一种动力输出方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明实施例提供一种动力输出方法及系统，所述方法包括以下步骤：获取硬件参数，并选定性能指标和测试路况；将运行时间划分为多个基本时段，利用所述硬件参数和测试路况计算出基本时段内性能指标的目标值；根据性能指标的目标值选定基本时段内的动力标准；以时间顺序将各基本时段对应的动力标准组合作为动力输出方案；性能模块，用于获取硬件参数，并选定性能指标和测试路况；将运行时间划分为多个基本时段，利用所述硬件参数和测试路况计算出基本时段内性能指标的目标值；标准模块，用于根据性能指标的目标值选定基本时段内的动力标准；组合模块，用于以时间顺序将各基本时段对应的动力标准组合作为动力输出方案。
【专利说明】一种动力输出方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及混合动力车辆【技术领域】，特别涉及一种动力输出方法及系统。
【背景技术】
[0002]混合动力车辆(亦称复合动力车辆)是指存在至少两种动力源的车辆，现阶段的混合动力车辆往往以传统的内燃发动机作为主要动力源，除内燃发动机之外，还设置蓄电池、燃料电池、太阳能电池或内燃机发电机组等，以电力形式供能的辅助动力源。当前混合动力车辆最常见的形式就是内燃机、发电机再配合蓄电池协同供能的汽车。
[0003]也正因为混合动力车辆存在至少两种动力源，每种动力源提供动力的分配比例将对车辆的性能指标(例如最低耗油量、最高速度或加速度等)产生影响，所以找到理想的动力配比与输出的方式成为了车辆优化设计的关键。与车辆动力相关的硬件大致包括发动机、发电机、电动机、蓄电池、变速箱、主减速器等，车辆相关硬件配置和工况通途不同的情况下，优选的动力输出方式也是不同的。例如，以节约油耗排放为目的经济型汽车，和以适应山地恶劣路况为目的的越野型汽车，硬件配置差别极大，所需要主要优化的性能指标也不同，所以动力配比与输出方式一般相差很大。
[0004]现有的优化计算动力输出方式的技术方案，主要是根据硬件设置参数，并配合一种性能指标建立数学模型，通过所述数学模型计算相对优化的动力输出方式。但是现有技术的缺陷在于，按照上述数学模型得到的动力输出方式只是一个均衡各个时刻的状态而得到的静态结果，并不能够随着时间的推移随时改变动力的输出，所以效果不趋近理论上的最优，还有非常大的优化空间；另外，现有的数学模型计算方法一次计算只能针对一种硬件配置且一种固定性能指标的情况，如果数学模型中有参数改变，则必须进行复杂的重复计算，不能够简单广泛的适用。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种动力输出方法及系统，通过将动力的输出与时间的推移相关联，实现获得动态的动力输出方案。
[0006]为实现上述目的，本发明有以下技术方案:
[0007]—种动力输出方法，所述方法包括以下步骤:
[0008]获取硬件参数，并选定性能指标和测试路况；
[0009]将运行时间划分为多个基本时段，利用所述硬件参数和测试路况计算出基本时段内性能指标的目标值；
[0010]根据性能指标的目标值选定基本时段内的动力标准；
[0011]以时间顺序将各基本时段对应的动力标准组合作为动力输出方案，并按照所述动力输出方案输出动力。
[0012]所述性能指标具体为:
[0013]耗油量、加速度、最高时速或最大爬坡度；[0014]则当所述性能指标为耗油量，所述性能指标的目标值为性能指标的最小值；
[0015]当所述性能指标为加速度、最高时速或最大爬坡度，所述性能指标的目标值为性能指标的最大值。
[0016]所述动力标准包括:
[0017]基本时段内主动力源与辅助动力源的供能配比，以及基本时段内的运行档位。
[0018]所述根据所述目标值制定基本时段内的动力标准具体为:
[0019]预先制定多个测试标准，并计算基本时段内测试标准使性能指标达到的测试值；
[0020]获取与性能指标的目标值之差最小的测试值，将该测试值对应的测试标准选定为动力标准。
[0021]所述以时间顺序将各基本时段对应的动力标准组合作为动力输出方案具体为:
[0022]按照时间顺序正向选定各个基本时段的动力标准并组合为动力输出方案；
[0023]或按照时间顺序逆向选定各个基本时段的动力标准并组合为动力输出方案。
[0024]所述获取硬件参数，并选定性能指标和测试路况具体为:
[0025]计算单元加载硬件配置方案，从硬件配置方案中获取硬件参数，并加载统一选定的性能指标和测试路况；
[0026]所述硬件配置方案和计算单元的数量至少为2。
[0027]所述方法还包括:
[0028]比较各硬件配置方案性能指标的目标值，选择性能指标目标值最大或最小的硬件配置方案作为优选配置方案。
[0029]则所述根据性能指标的目标值选定基本时段内的动力标准具体为，根据优选配置方案的性能指标的目标值选定基本时段内的动力标准。
[0030]一种动力输出系统，所述系统具体包括:
[0031]性能模块，用于获取硬件参数，并选定性能指标和测试路况；将运行时间划分为多个基本时段，利用所述硬件参数和测试路况计算出基本时段内性能指标的目标值；
[0032]标准模块，用于根据性能指标的目标值选定基本时段内的动力标准；
[0033]组合模块，用于以时间顺序将各基本时段对应的动力标准组合作为动力输出方案，并按照所述动力输出方案输出动力。
[0034]所述标准模块具体包括:
[0035]测试值单元，用于预先制定多个测试标准，并计算基本时段内测试标准使性能指标达到的测试值；
[0036]选择单元，用于获取与性能指标的目标值之差最小的测试值，将该测试值对应的测试标准选定为动力标准。
[0037]所述性能模块包括配置单元和至少两个并列的计算单元，具体为:
[0038]配置单元，用于配置性能指标、测试路况和至少两种硬件配置方案；
[0039]计算单元，用于计算单元加载硬件配置方案，从硬件配置方案中获取硬件参数，并加载统一选定的性能指标和测试路况；将运行时间划分为多个基本时段，计算出该硬件配置方案在基本时段内性能指标的目标值。
[0040]所述系统还包括:
[0041]硬件优选模块，用于比较各硬件配置方案性能指标的目标值，选择性能指标目标值最大或最小的硬件配置方案作为优选配置方案。
[0042]通过以上技术方案可知，本发明实现的有益效果是:通过针对基本时段计算动力标准，并将动力标准按照时间顺序组合成动力输出方案，实现动力的输出与时间相关联，以实时调整车辆运行中的动力输出，同等硬件条件下使车辆发挥的实际性能更优，更符合性能指标的目标值；在无需大规模改造特定的数学模型并大量重复计算，实现了硬件的优选；并且通过多计算单元的并行计算显著提高了计算过程的效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0043]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0044]图1为本发明实施例所述方法流程图；
[0045]图2为本发明另一实施例所述方法流程图；
[0046]图3为本发明实施例所述系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0047]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0048]本发明中，所述动力输出方法及系统主要是针对混合动力车辆。当前本领域中混合动力车辆一般就是指所谓的“油电混动”，往往以内燃机燃烧直接供能作为主动力源，以蓄电池带动电动机供能作为辅助动力源；本发明中，也将选择具有上述结构的混合动力车辆作为所述方法及系统的具体应用场景。
[0049]在本发明的技术方案中将生成一个动力输出方案，不同于现有技术中固定的动力配比和输出，本发明中所述动力输出方案将与时间的推移相关联；可以理解为本发明生成的动力输出方案中，动力的配比和输出类似于一个以时间为变量的函数；以本发明中动态的动力输出方案，控制车辆的动力配比和输出实时变化，能够在车辆整个运行期间均发挥出接近理论上最优的性能。
[0050]所述动力输出方案中，主要通过两方面因素影响动力的输出，一为主动力源与辅助动力源的供能配比，另一为车辆运行的档位。在硬件配置固定的情况下，车辆的行驶状态(如速度、加速度或负载)和路况(如路面摩擦力、路面坡度或转弯角度等)不同时，依然可以通过改变动力的输出，也就是改变动力配比及档位来使车辆发挥出不同的性能。
[0051]参见图1所述为本发明所述动力输出方法的一个具体的实施例，结合上述应用场景，本实施例中所述方法包括以下步骤:
[0052]步骤101、获取硬件参数，并选定性能指标和测试路况。
[0053]在本实施例中，一种动力输出方案的制定，依然针对固定一种硬件配置的混合动力车辆；所以本实施例在生成动力输出方案的过程中，首先确定车辆本身的硬件配置和参数，以作为后续计算过程的基础。
[0054]所述性能指标指的是，考量动力输出方案中针对进行优化的某一种性能的参数。本实施例中所述性能指标可以是耗油量、加速度、最高时速或最大爬坡度等。针对车辆用途的不同，动力输出需要首先考量的性能指标也不同。
[0055]进一步的，根据性能指标有针对的选取一种典型的测试路况。由于硬件参数和测试路况便是主要影响车辆性能指标的两个因素，所以也就是制定动态的动力输出方案根据。例如，经济型车辆性能优化的首要目的是降低耗油量，参考其用途可选择普通的城市街道作为测试路况；而高性能汽车则以最高时速作为性能指标，则可以选择平坦水泥路面的直路作为测试路况，以保证其速度性能得到充分的体现。为方便说明，本实施例中将以耗油量作为性能指标。
[0056]步骤102、将运行时间划分为多个基本时段，利用所述硬件参数和测试路况计算出基本时段内性能指标的目标值。
[0057]本实施例中为实现动力输出与时间的推移相关联，而将车辆在测试路况下运行的时间划分为基本时段；通过已经获悉的硬件参数和测试路况(具体是基本时段内车辆驶过的一段测试路况)计算出基本时段内车辆的性能指标的目标值。本实施例中设置一个基本时段的时长为I秒钟。基本时段划分从思想上近似于微分。
[0058]所谓目标值往往是指一种性能指标的极值，本实施例中性能指标即耗油量，所以其目标值就是耗油量的最小值，表示耗油量越低性能越好。当所述性能指标为加速度、最高时速或最大爬坡度，则性能指标的目标值为性能指标的最大值，表示加速度越大、最高时速越快或者爬坡角度越大则性能越好。
[0059]众所周知的是，硬件参数和测试路况是影响性能指标两个最主要的因素，所以在两个影响因素已知的前提下，即可获悉车辆在基本时段内的运行情况，也就是能够计算得到性能参数的目标值。本实施例中，可以直接将硬件参数和测试路况两部分数据代入车辆运行测试过程中现有的数学模型，从而得到在此前提下基本时段内理论上耗油量的最小值。
[0060]步骤103、根据性能指标的目标值选定基本时段内的动力标准。
[0061]在前述步骤中，已经得到性能指标的目标值，本实施例中也就是理论上耗油量的最小值。那么进一步的，需要选定一个动力标准，使车辆在测试运行中的耗油量实际的达到或者趋近于该目标值，使车辆的性能最大限度的发挥。
[0062]本实施例中，所述动力标准对动力的调节主要体现在一下两方面:基本时段内主动力源与辅助动力源的供能配比，以及基本时段内的运行档位。一个动力标准仅针对其对应的基本时段，按照动力标准中的设定能够使该基本时段内的性能指标达到或趋近去目标值。也就是说动力标准中所设定的动力配备及运行档位，代表了基本时段内最优的动力配比及运行档位。
[0063]另外需要说明的是，当相邻像个基本时段对应的动力标准中，对于档位的设定不同，则说明车辆应该在后一个基本时段内换档。
[0064]本步骤中所述动力标准的选定可以结合一下方式:
[0065]步骤1031、预先制定多个测试标准，并计算基本时段内测试标准使性能指标达到的测试值。[0066]例如，本实施例中设置如下三个测试标准:
[0067]标准1、主动力源与辅助动力源的供能配比为9:1，档位为2档；
[0068]标准2、主动力源与辅助动力源的供能配比为9:1，档位为3档；
[0069]标准3、主动力源与辅助动力源的供能配比为7:3，档位为3档。
[0070]测试标准结合上述已获悉的硬件参数和测试路况，即可计算得到在已经给定的前提条件之下，测试标准使性能指标达到的测试值。
[0071]步骤1032、获取与性能指标的目标值之差最小的测试值，将该测试值对应的测试标准选定为动力标准。
[0072]就是说在所有获得的测试值当中，择一与目标值相等或者最接近的测试值，将得到该测试值的测试标准作为动力标准。
[0073]步骤104、以时间顺序将各基本时段对应的动力标准组合作为动力输出方案，并按照所述动力输出方案输出动力。
[0074]不同于现有技术中针对车辆全部的运行时间计算动力输出，本实施例中之所以能够实现动力输出方案与时间相关联，是因为其针对基本时段进行计算得到所述动力标准，每个动力标准代表该基本时段之内最优的动力输出方式。按照本实施例中基本时段长度为Is的设置，也就是每个动力标准只持续Is的时间，以保证在Is之内车辆的性能充分发挥。进而，本步骤中将按照时间顺序将每个动力标准进行组合成为一个整体的动力输出方案，即实现了动力的配比和档位随时间动态调整和改变；致使运行时间范围内每个基本时段(也就是每一秒)的动力输出均处在较为理想的情况下。按照所述动力输出方案进行动力的输出，使车辆实际发挥的性能整体上更接近性能指标的目标值。
[0075]另外还需要说明的是，一个基本时段内车辆性能指标的目标值除了取决于车辆的硬件参数之外，也取决于前一基本时段车辆的行驶状态和性能。即车辆性能指标的必然是一个随时间连续变化的数据，前一时刻必然影响后一时刻，一般不会出现跃变。所以本实施例中在计算各基本时段性能指标的目标值是按照时间的顺序依次进行。若已知初始时刻的行驶状态和性能，则按照时间顺序正向计算各个基本时段性能指标的目标值和动力标准，选定各个基本时段的动力标准并组合为动力输出方案；若已知结束时刻的行驶状态可性能，则按照时间顺序逆向计算各个基本时段性能指标的目标值和动力标准，选定各个基本时段的动力标准并组合为动力输出方案；实际上二者的最终结果一致。
[0076]通过以上技术方案可知，本实施例所述方法存在的有益效果是:通过针对基本时段计算动力标准，并将动力标准按照时间顺序组合成动力输出方案，实现动力的输出与时间相关联，以实时调整车辆运行中的动力输出，同等硬件条件下使车辆发挥的实际性能更优，更符合性能指标的目标值。
[0077]图1为本发明所述方法的一个基础实施例，所述方法针对一种硬件配置的车辆，能够生成一个令其某一项性能指标达到最优的动力输出方案。但实际上，如果所述方法再结合相关的优选方案，还能够在车辆的设计过程中，起到优化硬件搭配的效果，并针对所选得的硬件配置生成动力输出方案。
[0078]参见图2所示，本实施例中所述方法包括以下步骤:
[0079]步骤201、计算单元加载硬件配置方案，从硬件配置方案中获取硬件参数，并加载统一选定的性能指标和测试路况。[0080]本实施例中预先给定至少两中硬件配置方案，每种硬件配置方案分配到一个计算单元进行计算，以便进一步的对比每种硬件方案的性能指标。所以为了统一的计算和对比，本实施例中每个计算单元均按照统一选定的性能指标和测试路况进行后续的计算。
[0081]另外，本实施例中对应多种硬件配置方案的计算需求，所以也需要设置多个计算单元对其并行计算。从相关的测试计算系统的硬件上来讲，可以利用集群计算机平台，或者利用多核CPU实现。
[0082]步骤202、将运行时间划分为多个基本时段，利用所述硬件参数和测试路况计算出基本时段内性能指标的目标值。
[0083]步骤203、比较各硬件配置方案性能指标的目标值，选择性能指标目标值最大或最小的硬件配置方案作为优选配置方案。
[0084]步骤202中对于性能指标目标值的计算与前述实施例一致。每个计算单元均针对一种硬件配置方案计算其相应的性能指标目标值；本实施例中同样以耗油量为例，即对于每种硬件配置方案计算相同路况下的最低耗油量。
[0085]而在步骤203中，将横向的对比每种硬件配置方案的性能指标目标值。当目标值取性能指标的最大值，则选择目标值最大的硬件配置方案优选配置方案；反之如果目标值去性能指标的最小值，则选择目标值最小的硬件配置方案为优选配置方案。本实施例中比较其每种硬件配置的最低耗油量，择其中最低耗油量数值最小的一种硬件配置方案，说明在相同的路况下，该硬件配置方案相比其他节油性能更好，更适合作为节能型车辆的硬件配置。通过步骤203，本实施例中无需大规模改造特定的数学模型并大量重复计算，即可实现硬件的优选；并且通过多计算单元的并行计算显著提高了计算过程的效率。
[0086]步骤204、根据优选配置方案的性能指标的目标值选定基本时段内的动力标准。
[0087]步骤205、以时间顺序将各基本时段对应的动力标准组合作为动力输出方案，并按照所述动力输出方案输出动力。
[0088]步骤204?步骤205中，将根据针对优选配置方案生成动力输出方案，以实现将优选配置方案中的硬件性能在实际运行中充分发挥。上述过程与前述实施例一致，在此不作赘述。
[0089]通过以上技术方案可知，本实施例存在的有益效果是:在无需大规模改造特定的数学模型并大量重复计算，实现了硬件的优选；并且通过多计算单元的并行计算显著提高了计算过程的效率。
[0090]参见图3所示,为本发明所述动力输出系统的一个具体实施例,本实施例中所述系统与图1所示实施例中所述方法相对应，二者技术方案本质上一致，所述系统具体包括:
[0091]性能模块，用于获取硬件参数，并选定性能指标和测试路况；将运行时间划分为多个基本时段，利用所述硬件参数和测试路况计算出基本时段内性能指标的目标值；
[0092]标准模块，用于根据性能指标的目标值选定基本时段内的动力标准；
[0093]组合模块，用于以时间顺序将各基本时段对应的动力标准组合作为动力输出方案，并按照所述动力输出方案输出动力。
[0094]通过以上技术方案可知，本实施例所述系统存在的有益效果是:通过针对基本时段计算动力标准，并将动力标准按照时间顺序组合成动力输出方案，实现动力的输出与时间相关联，以实时调整车辆运行中的动力输出，同等硬件条件下使车辆发挥的实际性能更优，更符合性能指标的目标值。
[0095]另外，所述系统还可以结合以下优选方案:
[0096]所述标准模块具体包括:
[0097]测试值单元，用于预先制定多个测试标准，并计算基本时段内测试标准使性能指标达到的测试值；
[0098]选择单元，用于获取与性能指标的目标值之差最小的测试值，将该测试值对应的测试标准选定为动力标准。
[0099]所述性能模块包括配置单元和至少两个并列的计算单元，具体为:
[0100]配置单元，用于配置性能指标、测试路况和至少两种硬件配置方案；
[0101]计算单元，用于计算单元加载硬件配置方案，从硬件配置方案中获取硬件参数，并加载统一选定的性能指标和测试路况；将运行时间划分为多个基本时段，计算出该硬件配置方案在基本时段内性能指标的目标值。
[0102]所述系统还包括:
[0103]硬件优选模块，用于比较各硬件配置方案性能指标的目标值，选择性能指标目标值最大或最小的硬件配置方案作为优选配置方案。
[0104]以上优选方案实现的有益效果是:在无需大规模改造特定的数学模型并大量重复计算，实现了硬件的优选；并且通过多计算单元的并行计算显著提高了计算过程的效率。
[0105]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种动力输出方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: 获取硬件参数，并选定性能指标和测试路况； 将运行时间划分为多个基本时段，利用所述硬件参数和测试路况计算出基本时段内性能指标的目标值； 根据性能指标的目标值选定基本时段内的动力标准； 以时间顺序将各基本时段对应的动力标准组合作为动力输出方案，并按照所述动力输出方案输出动力。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述性能指标具体为: 耗油量、加速度、最高时速或最大爬坡度； 则当所述性能指标为耗油量，所述性能指标的目标值为性能指标的最小值； 当所述性能指标为加速度、最高时速或最大爬坡度，所述性能指标的目标值为性能指标的最大值。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述动力标准包括: 基本时段内主动力源与辅助动力源的供能配比，以及基本时段内的运行档位。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述根据所述目标值制定基本时段内的动力标准具体为:` 预先制定多个测试标准，并计算基本时段内测试标准使性能指标达到的测试值； 获取与性能指标的目标值之差最小的测试值，将该测试值对应的测试标准选定为动力标准。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述以时间顺序将各基本时段对应的动力标准组合作为动力输出方案具体为: 按照时间顺序正向选定各个基本时段的动力标准并组合为动力输出方案； 或按照时间顺序逆向选定各个基本时段的动力标准并组合为动力输出方案。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述获取硬件参数，并选定性能指标和测试路况具体为: 计算单元加载硬件配置方案，从硬件配置方案中获取硬件参数，并加载统一选定的性能指标和测试路况； 所述硬件配置方案和计算单元的数量至少为2。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述方法还包括: 比较各硬件配置方案性能指标的目标值，选择性能指标目标值最大或最小的硬件配置方案作为优选配置方案。 则所述根据性能指标的目标值选定基本时段内的动力标准具体为，根据优选配置方案的性能指标的目标值选定基本时段内的动力标准。
8.一种动力输出系统，其特征在于，所述系统具体包括: 性能模块，用于获取硬件参数，并选定性能指标和测试路况；将运行时间划分为多个基本时段，利用所述硬件参数和测试路况计算出基本时段内性能指标的目标值； 标准模块，用于根据性能指标的目标值选定基本时段内的动力标准； 组合模块，用于以时间顺序将各基本时段对应的动力标准组合作为动力输出方案，并按照所述动力输出方案输出动力。
9.根据权利要求8所述系统，其特征在于，所述标准模块具体包括: 测试值单元，用于预先制定多个测试标准，并计算基本时段内测试标准使性能指标达到的测试值； 选择单元，用于获取与性能指标的目标值之差最小的测试值，将该测试值对应的测试标准选定为动力标准。
10.根据权利要求8所述系统，其特征在于，所述性能模块包括配置单元和至少两个并列的计算单元，具体为: 配置单元，用于配置性能指标、测试路况和至少两种硬件配置方案； 计算单元，用于计算单元加载硬件配置方案，从硬件配置方案中获取硬件参数，并加载统一选定的性能指标和测试路况；将运行时间划分为多个基本时段，计算出该硬件配置方案在基本时段内性能指标的目标值。
11.根据权利要求10所述系统，其特征在于，所述系统还包括: 硬件优选模块，用于比较各硬件配置方案性能指标的目标值，选择性能指标目标值最大或最小的硬件配置方案作为 优选配置方案。
【文档编号】B60W40/06GK103507804SQ201310395358
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年9月3日 优先权日:2013年9月3日
【发明者】韩尔樑, 周之光, 时艳茹, 马明霞, 石伟, 何汉清 申请人:潍柴动力股份有限公司