机动车辆状态控制系统和方法
【专利说明】
【背景技术】
技术领域
[0002]技术领域一般涉及机动车辆上的电功率分配系统的状态控制，更具体地涉及基于机动车辆内的驾驶员位置、机动车辆附近的驾驶员移动和机动车辆的位置而预测操作者操作要求的高电压功率分配系统的状态控制系统。
[0003]技术领域的描述
[0004]电动和混合式车辆，尤其是混合式电动车辆，正变得越来越常见，尤其是对公共汽车和通勤车以及城市运输应用。用于这些车辆的电功率分配系统一般包括一个以上的高电压电功率分配子系统，这至少部分地因为高电压功率分配降低了电流损耗。功率分配子系统可运行在不同的标称电压电平下，并且直流(DC)或交流(AC)子系统可以存在。
[0005]从车辆的可再充电能量存储系统(RESS)将功率提供给高电压电功率分配子系统。对于电动车辆，RESS是在车辆工作期间专门的功率源。RESS通常是实质的电池系统，尽管它可以替代形式构建，例如电容器或甚至燃料电池。当代RESS单元，尤其是从电池构建的那些RESS单元，相比矿物燃料往往表现出相对低密度的储能，结果，电动和混合式车辆的所有电力范围通常显著小于燃烧矿物燃料的车辆的电力范围。
[0006]使用诸如接触器的专门开关器件来控制RESS与高电压电功率分配子系统的连接。由于接触器的闭合可能对之前未被供能的高电压子系统产生大电流涌入，因此功率分配系统将经常包括预充电电阻器系统。提供多个接触器，这些接触器使电流路由通过预充电电阻器以在工作期间防止来自RESS的最初电流浪涌并旁路预充电电阻器以减小损耗。如此，加电时的最初功率流动受到限制。然而，加电过程可能花费大量时间以执行。
[0007]当代车辆在车辆系统上使用分布式计算机控制。这包括对电功率分配的控制。分布式控制包括系统专用控制器，例如:与传动系统(drive train)关联的传输控制器、引擎控制器和电机(motor)控制器；诸如用于功率转向电机的辅助控制器等等；以及与RESS关联的电池管理系统。控制器通过布线或光缆联接以交换数据。所述联接一般工作在被称为控制器域网(CAN)的构造下，该控制器域网具有提供网络节点的控制器。网络节点/控制器是计算机并因此它们消耗功率。它们也花费大量时间以引导和关机。
[0008]将功率分配系统保持在完全就绪状态下可以是RESS上的大量功率汲取。RESS的良好能源管理要求最小化RESS上的能源/功率汲取以增加车辆行程。这进而暗示，当车辆电功率分配子系统不用时，它可以被掉电，以避免RESS上的汲取。对功率分配子系统进行掉电和供电以及对板载计算机进行引导所花费的时间在采取这些步骤方面具有实践上的限制，尤其是在用于小包裹运输的车辆上。
【发明内容】
[0009]一种车辆电能/电功率分配系统包括:多个分配分支；可再充电能量存储系统；用于将分配分支有选择地连接至可再充电能量存储系统的多个开关器件；连接以对分配分支供能的多个负载；移动转发器；包括多个节点的控制域网，所述多个节点具有控制节点以控制多个负载和多个开关器件；移动转发器和收发器，其连接至控制域网并用来与转发器通信。存在连接的控制器域网节点以与多个车辆传感器通信，所述车辆传感器进而响应于操作者在车辆中的位置以及车辆状态。转发器和收发器配合以建立至车辆的转发器距离。若干可能的电功率分配系统状态中的每一个是基于转发器的接近和传感器的状态被触发的。
附图简述
[0010]图1是运输车辆的图示。
[0011]图2是包含可再充电电气存储系统的车辆的电气系统的高级示意图。
[0012]图3是一状态机。
[0013]图4是示出与图2的电功率系统的特定状态关联的边界的地图。
[0014]图5是车辆内模式的数据流定义。
[0015]图6是车辆邻近模式的数据流定义。
[0016]图7是内部运输边界模式的数据流定义。
[0017]图8是外部运输边界模式的数据流定义。
[0018]图9是简单邻近架构的流程图。
[0019]图10是将其它传感器输入与邻近架构组合后的架构的流程图。
[0020]图1OB是外部邻近传感器的流程图。
【具体实施方式】
[0021 ] 在下面的详细说明中，相同的附图标记和符号在不同附图中可用来表示相同、相应或相似的组件。此外，可针对特定实施例给出示例性尺寸/模型/值/范围，但它们一般不被认为是限制性的。
[0022]现在参照附图，尤其是图1，其示出运输车辆10。运输车辆10图示为货车式车辆，尽管也可采用用于运输目的其它类型车辆，并且事实上本公开教义可被运用至多种类型的车辆，包括牵引车和拖车组合、公共汽车和汽车。
[0023]运输车辆10由来自面向仪表和控制面板15定位的操作站12的操作者驾驶。传感器可关联于操作站12以指示操作站是否有人。车辆10配备门17，经授权的操作者可通过门17进入和离开车辆。传感器开关可与门17结合地使用以指示门是开的还是关的。货物区16可经由滑门18或后挡板20从前操作站12访问。货物区可由车顶的顶灯(未示出)和/或位于货物区16的工作灯24照亮。灯22被图示为在车辆10的后侧。
[0024]运输车辆10的驾驶员因为各种原因将时不时地进入和离开车辆，例如完成运输、载人或者当车辆停靠在装货地点或失去当前服务时。运输车辆10包含传动系统，其至少部分地基于电机以推进。提供具有高电压功率分配潜力的电气系统以对电机进行供电。运输车辆10的电气系统可被编程为响应各种这样的情况省电的设想状态。状态转变响应于操作者动作和运动以及响应于车辆位置而被触发，以使这些状态之间的转变被发起，并可在驾驶员对车辆的操作性要求之前或操作者操作要求结束之际完成。
[0025]图2是代表其中可运用本公开的教义的一个环境的车辆电气系统的高级示意图。车辆电气系统在传动系统71的上下文中被精心设计。车辆可以所有的电动车辆或提供替代的板载机构，用以对车辆RESS进行再充电，而不是提供IC引擎48。传动系统71图示为包含用于推进的电机81并且车辆包括可用作电机81的功率源的RESS (这里是电池盒38、39) ο在传动系统71混合传动的情形下，诸如内燃(IC)机、燃气涡轮、斯特林引擎或其它功率源之类的非电功率源48可作为选项被添加以驱动发电机73并由此支持推进或提供直接推进。燃料电池可取代非电功率源和发电机的组合，或者在它是可再生的情形下可充当RESS0发电机73提供一种用于对车辆RESS 38、39进行再充电的机构。对于RESS充当电功率源的车辆，可用发电机取代混合式牵引电机81以提供再生制动和用于对车辆RESS 38、39进行再充电。
[0026]在图2的系统中，高电压分配盒37提供从车辆RESS 38、39至三个高电压直流(DC)功率分配子系统中的每一个的直接电连接。高电压DC功率分配子系统工作在两个不同的DC电压电平上。有通过第一和第二辅助系统总线13、19支持的350伏DC电平。也有700伏DC馈电线21。从辅助系统总线13、19支持低电压子系统65。高电压逆变器/转换器46提供高电压DC电流馈电线21与同可选发电机73和电机81关联的三相交流电(AC)子系统之间的接口。
[0027]对功率分配的控制是使用网络数据链路25实现的，该网络数据链路25提供各网络节点之间的数据通信，所述网络节点包括:辅助控制器34和35，电子系统控制器(ES