控制混合动力电动车辆的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于控制混合动力电动车辆的方法和装置。所述装置包括：导航装置，其提供与道路坡度、速度极限，以及道路上的交通速度有关的信息。加速器踏板位置检测器检测加速器踏板的位置，并且制动踏板位置检测器检测制动踏板的位置；车辆速度检测器检测车辆的速度，荷电状态(SOC)检测器检测电池的SOC，并且档位检测器检测当前接合档位。控制器基于所述导航装置、所述加速器踏板位置检测器、所述制动踏板位置检测器、所述车辆速度检测器，所述SOC检测器，以及所述档位检测器的信号来操作所述混合动力车辆。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于控制混合动力电动车辆的方法和装置，且更具体地，涉及一种优化在全路线中混合动力电动车辆的驱动能量的用于控制混合动力电动车辆的方法和装置。
技术介绍
如在现有技术中通常已知的，混合动力电动车辆同时使用内燃发动机和电池动力源。换句话说，混合动力电动车辆将有效地结合和使用内燃发动机的扭矩和电动机的扭矩。通常地，混合动力电动车辆包括发动机、电动机、可选择地连接发动机和电动机的发动机离合器、变速器、差动齿轮装置、电池、配置成起动发动机或者基于发动机的输出产生电力的混合起动发电机(HSG：HybridStarter&Generator)，以及车轮。HSG可指代集成起动发电机(ISG：IntegratedStarter&Generator)。更进一步地，混合动力电动车辆在下列驱动模式中提供驱动，上述驱动模式有：电动车辆(EV：electricvehicle)模式中，其中使用电动机扭矩；混合动力电动车辆(HEV：hybridelectricvehicle)模式，其中，通过基于加速意图和减速意图、车速、电池的荷电状态(SOC：stateofcharge)等接合和释放发动机离合器，从而将发动机的扭矩用作主要扭矩，并且将电动机的扭矩用作辅助扭矩；以及可再生制动模式，其中在制动车辆时或者在车辆通过惯性减速过程中，回收制动和惯性能，通过电动机产生的电力给电池充电。由于混合动力电动车辆同时使用发动机的机械能和电池的电能，使用发动机和电动机的最优做功区，并且根据制动回收能量，燃料效率将得以提高并且将高效地使用能量。根据现有技术中用于控制混合动力电动车辆的方法，为了满足驾驶者需求扭矩，发动机的扭矩和电动机的扭矩被确定为使发动机工作在最优工作点，因此能在当前时间进行有效驱动。然而，由于道路坡度的变化或车辆速度的变化，传统方法不能完整的反应驱动能量的变化，考虑到整个行驶路段，该方法是低效的。例如，当进入上坡路段或是低速路段时，当电池的荷电状态(SOC)较低时，电动机的可用扭矩将不足，并且执行过度控制来满足驱动的需求扭矩。因此，耐久性将会劣化，此外，当进入下坡路段或者是高速路段时，当电池的SOC较高时，充电可用SOC不足，并且因此，可再生制动能量将被浪费。上述在本部分公开的信息仅用于增强对本专利技术的背景的理解，并且因此其可包含不构成本国家内本领域的普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于控制混合动力电动车辆的方法和装置，其具有能够在全路线优化混合动力电动车辆的驱动能的优势。根据本专利技术的示例性实施例的用于控制混合动力电动车辆的方法可包括：设置从混合动力电动车辆的当前位置朝向目的地的路线；基于与路线的海拔高度有关信息的设置多个路段；基于每个路段的距离、每个路段的平均有效坡度，以及每个路段的平均有效车辆速度计算每个路段的预期驱动力；基于每个路段的平均有效坡度和每个路段的平均有效车辆速度确定每个路段的预期档位；基于每个路段的预期的驱动力和每个路段的预期的档位计算每个路段的预期的驾驶者需求扭矩；以及，基于每个路段的平均有效车辆速度和每个路段的预期档位计算每个路段的变速器的预期的输入速度。此外，上述方法可包括：参考发动机的最优工作点从每个路段的预期的驾驶者需求扭矩来计算每个路段的发动机的需求扭矩和每个路段的电动机的需求扭矩；基于参考发动机的最优工作点计算的每个路段的电动机的需求扭矩与每个路段的变速器的预期的输入速度计算每个路段的电动机的需求功率；基于参考发动机的最优工作点计算的每个路段的电动机需求功率计算每个路段的荷电状态(SOC)增益；基于参考发动机的最优工作点计算的每个路段的SOC增益，计算每个路段的第一虚拟SOC趋势线；基于每个路段的第一虚拟SOC趋势线和每个路段的变速器的预期输入速度，计算每个路段的电动机的可用扭矩；基于每个路段的预期的驾驶者需求扭矩和每个路段的电动机的可用扭矩，来计算每个路段的电动机的可用扭矩的极限；基于每个路段的电动机的可用扭矩的极限来计算每个路段的可用SOC；设置用于最小化在多个路段中的发动机的累积做功(accumulatedwork)的目标函数(objectivefunction)；设置最小化多个路段中的发动机的累积做功的第二虚拟SOC趋势线、每个路段的电动机的预期的需求扭矩、发动机的预期的需求扭矩以及在多个路段中的累积驱动做功的约束函数(constraintfunction)。上述方法可进一步地包括：确定满足目标函数和约束函数的设计变量，其中上述设计变量可包括第二虚拟SOC趋势线、每个路段的电动机的预期需求扭矩，以及在多个路段中的电动机的累积做功；基于每个路段的预期的驾驶者需求扭矩和每个路段的电动机的预期需求扭矩计算每个路段的发动机的预期需求扭矩；基于每个路段的预期的驾驶者需求扭矩、每个路段的发动机的预期需求扭矩，以及每个路段的电动机的预期需求扭矩来确定每个路段的混合动力电动车辆的预期的驱动模式；基于第二虚拟SOC趋势线、每个路段的平均有效坡度，以及每个路段的平均有效车辆速度来确定第一阈值线和第二阈值线；以及，使用混合动力电动车辆的预期的驱动模式、第一阈值线，以及第二阈值线来操作发动机和电动机。上述使用所述混合动力电动车辆的预期的驱动模式、所述第一阈值线，以及第二阈值线操作发动机和电动机的步骤包括：确定电池的当前的SOC是否处于第一阈值线和第二阈值线之间；当电池的当前SOC处于第一阈值线和第二阈值线之间时，基于在当前时间的实际的驾驶者需求扭矩与在当前路段的预期的驾驶者需求扭矩之差，以及在当前路段的电动机的预期需求扭矩，来计算在当前时间的电动机需求扭矩；基于在当前时间的实际的驾驶者需求扭矩和在当前时间的电动机的需求扭矩计算在当前时间的发动机的需求扭矩；以及基于在当前时间的发动机的需求扭矩和在当前时间的电动机的需求扭矩来操作发动机和电动机。使用混合动力电动车辆的预期的驱动模式、第一阈值线，以及第二阈值线操作发动机和电动机的步骤可进一步地包括：当电池的当前SOC小于第一阈值线时，计算第一增量SOC，其是电池的当前SOC和第一阈值线之间的差值；基于第一增量SOC计算第一校正值；以及，使用第一校正值执行充电导向控制从而给电池充电。使用第一校正值来执行给电池充电的充电导向控制的步骤可包括：基于在当前时间的电动机的需求扭矩和第一校正值来计算在当前时间的电动机的校正的需求扭矩；基于在当前时间的实际的驾驶者需求扭矩和在当前时间的电动机的校正的需求扭矩来计算在当前时间的发动机的校正的需求扭矩；以及基于在当前时间的发动机的校正的需求扭矩和在当前时间的电动机的校正的需求扭矩来操作发动机和电动机。使用混合动力电动车辆的预期的驱动模式、第一阈值线，以及第二阈值线来操作发动机和电动机的步骤可进一步地包括：当当前SOC大于第二阈值线时，计算第二增量SOC，其是电池的当前SOC和第二阈值线之间的差值；基于第二增量SOC计算第二校正值；以及，使用第二校正值执行放电导向控制来将电池放电。使用第二校正值来执行将电池放电的放电导向控制的步骤可包括：基于在当前时间的电动机的需求扭矩和第二校正值来计算当前时间的电动机的校正的需求扭矩；基于在当前本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制混合动力电动车辆的方法，所述方法包括以下步骤：通过控制器，设置从所述混合动力电动车辆的当前位置朝向目的地的路线；通过所述控制器，基于与所述路线的海拔高度有关信息的设置多个路段；通过所述控制器，基于每个路段的距离、每个路段的平均有效坡度，以及每个路段的平均有效车辆速度计算每个路段的预期驱动力；通过所述控制器，基于所述每个路段的平均有效坡度和所述每个路段的平均有效车辆速度确定每个路段的预期档位；通过所述控制器，基于所述每个路段的预期的驱动力和每个路段的预期的档位计算每个路段的预期的驾驶者需求扭矩；通过所述控制器，基于所述每个路段的平均有效车辆速度和所述每个路段的预期档位计算每个路段的变速器的预期的输入速度；通过所述控制器，参考所述发动机的最优工作点从所述每个路段的预期的驾驶者需求扭矩来计算每个路段的发动机的需求扭矩和每个路段的电动机的需求扭矩；通过所述控制器，基于参考所述发动机的最优工作点计算的所述每个路段的电动机的需求扭矩与所述每个路段的变速器的预期的输入速度，来计算每个路段的电动机的需求功率；通过所述控制器，基于参考所述发动机的最优工作点计算的所述每个路段的电动机需求功率来计算每个路段的荷电状态(SOC)增益；通过所述控制器，基于参考所述发动机的最优工作点计算的所述每个路段的SOC增益，计算每个路段的第一虚拟SOC趋势线；通过所述控制器，基于所述第一虚拟SOC趋势线和所述每个路段的变速器的预期的输入速度来计算每个路段的电动机的可用扭矩；通过所述控制器，基于所述每个路段的预期的驾驶者需求扭矩和所述每个路段的电动机的可用扭矩来计算每个路段的电动机的可用扭矩的极限；通过所述控制器，基于所述每个路段的电动机的可用扭矩的极限来计算每个路段的可用SOC；通过所述控制器，设置最小化在多个路段中的所述发动机的累积做功的目标函数；通过所述控制器，设置最小化在多个路段中的发动机的累积做功的第二虚拟SOC趋势线、每个路段的电动机的预期的需求扭矩、发动机的预期的需求扭矩，以及在多个路段中的累积驱动做功的约束函数；通过所述控制器，确定满足所述目标函数和所述约束函数的设计变量，其中所述设计变量包括所述第二虚拟SOC趋势线、所述每个路段的电动机的预期需求扭矩，以及在所述多个路段中的电动机的累积做功；通过所述控制器，基于所述每个路段的预期的驾驶者需求扭矩和所述每个路段的电动机的预期需求扭矩计算所述每个路段的发动机的预期需求扭矩；通过所述控制器，基于所述每个路段的预期的驾驶者需求扭矩、所述每个路段的发动机的预期需求扭矩，以及所述每个路段的电动机的预期的需求扭矩来确定每个路段的混合动力电动车辆的预期的驱动模式；通过所述控制器，基于所述第二虚拟SOC趋势线、所述每个路段的平均有效坡度，以及所述每个路段的平均有效车辆速度来确定第一阈值线和第二阈值线；以及通过所述控制器，使用混合动力电动车辆的预期的驱动模式、所述第一阈值线，以及所述第二阈值线来操作所述发动机和所述电动机。...

【技术特征摘要】
2015.10.06 KR 10-2015-01404381.一种用于控制混合动力电动车辆的方法，所述方法包括以下步骤：通过控制器，设置从所述混合动力电动车辆的当前位置朝向目的地的路线；通过所述控制器，基于与所述路线的海拔高度有关信息的设置多个路段；通过所述控制器，基于每个路段的距离、每个路段的平均有效坡度，以及每个路段的平均有效车辆速度计算每个路段的预期驱动力；通过所述控制器，基于所述每个路段的平均有效坡度和所述每个路段的平均有效车辆速度确定每个路段的预期档位；通过所述控制器，基于所述每个路段的预期的驱动力和每个路段的预期的档位计算每个路段的预期的驾驶者需求扭矩；通过所述控制器，基于所述每个路段的平均有效车辆速度和所述每个路段的预期档位计算每个路段的变速器的预期的输入速度；通过所述控制器，参考所述发动机的最优工作点从所述每个路段的预期的驾驶者需求扭矩来计算每个路段的发动机的需求扭矩和每个路段的电动机的需求扭矩；通过所述控制器，基于参考所述发动机的最优工作点计算的所述每个路段的电动机的需求扭矩与所述每个路段的变速器的预期的输入速度，来计算每个路段的电动机的需求功率；通过所述控制器，基于参考所述发动机的最优工作点计算的所述每个路段的电动机需求功率来计算每个路段的荷电状态(SOC)增益；通过所述控制器，基于参考所述发动机的最优工作点计算的所述每个路段的SOC增益，计算每个路段的第一虚拟SOC趋势线；通过所述控制器，基于所述第一虚拟SOC趋势线和所述每个路段的变速器的预期的输入速度来计算每个路段的电动机的可用扭矩；通过所述控制器，基于所述每个路段的预期的驾驶者需求扭矩和所述每个路段的电动机的可用扭矩来计算每个路段的电动机的可用扭矩的极限；通过所述控制器，基于所述每个路段的电动机的可用扭矩的极限来计算每个路段的可用SOC；通过所述控制器，设置最小化在多个路段中的所述发动机的累积做功的目标函数；通过所述控制器，设置最小化在多个路段中的发动机的累积做功的第二虚拟SOC趋势线、每个路段的电动机的预期的需求扭矩、发动机的预期的需求扭矩，以及在多个路段中的累积驱动做功的约束函数；通过所述控制器，确定满足所述目标函数和所述约束函数的设计变量，其中所述设计变量包括所述第二虚拟SOC趋势线、所述每个路段的电动机的预期需求扭矩，以及在所述多个路段中的电动机的累积做功；通过所述控制器，基于所述每个路段的预期的驾驶者需求扭矩和所述每个路段的电动机的预期需求扭矩计算所述每个路段的发动机的预期需求扭矩；通过所述控制器，基于所述每个路段的预期的驾驶者需求扭矩、所述每个路段的发动机的预期需求扭矩，以及所述每个路段的电动机的预期的需求扭矩来确定每个路段的混合动力电动车辆的预期的驱动模式；通过所述控制器，基于所述第二虚拟SOC趋势线、所述每个路段的平均有效坡度，以及所述每个路段的平均有效车辆速度来确定第一阈值线和第二阈值线；以及通过所述控制器，使用混合动力电动车辆的预期的驱动模式、所述第一阈值线，以及所述第二阈值线来操作所述发动机和所述电动机。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述使用所述混合动力电动车辆的预期的驱动模式、所述第一阈值线，以及所述第二阈值线操作所述发动机和所述电动机的步骤包括：通过所述控制器，确定电池的当前的SOC是否处于所述第一阈值线和所述第二阈值线之间；当所述电池的当前SOC处于所述第一阈值线和所述第二阈值线之间时，通过所述控制器，基于在当前时间的实际的驾驶者需求扭矩和
\t在当前路段的预期的驾驶者需求扭矩之间的差值，以及在当前路段的电动机的预期需求扭矩来计算在当前时间的电动机需求扭矩；通过所述控制器，基于所述在当前时间的实际的驾驶者需求扭矩和在当前时间的电动机的需求扭矩计算在当前时间的发动机的需求扭矩；以及通过所述控制器，基于在所述在当前时间的发动机的需求扭矩和所述在当前时间的电动机的需求扭矩来操作所述发动机和所述电动机。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述使用所述混合动力电动车辆的预期的驱动模式、所述第一阈值线，以及所述第二阈值线来操作所述发动机和所述电动机的步骤包括：当所述电池的当前SOC小于所述第一阈值线时，通过所述控制器计算第一增量SOC，其是所述电池的当前SOC和所述第一阈值线之间的差值；通过所述控制器，基于所述第一增量SOC计算所述第一校正值；以及通过所述控制器，使用所述第一校正值执行充电导向控制从而给所述电池充电。4.根据权利要求3所述的方法，其中通过使用所述第一校正值来执行用于给所述电池充电的充电导向控制的步骤包括：通过所述控制器，基于所述在当前时间的电动机的需求扭矩和所述第一校正值来计算在当前时间的电动机的校正的需求扭矩；通过所述控制器，基于所述在当前时间的实际的驾驶者需求扭矩和所述在当前时间的电动机的校正的需求扭矩来计算在当前时间的发动机的校正的需求扭矩；以及通过所述控制器，基于所述在当前时间的发动机的校正的需求扭矩和所述在当前时间的电动机的校正的需求扭矩来操作所述发动机和所述电动机。5.根据权利要求2所述的方法，其中使用所述混合动力电动车辆的预期的驱动模式、第一阈值线，以及第二阈值线来操作所述发动机和所述电动机的步骤包括：当所述当前SOC大于所述第二阈值线时，通过所述控制器计算第二增量SOC，所述第二增量SOC是所述电池的当前的SOC和所述第二阈值线之间的差值；通过所述控制器，基于所述第二增量SOC计算第二校正值；以及通过所述控制器，使用所述第二校正值执行放电导向控制来将所述电池放电。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述通过使用所述第二校正值来执行给电池放电的放电导向控制的步骤包括：通过所述控制器，基于所述在当前时间的电动机的需求扭矩和所述第二校正值来计算当前时间的电动机的校正的需求扭矩；通过所述控制器，基于所述在当前时间的实际的驾驶者需求扭矩和所述在当前时间的电动机的校正的需求扭矩来计算在当前时间的发动机的校正的需求扭矩；以及通过所述控制器，基于所述在当前时间的发动机的校正的需求扭矩和所述在当前时间的电动机的校正的需求扭矩来操作所述发动机和所述电动机。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述每个路段的平均有效坡度通过提取海拔高度的极值线性化海拔高度进行计算。8.根据权利要求1所述的方法，其中平均有效车辆速度基于与所述路线上的速度极限有关的信息以及与所述路线上的交通车辆速度有关的信息进行计算。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述每个路段的SOC增益包括每个路段的放电SOC增益和每个路段的充电SOC增益，当所述参考所述发动机的最优工作点计算的每个路段的电动机的
\t需求扭矩是正值时，所述每个路段的放电SOC增益基于所述每个路段的电动机的需求功率、电动机的放电效率、所述每个路段的距离、所述每个路段的平均有效车辆速度，以及所述电池的额定功率进行计算，并且当所述参考所述发动机的最优工作点计算的每个路段的电动机的需求扭矩是负值时，所述每个路段的充电SOC增益基于所述每个路段的电动机的需求功率、电动机的充电效率、所述每个路段的距离、所述每个路段的平均有效车辆速度，以及所述电池的额定功率进行计算。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述每个路段的电动机的可用扭矩包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹东泌，李载文，崔光薰，金泰秀，赵圭焕，金正旭，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR