用于控制混合动力车辆的ldc的系统和方法
【专利摘要】本发明涉及用于控制混合动力车辆的LDC的系统和方法，在其中增加了用于人为关闭LDC的脉冲宽度调制(PWM)控制的燃料效率模式，由此提高燃料效率。因此，增加了用于人为关闭LDC的PWM控制的燃料效率模式，使得当燃料效率模式被执行时，辅助电池的电力被暂时供给到电气负载，从而减少主电池的电力消耗并且提高燃料效率。此外，当辅助电池分离时，通过执行LDC的PWM控制，将主电池的电力暂时供给到电气负载，以防止在辅助电池分离时没有电力供给到电气负载的现象。
【专利说明】
用于控制混合动力车辆的LDC的系统和方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于控制混合动力车辆的低电压DC/DC转换器(LDC)的系统和方法。更具体地，本发明涉及如下一种用于控制混合动力车辆的LDC的系统和方法，在其中增加了用于人为关闭LDC的脉冲宽度调制(PffM)控制的燃料效率模式，由此提高燃料效率。
【背景技术】
[0002]安装在混合动力车辆内的混合动力车辆的低压直流/直流(DC/DC)转换器(LDC)用以通过将从高压电池输出的高压DC电压转换成低压DC电压来对辅助电池充电，并且用以通过监测车辆的电气负载/电装负载中使用的电压量来供给适合用在每个电气负载中的电压的电力。作为参考，LDC是指这样的装置，即其被配置为将DC电压转变成交流(AC)电压，使用线圈、变压器、电容器等增加或降低AC电压，并且将AC电压整流为DC电压。
[0003]将参考图1描述一种用于控制常规LDC的输出电压的方法，图1示出根据现有技术的常规LDC的电力供给流。以LDC控制器输出电压指令的方式执行LDC 20的电压控制。
[0004]首先，LDC控制器确定基于辅助电池30的荷电状态(SOC)、电气负载40的使用、当前行驶模式等获得的控制的优先顺序。接着，当LDC 20的电压控制为可能时，LDC控制器将输出电压指令输出到LDC 20。因此，由LDC 20的输出电压对辅助电池30充电，或者由LDC20的输出电压将电力供给到电气负载40(参见图1的箭头所指示的电力供给)。
[0005]特别地，LDC控制器将辅助电池电压Vbatt与输出电压指令Vraf进行比较。当输出电压指令Vraf大于辅助电池电压Vbatt时，LDC控制器开启开关元件(晶体管)的开关控制，即脉冲宽度调制(PWM)控制。此外，当输出电压指令Vraf小于辅助电池电压Vbatt时，LDC控制器关闭PWM控制。
[0006]换句话说，如现有技术的图2所示，当输出电压指令Vraf大于辅助电池电压V batt时，常规LDC 20执行PffM控制，并且因此主电池(高压电池)10的电力被供给到辅助电池30和/或电气负载40。因此，LDC被安装在环保型车辆内，例如电动车辆、混合动力车辆或燃料电池车辆，为了防止辅助电池经由PWM开启控制而放电，不仅将电力供给到电气负载，而且也在辅助电池的电压降低到预定水平或更低时对辅助电池充电。
[0007]然而，在常规LDC中，为了将电力供给到电气负载和/或辅助电池，开启PffM控制所需的时间较长。因此，供给到电气负载和/或辅助电池的高压电池的电力消耗增加，这导致燃料效率的退化。当在PWM控制关闭的状态下，为了更换辅助电池而分离它时，或者当辅助电池由于外部冲击等而分离时，电力没有被供给到电气负载，并且因此车辆的驱动是不可能的。
【发明内容】
[0008]本发明提供一种用于控制混合动力车辆的低压DC/DC转换器(LDC)的系统和方法，其中增加了用于人为关闭LDC的脉冲宽度调制(PffM)控制的燃料效率模式，并且因此当燃料效率模式被执行时，辅助电池的电力可以被暂时供给到电气负载，从而减少主电池的电力消耗并且提高燃料效率。
[0009]本发明也提供了一种用于控制混合动力车辆的LDC的系统和方法，在其中当辅助电池分离时，可以通过执行LDC的PffM控制，将主电池的电力暂时供给到电气负载，使得可以防止在辅助电池分离时没有电力供给到电气负载的现象。
[0010]在一个方面，本发明提供一种用于控制混合动力车辆的低压DC/DC转换器(LDC)的系统，该系统可以包括:燃料效率模式选择单元，其被配置为人为关闭LDC的PffM控制；辅助电池分离感测单元，其被配置为感测辅助电池是否分离；以及LDC控制器，其被配置为在燃料效率模式选择单元的操作中关闭LDC的PffM控制，并且当辅助电池分离感测单元感测到辅助电池的分离时，开启LDC的PffM控制。
[0011]在示例性实施例中，当在燃料效率模式选择单元的操作中关闭LDC的PffM控制时，可以将辅助电池的电力供给到电气负载。另外，当辅助电池分离感测单元感测到辅助电池的分离而开启LDC的PffM控制时，可以将主电池的电力供给到电气负载。
[0012]在另一方面，本发明提供一种用于控制混合动力车辆的LDC的方法，该方法包括以下步骤:选择用于人为关闭LDC的PffM控制的燃料效率模式；以及在选择燃料效率模式时关闭LDC的PffM控制，并且同时将辅助电池的电力供给到电气负载。
[0013]在示例性实施例中，在选择燃料效率模式时，LDC控制器的输出电压指令可以被输入为小于辅助电池电压的值。另外，该方法还可以包括以下步骤:当辅助电池的电压降低到预定水平或更少时，通过再次开启PWM控制，将主电池的电力供给到辅助电池和电气负载。此外，该方法还可以包括以下步骤:感测辅助电池是否分离；以及当感测到辅助电池的分离时，将LDC控制器的输出电压指令输入为大于辅助电池电压Vbatt的电压，以开启LDC的PffM控制并且同时将主电池的电力供给到电气负载。
【附图说明】
[0014]现在将参考附图中所示的示例性实施例详细描述本发明的上述特征和其他特征，附图仅通过说明的方式给出，因此并不限制本发明，其中:
[0015]图1和图2是示出根据现有技术的常规低压DC/DC转换器(LDC)的电力供给流的示图；
[0016]图3是示出根据本发明的示例性实施例的用于控制混合动力车辆的LDC的方法的流程图；以及
[0017]图4至图6是示出根据本发明的示例性实施例的用于控制混合动力车辆的LDC的系统的不图。
[0018]应当理解，附图未必按比例绘制，它们呈现本文所公开的本发明的各种示例性特征的某些简化表示。如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，将由特定用途和使用环境所确定。在附图中，相同的参考标号指代本发明的相同或者等同部件。
【具体实施方式】
[0019]应当理解，在此使用的术语“车辆”或“车辆的”或者其他类似的术语包括一般机动车辆，例如客运汽车(包括运动型多功能车辆(SUV))、公共汽车、卡车、各种商用车辆、水运工具(包括各种艇和船)、飞机等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如，从石油以外的资源得到的燃料)。如在此提到的，混合动力车辆是具有两个或更多个动力源的车辆，例如，既有汽油动力又有电动力的车辆。
[0020]虽然示例性实施例被描述为使用多个单元来执行示例性过程，但是应当理解，示例性过程也可以由一个或复数个模块执行。此外，应当理解，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。存储器被配置为存储模块，并且处理器被具体配置为运行所述模块以执行下面进一步描述的一个或多个过程。
[0021]此外，本发明的控制逻辑可以被体现为计算机可读介质上的非暂时性计算机可读媒介，其包含可执行程序指令，可执行程序指令由处理器、控制器/控制单元等执行。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读记录介质也可以分布在联网的计算机系统中，使得计算机可读媒介以分布式方式例如由远程信息处理服务器或者控制器局域网(CAN)存储和执行。
[0022]在此使用的术语只是出于描述特定实施例的目的，并非意图限制本发明。如在此使用的，单数形式“ 一”、“一个/ 一种”以及“该/所述”意在也包括复数形式，除非上下文清楚地指出。还应当理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指明所叙述的特征、整数、步骤、操作、元素和/或部件的存在，但不排除存在或增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。如在此使用的，术语“和/或”包括所列出的相关项目中的一个或多个的任何组合以及全部组合。
[0023]在下文中，将详细参考本发明的各种示例性实施例，本发明的示例在附图中示出且在下文中描述。尽管将结合示例性实施例描述本发明，但是应该理解，本说明书并不旨在将本发明限制到这些示例性实施例。相反，本发明旨在不仅涵盖示例性实施例，而且涵盖各种替换、修改、等同体和其他实施例，它们可以被包括在所附权利要求限定的本发明的精神和范围内。
[0024]图4至图6示出根据本发明的示例性实施例的用于控制混合动力车辆的低压DC/DC转换器的系统。参照图4，其示出用于执行LDC的PffM控制的脉冲宽度调制(PffM)开启模式，通过LDC 20中的开关元件(例如，晶体管)的开关控制，即PffM控制，主电池10的电力可以被供给到待充电的辅助电池30。另外，主电池10的电力可以被供给到待驱动的电气负载40。
[0025]根据本发明的示例性实施例，用于人为关闭LDC 20的PffM控制的燃料效率模式选择单元(例如，输入接口或输入装置)50可以连接到LDC 20，以将电信号经由LDC控制器传输到LDC 20。此外，被配置为感测辅助电池30是否分离的辅助电池分离感测单元(例如，传感器)60可以连接到LDC 20，以将电信号经由LDC控制器传输到LDC 20。换句话说，LDC控制器可以被配置为操作该系统的这些单元。
[0026]参照图5，其示出不执行LDC的PffM控制的PffM关闭模式，LDC控制器可以被配置为执行PffM关闭模式，以在燃料效率模式选择单元50的操作时强制地关闭LDC 20的PffM控制。更具体地，当驾驶者操作燃料效率模式选择单元(例如，输入接口)50时，LDC控制器可以被配置为调整LDC 20的输出电压指令Vraf，使其被输入为小于辅助电池电压Vbatt的值。由于输出电压指令Vraf小于辅助电池电压V batt，因此可以执行PffM关闭状态。
[0027]因此，当在燃料效率模式选择单元50的操作时关闭PffM控制时，辅助电池30的电力可以被供给到电气负载40，并且可以更平滑地执行电气负载40的驱动，从而允许更平滑地执行车辆的驱动。因此，通过用于人为关闭LDC 20的PffM控制的燃料效率模式，可以防止LDC 20的PffM开关控制被执行，以减少主电池10的电力消耗，由此提高燃料效率。
[0028]另一方面，参照图6，其示出在辅助电池的分离时执行LDC的PffM控制，LDC控制器可以被配置为当辅助电池分离感测单元60接收到辅助电池分离感测信号时，开启LDC20的PffM控制。更具体地，当辅助电池分离感测单元60接收到辅助电池分离感测信号时，LDC控制器可以被配置为调整LDC 20的输出电压指令Vraf，使其被输入为大于辅助电池电压Vbatt的值，并且因此可以执行LDC 20的PffM控制被执行的PffM开启状态。
[0029]因此，即使辅助电池分离，LDC 20的PffM控制也可以处于开启状态，并且因此主电池10的电力可以被供给到电气负载40。另外，可以更平滑地执行电气负载40的驱动，因此允许更平滑地执行车辆的驱动。
[0030]此外，参照图3，将针对每个控制模式描述基于系统的配置控制混合动力车辆的LDC的方法。
[0031]PffM开启樽式
[0032]首先，LDC控制器可以被配置为确定燃料效率模式选择单元50是否被操作(S100)。当燃料效率模式选择单元50没有被操作时，该系统可以进入PffM开启模式，或者可以保持PWM开启模式(SlOl)。因此，LDC控制器可以被配置为执行LDC 20的输出电压指令Vraf被输入为大于辅助电池电压V batt的值(S102)。
[0033]当LDC 20的输出电压指令Vraf大于辅助电池电压V batJt，用于执行LDC 20中的开关元件(晶体管)的开关控制(即，PffM控制)的PWM开启模式可以被执行(S103)。因此，LDC 20的实际输出电压Vciu^以被输出等于输出电压指令，并且实际输出电压Vciut大于辅助电池电压Vbatt。因此，主电池10的电力可以被供给到要通过LDC 20的PffM控制充电的辅助电池30。此外，主电池10的电力可以被供给到要通过LDC 20的PffM控制驱动的电气负载40(S104)。
[0034]PffM关闭樽式
[0035]首先，LDC控制器可以被配置为确定燃料效率模式选择单元50是否被操作(S100)。当燃料效率模式选择单元50被操作时，系统可以进入PffM关闭模式(S105)。因此，LDC控制器可以被配置为调整LDC 20的输出电压指令Vraf，使其被输入为小于辅助电池电压 Vbatt
的值(S106) ο
[0036]当LDC 20的输出电压指令Vraf小于辅助电池电压V batJf，用于不执行LDC 20中的开关元件(晶体管)的开关控制(即PffM控制)的PWM关闭模式可以被执行(S107)。因此，LDC 20的实际输出电压V-可以被输出等于辅助电池电压V batt，并且可以防止PffM控制被执行。因此，LDC控制器可以被配置为将辅助电池30的电力调整为被供给到电气负载40(S108) ο
[0037]因此，可以通过辅助电池30的电力驱动电池负载40，以允许更平滑地执行车辆的驱动。因此，通过用于人为关闭LDC 20的PffM控制的燃料效率模式(S卩，PffM关闭模式)，可以不执行LDC的PffM开关控制，以终止(例如，切断)主电池10向辅助电池30和电气负载40的电力供给，由此减少主电池10的电力消耗并且提高燃料效率。
[0038]另一方面，当在PffM关闭模式中，辅助电池30的电压降低到预定水平或更少时，可以通过再次开启PWM控制，将主电池10的电力供给到辅助电池30和电气负载40，由此对辅助电池30和电气负载40充电。
[0039]在感测到辅助电池分离时
[0040]当为了更换而分离辅助电池时，或者当辅助电池由于外部冲击等而分离时，辅助电池的电力不能被供给到电气负载，并且因此车辆的驱动是不可能的。
[0041]因此，当辅助电池分离感测单元60在PffM开启模式或PffM关闭模式中感测到辅助电池的分离时，LDC控制器可以被配置为调整LDC 20的输出电压指令Vraf，使其被输入为大于辅助电池电压Vbatt的值。因此，用于执行LDC 20的PffM控制的PffM开启状态可以被执行。
[0042]因此，即使辅助电池分离，LDC 20的PffM控制也可以处于开启状态，并且因此主电池10的电力可以被供给到电气负载40。另外，可以更平滑地执行电气负载40的驱动，因此允许更平滑地执行车辆的驱动。
[0043]本发明提供如下优点:
[0044]首先，可以增加用于人为关闭LDC的PffM控制的燃料效率模式，以防止LDC的PffM开关控制被执行，而不增加任何单独的硬件，由此减少主电池的电力消耗并且提高燃料效率。
[0045]其次，当在车辆的行驶或停止期间辅助电池分离时，可以通过执行LDC的PffM控制，将主电池的电力暂时供给到电气负载，使得可以防止车辆的行驶是不可能的状态(例如，可以连续执行驱动)。
[0046]参照本发明的示例性实施例详细描述了本发明。然而，本领域技术人员将理解，不脱离本发明的原理和精神的情况下，可以在这些示例性实施例作出改变，本发明的范围由随附权利要求及其等效物限定。
【主权项】
1.一种用于控制混合动力车辆的低压DC/DC转换器(LDC)的系统，所述系统包括: 燃料效率模式选择单元，其被配置为人为关闭所述LDC的脉冲宽度调制(PffM)控制； 辅助电池分离感测单元，其被配置为感测辅助电池是否分离；以及 LDC控制器，其被配置为响应于所述燃料效率模式选择单元的操作而关闭所述LDC的PffM控制，并且响应于所述辅助电池分离感测单元感测到所述辅助电池的分离而开启所述LDC的PffM控制。2.根据权利要求1所述的系统，其中当在所述燃料效率模式选择单元的操作中关闭所述LDC的PffM控制时，所述辅助电池的电力被供给到电气负载。3.根据权利要求1所述的系统，其中当响应于所述辅助电池分离感测单元感测到所述辅助电池的分离而开启所述LDC的PffM控制时，主电池的电力被供给到所述电气负载。4.一种用于控制混合动力车辆的LDC的方法，所述方法包括以下步骤: 选择用于人为关闭所述LDC的PffM控制的燃料效率模式；以及 在选择所述燃料效率模式时关闭所述LDC的PffM控制，并且将辅助电池的电力供给到电气负载。5.根据权利要求4所述的方法，其中在选择所述燃料效率模式时，LDC控制器的输出电压指令被输入为小于辅助电池电压的值。6.根据权利要求4所述的方法，还包括以下步骤: 当所述辅助电池的电压降低到预定水平或更少时，通过再次开启所述PWM控制，将主电池的电力供给到所述辅助电池和所述电气负载。7.根据权利要求4所述的方法，还包括以下步骤: 感测所述辅助电池是否分离；以及 当感测到所述辅助电池的分离时，将所述LDC控制器的输出电压指令输入为大于辅助电池电压Vbatt的电压，以开启所述LDC的PffM控制并且将主电池的电力供给到所述电气负载。
【文档编号】B60W30/188GK106043287SQ201510794667
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年11月18日
【发明人】金志宪, 成玄旭, 崔远景, 李东俊
【申请人】现代自动车株式会社