基于行驶模式能量消耗的行驶分割的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及车辆动力传动系统控制系统。
【背景技术】
[0002] 对环境和能量安全的担忧使得对能量可持续性和效率的要求越来越高。车辆电 子是可以用于解决环境和能量问题的技术。与仅通过内部燃料来推进车辆相比，电动车辆 (EV)允许通过电网提供高效的能量源。然而，应该克服比如EV行程范围和拥有成本的技术 挑战以促进大规模的市场接受。
[0003] 对行程范围的担心已经成为EV应用的限制因素。EV的行程范围主要取决于电池 容量。使用标准电源插座使EV电池完全再充电通常花费数小时。相比而言，加注燃料箱仅 花费数分钟。电池耗尽导致的潜在的旅程中断或中止是EV用户的主要担心。EV应用的成 功可能依赖于建立快速电池充电和更换设施。此外，信息技术可以向EV用户提供更精确的 行程范围估算、能量效率规划和再充电指导。
【发明内容】
[0004] 在至少一个实施例中，车辆包括配置用于使用电池电力推进车辆的电机。车辆还 包括配置用于基于多个路线分割的叠加而沿预定路线运转电机的控制器。每个分割是基于 与路线关联的不同力特征并且形成至少一个路段转变（segment transition)，其中每个路 段转变定义之前路段的结束和后续路段的开始。预定路段是不通过相同的力特征定义叠加 的两个相邻路段的路段。
[0005] 在至少一个实施例中，运转车辆的方法包括基于第一路线特征将预定路线分割成 每者通过第一路段转变定义的第一系列路段以及基于第二路线特征将预定路线分割成每 者通过第二路段转变定义的第二系列路段。该方法还包括叠加第一和第二系列路段以形成 使不通过相同路线特征定义两个相邻路段的路线。方法进一步包括基于与叠加的路段关联 的特征沿预定路线运转电机。
[0006] 在至少一个实施例中，车辆动力传动系统包括通过电池驱动的电机。车辆进一步 包括配置用于基于第一力特征而分割预定路线以及额外地基于第二力特征而分割预定路 线的控制器。控制器进一步配置用于叠加路段分割以形成不通过相同力特征定义两个相邻 路段的路段，并且根据通过路段定义的整个路线受力模式（force pattern)从电机输出需 求功率。
[0007] 根据本发明的一个实施例，力特征包括指示车辆加速度、突然停车频率、天气状况 或交通状况的动态阻力因子。
[0008] 根据本发明的一个实施例，控制器进一步配置用于基于动态阻力因子的变化定期 地更新分割中的至少一者。
[0009] 根据本发明的一个实施例，进一步包含配置用于推进车辆的发动机，其中控制器 进一步配置用于在电机和发动机之间分配功率输出。
[0010] 根据本发明的一个实施例，第一和第二力特征中的至少一者包括指示道路曲率、 道路坡度、道路地形类型、预测的停车频率或路线速度限制的静态力因子。
[0011] 根据本发明的一个实施例，控制器进一步配置用于当沿预定路线运转电机时从非 车载源接收更新的路线信息并且基于更新的路线信息而修改路段中的至少一者。
[0012] 根据本发明的一个实施例，第一和第二力特征中的至少一者包括指示车辆加速 度、突然停车的频率、天气状况或交通状况的动态力特征。
【附图说明】
[0013] 图1是混合动力电动车辆的示意图；
[0014] 图2是用于行驶能量的框图；
[0015] 图3是输入至行驶能量的静态因子的框图；
[0016] 图4是输入至行驶能量的动态因子的框图；
[0017] 图5是动力传动系统管理系统的系统图；
[0018] 图6A至6E是显示模式识别进程的对应空间图；
[0019] 图7是基于不同特征的路线分割的叠加。
【具体实施方式】
[0020] 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；可以放大或缩小一些特 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。
[0021] 图1描述了插电式混合动力电动车辆的示例。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的一个或多个电机或电动马达104。此外，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关闭时电动马达104提供车辆推 进。额外地电动马达104可以通过对驱动轴施加阻力扭矩而提供车辆减速。电动马达104 还可以配置为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102,电动马达104还可以减少污染排放。
[0022] 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。这种情况下，电力电子模块116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。
[0023] 电池组114除了提供用于推进的电池电力之外，还可以提供用于其它车辆电子系 统的能量。DC/DC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 的架构只是没有发动机108。
[0024] 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102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102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22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。可通过动力传动系统控制模块（PCM) 128控制包括发动机、变速器、电动马达、发电机和 电力电子件的车辆动力传动系统。
[0025] 除了说明插电式混合动力车辆之外，如果去除发动机108,则图1还可以是电池电 动车辆（BEV)的代表。类似地，如果去掉关于插电式充电的部件122、124和126,则图1可 以代表传统的混合动力电动车辆（HEV)或者功率分流（power-split)的混合动力电动车 辆。
[0026] 本发明提供一种精确估算与变通状况变化关联的能量消耗速率变化的方法。主要 通过车辆状态（比如速度和惯性加速度）确定满足车辆推进需求所消耗的能量。车速和加 速度的变化通常与行驶行为关联。现实表明行驶行为受交通和道路状况的约束。然而，在 通过相同道路部分时行驶行为确实倾向于表现出特定程度的相似性，但是沿给定路线中的 部分与部分之间可能不同。因此，能建立多个行驶行为模式的模型的方法通常可以辅助行 程导向的能量消耗分析和计划。
[0027] 预览的车速信息可以用于构建行驶模式。可以从车速以及确定性地或在统计上形 成加速度预期模型（profile)的其它因子在暗中建立加速度的模型。这些额外的因子还可 以用于构建独立模式。所有关联因子的聚集较大程度上形成车辆在道路上的行为。可以基 于这些因子的属性而提前分割预定路线，在相邻分割之间识别这些转变。分割的每个路段 通过当在道路上体验时产生不同行驶能量需求属