用于混合動(dòng)力車輛的能量預(yù)留協(xié)調(diào)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及混合動(dòng)力車輛以及這類車輛中協(xié)調(diào)能量使用的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(HEV)包括可以在車輛移動(dòng)期間停止和起動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)。在車輛移動(dòng)期間當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)，混合動(dòng)力車輛可以“純電動(dòng)”模式運(yùn)轉(zhuǎn)?？刂破骺梢皂憫?yīng)于包括減少的電池荷電狀態(tài)的多個(gè)狀況而發(fā)布停止(或“下拉(pull down)”)或起動(dòng)(或“上拉(pull up)”)指令至發(fā)動(dòng)機(jī)。插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(PHEV)通常配備有較大的電池并且在純電動(dòng)模式中可以比其它HEV行駛更長距離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本發(fā)明的混合動(dòng)力車輛包括包括牽引電池、內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和控制器的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)?？刂破鞅慌渲脼橛糜陧憫?yīng)于包括至少第一優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域和第二優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域(“綠色區(qū)域”或“電動(dòng)車輛(優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng))區(qū)域”)的用于當(dāng)前行駛循環(huán)的預(yù)測的車輛路線，其中第二優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域沿該路線在第一優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域之后，響應(yīng)于電池荷電狀態(tài)(SOC)在車輛路線的多個(gè)部分處落到多個(gè)閾值以下而控制發(fā)動(dòng)機(jī)充電電池?？刂破鞅慌渲脼橛糜陧憫?yīng)于電池SOC落到第一閾值以下并且車輛沒有進(jìn)入第一優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域而控制發(fā)動(dòng)機(jī)充電電池?？刂破黝~外地被配置為用于響應(yīng)于電池SOC落到第二閾值以下并且車輛進(jìn)入第一優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域但沒有進(jìn)入第二優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域而控制發(fā)動(dòng)機(jī)充電電池?？刂破鬟M(jìn)一步被配置為用于響應(yīng)于電池SOC落到第三閾值以下并且車輛進(jìn)入第二優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域而控制發(fā)動(dòng)機(jī)充電電池。第一閾值高于第二閾值，并且第二閾值高于第三閾值。
[0004]在一些實(shí)施例中，車輛額外地包括車輛導(dǎo)航系統(tǒng)。在這樣的實(shí)施例中，對當(dāng)前行駛循環(huán)預(yù)測的車輛路線是輸入進(jìn)車輛導(dǎo)航系統(tǒng)的用戶選擇的路線輸入。在額外的實(shí)施例中，第一閾值提供在預(yù)測的車輛路線上在第一優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域和第二優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域中足夠以純電動(dòng)模式運(yùn)轉(zhuǎn)的SOC余量，而第二閾值提供在預(yù)測的車輛路線上在第二優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域中足夠以純電動(dòng)模式運(yùn)轉(zhuǎn)的SOC余量。
[0005]在一些實(shí)施例中，控制器額外地被配置為用于響應(yīng)于探測到的車輛位置在第一優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域內(nèi)、電池SOC落到第二閾值以下并且預(yù)測的以純電動(dòng)模式離開車輛路線上第一優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域的電池使用留下足夠的電池SOC以純電動(dòng)模式在預(yù)測的車輛路線上第二優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域中運(yùn)轉(zhuǎn)，將第二閾值減小足夠以純電動(dòng)模式運(yùn)轉(zhuǎn)車輛而離開第二優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域的電荷量?？刂破黝~外地將第三閾值減小對應(yīng)的電荷量。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一種控制車輛的方法，包括對于當(dāng)前行駛循環(huán)包括第一優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域和之后的第二優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域的預(yù)測的車輛路線，響應(yīng)于在進(jìn)入第一優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域之前電池SOC落到第一閾值以下而控制發(fā)動(dòng)機(jī)充電牽引電池。方法額外地包括響應(yīng)于進(jìn)入第一優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域之后SOC落到第二閾值以下而控制發(fā)動(dòng)機(jī)充電牽引電池。第二閾值小于第一閾值。
[0007]在一些實(shí)施例中，對當(dāng)前行駛循環(huán)預(yù)測的車輛路線包括第一優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域和第二優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域之后的第三優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域。在這樣的實(shí)施例中，方法額外地包括響應(yīng)于在進(jìn)入第二優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域之后電池SOC落到第三閾值以下而控制發(fā)動(dòng)機(jī)充電牽引電池。在一個(gè)實(shí)施例中，第一閾值比第二閾值高足夠支持車輛在車輛路線上第二優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域中以電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式運(yùn)轉(zhuǎn)的電荷量。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的車輛包括牽引電池、發(fā)動(dòng)機(jī)和控制器。控制器被配置為用于對當(dāng)前行駛循環(huán)的包括多個(gè)優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域的車輛路線響應(yīng)于在進(jìn)入第一優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域之前SOC落到第一閾值以下而控制發(fā)動(dòng)機(jī)充電電池?？刂破黝~外地被配置為用于響應(yīng)于進(jìn)入第一優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域之后SOC落到第二閾值以下而控制發(fā)動(dòng)機(jī)充電電池。第二閾值小于第一閾值。
[0009]在一些實(shí)施例中，其中對當(dāng)前行駛循環(huán)的車輛路線包括第一優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域和第二優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域之后的第三優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域，控制器進(jìn)一步被配置為用于響應(yīng)于在進(jìn)入第二優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域之后SOC落到第三閾值以下而控制發(fā)動(dòng)機(jī)充電電池。在額外的實(shí)施例中，第一閾值比第二閾值高足夠支持車輛在車輛路線上第二優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域中以純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式運(yùn)轉(zhuǎn)的電荷量。一些實(shí)施例包括車輛導(dǎo)航系統(tǒng)，其中當(dāng)前行駛循環(huán)的車輛路線是輸入進(jìn)車輛導(dǎo)航系統(tǒng)的用戶選擇的路線。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，第一閾值比第二閾值高足夠支持在車輛路線上第二優(yōu)選電動(dòng)驅(qū)動(dòng)區(qū)域中車輛以電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式運(yùn)轉(zhuǎn)的電荷量。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提供了多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。例如，本發(fā)明提供了一種高效地預(yù)留充足的電池電荷用于行駛通過多個(gè)優(yōu)選電動(dòng)行駛區(qū)域的方法。本發(fā)明還提供了一種協(xié)調(diào)多個(gè)混合動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn)模式的方法。
[0012]結(jié)合附圖閱讀下面對優(yōu)選實(shí)施例的具體描述，本發(fā)明的上述優(yōu)點(diǎn)和其它優(yōu)點(diǎn)以及特征將變得顯而易見。
【附圖說明】
[0013]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的車輛的不意代表；
[0014]圖2是說明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方法的流程圖；
[0015]圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]根據(jù)需要，本說明書中公開了本發(fā)明的具體實(shí)施例；然而，應(yīng)理解公開的實(shí)施例僅為本發(fā)明的示例，其可以多種替代形式實(shí)施。附圖無需按比例繪制；可以放大或縮小一些特征以顯示特定部件的細(xì)節(jié)。所以，此處所公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)解釋為限定，而僅為教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以多種形式實(shí)施本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。
[0017]現(xiàn)在參考圖1，PHEVlO的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)12、至少一個(gè)電動(dòng)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)14以及牽引電池16。發(fā)動(dòng)機(jī)12和馬達(dá)/發(fā)電機(jī)14每者提供扭矩傳輸路徑至車輛牽引輪18。發(fā)動(dòng)機(jī)還可以通過馬達(dá)/發(fā)電機(jī)14充電牽引電池16。
[0018]發(fā)動(dòng)機(jī)12、馬達(dá)/發(fā)電機(jī)和牽引電池16都與至少一個(gè)控制器20通信或者受其控制?？刂破?0可以是車輛系統(tǒng)控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)控制器和電池系統(tǒng)控制器的組合或者適當(dāng)?shù)钠渌刂破鳌?br>[0019]還可以使用車輪制動(dòng)器22回收和再生車輛動(dòng)能以驅(qū)動(dòng)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)并再充電電池。PHEVlO進(jìn)一步包括用于插進(jìn)充電站的外部可訪問的電力接口(未顯示)。
[0020]PHEVlO額外地包括導(dǎo)航系統(tǒng)24，比如GPS系統(tǒng)。導(dǎo)航系統(tǒng)24與控制器20通信或受其控制。導(dǎo)航系統(tǒng)可以是與控制器20通信的安裝的車載導(dǎo)航系統(tǒng)或者單獨(dú)的導(dǎo)航系統(tǒng)，比如便攜式GPS或配備導(dǎo)航的移動(dòng)裝置。
[0021 ] 包括PHEV的混合動(dòng)力車輛相對于能量管理和電池SOC可以三種一般類別的運(yùn)轉(zhuǎn)模式運(yùn)轉(zhuǎn):電荷維持、電荷消耗和電荷提高。在電荷維持模式中，PHEV被控制為保持電池SOC處于SOC閾值附近。該閾值可以稱為電池電荷維持水平。在一個(gè)非限制性示例中，默認(rèn)電池電荷維持水平可以設(shè)置為約30%的電池S0C。在電荷消耗控制中，消耗電池電力以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，使得在給定的行駛距離中電池SOC減小。在電荷提高控制模式中，燃料能量通過動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為電池電力，使得在給定的行駛距離中電池SOC增加。
[0022]PHEVlO配置為以“純電動(dòng)”模式(電荷消耗控制模式的一種類型)運(yùn)轉(zhuǎn)。在該模式中，發(fā)動(dòng)機(jī)12停止。馬達(dá)/發(fā)電機(jī)14從牽引電池16使用存儲(chǔ)的電能提供扭矩至牽引輪18。在純電動(dòng)模式中，再生制動(dòng)仍然將動(dòng)能回收為存儲(chǔ)的電能。為了避免過度消耗牽引電池16，提供了電池荷電狀態(tài)閾值。如果電池荷電狀態(tài)落到該閾值以下，那么發(fā)動(dòng)機(jī)12將起動(dòng)以充電牽引電池16。可以響應(yīng)于來自控制器20或適當(dāng)?shù)钠渌刂破髦噶疃饎?dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)
12ο
[0023]在一些區(qū)域，優(yōu)選地使車輛盡可能長地保持純電動(dòng)模式。在一些區(qū)域，當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)可能使得希望以純電動(dòng)模式運(yùn)轉(zhuǎn)。在一個(gè)示例中，倫敦對在某些高峰時(shí)間期間在該城市的中央地帶運(yùn)行的車輛征收擁堵費(fèi)。該擁堵費(fèi)對電動(dòng)車輛完全打折。在其它區(qū)域，車輛駕駛員可能出于其它原因而喜歡以純電動(dòng)模式運(yùn)轉(zhuǎn)。在一個(gè)示例中，車輛駕駛員可能喜歡在他的或她的相鄰區(qū)域以純電動(dòng)模式運(yùn)轉(zhuǎn)以減少當(dāng)?shù)匚廴竞驮肼?。總之，這些以及希望以純電動(dòng)模式運(yùn)轉(zhuǎn)的其它區(qū)域可以稱為“EV區(qū)域”或“綠色區(qū)域”。
[0024]當(dāng)預(yù)期到多個(gè)綠色區(qū)域時(shí)，可能希望預(yù)留電荷數(shù)量以覆蓋所有預(yù)測的綠色區(qū)域。該策略相對于消耗并且之后在綠色區(qū)域之間提高電池SOC而產(chǎn)生更高效的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0025]參考圖2，以流程圖的形式說明了用于混合動(dòng)力車輛的控制策略。如框30說明的，預(yù)測當(dāng)前行駛循環(huán)的車輛路線。車輛路線包括第一和第二 EV區(qū)域。如框32說明的，估算在第一和第二 EV區(qū)域中電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的電池使用，并且基于估算的電池使用而設(shè)置第一、第二和第三SOC閾值。第三SOC閾值可以設(shè)置為默認(rèn)的維持電荷水平或適當(dāng)?shù)钠渌健５诙OC閾值比第三SOC閾值高足以支持通過第二 EV區(qū)域的純電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的電荷量。第一 SOC閾值比第二 SOC閾值高足以支持通過第一 EV區(qū)域的純電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的電荷量。
[0026]如操作34處說明的，隨后確定車輛是否進(jìn)入第一 EV區(qū)域。例如可以基于導(dǎo)航系統(tǒng)24探測的車輛位置作出該確定。如果為否，如操作36處說明的，確定當(dāng)前電池SOC是否小于第一閾值。如果為否，那么控制返回至操作34?？梢愿鶕?jù)默認(rèn)的混合動(dòng)力控制模式繼續(xù)控制車輛，該模式可以是電荷維持、電荷提高或電荷消耗模式。如果SOC小于第一閾值，如框38處說明的，那么以電荷提高模式控制發(fā)動(dòng)機(jī)以充電電池?？刂齐S后返回至操作34。
[0027]如果確定車輛進(jìn)入第一EV區(qū)域，如框40處說明的，那么確定車輛是否進(jìn)入第二EV區(qū)域。如果為否，如操作42處說明的，確定當(dāng)前電池SOC是否小于第二閾值。如果為否，那么控制返回至操作40。如果車輛仍然在第一 EV區(qū)域內(nèi)，可以純電動(dòng)模式控制車輛。如果沒有，可以根據(jù)默認(rèn)的混合動(dòng)力控制模式繼續(xù)控制車輛，該控制模式可以是電荷維持、電荷提高或電荷消耗模式。如果SOC小于第二閾值，如框44處說明的，那么以電荷提高模式控制發(fā)動(dòng)機(jī)以充電電池?？刂齐S后返回至操作40。
[0028]如果確定車輛進(jìn)入第二 EV區(qū)域，如操作46處說明的，隨后確定當(dāng)前電池SOC是否小于第三閾值。如果為是，如框48處說明的，那么以電荷提高模式控制發(fā)動(dòng)機(jī)以充電電池?？刂齐S后