[发明专利]用于在混合动力车辆中对电池充电的系统和方法

说明书

提供了一种用于对混合动力车辆中的电池快速地充电的方法和系统。在一个示例中，一种方法包括：在根据驾驶员需求来控制车辆速度的同时，经由发动机将扭矩传递到多个马达/发电机来以第一速率对电池充电，并且在经由巡航控制系统自主控制车辆的同时，经由多个马达/发电机以大于第一速率的第二速率对电池充电。以这种方式，通过在经由巡航控制系统控制车辆速度的同时以第二速率对电池充电，可以使与发动机扭矩产生和/或马达/发电机扭矩产生有关的驾驶性能问题最小化。

技术领域

本发明总体涉及用于控制车辆发动机以使混合动力电动车辆中的车载能量存储装置的充电效率最大化的方法和系统。

背景技术

混合动力车辆通常包括高电压电池(例如供应约三百伏的能量或势能的电池)。高电压电池通常用于操作选择性地向车辆车轮提供扭矩的马达/发电机总成。这种混合动力车辆通常分为串联混合动力电动车辆(HEV)、并联HEV和串并联HEV。例如，使用串联传动系的混合动力车辆可以从电动马达接收机械动力，该电动马达例如可以由高电压电池驱动。对于具有并联传动系的混合动力车辆，电动马达和内燃发动机可以同时提供机械动力。可选地，具有串联/并联传动系的混合动力车辆可以使发动机和电动马达独立地或彼此结合地提供动力。

对于设计为高性能车辆的混合动力车辆或专为速度能力而设计和制造的车辆，测试路段(test track)或赛车路段(drag strip)的最大性能可能决定了对高电压电池进行快速充电的需求，特别是在快速充电站无法使用的情况下。对于具有位于双离合器变速器(DCT)下游的传动系中的电机以及具有位于DCT上游的集成起动机/发电机(ISG)的高性能车辆而言，当车辆静止时电机不能用于充电，因此在车辆静止时只有ISG可用于充电。由于ISG和电机在这样的车辆中的定位，发动机、ISG和电机的扭矩精度在电池的任何积极充电期间是非常重要的。

发明内容

本文的发明人已经认识到这些问题，并且已经开发了至少部分解决这些问题的系统和方法。在一个示例中，提供了一种方法，其包含：在根据驾驶员需求来控制车辆速度的同时，通过将扭矩从发动机传递到连接到发动机的变速器上游的至少一个马达/发电机和变速器下游的至少另一个马达/发电机，来以第一速率对混合动力车辆中的电池充电，并且在自主地控制车辆速度的同时经由上游和下游马达/发电机以第二速率对电池充电。以这种方式，高性能车辆中的电池可以积极充电而不会对驾驶性能产生负面影响。

作为该方法的一个示例，变速器上游的至少一个马达/发电机和变速器下游的至少另一个马达/发电机还包含位于变速器上游的集成起动机/发电机以及位于变速器下游的电机。在一个示例中，自主控制车辆的速度还包含经由巡航控制系统将车辆速度控制到目标车辆速度。在一些示例中，变速器可以包含双离合器变速器。

作为示例，该方法可以包括在以第一速率和第二速率对电池充电的同时，将发动机机械地连接到变速器。以第一速率对电池充电还可以包含这样的条件，其中位于变速器上游的至少一个马达/发电机的最大充电功率大于驾驶员需求的车轮功率未达预定阈值。例如，以第一速率对电池充电可以包括在根据驾驶员需求来控制车辆速度并且位于变速器上游的至少一个马达的最大充电功率大于驾驶员需求的车轮功率未达预定阈值的条件下，变速器上游的至少一个马达/发电机和变速器下游的至少另一个马达/发电机的总充电功率是充电扭矩的预定量或驾驶员需求的车轮扭矩的预定百分比的函数。作为示例，充电扭矩的预定量可以是100Nm，并且驾驶员需求的车轮扭矩的预定百分比可以是驾驶员需求的车轮扭矩的百分之五十。此外，总充电功率可以等于车辆速度与充电扭矩的预定量或驾驶员需求的车轮扭矩的预定百分比中的较大者的乘积。

在又一个示例中，该方法还可以包含：响应于指示变速器上游的至少一个马达的最大充电功率大于驾驶员需求的车轮功率达预定阈值，而将发动机与变速器机械地分离，并且经由变速器上游的至少一个马达来以第三速率对电池充电。在这样的示例中，以第三速率对电池充电可以包含以位于变速器上游的至少一个马达的最大充电功率来对电池充电。