发动机控制系统的制作方法

本发明涉及包括热力发动机和具有能量存储设备的电机的混合动力车辆的驱动系统的管理。

背景技术：

已知通过寻求对地势的最佳利用作为潜在的能量回收源来利用车辆行驶的道路的地形相关联的信息。

已知的能源管理策略使存储设备中的能量水平适于优化在斜坡上的再生。然而，在这些策略中，仅当坡度相对陡峭时，将下坡道路情况视为潜在的能量源。

wo2014/058383公开了一种方法，其中使用地理位置系统计算即将到来的路段的预期速度以便确定即将到来的坡度是否将导致再生制动。

技术实现要素：

存在进一步改进管理混合动力车辆的驱动系统的方法的需求，以进一步减少燃料的消耗。

本发明通过管理包括热力发动机及具有能量存储设备的电机的混合动力车辆的驱动系统的方法来解决，车辆具有关于即将到来的下坡道路部分的地形的信息，该方法中车辆的功率需求是作为所述部分的坡度和所述部分中的速度限制的函数来预测，其中还预测驱动系统的操作模式，所述操作模式至少从以下选择：

-滑行下降，

-由驱动系统辅助的下降，优选地仅由电机辅助，

-通过再生能量制动的下降，

并且其中存储系统中的能量水平作为所述预测的函数在到达所述部分之前被适配。

由于本发明，驱动系统可以以优化的方式操作，包括斜坡相对较浅的斜坡情况。

能量存储设备优选是电化学的。

在该方法的一个实施例中，预测的操作模式通过再生能量而制动下降，并且存储设备中的能量水平在到达所述部分之前被修改，使得在离开所述部分时，存储设备中的能量水平高于到达所述部分的水平，且存储设备中的能量的水平优选地达到其上限。

存储设备中的能量水平也可以在到达所述部分之前增加。例如，存储设备中的能量水平在开始下降之前增加，使得能量存储设备能够提供在整个下降期间维持车辆的授权极限速度所需的所有能量，操作模式然后优选地为仅由电机驱动。

优选地，功率需求还基于车辆在所述部分上的授权的已知限制速度来预测。

优选地，目的是当车辆在所述部分上行驶时，存储设备中的能量水平在最小和最大极限之间演变。

关于地形的信息可以从地理位置系统，特别是gps系统和/或其他车辆接收。

当车辆行驶在即将到来的道路部分上时，车辆可以保持恒定的速度，并且可以在此基础上进行预测。

本发明还包括配备有适于实现如上所述的根据本发明的方法的计算设备的驱动系统。

本发明还包括配备有根据本发明的驱动系统的混合动力车辆。

附图说明

在阅读以下对一个非限制性实施例的详细描述并检查附图之后，将更好地理解本发明，其中：

-图1是可以在根据本发明的管理驱动系统的方法中使用的算法的示例，

-图2表示作为车辆速度和坡度的函数的功率需求的变化的示例，以及

-图3和图4示出了存储设备中的能量随着时间及作为道路地形的两个示例的车辆的高度的函数的变化。

具体实施方式

本发明适用于包括驱动系统10(也称为动力总成)的混合动力车辆，所述驱动系统包括热力发动机和具有能量存储设备的电机。

热力发动机传递可用于经由适当变速器驱动车辆车轮的扭矩。该热力发动机是内燃机，例如柴油或汽油发动机，或者用其它液体或气体燃料例如乙醇或氢气操作的发动机。

电机可以是能够作为发电机可逆地操作的马达。

存储设备可以是电化学的和/或惯性的，优选是电化学的，例如电池或一个或多个超级电容器。

车辆包括信息设备，使其有可能获得未来道路的地形。

所述设备包括例如gps接收器的地理位置数据接收器12。地理位置数据使得可以实时地了解车辆的位置，并且通过询问地图数据库，了解未来道路的地形，特别是斜坡的存在和斜坡的程度。地图数据的来源可以是车载源。

地形数据可以等同地来自其他传感器14，特别是在车辆彼此交换数据的交互式道路网络的情况下，特别是当彼此通过时。

地图数据源还可以提供关于可能存在将导致驾驶员减速的速度限制的信息。

车辆包括诸如用于管理驱动系统10的操作的电子电路的计算设备40，其在图1的算法的步骤20中从至少地形和授权的速度限制信息确定要提供的功率，以行驶即将下坡的道路部分。

计算可以基于各种假设来实现，特别是假设车辆速度等于授权速度限制，特别是当交通畅通无阻时。

在图2中可以看到，车辆的速度越高，功率需求就越大。电力需求在一定范围的速度下是负的，当坡度越陡峭时，电力需求的范围就越宽。

如果允许坡度和速度的功率需求p高于阈值x2，则能量再生是不可能的且驱动系统必须保持在驱动模式中，优选地，如果存储设备中的能量水平允许，则使用电机(电动模式)作为动力源，或使用热力发动机(混合动力模式)。

计算设备40作为这种情况30的函数确定要发送到驱动系统10的命令。特别地，它们能够在下降期间以电动或混合动力模式进行操作。

如果功率需求p低于阈值x1，则可以使用坡度来再生能量存储设备，并且作为所述情况50的函数控制驱动系统10。计算设备可以在驱动系统上的再生模式中进行操作。

如果功率需求p在两者之间，即x1≤p≤x2，则作为所述情况60的函数控制驱动系统10以断开车轮并允许车辆滑行。

下坡部分可以被分成具有不同坡度的、操作模式改变的多个部分。

根据所识别的功率需求和采用的操作模式，也可以确定要达到的目标能量水平，例如车辆能够在下坡道路部分上保持预期速度所需的能量水平。

基于所需能量水平和当前能量水平之间的差异，可以在热力发动机的输出和/或节省燃料的情况中在有利的条件下开始适应上游存储设备中的能量水平，以便当车辆开始下降时后者存储设备中的水平是最佳的。

例如，参考图3将描述车辆将从水平部分71开始行驶到浅斜坡的下坡70的情况。

在评估了行驶下坡部分70的动力需求之后，给出车辆的预测速度，存储设备必须通过将其能量释放到低水平ng得到高能量水平ni以提供克服空气的摩擦并使车辆保持其速度所需的功率。高水平ni可以对应于储能的上限并且低水平ng对应于低速。

在确定高能量水平ni的时刻t0，存储设备中的当前能量水平为nc，有nc<ni。

因此，必须从时刻t0车辆开始储存更多的能量，以在下降开始的时刻t1>t0时达到能量水平ni。

一旦在时刻t2已经行驶下降，则存储设备中达到其低水平ng的能量储备可以被重组，操作模式例如从t0和t1之间的混合动力模式到t1到t2之间的电动模式然后再到从t2开始的混合动力模式。

在图4的示例中，斜坡是足够陡峭的，对于电力需求为负。在这种情况下，在t1到达斜坡部分之前，可以从t0开始减小存储设备中的能量水平，在电动模式下操作。存储设备中的能量水平可以在时刻t1达到下限或使得在离开下降时存储设备已经充满能量并达到上限的水平。

在下降期间，在t1和t2之间，驱动系统以再生模式操作，再生的能量存储在存储设备中。

本发明不限于刚刚描述的示例。

特别地，可以在开始下降前从诸如驾驶员的驾驶习惯的其他参数确定要存储的功率需求和/或能量水平，这可以将车辆的预期速度校正为非授权速度限制的值。

表述“包括”必须理解为与“包括至少一个”同义。