用于具有高混合度的混合动力车辆的控制系统技术方案

本文公开了用于控制和操作具有高混合度的混合动力车辆的系统和方法。动力流控制系统基于混合动力车辆运行中的变化情况预测驱动混合动力车辆的车辆动力需求。动力流控制系统基于所预测的车辆动力需求控制动力流，以便提供驱动混合动力车辆的动力，其中，所预测的车辆动力需求大于最大值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于具有高混合度的混合动力车辆的控制系统。
技术实现思路
一些实施例涉及具有燃料消耗发动机和能量储存装置的混合动力车辆，所述能量储存装置被配置成供应驱动混合动力车辆的动力。所述混合动力车辆包括预测处理器和控制器，所述预测处理器预测驱动车辆的车辆动力需求，所述控制器基于预测的动力需求自动地控制从所述发动机和从所述能量储存装置到混合动力车辆的传动系的动力流，以便提供驱动混合动力车辆的动力。预测的车辆动力需求大于在混合动力车辆运行期间的至少一点所述发动机可用的最大动力。一些实施例涉及用于由燃料消耗发动机和联接到混合动力车辆的传动系的能量储存装置驱动的混合动力车辆的控制系统。所述控制系统包括预测处理器，所述预测处理器基于在混合动力车辆运行期间的变化情况预测驱动混合动力车辆的动力需求。所述控制系统还包括动力流控制器，所述动力流控制器被配置成至少部分基于预测的动力需求自动地控制所述发动机和所述传动系、所述能量储存装置和所述传动系、所述发动机和所述能量储存装置中的至少一种情况之间的动力流，以便提供驱动车辆的动力。驱动车辆的动力需求大于在混合动力车辆运行期间至少一个时间点发动机可用的最大动力。一些实施例涉及用于控制混合动力车辆中的动力流的方法。所述方法包括预测由燃料消耗发动机和能量储存装置驱动混合动力车辆的车辆动力需求，以及基于预测的车辆动力需求控制动力流以便提供驱动混合动力车辆的动力。预测的车辆的动力需求大于在车辆运行期间的至少一个时间点发动机可用的最大动力。【附图说明】图1A是混合动力车辆的实施例的框图表不；图1B是根据一些实施例车辆动力流控制系统的更加详细的框图表示；图1C是图1A的混合动力车辆具有机械能量储存装置的框图表示；图1D是图1A的混合动力车辆具有电能量储存装置的框图表示；图2图解说明混合动力车辆的驾驶员接口的实施例；图3图解说明预测图1A-1D的混合动力车辆的多条潜在路线的预测处理器的实施例；图4图解说明预测图1A-1D的混合动力车辆的多条潜在路线的预测处理器的另一实施例；图5图解说明被配置成预测图1A-1D的混合动力车辆的多条潜在路线和路线特定的驾驶参数的预测处理器的实施例；图6图解说明由图5的预测处理器使用的数据的实施例；以及图7图解说明用于图5的预测处理器的传感器系统的实施例。【具体实施方式】在以下的描述中，参照形成说明书的一部分的附图，图中通过图示示出几个具体的实施例。要理解，其它实施例也被考虑，并且可以在不偏离本申请的范围下做出。因此，以下详细描述不是在限制性意义上进行的。本申请一般涉及具有“高混合度”的混合动力车辆(本文中还称作“高DoH车辆”)。高DoH车辆是一种包括燃料消耗发动机和为与能量储存装置连接的车辆提供动力的至少一个其它装置的车辆，以致发动机通过其自身不能够在典型使用下传送车辆所需的最大动力。典型使用是车辆预期或被设计成使用的路线资料和驾驶员行为的集合。高DOH车辆是与传统的电池混合动力车辆相比，相对于车辆的相对高动力的能量储存装置，具有相对低动力的燃料发动机的车辆。尽管对高DOH没有精确定义，但出于本申请的目的，能量储存装置可以被认为在一些实施例中具有提供发动机的至少一半动力的能力。在一些实施例中，燃料消耗发动机不能基于典型的车辆使用提供车辆的预期峰值动力需求。在某些实施例中，燃料消耗发动机被配置成在DoH车辆的典型使用期间提供驱动高DoH车辆所需的至少平均的但小于峰值动力的动力。在一些情况下，内燃发动机在如预期或设计运行的额定运行时不能够基于预期的车辆使用模式提供车辆的预期峰值动力需求。限制发动机的动力输出可以允许发动机在最大效率范围内运行，以及降低发动机的成本和质量。在额定运行情况下，发动机可以具有足够大的动力以在相对平坦的道路上维持合理的速度，以低速爬山，并且以相对低的速率加速。因为高DOH车辆中的石油燃料发动机相对于车辆尺寸和性能需求是动力不足的，本文中公开的高DOH车辆可以使用各种能量储存装置来提供动力。通过限制燃料消耗发动机的动力输出，高DoH车辆可以以更高的效率运行相对更长的时段和/或距离。在一些实施例中，动力输出可以通过使用相对更小的燃料消耗发动机来限制，从而降低成本、有害排放和车辆的质量。在额定运行情况下，燃料消耗发动机可以具有足够大的动力以在相对平坦的道路上维持合理的速度，以低速爬山，并且以相对低的速率加速。因为高DoH车辆中的燃料消耗发动机相对于车辆尺寸和性能需求是动力不足的，所以，本文中公开的高DoH车辆可以使用各种能量储存装置提供动力，实现更快速的加速和改进的性能。一般来说，附图图解说明高DoH车辆以及车辆运行的潜在模式的各个实施例。这些模式例如包括具有能量储存装置(例如机械或电能量储存装置)的串联混合动力模式，具有能量储存装置的并联混合动力模式，具有能量储存装置的动力分配串联-并联混合动力模式以及各种穿行道路(through-the-road)混合动力模式。控制系统控制高DoH车辆的各个组件的运行模式。控制系统可以包括控制电路，诸如一个或多个微处理器、计算机、计算机系统、离散组件、相关软件、算法、组件的分析模拟模型等。在各个实施例中，能量储存装置可以是机械储存装置，例如飞轮，或电能量储存装置，例如超级电容器(也称作超级型电容器)或电化学电池组。飞轮或超级电容器具有高动力密度，相同量的动力可以用比电池组更小、更轻和/或费用不太高的单元获得。然而，高动力密度飞轮和超级电容器具有低能量密度。例如，在全动力下，超级电容器一般在几秒内放电，飞轮一般在几十秒或分钟内放电。这意味着超级电容器可以向车辆提供足够的动力，使得车辆只在有限的时段能够高效地加速，提高速度或爬山，或保持高速率。如果驾驶员想在能量储存装置耗尽时加速，则可用动力会局限制于燃料消耗发动机的动力，如之前讨论的它是动力不足的，所以动力是不够的。图1A是高DoH车辆10的实施例的框图表示。高DoH车辆10包括可选的驾驶员接口 12、燃料消耗发动机14、能量储存装置18、控制系统20、传动系24和诸如车轮28a和28b的运动系统。混合动力车辆可以包括用于对能量储存装置18充电的一个或多个充电系统。燃料消耗发动机14被配置成生成用于驱动车辆10的机械动力。操作燃料消耗发动机14使用的燃料可以包括汽油、柴油、甲醇、乙醇、丙烧、氢、甲烷(例如天然气或来自煤汽化)等中的一个或多个，包括替代燃料(化石或其它)。在某些实施例中，燃料消耗发动机14可以是多燃料发动机。在一些实施例中，燃料消耗发动机14可以是内燃发动机。传动系24可以包括变速器、差速器和轴，传动系24向混合动力车辆的车轮28 (或其它机械运动系统)提供机械能。如图1A中所示，传动系24联接于动力提供组件(能量储存装置10和发动机14)和运动系统之间。传动系24可以联接到能量储存装置10和燃料消耗发动机14中的一个或两个。例如，传动系24可以设置成通过使用差速器(图1A中未显示)向车轮28a、28b传送机械动力从而操作车轮28a和28b。车轮28a和28b可以联接成与差速器通过一个或多个轴成转矩和动力传递关系。每个车轮28a和28b可以是单个车轮，诸如前面乘客侧车轮和前面驾驶员侧车轮，或者诸如高DOH车辆的前车轮和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合动力车辆，包括：燃料消耗发动机，所述燃料消耗发动机被配置成供应驱动所述车辆的动力；能量储存装置，所述能量储存装置设置于所述混合动力车辆内，所述能量储存装置被配置成供应驱动所述车辆的动力；预测处理器，所述预测处理器被配置成基于所述车辆运行中的变化情况预测驱动所述车辆的动力需求；传动系，所述传动系被联接以引起所述车辆的运动；以及控制器，所述控制器被配置成在以下中的至少一种情况之间自动地控制动力流：所述发动机和所述传动系，所述能量储存装置和所述传动系，以及所述发动机和所述能量储存装置，以便至少部分基于所预测的动力需求提供驱动所述车辆的动力，其中，驱动所述车辆的所述动力需求大于在所述混合动力车辆的运行中的至少一个时间点所述发动机可用的最大动力。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：D·E·施瓦兹，S·加纳，B·萨哈，S·巴伯，
申请(专利权)人：帕洛阿尔托研究中心公司，
类型：发明
国别省市：美国;US