使混合动力车辆推迟纯电动操作的制作方法
【专利摘要】本发明公开了使混合动力车辆推迟纯电动操作、车辆和用于控制车辆的方法包括，所述车辆包括控制器，控制器被配置为：响应于用户命令车辆推迟纯电动操作，选择性地操作电机和发动机来推进车辆，使得与电机电连接的牵引电池的荷电状态总体上维持在荷电状态的预定范围内的目标值。车辆包括动力传动系和控制器。控制器被配置为（i）使动力传动系以电荷消耗模式和电荷维持模式操作，以及（ii）响应于用户请求，如果当接收到所述请求时，所述荷电状态在荷电状态的预定范围内，则使动力传动系以电荷维持模式操作。
【专利说明】使混合动力车辆推迟纯电动操作
【技术领域】
[0001]多个实施例涉及混合动力车辆的电动操作以及控制所述车辆的方法。
【背景技术】
[0002]混合动力电动车辆(HEV)或插电式混合动力电动车辆(PHEV)具有不止一个动力源。电机可被构造为推进车辆并且使用电池作为能量源。对于PHEV，电池可使用外部电源(例如，充电站)进行再充电。发动机也可被构造为推进车辆并且使用燃料作为能量源。可控制PHEV以使用电机和/或发动机来操作车辆并满足用户的需求。
【发明内容】
[0003]在一个实施例中，一种用于控制车辆的方法包括:响应于用户命令车辆推迟纯电动操作，选择性地操作电机和发动机来推进车辆，使得如果当接收到用户命令时，与电机电连接的牵引电池的荷电状态在荷电状态的预定范围内，则使所述荷电状态总体上维持在目标值。
[0004]在另一实施例中，一种车辆设置有动力传动系，动力传动系包括发动机、电机及与电机电连接的牵引电池。车辆还具有至少一个控制器，所述至少一个控制器被配置为(i )使动力传动系以电荷消耗模式和电荷维持模式中的每种模式操作，在电荷消耗模式下牵弓I电池的荷电状态总体上减小，在电荷维持模式下牵引电池的荷电状态总体上维持不变，以及(ii )响应于用户请求，如果当接收到所述请求时，所述荷电状态在荷电状态的预定范围内，则使动力传动系以电荷维持模式操作。
[0005]在另一实施例中，一种车辆设置有发动机、电机、与电机电连接的牵引电池及至少一个控制器。所述至少一个控制器被配置为:响应于用户命令车辆推迟纯电动操作，选择性地操作电机和发动机来推进车辆，使得牵引电池的荷电状态总体上维持在荷电状态的预定范围内的目标值。
[0006]一种车辆包括:动力传动系，包括发动机、电机及与电机电连接的牵引电池；至少一个控制器，被配置为(i )使动力传动系以电荷消耗模式和电荷维持模式中的每种模式操作，在电荷消耗模式下牵引电池的荷电状态总体上减小，在电荷维持模式下牵引电池的荷电状态总体上维持不变，以及(ii )响应于用户请求，如果当接收到所述请求时，所述荷电状态在荷电状态的预定范围内，则使动力传动系以电荷维持模式操作。
[0007]所述至少一个控制器还被配置为:如果当接收到所述请求时，所述荷电状态在所述预定范围之下，则操作动力传动系以使所述荷电状态增加到所述预定范围内的预定值。
[0008]所述至少一个控制器还被配置为:如果当接收到所述请求时，所述荷电状态在所述预定范围之上，则操作动力传动系以使所述荷电状态减小到所述预定范围内的预定值。
[0009]所述至少一个控制器还被配置为:响应于随后的用户请求，使动力传动系以电荷消耗模式操作。
[0010]所述预定范围基于车辆速度信息。[0011]所述预定范围基于道路坡度信息。
[0012]一种车辆包括:发动机；电机；牵引电池，与电机电连接；至少一个控制器，被配置为响应于用户命令车辆推迟纯电动操作，选择性地操作电机和发动机来推进车辆，使得牵引电池的荷电状态总体上维持在荷电状态的预定范围内的目标值。
[0013]如果目标值在所述荷电状态的预定范围内，则目标值由当接收到用户命令时的荷电状态限定。
[0014]所述至少一个控制器还被配置为:选择性地操作电机和发动机来推进车辆，使得如果当接收到用户命令时，所述荷电状态在所述预定范围之下，则使所述荷电状态增加到所述预定范围内的预定值。
[0015]所述至少一个控制器还被配置为:选择性地操作电机和发动机来推进车辆，使得如果当接收到用户命令时，所述荷电状态在所述预定范围之上，则使所述荷电状态减小到所述预定范围内的预定值。
[0016]本公开的多个实施例具有相关的非限制性优点。例如，车辆被构造为提供用户选择的推迟纯电动(EV)操作模式，而允许用户控制和输入相关的车辆操作。用户可使用用户界面选择推迟EV模式或电荷维持模式。控制器被配置为将车辆的操作状态改变到混合操作模式。控制器使发动机和电机以电荷维持模式操作，使得电池的荷电状态总体上维持在可包括窗口的目标值附近。目标值在具有上限阈值和下限阈值的荷电状态范围内。如果当接收到用户请求时荷电状态在该范围之上，则减小荷电状态直到荷电状态在该范围内，从而可设置目标值。如果当接收到用户请求时荷电状态在该范围之下，则增加荷电状态直到荷电状态在该范围内，从而可设置目标值。可基于车辆速度和道路坡度调节该范围，从而减小上限阈值，以给电池充电提供余量，其中，由再生制动等导致电池充电。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是示出根据实施例的插电式电动车辆的两种操作模式的曲线图；
[0018]图2是能够执行本公开的多个实施例的混合动力车辆的示意图；
[0019]图3是示出根据实施例的用于图2的车辆的针对用户选择的推迟EV操作模式的算法的流程图；
[0020]图4是示出执行以使用图3的算法的多个示例的曲线图；
[0021]图5是示出执行以使用图3的算法的另一示例的曲线图。
【具体实施方式】
[0022]根据需要，在此公开本公开的详细的实施例；然而，应该理解，公开的实施例仅仅是示例性的，并且可以以多种和可选的形式被实施。附图并不一定按照比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能性细节不应该被解释成限制，而仅仅作为用于教导本领域的技术人员以各种方式使用要求保护的主题的代表性基础。
[0023]与标准的混合动力电动车辆(HEV)相比，插电式混合动力电动车辆(PHEV)使用容量更大的电池组。PHEV能够通过连接到外部电网的充电站或标准的电插座对电池进行再充电，以减少燃料消耗并提高车辆的燃料经济性。在附图中使用PHEV结构并且PHEV结构用于描述下面的多个实施例；然而，预计到所述多个实施例可用于具有如本领域公知的其他车辆构造的车辆。PHEV的发动机可以是压燃式或火花点火式内燃发动机，或外燃式发动机，并且预计到使用多种燃料。在一个示例中(例如，在插电式混合动力电动车辆(PHEV)中)，车辆能够连接到外部电网。
[0024]PHEV除了具有汽油燃料能量之外，还具有储存在电池中的另外的电能能量源，所述电能可以是来自电网的在充电期间储存在车辆的电池中的电能。PHEV的动力管理将车辆的驱动动力需求分配给两个能量源中的一个或两个，以实现燃料经济性的提高并满足其他相当的HEV/PHEV控制目的。虽然传统的HEV可被操作以将电池的荷电状态(SOC)维持在大致恒定的水平，但是可期望PHEV在下一次充电事件(当车辆被“插电”时)之前尽可能多地使用预储存的电池(电网)电能。为了提高燃料经济性，最好可使用相对便宜的电网供应的电能，以尽可能多地节省汽油燃料。
[0025]通常，PHEV具有如图1中看到的两种基本的操作模式。在电荷消耗(⑶)模式20下，电池电能21可能主要用于推进车辆。在基本的电荷消耗模式期间，发动机仅在特定的驱动条件下或在过多的驱动动力请求时辅助车辆的驱动动力供应。CD模式20的一个特点是电动机从电池21消耗的能量比电动机能够再生的能量更多。在电荷维持(CS)模式22(或HEV模式)下，车辆通过增加发动机的推进使用来减少电动机的推进使用，以能够将电池的荷电状态(SOC) 21保持在恒定或大致恒定的水平，使得SOC水平基本维持不变。
[0026]在特定的驱动模式/循环中，PHEV可按照电动车辆(EV)模式操作，PHEV将电池消耗一直到它可允许的最大放电率，其中在EV模式下，电动机用于车辆推进(根据PHEV策略，不需要来自汽油发动机的帮助)。对于PHEV来说，EV模式是CD操作模式的示例。在EV模式期间，电池电荷会在某些情况下(例如，由于再生制动时间段)增加。在默认的EV模式下，通常不允许发动机操作，但是如下面进一步描述的，基于车辆系统状态或由操作员通过超越控制或混合操作选择而允许的，可能需要发动机操作。
[0027]对于如图1所示的车辆操作，一旦电池S0C21减小到预定的电荷维持水平(soc_cs_min) 28，车辆就切换到CS模式22，其中，电池S0C21保持在电荷维持SOC水平附近，并且车辆主要由发动机(燃料能量)驱动。在钥匙循环期间，车辆还可按照任何顺序以CD模式和CS模式操作，或车辆还可以以CD模式和CS模式发生多次来操作(钥匙循环对应于使用钥匙的一个车辆操作循环。例如，钥匙循环可以是从用户使用钥匙启动车辆(最近可包括诸如按下按钮的其他特征)的时间一直到用户转动钥匙关闭车辆的时间)。另外，CD模式可具有多种电池放电率或斜率26。例如，车辆可在电池SOC大于电荷维持水平28的情况下或基于用户选择、车辆管理等按照CS模式操作，然后按照CD模式操作以使用另外的电池能量。
[0028]为了扩展PHEV操作的灵活性，用户能够主动地在电动操作和混合操作之间选择优选的PHEV操作模式(EV/HEV)，以实现对自动模式的超越控制，其中，在自动模式下，车辆控制器选择车辆的操作模式。这允许用户沿着行程控制车辆排放、噪声等，并且控制车辆使用的动力源(即，汽油与电能)。例如，用户可通过在行程的起始段请求HEV驱动模式28 (电池电荷维持在大的SOC而不充电)而开始行程。这样节省了电池电能21，从而稍后在期望车辆进行EV操作的另一位置处用户能够切换到EV驱动模式24。
[0029]当用户使用车辆中的界面(例如，EV/HEV按钮)选择优选的PHEV操作模式时，用户的输入可中断正常的车辆能量管理策略。用户有权利主动管理他/她的车辆的能量使用。用户使用车辆越久，他/她就能越好地理解车辆能量使用性能，这将使用户可精通并更优化地应用电池能量使用工具。手动的能量计划特性将不仅能使用户简单地选择EV/HEV驱动模式，而且允许用户主动计划用于行程的电池电能使用和燃料使用。尽管本公开按照PHEV描述了多个实施例，但是可使用具有允许用户选择或控制车辆的操作模式的界面的任何混合动力电动车辆。
[0030]在图2中示出了能够执行本公开的动力分流式PHEV50的一个示例。当然，PHEV50可以是如本领域公知的具有允许用户选择或控制操作模式的界面的任何混合动力车辆。图2示出了动力分流式混合动力电动车辆50的动力传动系构造和控制系统，动力分流式混合动力电动车辆50是并联式混合动力电动车辆。在该动力传动系构造中,存在连接到驱动系的两个动力源52、54。第一动力源52是使用行星齿轮组彼此连接的发动机和发电机子系统的组合。第二动力源54是电驱动系统(电动机、发电机和电池子系统)。电池子系统是用于发电机和电动机的能量储存系统并且包括牵引电池。
[0031]在使用第二动力源54操作车辆50期间，电动机60从电池66获取电能并与发动机56独立地推进车辆50，使车辆50向前和向后运动。逆变器65可设置在电池66、电机60和发电机58之间。逆变器65还可包括可变电压转换器(VVC)。该操作模式被称为“电动驱动”。此外，发电机58可从电池66获取电能并驱动结合在发动机输出轴上的单向离合器以向前推进车辆。必要时，发电机58可单独向前推进车辆。
[0032]与传统的动力传动系不同，该动力分流式动力传动系的操作使两个动力源52、54成为一体以一起无缝地工作，从而在使动力传动系的总效率和性能最优的同时满足用户的需求，又不超出系统限制(例如，电池限制)。在这两个动力源之间需要协调控制。
[0033]如图2所不,在该动力分流式动力传动系中存在执彳丁协调控制的分级车辆系统控制器(VSC) 68。在正常的动力传动系条件(子系统/部件没有故障)下，VSC68解释用户的需求(例如，PRND和加速或减速需求)，然后基于用户需求和动力传动系限制确定车轮扭矩命令。此外，VSC68确定每个动力源何时需要提供扭矩并且需要提供多少扭矩，以满足用户的扭矩需求并且达到发动机的操作点(扭矩和速度)。
[0034]包括电子控制单元(EOT)的VSC68连接到人机界面(HMI) 70或用户界面，或者与HMI70或用户界面成为一体。用户界面70可包括用户输入件和显示器。用户输入件可以是触摸屏和/或一系列触摸按钮。显示器可以是用于向用户显示信息的屏幕和/或计量器(gauge)ο
[0035]用于车辆50的控制系统可包括任何数量的控制器，并且可一体成单个控制器，或者具有多个模块。控制器中的一些或全部可通过控制器局域网络(CAN)或其他系统连接。
[0036]发动机56由容纳在与发动机56的燃料喷射器或另外的燃料输送系统流体连通的燃料罐中的汽油或另外的燃料添加燃料。燃料罐可以由用户再次添加燃料。
[0037]电池66可使用连接到由外部电源(例如，电网、太阳能面板等)供电的充电站的充电适配器67来再充电或部分地再充电。在一个实施例中，充电适配器67包括车载逆变器和/或变压器。
[0038]VSC68可接收来自多个源的信号或输入以控制车辆。这些输入包括用户选择的车辆模式和车辆状态(例如，电池状态、燃料水平、发动机温度、油温、胎压等)。还可通过导航系统向VSC68提供路线和地图信息，可将导航系统集成到用户界面70中。[0039]EV按钮72或用户界面70的其他用户输入件用于用户选择在EV模式下使用来自电池的电能的PHEV操作，结果是用户选择EV模式。在用户选择的EV模式下，PHEV按照电荷消耗(CD)模式操作并且可不启用发动机56。在超出预定的车辆功率、速度或其他阈值时，对用户选择的EV模式进行超越控制，VSC68可启动发动机。EV按钮72可集成到VSC68和人机界面70中，以允许用户在车辆的EV模式、HEV模式和自动操作模式之间进行手动选择。对于电荷循环或钥匙循环，按钮72允许用户预先确定车辆操作模式在EV模式、HEV模式和自动(VSC68选择的)模式中，并控制所述车辆操作模式。
[0040]VSC68还可与车辆的加热、通风和空调系统(HVAC)74通信。如本领域公知的，HVAC系统74可以与通过电池66驱动的电加热器、发动机排放装置、发动机冷却液、发动机56等进行热连通，以向乘客舱供热或向车辆提供除霜功能。
[0041]图3示出了算法100的实施例，算法100用于执行用户选择的推迟EV模式、EV推后模式、强制电荷维持模式或车辆混合操作模式，所有的这些模式指示与算法100中相同的操作模式。算法100用于用户对于EV推后模式或强制电荷维持模式的选择，EV推后模式或强制电荷维持模式用于推迟车辆在EV模式下的操作。在用户请求强制电荷维持模式之后，车辆通常以混合操作模式(例如，电荷维持模式)操作，使得发动机56和电机60均选择性地操作。算法100使得发动机56启用，从而车辆可以以用户选择的混合操作模式操作。算法100可基于用户退出推迟EV模式而返回到自动模式或EV操作模式。
[0042]算法100在102处开始，在102处，用户为车辆选择推迟EV操作模式。在一个实施例中，对于用户选择的推迟EV模式，用户使用输入件72通过用户界面70请求推迟EV模式，从而可命令车辆以混合操作模式操作。控制器68可基于来自输入件72的开关输入以及其他车辆状态(例如，发动机56启用以及电机60启用或操作)确定车辆是否以强制电荷维持模式操作。
[0043]如果在102处车辆以推迟EV模式操作，则控制器68前进以在104处确定电池66的荷电状态(SOC)。然后，在106处，控制器68确定对于推迟EV模式或混合操作模式来说电池SOC是否太大。对于混合操作来说，电池66具有上限阈值。对于电池来说，上限阈值设置为在100%S0C之下的值。上限阈值是允许车辆以混合操作模式或电荷维持操作模式操作的最大S0C。如果电池SOC在上限阈值和100%电荷之间，则将命令车辆以EV模式或电荷消耗模式操作。上限阈值以及越过上限阈值的操作模式可被实施，这是因为(例如，从再生制动)对电池进行任何充电，可使电池恢复。注意的是，不允许电池66的SOC超过100%。
[0044]如果在106处，电池SOC在上限阈值之下，则控制器68前进到108，以确定电池SOC是否在下限阈值之下。对于电池来说，下限阈值设置为在0%S0C之上的值。当电池SOC在下限阈值之下时，车辆通常操作，使得电池66被充电，从而增加电池S0C。
[0045]如果在108处，电池SOC不在下限阈值之下，则控制器68前进到110，以生成车辆的SOC目标值。SOC目标值设置为车辆的当前SOC值，S卩，当用户选择的推迟EV模式时的S0C,同时SOC在上限阈值和下限阈值之间。上限阈值和下限阈值生成荷电状态的预定范围的外界限，在该预定范围内可使用用户选择的强制电荷维持模式。在110处，还可以为SOC设置窗口。SOC设置为目标值，通常允许SOC在窗口内改变。在一个实施例中，窗口设置为6%S0C，使得SOC可在目标值之上或之下波动3%S0C。当然，在其他实施例中，可选择其他值或度量窗口。[0046]在112处，控制器68响应于用户选择的推迟EV模式，而使车辆以混合模式(例如，电荷维持操作模式)操作。控制器68启用发动机56和电机60。发动机56和/或电机60操作，使得电池SOC总体上维持在目标值且在窗口内。如果车辆具有过多的充电能量(例如，来自再生制动)，则控制器68允许电池SOC超过窗口上限以捕获再生能量。
[0047]在推迟放电模式或混合模式下，车辆操作同时电池SOC被规划为留在限定的百分比窗口内，使得SOC总体上维持在窗口内。用于电荷维持模式的目标值取决于何时选择该模式，窗口是可校准的值。在一个实施例中，窗口约为6%S0C,在该窗口内，进入强制电荷维持模式。
[0048]在114处，控制器68确定是否由于再生制动等而导致超过窗口上限。如果未超过窗口上限，则控制器68前进到116，以确定用户是否退出推迟EV模式(例如，使用开关72或用户界面70)。如果用户未退出推迟EV模式或混合模式，则算法110返回到框112。如果用户退出推迟EV模式，则算法100在118处结束。
[0049]如果在114处超过窗口上限，则在115处，算法100将SOC目标值重置为当前更大的SOC值。这用于储存额外的再生能量。更大的SOC目标值具有相关的百分比窗口。从115处，算法100返回到框106。
[0050]返回参照106，如果电池SOC在上限阈值之上，使得对于车辆以推迟EV操作模式或混合操作模式操作来说电池SOC太大，则算法100前进到120。在120处，控制器68将目标SOC设置为混合操作的上限阈值。在122处，控制器68操作发动机56和电机60，使得电池SOC减小到上限阈值之下。车辆可以以电荷消耗模式操作，使得电池SOC减小到上限阈值之下或者位于电荷维持模式的荷电状态的预定范围内。电池SOC可减小到上限阈值之下与上限阈值相差一个偏差量。偏差量可基于车辆具有的预测的再生能量的量，其原因是偏差量与可通过再生制动回收的能量的量相关。这可被视为:将电池SOC的上限阈值减小与车辆的动能相关的量。从框122处，算法100前进到112，而以电荷维持模式操作。
[0051]在122处，如果当电池SOC在100%S0C或者在上限阈值之上时，选择推迟EV模式或强制电荷维持模式，则算法100将SOC减小到最大值卿，上限阈值)，在上限阈值处，电荷维持可满足电池完全充电限制。
[0052]在一个实施例中，在122处，通过车辆获得的能量可导致上限阈值被调节或者导致算法100给上限阈值施加一个偏差。例如，车辆可通过再生制动经由回收车辆的动能而获得能量。此外，车辆可通过再生制动经由回收车辆的势能(例如，通过在一定时间段内走下坡)而获得能量。预测的再生能量是车辆可从动能和/或势能的再生制动回收以增加SOC的能量的量。
[0053]如果通过车辆回收的能量将导致电池SOC增加到上限阈值之上，则算法通过减去预测的SOC变化量来调节上限阈值，其中，由于回收的车辆能量而导致可能出现预测的SOC变化量。例如，如果使运动的车辆停下来，则可通过再生制动系统将大多数动能转换成电池能量。忽略掉损失，车辆的动能是0.5 X质量X速度~2。在一个示例中，重2000kg以27m/s (大约60mph)行驶的车辆具有1/2X2000X27X27=730，000焦耳=0.18千瓦时(kWh)的动能。假设消耗10%S0C约等于lkWh，上限阈值是90%，则设置的SOC可以是90%-2%=88%。对于可通过车辆回收的能量的计算还可基于车辆当前行驶的提供势能分量的道路坡度而进一步修正。例如，下坡驱动增加了势能，上坡驱动减小了势能。这些计算基于坡度来修正车辆能量，这对于本领域的技术人员来说是已知的。
[0054]在另一实施例中，在122处，车辆的预测的再生能量可导致上限阈值被调节或者导致算法100给上限阈值施加一个偏差。例如，如果预测的车辆路线在指定的距离内(即，在接下来的2英里内)具有负坡度(即，下坡)，则算法100可通过在所述坡度上维持车辆速度来计算预测的再生能量。然后，算法100适当地将电池SOC减小到上限阈值之下。预测的坡度可从路线信息(例如，用户界面70中的导航系统)，从全球定位信息，从车辆可采用的可能路线等确定。预测的路线信息可包括总坡度以及地形信息。可允许电池SOC目标值减小提供余量或偏差的一个量而到上限阈值之下。在一个示例中，上限阈值为90%，目标SOC当前为88%。车辆接近下坡道路，预测在该下坡道路通过再生能量给电池SOC增加6%。算法100将电池SOC的新的目标值设置为84%，将6%用作偏差或余量。在同一示例中，如果电池SOC目标值当前为60%，则不改变SOC目标值，其原因是在上限阈值(90%)之下存在足够的余量或电池SOC差，以吸收再生能量。
[0055]返回参照108，如果电池SOC在下限阈值之下，使得电池SOC太小而不能使车辆以推迟EV操作模式或混合操作模式操作，则算法100前进到124。在124处，控制器68将目标SOC设置为混合操作的下限阈值。在124处,控制器68操作发动机56和电机60,使得电池SOC增加到下限阈值之上或者在电荷维持模式的荷电状态的预定范围内。例如，在下限阈值处且在强制电荷维持模式下，放电功率限制需要倾斜增加，以迫使车辆系统控制器68命令发动机56给电池充电并留在电荷维持模式的范围内。可以以充电模式操作车辆，使得电池SOC增加。从框124处，算法前进到112，而以充电维持模式操作。
[0056]图4示出了实施如图3所示的算法100的多个示例。图4将电池SOC绘制为相对于时间的百分比。对于用户清楚的是，电池66的荷电状态可在0%和100%之间的范围内。注意的是，0%不一定是电池荷电状态为0%，而是可表示在电荷消耗操作模式和电荷维持操作模式之间最小的电池荷电状态。上限阈值由线130示出，其表示由算法100允许车辆以电荷维持模式操作的最大水平。下限阈值132表示由算法100允许车辆以电荷维持模式操作的最小水平。在一个实施例中，上限阈值130为90%，下限阈值132为25%。还预计到，用于上限阈值和下限阈值的其他值或者用于电荷维持模式的荷电状态的预定范围用于算法100。
[0057]第一示例由线134示出。用户在O时选择推迟EV模式。控制器68确定电池SOC在上限阈值130和下限阈值132之间，其值为55%。目标值136设置为55%，其窗口为6%，这样存在窗口上限138和窗口下限140。控制器68操作发动机56和电机60，使得电池SOC留在窗口内，并满足用户对于混合操作模式的请求。在稍后的时间t，车辆具有足够的再生制动能量，以使电池SOC增加到窗口上限138之上。控制器68允许再生能量被捕获以给电池66充电，并使得电池SOC增加到窗口上限138之上。然后，控制器68为电池SOC设置新的目标值142和新的窗口 144，并在新的窗口 144内使车辆以电荷维持模式操作。
[0058]另一示例由线150示出。用户在O时选择推迟EV模式。控制器68确定电池SOC在下限阈值132之下，其值为20%。控制器68使车辆以充电模式操作，使得发动机56和电机60以及任何再生制动等用于给电池充电，以使电池SOC增加到下限阈值132之上。当电池SOC增加到下限阈值132之上时，控制器68设置目标值152。在示出的示例中，目标值为28%，其窗口为6%，这样存在窗口上限154和窗口下限156，窗口下限156对应于下限阈值132。控制器68操作发动机和电机，使得电池SOC留在窗口限制154，156内，并满足用户对于混合操作模式的请求。
[0059]另一示例由线160示出。用户在O时选择推迟EV模式。控制器68确定电池SOC在上限阈值130之上，其值为95%。控制器68使车辆以电荷消耗模式操作，使得发动机和电机用于使电池放电，以使电池SOC减小到上限阈值130之下。在一个实施例中，车辆暂时以EV模式操作，以使电池SOC减小到上限阈值130之下。当电池SOC减小到上限阈值130之下时，控制器68设置目标值162。在示出的示例中，目标值为87%，其窗口为6%，这样存在窗口下限164和窗口上限166，窗口上限166对应于上限阈值130。控制器68操作发动机和电机，使得电池SOC留在窗口限制164，166内，并满足用户对于混合操作模式的请求。
[0060]图5示出了算法100的示例，其中，偏差或余量用于上限阈值。图5将电池SOC绘制为相对于时间的百分比。上限阈值180和下限阈值182被示出且分别设置为90%和25%。用户在O时选择推迟EV模式。控制器68确定电池S0C184在上限阈值180之下，其值为85%。然后，控制器68确定车辆速度和道路坡度提供能量，其中，可通过再生制动回收所述能量(电池SOC的10%)。由于回收预测的再生能量可导致电池SOC增加到上限阈值180之上至其值为95%，所以算法100为上限阈值设置余量或偏差。本质上这是减小或调节上限阈值。减小的上限阈值186设置为80%，其原因是余量188为10%。目标值190设置为在所述减小的上限阈值186之下，并具有操作窗口 192。在示出的示例中，窗口 192为6%，使得目标值为77%。控制器使发动机和电机以电荷消耗模式操作，直到电池SOC达到目标值190，然后在窗口 192内使车辆以电荷维持模式操作。当车辆动能改变或者预测的再生能量改变时，还可改变余量188。
[0061]当车辆停下来或速度减小时，将允许电池SOC增加，从而捕获能量以给电池充电。在示出的示例中，车辆停下来，从而捕获来自车辆速度和道路坡度的所有能量(从中减去任何损失)。如区域194所示，允许电池SOC增加并增加到减小的上限阈值186之上。然后，算法重置目标值和窗口。在示出的示例中，目标值为87%，其窗口为6%，使得窗口上限与上限阈值对应。
[0062]本公开的多个实施例具有相关的非限制性优点。例如，车辆被构造为提供用户选择的推迟纯电动(EV)操作模式，而允许用户控制和输入相关的车辆操作。用户可使用用户界面选择推迟EV模式或电荷维持模式。控制器被配置为将车辆的操作状态改变到混合操作模式。控制器使发动机和电机以电荷维持模式操作，使得电池的荷电状态总体上维持在可包括窗口的目标值附近。目标值在具有上限阈值和下限阈值的荷电状态范围内。如果当接收到用户请求时荷电状态在该范围之上，则减小荷电状态直到荷电状态在该范围内，从而可设置目标值。如果当接收到用户请求时荷电状态在该范围之下，则增加荷电状态直到荷电状态在该范围内，从而可设置目标值。可基于车辆速度和道路坡度调节该范围，从而减小上限阈值以给电池充电提供余量，其中，由再生制动等导致电池充电。
[0063]虽然上面描述了示例性实施例，但是并不意味着这些实施例描述了本发明的所有可能的形式。相反，在说明书中使用的词语为描述性词语而非限制，并且应理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种改变。此外，可组合多个实施的实施例的特征以形成未被明确示出或描述的进一步的实施例。虽然一个或多个实施例已被描述为提供优点或在一个或多个期望的特性方面优于其他实施例和/或现有技术，但是本领域的普通技术人员将认识到，多个特点可被折衷，以实现期望的系统属性，期望的系统属性可取决于具体的应用或实施方式。这些属性包括但不限于:成本、强度、耐久性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、维护保养方便性、重量、可制造性、装配容易性等。因此，被描述为在一个或多个特性方面不如其他实施例的任何实施例并不在要求保护的主题的范围之外。
【权利要求】
1.一种用于控制车辆的方法，所述方法包括: 响应于用户命令车辆推迟纯电动操作，选择性地操作电机和发动机来推进车辆，使得如果当接收到用户命令时，与电机电连接的牵引电池的荷电状态在荷电状态的预定范围内，则使所述荷电状态总体上维持在目标值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，目标值由当接收到用户命令时的荷电状态限定。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，牵引电池的荷电状态维持在目标值的预定百分比范围内。
4.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括:选择性地操作电机和发动机以推进车辆，使得如果当接收到用户命令时，所述荷电状态在所述预定范围之下，则使所述荷电状态增加到所述预定范围内的预定值。
5.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括:选择性地操作电机和发动机以推进车辆，使得如果当接收到用户命令时，所述荷电状态在所述预定范围之上，则使所述荷电状态减小到所述预定范围内的预定值。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定范围基于车辆速度信息。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定范围基于道路坡度信息。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述预定范围基于预测的道路坡度信息和预测的车辆速度信息。
9.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括:响应于车辆捕获足够的再生能量而使所述荷电状态增加到目标值之上，在所述荷电状态的预定范围内选择性地操作发动机和电机，使得目标值被重新指定为在再生制动之后的荷电状态。
【文档编号】B60W10/26GK103770776SQ201310487744
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年10月17日 优先权日:2012年10月19日
【发明者】戴尔·斯科特·克劳姆贝兹, 威廉·大卫·特莱汉, 保罗·斯蒂芬·布赖恩, 托马斯·克劳斯托维斯基 申请人:福特全球技术公司