用于混合动力车辆的能量预留协调的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及混合动力车辆以及这类车辆中协调能量使用的方法。
【背景技术】
[0002]混合动力电动车辆(HEV)包括可以在车辆移动期间停止和起动的发动机。在车辆移动期间当发动机停止时，混合动力车辆可以“纯电动”模式运转。控制器可以响应于包括减少的电池荷电状态的多个状况而发布停止(或“下拉(pull down)”)或起动(或“上拉(pull up)”)指令至发动机。插电式混合动力电动车辆(PHEV)通常配备有较大的电池并且在纯电动模式中可以比其它HEV行驶更长距离。
【发明内容】
[0003]根据本发明的混合动力车辆包括包括牵引电池、内燃发动机和控制器的电动驱动系统。控制器被配置为用于响应于包括至少第一优选电动驱动区域和第二优选电动驱动区域(“绿色区域”或“电动车辆(优选电动驱动)区域”)的用于当前行驶循环的预测的车辆路线，其中第二优选电动驱动区域沿该路线在第一优选电动驱动区域之后，响应于电池荷电状态(SOC)在车辆路线的多个部分处落到多个阈值以下而控制发动机充电电池。控制器被配置为用于响应于电池SOC落到第一阈值以下并且车辆没有进入第一优选电动驱动区域而控制发动机充电电池。控制器额外地被配置为用于响应于电池SOC落到第二阈值以下并且车辆进入第一优选电动驱动区域但没有进入第二优选电动驱动区域而控制发动机充电电池。控制器进一步被配置为用于响应于电池SOC落到第三阈值以下并且车辆进入第二优选电动驱动区域而控制发动机充电电池。第一阈值高于第二阈值，并且第二阈值高于第三阈值。
[0004]在一些实施例中，车辆额外地包括车辆导航系统。在这样的实施例中，对当前行驶循环预测的车辆路线是输入进车辆导航系统的用户选择的路线输入。在额外的实施例中，第一阈值提供在预测的车辆路线上在第一优选电动驱动区域和第二优选电动驱动区域中足够以纯电动模式运转的SOC余量，而第二阈值提供在预测的车辆路线上在第二优选电动驱动区域中足够以纯电动模式运转的SOC余量。
[0005]在一些实施例中，控制器额外地被配置为用于响应于探测到的车辆位置在第一优选电动驱动区域内、电池SOC落到第二阈值以下并且预测的以纯电动模式离开车辆路线上第一优选电动驱动区域的电池使用留下足够的电池SOC以纯电动模式在预测的车辆路线上第二优选电动驱动区域中运转，将第二阈值减小足够以纯电动模式运转车辆而离开第二优选电动驱动区域的电荷量。控制器额外地将第三阈值减小对应的电荷量。
[0006]根据本发明的一种控制车辆的方法，包括对于当前行驶循环包括第一优选电动驱动区域和之后的第二优选电动驱动区域的预测的车辆路线，响应于在进入第一优选电动驱动区域之前电池SOC落到第一阈值以下而控制发动机充电牵引电池。方法额外地包括响应于进入第一优选电动驱动区域之后SOC落到第二阈值以下而控制发动机充电牵引电池。第二阈值小于第一阈值。
[0007]在一些实施例中，对当前行驶循环预测的车辆路线包括第一优选电动驱动区域和第二优选电动驱动区域之后的第三优选电动驱动区域。在这样的实施例中，方法额外地包括响应于在进入第二优选电动驱动区域之后电池SOC落到第三阈值以下而控制发动机充电牵引电池。在一个实施例中，第一阈值比第二阈值高足够支持车辆在车辆路线上第二优选电动驱动区域中以电动驱动模式运转的电荷量。
[0008]根据本发明的车辆包括牵引电池、发动机和控制器。控制器被配置为用于对当前行驶循环的包括多个优选电动驱动区域的车辆路线响应于在进入第一优选电动驱动区域之前SOC落到第一阈值以下而控制发动机充电电池。控制器额外地被配置为用于响应于进入第一优选电动驱动区域之后SOC落到第二阈值以下而控制发动机充电电池。第二阈值小于第一阈值。
[0009]在一些实施例中，其中对当前行驶循环的车辆路线包括第一优选电动驱动区域和第二优选电动驱动区域之后的第三优选电动驱动区域，控制器进一步被配置为用于响应于在进入第二优选电动驱动区域之后SOC落到第三阈值以下而控制发动机充电电池。在额外的实施例中，第一阈值比第二阈值高足够支持车辆在车辆路线上第二优选电动驱动区域中以纯电动驱动模式运转的电荷量。一些实施例包括车辆导航系统，其中当前行驶循环的车辆路线是输入进车辆导航系统的用户选择的路线。
[0010]根据本发明的一个实施例，第一阈值比第二阈值高足够支持在车辆路线上第二优选电动驱动区域中车辆以电动驱动模式运转的电荷量。
[0011]根据本发明的实施例提供了多个优点。例如，本发明提供了一种高效地预留充足的电池电荷用于行驶通过多个优选电动行驶区域的方法。本发明还提供了一种协调多个混合动力运转模式的方法。
[0012]结合附图阅读下面对优选实施例的具体描述，本发明的上述优点和其它优点以及特征将变得显而易见。
【附图说明】
[0013]图1是根据本发明的一个实施例的车辆的不意代表；
[0014]图2是说明根据本发明的一个实施例的方法的流程图；
[0015]图3是说明根据本发明的另一个实施例的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0016]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。
[0017]现在参考图1，PHEVlO的动力传动系统包括发动机12、至少一个电动马达/发电机14以及牵引电池16。发动机12和马达/发电机14每者提供扭矩传输路径至车辆牵引轮18。发动机还可以通过马达/发电机14充电牵引电池16。
[0018]发动机12、马达/发电机和牵引电池16都与至少一个控制器20通信或者受其控制。控制器20可以是车辆系统控制器、发动机系统控制器和电池系统控制器的组合或者适当的其它控制器。
[0019]还可以使用车轮制动器22回收和再生车辆动能以驱动马达/发电机并再充电电池。PHEVlO进一步包括用于插进充电站的外部可访问的电力接口(未显示)。
[0020]PHEVlO额外地包括导航系统24，比如GPS系统。导航系统24与控制器20通信或受其控制。导航系统可以是与控制器20通信的安装的车载导航系统或者单独的导航系统，比如便携式GPS或配备导航的移动装置。
[0021 ] 包括PHEV的混合动力车辆相对于能量管理和电池SOC可以三种一般类别的运转模式运转:电荷维持、电荷消耗和电荷提高。在电荷维持模式中，PHEV被控制为保持电池SOC处于SOC阈值附近。该阈值可以称为电池电荷维持水平。在一个非限制性示例中，默认电池电荷维持水平可以设置为约30%的电池S0C。在电荷消耗控制中，消耗电池电力以驱动电动驱动系统，使得在给定的行驶距离中电池SOC减小。在电荷提高控制模式中，燃料能量通过动力传动系统转换为电池电力，使得在给定的行驶距离中电池SOC增加。
[0022]PHEVlO配置为以“纯电动”模式(电荷消耗控制模式的一种类型)运转。在该模式中，发动机12停止。马达/发电机14从牵引电池16使用存储的电能提供扭矩至牵引轮18。在纯电动模式中，再生制动仍然将动能回收为存储的电能。为了避免过度消耗牵引电池16，提供了电池荷电状态阈值。如果电池荷电状态落到该阈值以下，那么发动机12将起动以充电牵引电池16。可以响应于来自控制器20或适当的其它控制器指令而起动发动机
12ο
[0023]在一些区域，优选地使车辆尽可能长地保持纯电动模式。在一些区域，当地法规可能使得希望以纯电动模式运转。在一个示例中，伦敦对在某些高峰时间期间在该城市的中央地带运行的车辆征收拥堵费。该拥堵费对电动车辆完全打折。在其它区域，车辆驾驶员可能出于其它原因而喜欢以纯电动模式运转。在一个示例中，车辆驾驶员可能喜欢在他的或她的相邻区域以纯电动模式运转以减少当地污染和噪声。总之，这些以及希望以纯电动模式运转的其它区域可以称为“EV区域”或“绿色区域”。
[0024]当预期到多个绿色区域时，可能希望预留电荷数量以覆盖所有预测的绿色区域。该策略相对于消耗并且之后在绿色区域之间提高电池SOC而产生更高效的运转。
[0025]参考图2，以流程图的形式说明了用于混合动力车辆的控制策略。如框30说明的，预测当前行驶循环的车辆路线。车辆路线包括第一和第二 EV区域。如框32说明的，估算在第一和第二 EV区域中电动运转的电池使用，并且基于估算的电池使用而设置第一、第二和第三SOC阈值。第三SOC阈值可以设置为默认的维持电荷水平或适当的其它水平。第二SOC阈值比第三SOC阈值高足以支持通过第二 EV区域的纯电动运转的电荷量。第一 SOC阈值比第二 SOC阈值高足以支持通过第一 EV区域的纯电动运转的电荷量。
[0026]如操作34处说明的，随后确定车辆是否进入第一 EV区域。例如可以基于导航系统24探测的车辆位置作出该确定。如果为否，如操作36处说明的，确定当前电池SOC是否小于第一阈值。如果为否，那么控制返回至操作34。可以根据默认的混合动力控制模式继续控制车辆，该模式可以是电荷维持、电荷提高或电荷消耗模式。如果SOC小于第一阈值，如框38处说明的，那么以电荷提高模式控制发动机以充电电池。控制随后返回至操作34。
[0027]如果确定车辆进入第一EV区域，如框40处说明的，那么确定车辆是否进入第二EV区域。如果为否，如操作42处说明的，确定当前电池SOC是否小于第二阈值。如果为否，那么控制返回至操作40。如果车辆仍然在第一 EV区域内，可以纯电动模式控制车辆。如果没有，可以根据默认的混合动力控制模式继续控制车辆，该控制模式可以是电荷维持、电荷提高或电荷消耗模式。如果SOC小于第二阈值，如框44处说明的，那么以电荷提高模式控制发动机以充电电池。控制随后返回至操作40。
[0028]如果确定车辆进入第二 EV区域，如操作46处说明的，随后确定当前电池SOC是否小于第三阈值。如果为是，如框48处说明的，那么以电荷提高模式控制发动机以充电电池。控制随后