[发明专利]用于优化混合动力车辆的能量消耗的方法

说明书

技术领域

本发明涉及混合动力车辆中的能量管理领域，该混合动力车辆具有至少一个热能能源和至少一个电能能源。

更确切地讲，本发明涉及根据所述车辆的能量管理规则、该车辆的牵引用蓄电池的充电状态和预期路线来对混合动力车辆在路线上的能量消耗进行优化的一种方法。

本发明优选地但非排他性地旨在用于可再充电的混合动力车辆，在这些可再充电的混合动力车辆中牵引用蓄电池可以直接从供电网络上的电源输出口来再充电。

背景技术

在可再充电的混合动力车辆中常用的能量管理方法涉及首先优选对蓄电池放电，随后一旦蓄电池电量低就维持该蓄电池的充电状态。这种方法通常是与减小能耗和保护环境的目的不相容的。取决于预期路线的距离和轮廓，以混合模式驾驶可能更加有利，即使这意味着到达目的地伴随着蓄电池放电。

为了能够做到车辆的能量源(电能和热能)的明智使用，车辆的能量管理系统需要知道车辆的能量需求和在预期行程上的可回收能量的数量。这种需求取决于大量参数，例如驾驶风格、环境(市区、高速公路、高地)以及与车辆(负载)或外界(下雨、刮风、交通密度等)有关的各种扰动量。

公开号US2010/0305839披露了基于车辆的消耗模型根据交通情况的一种能量预测方法。这种方法没有考虑每个驾驶者的独特性。因此，该方法不太可能与车载能量管理系统相兼容。

发明内容

本发明旨在预测车辆在给定路线上行驶区段的能量类别，以便根据车辆和路线的独特性来优化该车辆的能量源的使用。

为此目的，本发明提出，在路线上的热成因转矩供应与电气成因转矩供应之间的分离是基于该路线的总能量消耗的预测、根据在构成此路线的多个不同区段上的这两个能源之间的能量分离和消耗的估算来建立的。

优选地，路线在填充有每个区段能量类别的估算的数据库中被分解为多个区段。

附图说明

在本发明的非限制性实施例的下述描述中通过参照附图对本发明进行进一步的解释，在附图中：

-图1示出了一族曲线，这族曲线示出了根据用于行驶一千米的电能的百分比、区段的平均倾斜度和区段的能量类别的燃料消耗

-图2示出了在所使用的数据库中道路区段的分类，

-图3示出了在区段的四种能量类别上的“逻辑回归”的结果，并且

-图4总结了该优化方法。

具体实施方式

本发明提出了使用混合动力车辆根据所使用的电能百分比的消耗曲线。通过举例和出于对比的目的，图1结合了对于给定的混合动力车辆在高速公路循环、道路循环、市区循环、和交通堵塞时以不同的平均坡度行驶1km的一族消耗曲线。

本发明在车辆中使用了车载导航系统，该车载导航系统能够始终表明车辆的位置和路线。该系统还在路线的这些区段上提供信息(例如平均速度、车道数量、红绿灯、路标等)，使得该系统能够在能量管理方面计算出最短、最快并且(最重要的是)最有利的路线。为此，所提出的方法是基于导航系统所使用的特定地图数据库。

这个数据库是使用现有地图数据来设置的，列出了足够数量的路线用以建立预测模型。目录使之有可能对地图提供者所提供的道路区段进行分类：区段通常对应于具有相同特征的路段。区段可以是几米至几千米长。这些区段是根据给定距离上的优化分离来分类的，该优化分离是通过优化算法、基于车辆给出的路线信息(尤其是速度和所记录的倾斜度)、使用基于动态基本原则的计算模型得出的。此信息还包括一族例如在图1中的那些曲线，示出了根据四个不同的区段类别的用于行驶一千米的电能的百分比的燃料消耗。

这些区段因此取决于根据所使用的电能的百分比的消耗曲线的形状而被分类为多个能量类别。相关函数可以例如被用于表征该形状的特征。

根据所述车辆的能量管理规则、该车辆的牵引用蓄电池的充电状态和预期路线来优化混合动力车辆在整个路线上的能量消耗。为此，导航系统的算法计算出在全部预期行程上的热源与电源之间的最优能量分离以便预测车辆在该行程上的能量需求。该预测涉及通过使用填充的数据库来估算车辆将行驶的区段的能量类别。这种需求例如将预期路线分类成上述四种类别中的一个：交通堵塞、市区、道路和高速公路。