流电压转换器DCDC、发电驱动一体电机BSG以及混动电源的通讯，一般地，通信控制网络可以是CAN总线网络；混动系统控制器EMS可以实时获取点火锁状态，并通过CAN总线分别与混动电源、直流电压转换器DCDC以及发电驱动一体电机BSG进行通信；发动机上一般配置有温度传感器，用于实时检测发动机温度。

为快速启动轻度混合动力系统，并避免两套不同电压水平(即图1中常规电网与混动电网形成的不同电压)的电器设备在连接时出现过流、过压等现象损坏电器设备，需要对混合动力系统进行上下电管理控制，但是，目前普通混合动力汽车的轻度混合动力汽车动力系统(简称混动系统)上电时对常规电源电压及发动机运行状态欠考虑，固定地在点火开关打开后或发动机启动后执行上电动作。

具体地，采用上述方案时，存在以下缺点：

1.固定地在点火开关打开后发动机启动前进行混动系统上电，当常规电源电量较低时，易造成混动电源内的继电器闭合后，因维持电压不足而意外脱开，从而使混动系统需要再次执行上电动作。

2.固定地在发动机启动后进行混动系统上电，可能会导致混动系统启动滞后，并且采用传统方式启动发动机，车辆的动力性、驾驶性和排放均较差。

3.直流电压转换器DCDC在预充升压达到目标电压后停止升压动作，由于继电器闭合有一定延迟，当直流电压转换器DCDC输出端电压开始回落时，可能导致继电器闭合时两端电压差超过正常要求范围，从而易导致继电器打火、烧蚀等故障。

技术实现要素：

本发明提供了一种轻度混合动力汽车供电控制方法，以提高车辆启动的动力性与舒适性，并改善混合动力汽车启动排放。

一种轻度混合动力汽车供电控制方法，所述方法包括：

在点火锁ON档开关上电后，进行初始化；

初始化结束后，检测是否满足上电条件；

如果是，则获取上电参数，并根据所述上电参数上电；

在上电过程中，实时检测是否满足下电条件；

如果是，则执行下电流程。

优选地，所述方法还包括：

设置第一计时器；

初始化结束后，所述第一计时器开始计时；

所述上电条件为：所述第一计时器当前计时值小于第一设定时间并且点火锁ON档开关未下电。

优选地，所述上电参数包括：发动机温度值、常规电源电压值以及发动机转速值；

所述根据所述上电参数上电包括：

根据所述发动机转速值、发动机温度值以及常规电源电压值确定发动机是否处于运行状态或者当前三维脉谱真假值是否为真；

如果满足，则清除所述第一计时器，并执行上电流程；

所述三维脉谱真假值是由所述常规电源电压值与发动机温度值标定得到，以确定启动发动机时常规电源电压最低值是否小于电压阈值；当三维脉谱真假值为真时，表示启动发动机时常规电源电压最低值大于电压阈值；电压阈值为混动电源中继电器维持闭合的最低电压值。

优选地，所述上电流程包括：

通过CAN总线确认混动电源与直流电压转换器是否已唤醒；

如果是，计算预充升压目标值，并向所述直流电压转换器发送所述预充升压目标值；

通过CAN总线向电池控制器发送闭合继电器指令；

确认是否接收到电池控制器发送的已闭合继电器信息；

如果是，通过CAN总线唤醒发电驱动一体电机。

优选地，所述上电流程还包括：

电池控制器接收到闭合继电器指令后，确认混动电源电压是否满足压差要求；

如果是，控制继电器闭合，并发送已闭合继电器信息。

优选地，所述上电流程还包括：

设置第二计时器；

通过CAN总线向电池控制器发送闭合继电器指令后，所述第二计时器开始计时；

在所述第二计数器到达第二设定时间后，如果未接收到电池控制器发送的已闭合继电器指令，则清除所述第二计时器，重新计算预充升压目标值，并向所述直流电压转换器发送所述预充升压目标值。

优选地，所述预充升压目标值等于混动电源电压与电压压降之和；其中，所述电压压降由直流电压转换器内部电容及混动电网电器特性、混动电源继电器特性决定。

优选地，所述下电条件为：点火锁ON档开关下电或混动系统有下电请求。

优选地，所述下电流程包括：

通过CAN总线向发电驱动一体电机输出下电请求；

在第三设定时间后，通过CAN总线向电池控制器输出断开继电器请求；

如果在第四设定时间后，接收到电池控制器反馈的继电器断开成功信息，则确认下电完成。

优选地，所述方法还包括：

电池控制器接收到混动系统控制器发送的断开继电器请求后，控制继电器断开，并向所述混动系统控制器反馈继电器断开成功信息。

本发明的有益效果在于：

本发明实施例提供的轻度混合动力汽车供电控制方法，点火锁ON档开关上电后，在满足上电条件的情况下，根据上电参数确定上电时机，从而在确保混动系统安全稳定的前提下尽快启动混动系统，本发明提高了车辆启动的动力性与舒适性，并改善了启动排放。

附图说明

图1是现有技术中轻度混合动力汽车动力系统的一种结构图。

图2是本发明实施例轻度混合动力汽车供电控制方法的一种流程图。

图3是本发明实施例中上电流程的一种流程图。

图4是本发明实施例中上电流程的另一种流程图。

图5是本发明实施例中下电流程的一种流程图。

附图中标记：

EMS、混动系统控制器BSG、发电驱动一体电机DCDC、直流电压转换器

具体实施方式

为了使本领域技术人员能更进一步了解本发明的特征及技术内容，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作详细说明。

如图2是本发明实施例轻度混合动力汽车供电控制方法的一种流程图，该流程图具体包括以下步骤：

步骤101：开始。

步骤102：确认点火锁ON档开关是否上电；如果是，执行步骤103；否则，返回执行步骤102。

需要说明的是，本发明实施例轻度混合动力汽车供电控制方法主要是由混动系统控制器实现主动控制。进一步，执行上电与下电流程中，需要混动系统控制器与其他混动电网电器，比如，电池控制器、直流电压转换器、发电驱动一体电机通过CAN总线通信实现信息交互。

需要说明的是，本发明实施例中，轻度混合动力汽车系统如图1所示包括：混动电网电器以及连接各电器的电缆；混动电网电器包括：发动机、混动系统控制器EMS、发电驱动一体电机BSG、直流电压转换器DCDC、常规电源、混合动力电源(简称混动电源)。

进一步，本发明实施例中，常规电源可以是12V-24V的蓄电池。

本发明实施例中，混动电源中电池包可以是48V-120V的电池，混动电源内部的电池控制器与混动系统控制器EMS进行信息交互，发送电池状态和继电器状态等信息，接受电池唤醒、休眠和继电器闭合断开等信息。电池控制器测量混动电源内部电池包电压和混动电源输出端电压，并计算两者电压差确定是否闭合继电器。混动电源中继电器在混动电源内部电池包正极和混动电源输出端正极之间，继电器闭合才能对外进行电能交互。继电器及电池控制器由常规电源供电。

直流电压转换器DCDC：具有将高压(比如48V)转化为低压(比如12V)的功能；也具有将低压(比如12V)预充升压为高压(比如48V)。预充后依靠其内部电容维持输出端电压，电压预充达到目标值后再缓慢下降。DCDC控制器接收混动系统控制器EMS指令按照目标电压进行预充升压。

步骤103：进行初始化。

需要说明的是，进行初始化主要是混动系统控制器初始化。进一步，本发明实施例在初始化时，可以设置第一计时器；并在初始化后，第一计时器开始计时。

步骤104：检测是否满足上电条件；如果是，执行步骤105；否则，执行步骤109。

所述上电条件为：所述第一计时器当前计时值小于第一设定时间并且点火锁ON档开关下电。

具体地，第一设定时间由混动系统控制器性能决定，比如，第一设定值为1s。

步骤105：获取上电参数，执行步骤106。

具体地，上电参数包括：发动机温度值、常规电源电压值以及发动机转速值。需要说明的是，发动机温度值可以由放置在发动机上温度传感器采集计算得到，发动机转速值可以由放置在发动机上的转速传感器采集计算得到；常规电源电压值是由混动系统控制器从常规电源处实时采集得到的。

步骤106：根据所述上电参数上电。

所述根据所述上电参数上电包括：

根据所述发动机转速值、发动机温度值以及常规电源电压值确定发动机是否处于运行状态或者当前三维脉谱真假值是否为真；如果满足，则清除所述第一计时器，并执行上电流程。具体地，本发明实施例中的上电流程下面会结合图3进行详细阐述。

具体地，根据发动机转速值确认发动机是否处于运行状态；根据所述发动机温度值与所述常规电源电压值确定三维脉谱真假值。具体地，所述三维脉谱真假值是由所述常规电源电压值与发动机温度值标定得到，以确定启动发动机时常规电源电压最低值是否小于电压阈值；当三维脉谱真假值为真时，表示启动发动机时常规电源电压最低值大于电压阈值；当三维脉谱真假值为假时，表示启动发动机时常规电源电压最低值小于电压阈值。

进一步，本发明实施例中，发动机在启动时，常规电源的电压会下降，而常规电源的电压具体下降到多大与常规电源初始电压及发动机温度有关，因此，根据常规电源电压值与发动机温度值可以标定得到三维脉冲真假值，三维脉谱真假值对应的三维脉冲真假表如表1所示。需要说明的是，本发明实施例中，采用三维脉冲真假表的三维脉谱真假值目的为保证常规启动发动机时常规电源电压最低值不小于电压阈值U1，从而避免了发动机启动时，混动电源中继电器的脱开；电压阈值U1等于混动电源继电器维持闭合状态的最低输入电压值与保证继电器维持闭合的电压裕度之和，进一步，电压阈值U1也是混动电源中继电器维持闭合的最低电压值，电压阈值U1与继电器的线圈匝数、弹簧力等特性有关，比如电压阈值U1为7V。

表1

步骤107：实时检测是否满足下电条件；如果是，执行步骤108；否则，返回执行步骤107。

具体地，本发明实施例中，下电条件为：点火锁ON档开关下电或混动系统有下电请求。如果点火锁ON档开关下电，则执行下电流程；或者，如果混动系统有下电请求，则执行下电流程。需要说明的是，本发明实施例中，混动系统有下电请求主要是：混动系统控制器检测到混动系统故障或者混动系统控制器检测到发动机意外停机。

步骤108：执行下电流程。

具体地，本发明实施例中的下电流程下面会结合图5进行详细阐述。

步骤109：结束。

本发明实施例提供的轻度混合动力汽车供电控制方法，点火锁ON档开关上电后，在满足上电条件的情况下，根据上电参数确定上电时机，从而在确保混动系统安全稳定的前提下尽快启动混动系统，本发明提高了车辆启动的动力性与舒适性，并改善了启动排放。

具体地，本发明实施例中上电流程如图3所示具体可以包括以下步骤：

步骤201：开始。

步骤202：通过CAN总线确认混动电源与直流电压转换器是否已唤醒；如果是，执行步骤203；否则，返回执行步骤202。

步骤203：计算预充升压目标值，并向所述直流电压转换器发送所述预充升压目标值。

具体地，所述预充升压目标值等于混动电源电压与电压压降之和，其中，所述电压压降由直流电压转换器内部电容及混动电网电器特性决定。进一步，本发明实施例中，主要是根据直流电压转换器DCDC预充升压后由内部电容得到电压下降速率和混动电源中继电器闭合延迟时间计算电压压降值，以保证继电器实际闭合时混动电源电压与外部混动电网电压差值在要求范围内，从而保护直流电源转换器与混动电源。进一步，继电器的闭合延迟时间主要与常规电源电压、继电器控制逻辑有关。

步骤204：通过CAN总线向电池控制器发送闭合继电器指令。

需要说明的是，电池控制器接收到闭合继电器指令后，首先确认混动电源电压是否满足压差要求，如果满足压差要求，则电池控制器控制继电器闭合，并向混动系统控制器发送已闭合继电器信息。

进一步，本发明实施例中，电池控制器确认混动电源电压是否满足压差要求，主要是确认混动电源端电压与电池包电压的差值在要求电压值范围以内，如果差值过大的压差损坏电器设备。具体地，要求电压值范围可以为±2V。

步骤205：确认是否接收到电池控制器发送的已闭合继电器信息；如果是，执行步骤206；否则，返回步骤203。

步骤206：通过CAN总线唤醒发电驱动一体电机。

步骤207：结束。

进一步，在发明实施例中，如果混动系统控制器一直未接收到电池控制器的已闭合继电器信息，则需要对接收时间进行进一步的限定，以使混动系统控制器得到电池控制器的信息更加有效。具体地，如图4所示，是本发明实施例中上电流程的另一种流程，具体包括以下步骤：

步骤301：设置第二计时器。

步骤302：通过CAN总线确认混动电源与直流电压转换器是否已唤醒；如果是，执行步骤303；否则，返回执行步骤302。

步骤303：计算预充升压目标值，并向所述直流电压转换器发送所述预充升压目标值。

步骤304：通过CAN总线向电池控制器发送闭合继电器指令。

需要说明的是，电池控制器接收到闭合继电器指令后，首先确认混动电源电压是否满足压差要求，如果满足压差要求，则电池控制器控制继电器闭合，并向混动系统控制器发送已闭合继电器信息。

进一步，本发明实施例中，电池控制器确认混动电源电压是否满足压差要求，主要是确认混动电源端电压与电池包电压的差值在要求电压值范围以内，如果差值过大的压差损坏电器设备。具体地，要求电压值范围可以为±2V。

步骤305：第二计时器开始计时。

步骤306：在第二计时器到达第二设定时间后，确认是否接收到电池控制器发送的已闭合继电器信息；如果是，执行步骤307；否则，执行步骤309。

具体地，第二设定时间可以根据混动系统的性能确定，比如，第二设定值为2s。

步骤307：通过CAN总线唤醒发电驱动一体电机。

步骤308：结束。

步骤309：清除第二计时器，并返回步骤303。

本发明实施例的上电流程，根据直流电压转换器和混动电源继电器特性精确计算预充升压目标值，确保继电器快速、安全的闭合，保护直流转化器和混动电源等零部件。无需额外的升压电路频繁升压维持混动电源继电器两端电压差在目标范围内，不增加成本和电路负担，有效提高混动电源继电器及电池包、直流电压转换器等电器部件的寿命。

具体地，本发明实施例中下电流程如图5所示具体可以包括以下步骤：

步骤401：下电开始，执行步骤402。

步骤402：通过CAN总线向发电驱动一体电机输出下电请求。

步骤403：在第三设定时间后，通过CAN总线向电池控制器输出断开继电器请求。

需要说明的是，电池控制器接收到混动系统控制器发送的断开继电器请求后，控制继电器断开，并向所述混动系统控制器反馈继电器断开成功信息。

具体地，第三设定时间由混动电网电器中发电驱动一体电机的特性决定，进一步，混动系统控制器根据发电驱动一体电机存储数据的时间大小，确定第三设定时间，比如第三设定时间为2s。

步骤404：第四设定时间后，检测是否接收到电池控制器反馈的继电器断开成功信息；如果是，执行步骤405；否则，返回执行步骤404。

具体地，第四设定时间由混动电网电器中电池控制器的特性决定，进一步，混动系统控制器根据电池控制器存储数据的时间大小，确定第四设定时间，比如第四设定时间为2s。

步骤405：下电完成。

综上所述，本发明实施例提供的轻度混合动力汽车供电控制方法，根据直流电压转换器和混动电源继电器特性精确计算预充升压目标值，确保继电器快速、安全的闭合，保护直流转化器和混动电源等零部件。无需额外的升压电路频繁升压维持混动电源继电器两端电压差在目标范围内，不增加成本和电路负担，有效提高混动电源继电器及电池包、直流电压转换器等电器部件的寿命。

以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的系统及方法；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。