公开了用于优化混合动力电动车中燃料消耗的系统和方法。混合动力效率指数(HEI)用于量化在给定功率水平下的电能消耗可实现的有关的效率优点。还公开了最小效率阈值，其用于确定哪一个HEI值会产生在车辆的操作期间能最佳地使用电能。还公开了用于调整相对于再生制动事件、能量存储系统内的存储容量以及其他方面的最小效率阈值的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】相关串请的交叉引用本申请要求享有2013年3月14日提交的美国临时申请61/782，476的优先权，其全部内容通过引用并入到本文中。
技术介绍
混合功力电动车通常使用电力驱动系统和矿物燃料驱动系统二者来使燃料消耗最小化。结果，对混合动力车辆驱动系统的控制通常包括确定在发动机中燃烧矿物燃料的同时如何最优地消耗电力(或取代燃烧矿物燃料)。在一些情况下，赞成较大程度地使用电力是有利的，然而在另一些情况下，在发动机中燃烧较多的燃料并且在电动机/发电机中使用较少的电力可实现最优的燃料经济性。决定这种平衡是困难的并且通常是违反直觉的，这是由于决定最优的燃料经济性可包含多个因素，例如发动机的燃料效率、可获得的电能的量和最大传递速率、在不同功率水平下的电能传递中遭受的损耗，还有车辆的速率、其重量，以及多个其他相关的因素。
技术实现思路
公开了用于优化混合动力电动车驱动系统中的功率消耗的系统和方法。包括用于优化在从接通到断开的整个操作循环中电能和矿物燃料消耗的技术，而不是优化在仅各个瞬间时间点处的消耗。例如，在长期的最优功率水平下消耗电能而不是在任何时间点处的最优功率水平下消耗电能是最有益的。在一个实施方案中，通过计算混合动力效率指数(HEI)来运行系统，该混合动力效率指数定义为燃料消耗速率的变化除以所存储的电能的变化速率。在混合动力车辆的推进阶段中的任何瞬间，对于混合动力系统控制逻辑而言，所期望的动力总成输出、部件的效率以及发动机燃料效率是很好地表征出来且为已知的。因此，在任何给定的时间点，可针对一系列的电能水平计算HEI，或在车辆的整个操作期间重复地计算，因此如果使用电能替代燃料能来用于相应于当前使用者扭矩要求的一部分或全部的有效电能输出，则可连续地量化有效效率增加的比值。在另一个方面，系统包括用于确定什么时候特定的效率增加(HEI值)代表电功率的最佳使用的方法。在一个公开的实施方案中，系统包括最小效率水平，或目标HEI，低于所述目标HEI的HEI被视为不足以操作电动机。在车辆的整个操作期间均会调整目标HEI，以优化何时用电能替代矿物燃料是最有利的。在一个例子中，目标HEI设置为低的足以消耗所有有效的电能，而不浪费例如在整个再生制动期间获得能量的机会。类似地，在另一个例子中，最小效率阈值设为以下水平:在整个行程期间消耗的能量等于在操作循环或行程期间捕获的再生能量。在另一个方面，系统考虑了电能存储系统的存储容量是否足以存储在整个行程期间回收的能量并递送到电动机/发电机。例如，系统可自适应地观察在整个行程中回收的能量，并且判断在车辆的操作期间内的任何给定的时间有多少车辆的动能可回收为电能的平均期望比值。因此，该算法可判断是否有足够的存储容量。例如，在一个例子中，不充足的存储容量的判定会导致HEI目标的逐渐降低，因此造成更频繁地使用电能。类似地，在HEI处理算法的另一个方面，当能量存储系统的容量受到限制而导致不能捕获部分的有效再生能量时，发生再生制动事件也将会致使HEI目标的降低，造成更频繁地使用电动机以在能量存储系统中产生额外的容量，因此使得系统更能在再生制动期间回收更多的能量。在另一个方面中，可将最小效率阈值调高或调低以辅助能量存储系统保持在想要的存储容量附近。HEI处理的这一方面是有益的，例如，通过将能量存储系统保持在接近一定的充电容量来延长其使用寿命是有利的。通过详细描述和随之提供的附图，本专利技术其他的形式、目的、特征、方面、好处、优点和实施方案将变清楚。【附图说明】图1是混合动力系统的一个实施例的示意图。图2是图1中的混合动力系统的电信系统的总图。图3是显示了图1的控制系统的一个方面的流程图，该流程图包括用于计算一个或多个电动机放电功率值的HEI的步骤。图4是显示了图1的控制系统的另一个方面的流程图，该流程图包括用于在再生制动事件后调整最小效率阈值的步骤。图5是显示了图1的控制系统的另一个方面的流程图，该流程图包括用于调整与预期的能量回收量相关的最小效率阈值的步骤。图6是显示了图1的控制系统的另一个方面的流程图，该流程图包括用于调整与估算阈值相关的最小效率阈值的步骤。【具体实施方式】出于更好地理解本专利技术原理的目的，现在将参照在附图中说明的实施方案，并且使用详细的语言来对其进行描述。然而需要理解的是，本专利技术的范围并不因此而受到限制。如同与本专利技术相关的领域的技术人员所通常想到的那样，可以构思出对在此描述的实施方案的任何修改和进一步的改进，以及对此处所描述的本专利技术原理的进一步应用。这里非常详细地显示了本专利技术的一个实施方案，然而对于本领域的技术人员来说很明显，为了简要起见，一些与本专利技术无关的特征也许不会显示出来。在下面描述中的标记数字用于帮助读者快速识别出首次显示了各种部件的附图。特别是，首次出现了元件的附图典型地由相应的标记数字的最左侧的数字来表示。例如，由“100”系列标记数字标出的元件将首次出现在图1中，由“200”系列标记数字标出的元件将首次出现在图2中，以此类推。对于说明书、摘要和权利要求书来说，应当注意地是，单数形式“一”、“该”等也包括复数，除非另有明确说明。作为说明，关于“一个装置”或“该装置”包括一个或多个这种装置或其等效物。图1显示了根据一个实施方案的混合动力系统(hybrid system) 100的示意图。图1中说明的混合系统100适合用于商用卡车以及其他类型的车辆或运输系统，但是可以设想混合动力系统100的多个方面可结合到其他环境中。如图所示，混合动力系统100包括发动机102、混合动力模块(hybrid module) 104、变速箱106和用于将功率从变速箱106传递到车轮110的传动系108。混合模块104结合了通常称之为电机112的电动机/发电机或电机器，和使发动机102与电机112和变速箱106操作性连接和脱开的离合器114。混合动力系统100结合了用于控制多种部件的操作的控制系统。例如，发动机102具有发动机控制模块146，其可控制发动机102的多种操作特征，例如燃料喷射等。变速箱/混合控制模块(TCM/HCM或“控制器” )148取代了传统的变速箱控制模块，并且设计为控制变速箱106以及混合动力模块104的操作。变速箱/混合控制模块148和发动机控制模块146连同逆变器132和能量存储系统134沿着如图1中描述的通信线路通信。就总体功能而言，变速箱/混合控制模块148接收来自能量存储系统134和其中的多个能量存储模块136的功率限值、电容、有效电流、电压、温度、充电阶段、状态和风扇速率信息。在所说明的实施例中，能量存储系统134包括三个连接在一起(例如并联连接在一起)的能量存储模块136以向逆变器132提供高压电能。变速箱/ 混合动力控制模块(transmiss1n/hybrid control module) 148 又发出用于连接多个能量存储模块136的指令，以向逆变器132提供电压或由逆变器提供电压。变速箱/混合控制模块148从逆变器132接收多个输入，例如发动机/发电机的有效扭矩、扭矩限值、逆变器的电压电流和实际的扭矩速率。变速箱/混合动力控制模块148也会从逆变器132接收高电压总线功率和消耗信息。变速箱/混合动力控制模块148也监测输入电压和电流本文档来自技高网...
【技术保护点】
控制混合动力系统的方法，包括：使用与发动机通信的控制器来计算发动机的燃料消耗速率，所述发动机构造为消耗燃料以产生发动机输出扭矩；使用所述控制器来计算目标电动机输出扭矩，所述目标电动机输出扭矩通过所述控制器使用燃料消耗速率的预计变化和由电动机/发电机对存储电能的预计消耗导致的存储的电能的预计变化来计算；操作所述电动机/发电机来产生与目标电动机输出扭矩大体上相等的实际电动机输出扭矩；以及操作所述发动机来使所述发动机输出扭矩减少对应于所述目标电动机输出扭矩的量。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗里·K·瑞德，斯蒂芬·T·韦斯特，威廉·J·海因斯，
申请(专利权)人：艾里逊变速箱公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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