專利名稱：混合動(dòng)力車輛中的再生制動(dòng)的控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混合動(dòng)力車輛，尤其地涉及這樣的車輛中的再生制動(dòng)的控制。
背景技術(shù)：
除將車輛的動(dòng)能耗散為熱的典型摩擦制動(dòng)系統(tǒng)之外，混合動(dòng)力車輛通常設(shè)置有再 生制動(dòng)能力。再生制動(dòng)是通過將車輛的一些動(dòng)能轉(zhuǎn)化成可儲存的能量形式來降低車輛的速 度的機(jī)理。通常，在混合動(dòng)力車輛中，再生制動(dòng)將電動(dòng)機(jī)用于產(chǎn)生電流，以對諸如一個(gè)或多個(gè) 電池的車載儲存裝置充電。因此，在稍后的時(shí)間可再使用在再生制動(dòng)事件期間俘獲并儲存 在儲存裝置內(nèi)的所有能量，以操作車輛和改善對象車輛的運(yùn)行效率。另一方面，通過摩擦制 動(dòng)耗散的所有能量通常損失于環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
提供一種用于在混合電動(dòng)車輛中控制再生制動(dòng)的方法?；旌蟿?dòng)力車輛包括能量儲 存裝置，其構(gòu)造成按照需要有選擇地將能量儲存直到第一預(yù)定的充電狀態(tài)和將儲存的能量 釋放降低到第二預(yù)定的充電狀態(tài)。車輛還包括電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，其構(gòu)造成從能量儲存裝置 接收能量/向能量儲存裝置供應(yīng)能量，并經(jīng)由再生制動(dòng)使車輛減速；以及控制器，其布置成 控制再生制動(dòng)事件。該方法包括提供耗能裝置，其構(gòu)造成耗散來自再生制動(dòng)事件的能量，接收再生制 動(dòng)請求，和檢測能量儲存裝置是否在第一與第二預(yù)定的充電狀態(tài)之間。該方法另外包括如 果能量儲存裝置處于或高于第一預(yù)定的充電狀態(tài)、或者處于或低于第二預(yù)定的充電狀態(tài)， 則經(jīng)由電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)使車輛減速和將來自再生制動(dòng)的電能引導(dǎo)至耗能裝置。此外，該方 法包括如果能量儲存裝置在第一與第二預(yù)定的充電狀態(tài)之間，則經(jīng)由電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)使車 輛減速和將來自再生制動(dòng)的電能引導(dǎo)至能量儲存裝置。根據(jù)該方法的一個(gè)實(shí)施例，耗能裝置可以是用于發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體加熱器、用于能量 儲存裝置的加熱元件、和供暖與通風(fēng)(HVAC)系統(tǒng)中的至少一個(gè)。對象車輛還可包括構(gòu)造成 使車輛減速的摩擦制動(dòng)系統(tǒng)。在這種情況下，與摩擦制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)合實(shí)現(xiàn)車輛經(jīng)由電動(dòng)機(jī)/ 發(fā)電機(jī)的減速，以改變車輛減速的程度。根據(jù)預(yù)定的進(jìn)程由控制器調(diào)節(jié)與摩擦制動(dòng)系統(tǒng)結(jié) 合的車輛經(jīng)由電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的前述減速?；旌蟿?dòng)力車輛可另外包括構(gòu)造成推進(jìn)車輛的內(nèi)燃機(jī)。這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)在再生制動(dòng)期 間可關(guān)掉，并且耗能裝置可以是用于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)的催化劑預(yù)熱器。此外，混合動(dòng)力車 輛可包括構(gòu)造成推進(jìn)車輛的燃料電池。在這種情況下，耗能裝置還可以是用于燃料電池的 加熱器。根據(jù)另一實(shí)施例，混合動(dòng)力車輛可以是具有電插頭的插電式(PHEV)電動(dòng)類型，使 得可通過將插頭連接至外部電源來對能量儲存裝置再充電。另外，公開了一種用于在混合電動(dòng)車輛中控制再生制動(dòng)的系統(tǒng)，其中控制器適于 執(zhí)行前述方法。
本發(fā)明提供以下技術(shù)方案方案1. 一種用于在混合電動(dòng)車輛中控制再生制動(dòng)的方法，所述混合電動(dòng)車輛具 有能量儲存裝置，其構(gòu)造成有選擇地將能量儲存升高到第一預(yù)定的充電狀態(tài)和將儲存的 能量釋放降低到第二預(yù)定的充電狀態(tài)；電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，其構(gòu)造成從所述能量儲存裝置接 收能量和向所述能量儲存裝置供應(yīng)能量，并經(jīng)由再生制動(dòng)使所述車輛減速；以及控制器，其 布置成控制所述再生制動(dòng)，所述方法包括接收再生制動(dòng)請求；檢測所述能量儲存裝置是否在所述第一預(yù)定的充電狀態(tài)與所述第二預(yù)定的充電 狀態(tài)之間；如果所述能量儲存裝置處于或高于所述第一預(yù)定的充電狀態(tài)、或者處于或低于所 述第二預(yù)定的充電狀態(tài)，則經(jīng)由所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)使車輛減速和將來自所述再生制動(dòng)的 電能引導(dǎo)至構(gòu)造成耗散來自所述再生制動(dòng)的能量的耗能裝置；以及如果所述能量儲存裝置在所述第一預(yù)定的充電狀態(tài)與所述第二預(yù)定的充電狀態(tài) 之間，則經(jīng)由所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)使車輛減速和將來自所述再生制動(dòng)的電能引導(dǎo)至所述能 量儲存裝置。方案2.根據(jù)方案1所述的方法，其中，所述耗能裝置是用于所述能量儲存裝置的 加熱元件和供暖與通風(fēng)(HVAC)系統(tǒng)中的至少一個(gè)。方案3.根據(jù)方案1所述的方法，其中，所述車輛另外包括構(gòu)造成使所述車輛減速 的摩擦制動(dòng)系統(tǒng)，并且，與所述摩擦制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)合實(shí)現(xiàn)所述經(jīng)由所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)使車 輛減速，以改變所述車輛減速的程度。方案4.根據(jù)方案3所述的方法，其中，與所述摩擦制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)合的所述經(jīng)由所述 電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)使車輛減速根據(jù)預(yù)定的進(jìn)程由所述控制器調(diào)節(jié)。方案5.根據(jù)方案1所述的方法，其中，所述車輛另外包括構(gòu)造成有選擇地推進(jìn)所 述車輛并且能夠關(guān)斷的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述耗能裝置是發(fā)動(dòng)機(jī)缸體加熱器和用于所述內(nèi)燃 機(jī)的排氣系統(tǒng)的催化劑預(yù)熱器中的至少一個(gè)，并且當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)關(guān)斷時(shí)實(shí)現(xiàn)所述將來自所 述再生制動(dòng)的電能引導(dǎo)至所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸體加熱器和所述催化劑預(yù)熱器中的至少一個(gè)。方案6.根據(jù)方案1所述的方法，其中，所述車輛另外包括構(gòu)造成推進(jìn)所述車輛并 且能夠關(guān)斷的燃料電池，其中，所述耗能裝置是用于所述燃料電池的加熱器，并且當(dāng)所述燃 料電池關(guān)斷時(shí)實(shí)現(xiàn)所述將來自所述再生制動(dòng)的電能引導(dǎo)至用于所述燃料電池的所述加熱器。方案7.根據(jù)方案1所述的方法，其中，所述車輛是具有電插頭的插電類型，使得能 夠通過將所述插頭連接至外部電源來對所述能量儲存裝置再充電。方案8. —種用于在混合電動(dòng)車輛中控制再生制動(dòng)的系統(tǒng)，所述混合電動(dòng)車輛具 有能量儲存裝置，其構(gòu)造成有選擇地將能量儲存升高到第一預(yù)定的充電狀態(tài)和將儲存的 能量釋放降低到第二預(yù)定的充電狀態(tài)；電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，其構(gòu)造成從所述能量儲存裝置 接收能量和向所述能量儲存裝置供應(yīng)能量，并經(jīng)由再生制動(dòng)使所述車輛減速，所述系統(tǒng)包 括耗能裝置，其構(gòu)造成耗散來自所述再生制動(dòng)的能量；以及控制器，其適于
接收再生制動(dòng)請求；檢測所述能量儲存裝置是否在所述第一預(yù)定的充電狀態(tài)與所述第二預(yù)定的充電 狀態(tài)之間；如果所述能量儲存裝置處于或高于所述第一預(yù)定的充電狀態(tài)、或者處于或低于所 述第二預(yù)定的充電狀態(tài)，則經(jīng)由所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)使車輛減速和將來自所述再生制動(dòng)的 電能引導(dǎo)至構(gòu)造成耗散來自所述再生制動(dòng)的能量的耗能裝置；以及如果所述能量儲存裝置在所述第一預(yù)定的充電狀態(tài)與所述第二預(yù)定的充電狀態(tài) 之間，則經(jīng)由所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)使車輛減速和將來自所述再生制動(dòng)的電能引導(dǎo)至所述能 量儲存裝置。方案9.根據(jù)方案8所述的系統(tǒng)，其中，所述耗能裝置是用于所述能量儲存裝置的 加熱元件和供暖與通風(fēng)(HVAC)系統(tǒng)中的至少一個(gè)。方案10.根據(jù)方案8所述的系統(tǒng)，其中，所述車輛另外包括構(gòu)造成使所述車輛減速 的摩擦制動(dòng)系統(tǒng)，并且，所述經(jīng)由所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)使車輛減速與所述摩擦制動(dòng)系統(tǒng)結(jié) 合實(shí)現(xiàn)，以改變所述車輛減速的程度。方案11.根據(jù)方案10所述的系統(tǒng)，其中，根據(jù)預(yù)定的進(jìn)程由所述控制器調(diào)節(jié)與所 述摩擦制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)合的所述經(jīng)由所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)使車輛減速。方案12.根據(jù)方案8所述的系統(tǒng)，其中，所述車輛另外包括構(gòu)造成有選擇地推進(jìn)所 述車輛并且能夠關(guān)斷的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述耗能裝置是發(fā)動(dòng)機(jī)缸體加熱器和用于所述內(nèi)燃 機(jī)的排氣系統(tǒng)的催化劑預(yù)熱器中的至少一個(gè)，并且所述將來自所述再生制動(dòng)的電能引導(dǎo)至 所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸體加熱器和所述催化劑預(yù)熱器中的至少一個(gè)當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)關(guān)斷時(shí)實(shí)現(xiàn)。方案13.根據(jù)方案8所述的系統(tǒng)，其中，所述車輛另外包括構(gòu)造成推進(jìn)所述車輛并 且能夠關(guān)斷的燃料電池，其中，所述耗能裝置是用于所述燃料電池的加熱器，并且所述將來 自所述再生制動(dòng)的電能引導(dǎo)至用于所述燃料電池的所述加熱器當(dāng)所述燃料電池關(guān)斷時(shí)實(shí) 現(xiàn)。方案14.根據(jù)方案8所述的系統(tǒng)，其中，所述車輛是具有電插頭的插電類型，使得 能夠通過將所述插頭連接至外部電源來對所述能量儲存裝置再充電。方案15. —種采用再生制動(dòng)系統(tǒng)的混合電動(dòng)車輛，所述再生制動(dòng)系統(tǒng)包括能量儲存裝置，其構(gòu)造成有選擇地將能量儲存升高到第一預(yù)定的充電狀態(tài)和將儲 存的能量釋放降低到第二預(yù)定的充電狀態(tài)；電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，其構(gòu)造成從所述能量儲存裝置接收能量和向所述能量儲存裝置 供應(yīng)能量，并經(jīng)由再生制動(dòng)使所述車輛減速；耗能裝置，其構(gòu)造成耗散來自所述再生制動(dòng)的能量；以及控制器，其適于接收再生制動(dòng)請求；檢測所述能量儲存裝置是否在所述第一預(yù)定的充電狀態(tài)與所述第二預(yù)定的充電 狀態(tài)之間；如果所述能量儲存裝置處于或高于所述第一預(yù)定的充電狀態(tài)、或者處于或低于所 述第二預(yù)定的充電狀態(tài)，則經(jīng)由所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)使車輛減速和將來自所述再生制動(dòng)的 電能引導(dǎo)至構(gòu)造成耗散來自所述再生制動(dòng)的能量的耗能裝置；以及
如果所述能量儲存裝置在所述第一預(yù)定的充電狀態(tài)與所述第二預(yù)定的充電狀態(tài) 之間，則經(jīng)由所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)使車輛減速和將來自所述再生制動(dòng)的電能引導(dǎo)至所述能
量儲存裝置。方案16.根據(jù)方案15所述的車輛，其中，所述耗能裝置是用于所述能量儲存裝置 的加熱元件和供暖與通風(fēng)(HVAC)系統(tǒng)中的至少一個(gè)。方案17.根據(jù)方案15所述的車輛，其中，所述車輛另外包括構(gòu)造成使所述車輛減 速的摩擦制動(dòng)系統(tǒng)，并且，所述經(jīng)由所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)使車輛減速與所述摩擦制動(dòng)系統(tǒng) 結(jié)合實(shí)現(xiàn)并根據(jù)預(yù)定的進(jìn)程由所述控制器調(diào)節(jié)，以改變車輛減速的程度。方案18.根據(jù)方案15所述的車輛，其中，所述車輛另外包括構(gòu)造成有選擇地推進(jìn) 所述車輛并且能夠關(guān)斷的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述耗能裝置是發(fā)動(dòng)機(jī)缸體加熱器和用于所述內(nèi) 燃機(jī)的排氣系統(tǒng)的催化劑預(yù)熱器中的至少一個(gè)，并且所述將來自所述再生制動(dòng)的電能引導(dǎo) 至所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸體加熱器和所述催化劑預(yù)熱器中的至少一個(gè)當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)關(guān)斷時(shí)實(shí)現(xiàn)。方案19.根據(jù)方案15所述的車輛，其中，所述車輛另外包括構(gòu)造成推進(jìn)所述車輛 并且能夠關(guān)斷的燃料電池，其中，所述耗能裝置是用于所述燃料電池的加熱器，并且所述將 來自所述再生制動(dòng)的電能引導(dǎo)至用于所述燃料電池的所述加熱器當(dāng)所述燃料電池關(guān)斷時(shí) 實(shí)現(xiàn)。方案20.根據(jù)方案15所述的車輛，其中，所述車輛是具有電插頭的插電類型，使得 能夠通過將所述插頭連接至外部電源來對所述能量儲存裝置再充電。當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，本發(fā)明以上的特征和優(yōu)點(diǎn)、及其他的特征和優(yōu)點(diǎn)將通過以下 用于實(shí)施本發(fā)明的最佳模式的詳細(xì)描述而清楚地顯現(xiàn)。


圖1是混合電動(dòng)車輛的示意性平面圖；以及圖IA是插電式混合電動(dòng)車輛的示意性平面圖；圖IB是燃料電池混合電動(dòng)車輛的示意性平面圖；以及圖2是圖解用于在圖1、1A和IB所描繪的混合電動(dòng)車輛中控制再生制動(dòng)的方法的 流程圖。
具體實(shí)施例方式參考附圖，其中相同的附圖標(biāo)記指的是相同的部件，圖1示出混合電動(dòng)車輛 (HEV) 10的示意性視圖。通常，HEV不使用任何外部電源用于對其能量儲存裝置充電。如 本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解地，比較起來，插電式混合電動(dòng)車輛(PHEV)是具有能量儲存裝置 或電池的混合動(dòng)力車輛，可通過將插頭連接至外部電源來對所述能量儲存裝置或電池再充 H1^ οHEVlO包括適于驅(qū)動(dòng)車輪14和/或車輪16以推進(jìn)車輛的內(nèi)燃機(jī)12、諸如火花點(diǎn) 火式發(fā)動(dòng)機(jī)或壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)12還可用于發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)，即利用HEVlO的慣性以使發(fā) 動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，從而當(dāng)HEV從高速滑行時(shí)使車輛慢下來。還可通過包括構(gòu)件18的摩擦制動(dòng)系統(tǒng) 使混合動(dòng)力車輛10慢下來或減速。構(gòu)件18通常包括諸如通常液壓地促動(dòng)的制動(dòng)盤、制動(dòng) 鉗和制動(dòng)襯塊的零件，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知，并且未清楚地示出。構(gòu)件18適于向車輪14和16施加摩擦力，以通過將車輛的動(dòng)能耗散為熱來降低HEV的速度。發(fā)動(dòng)機(jī)12通過變速器20并經(jīng)由驅(qū)動(dòng)或傳動(dòng)軸22向從動(dòng)輪14和/16施加其轉(zhuǎn)矩。 發(fā)動(dòng)機(jī)12經(jīng)由排氣系統(tǒng)M向環(huán)境排出作為燃燒過程的產(chǎn)物的氣體。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員 所理解地，排氣系統(tǒng)M包括用于在氣體進(jìn)入大氣之前降低排出廢氣的毒性的催化轉(zhuǎn)化器 26。發(fā)動(dòng)機(jī)12、車輪14和16、變速器20、傳動(dòng)軸22都是HEVlO的傳動(dòng)系統(tǒng)的一部分。除發(fā)動(dòng)機(jī)12、車輪14和16、變速器20、和傳動(dòng)軸22之外，HEVlO的傳動(dòng)系統(tǒng)包括 電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)28。HEVlO能夠由電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)觀單獨(dú)推進(jìn)或與發(fā)動(dòng)機(jī)12相結(jié)合推進(jìn)。 如所示，電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)觀設(shè)置在變速器20內(nèi)，但如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知地，取決于車 輛體系結(jié)構(gòu)和功率流的控制，也可設(shè)置在HEVlO中的任何地方。如另外由本領(lǐng)域的技術(shù)人 員所理解地，盡管示出了單個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，但取決于HEVlO的實(shí)際構(gòu)造，可在對象車輛 的傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)存在多個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)。HEVlO另外包括乘客室供暖與通風(fēng)系統(tǒng)(HVAC) 29。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解地，電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)28構(gòu)造成從諸如一個(gè)或多個(gè)電池 的能量儲存裝置30接收能量和向能量儲存裝置30供應(yīng)能量，并經(jīng)由再生制動(dòng)使車輛減速。 能量儲存裝置30供應(yīng)電能，以向發(fā)動(dòng)機(jī)12、電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)28、HVAC系統(tǒng)四、及諸如車輛 外部和內(nèi)部照明的其他各種車輛附件提供動(dòng)力。能量儲存裝置30構(gòu)造成有選擇地將能量 儲存升高到第一預(yù)定的充電狀態(tài)(SOC)、和將儲能釋放降低到第二預(yù)定的SOC。HEVlO還包 括控制器32，其適于調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)12、電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)觀、變速器20、摩擦制動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)件18 和在其第一預(yù)定SOC與第二預(yù)定SOC之間的能量儲存裝置30的操作。第一預(yù)定的SOC是基本上最大的S0C，高于該S0C，則能量儲存裝置30可能不能有 效地或者不能在無可能的損壞的情況下接受補(bǔ)充充電。第二預(yù)定的SOC是低的S0C，低于該 S0C,則能量儲存裝置30類似地不能接受補(bǔ)充充電。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解地，第二預(yù) 定的SOC可能受各種因素影響、諸如環(huán)境溫度太低、或能量儲存裝置30內(nèi)的故障。例如如 果諸如由于最近中斷的快速充電周期，能量儲存裝置的內(nèi)部溫度上升至高于特定的運(yùn)行極 限，則在能量儲存裝置30內(nèi)可產(chǎn)生故障。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解地，再生制動(dòng)是通常包括在混合動(dòng)力車輛中以通過將 車輛的一些動(dòng)能轉(zhuǎn)化成可儲存的能量形式而不是將其耗散為熱來降低車輛速度的機(jī)理。當(dāng) 發(fā)動(dòng)機(jī)12停止時(shí)，頻繁地采用再生制動(dòng)。通常將來自再生制動(dòng)的可儲存的能量引導(dǎo)至能量 儲存裝置30，以恢復(fù)其消耗的S0C。由于再生制動(dòng)收回否則損失的能量，所以其提供比經(jīng)由 摩擦制動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)件18制動(dòng)更有效率的車輛減速模式。當(dāng)單獨(dú)將電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)28用于推進(jìn)HEVlO時(shí)，即當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)12停止時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)可 能充分地變冷以致于在發(fā)動(dòng)機(jī)隨后的重新起動(dòng)時(shí)，其廢氣排放相對于發(fā)動(dòng)機(jī)完全暖和的狀 態(tài)增加。為了保持發(fā)動(dòng)機(jī)12為快速的重新起動(dòng)作好準(zhǔn)備，HEVlO包括用于電能耗散裝置的 缸體加熱器34，以在發(fā)動(dòng)機(jī)不工作的同時(shí)向發(fā)動(dòng)機(jī)提供熱。因此，缸體加熱器34可用于在 冷天氣中使發(fā)動(dòng)機(jī)12的起動(dòng)容易，并在發(fā)動(dòng)機(jī)停止的同時(shí)通過保持發(fā)動(dòng)機(jī)暖和來降低起 動(dòng)廢氣排放?？刂破?2調(diào)節(jié)缸體加熱器34，以從能量儲存裝置30或從電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)觀 獲得電能。HEVlO可在能量儲存裝置30的SOC大致處于第一預(yù)定的SOC的情形下操作。如果 當(dāng)能量儲存裝置30大致處于其最高運(yùn)行水平時(shí)、諸如當(dāng)HEVlO往下滑行時(shí)請求再生制動(dòng)， 則控制器32可將由電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)洲收回的電能改向至一個(gè)或多個(gè)耗能裝置，諸如缸體加熱器34。將收回的能量改向至缸體加熱器34允許缸體加熱器為隨后的重新起動(dòng)保持發(fā) 動(dòng)機(jī)12暖和。HEVlO還可在能量儲存裝置30的SOC處于或低于第二預(yù)定的SOC的情形下 操作，其中電池由于諸如以上概述的因素而不能接受補(bǔ)充充電。如果在這樣的情形下請求 再生制動(dòng)，控制器32也可將由電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)觀收回的電能改向至一個(gè)或多個(gè)耗能裝置。如圖1所示，HEVlO還包括作為耗能裝置操作的加熱元件36，以將能量儲存裝置 30保持在其合適的運(yùn)行溫度。如果當(dāng)SOC大致處于其最高水平時(shí)請求再生制動(dòng)，則控制器 32可將由電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)觀收回的電能改向至加熱元件36。還示出與缸體加熱器34和 加熱元件36相同的用作耗能裝置的催化劑預(yù)熱器38。HEVlO包括構(gòu)造成在發(fā)動(dòng)機(jī)12停止 的同時(shí)將催化劑26保持在它們合適的運(yùn)行溫度的催化劑預(yù)熱器38，以便在隨后的重新起 動(dòng)時(shí)降低來自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣排放。如果當(dāng)SOC大致處于第一預(yù)定的SOC時(shí)請求再生制動(dòng)， 則控制器32可將由電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)觀收回的電能改向至催化劑預(yù)熱器38。圖IA示出插電式混合電動(dòng)車輛(PHEV) IOA0除另外包括與能量儲存裝置30A電連 通的電插頭31之外，PHEV10A與圖1所示的HEVlO相同地構(gòu)成。插頭31用于將能量儲存裝 置30A連接至外部電源(未示出)，以便對PHEV10A再充電。由于能量儲存裝置30A構(gòu)造成 從外部源充電，所以PHEV10A可能比非插電式HEVlO更經(jīng)常地經(jīng)歷請求再生制動(dòng)且SOC大 致處于第一預(yù)定的SOC的情形。這樣的情形例如可在能量儲存裝置30A的完全再充電之后 不久當(dāng)請求PHEV10A往下滑行時(shí)出現(xiàn)。圖IB示出燃料電池混合電動(dòng)車輛(FCHEV) IOB。FCHEV10B與圖1的HEVlO和圖 IA的PHEV10A相同地包括車輪14和16、具有構(gòu)件18的摩擦制動(dòng)系統(tǒng)、和HVAC系統(tǒng)29。 FCHEV10B另外包括與圖1和IA的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)觀、變速器20、傳動(dòng)軸22和能量儲存裝 置30類似地起作用的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)^B、變速器20B、傳動(dòng)軸22B、和具有加熱元件36B的 能量儲存裝置30B。此外，F(xiàn)CHEV10B包括構(gòu)造成推進(jìn)車輛、而且能夠關(guān)斷的燃料電池40。如 本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知地，燃料電池40通常由一組電池(未示出)構(gòu)成。FCHEV10B還包括 作為耗能裝置操作的加熱器42，以便在將燃料電池用于推進(jìn)車輛之前使燃料電池40變熱。FCHEV10B還包括控制器32B，其適于調(diào)節(jié)摩擦制動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)件18、變速器20B、電 動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)^B、燃料電池40、和能量儲存裝置30B在其第一預(yù)定的SOC與其第二預(yù)定的 SOC之間的操作?？刂破?2B另外調(diào)節(jié)加熱元件36B或加熱器42，以從能量儲存裝置30B 或從電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)28B獲得電能。取決于能量儲存裝置30B的S0C，控制器32B可將在 再生制動(dòng)期間由電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)28B收回的能量引導(dǎo)至能量儲存裝置、或引導(dǎo)至HVAC系統(tǒng) 四、加熱元件36B、加熱器42、或在FCHEV10B中包括的任何其他耗能裝置。在HEVlO和PHEV10A中，可能有利的是，盡可能地保持再生制動(dòng)，以改善總體的車 輛效率，并且不為發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)單獨(dú)重新起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12。由于兩種模式之間減速的速率和 程度的差異，所以還可能有利的是，在HEV10、PHEV10A、或FCHEV10B中，不突然地將再生制 動(dòng)轉(zhuǎn)換成摩擦制動(dòng)。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知地，采用再生制動(dòng)的減速速率通常低于通過 摩擦制動(dòng)實(shí)現(xiàn)的減速速率。為了解決以上問題，控制器32可通過如下方式調(diào)節(jié)HEVlO或 PHEV10A的減速根據(jù)預(yù)定的程序或進(jìn)程將摩擦制動(dòng)與再生制動(dòng)結(jié)合或混合到一起，以改 變減速的程度。在這樣的情形下，控制器32可另外將由電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)觀收回的能量的一 部分改向至耗能裝置中的一個(gè)或多個(gè)，諸如缸體加熱器34、加熱元件36、催化劑預(yù)熱器38、 和HVAC系統(tǒng)四。
類似的策略適用于FCHEV10B，使得控制器32B可通過將摩擦制動(dòng)與再生制動(dòng)結(jié)合 或混合到一起以改變減速的程度，來調(diào)節(jié)FCHEV的減速?？刂破?2可類似地將由電動(dòng)機(jī)/ 發(fā)電機(jī)^B收回的能量的一部分改向至諸如加熱器42、加熱元件36、和HVAC系統(tǒng)四的耗 能裝置中的一個(gè)或多個(gè)。在HEVlO和PHEV10A中可出現(xiàn)當(dāng)能量儲存裝置30低于第二預(yù)定的S0C、發(fā)動(dòng)機(jī)12 正在運(yùn)轉(zhuǎn)、但不推進(jìn)車輛、并且電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)28提供再生制動(dòng)時(shí)的情形。這樣的狀態(tài)可 能在車輛往下滑行時(shí)出現(xiàn)。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)12已向催化劑沈提供熱能，使得加熱器42的操 作是無益的。盡管能量儲存裝置低于第二預(yù)定的SOC操作，但發(fā)動(dòng)機(jī)12仍然還經(jīng)由交流發(fā) 電機(jī)(未示出)對能量儲存裝置30再充電。因此，還可將來自再生制動(dòng)的所有過剩的能量 引導(dǎo)至能量儲存裝置30。類似的情形可能在圖IB的FCHEV10B中出現(xiàn)，其中燃料電池40不 推進(jìn)車輛，但產(chǎn)生能量和熱，使得加熱器42的操作是無益的。在這種情況下，盡管能量儲存 裝置低于第二預(yù)定的SOC操作，但燃料電池40仍可向能量儲存裝置30B提供電能。因此， 還可將來自再生制動(dòng)的所有過剩的能量引導(dǎo)至能量儲存裝置30B。圖2描繪了用于在混合電動(dòng)車輛中控制再生制動(dòng)的方法100。HEVlO和PHEV10A各 自包括構(gòu)造成耗散來自再生制動(dòng)的能量的一個(gè)或多個(gè)耗能裝置，諸如缸體加熱器34、加熱 元件36和催化劑預(yù)熱器38。盡管方法100在此被描述成用于提高圖1的HEVlO的運(yùn)行效率， 但其可類似地用于其他類型的混合電動(dòng)車輛，包括圖IA的PHEV10A和圖IB的FCHEV10B。方法開始于框102，然后進(jìn)入控制器32接收到再生制動(dòng)請求的框104。在框104之 后，在框106中由控制器32檢測能量儲存裝置30是否在第一預(yù)定的充電狀態(tài)(SOC)與第 二預(yù)定的充電狀態(tài)(SOC)之間。例如如果能量儲存裝置30最近已從外部電源充滿電，并且 到給定的時(shí)刻為止，沒有充分地消耗電荷，則SOC可大致處于第一預(yù)定的水平。另一方面， 如以上參考圖1所描述地，例如由于低的環(huán)境溫度或能量儲存裝置30本身內(nèi)的故障，所以 SOC可低于第二預(yù)定的水平。繼框106的判定之后，該方法進(jìn)入框108或框112。如果能量儲存裝置30在第一預(yù)定的SOC與第二預(yù)定的SOC之間，則在框108中經(jīng) 由電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)28使HEVlO減速。繼框108之后，在框110中將來自再生制動(dòng)的電能引 導(dǎo)至能量儲存裝置30。如果能量儲存裝置處于或高于第一預(yù)定的S0C、或者處于或低于第 二 soc，則在框112中經(jīng)由電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)^Hhevio減速。繼框112之后，在框114中將 來自再生制動(dòng)的電能引導(dǎo)至諸如缸體加熱器34、加熱元件36和催化劑預(yù)熱器38的耗能裝 置。在框110或114之后，該方法返回至框102，準(zhǔn)備好控制隨后的再生制動(dòng)事件。在執(zhí)行方法100的過程中，控制器32可通過將摩擦制動(dòng)與再生制動(dòng)混合到一起以 改變HEV減速的程度來調(diào)節(jié)HEVlO的減速，并將由電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)觀收回的能量的一部分 改向至一個(gè)或多個(gè)耗能裝置(如參考圖1所描述的)。摩擦與再生制動(dòng)的實(shí)際混合可在框 108與112之間不同，以便在這種情況下盡可能實(shí)際地保持再生制動(dòng)。然而，不管僅再生制 動(dòng)還是混合的再生制動(dòng)和摩擦制動(dòng)由方法100用于使HEVlO減速，所得到的操作模式提供 比在單獨(dú)采用摩擦制動(dòng)時(shí)高的效率。盡管已詳細(xì)描述了用于實(shí)施本發(fā)明的最佳模式，但熟悉本發(fā)明所涉及的領(lǐng)域的技 術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)用于實(shí)踐本發(fā)明的各種替代性的設(shè)計(jì)和實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于在混合電動(dòng)車輛中控制再生制動(dòng)的方法，所述混合電動(dòng)車輛具有能量儲 存裝置，其構(gòu)造成有選擇地將能量儲存升高到第一預(yù)定的充電狀態(tài)和將儲存的能量釋放降 低到第二預(yù)定的充電狀態(tài)；電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，其構(gòu)造成從所述能量儲存裝置接收能量和向 所述能量儲存裝置供應(yīng)能量，并經(jīng)由再生制動(dòng)使所述車輛減速；以及控制器，其布置成控制 所述再生制動(dòng)，所述方法包括接收再生制動(dòng)請求；檢測所述能量儲存裝置是否在所述第一預(yù)定的充電狀態(tài)與所述第二預(yù)定的充電狀態(tài) 之間；如果所述能量儲存裝置處于或高于所述第一預(yù)定的充電狀態(tài)、或者處于或低于所述第 二預(yù)定的充電狀態(tài)，則經(jīng)由所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)使車輛減速和將來自所述再生制動(dòng)的電能 弓丨導(dǎo)至構(gòu)造成耗散來自所述再生制動(dòng)的能量的耗能裝置；以及如果所述能量儲存裝置在所述第一預(yù)定的充電狀態(tài)與所述第二預(yù)定的充電狀態(tài)之間， 則經(jīng)由所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)使車輛減速和將來自所述再生制動(dòng)的電能引導(dǎo)至所述能量儲 存裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述耗能裝置是用于所述能量儲存裝置的加熱 元件和供暖與通風(fēng)(HVAC)系統(tǒng)中的至少一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述車輛另外包括構(gòu)造成使所述車輛減速的摩 擦制動(dòng)系統(tǒng)，并且，與所述摩擦制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)合實(shí)現(xiàn)所述經(jīng)由所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)使車輛減 速，以改變所述車輛減速的程度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，與所述摩擦制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)合的所述經(jīng)由所述電動(dòng) 機(jī)/發(fā)電機(jī)使車輛減速根據(jù)預(yù)定的進(jìn)程由所述控制器調(diào)節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述車輛另外包括構(gòu)造成有選擇地推進(jìn)所述車 輛并且能夠關(guān)斷的內(nèi)燃機(jī)，其中，所述耗能裝置是發(fā)動(dòng)機(jī)缸體加熱器和用于所述內(nèi)燃機(jī)的 排氣系統(tǒng)的催化劑預(yù)熱器中的至少一個(gè)，并且當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)關(guān)斷時(shí)實(shí)現(xiàn)所述將來自所述再 生制動(dòng)的電能引導(dǎo)至所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸體加熱器和所述催化劑預(yù)熱器中的至少一個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述車輛另外包括構(gòu)造成推進(jìn)所述車輛并且能 夠關(guān)斷的燃料電池，其中，所述耗能裝置是用于所述燃料電池的加熱器，并且當(dāng)所述燃料電 池關(guān)斷時(shí)實(shí)現(xiàn)所述將來自所述再生制動(dòng)的電能引導(dǎo)至用于所述燃料電池的所述加熱器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述車輛是具有電插頭的插電類型，使得能夠通 過將所述插頭連接至外部電源來對所述能量儲存裝置再充電。
8.一種用于在混合電動(dòng)車輛中控制再生制動(dòng)的系統(tǒng)，所述混合電動(dòng)車輛具有能量儲 存裝置，其構(gòu)造成有選擇地將能量儲存升高到第一預(yù)定的充電狀態(tài)和將儲存的能量釋放降 低到第二預(yù)定的充電狀態(tài)；電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，其構(gòu)造成從所述能量儲存裝置接收能量和向 所述能量儲存裝置供應(yīng)能量，并經(jīng)由再生制動(dòng)使所述車輛減速，所述系統(tǒng)包括耗能裝置，其構(gòu)造成耗散來自所述再生制動(dòng)的能量；以及控制器，其適于接收再生制動(dòng)請求；檢測所述能量儲存裝置是否在所述第一預(yù)定的充電狀態(tài)與所述第二預(yù)定的充電狀態(tài) 之間；如果所述能量儲存裝置處于或高于所述第一預(yù)定的充電狀態(tài)、或者處于或低于所述第 二預(yù)定的充電狀態(tài)，則經(jīng)由所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)使車輛減速和將來自所述再生制動(dòng)的電能 弓I導(dǎo)至構(gòu)造成耗散來自所述再生制動(dòng)的能量的耗能裝置；以及如果所述能量儲存裝置在所述第一預(yù)定的充電狀態(tài)與所述第二預(yù)定的充電狀態(tài)之間， 則經(jīng)由所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)使車輛減速和將來自所述再生制動(dòng)的電能引導(dǎo)至所述能量儲 存裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述耗能裝置是用于所述能量儲存裝置的加熱 元件和供暖與通風(fēng)(HVAC)系統(tǒng)中的至少一個(gè)。
10.一種采用再生制動(dòng)系統(tǒng)的混合電動(dòng)車輛，所述再生制動(dòng)系統(tǒng)包括能量儲存裝置，其構(gòu)造成有選擇地將能量儲存升高到第一預(yù)定的充電狀態(tài)和將儲存的 能量釋放降低到第二預(yù)定的充電狀態(tài)；電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，其構(gòu)造成從所述能量儲存裝置接收能量和向所述能量儲存裝置供應(yīng) 能量，并經(jīng)由再生制動(dòng)使所述車輛減速；耗能裝置，其構(gòu)造成耗散來自所述再生制動(dòng)的能量；以及 控制器，其適于 接收再生制動(dòng)請求；檢測所述能量儲存裝置是否在所述第一預(yù)定的充電狀態(tài)與所述第二預(yù)定的充電狀態(tài) 之間；如果所述能量儲存裝置處于或高于所述第一預(yù)定的充電狀態(tài)、或者處于或低于所述第 二預(yù)定的充電狀態(tài)，則經(jīng)由所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)使車輛減速和將來自所述再生制動(dòng)的電能 弓I導(dǎo)至構(gòu)造成耗散來自所述再生制動(dòng)的能量的耗能裝置；以及如果所述能量儲存裝置在所述第一預(yù)定的充電狀態(tài)與所述第二預(yù)定的充電狀態(tài)之間， 則經(jīng)由所述電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)使車輛減速和將來自所述再生制動(dòng)的電能引導(dǎo)至所述能量儲 存裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及混合動(dòng)力車輛中的再生制動(dòng)的控制。提供一種用于在混合電動(dòng)車輛中控制再生制動(dòng)的方法。車輛包括能量儲存裝置、構(gòu)造成經(jīng)由再生制動(dòng)使車輛減速的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)、以及布置成控制再生制動(dòng)的控制器。該方法包括接受再生制動(dòng)請求、和檢測能量儲存裝置是否在第一與第二預(yù)定的充電狀態(tài)之間。該方法另外包括如果能量儲存裝置處于或高于第一預(yù)定充電狀態(tài)、或者處于或低于第二預(yù)定充電狀態(tài)，則經(jīng)由電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)使車輛減速和將來自再生制動(dòng)的電能引導(dǎo)至耗能裝置。此外，該方法包括如果能量儲存裝置在第一與第二預(yù)定充電狀態(tài)之間，則經(jīng)由電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)使車輛減速和將來自再生制動(dòng)的電能引導(dǎo)至能量儲存裝置。
文檔編號B60W10/28GK102069795SQ201010556559
公開日2011年5月25日 申請日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月20日
發(fā)明者P·A·鮑爾勒 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司