[發明專利]基于效率的汽車發電機運行控制方法和汽車電子控制器

有效

• 申請號: 201310031686.6
• 申請日: 2013-01-28
• 公開（公告）號: CN103973182B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 鄧恒;孟艷
• 申請（專利權）人: 上海汽車集團股份有限公司
• 主分類號: H02P9/04
• 分類號: H02P9/04;H02J7/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 李湘,朱海煜

技術領域

本發明涉及汽車電子技術，特別涉及在汽車行駛中通過控制汽車發動機的運行來優化能源使用效率的方法以及基于該方法的汽車電子控制器。

背景技術

在現代社會中，汽車一直是石油消費的主力。隨著化石燃料資源的日益減少以及全球氣候變暖趨勢的愈發明顯，世界各國都從法律和經濟層面對汽車的油耗作出限定。因此如何提高電能利用效率一直是業界關注的核心課題。

汽車供電系統主要由儲能裝置（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電機）、起動機和控制單元組成。在汽車供電系統中，控制單元是整個系統的核心，它負責根據用電負荷、蓄電池狀態和發電機狀態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動機啟動，使發動機在所需的工作狀態下運轉。發動機運轉時將帶動發電機發電，并按汽車電氣系統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，如果汽車電氣系統的用電電流大于發電機的供電電流，則蓄電池就會放電，以彌補不足的電流，反之，如果汽車電氣系統的用電電流小于發電機的供電電流，則電流差的一部分作為蓄電池的充電電流而流入蓄電池。

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，汽車發動機120旋轉驅動汽車發電機130發電，所產生的電力可以提供給蓄電池140，或者提供給用電負載150；另一方面，蓄電池140存儲的電能也可以提供給用電負載150和起動機160?？梢?，發電機和蓄電池是上述能量流動過程中的重要環節，因此如何使它們高效、低耗能地協同運行是降低油耗的重要途徑。

業界已經提出了多種基于用電負荷狀態的蓄電池電量平衡方法，這些方法一般將蓄電池SOC狀態和/或用電負載狀態作為監測對象，根據監測的狀態和控制策略（例如啟動優先策略）確定是否由發電機向蓄電池充電和/或向用電負載供電。

但是需要指出的是，為了使能源利用效率作進一步的優化，還需要更為完善的控制策略。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于效率的汽車發電機運行控制方法，其具有顯著降低油耗和實現簡單的優點。

按照本發明的一個實施例，在一種基于效率的汽車發電機運行控制方法中，所述汽車發電機與蓄電池電氣耦合，并且在運行時由汽車發動機驅動旋轉，包括下列步驟：

獲取所述蓄電池的荷電狀態和汽車的行駛速度；以及

如果所述荷電狀態高于盈電閾值，則根據所述荷電狀態和行駛速度確定所述發電機的輸出電壓的減小程度和向所述蓄電池充電的電流強度，其中，所述盈電閾值是動態變化。

優選地，在上述方法中，所述盈電閾值按照下列方式確定：

T_full＝T_ref-αln(V_soc+β)

其中，T_full為盈電閾值，T_ref為基準值，V_SOC為荷電狀態的變化速度，α和β為大于0的常數。

優選地，在上述方法中，按照下列方式確定所述發電機的輸出電壓的減小程度：

δ＝λ₁(SOC-T_full)-λ₂(V-V_ref)²

其中，δ為所述輸出電壓的減小比例，T_full為盈電閾值，SOC為荷電狀態，V為所述行駛速度，V_ref為基準值，其為所述汽車發動機以最高燃油效率運行時所對應的汽車行駛速度，λ₁和λ₂為大于0的常數。

優選地，在上述方法中，按照下列方式確定所述發電機向所述蓄電池充電的電流強度：將所述荷電狀態相對于所述盈電閾值的偏離程度的取值范圍劃分為多個區間，每個區間對應于一個充電電流強度，由此根據所述荷電狀態確定相應的充電電流強度。

本發明的還有一個目的是提供一種汽車電子控制器，其具有能夠顯著降低油耗和實現簡單的優點。

按照本發明的一個實施例，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和汽車行駛速度有關的檢測信號，所述輸出單元被配置為向汽車發電機發送由所述處理器生成的指令，