車(chē)輛和動(dòng)力傳動(dòng)系控制系統(tǒng)以及運(yùn)轉(zhuǎn)該系統(tǒng)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)涉及混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛中燃料消耗的管理。
【背景技術(shù)】
[0002]混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛(HEV)通過(guò)使用內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)來(lái)緩沖(buffer)燃料能量而運(yùn)轉(zhuǎn)；產(chǎn)生的電存儲(chǔ)在電池中。HEV系統(tǒng)還能通過(guò)使用車(chē)輛動(dòng)量帶動(dòng)發(fā)電機(jī)來(lái)回收動(dòng)能；產(chǎn)生的電隨后存儲(chǔ)在電池中。燃料是HEV系統(tǒng)的主要能量源。插電式電動(dòng)混合動(dòng)力車(chē)輛(PHEV)是現(xiàn)有混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛(HEV)的延伸，具有增加的能量靈活性。PHEV利用容量比標(biāo)準(zhǔn)HEV大的電池組，并且PHEV具有兩個(gè)能量源(燃料和來(lái)自電網(wǎng)的電)。
[0003]HEV控制系統(tǒng)的目標(biāo)是最小化能量運(yùn)轉(zhuǎn)成本和排放且同時(shí)不降低車(chē)輛駕駛性能和系統(tǒng)約束。標(biāo)準(zhǔn)能量管理控制(EMC)策略傳統(tǒng)上被設(shè)計(jì)成在車(chē)輛處于混合運(yùn)轉(zhuǎn)模式時(shí)(其中，車(chē)輛以發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)馬達(dá)兩者共同運(yùn)轉(zhuǎn))以電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模式(其中，車(chē)輛僅僅以電動(dòng)馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn))運(yùn)轉(zhuǎn)HEV，從而使得電池功率輸出最大化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛可以包括動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)和至少一個(gè)控制器。所述至少一個(gè)控制器可以根據(jù)通過(guò)預(yù)測(cè)的路線(xiàn)分段確定的預(yù)定路線(xiàn)的電池荷電狀態(tài)分布(profile)來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，該預(yù)測(cè)的路線(xiàn)分段基于預(yù)測(cè)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)模式轉(zhuǎn)變、加速度轉(zhuǎn)變或道路坡度轉(zhuǎn)變。
[0005]一種車(chē)輛包括:電池；發(fā)動(dòng)機(jī)；電機(jī)；以及至少一個(gè)控制器。所述至少一個(gè)控制器被配置為用于:對(duì)具有通過(guò)地理位置和目標(biāo)電池荷電狀態(tài)(SOC)限定的端點(diǎn)的多個(gè)路段中的每個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)所述發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)，以實(shí)現(xiàn)所述目標(biāo)電池S0C，其中，所述端點(diǎn)是通過(guò)沿所述路線(xiàn)預(yù)測(cè)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)模式轉(zhuǎn)變、預(yù)測(cè)的車(chē)輛加速度轉(zhuǎn)變或預(yù)測(cè)的道路坡度轉(zhuǎn)變限定的端點(diǎn)的疊加。
[0006]所述端點(diǎn)是通過(guò)沿所述路線(xiàn)預(yù)測(cè)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)模式轉(zhuǎn)變、預(yù)測(cè)的車(chē)輛加速度轉(zhuǎn)變以及預(yù)測(cè)的道路坡度轉(zhuǎn)變中的至少一個(gè)限定的端點(diǎn)的疊加。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述端點(diǎn)是通過(guò)沿路線(xiàn)預(yù)測(cè)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)模式轉(zhuǎn)變和預(yù)測(cè)的車(chē)輛加速度轉(zhuǎn)變限定的端點(diǎn)的疊加。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述端點(diǎn)是通過(guò)沿路線(xiàn)預(yù)測(cè)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)模式轉(zhuǎn)變和預(yù)測(cè)的道路坡度轉(zhuǎn)變限定的端點(diǎn)的疊加。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述端點(diǎn)是通過(guò)沿路線(xiàn)預(yù)測(cè)的車(chē)輛加速度轉(zhuǎn)變和預(yù)測(cè)的道路坡度轉(zhuǎn)變限定的端點(diǎn)的疊加。
[0010]一種運(yùn)轉(zhuǎn)混合動(dòng)力電動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的方法包括:疊加限定路線(xiàn)的分段并從預(yù)測(cè)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)模式轉(zhuǎn)變、預(yù)測(cè)的車(chē)輛加速度轉(zhuǎn)變或預(yù)測(cè)的道路坡度轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的端點(diǎn)，每個(gè)端點(diǎn)具有地理位置和與所述地理位置關(guān)聯(lián)的目標(biāo)電池荷電狀態(tài)(SOC);以及對(duì)于每個(gè)所述分段運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)、發(fā)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)以實(shí)現(xiàn)所述目標(biāo)電池S0C。
[0011]從沿所述路線(xiàn)預(yù)測(cè)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)模式轉(zhuǎn)變和預(yù)測(cè)的車(chē)輛加速度轉(zhuǎn)變產(chǎn)生所述端點(diǎn)。
[0012]從沿所述路線(xiàn)預(yù)測(cè)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)模式轉(zhuǎn)變和預(yù)測(cè)的道路坡度轉(zhuǎn)變產(chǎn)生所述端點(diǎn)。
[0013]從沿所述路線(xiàn)預(yù)測(cè)的車(chē)輛加速度轉(zhuǎn)變和預(yù)測(cè)的道路坡度轉(zhuǎn)變產(chǎn)生所述端點(diǎn)。
[0014]一種動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)控制系統(tǒng)包括:至少一個(gè)控制器，被配置為用于:對(duì)具有通過(guò)空間位置和目標(biāo)電池荷電狀態(tài)(SOC)限定的端點(diǎn)的多個(gè)路段中的每個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)所述目標(biāo)電池S0C，其中，所述端點(diǎn)是通過(guò)沿所述路線(xiàn)預(yù)測(cè)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)模式轉(zhuǎn)變、預(yù)測(cè)的車(chē)輛加速度轉(zhuǎn)變或預(yù)測(cè)的道路坡度轉(zhuǎn)變限定的端點(diǎn)的疊加。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述端點(diǎn)是通過(guò)沿所述路線(xiàn)預(yù)測(cè)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)模式轉(zhuǎn)變和預(yù)測(cè)的車(chē)輛加速度轉(zhuǎn)變限定的端點(diǎn)的疊加。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述端點(diǎn)是通過(guò)沿路線(xiàn)預(yù)測(cè)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)模式轉(zhuǎn)變和預(yù)測(cè)的車(chē)輛加速度轉(zhuǎn)變限定的端點(diǎn)的疊加。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述端點(diǎn)是通過(guò)沿路線(xiàn)預(yù)測(cè)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)模式轉(zhuǎn)變和預(yù)測(cè)的道路坡度轉(zhuǎn)變限定的端點(diǎn)的疊加。
[0018]響應(yīng)于路段的燃料消耗估算，每個(gè)路段包括另外的子端點(diǎn)的疊加。
[0019]每個(gè)路段的另外的子端點(diǎn)基于不限定所述端點(diǎn)的沿路線(xiàn)的預(yù)測(cè)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)模式轉(zhuǎn)變、預(yù)測(cè)的車(chē)輛加速度轉(zhuǎn)變和預(yù)測(cè)的道路坡度轉(zhuǎn)變中的至少一個(gè)。
[0020]每個(gè)路段的另外的子端點(diǎn)基于沿路線(xiàn)的以下限閾值為基礎(chǔ)且所使用的預(yù)測(cè)的車(chē)輛加速度轉(zhuǎn)變和預(yù)測(cè)的道路坡度轉(zhuǎn)變中的至少一個(gè)，其中，沿路線(xiàn)的預(yù)測(cè)的車(chē)輛加速度轉(zhuǎn)變和預(yù)測(cè)的道路坡度轉(zhuǎn)變中的至少一個(gè)用于限定所述端點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1示出具有動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)控制模塊的示例混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛；
[0022]圖2是基于路線(xiàn)預(yù)測(cè)的能量管理控制系統(tǒng)流程圖；
[0023]圖3是具有路線(xiàn)預(yù)測(cè)的空間域(spatial domain)優(yōu)化混合動(dòng)力控制系統(tǒng)的流程圖；
[0024]圖4是用于空間域優(yōu)化混合動(dòng)力控制系統(tǒng)的基于規(guī)則的路線(xiàn)分段的流程圖；
[0025]圖5是用于空間域優(yōu)化混合動(dòng)力控制系統(tǒng)的空間域優(yōu)化流程圖；
[0026]圖6示出預(yù)定路線(xiàn)的示例分段。
【具體實(shí)施方式】
[0027]本說(shuō)明書(shū)描述了本發(fā)明的實(shí)施例。然而，應(yīng)理解公開(kāi)的實(shí)施例僅為示例，其可以多種替代形式實(shí)施。附圖無(wú)需按比例繪制；可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(kāi)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)。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)理解，參考任一【附圖說(shuō)明】和描述的多個(gè)特征可與一個(gè)或多個(gè)其它附圖中說(shuō)明的特征組合以形成未明確說(shuō)明或描述的實(shí)施例。說(shuō)明的組合特征提供用于典型應(yīng)用的代表實(shí)施例。然而，與本發(fā)明的教導(dǎo)一致的特征的多種組合和變型可以根據(jù)需要用于特定應(yīng)用或?qū)嵤?br>[0028]圖1描述了插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛的示例。插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛102可以包含機(jī)械連接至混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置106的一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)馬達(dá)104。此外,混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置106機(jī)械連接至發(fā)動(dòng)機(jī)108。混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置106還可以機(jī)械連接至驅(qū)動(dòng)軸110，驅(qū)動(dòng)軸110機(jī)械連接至車(chē)輪112。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)108開(kāi)啟時(shí)，電動(dòng)馬達(dá)104能提供推進(jìn)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)108關(guān)閉時(shí)，電動(dòng)馬達(dá)104能提供減速。電動(dòng)馬達(dá)104被配置為用作發(fā)電機(jī)，并且可通過(guò)回收在摩擦制動(dòng)系統(tǒng)中通常將作為熱量損失掉的能量以提供燃料經(jīng)濟(jì)性效益。由于在特定狀況下可以電動(dòng)模式運(yùn)轉(zhuǎn)混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛102，電動(dòng)馬達(dá)104還可以減少污染排放。
[0029]牽引電池或電池組114存儲(chǔ)電動(dòng)馬達(dá)104可以使用的能量。車(chē)輛電池組114通常提供高壓直流(DC)輸出。電池組114電連接至電力電子模塊(power electronicmodule) 116。電力電子模塊116還電連接至電動(dòng)馬達(dá)104,并且能在電池組114和電動(dòng)馬達(dá)104之間雙向傳輸能量。例如，典型的電池組114可以提供直流電壓，而電動(dòng)馬達(dá)104的運(yùn)轉(zhuǎn)可能需要三相交流(AC)電。電力電子模塊116可以將直流電壓轉(zhuǎn)換為電動(dòng)馬達(dá)104需要的三相交流電。在再生模式下，電力電子模塊116將來(lái)自作為發(fā)電機(jī)的電動(dòng)馬達(dá)104的三相交流電轉(zhuǎn)換為電池組114需要的直流電壓。本說(shuō)明書(shū)中描述的方法同樣可以應(yīng)用到純電動(dòng)車(chē)輛或者使用電池組的任何其它裝置。
[0030]電池組114除了提供推進(jìn)能量之外，還可以提供用于其它車(chē)輛電子系統(tǒng)的能量。典型的系統(tǒng)可以包括將電池組114的高壓DC輸出轉(zhuǎn)換為與其它車(chē)輛負(fù)載兼容的低壓DC輸出的DC/DC轉(zhuǎn)換器模塊11