基于空间域路线分段的混合动力的动力传动系统模式确定的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及混合动力车辆的动力传动系统控制系统。
【背景技术】
[0002]混合动力电动车辆(HEV)可以通过使用内燃发动机带动发电机来缓冲(buffer)燃料能。发电机产生的电可以存储在电池中。HEV系统还能通过使用车辆动量带动发电机来回收动能。产生的电也可以存储在电池中。燃料是HEV系统中的主要的初始能量源。插电式混合动力电动车辆(PHEV)是现有混合动力电动车辆(HEV)的延伸，具有增加的能量柔性。PHEV利用容量比标准HEV大的电池组并且PHEV具有两个初始能量源，燃料和来自电网的电。
[0003]HEV控制系统的目标可能是最小化能量运转成本和排放的同时不降低车辆驾驶性能和系统约束。能量管理控制策略可以电动驱动模式(其中车辆仅仅运转电动马达提供推进)运转HEV以最大化电池电力输出。在混合运转模式中，通过发动机和电动马达共同推进车辆。
【发明内容】
[0004]在至少一个实施例中，车辆包括具有发动机和电机的动力传动系统以及配置用于驱动电机的电池。车辆进一步包括配置用于根据在发动机和电机之间预测的扭矩分配来运转动力传动系统的控制器。控制器对多个预定路段中的每者基于预测的驾驶员需求而产生预测的扭矩分配。当实际荷电状态在目标电池荷电状态的阈值内时，基于对应于路段端点的目标电池荷电状态，来确认用于每个路段的预测的扭矩分配。
[0005]在至少一个实施例中，用于运转混合动力电动动力传动系统的方法包括对预定路线的多个路段，基于预测的车速和预测的轮上功率中的一者，在马达和电机之间分配预测的扭矩需求。该方法进一步包括在沿预定路线的位置处，选择性地启用发动机，使得达到对应于每个路段的端点的目标荷电状态。
[0006]在至少一个实施例中，车辆包括具有发动机和电机的动力传动系统以及配置用于驱动电机的电池。车辆还包括配置用于在多个预定路段的任意路段期间，响应于在路段期间预测的驾驶员需求变化通过预定阈值，而预测发动机启用状态的变化的控制器。控制器进一步配置用于监视电池的荷电状态，并且预测发动机和电机之间的扭矩输出分配，使得在每个预定路段的端点处达到目标荷电状态。
[0007]根据本发明的一个实施例，控制器进一步配置用于在多个路段的一者期间，响应于预测的驾驶员需求减小至小于第二预定阈值，而在混合动力电动动力传动系统模式期间预测发动机的停用。
[0008]根据本发明的一个实施例，控制器进一步配置用于在路段期间，如果预测到动力传动系统模式切换，则细分路段，使得细分的路段不包括动力传动系统模式切换。
[0009]根据本发明的一个实施例，驾驶员需求至少包含车速需求和轮上功率需求中的至少一者，并且预测的扭矩分配基于在路段期间，相对于车速需求或轮上功率需求的一者导致更长时间的发动机开启期间的车速或轮上功率需求中的另一者。
[0010]根据本发明的一个实施例，控制器进一步配置用于对多个路段中的一者，响应于车速在路段的起点或端点等于零，而确认电机动力传动系统模式预测。
[0011]根据本发明的一个实施例，控制器进一步配置用于对多个路段中的一者，响应于路段的持续时间小于预定的发动机开启时间阈值，而确认电机动力传动系统模式预测。
[0012]根据本发明的一个实施例，控制器进一步配置用于对多个路段中的一者，响应于驾驶员减速需求高于预定的制动阈值，而确认电机动力传动系统模式预测。
[0013]根据本发明的一个实施例，控制器进一步配置用于对多个路段中的一者，响应于预测的轮上功率和可用电机功率之间的差异小于发动机开启阈值，而确认电机动力传动系统模式预测。
[0014]根据本发明的一个实施例，驾驶员需求至少包含车速需求和轮上功率需求中的一者，并且预测的扭矩输出分配基于在路段期间，相对于车速需求或轮上功率需求的一者导致更长时间的发动机开启期间的车速或轮上功率需求中的另一者。
[0015]根据本发明的一个实施例，控制器进一步配置用于响应于路段的持续时间小于最小发动机开启时间阈值，而预测在该路段期间发动机保持停用。
[0016]根据本发明的一个实施例，控制器进一步配置用于响应于预测的车速在路段的起点或端点处等于零，而预测在该路段期间发动机保持停用。
【附图说明】
[0017]图1是混合动力电动车辆的示意图；
[0018]图2是基于路径预测的能量管理控制系统的系统图；
[0019]图3是通过路径预测的空间域混合动力控制系统的流程图；
[0020]图4是说明划分预定路线的示例的图；
[0021]图5是两级动力传动系统模式选择预测方法的流程图；
[0022]图6是图5中水平I动力传动系统模式预测方法的流程图；
[0023]图7是基于车速的模式选择的子程序的流程图；
[0024]图8是基于轮上功率的模式选择的子程序的流程图；
[0025]图9A至9C是对应于基于车速的动力传动系统模式预测的多个车辆工况的图；
[0026]图1OA至1C是对应于基于轮上功率的动力传动系统模式预测的多个车辆工况的图；
[0027]图11是图5中水平II动力传动系统模式预测方法的流程图；
[0028]图12是图5中替代的水平II动力传动系统模式预测方法的流程图。
【具体实施方式】
[0029]根据需要，本说明书中公开了本发明的具体实施例；然而，应理解公开的实施例仅为本发明的示例，其可以多种替代形式实施。附图无需按比例绘制；可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。所以，此处所公开的具体结构和功能细节不应解释为限定，而仅为教导本领域技术人员以多种形式实施本发明的代表性基础。
[0030]图1描述了插电式混合动力电动车辆100的不例。混合动力电动动力传动系统102可以包含机械连接至混合动力传动装置106的一个或更多个电机或电动马达104。此夕卜，混合动力传动装置106机械连接至发动机108。混合动力传动装置106还可以机械连接至驱动车轮112的驱动轴110。当发动机108打开时以及当发动机108关闭时电动马达104能提供车辆推进。额外地，电动马达104可以通过向驱动轴施加阻力扭矩而提供车辆减速。电动马达104还可以配置用作发电机并且通过回收在摩擦制动系统中通常将作为热量损失掉的能量而可以提供燃料经济性益处。由于在特定状况下可以电机动力传动系统模式运转混合动力电动车辆100，故电动马达104还可以减少污染排放。
[0031]牵引电池或电池组114存储可以用于驱动电动马达104的能量。车辆电池组114能提供高压直流(DC)输出。电池组114电连接至电力电子(power electronic)模块116。电力电子模块116电连接至电动马达104并且能在电池组114和电动马达104之间双向传输能量。例如，电池组114可以提供直流电压而电动马达104的运转可能需要三相交流(AC)电。该示例中，电力电子模块116可以将直流电压转换为电动马达104接收的三相交流电。在再生模式中，电力电子模块116将来自作为发电机的电动马达104的三相交流电转换为电池组114需要的直流电压。本说明书中描述的方法同样可以应用到纯电动车辆或者使用电池组的任何其它装置。
[0032]电池组114除了提供推进能量之外，还可以提供用于其它车辆电子系统的能量。DC/DC (直流/直流)转换器模块118能将电池组114的高压DC输出转换为与低压车辆负载兼容的低压DC输出。其它高压负载(比如压缩器和电动加热器)可以直接连接至从电池组114引出的高压总线。低压系统还可以电连接至12V电池120。纯电动车辆可以具有类似的配置只是没有发动机108。
[0033]可以通过外部电源126向电池组114再充电。外部电源126可以经由充电端口 124通过电连接向车辆100提供交流或直流电。充电端口 124可以是配置用于从外部电源126向车辆100传输电力的任何类型的端口。充电端口 124可以电连接至电力转换模块122。电力转换模块可以适配来自外部电源126的电力以向电池组114提供适合的电压和电流水平。在一些运用中，外部电源126可以配置用于向电池组114提供适合的电压和电流水平使得电力转换模块122不是必需的。例如，电力转换模块122的功能可以包含在外部电源126中。包括发动机、传动装置、电动马达、发电机以及电力电子件的车辆动力传动系统可以通过动力传动系统控制模块(PCM