控制啟動失敗風險的方法和基于該方法的汽車電子控制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及汽車電子技術，特別涉及有效防止汽車啟動失敗風險的方法以及基于該方法的汽車電子控制器。按照本發(fā)明實施例的控制汽車啟動失敗風險的方法包括下列步驟：獲取所述蓄電池的當前荷電狀態(tài)；根據(jù)所述當前荷電狀態(tài)和所述蓄電池在汽車啟動后的電壓降或電壓值的歷史數(shù)據(jù)確定汽車下次啟動失敗的風險因子；以及根據(jù)所述風險因子確定汽車用電負載的當前工作狀態(tài)。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及汽車電子技術，特別涉及有效防止汽車啟動失敗風險的方法以及基于 該方法的汽車電子控制器。 控制啟動失敗風險的方法和基于該方法的汽車電子控制器

【背景技術】
[0002] 汽車供電系統(tǒng)主要由儲能裝置(例如蓄電池或超級電容器)、能量轉換裝置(例如 將機械能轉換為電能的發(fā)電機)、起動機和控制單元組成。在汽車供電系統(tǒng)中，控制單元是 整個系統(tǒng)的核心，它負責根據(jù)用電負荷、蓄電池狀態(tài)和發(fā)電機狀態(tài)等工況確定和實施合適 的電能管理策略。起動機利用蓄電池的能量將汽車發(fā)動機啟動，使發(fā)動機在所需的工作狀 態(tài)下運轉。發(fā)動機運轉時將帶動發(fā)電機發(fā)電，并按汽車電氣系統(tǒng)的電壓要求向汽車的用電 負載供電和向蓄電池充電。例如，在控制單元的控制下，如果汽車電氣系統(tǒng)的用電電流大于 發(fā)電機的供電電流，則蓄電池就會放電，以彌補不足的電流，反之，如果汽車電氣系統(tǒng)的用 電電流小于發(fā)電機的供電電流，則電流差的一部分作為蓄電池的充電電流而流入蓄電池。
[0003] 汽車的用電負載在電氣特性上往往具有較大的差異，例如起動機工作時需要提供 大安倍的瞬間電流，而照明、音響等設備需要提供較長時間的小電流。為了同時滿足上述兩 類負載的用電需求，可以在供電系統(tǒng)采用雙蓄電池架構。在這種架構下，蓄電池包括啟動型 蓄電池和供電型蓄電池，前者與啟動機并聯(lián)組成啟動回路，后者與用電器件并聯(lián)組成供電 回路，而電氣系統(tǒng)控制器連接在啟動回路和供電回路之間。
[0004] 圖1為示出了汽車中能量流動的示意圖，圖中粗實線表示電能流，細實線表示控 制信號流和檢測信號流。如圖1所示，在汽車電子控制器（ECU) 110的控制下，汽車發(fā)動機 120旋轉驅動汽車發(fā)電機130發(fā)電，所產生的電力可以提供給啟動型蓄電池140A和供電 型蓄電池140B，或者提供給用電負載150 ;另一方面，啟動型蓄電池140A和供電型蓄電池 140B存儲的電能也可以分別提供給用電負載150和起動機160。
[0005] 汽車在啟動階段，起動機完全依靠啟動型蓄電池供電，因此為了確保汽車順利啟 動，啟動型蓄電池必須儲存足夠的電量。但是如果蓄電池存儲的電量過多，則是不必要的， 反而會導致能源利用效率降低。
[0006] 可見，需要有完善的控制策略，從而在保證汽車啟動與高的能源利用效率之間取 得較好的平衡。


【發(fā)明內容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種控制汽車啟動失敗風險的方法，其可在保證汽車啟動與 高的能源利用效率之間獲得較好的平衡。
[0008] 按照本發(fā)明的一個實施例，在一種控制汽車啟動失敗風險的方法中，所述汽車包 括汽車起動機和與所述汽車起動機電氣耦合的蓄電池，在啟動時所述汽車起動機由所述蓄 電池供電，包括下列步驟：
[0009] 獲取所述蓄電池的當前荷電狀態(tài)；
[0010] 根據(jù)所述當前荷電狀態(tài)和所述蓄電池在汽車啟動后的電壓降或電壓值的歷史數(shù) 據(jù)確定汽車下次啟動失敗的風險因子；以及
[0011] 根據(jù)所述風險因子確定汽車用電負載的當前工作狀態(tài)。
[0012] 優(yōu)選地，在上述方法中，所述電壓降或電壓值的歷史數(shù)據(jù)為汽車本次啟動后所述 蓄電池的電壓降或電壓值。
[0013] 優(yōu)選地，在上述方法中，所述電壓降或電壓值的歷史數(shù)據(jù)為汽車最近若干次啟動 后所述蓄電池的電壓降或電壓值的加權平均值，越臨近當前時刻的啟動所對應的權重越 大。
[0014] 優(yōu)選地，在上述方法中，按照下列方式確定所述風險因子：
[0015] 將所述當前荷電狀態(tài)變換為第一離散值，其中，荷電狀態(tài)的取值范圍被劃分為多 個子范圍，每個子范圍具有相應的賦值，并且將所述當前荷電狀態(tài)所對應的子范圍的賦值 作為所述第一離散值；
[0016] 將所述電壓降或電壓值變換為第二離散值，其中，電壓降或電壓值的取值范圍被 劃分為多個子范圍，每個子范圍具有相應的賦值，并且將所述電壓降或電壓值所對應的子 范圍的賦值作為所述第二離散值；以及
[0017] 將所述第一和第二離散化值中的最大值選作所述風險因子。
[0018] 更好地，在上述方法中，按照下式來修正所述風險因子：
[0019] RFm = [RF_ a XVsoc+0. 5]
[0020] 這里RFM為所述風險因子的修正值，方括號表示取整，Vi為荷電狀態(tài)的變化速度， 其中荷電狀態(tài)減小時V S(X:取值為負數(shù)，增大時取值為正數(shù)，α為通過實驗確定的常數(shù)。
[0021 ] 更好地，在上述方法中，荷電狀態(tài)的取值范圍的劃分是非均勻的，子范圍的區(qū)間長 度隨荷電狀態(tài)取值的減小而遞增。
[0022] 更好地，在上述方法中，電壓降或電壓值的取值范圍的劃分是非均勻的，子范圍的 區(qū)間長度隨電壓降或電壓值取值的增大而遞增。
[0023] 優(yōu)選地，在上述方法中，按照下列方式確定汽車用電負載的當前工作狀態(tài)：預先為 風險因子的每個取值設定汽車用電負載相應的工作狀態(tài)，由此根據(jù)所確定的風險因子確定 汽車用電負載的當前工作狀態(tài)。更好地，汽車用電負載相應的工作狀態(tài)包括全部功能使能、 部分功能使能和停止運行。
[0024] 本發(fā)明的還有一個目的是提供一種實現(xiàn)上述控制汽車啟動失敗風險的方法的汽 車控制器，其可在保證汽車啟動與高的能源利用效率之間獲得較好的平衡。
[0025] 按照本發(fā)明一個實施例的汽車電子控制器包括：輸入單元、輸出單元和與輸入單 元和輸出單元耦合的處理器，其中，所述輸入單元被配置為從傳感器接收與所述蓄電池荷 電狀態(tài)和電壓有關的檢測信號，所述輸出單元被配置為向汽車供電系統(tǒng)發(fā)送由所述處理器 生成的命令，
[0026] 其中，所述處理器被配置為根據(jù)所述蓄電池的當前荷電狀態(tài)和所述蓄電池在汽車 啟動后的電壓降或電壓值的歷史數(shù)據(jù)確定汽車下次啟動失敗的風險因子，并且根據(jù)所述風 險因子生成汽車用電負載的當前工作狀態(tài)的設置命令。
[0027] 從結合附圖的以下詳細說明中，將會使本發(fā)明的上述和其它目的及優(yōu)點更加完全 清楚。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028] 圖1為示出了汽車中能量流動的示意圖。
[0029] 圖2為按照本發(fā)明一個實施例的控制汽車啟動失敗風險的方法的流程圖。
[0030] 圖3為蓄電池的一個物理模型的示意圖。
[0031] 圖4為用于圖2所示實施例的S0C計算方法的流程圖。
[0032] 圖5為用于圖2所示實施例的風險因子確定方法的流程圖。
[0033] 圖6為按照本發(fā)明一個實施例的汽車電子控制器的結構框圖。

【具體實施方式】
[0034] 下面通過參考附圖描述【具體實施方式】來闡述本發(fā)明。但是需要理解的是，這些具 體實施方式僅僅是示例性的，對于本發(fā)明的精神和保護范圍并無限制作用。
[0035] 在本說明書中，"耦合"一詞應當理解為包括在兩個單元之間直接傳送能量或信號 的情形，或者經一個或多個第三單元間接傳送能量或信號的情形，而且這里所稱的信號包 括但不限于以電、光和磁的形式存在的信號。另外，"包含"和"包括"之類的用語表示除了 具有在說明書和權利要求書中有直接和明確表述的單元和步驟以外，本發(fā)明的技術方案也 不排除具有未被直接或明確表述的其它單元和步驟的情形。再者，諸如"第一"、"第二"、"第 三"和"第四"之類的用語并不表示單元或數(shù)值在時間、空間、大小等方面的順序而僅僅是作 區(qū)分各單元或數(shù)值之用。
[0036] 還需要指出的是，為闡述方便，附圖中各單元并不一定按照它們實際的比例繪制， 而且附圖中各單元的尺寸以及它們之間的比例不構成對本發(fā)明保護范圍的限定。
[0037] 圖2為按照本發(fā)明一個實施例的控制汽車啟動失敗風險的方法的流程圖。為闡述 方便，以下的描述以圖1所示的汽車中能量流動圖景為例，但是應該理解的是，圖1所示的 圖景僅僅是示意性的。
[0038] 如圖2所示，在步驟S210中，汽車電子控制器110首先從傳感器接收其測得的啟 動型蓄電池140A的狀態(tài)信號(例如蓄電池的電壓、電流和溫度)。這些信號可以是模擬信號 形式，在汽車電子控制器110處轉換為數(shù)字信號。可選地，也可以將A/D轉換器集成在傳感 器中，因此提供給汽車電子控制器110的即為數(shù)字信號。
[0039] 隨后，在步驟S220中，汽車電子控制器110根據(jù)接收的狀態(tài)信號計算啟動型蓄電 池140A的荷電狀態(tài)S0C(State Of Charge)。有關荷電狀態(tài)的計算過程將在下面作詳細的 描述。
[0040] 可選地，在步驟S220中，還可根據(jù)當前的S0C與先前的S0C計算S0C的變化速度。 將在下面作進一步描述的，S0C的變化速度可以被用來修正風險因子。
[0041] 接著進入步驟S230,汽車電子控制器110獲取汽車啟動后蓄電池140A的電壓降或 電壓值的歷史數(shù)據(jù)。電壓降或電壓值的歷史數(shù)據(jù)可以是汽車本次啟動后蓄電池140A的電 壓降或電壓值，其中，電壓值為每次啟動完成之后電池的電壓，而電壓降可以通過測量蓄電 池140A在每次啟動前后的電池電壓確定。
[0042] 可選地，為了消除短期效應的擾動，可以對汽車最近若干次啟動時的蓄電池140A 的電壓降或電壓值取算術平均值或加權平均值，并且將該平均值作為電壓降或電壓值的歷 史數(shù)據(jù)。在取加權平均值的情形下，對于最近若干次啟動的每一次，其越臨近當前時刻，則 所對應的權重越大。
[0043] 歷史數(shù)據(jù)可以保存在汽車控制器110的內部存儲器中，也可以由汽車控制器110 從外部存儲裝置調用。
[0044] 隨后在步驟S240中，汽車電子控制器110根據(jù)蓄電池140A的當前S0C狀態(tài)和電 壓降或電壓值的歷史數(shù)據(jù)計算風險因子，該風險因子表征汽車下次啟動失敗的風險程度或 者出現(xiàn)啟動失敗的可能性。計算風險因子的具體方式將在下面作進一步的描述。
[0045] 接著進入步驟S250,汽車電子控制器110根據(jù)風險因子確定汽車用電負載的工作 狀態(tài)。優(yōu)選地，可以為風險因子的每個取值設定相應的汽車用電負載工作狀態(tài)，由此根據(jù)所 確定的風險因子確定當前的工作狀態(tài)。工作狀態(tài)包括使某個用電負載(例如汽車空調器)的 全部功能處于使能狀態(tài)、使其部分功能處于使能狀態(tài)以及使其處于停止運行狀態(tài)等。汽車 用電負載功能的例子包括但不限于下列表1列示的條目：
[0046] 表 1
[0047] 取消或有條件限制的功能 冋家伴隨燈 |外把手指示 |雙跳后霧燈火 |行李?照_管理 FIXD MY CAR報警策略 迎fet「含陽光傳感器 AFS功能附制___________ 白動內頂燈開Π 指示 □ Μ行車提廁_DOAC逆變器功能_眉節(jié)開關觸發(fā)禁lh. UNLOCK自動頂燈功能 PDC自動泊車_后窗加熱功能限制_行李篇提拉輔助設備 位冒燈擬滅提示燈_TPMS功能_車窗調節(jié)器部分附制 足部照明_ LAZY LOCK功能或改為提示 ffi袷iP,憶_緊急制動燈倍蚪燈單 '信4接近感應器_ _'括慢速變Μ歇(10Km) PKE功能_Power window不nj調 指紋感應功能_ 大燈清潔設備_潔洗水加熱器_所心娛樂系統(tǒng)__ 反光鏡加熱 丨丨 丨 ^
[0048] 以下描述用于步驟S220的S0C計算過程。
[0049] 常用的S0C計算方法主要有開路電壓法和電流積分法(也稱為安時法)。
[0050] 開路電壓法的基本思想是首先建立一個反映電池工作時端電壓、電流和電動勢的 關系模型，然后根據(jù)測量得到的電壓和電流得到相應的電動勢以利用電動勢與S0C之間的 關系曲線確定S0C。該方法的優(yōu)點是簡單易行，但是由于電池存在自恢復效應和"平臺"現(xiàn) 象而使得估算出來的S0C與實際值有時相差較大。
[0051] 電流積分法將電池視為與外部進行能量交換的"黑箱"，通過對進出電池的電流在 時間上的積分來記錄電池電量的累計變化量。該方法由于不必考慮電池內部結構以及狀態(tài) 的變化，因此較開路電壓法的適應性更強。但是不足之處是S0C初始值常常難以確定而且 隨著時間推移累計誤差將不斷增大，從而導致S0C值的計算結果誤差變大。此外，在電流積 分法計算S0C時需要對充放電系數(shù)有一個準確的估算，當電池工作環(huán)境變化較大時，充放 電系數(shù)難以準確、及時地確定，這也會導致最終計算得到S0C結果存在較大的誤差。
[0052] 本發(fā)明的發(fā)明人提出一種S0C計算方法，其引入模糊邏輯以使計算結果更為準 確，以下作詳細描述。
[0053] 就電量的角度而言，蓄電池的荷電狀態(tài)S0C可以定義如下： L J (Jx-a 幻y
[0055] 其中，Q為電池當前的剩余容量，QN為蓄電池出廠時的額定容量，Qa為電池衰減容 量，ε為衰減因子，是一個小于1的變量，QN表示表示蓄電池實際最多能放出的電量。由上 可見SOC是一個取值范圍在0-1范圍內的變量。
[0056] 研究表明，影響電池剩余容量的因素包括充放電倍率（即充放電電流)、自放電和 溫度等因素，其中，電流越大則能放出的電量越少。電池的自放電指的是是電池在存儲過 程中剩余容量下降的現(xiàn)象，導致自放電的因素有電極的腐蝕、活性物質的溶解、電極的歧化 等。溫度對電池剩余容量產生的影響則是因為電極材料的活性和電解液的電遷移率與溫度 密切相關，一般情況下，電池高溫放電明顯大于低溫放電時的放電容量。
[0057] 本發(fā)明的發(fā)明人經過深入研究之后發(fā)現(xiàn)，衰減因子隨時間和/或充放電次數(shù)而發(fā) 生的變化將在蓄電池的外特性方面充分體現(xiàn)出來，因此可以將S0C簡化為由一個蓄電池的 工作電壓、工作電流和溫度決定的狀態(tài)量。
[0058] 另外，本發(fā)明的發(fā)明人認識到難以在蓄電池的S0C與工作電壓、工作電流和溫度 之間建立精確的數(shù)學模型，而且雖然衰減因子隨時間的變化非常復雜并且變化量可能較 大，但是這種變化卻是一個大滯后的過程?；谏鲜稣J識，本發(fā)明的發(fā)明人引入模糊邏輯來 刻畫S0C與工作電壓、工作電流和溫度之間的關系。
[0059] 在基于模糊邏輯的模型中，模糊推理建立在表示為模糊規(guī)則的知識庫上，模糊規(guī) 則的多少取決于輸入和輸出物理量的個數(shù)以及所需的控制精度。例如對于常用的二輸入、 一輸出的模型，若每個輸入量劃分為5個等級，則需要25條規(guī)則覆蓋全部情況。隨著輸入 和輸出變量的個數(shù)的增加，推理規(guī)則將非線性地增加，這將耗費大量的計算資源，降低計算 速度。本發(fā)明的發(fā)明人提出通過利用工作電流對工作電壓進行修正，將S0C的數(shù)學模型簡 化為電壓和溫度兩個變量，由此減少了計算復雜性。以下對此作進一步的描述。
[0060] 一般情況下，對于車載蓄電池來說存在一個平均負載電流，它可以視為蓄電池的 典型的工作電流或標準的工作電流。該標準的工作電流例如可以是：1)各種工作狀況下的 工作電流的算術平均值；或2)工作電流按照其對應的工作狀態(tài)出現(xiàn)概率進行加權的平均 值；或3)實際測量得到的一段時間內的工作電流的平均值。在本發(fā)明的一個實施例中，依 據(jù)測量得到的工作電流，將測量得到的工作電壓換算為標準工作電量下的工作電壓（以下 也稱為工作電壓的修正值)。
[0061] 圖3為蓄電池的一個物理模型的示意圖。根據(jù)圖3可以得到下列方程（4):
[0062] Uj = E-IX (R+Ri) (2)
[0063] 其中，E為蓄電池的電動勢，I為測量得到的工作電流，A為工作電流I下測量得 到的工作電壓，1?和札分別為蓄電池以工作電流I放電時的歐姆內阻和極化內阻。
[0064] 上述工作電壓Π 的修正值根據(jù)下列公式（3)計算得到：
[0065] Uu = 4+(1-1〇) X λ (I) (3)
[0066] 其中，Α為工作電流I下測量得到的工作電壓，為工作電壓Α的修正值，I為 測量得到的工作電流，1〇為標準工作電流，λ (I)為隨工作電流變化的數(shù)值，其可以通過實 驗確定。
[0067] 例如可以通過恒流放電實驗測得的蓄電池在相同溫度下不同工作電流的放電曲 線（也即蓄電池工作電壓與S0C的變化曲線或恒流放電曲線)，由下列公式（4)得到各種工 作電流下相應的λ (I): lJS〇C - JJSOC (4 )
[0068] 1(/) = Hz〇__Lil_ /-4
[0069] 其中，L為標準工作電流，I為取其它值的工作電流，U，為SOC取某一值時的工 作電流I下的工作電壓，U s%為S0C取同一值時的標準工作電流L下的工作電壓。
[0070] 值得指出的是，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，對于恒流放電曲線中的任意兩條曲線，在0-100%的 S0C范圍內，它們的垂直距離（也即不同工作電流下的同一 S0C時的工作電壓之差）基本保 持不變，可以認為λ (I)與S0C不相關，因此在上式（4)中，可以選擇任一個S0C下的Us' 和us° eI(l來計算λ (I)。此外，由于λ (I)對于溫度的變化不敏感，因此在上面計算工作電 壓的修正值時未考慮溫度因素。
[0071] 各種工作電流下的λ (I)可以以表格的方式存儲在存儲器內，以在計算工作電壓 的修正值時被調用。另一方面，也可以利用擬合算法，從多條恒流放電曲線獲得λ (I)與 工作電流之間的經驗公式，這樣，在計算修正值時可以利用經驗公式得到λ (I)。
[0072] 圖4為按照本發(fā)明一個實施例的S0C計算方法的流程圖。
[0073] 參見圖4,在步驟411中，輸入蓄電池的工作電流I和在該工作電流下的工作電壓 Α以及工作溫度Τ。工作電流I和工作電壓Α可以由測量電路獲得，工作溫度Τ可以由安 裝在蓄電池附近或之上的溫度傳感器獲得。測量電路和傳感器可以連接入CAN總線，這樣 汽車電子控制器110可以經總線獲取上述工作狀態(tài)的測量值。
[0074] 接著進入步驟412,判斷工作電流是否等于標準的工作電流，或者判斷與標準的工 作電流的差值是否在一個預設的范圍內，如果判斷結果為真，則進入步驟413,否則，進入步 驟 414。
[0075] 在步驟414中，例如通過查表的方式獲得當前工作電路I下的λ (I)。
[0076] 接著進入步驟415中，例如利用上式（5)計算工作電壓Α在標準工作電流下的工 作電壓修正值。在完成步驟415之后進入步驟413。
[0077] 在步驟413中，判斷工作電壓修正值UI;m和工作溫度T是否超出各自的預先確定 的取值范圍，如果它們都位于各自的預先確定的取值范圍內，則進入步驟417,否則，則表明 有異常情況出現(xiàn)，并因此進入步驟416。
[0078] 在步驟416中，將生成警告消息，向用戶提示蓄電池可能出現(xiàn)異常工作狀況或者 測量電路和傳感器可能出現(xiàn)故障。
[0079] 在步驟417中，利用工作電壓修正值UI;m和工作溫度T各自的隸屬函數(shù)確定它們 的模糊值。
[0080] 接著進入步驟418中，利用模糊推理規(guī)則，根據(jù)上面步驟417中得到的工作電壓修 正值U I;m和工作溫度T的模糊值確定S0C的模糊值。
[0081] 模糊推理的規(guī)則可以根據(jù)不同工作電流下S0C與電壓的關系以及溫度對放電曲 線的影響制定，并且可以通過仿真實驗反復進行修改。例如可以采用下列推理規(guī)則：
[0082] (1)如果工作電壓的修正值的模糊值為L，則S0C的模糊值為L ;
[0083] (2)如果工作電壓的修正值的模糊值為Μ并且工作溫度的模糊值為Cold，則S0C 的模糊值為L ;
[0084] (3)如果工作電壓的修正值的模糊值為Μ并且工作溫度的模糊值為Warm，則S0C 的模糊值為Μ ;
[0085] (4)如果工作電壓的修正值的模糊值為Μ并且工作溫度的模糊值為Hot，則S0C的 模糊值為Μ ;
[0086] (5)如果工作電壓的修正值的模糊值為Η并且工作溫度的模糊值為Cold，則S0C 的模糊值為Μ ;
[0087] (6)如果工作電壓的修正值的模糊值為Η并且工作溫度的模糊值為Warm，則S0C 的模糊值為Η ;
[0088] (7)如果工作電壓的修正值的模糊值為Η并且工作溫度的模糊值為Hot，則S0C的 模糊值為H。
[0089] 值得指出的是，上述推理規(guī)則僅僅是示意性質的，為了獲得較好的S0C估算結果， 需要根據(jù)仿真實驗或實際實驗進行優(yōu)化。
[0090] 隨后進入步驟419,利用反模糊算法，根據(jù)上述步驟518中獲得的S0C的模糊值計 算蓄電池的S0C的精確數(shù)值。
[0091] 接著進入步驟420,輸出利用反模糊化算法計算得到的S0C值。
[0092] 反模糊化算法有多種，包括但不限于最小最大法、最大最大法、重心法、二等分法 和中間最大值法等。可以根據(jù)計算資源的可用程度以及要求的計算精度選擇合適的反模糊 算法。
[0093] 以下借助圖5描述用于步驟S240的風險因子計算過程。
[0094] 如圖5所示，汽車電子控制器110首先執(zhí)行步驟S510,將啟動型蓄電池140A的S0C 離散化，即，將S0C映射為一個相應的離散值（以下稱為第一離散值)。為此可以將S0C的取 值范圍劃分為多個子范圍或區(qū)間，并且使每個區(qū)間對應于一個第一離散值。這種映射關系 可以映射表的形式表不，表2為這種映射表的一個不例：
[0095] 表 2
[0096] S0C取值子范圍|第一離散值 S0C〈30% 9 55%>S0C ^ 30% 7 75%>S0C ^ 55% 4 90%>S0C ^ 75% 2 S0C ^ 90% ?
[0097] 由表2可見，荷電狀態(tài)子范圍的劃分是非均勻的，子范圍的區(qū)間長度分別為10%、 15%、20%、25%和30%不等，它們隨荷電狀態(tài)取值的減小而遞增。
[0098] 隨后汽車電子控制器110執(zhí)行步驟S520，將啟動型蓄電池140A的電壓降或電壓值 的歷史數(shù)據(jù)離散化，即，將歷史數(shù)據(jù)映射為一個相應的離散值（以下稱為第二離散值)。為此 也可以將歷史數(shù)據(jù)的取值范圍劃分為多個子范圍或區(qū)間，并且使每個區(qū)間對應于一個第二 離散值。
[0099] 接著汽車電子控制器110執(zhí)行步驟S530,從前面步驟確定的第一和第二離散值生 成風險因子。當將電壓降作為風險因子計算的考慮因素時，優(yōu)選地，可以根據(jù)下式（5)計算 得到風險因子RF :
[0100] RF = Max (Dsoc, Ddrop) (5)
[0101] 這里DS(K為荷電狀態(tài)的離散值(也即第一離散值)，Dd_為電壓降的離散值(也即第 二離散值)，RF取值為第一和第二離散值的最大值。
[0102] 當將電壓值作為風險因子計算的考慮因素時，優(yōu)選地，可以根據(jù)下式（6)計算得到 風險因子RF :
[0103] RF = Max (Dsoc, Dv) (6)
[0104] 這里DS(K為荷電狀態(tài)的離散值(也即第一離散值)，Dd_為電壓值的離散值(也即第 二離散值)，RF取值為第一和第二離散值的最大值。
[0105] 可選地，汽車電子控制器110可進一步執(zhí)行步驟S540,從當前的S0C與先前的S0C 計算S0C的變化速度來修正風險因子。具體而言，可以采用下式（7)來修正風險因子：
[0106] RFm = [RF-α XVsoc+0. 5] (7)
[0107] 這里RFM為風險因子的修正值，方括號表示取整，VSQC為S0C的變化速度，其中SOC 減小時VS(K取值為負數(shù)，增大時取值為正數(shù)，a為常數(shù)，可以通過實驗確定。
[0108] 圖6為按照本發(fā)明一個實施例的汽車電子控制器的結構框圖。
[0109] 如圖6所示，按照本實施例的汽車電子控制器60包括輸入單元610、處理器620、 動態(tài)隨機存儲器630A、非易失存儲器630B和輸出單元640。
[0110] 輸入單元610與位于汽車電子控制器60外部的傳感器和開關711-71n耦合。優(yōu) 選地，輸入單610與傳感器和開關711-71n通過總線方式(例如CAN總線）連接。傳感器 711-71n例如包括但不限于蓄電池電壓傳感器、蓄電池電流傳感器、蓄電池溫度傳感器、汽 車速度傳感器、發(fā)動機轉速與曲軸位置傳感器、空氣流量/進氣壓力傳感器、節(jié)氣門位置傳 感器和扭矩傳感器等，它們?yōu)槠囯娮涌刂破?0提供進行控制所需的各種反饋信號。輸出 單元640將處理器生成的各種控制命令發(fā)送給汽車發(fā)電機130。優(yōu)選地，其也通過總線方式 (例如CAN總線）連接至汽車發(fā)電機130。
[0111] 處理器620與輸入單元610、動態(tài)隨機存儲器630A、非易失存儲器630B和輸出單 元640耦合，作為汽車電子控制60的核心單元，其根據(jù)非易失存儲器630B中存儲的控制程 序和標準數(shù)據(jù)，對輸入單元610從傳感器和開關接收的信號進行預處理、分析、判斷，生成 相應的控制命令，并且將控制命令經輸出單元640發(fā)送至受控設備(例如圖6中的發(fā)電機 130)。
[0112] 以下描述圖6所示汽車電子控制器的工作原理。
[0113] 當汽車電子控制器60的處理器620加電啟動時，其從非易失存儲器630B中將控 制程序加載到動態(tài)隨機存儲器630A中。這里的控制程序包括用于實現(xiàn)前述圖2所示方法 的計算機程序?？刂瞥绦蜻€可進一步包括用于實現(xiàn)前述圖4和5所示方法的計算機程序。
[0114] 輸入單元610定期或不定期地從傳感器和開關711-71n接收檢測信號和開關信 號并傳送給處理器620。當處理器620接收到蓄電池的狀態(tài)信號(例如電壓、電流和溫度信 號）時，即計算S0C及其變化速度，獲取電壓降或電壓值的歷史數(shù)據(jù)，確定風險因子，并且根 據(jù)風險因子生成設置汽車用電負載的當前工作狀態(tài)的命令。相應地，用電負載的本地控制 器則根據(jù)該命令執(zhí)行對用電負載的工作狀態(tài)的設置操作。
[0115] 作為一種變例，也可以由汽車電子控制器外部的控制器(例如用電負載的本地控 制器）根據(jù)汽車電子控制器60發(fā)送的風險因子來設置用電負載的工作狀態(tài)。
[0116] 由于可以在不背離本發(fā)明基本特征的精神下，以各種形式實施本發(fā)明，因此本實 施方式是說明性的而不是限制性的，由于本發(fā)明的范圍由所附權利要求定義，而不是由說 明書定義，因此落入權利要求的邊界和界限內的所有變化，或這種權利要求邊界和界限的 等同物因而被權利要求包涵。
【權利要求】
1. 一種控制汽車啟動失敗風險的方法，其中，所述汽車包括汽車起動機和與所述汽車 起動機電氣耦合的蓄電池，在啟動時所述汽車起動機由所述蓄電池供電，包括下列步驟： 獲取所述蓄電池的當前荷電狀態(tài)； 根據(jù)所述當前荷電狀態(tài)和所述蓄電池在汽車啟動后的電壓降或電壓值的歷史數(shù)據(jù)確 定汽車下次啟動失敗的風險因子；以及 根據(jù)所述風險因子確定汽車用電負載的當前工作狀態(tài)。
2. 如權利要求1所述的方法，其中，所述電壓降或電壓值的歷史數(shù)據(jù)為汽車本次啟動 后所述蓄電池的電壓降或電壓值。
3. 如權利要求1所述的方法，其中，所述電壓降或電壓值的歷史數(shù)據(jù)為汽車最近若干 次啟動后所述蓄電池的電壓降或電壓值的加權平均值，越臨近當前時刻的啟動所對應的權 重越大。
4. 如權利要求1所述的方法，其中，按照下列方式確定所述風險因子： 將所述當前荷電狀態(tài)變換為第一離散值，其中，荷電狀態(tài)的取值范圍被劃分為多個子 范圍，每個子范圍具有相應的賦值，并且將所述當前荷電狀態(tài)所對應的子范圍的賦值作為 所述第一離散值； 將所述電壓降或電壓值變換為第二離散值，其中，電壓降或電壓值的取值范圍被劃分 為多個子范圍，每個子范圍具有相應的賦值，并且將所述電壓降或電壓值所對應的子范圍 的賦值作為所述第二離散值；以及 將所述第一和第二離散化值中的最大值選作所述風險因子。
5. 如權利要求4所述的方法，其中，按照下式來修正所述風險因子： RF" = [RF-α XVsoc+0. 5] 這里RFM為所述風險因子的修正值，方括號表示取整，Vi為荷電狀態(tài)的變化速度，其中 荷電狀態(tài)減小時Vsa;取值為負數(shù)，增大時取值為正數(shù)，a為通過實驗確定的常數(shù)。
6. 如權利要求4所述的方法，其中，荷電狀態(tài)的取值范圍的劃分是非均勻的，子范圍的 區(qū)間長度隨荷電狀態(tài)取值的減小而遞增。
7. 如權利要求4所述的方法，其中，電壓降或電壓值的取值范圍的劃分是非均勻的，子 范圍的區(qū)間長度隨電壓降或電壓值的取值的增大而遞增。
8. 如權利要求1所述的方法，其中，按照下列方式確定汽車用電負載的當前工作狀態(tài)： 預先為風險因子的每個取值設定汽車用電負載相應的工作狀態(tài)，由此根據(jù)所確定的風險因 子確定汽車用電負載的當前工作狀態(tài)。
9. 如權利要求8所述的方法，其中，汽車用電負載相應的工作狀態(tài)包括全部功能使能、 部分功能使能和停止運行。
10. -種汽車電子控制器，包括：輸入單兀、輸出單兀和與輸入單兀和輸出單兀f禹合的 處理器，其中，所述輸入單元被配置為從傳感器接收與所述蓄電池荷電狀態(tài)和電壓有關的 檢測信號，所述輸出單元被配置為向汽車供電系統(tǒng)發(fā)送由所述處理器生成的命令， 其中，所述處理器被配置為根據(jù)所述蓄電池的當前荷電狀態(tài)和所述蓄電池在汽車啟動 后的電壓降或電壓值的歷史數(shù)據(jù)確定汽車下次啟動失敗的風險因子，并且根據(jù)所述風險因 子生成汽車用電負載的當前工作狀態(tài)的設置命令。
11. 如權利要求10所述的汽車電子控制器，其中，所述電壓降或電壓值的歷史數(shù)據(jù)為 汽車本次啟動后所述蓄電池的電壓降或電壓值。
12. 如權利要求10所述的汽車電子控制器，其中，所述電壓降或電壓值的歷史數(shù)據(jù)為 汽車最近若干次啟動后所述蓄電池的電壓降或電壓值的加權平均值，越臨近當前時刻的啟 動所對應的權重越大。
13. 如權利要求10所述的汽車電子控制器，其中，所述處理器按照下列方式確定所述 風險因子： 將所述當前荷電狀態(tài)變換為第一離散值，其中，荷電狀態(tài)的取值范圍被劃分為多個子 范圍，每個子范圍具有相應的賦值，并且將所述當前荷電狀態(tài)所對應的子范圍的賦值作為 所述第一離散值； 將所述電壓降或電壓值變換為第二離散值，其中，電壓降的取值范圍被劃分為多個子 范圍，每個子范圍具有相應的賦值，并且將所述電壓降所對應的子范圍的賦值作為所述第 二離散值；以及 將所述第一和第二離散化值中的最大值選作所述風險因子。
14. 如權利要求13所述的汽車電子控制器，其中，按照下式來修正所述風險因子： RF" = [RF-α XVsoc+0. 5] 這里RFM為所述風險因子的修正值，方括號表示取整，Vi為荷電狀態(tài)的變化速度，其中 荷電狀態(tài)減小時Vsa;取值為負數(shù)，增大時取值為正數(shù)，a為通過實驗確定的常數(shù)。
15. 如權利要求13所述的汽車電子控制器，其中，荷電狀態(tài)的取值范圍的劃分是非均 勻的，子范圍的區(qū)間長度隨荷電狀態(tài)取值的減小而遞增。
16. 如權利要求13所述的汽車電子控制器，其中，電壓降或電壓值的取值范圍的劃分 是非均勻的，子范圍的區(qū)間長度隨電壓降或電壓值取值的增大而遞增。
【文檔編號】B60L11/18GK104118330SQ201310153169
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月27日 優(yōu)先權日:2013年4月27日
【發(fā)明者】鄧恒, 孟艷 申請人:上海汽車集團股份有限公司