專利名稱：用于優(yōu)化混合動力車輛電池再充電的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于優(yōu)化混合動力車輛電池的再充電的方法。在包括由燃燒發(fā)動機驅(qū)動的第一輪軸以及第二電驅(qū)動輪軸的領(lǐng)域中，本發(fā)明具有特別有利的應(yīng)用。 本發(fā)明的特定目的是提高電驅(qū)動輪軸的能量的可利用程度，特別是當車輛在4x4模式下運行時。
背景技術(shù)：
如已知的那樣，混合動力車輛包括提供前輪牽引力的燃燒發(fā)動機。為此，離合器確保一方面的燃燒發(fā)動機和另一方面的與前輪軸連接的變速器之間的連接。當離合器分離并且變速器處于空擋下時，所述燃燒發(fā)動機的空轉(zhuǎn)速度是大約750轉(zhuǎn)/分。所述發(fā)動機與交流發(fā)電機/起動機類型的前電機機械地關(guān)聯(lián)。當由燃燒發(fā)動機驅(qū)動時，所述機器對車輛電池再充電(發(fā)電機模式)。當機器在馬達模式下運行時，所述機器還起動燃燒發(fā)動機。在某些運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，所述機器也可以參與提供牽引力到車輛。所述車輛還包括電機，其經(jīng)由變速箱和例如為爪形離合器類型裝置的聯(lián)接裝置提供牽引力到后輪軸。與傳統(tǒng)的4x4車輛相反，所述前輪軸牽引力和后輪軸牽引力在機械上彼此獨立。前電機和后電機通過電網(wǎng)的中間部分與高電壓電池連接。所述高電壓電池通過DC/DC轉(zhuǎn)換器的中間部分與低電壓機載的網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)。制動控制系統(tǒng)一般地安裝在車輛車輪上。所述系統(tǒng)防止車輪卡死并且在必要時保持車輛在其軌跡上。當駕駛員借助于指輪開關(guān)選擇了 4x4模式時，駕駛員所需的扭矩被分布在車輛的前輪軸和后輪軸上。后輪軸上可用的扭矩直接取決于電池的充電水平。事實上，充電水平越高,最大可用扭矩就越高，因為電池的輸出功率高。相反，充電水平越低，可用扭矩就越低，因為電池的輸出功率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的特定的目的是提出一種裝置，其用于高電壓電池的有效再充電并且用于以這種方式優(yōu)化4x4模式下的可用扭矩。為此，當電池充電小于最大充電狀態(tài)的10%和50%之間的可調(diào)閾值時，空轉(zhuǎn)速度提高以便增大到前機器的可用功率以及因此電池的再充電功率。當電池的充電狀態(tài)回到可調(diào)閾值之上時，空轉(zhuǎn)速度回到默認空轉(zhuǎn)速度。本發(fā)明因此涉及一種用于優(yōu)化混合動力車輛的電池的再充電的方法，所述車輛包括 與第一電機機械地關(guān)聯(lián)的燃燒發(fā)動機， 安裝在燃燒發(fā)動機和與車輛輪軸中的一個連接的變速器之間的離合器，
適于提供牽引力到車輛的其它輪軸的第二電機， 與兩個電機連接的高電壓電池， 當?shù)谝粰C器在發(fā)電機模式下運行以對高電壓電池再充電時，第一機器可以由燃燒發(fā)動機驅(qū)動， 其特征在于，當離合器分離和/或變速器在空擋中時 當高電壓電池的充電狀態(tài)低于可調(diào)閾值時，燃燒發(fā)動機以默認空轉(zhuǎn)速度運行，或者 當高電壓電池的充電狀態(tài)大于可調(diào)閾值時，較高的空轉(zhuǎn)速度大于默認空轉(zhuǎn)速度，以便增大由第一電機產(chǎn)生的功率(或電力)以對高電壓電池再充電。根據(jù)一個實施方式，較高的空轉(zhuǎn)速度高于默認空轉(zhuǎn)速度大約10%到40%。根據(jù)一個實施方式，默認空轉(zhuǎn)速度是750轉(zhuǎn)/分。根據(jù)一個實施方式，較高的空轉(zhuǎn)速度是950轉(zhuǎn)/分。根據(jù)一個實施方式，可調(diào)閾值為高電壓電池的最大充電狀態(tài)的大約10%到50%。


通過閱讀以下說明以及提高研究附圖，將更好地理解本發(fā)明。所述附圖被提供作為本發(fā)明的示例性的且非限制性的示例。它們示出了 圖I :采用根據(jù)本發(fā)明的方法的混合動力車輛的概略視圖；圖2 :作為燃燒發(fā)動機速度(轉(zhuǎn)/分)的函數(shù)的由前機器供給的功率(瓦)的圖示。相同的元件在一個附圖和另一個附圖之間保持使用相同的附圖標記。
具體實施例方式圖I示出了采用根據(jù)本發(fā)明的方法的混合動力車輛1，其包括在機械上彼此獨立的前輪軸2和后輪軸3。傳統(tǒng)的動力總成組合5提供牽引力到車輛的前輪軸2。更確切地說，所述組合5包括燃燒發(fā)動機7，其通過例如為干式或濕式離合器的傳統(tǒng)離合器10的中間部分與電子手動變速器8 (BVMP)連接。變速器8通過齒輪減速器(未示出)的中間部分與前輪軸2連接。在一種變化形式中，動力總成組合5可以包括自動變速器8。電機11與燃燒發(fā)動機7機械地關(guān)聯(lián)。當由發(fā)動機7驅(qū)動時，電機11在發(fā)電機模式下運行并且供給電流到高電壓電池19以便對其再充電。機器11也可以在馬達模式下運行以起動燃燒發(fā)動機7。在某些運行狀態(tài)下，機器11還通過供給扭矩(推進模式)提供牽引力到前輪軸2。在溫度非常低的情況下并且當機器11不能夠提供起動功能時，起動器13用于起動發(fā)動機7。如果必要的話，氣候控制系統(tǒng)與發(fā)動機7和前機器11機械地連接。此外，電機15提供牽引力到車輛的后輪軸3。為此，機器15通過離合器16的中間部分和齒輪減速組件17與后輪軸3連接。所述離合器16例如由爪形離合器組成，而齒輪減速組件17具有單一減速比，但是在一個變化形式中可以具有多個比值。兩個機器11和15通過電網(wǎng)的中間部分彼此連接。更確切地說，機器11和15通過換流器21的中間部分與高電壓電池19連接，當它們在馬達模式下運行時，所述換流器21能夠減小電池19供給電機11和15的直流電壓。當所述電機11和15在發(fā)電機模式下運行以對電池19再充電時，換流器21能夠?qū)C器11和15生產(chǎn)的交流電壓變成施加到電池19的端子的直流電壓。電池19與DC/DC轉(zhuǎn)換器20連接，其將電池19的高直流電壓變成適于起動器13和適于與車輛的機載網(wǎng)絡(luò)24連接的低壓電池22的電壓。優(yōu)選地，車輛I裝備有傳統(tǒng)的ESP或ABS類型的制動控制系統(tǒng)25，其在遇到緊急制動情況時控制制動力，以便確保車輛軌跡的控制和/或避免車輪卡死。處理器28命令車輛的不同控制裝置以特別地實現(xiàn)駕駛員在前輪軸2 (扭矩Ccns_av)和后輪軸3 (扭矩Ccns_ar)之間請求的扭矩Cg的分配。所請求的扭矩Cg由稱為駕駛員意圖解釋模塊(IVC)的模塊29計算，其特別地作為加速器踏板31的行程以及由與車輪關(guān)聯(lián)的傳感器33測量的車輛速度V的函數(shù)。 離合器I和變速器8將它們的相應(yīng)狀態(tài)Ee和Eb通信到處理器28。電池19還將其充電狀態(tài)通信到處理器28。駕駛員借助于指輪開關(guān)35選擇車輛的4x4運行模式。在所述運行模式下，扭矩Cg將在車輛的前輪軸2和后輪軸3之間近似均勻地分割。如圖2所示，一旦4x4模式由駕駛員借助于指輪開關(guān)35啟動，并且當處理器28檢測到離合器10分離(Ee=O)和/或變速器8在空擋中(Eb=O)以及充電狀態(tài)SOC大于可調(diào)閾值時，發(fā)動機7以一般是750轉(zhuǎn)/分的默認空轉(zhuǎn)速度Wl運行。當車輛I停止并且燃燒發(fā)動機7運行時，可以觀察到這種運行狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明，當處理器28檢測到離合器10分離和/或變速器8在空擋中，并且電池19的充電狀態(tài)SOC低于可調(diào)閾值時，燃燒發(fā)動機7的運行點38轉(zhuǎn)移，以使得發(fā)動機以大于默認空轉(zhuǎn)速度Wl的較高的空轉(zhuǎn)速度W2運行。以這種方式，當其在發(fā)電機模式下運行以對電池19再充電時，本發(fā)明提供機器11的提高的速度，因此提高電驅(qū)動輪軸2中能量的可利用程度。優(yōu)選地，較高的空轉(zhuǎn)速度W2高于默認空轉(zhuǎn)速度Wl 10%到40%。在此，速度Wl例如是大約950轉(zhuǎn)/分，以使得可用于對電池19再充電的功率Pdisp從8KW (對于Wl)增大到9KW (對于W2)，其對應(yīng)于可用功率Pdisp中12%的增大。一旦電池19的充電狀態(tài)SOC回到可調(diào)閾值之上，燃燒發(fā)動機7的運行點39就轉(zhuǎn)移回去，以使得發(fā)動機7的空轉(zhuǎn)速度從較高的速度W2回到默認速度Wl。在一個示例中，可調(diào)閾值為高電壓電池19的最大充電狀態(tài)的10%到50%。當車輛沒有在4x4模式下運行時，也可以運用本發(fā)明，以便優(yōu)化對電池19的再充電。以這種方式，當車輛I在熱模式下運行時，換句話說當只有燃燒發(fā)動機7提供牽引力到車輛時，可以運用本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.用于優(yōu)化對混合動力車輛的電池再充電的方法，所述混合動力車輛包括 -與第一電機(11)機械地關(guān)聯(lián)的燃燒發(fā)動機(7), -安裝在燃燒發(fā)動機(7)和與車輛的輪軸(2)中的一個連接的變速器(8)之間的離合器(10)， -適于電力地提供牽引力到車輛的其它輪軸(3)的第二電機(15)， -與兩個電機(11、15)連接的高電壓電池(19)， -當?shù)谝粰C器(11)在發(fā)電機模式下運行以對高電壓電池(19 )再充電時，所述第一機器(11)可以由燃燒發(fā)動機(7)驅(qū)動， 其特征在于，當離合器(10)分離和/或變速器(8)在空擋中時 -當高電壓電池(19)的充電狀態(tài)(SOC)低于可調(diào)閾值時，燃燒發(fā)動機(7)以默認空轉(zhuǎn)速度(Wl)運行，或者 -當高電壓電池(19)的充電狀態(tài)(SOC)大于可調(diào)閾值時，所述燃燒發(fā)動機(7)以大于所述默認空轉(zhuǎn)速度(Wl)的較高空轉(zhuǎn)速度(W2)運行，以便提高用于對高電壓電池(19)再充電的由第一電機(11)產(chǎn)生的功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述較高空轉(zhuǎn)速度(W2)高于所述默認空轉(zhuǎn)速度(Wl) 10%到40%o
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述默認空轉(zhuǎn)速度(Wl)是750轉(zhuǎn)/分。
4.根據(jù)權(quán)利要求I到3中的一項所述的方法，其特征在于，所述較高空轉(zhuǎn)速度(W2)是950轉(zhuǎn)/分。
5.根據(jù)權(quán)利要求I到4中的一項所述的方法，其特征在于，所述可調(diào)閾值為最大電池(19)高電壓的充電狀態(tài)(SOC)的大約10%到50%。
全文摘要
本發(fā)明基本上涉及一種用于使對混合動力車輛電池再充電最優(yōu)化的方法。當離合器(10)處于打開的位置時和/或當變速箱(8)在空擋中時，熱力發(fā)動機(7)在高電壓電池(19)的充電狀態(tài)(SOC)低于可參數(shù)化閾值時處于作為默認的空轉(zhuǎn)速度(W1)，或者在高電壓電池(19)的充電狀態(tài)(SOC)高于可參數(shù)化閾值時處于升高的空轉(zhuǎn)速度(W2)，以便提高第一電機(11)產(chǎn)生的功率以便對電池再充電。
文檔編號B60W10/06GK102742117SQ201080062707
公開日2012年10月17日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月28日
發(fā)明者R·阿巴尼 申請人:標致·雪鐵龍汽車公司