[发明专利]基于效率的汽车发电机运行控制方法和汽车电子控制器

说明书

技术领域

本发明涉及汽车电子技术，特别涉及在汽车行驶中通过控制汽车发动机的运行来优化能源使用效率的方法以及基于该方法的汽车电子控制器。

背景技术

在现代社会中，汽车一直是石油消费的主力。随着化石燃料资源的日益减少以及全球气候变暖趋势的愈发明显，世界各国都从法律和经济层面对汽车的油耗作出限定。因此如何提高电能利用效率一直是业界关注的核心课题。

汽车供电系统主要由储能装置（例如蓄电池或超级电容器）、能量转换装置（例如将机械能转换为电能的发电机）、起动机和控制单元组成。在汽车供电系统中，控制单元是整个系统的核心，它负责根据用电负荷、蓄电池状态和发电机状态等工况确定和实施合适的电能管理策略。起动机利用蓄电池的能量将汽车发动机启动，使发动机在所需的工作状态下运转。发动机运转时将带动发电机发电，并按汽车电气系统的电压要求向汽车的用电负载供电和向蓄电池充电。例如，在控制单元的控制下，如果汽车电气系统的用电电流大于发电机的供电电流，则蓄电池就会放电，以弥补不足的电流，反之，如果汽车电气系统的用电电流小于发电机的供电电流，则电流差的一部分作为蓄电池的充电电流而流入蓄电池。

图1为示出了汽车中能量流动的示意图，图中粗实线表示电能流，细实线表示控制信号流和检测信号流。如图1所示，在汽车电子控制器（ECU）110的控制下，汽车发动机120旋转驱动汽车发电机130发电，所产生的电力可以提供给蓄电池140，或者提供给用电负载150；另一方面，蓄电池140存储的电能也可以提供给用电负载150和起动机160。可见，发电机和蓄电池是上述能量流动过程中的重要环节，因此如何使它们高效、低耗能地协同运行是降低油耗的重要途径。

业界已经提出了多种基于用电负荷状态的蓄电池电量平衡方法，这些方法一般将蓄电池SOC状态和/或用电负载状态作为监测对象，根据监测的状态和控制策略（例如启动优先策略）确定是否由发电机向蓄电池充电和/或向用电负载供电。

但是需要指出的是，为了使能源利用效率作进一步的优化，还需要更为完善的控制策略。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于效率的汽车发电机运行控制方法，其具有显著降低油耗和实现简单的优点。

按照本发明的一个实施例，在一种基于效率的汽车发电机运行控制方法中，所述汽车发电机与蓄电池电气耦合，并且在运行时由汽车发动机驱动旋转，包括下列步骤：

获取所述蓄电池的荷电状态和汽车的行驶速度；以及

如果所述荷电状态高于盈电阈值，则根据所述荷电状态和行驶速度确定所述发电机的输出电压的减小程度和向所述蓄电池充电的电流强度，其中，所述盈电阈值是动态变化。

优选地，在上述方法中，所述盈电阈值按照下列方式确定：

T_full＝T_ref-αln(V_soc+β)

其中，T_full为盈电阈值，T_ref为基准值，V_SOC为荷电状态的变化速度，α和β为大于0的常数。

优选地，在上述方法中，按照下列方式确定所述发电机的输出电压的减小程度：

δ＝λ₁(SOC-T_full)-λ₂(V-V_ref)²

其中，δ为所述输出电压的减小比例，T_full为盈电阈值，SOC为荷电状态，V为所述行驶速度，V_ref为基准值，其为所述汽车发动机以最高燃油效率运行时所对应的汽车行驶速度，λ₁和λ₂为大于0的常数。

优选地，在上述方法中，按照下列方式确定所述发电机向所述蓄电池充电的电流强度：将所述荷电状态相对于所述盈电阈值的偏离程度的取值范围划分为多个区间，每个区间对应于一个充电电流强度，由此根据所述荷电状态确定相应的充电电流强度。

本发明的还有一个目的是提供一种汽车电子控制器，其具有能够显著降低油耗和实现简单的优点。

按照本发明的一个实施例，汽车电子控制器包括：输入单元、输出单元和与输入单元和输出单元耦合的处理器，其中，所述输入单元被配置为从传感器接收与所述蓄电池荷电状态和汽车行驶速度有关的检测信号，所述输出单元被配置为向汽车发电机发送由所述处理器生成的指令，