專利名稱：用于在緊急時刻控制混合電動車的行駛的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及ー種用于在緊急時刻控制混合電動車的行駛的系統(tǒng)和方法，并且更特別地涉及ー種用于在緊急時刻控制混合電動車的行駛的系統(tǒng)和方法，其在低電壓直流到直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換器中出現(xiàn)異常并且低電壓電池的電壓偏離制動裝置的操作電壓范圍時限制車輛速度和車輛的最大扭矩。
背景技術(shù)：
通常，混合電動車(HEV)在突然加速期間施加電動機(jī)的驅(qū)動カ時使用IlOV或更大的高電壓，而在車輛制動時進(jìn)行充電。當(dāng)以這種混合電動車的電氣/電子系統(tǒng)的電カ效率或新構(gòu)造為基礎(chǔ)進(jìn)行考慮時，有利的是，當(dāng)聞電壓電カ存在時基于聞電壓電カ來提聞系統(tǒng)的功率。然而，存在著電擊的風(fēng)險并且需要大量時間和精力以及不必要的開發(fā)工作來改變已就位的現(xiàn)有系統(tǒng)。

一種這樣的設(shè)計方案已經(jīng)嘗試通過同時使用兩種類型的電池(也就是說，使用250V或更高的主電壓的用于高電壓的主電池，以及使用12V電壓的用于一般車輛的輔助電池)來解決該問題。用于高電壓的主電池把特定量的電カ供應(yīng)給混合電動車中的驅(qū)動系統(tǒng)、空調(diào)器和加熱器。供應(yīng)12V電壓的輔助電池向各種類型的電氣/電子部件供應(yīng)電力，如同在一般商用車輛的系統(tǒng)中那樣。特別地，這種混合電動車使用具有12V電壓的輔助電池。當(dāng)輔助電池的電力不足時，使用用于將高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓的低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器(LDC)對輔助電池充電。然而，當(dāng)?shù)碗妷篋C-DC轉(zhuǎn)換器中出現(xiàn)問題或者在與低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器的通信中出現(xiàn)錯誤吋，輔助電池的電壓不斷地下降，使得電氣/電子部件不能正常地工作或者可能會發(fā)生故障。特別地，當(dāng)電カ未被平穩(wěn)地供應(yīng)給制動裝置時，車輛的制動性能會嚴(yán)重地惡化，由此增大事故的風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明是緊記現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的以上問題而做出的，并且本發(fā)明的目的是提供一種用于在緊急時刻控制混合電動車的行駛的系統(tǒng)和方法，即使當(dāng)在低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器中出現(xiàn)異常并且低電壓電池的電壓偏離制動裝置的操作電壓范圍時，所述系統(tǒng)和方法也能夠確保穩(wěn)定的制動電カ。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種在緊急時刻控制混合電動車的行駛的方法，包括確定在低電壓直流到直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換器中是否已經(jīng)出現(xiàn)異常；當(dāng)確定在低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器中已經(jīng)出現(xiàn)異常時，確定低電壓電池的電壓是否已經(jīng)偏離制動裝置的操作電壓范圍；當(dāng)?shù)碗妷弘姵氐碾妷阂呀?jīng)偏離制動裝置的操作電壓范圍時，通過考慮機(jī)械制動電力來設(shè)置受限車輛速度；以及基于所設(shè)置的受限車輛速度來設(shè)置用于限制驅(qū)動電動機(jī)的扭矩的最大扭矩。優(yōu)選地，本發(fā)明還包括控制扭矩使得驅(qū)動電動機(jī)的扭矩從最大扭矩線性地減小到零扭矩，以便使車輛的行駛速度能夠達(dá)到受限車輛速度。另外，確定在低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器中是否已經(jīng)出現(xiàn)異常的步驟包括當(dāng)在低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器中已經(jīng)出現(xiàn)問題或者沒有從低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器接收到響應(yīng)信號時，確定在低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器中已經(jīng)出現(xiàn)異常。例如，受限車輛速度可以被限制在10至30Km/h的范圍。同時，根據(jù)本發(fā)明的用于在緊急時刻控制 混合電動車的行駛的系統(tǒng)包括低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器，用于將高電壓電池的高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓，并將低電壓供應(yīng)給低電壓電池；制動裝置，用于從低電壓電池接收電力并隨后將制動信號施加到驅(qū)動電動機(jī)或者使用制動力來供應(yīng)機(jī)械制動電力；以及車輛控制器，用于當(dāng)在低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器中已經(jīng)出現(xiàn)異常并且低電壓電池的電壓已經(jīng)偏離制動裝置的操作電壓范圍時，按照對機(jī)械制動電力進(jìn)行考慮的方式來設(shè)置受限車輛速度，并且設(shè)置驅(qū)動電動機(jī)的最大扭矩。優(yōu)選地，當(dāng)從低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器接收到由于故障而產(chǎn)生的故障信號或者沒有從低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器接收到響應(yīng)信號時，車輛控制器確定在低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器中已經(jīng)出現(xiàn)異常。另外，車輛控制器控制扭矩使得驅(qū)動電動機(jī)的扭矩從最大扭矩線性地減小到零扭矩，以便使車輛的行駛速度能夠達(dá)到受限車輛速度。


根據(jù)結(jié)合附圖給出的以下詳細(xì)說明將會更清楚地理解本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)點，在附圖中圖I是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于在緊急時刻控制混合電動車的行駛的系統(tǒng)的圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于在緊急時刻控制混合電動車的行駛的系統(tǒng)中的車輛速度和最大扭矩之間的關(guān)系的圖；并且圖3是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的在緊急時刻控制混合電動車的行駛的方法的流程圖。
具體實施例方式現(xiàn)在應(yīng)該參考附圖，其中在不同的附圖中將始終使用相同的附圖標(biāo)記來指代相同或相似的組件。此外，應(yīng)該注意的是，在本發(fā)明的以下描述中，當(dāng)確定與本發(fā)明相關(guān)的公知配置或功能的詳細(xì)描述會使本發(fā)明的要點變模糊時，這樣的描述將予以省略。應(yīng)該理解的是，本文中使用的術(shù)語“車輛”或“車輛的”或其它類似術(shù)語包括一般的機(jī)動車輛(諸如包括運動型多功能車(SUV)、公共汽車、卡車、各種商用車輛在內(nèi)的客車)、包括各種艇和船在內(nèi)的水運工具、飛行器等，并且包括混合動力車、電動車、插電式混合電動車、氫動力車以及其它代用燃料車(例如從除石油以外的資源中取得的燃料)。如本文中所述，混合動力車是具有兩個或更多個動力源的車輛，例如既有汽油動力又有電動力的車輛。將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例。如圖I所示，當(dāng)在低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器100中出現(xiàn)異常并且低電壓電池420的電壓偏離制動裝置200的操作電壓范圍時，根據(jù)本發(fā)明的用于在緊急時刻控制混合電動車的行駛的系統(tǒng)設(shè)置最大扭矩，使得車輛的行駛速度可以被限制在預(yù)定速度。為此，本發(fā)明包括用于將低電壓供應(yīng)給低電壓電池420的低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器100，用于將制動電力供應(yīng)給行駛車輛的制動裝置200，以及用于在低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器100中出現(xiàn)異常時設(shè)置車輛的受限車輛速度的車輛控制器300。詳細(xì)地說，低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器100把從高電壓電池410輸出的高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓輸出，并且用通過所述轉(zhuǎn)換而獲得的低電壓對輔助電池充電，以便驅(qū)動諸如使用輔助電池的低電壓(例如12V)的電氣/電子組件之類的組件或者制動裝置200。這種低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器100通過控制器局域網(wǎng)(CAN)通信，響應(yīng)于來自車輛控制器300的控制信號而被接通/斷開。當(dāng)問題出現(xiàn)時，低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器100發(fā)送故障信號至車輛控制器300。制動裝置200從低電壓電池420接收電カ并施加制動信號給驅(qū)動電動機(jī)(未示出)以便實現(xiàn)再生制動。這里，驅(qū)動電動機(jī)可以充當(dāng)發(fā)電機(jī)，用于在混合電動車執(zhí)行突然加速時補(bǔ)充電力，并且在執(zhí)行制動時再生能量并對高電壓電池410充電。特別地，當(dāng)沒有從低電壓電池420供應(yīng)電カ時，根據(jù)本實施例的制動裝置200使制動電カ能夠使用機(jī)械制動カ來產(chǎn)生。這里，作為機(jī)械制動力，可以使用液壓制動力。然而，當(dāng)車輛以較高速度移動時或者當(dāng)制動壓カ取決于駕駛者的施加而變化時，可能會出現(xiàn)制動距離的偏差，由此影響安全性。在本發(fā)明的示例性實施例中，當(dāng)電カ沒有從低電壓電池420 供應(yīng)給制動裝置200時，其起因被假定為是在低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器100中出現(xiàn)了異常，或者低電壓電池420的電壓從制動裝置200的操作電壓范圍發(fā)生了偏離。此后，為了消除這種問題的起因，本發(fā)明將車輛的行駛速度和最大扭矩設(shè)置為被限制在預(yù)定范圍內(nèi)。因此，即使電カ沒有從低電壓電池420供應(yīng)給制動裝置200并且制動裝置200的性能被降低，在對車輛進(jìn)行制動時駕駛者的安全性也能夠得到保證。當(dāng)電カ沒有從低電壓電池420供應(yīng)給制動裝置200時，利用車輛控制器300確定其起因。首先，當(dāng)在低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器100中出現(xiàn)異常并且低電壓電池420的電壓偏離制動裝置200的操作電壓范圍時，車輛控制器300確定電力沒有從低電壓電池420平穩(wěn)地供應(yīng)給制動裝置200。這里，當(dāng)從低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器100接收到由于故障而產(chǎn)生的故障信號或者沒有從低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器100接收到響應(yīng)信號吋，車輛控制器300確定在低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器100中出現(xiàn)了異常。當(dāng)確定電力沒有從低電壓電池420平穩(wěn)地供應(yīng)給制動裝置200吋，車輛控制器300按照對制動裝置200的機(jī)械制動電カ進(jìn)行考慮的方式來設(shè)置車輛的受限車輛速度，并且按照基于設(shè)置的受限車輛速度來設(shè)置最大扭矩的方式來限制驅(qū)動電動機(jī)的扭矩。第一實施例關(guān)于受限車輛速度和最大扭矩的詳細(xì)實施例，可以獲得下面的表I。在表I中，按照首先考慮機(jī)械制動電カ的方式來設(shè)置受限車輛速度和最大扭矩。表I
輔r r I I丨I丨
通^ 05 10 15 20 25 30(km/h)
扭矩 85 85 85 30 000^
(Nm)
在本實施例中，車輛的受限車輛速度被設(shè)置為20km/h,以便考慮使用制動裝置200的機(jī)械制動力所能夠?qū)崿F(xiàn)的制動范圍。這里，優(yōu)選的是，對于具有大慣性的中型或大型車輛，受限 車輛速度被降低到小于20km/h，而對于具有小慣性的小型車輛，受限車輛速度被增大到大于20km/h。扭矩可以基于受限車輛速度來可變地改變。當(dāng)如在本實施例中那樣把受限車輛速度設(shè)置為20km/h時，扭矩應(yīng)該在減小為20km/h之前逐漸地減小，并且當(dāng)速度等于或大于20km/h時，扭矩應(yīng)該被輸出為ONm，使得車輛速度不超過20km/h的受限車輛速度。特別地，如圖2所示，車輛控制器300控制扭矩使得驅(qū)動電動機(jī)的扭矩從最大扭矩線性地減小至零扭矩以便使車輛的行駛速度能夠達(dá)到受限車輛速度。這種控制是考慮了駕駛者的駕駛風(fēng)格的結(jié)果，從而在受限車輛速度附近線性地減小扭矩。下面將描述根據(jù)本發(fā)明的在緊急時刻控制混合電動車的行駛的方法。首先，確定在低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器100中是否出現(xiàn)了異常。這里，用于確定低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器100中是否出現(xiàn)異常的基準(zhǔn)對應(yīng)于當(dāng)在低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器100中出現(xiàn)問題或者沒有從低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器100接收到響應(yīng)信號時的情況。當(dāng)確定在低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器100中已經(jīng)出現(xiàn)異常時，確定低電壓電池420的電壓是否偏離了制動裝置200的操作電壓范圍。在本實施例中，制動裝置200可以被操作的電壓范圍被估計是12V或更高。當(dāng)制動裝置200的操作電壓范圍小于低電壓電池420的12V時，確定低電壓電池420的電壓已經(jīng)偏離了制動裝置200的操作電壓范圍。當(dāng)?shù)碗妷弘姵?20的電壓偏離了制動裝置200的操作電壓范圍時，受限車輛速度被設(shè)置為考慮機(jī)械制動電力，并且最大扭矩被設(shè)置為基于設(shè)置的受限車輛速度來限制驅(qū)動電動機(jī)的扭矩。這里，受限車輛速度被設(shè)置成落入10至30Km/h的范圍，并且更優(yōu)選的是，受限車輛速度被設(shè)置為20km/h。此后，控制扭矩使得驅(qū)動電動機(jī)的扭矩從最大扭矩線性地減小到零扭矩。如上所述，執(zhí)行控制使得在受限車輛速度附近扭矩被線性地減小，使得可以把駕駛者的駕駛風(fēng)格考慮在內(nèi)。如上所述，當(dāng)?shù)碗妷篋C-DC轉(zhuǎn)換器中出現(xiàn)異常時，車輛的最大行駛速度被限制在預(yù)定速度或更少，使得可以有效地實現(xiàn)制動裝置的機(jī)械制動電力。因此，當(dāng)在車輛中施加制動時本發(fā)明能夠高效且有效地保證駕駛者的安全，并用少量的電力確保安全制動距離。根據(jù)本發(fā)明，可以實現(xiàn)以下優(yōu)點首先，當(dāng)在低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器中出現(xiàn)異常時，能夠防止制動裝置的性能惡化，使得當(dāng)對車輛施加制動時本發(fā)明能夠保證駕駛者的安全。第二，當(dāng)使用了制動裝置的機(jī)械制動電力時，車輛的最大行駛速度被限制在預(yù)定速度或更小，使得本發(fā)明具有即使用少量的電力也能確保制動距離的優(yōu)點。盡管出于例證的目的已經(jīng)公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，可以做出各種修改、添加和替換，而不脫離所附權(quán)利要求中所公開的本發(fā)明的范圍和精神。
權(quán)利要求
1.一種在緊急時刻控制混合電動車的行駛的方法，包括 由控制器確定在低電壓直流到直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換器中是否已經(jīng)出現(xiàn)異常； 響應(yīng)于確定在所述低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器中已經(jīng)出現(xiàn)異常，由所述控制器確定低電壓電池的電壓是否已經(jīng)偏離制動裝置的操作電壓范圍； 響應(yīng)于確定所述低電壓電池的電壓已經(jīng)偏離所述制動裝置的所述操作電壓范圍，由所述控制器設(shè)置考慮了機(jī)械制動電力的受限車輛速度；以及 基于所設(shè)置的受限車輛速度來設(shè)置用于限制驅(qū)動電動機(jī)的扭矩的最大扭矩。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括控制扭矩使得所述驅(qū)動電動機(jī)的扭矩從所述最大扭矩線性地減小到零扭矩，以便使車輛的行駛速度能夠達(dá)到所述受限車輛速度。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其中確定在所述低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器中是否已經(jīng)出現(xiàn)異常的步驟包括當(dāng)在所述低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器中已經(jīng)出現(xiàn)問題或者沒有從所述低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器接收到響應(yīng)信號時，確定在所述低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器中已經(jīng)出現(xiàn)異常。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述受限車輛速度落入10至30Km/h的范圍。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述受限車輛速度是20Km/h。
6.—種在緊急時刻控制混合電動車的行駛的系統(tǒng)，包括 低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器，其被配置成將高電壓電池的高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓，并將所述低電壓供應(yīng)給低電壓電池； 制動裝置，其被配置成從所述低電壓電池接收電力并隨后將制動信號施加到驅(qū)動電動機(jī)或者使用制動力來供應(yīng)機(jī)械制動電力；以及 車輛控制器，其被配置成當(dāng)在所述低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器中已經(jīng)出現(xiàn)異常并且所述低電壓電池的電壓已經(jīng)偏離所述制動裝置的操作電壓范圍時，設(shè)置考慮了機(jī)械制動電力的受限車輛速度，并且設(shè)置所述驅(qū)動電動機(jī)的最大扭矩。
7.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述車輛控制器被配置成，當(dāng)從所述低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器接收到由于問題而產(chǎn)生的故障信號或者沒有從所述低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器接收到響應(yīng)信號時，確定在所述低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器中已經(jīng)出現(xiàn)異常。
8.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述車輛控制器被配置成，控制扭矩使得所述驅(qū)動電動機(jī)的扭矩從所述最大扭矩線性地減小到零扭矩，以便使車輛的行駛速度能夠達(dá)到所述受限車輛速度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于在緊急時刻控制混合電動車的行駛的系統(tǒng)和方法。所述方法包括由控制器確定在低電壓直流到直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換器中是否已經(jīng)出現(xiàn)異常；響應(yīng)于確定在低電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器中已經(jīng)出現(xiàn)異常，由控制器確定低電壓電池的電壓是否已經(jīng)偏離制動裝置的操作電壓范圍；響應(yīng)于確定低電壓電池的電壓已經(jīng)偏離制動裝置的操作電壓范圍，由控制器設(shè)置考慮了機(jī)械制動電力的受限車輛速度；以及基于所設(shè)置的受限車輛速度來設(shè)置用于限制驅(qū)動電動機(jī)的扭矩的最大扭矩。
文檔編號B60W10/18GK102795222SQ20111040963
公開日2012年11月28日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月24日
發(fā)明者金尚準(zhǔn) 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社, 起亞自動車株式會社