[发明专利]包含操控策略模块的用于机动车辆的微混合系统

说明书

技术领域

本发明一般涉及用于车辆、特别是机动车辆的微混合(micro-hybrid)系 统。更具体地，本发明涉及这样的微混合系统，其包括机械地耦接到车辆的 热引擎的旋转电机、AC-DC变换器(converter)、DC-DC变换器、用于存储 由旋转电机产生的电能的电能存储设备、以及控制单元。

背景技术

本领域中已知的上述类型的微混合设备中，旋转电机通常是交流发电机 -起动机，其除了执行热引擎起动机和交流发电机的功能之外，还可以用于 再生制动的功能和扭矩助力(英文中也称为“boost(助推)”)的功能。

可以将由再生制动复原的电能存储在本领域技术人员所知称为“UCAP” 或“超级电容器”的特高容量电容器中，用于为处于波动的DC电压下的车 载网供电。该处于波动的DC电压下的车载网与机动车辆安装的经典12V网 分开，并特别通过负责对能够接收超过12V的波动电压的消费者设备供电来 对后者进行补充。

现有技术的这些微混合设备中，控制单元以从动模式(slave mode)工 作，而且由车辆的电子控制单元根据车辆的自身控制规则驱动并由所述车辆 管控。

发明内容

本发明的目的是提供新型的微混合系统，其中将用于操控(pilot)微混 合系统所需的全部智能集成在微混合系统本身中，从而提供集成的设备，其 将其对车辆系统的需求最小化，而且其中有可能包含与构成微混合系统的子 组件极佳地适配的繁杂的操控策略。

用于运输车辆的微混合系统包括：旋转电机，适合于机械地耦接到车辆 的发动机；AC-DC变换器；DC-DC变换器；第一和第二电能存储设备，能 够存储由旋转电机产生的电能并返回所述电能以供应车辆装备的消费者设 备；以及控制装置，用于控制微混合系统的工作。

根据本发明，控制装置包括操控装置，操控装置能够同时自治地依照至 少依赖于其自身对微混合系统的内部状态以及车辆的状态的认识的多个策 略操控微混合系统的工作模式，而且能够在从动模式下根据包含在来自车辆 系统的外部需求中的指令操控所述工作模式。

本发明允许优化电力的产生效率，以便减少车辆的燃料消耗。该结果的 实现特别归因于对热引擎上的机械负载(交流发电机)以及电力分配系统上 的电负载的管理。

根据另一个特性，操控装置还能够在从动模式下依照包含在来自车辆系 统的外部需求中的指令操控所述工作模式。

因而，例如，当旋转电机在交流发电机模式下工作时，微混合系统可以 保持从动并被从外部操控，或者从车辆或热引擎的控制系统接收热引擎效率 的估计量以便选择性地在机械燃料-能量转换效率充分高的区域中给热引擎 负载，不管从热引擎拉出的机械能的目的地(电力、空调系统)是哪里。

根据另一个特性，操控装置包括监视装置，监视装置确定车辆的境况， 而且考虑其对车辆的境况的确定和/或来自车辆系统的外部需求，至少部分地 授权并限定微混合系统的工作模式至少其中之一。优选地，监视装置包括估 计下列境况至少其中之一的车辆的境况的装置：车辆在城市环境中、车辆在 干道公路上、车辆在高速公路上。

根据其它特性，监视装置包括：

-在至少考虑车辆的境况的同时从几种可用的作为交流发电机的工作 模式中授权并选择一种作为旋转电机的交流发电机工作模式的装置；和/或

-授权并限定旋转电机的再生制动的工作模式的装置；和/或

-授权并限定旋转电机的扭矩助力的工作模式的装置。

根据另一个特性，操控装置包括安全装置，安全装置基于微混合系统的 工作元件的至少一部分的内部表示和/或来自车辆系统的外部需求来限定微 混合系统的至少一个工作界限。

优选地，所述至少一个工作界限包括在微混合系统的下列工作界限之 内：微混合系统的波动电压分量的工作范围的最小和最大值；波动电压分量 的校准/诊断、保护和安全值；旋转电机的转子的激励电流的最大值；以及旋 转电机的再生制动模式下拉出的机械扭矩的最大值。

另外，所述内部表示优选地至少包括下列工作元件：旋转电机、AC-DC 变换器、DC-DC变换器、以及第一和第二电能贮存器。

根据另一个特性，操控装置包括状态机装置，状态机装置至少根据由操 控装置产生的监视和安全信息而授权微混合系统的工作模式之间的转变。优 选地，所述监视和安全信息分别由监视装置和安全装置提供。