基于行駛模式能量消耗的行駛分割的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及車輛動力傳動系統控制系統。
【背景技術】
[0002] 對環境和能量安全的擔憂使得對能量可持續性和效率的要求越來越高。車輛電 子是可以用于解決環境和能量問題的技術。與僅通過內部燃料來推進車輛相比，電動車輛 (EV)允許通過電網提供高效的能量源。然而，應該克服比如EV行程范圍和擁有成本的技術 挑戰以促進大規模的市場接受。
[0003] 對行程范圍的擔心已經成為EV應用的限制因素。EV的行程范圍主要取決于電池 容量。使用標準電源插座使EV電池完全再充電通常花費數小時。相比而言，加注燃料箱僅 花費數分鐘。電池耗盡導致的潛在的旅程中斷或中止是EV用戶的主要擔心。EV應用的成 功可能依賴于建立快速電池充電和更換設施。此外，信息技術可以向EV用戶提供更精確的 行程范圍估算、能量效率規劃和再充電指導。
【發明內容】
[0004] 在至少一個實施例中，車輛包括配置用于使用電池電力推進車輛的電機。車輛還 包括配置用于基于多個路線分割的疊加而沿預定路線運轉電機的控制器。每個分割是基于 與路線關聯的不同力特征并且形成至少一個路段轉變（segment transition)，其中每個路 段轉變定義之前路段的結束和后續路段的開始。預定路段是不通過相同的力特征定義疊加 的兩個相鄰路段的路段。
[0005] 在至少一個實施例中，運轉車輛的方法包括基于第一路線特征將預定路線分割成 每者通過第一路段轉變定義的第一系列路段以及基于第二路線特征將預定路線分割成每 者通過第二路段轉變定義的第二系列路段。該方法還包括疊加第一和第二系列路段以形成 使不通過相同路線特征定義兩個相鄰路段的路線。方法進一步包括基于與疊加的路段關聯 的特征沿預定路線運轉電機。
[0006] 在至少一個實施例中，車輛動力傳動系統包括通過電池驅動的電機。車輛進一步 包括配置用于基于第一力特征而分割預定路線以及額外地基于第二力特征而分割預定路 線的控制器。控制器進一步配置用于疊加路段分割以形成不通過相同力特征定義兩個相鄰 路段的路段，并且根據通過路段定義的整個路線受力模式（force pattern)從電機輸出需 求功率。
[0007] 根據本發明的一個實施例，力特征包括指示車輛加速度、突然停車頻率、天氣狀況 或交通狀況的動態阻力因子。
[0008] 根據本發明的一個實施例，控制器進一步配置用于基于動態阻力因子的變化定期 地更新分割中的至少一者。
[0009] 根據本發明的一個實施例，進一步包含配置用于推進車輛的發動機，其中控制器 進一步配置用于在電機和發動機之間分配功率輸出。
[0010] 根據本發明的一個實施例，第一和第二力特征中的至少一者包括指示道路曲率、 道路坡度、道路地形類型、預測的停車頻率或路線速度限制的靜態力因子。
[0011] 根據本發明的一個實施例，控制器進一步配置用于當沿預定路線運轉電機時從非 車載源接收更新的路線信息并且基于更新的路線信息而修改路段中的至少一者。
[0012] 根據本發明的一個實施例，第一和第二力特征中的至少一者包括指示車輛加速 度、突然停車的頻率、天氣狀況或交通狀況的動態力特征。
【附圖說明】
[0013] 圖1是混合動力電動車輛的示意圖；
[0014] 圖2是用于行駛能量的框圖；
[0015] 圖3是輸入至行駛能量的靜態因子的框圖；
[0016] 圖4是輸入至行駛能量的動態因子的框圖；
[0017] 圖5是動力傳動系統管理系統的系統圖；
[0018] 圖6A至6E是顯示模式識別進程的對應空間圖；
[0019] 圖7是基于不同特征的路線分割的疊加。
【具體實施方式】
[0020] 根據需要，本說明書中公開了本發明的具體實施例；然而，應理解公開的實施例僅 為本發明的示例，其可以多種替代形式實施。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節。所以，此處所公開的具體結構和功能細節不應解釋為限定，而僅 為教導本領域技術人員以多種形式實施本發明的代表性基礎。
[0021] 圖1描述了插電式混合動力電動車輛的示例。混合動力電動動力傳動系統102可 以包含機械連接至混合動力傳動裝置106的一個或多個電機或電動馬達104。此外，混合動 力傳動裝置106機械連接至發動機108。混合動力傳動裝置106還可以機械連接至驅動車 輪112的驅動軸110。當發動機108打開時以及當發動機關閉時電動馬達104提供車輛推 進。額外地電動馬達104可以通過對驅動軸施加阻力扭矩而提供車輛減速。電動馬達104 還可以配置為發電機并且通過回收在摩擦制動系統中通常將作為熱量損失掉的能量可以 提供燃料經濟性益處。由于在特定狀況下可以電機動力傳動系統模式運轉混合動力電動車 輛102,電動馬達104還可以減少污染排放。
[0022] 牽引電池或電池組114存儲可以用于驅動電動馬達104的能量。車輛電池組114 能提供高壓直流（DC)輸出。電池組114電連接至電力電子（power electronic)模塊116。 電力電子模塊116電連接至電動馬達104并且能在電池組114和電動馬達104之間雙向 傳輸能量。例如，電池組114可以提供直流電壓而電動馬達104的運轉可能需要三相交流 (AC)電。這種情況下，電力電子模塊116將直流電壓轉換為電動馬達104接收的三相交流 電。在再生模式中，電力電子模塊116將來自作為發電機的電動馬達104的三相交流電轉 換為電池組114需要的直流電壓。本說明書中描述的方法同樣可以應用到純電動車輛或者 使用電池組的任何其它裝置。
[0023] 電池組114除了提供用于推進的電池電力之外，還可以提供用于其它車輛電子系 統的能量。DC/DC轉換器模塊118能將電池組114的高壓DC輸出轉換為與低壓車輛負載兼 容的低壓DC輸出。其它高壓負載（比如壓縮器和電動加熱器）可以直接連接至從電池組 114引出的高壓總線。低壓系統還可以電連接至12V電池120。純電動車輛可以具有類似 的架構只是沒有發動機108。
[0024] 可以通過外部電源126向電池組114再充電。外部電源126可以經由充電端口 124 通過電連接向車輛102提供交流或直流電。充電端口 124可以是配置用于從外部電源126 向車輛102傳輸電力的任何類型的端口。充電端口 124可以電連接至電力轉換模塊122。 電力轉換模塊可以適配來自外部電源126的電力以向電池組114提供適合的電壓和電流水 平。在一些運用中，外部電源126可以配置用于向電池組114提供適合的電壓和電流水平使 得電力轉換模塊22不是必需的。例如，電力轉換模塊122的功能可以包含在外部電源126 中。可通過動力傳動系統控制模塊（PCM) 128控制包括發動機、變速器、電動馬達、發電機和 電力電子件的車輛動力傳動系統。
[0025] 除了說明插電式混合動力車輛之外，如果去除發動機108,則圖1還可以是電池電 動車輛（BEV)的代表。類似地，如果去掉關于插電式充電的部件122、124和126,則圖1可 以代表傳統的混合動力電動車輛（HEV)或者功率分流（power-split)的混合動力電動車 輛。
[0026] 本發明提供一種精確估算與變通狀況變化關聯的能量消耗速率變化的方法。主要 通過車輛狀態（比如速度和慣性加速度）確定滿足車輛推進需求所消耗的能量。車速和加 速度的變化通常與行駛行為關聯。現實表明行駛行為受交通和道路狀況的約束。然而，在 通過相同道路部分時行駛行為確實傾向于表現出特定程度的相似性，但是沿給定路線中的 部分與部分之間可能不同。因此，能建立多個行駛行為模式的模型的方法通常可以輔助行 程導向的能量消耗分析和計劃。
[0027] 預覽的車速信息可以用于構建行駛模式。可以從車速以及確定性地或在統計上形 成加速度預期模型（profile)的其它因子在暗中建立加速度的模型。這些額外的因子還可 以用于構建獨立模式。所有關聯因子的聚集較大程度上形成車輛在道路上的行為。可以基 于這些因子的屬性而提前分割預定路線，在相鄰分割之間識別這些轉變。分割的每個路段 通過當在道路上體驗時產生不同行駛能量需求屬