用于控制车辆中的电气系统的方法_3

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方面、实施方式、示例、特征和替选方案。结合一种实施方式所描述的特征可应用于所有实 施方式,除非该样的特征是不兼容的。
【附图说明】
[0073] 现在将参照附图仅借助于示例描述本发明的一个或更多个实施方式,在附图中:
[0074] 图1是安装有停止起动系统的汽车中的电气系统的一部分的图;
[0075] 图2是混合电动汽车中的电气系统的一部分的图;
[0076] 图3是示出了能够用于控制电气系统的控制单元中的软件的高级功能的图拟及
[0077] 图4是示出了确定车辆中的荷电状态的方法的流程图。
【具体实施方式】
[007引图1和图2是两种不同类型的车辆中的电气系统的图。图1示出了装配有停止起 动系统的传统汽车中的电气系统11。图2示出了混合动力汽车中的电气系统21。传统汽 车和混合动力汽车二者包括起动电机12、22、主电池13、23、各种负载如发动机管理系统、 风挡刮水器等14、24、W及辅助电池15、25,其全部并联布置。主电池13、23二者设置有电 池监测系统炬M巧。传统汽车包括交流发电机16,交流发电机16在内燃发动机运转时能够 向系统提供电力。混合动力汽车包括DC/DC转换器26,DC/DC转换器26从电动机/发电机 (未示出)和高压电池(未示出)接收电力。DC/DC转换器26对电池23、25充电。每个系 统还包括S个开关;ESI、ES2和ES3,其能够用于在必要时将部件彼此隔离。
[0079] 尽管传统汽车和混合动力汽车配备有相似的双电池电源系统,但是开关ESI、ES2 和ES3的操作W及辅助电池15、25的用途非常不同。尽管混合动力汽车能够停止和起动发 动机W节省燃料,然而其还配备有适于W低速推动车辆的电动机。此外,DC/DC转换器26能 够在混合动力汽车的内燃发动机被关闭时支持电气负载,而交流发电机16不能实现该一 操作。
[0080] 主电池13、23W及辅助电池15、25二者通常是12V铅酸电池。
[0081] 图3是示出了能够用于控制电气系统如图1中示出的电气系统11和图2中示出 的电气系统21的控制单元31中的软件的高级功能的图。控制单元31必须动态地改变电 气系统11、21的网络配置W便使得能够W正确的方式执行所有不同的系统功能。
[0082] 为了实现该个目的,控制单元31包括控制器32,控制器32能够操作开关ESI和 ES2。第=开关ES3不由控制器32来直接控制。然而,控制器32能够向起动电机提供起动 许可,W使得第S开关ES3能够操作。控制器32因此能够通过操作ESI和ES2来将各种部 件切换入或切换出电力网络。控制器32设置有两个软件例程:模式管理器33和开关控制 34。模式管理器33和开关控制34协同操作W选择ESI、ES2和ES3的正确配置。
[0083] 模式管理器33和开关控制34包括各种软件子功能。为了清楚起见,图3中仅示 出了两个示例子功能。该些示例子功能是停止起动子功能35和故障管理器子功能36。
[0084] 每个子功能由外部操作请求来激发,而外部操作请求又根据一组内部和外部触发 器来产生。子功能的触发器可W是现实生活中的变量,如传感器数据、在更广泛的控制功能 内所计算的参数、或来自控制器32自身的反馈信号。所有该些共同确定子功能在什么时候 能够或应当被执行。
[0085] 转向图1,在停止起动子功能35期间,在车辆停止时,ESI可W闭合,而ES2和ES3 断开,使得电气负载14仍然能够从主电池13汲取电力。该是必要的,因为停止起动子功能 中的停止不是完全关闭,汽车内的各种电气系统会需要连续供电。然后,当车辆准备再次起 动时,ES2闭合而ESI断开,使得电气负载14能够从辅助电池15汲取电力。同时,或随后 不久,ES3闭合,使得主电池13能够向起动电机12提供电力W重新起动车辆的发动机。
[0086] 当在车辆内检测到故障尤其是电气系统的故障时,故障管理器子功能36被启动。 例如,如果辅助电池15、25被检测到具有严重故障,则故障管理器子功能36可W使ES2断 开并且保持断开,同时车辆在不W任何方式使用辅助电池15、25的情况下继续操作。在该 种情况下,任何停止起动或混合动力功能都会被暂停。
[0087] 许多其他子功能都是可能的或者可W是必需的。例如,可W提供检查辅助电池15、 25的荷电状态的子功能。类似地,可W提供从交流发电机16或DC/DC转换器26对主电池 13、23或辅助电池15、25充电的子功能。
[008引转向图1和图2,汽车可W设置有在汽车关闭的同时起作用的关闭模式。当关闭模 式开始时,关闭子功能在控制器32中操作。当关闭子功能被操作时,ESI和ES2作为关闭 处理的一部分被断开。图中示出的二极管在需要时提供用于静态漏电流的线路。通常,关 闭模式自然地根据开关的设计得出;当车辆关闭时,失去控制开关的电力,开关自动断开。
[0089] 然而,驾驶员可能希望在发动机和汽车的大部分系统仍然关闭时使用汽车中的系 统如收音机。因此,提供了附件模式。在附件模式中,附件子功能操作并且在闭合ESI的同 时保持ES2断开。然后电力从主电池经由ESI被提供给电气负载,使得设备如收音机能够 操作。
[0090] 转向图2w及混合动力汽车,当操作点火装置W起动汽车时,可W选择不同的点 火模式。在第一点火模式中,W与图1中示出的车辆相同的方式起动车辆。
[0091] 替选地,可W在电动车辆巧V)模式下起动汽车,其中通过电动机来将扭矩提供给 车轮。随后,当车辆已经移动时,可W使用第二点火模式,其中离合器被接合并且由车辆的 动量来"推动"发动机起动。在第二点火模式下,第二点火子功能操作并且确保ESI闭合并 且ES2断开。在该个模式下,DC/DC转换器26能够向负载24提供电力,W及用于对主电池 23充电。在汽车移动不够快的情况下,或者在由于任何其他原因不能进行"推动起动"的情 况下,起动电机可W用于发动发动机。该可W通过ESI断开并且ES2闭合来完成。后者使 得电力能够从辅助电池流入负载中。在此期间,DC/DC转换器也会支持负载。
[0092] 在需要更多电力来起动内燃发动机的寒冷气候中可能很有用的第=点火模式下, ESI和ES2二者可W闭合使得在起动发动机时起动电机能够从该两个电池汲取电流。预期 使用第=点火模式的车辆通常设置有较大的辅助电池,W期望将其用于帮助起动发动机。
[0093] 一旦点火完成,混合动力汽车就可W进入第一发动机运行模式,在第一发动机运 行模式下,第一发动机运行子功能操作并且确保ESI闭合并且ES2断开。因此,汽车的电气 负载24由主电池1和DC/DC转换器26来提供电力,同时辅助电池25保持断开W便确保其 保持完全充电并且可供使用。
[0094] 在确定辅助电池25需要充电的情况下,混合动力汽车可W进入第二发动机运行 模式,在第二发动机运行模式下,第二发动机运行子功能操作并且确保ES2闭合并且ESI也 闭合。DC/DC转换器然后操作使得其对辅助电池25充电并且向电气负载24提供电力。
[0095] 被称为模式管理器33的软件管理子功能的操作,W决定使用哪些子功能。使用每 个子功能的时间长度由子功能本身来确定,受到任何较高优先级的子功能的打断。相比之 下,开关控制是非常简单的软件。其唯一的工作是通过操作开关ESI和ES2W及间接地操 作开关ES3来输出期望的控制目标。控制目标是任务特定的,并且其执行取决于模式管理 器的运行许可。
[0096] 对于子功能的请求可能发生冲突,因为不同的子功能需要开关ESI、ES2、ES3的不 同配置。在请求多于一个子功能的情况下,模式管理器33可能因此需要决定执行哪个子功 能。
[0097] 例如,如果系统执行停止起动功能,并且检测到电池故障,触发对于故障管理器子 功能35的请求,则故障管理器子功能35在该样的情况下就必需是高优先级的。该个优先 级要设置系统W便防止对其部件造成损坏,同时仍然使得汽车能够安全地被驱动。然而,由 于停止起动功能已经在执行中,所W控制器32需要等待,直到改变子功能而不中断车辆的 操作是合理的。
[009引为了在不同的子功能之间进行仲裁,模式管理器33使用被分配给每个子功能的 优先级。子功能的优先级是预设的。然后根据子功能的优先级对每个子功能发出令牌。令 牌表示对于子功能操作的允许,并且指示开关ESI、ES2的布置W及间接地指示开关ES3的 布置。除非子功能被另一更高优先级的子功能中断,否则,子功能操作直到其旨在促进的任 务完成。
[0099] 模式管理器33包括优先级表格,其确定每个子功能的优先级的至少一部分。该优 先级的表格列出与控制车辆中的12V电池、电气负载W及交流发电机或DC/DC转换器之间 的电流相关联的所有可能的子功能,并且为它们分配优先级。
[0100] 可W收回或重新分配子功能的令牌。例如在出现对于具有足够高优先级的子功能 的触发器的情况下,模式管理器33能够中断目前执行的子功能并且分配用于立即使用高 优先级子功能的令牌。例如,在发生严重故障的情况下,可W通过给足够高的优先级分配立 即令牌来请求故障管理子功能35并且中断另一正在操作的子功能,如用于从交流发电机 16或DC/DC转换器26对主电池12、13充电的子功能。
[010U 通常,如果该样做是合理的,则最高优先级的功能会立即执行。否则,其会等待直 到改变操作模式是安全的。
[0102] W下表1是示出了混合动力车辆中根据本发明的实施方式的示例的一组子功能 及其优先级的表。表1因此是可W在本发明的实施方式中使用的数据库的一部分。所示出 的该组子功能仅是一部分,并且对于车辆的成功操作通常需要更多子功能。
[0103] 可校准 I值I范围I保I猶述 留 ColdClimFciiFig_Pt 1 [0,!00] 1 在寒冷气候条件下的发 动机发动请求 ManCrnkFcnFlg_Pt 2 |0,100| 1 驾驶员的手动发动机发 动请求 ForcedEngManualCrnkFIg Pt 3 [0,1001 1 来自首次起动的发动机 发动请求 FaultFIg_Pt 4 |0,100| 1 系统故障发生 Batt2InCirctDiagFlg_Pt 5 |0,100| 1 电路中电池诊断请求 Batt2ChrgFlg_Pt 6 |0,100| 1 电池2充电请求
[0104] Batt2SoCEstFlg_Pt 7 |0,100| 1 ~~|电池2荷电状态估计请 求 EVModeFlgPt 8 [0,100] 1 EV模式请求 StopStartFcnFlg_Pt 9 |0,100| 1 TSS停止起动请求 DfaltPosh_P
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