[发明专利]用于控制混合动力车辆的系统和方法

说明书

技术领域

本公开涉及一种用于控制混合动力车辆、并且特别是用于控制混合动力车辆的可再充电的能量存储装置的电量状态的系统和方法。

背景技术

插电式混合动力车辆包括变速器、内燃发动机、电马达-发电机、和可再充电的能量存储装置，诸如电池。相应地，车辆可通过内燃发动机、电马达或两者而被推进。有时，车辆仅仅通过由可再充电的电池供能的电马达驱动。有时，当车辆使用者预期在多山的区域中驾驶、且其中在该多山的区域中车辆预期攀爬陡峭的上坡或在多丘陵地形中驾驶时，车辆可为使用者提供选择，以手动地选择被称为山路模式的驱动模式，在山路模式中，车辆被命令给电池充电至预定的电量状态(SOC)(其可被称为山路模式SOC)，并且以在山路模式SOC下维持电池的储备电荷，以提供最低水平的坡度爬升性能。用于山路模式的SOC的预定值独立于车辆的实际使用情况，例如，不随车辆的实际使用情况而变化，使得山路模式SOC可能超过车辆完成旅程所需的实际道路负载能量。当在山路模式下驾驶，并且由于山路模式的充电需求，车辆可能具有较不灵敏的加速性能。如果在多山地区驾驶时使用者没有选择山路模式，推进动力可能降低，并且车辆性能受限，这可能导致增加的燃料消耗。

发明内容

提供了一种用于适应性地控制用于特定旅程路径的混合动力车辆的能量存储装置的电量状态(SOC)的系统和方法，其中车辆的充电模式和在旅程路径期间能量存储装置充电所达的电量状态阈值是基于最低能量需求(MER)而确定的，该最低能量需求是基于旅程路径而针对驾驶分析图(profile)动态确定的，使得，在沿着旅程路径的车辆操作期间，避免关于性能效果(诸如降低的推进动力)的能量不足和能量不足的发生。文中描述的方法和系统是有优势的，例如，相对于持续地将能量存储装置的电量状态维持在相对较高且任意的值，这通过选择性地将能量存储装置充电至避免能量不足的发生所需的最低的电量状态，以及通过仅当指示能量不足时通过使用对于可用充电时间最有效的充电模式而对能量存储装置充电实现。该系统和方法可分析一系列分析图窗口中的驾驶分析图，每个分析图窗口代表限定驾驶分析图的旅程路径的旅程段，使得最低能量需求能够当车辆沿着旅程路径行进时动态地估计和再估计，以适应性地调整在旅程期间的最低能量需求和SOC阈值。

文中所提供的方法和系统使用由驾驶分析图而确定的最低能量需求(MER)以通过命令车辆在电量消耗(常规)模式、电量维持(保持)模式和混合动力车辆的多个充电模式下操作之间转换而控制混合动力车辆的操作，以最优化电能的使用，最小化排放，且最大化燃料经济性。在一个示例中，多个充电模式包括标准充电模式、延长充电模式、和紧缩充电模式。最低能量需求基于针对特定旅程路径生成的能量不足分布而确定，并且电量状态(SOC)阈值基于最低能量需求而限定。SOC阈值是在旅程路径期间可从车辆的能量存储装置获得以避免能量不足的发生所需的最低SOC，其中能量不足从能量不足分布中识别。驾驶分析图可在一系列随后的分析图窗口中被分析，使得最低能量需求和SOC阈值可随着限定驾驶分析图的旅程路径的持续期间而变化，并且当最低能量需求沿着旅程路径变化时，车辆可在电量消耗、电量维持和充电模式中转换。SOC阈值与能量存储装置的SOC相比较，并且当SOC阈值超过能量存储装置的SOC时，车辆选择性地被命令在标准充电模式、紧缩充电模式和延长充电模式中的一种模式下操作，以将能量存储装置在足够的时间内充电至SOC阈值，以避免限定最低能量需求的能量不足的发生。基于选择将在可用的充电时间(例如，在能量不足事件发生之前)能将能量存储装置充电至SOC阈值的最有效的充电模式，充电模式从紧缩、标准和延长充电模式中选择，使得能够防止能量不足事件的发生。通过适应性地确定用于特定旅程路径和/或用于由旅程路径限定的旅程段的最低能量需求，SOC阈值可随旅程路径的限定而变化，使得能量存储装置仅被充电至弥补能量不足事件的发生所需的电量状态，并且仅当能量不足被指示时发生。