和放 电功率与位置的曲线。
【具体实施方式】
[0033] 下面将详细参照本发明的示范实施例，在附图中示出其示例。在可能的情况下，附 图中通篇使用的相同参考标号表示相同或相似部件而无需赘述。虽然针对OHV (其行驶重 复路线）来描述本发明的示范实施例，但是本发明的实施例一般也可适用于与再生制动混 合车辆配合使用。
[0034] 本发明的方面涉及用于确定释放在OHV的再生制动期间已经储存的电能的时间 和方式的方法。例如，OHV通常满载穿过上坡拖运路线，然后空载下坡返回。但是，甚至对 空载行程，车辆重量是不可忽略的，使得大量电力能够通过使用车轮马达作为发电机（"制 动马达"）来生成以用于减缓下行（"再生制动"）。储存从再生制动所得到的电力；如果电 力只经由电阻器组的发热而耗散，则制动是"电制动"而不是"再生的"。在各行程的底部， OHV被装载，然后上坡返回。为了准许对下一个空载行程的再生制动，所储存电力必须在上 坡拖运期间来使用。使用所储存电力的时间和方式能够通过放电断面来描述，其按照放电 规则（其能够经过优化以实现各往返行程的燃料消耗的局部最小数）来制订。
[0035] 与其他车辆相似，OHV发动机支持两种类型的功率负荷：推进功率和"旅馆 (hotel)"功率，其包括发动机空转以及气候控制、通信、发动机冷却、功率电子器件损耗、液 压泵和其他非推进系统。根据每往返行程的燃料消耗的OHV燃料经济在往返行程在最少可 能时间中实现时为最佳，由此使推进功率与旅馆功率的比率为最大。因此，放电断面的最佳 规则将产生放电断面，其例如通过帮助OHV在拖运路线的原本缓慢（上坡）部分变得更快 来帮助使往返时间为最少。
[0036] 参照图1，能够具有再生制动的示范OHV 100结合发动机101，其响应从踏板或其 他操作员接口 103所提供的油门信号102而被控制，以便驱动牵引交流发电机104以及辅 助负载105。交流发电机104经由整流器108向DC电力母线（牵引环节）106供电，以及踏 板或其他接口 103能够调整成改变控制发动机101的信号102,由此改变经由交流发电机 104从发动机101提供给牵引环节106的电力。（在其他实施例中，交流发电机104可直接 向AC母线供电，或者可经由功率转换器向AC母线供电。）牵引环节106经由功率转换器 112与多个牵引马达110连接，并且还经由能量管理模块116与能量储存系统114连接。能 量储存系统114和能量管理模块116共同形成能量管理系统119。在某些实施例中，能量管 理模块116能够控制成将电流从牵引环节106分配给能量储存系统114,以便在能量储存 系统114中重新分配电荷，或者将电流从能量储存系统114分配（释放）到牵引环节106。 对于OHV的改进性能，可提供一个或多个放电规则以用于调节能量管理模块116的操作并 且用于协调能量管理模块116和发动机101。
[0037] 通常，OHV 100尽可能多地以"全开油门"（从交流发电机104到牵引环节106的 最大功率）行驶，以便使推进功率与旅馆功率的比率为最大，如上所述。但是，对拖运路线 的上坡部分，全开油门可能不足以保持重装载OHV的预期速度。由于发动机101调整成对于 平均往返行程优化功率/重量比率并且由于向上设计需要级联对下游动力系组件的变化， 所以优选的是只提升牵引马达110,以及从除了发动机101之外的源一一即能量储存系统 114一一向牵引环节提供"升高"能量。沿同一线路，不是消耗功率以在下坡行程制动0HV， 优选的是将牵引马达110重新配置为制动马达，从而向牵引环节106输送电力。例如，能量 管理模块116配置成从接口 103接收制动信号117,以及响应制动信号117而将电力从牵 引环节传递到能量储存系统114中。能量储存系统114则变成对于按照放电规则（其按照 "再生能量平衡"来平衡制动能量与升高能量）经由能量管理模块116将电力从制动马达 110传递给牵引马达110是有用的，如下面参照图2进一步论述。
[0038] 参照图2-6,按照本发明的实施例，提供五个示范放电规则以用于建立释放所储存 能量的放电条件。示范规则包括：第一规则200 (图2)，其建立当主要发动机处于"全开油 门"时的放电条件；第二规则300(图3)，其建立仅当主要发动机处于全开油门、OHV被装载 并且OHV上坡地前进时的放电条件；第三规则400 (图4)，其建立当OHV速度小于10 mph或 者其他指定速度阈值时的放电条件；第四规则500,其建立当速度小于10 mph (或者其他指 定速度阈值）时或者当OHV减速时在全开油门的放电条件；以及第五规则600 (图6)，其建 立仅当OHV主要发动机在平地全开油门时的放电条件。在实施例中，规则对于以一致速率 的放电来预测，并且结合用于迭代地确定适当放电速率的步骤。在其他实施例中，规则可结 合斜升或者以其他方式改变的放电速率。例如，放电速率可响应OHV位置、加速度、离阈值 的速度不足或者能量储存系统变化状态而改变。
[0039] 现在参照图2,第一规则200包括基于得到230规则的当前实现外部的信息（例如 历史速度、位置中的至少一个）以及来自至少一个前一循环的牵引功率（SPTP)信息232或 者监控数据236 (例如特定OHV的总循环时间或者跨行驶同一拖运路线的一队OHV的平均 循环时间的外部测量或计算值）来建立202典型非再生拖运行程期间的"全开油门"条件 的总时长204。第一规则200还包括：确定206对拖运和返回行程的再生制动之后的能量 储存系统的电荷的"行程开始"状态208 ;设置210全开油门放电速率212,使得所有所储存 能量208将跨全开油门条件的总时长204来放电；监测214油门信号102 ;在油门信号120 处于全开油门的同时以全开油门放电速率212来放电216 ;监测218混合拖运行程期间的 能量储存系统电荷状态220 ;记录222使用第一规则200的拖运行程的全开油门条件的混 合总时长224 ;以及基于混合总时长224和行程结束的电荷状态228来更新226全开油门 放电速率212。
[0040] 在更新226全开油门放电速率212中，能量管理模块114还能够利用规则的当前 实现外部的信息，如上所述。基于这个信息和数据，全开油门放电速率212能够设置成实现 "再生能量平衡"。
[0041 ] E. batt@link + discharge-^* engine@link tot (等式2) 其中，E.batt@link表示行程结束的电荷状态228 ;t. dis。!^表示以全开油门放电速率212 的试验值用尽所有E.batt@link所需的放电时间；P. mgiM@link表示在牵引电力环节可用的全开 油门发动机功率；以及E. 表示基于历史SPTP信息232和/或234、在基准（非混合）操 作模式以全开油门所扩展的总牵引能量。假定因制动和推进效率，E.batt@link〈 E.tot。
[0042] 理想地，完成给定段的能量应当在OHV轮胎与道路之间的接触点测量。从实际观 点来看，E.t。t在DC牵引环节（即，在连接牵引马达的逆变器的位置）基于能够直接测量的 电压和电流来测量。为了确定轮胎处的能量，需要量化牵引环节与轮廓之间的损耗，包括逆 变器损耗、电缆损耗、马达损耗、齿轮损耗等。那些损耗能够从已知模型来估计，并且取决于 卡车和速度和所输送的电力。但是，为了简洁起见，能够假定在标准（即，基准）行程与混 合升高行程之间，牵引环节与轮廓之间的平均效率大致相同，使得两种情况下的牵引环节 处的能量则近似相等。在增强精度的光学器件中，而是可准确地考虑增加的速度和功率对 环节与轮胎之间的效率的影响，并且在轮胎与道路之间的接触点应用能量守恒原理。具体 来说，滚动阻力应当随速度而增加，并且改进模型会考虑这一点。
[0043] 参照图3,第二规则300包括：建立302典型非再生拖运行程期间的全开油门、上 坡装载条件的总时长304;确定206对拖运和返回行程的再生制动之后的能量储存系统114 的电荷的行程开始状态208 ;设置310全开油门上坡放电速率312,使得基本上所有所储存 能量208将跨全开油门上坡条件的总时长304来释放；监测314油门信号102和指示车辆 位置315的信息，以检测全开油门条件和上坡条件；在全开油门上坡条件期间以全开油门 上坡放电速率312进行放电316 ;监测218混合拖运行程期间的能量储存系统的电荷状态 220 ;记录222使用第二规则300的拖运行程的全开油门条件的混合总时长324 ;以及基于 混合总时长324和行程结束的电荷状态328来更新326全开油门上坡放电速率312。
[0044] 指示车辆位置315的信息能够包括内部导航、车辆速度的时间积分（假定OHV保 持在路线上）、GPS数据、本地位置转发器数据或者将是技术人员显而易见的类似信息中的 任何一个或组合。
[0045] 更新326全开油门上坡放电速率312涉及得到330 SPTP信息232、234和监控数 据236 ;以及更新全开油门上坡放电速率312,以实现一般如以上参照第一规则200所述的 再生能量平衡。
[0046] 图4示出第三规则400,其包括：建立402典型非再生拖运行程期间在全开油门下 的小于阈值405 (例如小于10 mph)的速度的总时长404 ;确定206对拖运和返回行程的再 生制动之后的能量储存系统的电荷状态；设置410 "慢"全开油门放电速率412,使得所有所 储存能量208将跨全开油门、亚阈值速度条件的总时长404来释放；监测414油门信号102 和指示车辆速度413的信息，并且确定415 OHV速度是否低于阈值405 (例如小于10 mph) 而没有释放所储存能量（"慢基准"条件）；在慢基准条件存在的同时以"慢"全开油门放电 速率412进行放电416 (当油门信号102小于全开油门时，当车辆停止时，当电荷状态220 下降到低于最小级别209时，或者当慢基准条件不是有效时，换言之，当车辆可能超过速度 阈值并没有释放所储存能量时，停止放电）；监测218混合拖运行程期间的能量储存系统的 电荷状态220 ;记录222使用第三规则400的拖运行程的全开油门、亚阈值速度条件的混合 总时长424 ;以及基于混合总时长424和行程结束的电荷状态428来更新426阈值速度405 和"慢"全开油门放电速率412。
[0047] 指示车辆速度413的信息能够包括内部导航、车辆速度的直接测量（假定OHV保 持在路线上）、GPS数据、本地位置转发器数据或者将是技术人员显而易见的类似信息中的 任何一个或组合。
[0048] 在一实施例中，第三规则400将提供再生"升高"吞吐量全开