混合動力車輛的低電壓DC?DC轉換器的控制方法和系統與流程

本發明涉及用于混合動力車輛的低電壓dc-dc轉換器的控制方法和系統，其通過基于電池的故障原因使用低電壓dc-dc轉換器來差別地控制電池充電電壓，改善車輛的燃油效率。

現有技術

廣義理解中，一般混合動力車輛是指由有效組合的兩種或多種不同類型的動力源驅動的車輛。然而，很多混合動力車輛指的是這樣的車輛，其都由發動機(內燃機)和電動機驅動，其中發動機的轉矩通過燃燒燃料(化石燃料，例如汽油)獲得，電動機的轉矩通過電池的電力獲得，并且它們被稱為混合動力電動車輛(hev)。

近年來，為了滿足改善燃油效率和發展環境友好型產品的需求，已經開展了對混合動力電動車輛的研究。混合動力車輛裝配有用于為電動機提供電力以驅動車輛的主電池，以及用于為車輛電氣部件提供電力的輔助電池。輔助電池連接至低電壓直流-直流(dc-dc)轉換器(ldc)，其在高電壓和低電壓之間轉換輸出。換句話說，混合動力車輛的ldc是這樣一種設備，其作為現有典型車輛的交流發電動機運行，并且其主要功能為向電力負載提供電壓，并且將來自高電壓電池的直流(dc)高電壓轉換為dc低電壓，從而為輔助電池充電。

現有技術的一種系統公開了輔助電池、即低電壓電池以高能效充電。然而，該技術應用于當ldc和電池二者皆正常時的系統和控制方法，但并未設定特定狀況，例如當電池或ldc異常時。因此，問題是如何在上述狀況中控制混合動力車輛系統。

前述僅旨在輔助理解本發明的

背景技術：
，并非旨在意味著本發明落入本領域技術人員已知的現有技術的范圍內。

技術實現要素：

因此，本發明提供一種能夠改進車輛燃油的用于混合動力車輛的低電壓dc-dc控制方法和系統，其中，當檢測到電池異常時，基于異常原因分析結果來差別地應用電池的充電電壓。

根據本發明的一個方面，用于混合動力車輛的低電壓dc-dc轉換器的控制方法可包括：通過控制器確定智能電池系統是否出現故障；當確定了智能電池系統出現故障時，通過控制器分析智能電池系統的故障原因；當故障原因被確定為電池充電狀態(soc)的檢測失敗時，通過控制器使用電池溫度推導第一電壓；以及通過控制器將低電壓dc-dc轉換器的輸出電壓調整為第一電壓。可使用映射數據來推導或確定第一電壓，其中電池溫度被設置為輸入且第一電壓被設置為輸出。

該方法還可以包括：在分析故障原因之后，當智能電池系統被確定為因電池端子的接觸不良而導致故障時，通過控制器確定故障原因是電池soc的檢測失敗。該方法還可以包括：在分析故障原因之后，當智能電池系統被確定為因電池中過多的暗電流而導致故障時，通過控制器確定故障原因是電池soc的檢測失敗。

另外，該方法可包括：在分析故障原因之后，當智能電池系統被確定為因所檢測的電池狀態信息發送故障而導致故障時，通過控制器確定故障原因是智能電池系統自身的故障；并且響應于確定智能電池系統自身的故障，通過控制器將低電壓dc-dc轉換器的輸出電壓調整為預定的第二電壓。第二電壓可大于電池的額定電壓。

該方法還可以包括：在分析故障原因之后，當故障原因被確定為電池soc的檢測失敗時，通過控制器使用電池溫度和低電壓dc-dc轉換器的輸出功率推導第三電壓；并且通過控制器將低電壓dc-dc轉換器的輸出電壓調整為第三電壓。可使用映射數據來推導第三電壓，其中電池溫度和低電壓dc-dc轉換器的輸出功率可設置為輸入且第三電壓可設置為輸出。

根據本發明的另一個方面，用于混合動力車輛的低電壓dc-dc轉換器系統可包括：電池；低電壓dc-dc轉換器，其設置為輸出電池的充電電壓；智能電池系統，其設置為檢測電池的狀態信息；以及控制器，其設置為，確定智能電池系統是否出現故障，當確定智能電池系統出現故障時，分析智能電池系統的故障原因，并且當確定故障原因為電池soc的檢測失敗時，使用電池溫度推導第一電壓，以調整第一電壓作為低電壓dc-dc轉換器的輸出電壓。電池溫度可以通過智能電池系統進行檢測。

在現有技術中，當電池被確定為異常而不考慮電池的故障原因時，低電壓dc-dc轉換器的輸出電壓被調整至高值，因此電池被一直充電。然而，由于本發明可以基于電池故障原因而以多種方式調整電池的充電，低電壓dc-dc轉換器的輸出電壓不需要被保持為高值。因此，可以防止電力負載的功率由于高輸出電壓而被過度消耗，并因而改善車輛燃油效率。

附圖說明

本發明的上述和其它目的、特征和優點將從下文結合附圖的詳細描述中更清晰地理解，其中：

附圖1是示出了根據本發明的示例性實施方式的用于混合動力車輛的低電壓dc-dc轉換器的控制方法的流程圖；以及

附圖2是示出了根據本發明的示例性實施方式的用于混合動力車輛的低電壓dc-dc轉換器系統構造的圖示。

具體實施方式

應當理解的是，在此使用的術語“車輛”或“車輛的”或其它類似術語總體上是機動交通工具的總稱，例如，乘用機動車，包括多功能運動車輛(suv)、公共汽車、卡車、多種商務車輛，水上交通工具，包括多種船或艦，航空器，等等，并且包括混合動力車輛、電動車輛、燃油式、插電式混合動力電動車輛、氫動力車輛以及其它替代能源車輛(例如，從石油之外的資源得到的燃料)。

雖然具體實施方式被描述為使用多個單元來執行示例性程序，但應當理解的是，該示例性程序也可以由一個或多個模塊來執行。此外，應當理解的是，術語“控制器”表示一種硬件設備，包括存儲器和處理器。存儲器設置成用于儲存模塊，并且處理器特別設置成用于執行所述模塊以執行一個或多個將在下文進一步描述的程序。

此外，本發明的控制邏輯可以被嵌入計算機可讀媒介上的非暫時性計算機可讀媒體，其包含由處理器、控制器等執行的可執行程序指令。計算機可讀媒介的示例包括但不限于：rom、ram、光盤(cd)-rom、磁帶、軟盤、閃存驅動器、智能卡以及光學數據存儲裝置。計算機可讀記錄媒介也可以分布于連接至網絡的計算機系統中，使得計算機可讀媒介以分布方式被存儲與執行，例如，通過遠程服務器或控制器區域網絡(can)。

這里所使用的術語，僅用于描述特定實施例的目的，并非旨在限制本發明。正如在此使用的，除非特別說明，單數形式“一”、“一個”和“該”也包括復數形式。還應當理解的是，當術語“包括”和/或“包含”用于本說明書中時，表示所表述的特征、整數、步驟、操作、元素和/或部件的存在，但是也不排除還存在一個或多個其它特征、整數、步驟、操作、元素、部件和/或它們的組合。正如在此使用的，術語“和/或”包括了一個或多個列出的相關術語的任意和所有的組合。

在下文將參考附圖描述本發明的示例性實施方式。

如圖1所示，根據本發明示例性實施方式的用于混合動力車的低電壓dc-dc轉換器的控制方法可包括：通過控制器確定智能電池系統(ibs)30是否出現故障(s10)，以及當確定了智能電池系統30出現故障時，通過控制器分析智能電池系統30的故障原因(s20)。

如在本說明書背景技術中公開的，有很多關于改善混合動力車輛效率的控制方法的傳統技術，其通過根據電池充電狀態差別地應用低電壓dc-dc轉換器的輸出電壓。然而，沒有如本發明的關于車輛異常時分析故障原因、且基于分析結果調整低電壓dc-dc轉換器10的輸出電壓的方法的技術。因此，為了實現本發明的目的，本發明首先通過控制器40執行對智能電池系統30是否出現故障的確定。

具體說，智能電池系統30是一種系統，其設置為檢測車輛電池20的總體狀態，且典型地可被設置為檢測電池20的電流、電壓、溫度和soc(充電狀態)。近年來，智能電池系統30已被安裝在混合動力車輛內。控制器40可被設置為接收由智能電池系統30檢測的電池20的狀態信息且確定低電壓dc-dc轉換器10的輸出電壓。因此，智能電池系統30可被設置為發送用于確定低電壓dc-dc轉換器10的輸出電壓的重要因素。因此，本發明在確定低電壓dc-dc轉換器10的輸出電壓之前，首先執行對智能電池系統30是否出現故障的確定。

當確定智能電池系統30異常時(s10)，從智能電池系統30發送至控制器40的電池20的狀態信息可被認為是錯誤信息(erroneousinformation)。然而，從智能電池系統30發送的所有類型的信息可能并非都是錯誤的，而是僅有一部分關于電池20狀態的信息是錯誤信息，這基于周圍狀況。因此，通過確定智能電池系統30故障調整低電壓dc-dc轉換器10的輸出電壓可能是不足的。具體說，電池20的soc信息，其與電池20是否充電相關，可能是錯誤的。

因此，本發明包括，在確定智能電池系統30是否出現故障后，通過控制器40分析智能電池系統30的故障原因(例如，確定電池系統失常或故障的原因)。換言之，為了實現本發明目的，本發明可提供基于車輛的故障原因而變化地調整低電壓dc-dc轉換器10的基礎。此外，為了分析故障原因，可基于車輛類型和狀態使用不同方法。

在故障原因的分析中可考慮多種故障原因。如上所述，電池20的soc檢測失敗在調整低電壓dc-dc轉換器10的輸出電壓中，是智能電池系統30的一個重要故障原因。電池20的soc檢測失敗會由于多種原因而發生。在本發明中，例如，電池20的soc檢測失敗會由于電池20端子的接觸不良(例如，不充分的連接)和電池20中過多的暗電流而發生。

具體說，電池20端子的接觸不良指向硬件故障。因此，這使得智能電池系統30不可能檢測到電池20的soc，導致電池20的soc檢測失敗。此外，電池20中過多的暗電流會因軟件問題而發生。因此，當車輛停止時，電流過多地流至電池20，結果下次啟動車輛時可能檢測不到電池20的soc。

因此，圖1示出了，在確定智能電池系統30由于電池20的soc檢測失敗而出現故障時，低電壓dc-dc轉換器10的輸出電壓的控制方法。如圖1中所示，當在故障原因確定步驟(s30)中確定智能電池系統30由于電池20的soc檢測失敗而出現故障時，本發明可包括，通過控制器40使用電池20的溫度推導第一電壓(s35)，并且通過控制器40將低電壓dc-dc轉換器10的輸出電壓調整為所推導的第一電壓(s40)。

當確定智能電池系統30由于電池20的soc檢測失敗而出現故障時，由智能電池系統30檢測的關于電池20狀態的信息(例如電池20的電流、電壓和溫度)可以是正常的(例如，沒有錯誤)。換言之，可使用狀態信息確定低電壓dc-dc轉換器10的輸出電壓。具體說，本發明因而可通過控制器40使用電池20的溫度確定低電壓dc-dc轉換器10的輸出電壓。

當確定智能電池系統30由于電池20的soc檢測失敗而出現故障時，作為低電壓dc-dc轉換器10的輸出電壓的第一電壓可通過多種方法并使用電池20的溫度來推導。例如，本發明提出了使用映射數據來推導第一電壓的方法，其中，電池20的溫度被設置為輸入且第一電壓設置為輸出。

因此，即使檢測到電池20的soc故障，本發明也可使用由智能電池系統30檢測的電池20的溫度，來變化地調整低電壓dc-dc轉換器10的輸出電壓。由于可基于電池20的狀態調整電池20的充電電壓，而不像傳統技術那樣通常提供高輸出電壓，因此有可能改善車輛燃油效率。

此外，在故障原因確定步驟(s30)中，可確定智能電池系統30自身的故障。不像上面的情況，在這一情況中，會難以依靠由智能電池系統30檢測的電池20的全部類型的狀態信息而定位。正如在本發明中提出的，智能電池系統30自身的故障是典型的示例。具體說，由于不存在電池20的可用狀態信息，不可能依照電池20的狀態變化地調整低電壓dc-dc轉換器10的輸出電壓。因此，為了穩定地驅動車輛，替代通過變化地控制充電電壓而改善燃油效率，本發明不可避免地執行低電壓dc-dc轉換器10的輸出電壓的調整，使得輸出電壓是預定的第二電壓(s50)，如附圖1所示。

具體說，由于當第二電壓大于電池20的額定電壓時，電池20可通過低電壓dc-dc轉換器10充電，因此第二電壓可大于電池20的額定電壓。具體說，車輛穩定性優先于車輛燃油效率。因此，低電壓dc-dc轉換器10的輸出電壓可被調整至第二電壓，大于電池20的額定電壓，以在不能檢測電池20的狀態時，至少防止電池20放電。

在上述的電池20的soc的檢測失敗中，已經描述了通過控制器40使用電池20的溫度推導第一電壓。然而，可增加用于確定低電壓dc-dc轉換器10的輸出電壓的因素來調整充電電壓，其更適于車輛的驅動狀態。本發明提出將低電壓dc-dc轉換器10的輸出功率作為額外因素。

換言之，當確定智能電池系統30由于電池20的soc檢測失敗而出現故障時，控制器40可被設置為，使用電池20的溫度和低電壓dc-dc轉換器10的輸出功率確定第三電壓，并且將低電壓dc-dc轉換器10的輸出電壓調整為第三電壓。在本發明中，可使用映射數據來推導第三電壓，其中電池20的溫度和低電壓dc-dc轉換器10的輸出功率設置為輸入且第三電壓設置為輸出。

根據本發明示例性實施方式的用于混合動力車輛的低電壓dc-dc轉換器系統可包括：電池20；低電壓dc-dc轉換器10，其設置為輸出電池20的充電電壓；智能電池系統30，其設置為檢測電池20的狀態信息；以及控制器40，其設置為，確定智能電池系統30是否出現故障，當確定了智能電池系統30出現故障時，分析智能電池系統30的故障原因，并且當故障原因確定為電池20的soc檢測失敗時，使用電池20的溫度確定第一電壓，以調整第一電壓為低電壓dc-dc轉換器10的輸出電壓。可通過智能電池系統30檢測電池20的溫度。

雖然出于說明目的公開了本發明的示例性實施方式，本領域技術人員應當意識到，多種修改、增加和替換是可能的，而不偏離權利要求所公開的本發明的范圍和精神。