專利名稱：為混合電動車輛電池充電的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及為混合電動車輛電池充電的方法，其能夠在混合電動車輛停止時通過由主馬達(dá)為電池充電來為電池補(bǔ)充電量。
背景技術(shù)：
混合電動車輛(HEV)通常配置為通過連續(xù)可變變速器(CVT)以其中電子節(jié)氣門控制器(ETC)被添加到發(fā)動機(jī)上并且電動機(jī)直接與其相連的形式把動力傳送到車輪?；旌想妱榆囕v被控制成符合行駛條件從而使得發(fā)動機(jī)的燃料效率達(dá)到最高。同時，混合電動車輛在制動和減速時由于車輛的慣性能量通過車輪傳遞，并且通過發(fā)動機(jī)將該慣性能量轉(zhuǎn)化為電能以此來為電池充電，從而實(shí)現(xiàn)燃料效率高于現(xiàn)有汽油發(fā)動機(jī)的燃料效率。如上所述，混合電動車輛電池充電時，其車輛速度，減速需求及其他類似情況，不可能保證時刻一致，從而導(dǎo)致電池可能不會在恒定電壓下充電。另外，即使電池的充電狀態(tài)低，發(fā)電效率也需要最大化，因此只有在特殊情況下電池才能在恒定電壓下充電。同時，在現(xiàn)有的并聯(lián)型混合電動車輛的情況下，只有在行駛過程中當(dāng)電池剩余容量不足時，電池才可以由主馬達(dá)進(jìn)行充電。在車輛停止時，電池可以通過混合起動發(fā)電機(jī)(HSG)而不是主馬達(dá)進(jìn)行小量充電。也就是說，如圖1所示，在現(xiàn)有并聯(lián)型混合車輛的情況中，在車輛停止時其發(fā)動機(jī)也停止，車輛在發(fā)動機(jī)離合器分離的狀態(tài)下等待。之后，車輛重新起動時，發(fā)動機(jī)被點(diǎn)燃和驅(qū)動。在這種情況下，電池通過HSG進(jìn)行充電，馬達(dá)的驅(qū)動RPM與發(fā)動機(jī)的RPM同步，然后發(fā)動機(jī)離合器鎖住，馬達(dá)起動。但是，驅(qū)動條件可以是可變的，因此在混合車輛中，電池剩余容量忽略不計的情況可能時常發(fā)生。在這種情況下，車輛與過去一樣停止在D檔位時，電池通過HSG的充電量是有限的，因此電池不能夠被完全充電。該現(xiàn)象阻礙了在行駛時馬達(dá)的充分使用，這導(dǎo)致了車輛駕駛性能及燃料效率的降低。公開于該發(fā)明背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的一般背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各個方面涉及提供一種為混合電動車輛提供電池充電的方法，該方法在混合電動車輛停止時能夠通過由主馬達(dá)為電池充電補(bǔ)充電池電量而實(shí)施有效驅(qū)動并且提高燃料效率。在本發(fā)明的一個方面，為混合電動車輛電池充電的方法可以包括在車輛停止時通過變速器控制單元(TCU)或傾角傳感器接收車輛梯度值的步驟，在所接收的車輛梯度值為預(yù)設(shè)梯度值或更小時將變速器檔位轉(zhuǎn)換至N檔位且通過主馬達(dá)驅(qū)動發(fā)動機(jī)為電池充電的步驟，和在發(fā)動機(jī)被驅(qū)動后通過接合發(fā)動機(jī)離合器由主馬達(dá)為電池充電的步驟。在發(fā)動機(jī)被驅(qū)動后通過接合發(fā)動機(jī)離合器由主馬達(dá)為電池充電的步驟中，當(dāng)制動器被釋放以重新啟動車輛時，通過滑動變速器中的下驅(qū)動離合器，將變速器檔位由N檔位變?yōu)镈檔位，從而使車輛前進(jìn)。預(yù)設(shè)梯度值被確定在梯度值的范圍內(nèi)，在所述梯度值的范圍內(nèi)，通過比較當(dāng)車輛在所接收的車輛梯度值起動時所需的能量與在UD離合器滑動時允許的能量，當(dāng)車輛起動時所需的能量小于在UD離合器滑動時允許的能量。確認(rèn)是否需要改進(jìn)電池的剩余容量，當(dāng)需要改進(jìn)電池的剩余容量時，進(jìn)行這些步驟。本發(fā)明的方法和裝置具有其它特征和優(yōu)點(diǎn)，這些特征和優(yōu)點(diǎn)將在納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于解釋本發(fā)明的某些原理的具體實(shí)施方式
中顯而易見或更詳細(xì)地闡明。


圖1為顯示根據(jù)相關(guān)技術(shù)使用HSG為HEV電池充電的方法的示意圖，其中MG為主馬達(dá)，TM為變速器。圖2為顯示根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的為電池充電的方法的流程圖。圖3為顯示根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的為HEV電池充電的方法的示意圖，其中MG為主馬達(dá)，TM為變速器。圖4為示意地顯示根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的HEV構(gòu)造的示意圖。應(yīng)當(dāng)了解，附圖并非按比例繪制，其呈現(xiàn)了闡述本發(fā)明基本原理的各個特征的簡化表示。本文所公開的本發(fā)明的具體設(shè)計特征包括例如具體尺寸、方向、位置和外形將部分地由具體所要應(yīng)用和使用的環(huán)境來確定。在這些圖形中，貫穿附圖的多幅圖形，附圖標(biāo)記引用本發(fā)明的同樣的或等同的部分。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)地提及本發(fā)明的各個實(shí)施方案，這些實(shí)施方案的實(shí)例被顯示在附圖中并描述如下。盡管本發(fā)明將與示例性實(shí)施方案相結(jié)合進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)意識到，本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實(shí)施方案。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實(shí)施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種選擇形式、修改形式、等價形式及其它實(shí)施方案。下面將參考所附附圖對本發(fā)明的示例性實(shí)施方案進(jìn)行具體描述?；旌宪囕v停止時，梯度可以通過變速器控制單元(IOU)(或傾角傳感器)近似地預(yù)測。在低傾角(例如4%或更小)的情況下，即使車輛停止于D檔位時，本發(fā)明的示例性實(shí)施方案使用傾角值通過主馬達(dá)為電池充電。參考圖2，在本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的電池充電方法中，HEV的車輛傾斜角度、電池的剩余容量和制動狀態(tài)受到監(jiān)視，輸入監(jiān)視結(jié)果。首先，HEV在行駛中停止于D檔位時，由輸入值確認(rèn)是否需要改善電池的剩余容量。根據(jù)確認(rèn)結(jié)果，當(dāng)電量充足時，根據(jù)車輛充電方法使用HSG進(jìn)行充電。但是，根據(jù)確認(rèn)結(jié)果，在由于電池剩余量的不足而需要改善電池剩余容量時，車輛梯度預(yù)測值通過TCU(或傾角傳感器)輸入。在這種情況下，當(dāng)輸入梯度值為預(yù)設(shè)梯度值(例如4%或更高)時，如相關(guān)技術(shù)中那樣使用HSG為車輛充電。另一方面，當(dāng)輸入梯度值為預(yù)設(shè)梯度值或更小時，變速器檔位轉(zhuǎn)換為N檔位并驅(qū)動發(fā)動機(jī)，從而由主馬達(dá)為電池充電(參見圖3中的步驟I和步驟2)。發(fā)動機(jī)驅(qū)動后，發(fā)動機(jī)離合器快速鎖定從而通過主馬達(dá)為電池充電(參見圖3的步驟2和步驟3)。充電在車輛停止期間通過連續(xù)地踩踏制動器而連續(xù)進(jìn)行。此后，當(dāng)釋放制動器以重新起動車輛時，發(fā)動機(jī)離合器鎖住，因此馬達(dá)與發(fā)動機(jī)一起提前旋轉(zhuǎn)。因此，通過滑動變速器的下驅(qū)動(UD)離合器以將變速器檔位從N檔位改變?yōu)镈檔位使得車輛向前行駛(參見圖3的步驟3和步驟4)。在此，預(yù)設(shè)梯度值通過比較車輛起動時所需的能量與UD離合器滑動時允許的能
量來確定。例如，當(dāng)車輛使用UD離合器滑動在梯度值為4%或更小的平地條件下起動時，必須的能量為6.2千焦水平，而UD離合器滑動的允許能量約為7.5千焦，所以能夠使用UD進(jìn)行滑動起動。因此，當(dāng)梯度值為4%或更小時，車輛能夠由UD離合器滑動起動。在此情況中，發(fā)動機(jī)被驅(qū)動通過主馬達(dá)為電池充電。另一方面，當(dāng)梯度值為4%或更大時，如上所述，難以僅通過UD離合器滑動來起動車輛，發(fā)動機(jī)是運(yùn)行的。于是，如同相關(guān)技術(shù)中使用HSG而不是使用主馬達(dá)進(jìn)行充電。該結(jié)構(gòu)在HEV起動以快速轉(zhuǎn)換模式時，不需花費(fèi)時間接合發(fā)動機(jī)離合器。如果需要，可以移除HSG (如圖4所示)，并且可以降低發(fā)動機(jī)離合器的加熱值。如上所述，本發(fā)明的示例性實(shí)施方案即使當(dāng)混合車輛停止時也可以通過使用主馬達(dá)為電池充電以實(shí)現(xiàn)有效驅(qū)動并改善燃料效率；可以更容易地管理用于驅(qū)動主馬達(dá)的電池的剩余容量；并且可以充分使用主馬達(dá)以改善混合電動車輛的駕駛性能。前面對本發(fā)明具體示例性實(shí)施方案所呈現(xiàn)的描述是出于說明和描述的目的。前面的描述并不想要成為毫無遺漏的，也不是想要把本發(fā)明限制為所公開的精確形式，顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)很多改變和變化都是可能的。選擇示例性實(shí)施方案并進(jìn)行描述是為了解釋本發(fā)明的特定原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種示例性實(shí)施方案及其不同選擇形式和修改形式。本發(fā)明的范圍旨在由所附權(quán)利要求書及其等價形式所限定。
權(quán)利要求
1.一種為混合電動車輛電池充電的方法，包括: 在車輛停止時通過變速器控制單元或傾角傳感器接收車輛梯度值的步驟； 在所接收的車輛梯度值為預(yù)設(shè)梯度值或更小時將變速器檔位轉(zhuǎn)換至N檔位且通過主馬達(dá)驅(qū)動發(fā)動機(jī)為電池充電的步驟；和 在所述發(fā)動機(jī)被驅(qū)動后通過接合發(fā)動機(jī)離合器由主馬達(dá)為電池充電的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的為混合電動車輛電池充電的方法，其中所述預(yù)設(shè)梯度值被確定在梯度值的范圍內(nèi)，在所述梯度值的范圍內(nèi)，通過比較當(dāng)車輛在所接收的車輛梯度值起動時所需的能量與在UD離合器滑動時允許的能量，當(dāng)車輛起動時所需的能量小于在UD離合器滑動時允許的能量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的為混合電動車輛電池充電的方法，進(jìn)一步包括:在所述發(fā)動機(jī)被驅(qū)動后通過接合發(fā)動機(jī)離合器由主馬達(dá)為電池充電的步驟中，當(dāng)釋放制動器后車輛重新啟動時，通過滑動變速器中的下驅(qū)動離合器將變速器由N檔位變?yōu)镈檔位，從而使車輛前進(jìn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的為混合電動車輛電池充電的方法，其中所述預(yù)設(shè)梯度值被確定在梯度值的范圍內(nèi)，在所述梯度值的范圍內(nèi)，通過比較當(dāng)車輛在所接收的車輛梯度值起動時所需的能量與在UD離合器滑動時允許的能量，當(dāng)車輛起動時所需的能量小于在UD離合器滑動時允許的能量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的為混合電動車輛電池充電的方法，其中通過確認(rèn)是否需要改進(jìn)電池的剩余容量，當(dāng)需要改進(jìn)電池的剩余容量時，進(jìn)行所述這些步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種為混合電動車輛電池充電的方法。所述方法可以包括如下步驟在車輛停止時通過變速器控制單元(TCU)或傾角傳感器接收車輛梯度值，在所接收的車輛梯度值為預(yù)設(shè)梯度值或更小時將變速器檔位轉(zhuǎn)換至N檔位且通過主馬達(dá)驅(qū)動發(fā)動機(jī)為電池充電，以及在發(fā)動機(jī)被驅(qū)動后通過接合發(fā)動機(jī)離合器由主馬達(dá)為電池充電。
文檔編號B60L11/18GK103165948SQ20121039665
公開日2013年6月19日 申請日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者申光燮, 金連鎬 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社, 起亞自動車株式會社