用于控制車輛的操作的系統(tǒng)及方法
【專利摘要】一種控制混合電動車輛的操作模式的方法包含：確定所述車輛的全電里程AER是否處于或小于第一預(yù)定值；如果確定所述AER處于或小于所述第一預(yù)定車輛，那么激活第一操作模式；當(dāng)所述第一操作模式有效時，確定所述車輛的所述AER是否大于第二預(yù)定值；如果確定所述AER大于所述第二預(yù)定車輛，那么激活第二操作模式。
【專利說明】用于控制車輛的操作的系統(tǒng)及方法
[0001]相關(guān)專利申請案的交叉參考
[0002]本申請案主張2011年10月21申請的第61/550，015號美國臨時申請案的優(yōu)選權(quán)，所述申請案的全文以引用的方式并入本文中。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明大體上涉及車輛，且更特定來說涉及電動混合車輛。

【背景技術(shù)】
[0004]電動車輛(EV)為利用一或多個電動機(jī)來推進(jìn)的車輛。插入式混合電動車輛(PHEV)利用一或多個電動機(jī)及一或多個可再充電能量存儲系統(tǒng)(RESS，例如電池)，所述能量存儲系統(tǒng)與常規(guī)(例如，以燃燒提供動力)動力系統(tǒng)結(jié)合來為這些電機(jī)提供動力。EV及PHEV的RESS可從許多源(包含化石燃料、核能或可再生能源(例如太陽能、風(fēng)能及類似能源))再充電。
[0005]一些政府提供購買EV的激勵。例如，在丹麥，EV免除初始稅，所述初始稅相當(dāng)于汽油車輛的購買價格的180%。丹麥及挪威以及其它政府當(dāng)前運(yùn)用稅收激勵來減少交通的化石燃料消耗。這些激勵旨在鼓勵采用清潔技術(shù)，例如電動車輛。電動車輛不排放溫室氣體(CO2)、氮氧化物(NOx)、微?；蛞谎趸?CO)且可從可靠的可再生能源技術(shù)(例如，風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮芗八Πl(fā)電(水壩及潮汐能))重新得到燃料。
[0006]為取得這些激勵下的電動車輛的資格，車輛必須滿足某些標(biāo)準(zhǔn)。此外，丹麥及挪威的管理部門正評估額外標(biāo)準(zhǔn)以允許插入式混合電動車輛(PHEV)適用稅收激勵。
[0007]例如，管理部門可能要求車輛的增程引擎直到用戶(例如，駕駛者)做出有意手動選擇且低里程指示器打開之后才激活。此外，低里程指示器僅可在車輛的電池具有提供少于預(yù)定電里程(例如，15km)的里程的電荷之后照亮。低里程指示器將在用戶給車輛插上插頭且為車輛充電超過低里程限制(例如，15km)之后取消激活。此外，車輛必須在標(biāo)準(zhǔn)條件下僅以電力(即，在沒有來自增程引擎的協(xié)助且沒有再充電的情況下)完成至少三個新歐洲行駛循環(huán)(NEDC)。車輛可以此方式達(dá)到的距離界定其全電動里程(AER)。
[0008]然而，PHEV不能利用上述激勵，即使其具有完全電動運(yùn)行的能力。這是因為雖然一些PHEV可如純電動車輛般運(yùn)行，但有時由于各種原因(例如,高功率要求、預(yù)期的高功率要求、對電池或其它組件的保護(hù)、蒸發(fā)性排放清潔、維護(hù)、極限溫度或類似者)引擎可能仍然操作。
[0009]在高功率要求場景中，用戶可選擇其中引擎將運(yùn)行以輔助車輛性能的車輛模式。例如，一些車輛使得用戶能夠?qū)④囕v的操作模式從標(biāo)準(zhǔn)模式切換到“運(yùn)動”模式以增強(qiáng)性能。在預(yù)期高功率要求場景中，車輛可使用其導(dǎo)航以預(yù)期功率及能量要求，例如迫近的山或類似者。接著，車輛可打開引擎以提前為電池充電以避免低電池電平下的降低性能或避免無效的操作狀況。在保護(hù)電池或其它組件的場景中，引擎將打開以在電池能量耗盡前為PHEV提供動力，這是因為當(dāng)車輛為可再充電電池深度放電時可再充電電池迅速降級。具有燃料系統(tǒng)的任何車輛產(chǎn)生蒸發(fā)性排放，即使當(dāng)引擎不運(yùn)行時也如此。汽油蒸發(fā)及每日溫度波動引起燃料系統(tǒng)中的壓力波動。燃料系統(tǒng)在緩解此壓力時排出蒸汽，但可將蒸汽捕獲在碳罐中。車輛必須運(yùn)行引擎以燃料這些蒸汽。車輛還可出于維護(hù)原因而運(yùn)行其引擎。當(dāng)電動力系統(tǒng)在其優(yōu)選操作溫度之外時車輛可運(yùn)行引擎。引擎可運(yùn)行以向乘客提供熱量且使電驅(qū)動系統(tǒng)變暖。雖然在上述場景下運(yùn)行引擎可為有用的，但在非必要時運(yùn)行引擎可能引起管理部門及顧客的反對。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]用于控制混合電動車輛的操作模式的系統(tǒng)包含但不限于以下任一者或其組合:可再充電能量存儲系統(tǒng)，其耦合到電動機(jī)以為車輛提供動力；增程引擎，其耦合到發(fā)電機(jī)以為車輛提供動力；及控制器，其可由用戶操作以從多個操作模式(包含至少第一模式及第二模式)中選擇車輛的操作模式。僅當(dāng)車輛的全電里程小于預(yù)定值時可選擇第一模式。響應(yīng)于控制器選擇第一模式而啟用增程引擎。
[0011]控制混合電動車輛的操作模式的方法包含但不限于以下任一者或其組合:確定車輛的全電里程(AER)是處于還是小于第一預(yù)定值；如果確定AER處于或小于第一預(yù)定車輛，那么激活第一操作模式；當(dāng)?shù)谝徊僮髂Ｊ接行r，確定車輛的AER是否大于第二預(yù)定值 '及如果確定AER大于第二預(yù)定車輛，那么激活第二操作模式。
[0012]控制混合電動車輛的操作模式的方法包含但不限于以下任一者或其組合:接收經(jīng)由致動器激活車輛的第一操作模式的請求；響應(yīng)于接收請求，確定車輛的全電里程(AER)是否小于第一預(yù)定值；如果AER小于第一預(yù)定值那么激活第一操作模式且如果AER不小于第一預(yù)定值那么防止激活第一操作模式；當(dāng)在第一操作模式中時，確定車輛的能量存儲裝置是否已被再充電使得AER高于第二預(yù)定值；如果能量存儲裝置未被再充電使得AER高于第二預(yù)定值那么將車輛維持在第一操作模式中；及如果能量存儲裝置已被再充電使得AER高于第二預(yù)定值那么激活第二操作模式。
[0013]在各種實(shí)施例中，混合車輛滿足條件以受益于電動車輛管理激勵。在各種實(shí)施例中，混合車輛性能得到優(yōu)化。在各種實(shí)施例中，混合車輛提供減少的污染物排放。在各種實(shí)施例中，混合車輛提供減少的可聞噪聲。在各種實(shí)施例中，因為較少的工程設(shè)計、沒有工具加工且沒有與重量變化相關(guān)聯(lián)的安全再認(rèn)證，所以混合車輛提供相對于硬件電動車輛變體(無引擎)的減少的制造成本及時間。在各種實(shí)施例中，混合車輛提供增加的用途，這是因為駕駛者可使用燃料來增大車輛可行駛的里程且可依賴于現(xiàn)有汽油基礎(chǔ)設(shè)施。在各種實(shí)施例中，混合車輛提供增加的安全性，這是因為駕駛者較不可能陷于危險處境中且引擎可提供熱量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的車輛的透視圖。
[0015]圖2為根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的車輛的方向盤及儀表板的部分前視圖。
[0016]圖3為根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的描繪用于控制車輛的操作模式的方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]參考圖1，說明車輛10。車輛10可為客車、卡車或類似車輛。在此實(shí)例中，車輛10為PHEV，PHEV包含以汽油提供動力的引擎(未展示)，所述引擎驅(qū)動產(chǎn)生電的發(fā)電機(jī)。所述引擎還可以另一燃料操作，例如柴油、甲烷、丙烷、氫氣或類似燃料。
[0018]根據(jù)各種實(shí)施例，車輛10經(jīng)配置以允許電動車輛(EV)操作同時滿足各種操作特性及標(biāo)準(zhǔn)以具備電動車輛管理激勵資格。所述引擎(也稱為增程引擎)(其經(jīng)配置以增大車輛10的里程)僅可在用戶(也稱為駕駛者)激活或以其它方式啟用特定操作模式之后打開。例如，參考圖1及2，引擎可在駕駛者經(jīng)由車輛10的方向盤15上的槳狀物14(或用于選擇模式的其它致動器)手動地激活混合模式(或第一模式)之后打開。當(dāng)此選項存在時，通知或其它指示符將出現(xiàn)在指示器12上以通知駕駛者，從而允許選擇混合模式。在特定實(shí)施例中，車輛10的控制系統(tǒng)僅允許駕駛者在車輛10已耗盡其全部電里程(AER)之后激活混合模式。在其它實(shí)施例中，車輛控制系統(tǒng)允許駕駛者在車輛10的AER小于預(yù)定量或值(例如，15km)時選擇混合模式。在特定實(shí)施例中，預(yù)定量可基于政府或其它實(shí)體制定的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)章、激勵及/或類似者。在各種實(shí)施例中，在混合模式中，車輛10將繼續(xù)在電力下操作同時僅視需要使用增程引擎。因此，車輛10將滿足對其AER的循環(huán)要求。例如，歐盟國家通行的一些提議聲明:電動車輛必須僅以電力完成至少三個新歐洲行駛循環(huán)(NEDC)。
[0019]在本發(fā)明中描述車輛10及其操作模式。操作模式的額外論述及/或?qū)嵗枋鲇诘幌抻诘?3/197，608號美國專利申請案，所述申請案的全文以引用的方式并入本文中。例如，這些操作模式向駕駛者提供車輛10的不同性能特性。
[0020]在標(biāo)準(zhǔn)隱形模式的正常操作期間，車輛10的電池將耗盡到約20%的充電狀態(tài)(SOC)，此時引擎將自動地且周期性地打開。在此模式中，車輛10將作為標(biāo)準(zhǔn)的充電維持混合物而操作。例如，考慮到環(huán)境條件、電池S0C、電池參數(shù)、駕駛者要求及/或類似者，引擎基于優(yōu)化效率及性能的算法而激活。
[0021]標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動模式的正常操作使得引擎能夠一經(jīng)要求便立即激活以達(dá)到最大性能。在特定實(shí)施例中，此模式還將限制AER使其低于約40km( S卩，小于三個NEDC循環(huán))。這發(fā)生的原因是:在運(yùn)動模式有效的情況下，車輛10維持高電池SOC以便提供提高的車輛性能。具體來說，運(yùn)動模式具有約50%的目標(biāo)S0C。即，每當(dāng)電池SOC下降到低于50%的SOC時車輛10將激活引擎以用于充電維持操作。
[0022]在各種實(shí)施例中，標(biāo)準(zhǔn)隱形模式及運(yùn)動模式已被消除且用僅電操作的經(jīng)修改隱形模式(或第二模式)代替。所述經(jīng)修改隱形模式在指示器12照亮(或提供其它指示，例如可聞指示、可觸指示及/或其它指示)且駕駛者手動選擇混合模式之前不允許自動引擎操作。在特定實(shí)施例中，指示器12僅在車輛10的AER已下降到低于預(yù)定值(例如15km)之后照亮。在特定實(shí)施例中，如將論述，除一些區(qū)別之外，經(jīng)修改隱形模式將以與標(biāo)準(zhǔn)隱形模式相同的方式操作。
[0023]在一些實(shí)施例中，例如，在經(jīng)修改隱形模式中的操作期間，一旦車輛10的AER已下降到低于預(yù)定值(例如，15km)(且在一些實(shí)施例中，指示器12照亮)，駕駛者即可使用槳狀物14激活混合模式。一旦處于混合模式中，車輛10將以電力繼續(xù)直到需要引擎動力為止。當(dāng)車輛10需要引擎動力時，引擎將自動開始且車輛10將如其在正常充電維持標(biāo)準(zhǔn)隱形模式中般操作。在此操作模式中，車輛10將如任何充電維持混合電動車輛(HEV)般操作，利用滑行引擎關(guān)閉、停止引擎關(guān)閉、電發(fā)射、電啟動、公路傾斜燃料供給優(yōu)化及/或類似者。
[0024]在指示器12提供車輛10的AER低于預(yù)定值的指示以后，駕駛者可選擇在任何時候激活混合模式。一旦提供所述指示，指示器12可保持打開且任選地可閃爍或以較快速度重復(fù)直到駕駛者激活混合模式為止。如果駕駛者不激活混合模式且AER低于小于第一預(yù)定值的不同預(yù)定值(例如，5km)，那么性能限制指示符16將提供一指示。此外或替代地，車輛10可基于可用能量限制性能。因此，根據(jù)各種實(shí)施例，駕駛者應(yīng)在15km電里程與5km電里程之間啟用混合模式以避免降低的性能或車輛推進(jìn)力的損失。在一些實(shí)施例中，在車輛10的AER達(dá)到第一預(yù)定值、不同預(yù)定值或其它預(yù)定值時，車輛10的控制系統(tǒng)可自動改變到混合模式(無需用戶激活)。在一些實(shí)施例中，相同的指示器可用于指示器12及性能限制指示器16。在其它實(shí)施例中，指示器12及性能限制指示器16可為不同指示器。
[0025]一經(jīng)啟用，混合模式將保持有效直到車輛10的電池已被再充電(例如，經(jīng)由插入式充電器或通過再生性下坡制動)，使得電里程高于預(yù)定值。一旦電里程高于預(yù)定值，模式即可自動地改變到經(jīng)修改隱形模式。指示器12還可在此時關(guān)閉。如果適用，低性能指示器16也將關(guān)閉。在其它實(shí)施例中，由用戶手動地(例如，經(jīng)由槳狀物14)將模式改變到經(jīng)修改隱形模式。在一些實(shí)施例中，車輛10經(jīng)配置以記錄及/或顯示引擎運(yùn)行時間、僅電距離、行進(jìn)的混合距離及/或類似者。
[0026]在各種實(shí)施例中，正常情況下引擎不會自動打開。在此類實(shí)施例中，一例外為清潔蒸發(fā)性排放以便滿足管理要求。蒸發(fā)性排放控制系統(tǒng)的實(shí)例揭示于(但不限于)第13/244，160號美國專利申請案中，所述專利申請案的全文以引用方式并入本文中。
[0027]例如，對于極冷條件，駕駛者應(yīng)在可能的任何時間保持車輛10插入以防止電池中的電解液凍結(jié)。這允許穩(wěn)定及維護(hù)電池充電之后的溫度。在一些實(shí)施例中，如果車輛10被擱置經(jīng)歷延長的極冷時期，那么僅使用電池的推進(jìn)可證明是不可能的或歸因于電解液凍結(jié)而受到嚴(yán)重限制。引擎仍舊不會自動打開，但在這些條件下指示器12將在電AER實(shí)質(zhì)上為零時適當(dāng)?shù)卣樟?。在此情形中，駕駛者可接合混合模式。一旦駕駛者接合混合模式，引擎將開始實(shí)現(xiàn)車輛牽引并加熱(例如，使電池變暖)。在電池變暖且車輛10可再次提供充足的僅電操作之后，引擎可自動關(guān)閉且車輛10將回復(fù)到經(jīng)修改隱形模式(如果電里程高于預(yù)定值)。此冷天氣能力為PHEV的積極特征。沒有引擎的EV可能不能夠提供充足的車輛推進(jìn)性能或在極冷條件中操作時加熱。擁有者可能不得不選擇擁有單獨(dú)的汽油車輛來應(yīng)對冷天氣情況(以及長行程)，這與清潔技術(shù)激勵的目標(biāo)背道而馳。
[0028]在各種實(shí)施例中，將通過針對指定國家修改車輛10的操作系統(tǒng)軟件來實(shí)現(xiàn)所描述的操作模式。在此類實(shí)施例中，除已消除標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動模式之外，總體駕駛體驗不受影響，所以車輛將被限于隱形模式性能水平。
[0029]駕駛者必須能夠在駕駛時安全地激活混合模式。因此，在一些實(shí)施例中，在車輛10的內(nèi)飾上駕駛者完全伸手可及之處(例如在方向盤15上或附近)提供模式選擇硬件(例如，槳狀物14)。
[0030]在各種實(shí)施例中，選擇混合模式不打開增程引擎；相反選擇混合模式使得車輛10的控制系統(tǒng)能夠在需要時打開增程引擎。在此模式中，針對有效率的操作優(yōu)化引擎。
[0031]在圖3中，展示控制車輛10的操作模式的方法B100。參考圖1到3，方法BlOO在框BlOO處開始，此時車輛10的駕駛者(例如)經(jīng)由方向盤15上的槳狀物14激活混合模式。例如，此可在車輛處于例如經(jīng)修改隱形模式中時發(fā)生。在特定實(shí)施例中，僅允許駕駛者響應(yīng)于預(yù)定事件激活混合模式。例如，預(yù)定事件可為車輛10的AER小于第一預(yù)定值(例如，15km)。此事件的發(fā)生可由一指示器(例如，指示器12)傳達(dá)。
[0032]在框B120處，控制系統(tǒng)(例如，運(yùn)行車輛10的混合控制軟件的處理器)確定車輛10的AER是否已下降到低于第一預(yù)定值。如果AER不低于預(yù)定值(B120:否)，那么方法BlOO返回到框BllO使得控制系統(tǒng)不激活混合模式或以其它方式防止混合模式的激活。如果AER低于第一預(yù)定值(B120:是)，那么方法BlOO前進(jìn)到框B130處，其中控制系統(tǒng)激活混合模式。
[0033]在框B410時，控制系統(tǒng)確定車輛10 (例如，電池)是否已被再充電使得AER高于第二預(yù)定值(例如，15km電里程或類似者)。如果車輛10未被再充電使得AER高于第二預(yù)定值(B140:否)，那么方法BlOO返回到框B130且車輛10保持處于混合模式中。如果車輛10已被再充電使得AER高于第二預(yù)定值(B140:是)，那么方法BlOO前進(jìn)到框B150且車輛10可自動回復(fù)到經(jīng)修改模式。在一些實(shí)施例中，第二預(yù)定值與第一預(yù)定值相同。在其它實(shí)施例中，第二預(yù)定值與第一預(yù)定值不同。
[0034]提供對所揭示實(shí)施例的以上描述以使得所屬領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠制造或使用本發(fā)明。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易地明白對這些實(shí)施例的各種修改，且本文中界定的一般原理可適用于其它實(shí)施例而不脫離本發(fā)明的精神或范圍。因此，本發(fā)明不希望限于本文中揭示的實(shí)施例而是被給予與本文中揭示的原理及新穎特征一致的最寬范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于控制混合電動車輛的操作模式的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 可再充電能量存儲系統(tǒng)，其耦合到電動機(jī)以為所述車輛提供動力； 增程引擎，其耦合到發(fā)電機(jī)以為所述車輛提供動力；及 控制器，用戶可操作所述控制器以從包含至少第一模式及第二模式的多個操作模式中選擇所述車輛的操作模式； 其中僅當(dāng)所述車輛的全電里程小于預(yù)定值時可選擇所述第一模式； 其中響應(yīng)于所述控制器選擇所述第一模式而啟用所述增程引擎。
2.一種控制混合電動車輛的操作模式的方法，所述方法包括: 確定所述車輛的全電里程AER是否處于或小于第一預(yù)定值； 如果確定所述AER處于或小于所述第一預(yù)定車輛，那么激活第一操作模式； 當(dāng)所述第一操作模式有效時，確定所述車輛的所述AER是否大于第二預(yù)定值；及 如果確定所述AER大于所述第二預(yù)定車輛，那么激活第二操作模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，當(dāng)在所述第一操作模式中時，給所述車輛的能量存儲裝置再充電以增加所述車輛的所述AER。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其進(jìn)一步包括: 如果確定所述AER處于或小于所述第二預(yù)定值，那么將所述車輛維持在所述第一操作模式中。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述確定所述車輛的所述AER是否處于或小于所述第一預(yù)定值在處于所述第二操作模式中時發(fā)生。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其進(jìn)一步包括: 如果確定所述AER大于所述第一預(yù)定值，那么將所述車輛維持在所述第二操作模式中。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其進(jìn)一步包括: 接收激活所述第一操作模式的請求； 其中響應(yīng)于接收所述請求而激活所述第一操作模式。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其進(jìn)一步包括: 向所述車輛的用戶提供所述AER小于所述第一預(yù)定值的指示。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其進(jìn)一步包括: 接收激活所述第一操作模式的請求； 其中在提供所述第一指示之后響應(yīng)于接收所述請求而激活所述第一操作模式。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其進(jìn)一步包括: 向所述車輛的所述用戶提供所述AER處于或小于第三預(yù)定值的第二指示，所述第三預(yù)定值小于所述第一預(yù)定值。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其進(jìn)一步包括: 如果所述AER處于或小于所述第三預(yù)定值，那么激活第三模式以用于相對于所述第二操作模式降低所述車輛的性能。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述第一預(yù)定值與所述第二預(yù)定值相同。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述第一預(yù)定值與所述第二預(yù)定值不同。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中防止所述車輛的引擎在所述第二操作模式中為所述車輛提供動力。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中僅允許所述車輛的引擎在所述第一操作模式中為所述車輛提供動力。
16.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中激活所述第一操作模式包括激活所述車輛的引擎以在處于所述第一操作模式中時為所述車輛提供動力。
17.—種控制混合電動車輛的操作模式的方法，所述方法包括: 接收經(jīng)由致動器激活所述車輛的第一操作模式的請求； 響應(yīng)于接收所述請求確定所述車輛的全電里程AER是否小于第一預(yù)定值； 如果所述AER小于所述第一預(yù)定值，那么激活所述第一操作模式且如果所述AER不小于所述第一預(yù)定值，那么防止所述第一操作模式的激活； 當(dāng)在所述第一操作模式中時，確定所述車輛的能量存儲裝置是否已被再充電使得所述AER高于第二預(yù)定值； 如果所述能量存儲裝置未被再充電使得所述AER高于所述第二預(yù)定值，那么將所述車輛維持在所述第一操作模式中；及 如果所述能量存儲裝置已被再充電使得所述AER高于所述第二預(yù)定值，那么激活第二操作模式。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中當(dāng)在所述第二操作模式中操作時接收所述請求。
【文檔編號】B60W20/00GK104411557SQ201280062437
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月21日
【發(fā)明者】保羅·博什科維奇, 凱文·沃爾什 申請人:菲斯科汽車科技集團(tuán)有限公司