【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及优化机动车辆的能量消耗，并且更具体地涉及一种用于优化在预定义路线上的机动车辆的能量消耗的方法。本专利技术特别地旨在生成用于在所述要行驶的路线上控制车辆的优化设定点，从而使能量消耗最小化。
技术介绍
1、在机动车辆中，优化在给定或预测路线上的传动系的能量消耗是已知的做法。这样的优化可以相对于燃料、相对于电能或同时相对于两者来执行。
2、如已知的，可以使用称为庞特里亚金极大值原理(pontryagin′s maximumprinciple，pmp)的原理来执行优化。该方法包括基于待优化的标准(例如，所消耗的燃料量或电能)和系统的动力学的描述来最小化哈密顿函数(或哈密顿量)。基于车辆的不同变量(车辆的速度、电池的荷电状态等)的状态和不同的输入或设定点(用于内燃发动机的将应用于车辆的轮子的扭矩设定点、用于电机的将应用于车辆的轮子的扭矩设定点和/或催化转化器加热设定点和/或冷却回路控制设定点)来限定系统的动力学。哈密顿函数被最小化，以便确定使得获得最小燃料或电能消耗成为可能的设定点。
3、每个输入或设定点都取决于某些变量的状态。例如，将应用于车辆的轮子的用于电机的扭矩设定点取决于车辆的速度和电池的荷电状态，冷却回路控制设定点取决于冷却回路中的实时温度，并且催化转化器加热设定点取决于催化转化器中的实时温度。
4、然后使以这种方式确定的哈密顿量最小化。换句话说，选择哈密顿量的值为最低的设定点的值并将其应用于车辆。
5、因此，根据系统的当前状态实时地确定设定点值。此外，当每个状态变量
6、因此，有时建议将附加项添加到哈密顿量的公式中，以便在达到或甚至超过设定点或状态变量的某些极限时使哈密顿量最小化。然而，添加这样的项也会在哈密顿量中引入人为偏差，当它被最小化时，哈密顿量可能无法指示正确的最佳设定点集以使所需的标准最小化。
7、因此，需要一种使得有可能至少部分地克服这些缺点的解决方案。
技术实现思路
1、为此，本专利技术涉及一种用于优化机动车辆的能量消耗的方法，该车辆包括燃料箱、能够供应电能的电池、由燃料箱提供动力的内燃发动机、通过由电池供应的电能提供动力的至少一个电机、与内燃发动机相关的至少一个装置和与电机相关的至少一个装置、以及用于在预定路线上管理机动车辆的传动系的计算机，该计算机能够通过发出所谓的“内燃”设定点来控制内燃发动机并通过应用所谓的“电”设定点来控制电机，内燃发动机、电机、与内燃发动机相关的该至少一个装置和与电机相关的该至少一个装置各自由至少一个状态变量来表征，每个状态变量使得有可能描述其所表征的装置的操作状态，每个状态变量取决于至少一个状态约束并且由在初始时间的初始值限定，每个设定点与至少一个状态变量相关联，所述方法的值得注意之处在于它包括以下步骤：
2、a)限定从初始时间开始的预测时段，
3、b)根据所述状态变量的初始值确定在预测时段内每个状态变量的最大理论变化，使得每个状态变量满足对其特定的所有状态约束，
4、c)确定包括针对每个设定点的一组值的适用设定点的范围，每个设定点值被选择成使得与所述设定点相关联的每个状态变量的变化满足针对所述状态变量确定的最大理论变化，
5、d)在所确定的适用设定点的范围内确定内燃设定点的值和至少一个电设定点的值，对于该值来说，哈密顿函数是最低的。
6、该方法针对车辆的预定义/给定路线来实施。
7、根据本专利技术的方法使得有可能限定扭矩设定点，以便在车辆在给定或预测路线上操作期间供应由驾驶员请求的功率和加速度，同时使车辆的能量消耗最小化。此外，在确定适用设定点的范围的步骤期间，不满足应用于系统的状态变量的该至少一个约束的每个设定点的值被消除。因此，此后确定的内燃设定点和电设定点必然包括在适用设定点的范围内，并且可以有效地应用于系统。
8、优选地，通过以下方式确定每个设定点的值：
9、a.通过在适用设定点的范围内使模拟车辆的动力学的方程组的哈密顿量最小化来确定所谓的“最佳”设定点，
10、b.在包括所有设定点的整个设定点范围内使模拟车辆的动力学的拉格朗日函数最小化，拉格朗日函数由先前确定的哈密顿量和与状态约束相关的所谓的卡鲁什-库恩-塔克(karush-kuhn-tucker)参数确定。
11、换句话说，表示用于计算拉格朗日函数的状态约束的函数由计算的所谓的卡鲁什-库恩-塔克(kkt)参数加权，使得通过在整个设定点范围内使所述拉格朗日函数最小化而确定的最佳设定点对应于通过在减少到仅满足所考虑的状态约束的设定点的适用设定点的范围内使哈密顿函数最小化而获得的最佳设定点。
12、优选地，确定卡鲁什-库恩-塔克参数μ，使得在适用的设定点范围内使哈密顿量最小化的解也在整个范围内使拉格朗日函数最小化。
13、本专利技术还涉及一种用于在预定路线上管理机动车辆的传动系的计算机，该车辆包括燃料箱、能够供应电能的电池、由燃料箱提供动力的内燃发动机、通过由电池供应的电能提供动力的电机、与内燃发动机相关的至少一个装置和与电机相关的至少一个装置、以及用于在预定路线上管理机动车辆的传动系的计算机，该计算机能够通过发出所谓的“内燃”设定点来控制内燃发动机并通过应用所谓的“电”设定点来控制电机，内燃发动机、电机、与内燃发动机相关的该至少一个装置和与电机相关的该至少一个装置各自由至少一个状态变量来表征，每个状态变量使得有可能描述其所表征的装置的操作状态，每个状态变量取决于至少一个状态约束并且由在初始时间的初始值限定，每个设定点与至少一个状态变量相关联，该计算机的值得注意之处在于它被配置成：
14、a)限定从初始时间开始的预测时段，
15、b)根据所述状态变量的初始值确定在预测时段内每个状态变量的最大理论变化，使得每个状态变量满足对其特定的所有状态约束，
16、c)确定包括针对每个设定点的一组值的适用设定点的范围，每个设定点值被选择成使得每个状态变量的变化满足针对所述状态变量确定的最大理论变化，
17、d)在所确定的适用设定点的范围内确定内燃设定点的值和至少一个电设定点的值，对于该值来说，哈密顿函数是最低的。
18、因此，计算机使得有可能确定扭矩设定点，以便在车辆在给定或预测路线上操作期间供应由驾驶员请求的功率和加速度，同时使车辆的能量消耗最小化。此外，在确定适用设定点的范围的步骤期间，不满足应用于系统的状态变量的该至少一个约束的每个设定点的值被消除。因此，此后确定的内燃设定点和电设定点必然包括在适用设定点的范围内，并且可以有效地应用于系统。
19、优选地，计算机被配置成通过以下方式确定每个设定点的值：
20、a.通过先前确定的在适用设定点的范围内使模拟车辆的动力学的方程组本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于优化机动车辆的能量消耗的方法，所述车辆包括燃料箱、能够供应电能的电池(30)、由所述燃料箱提供动力的内燃发动机(M)、通过由所述电池(30)供应的电能提供动力的至少一个电机(ME)、与所述内燃发动机(M)相关的至少一个装置(10,20)和与所述电机(ME)相关的至少一个装置(30)、以及用于在预定路线上管理所述机动车辆的所述传动系的计算机(40)，所述计算机(40)能够通过发出所谓的“内燃”设定点来控制所述内燃发动机(M)并通过应用所谓的“电”设定点来控制所述电机(ME)，所述内燃发动机(M)、所述电机(ME)、与所述内燃发动机(M)相关的所述至少一个装置(10,20)和与所述电机(ME)相关的所述至少一个装置(30)各自由至少一个状态变量来表征，每个状态变量使得有可能描述其所表征的所述装置的所述操作状态，每个状态变量取决于至少一个状态约束并且由在初始时间的初始值限定，每个设定点与至少一个状态变量相关联，
2.一种用于在预定路线上管理机动车辆的传动系的计算机(40)，所述车辆包括燃料箱、能够供应电能的电池(30)、由所述燃料箱提供动力的内燃发动机(M)、通
3.一种机动车辆，所述机动车辆包括燃料箱、能够供应电能的电池(30)、由所述燃料箱提供动力的内燃发动机(M)、通过由所述电池(30)供应的电能提供动力的至少一个电机(ME)、与所述内燃发动机(M)相关的至少一个装置(10,20)和与所述电机(ME)相关的至少一个装置(30)、以及用于在预定路线上管理所述机动车辆的所述传动系的计算机(40)以及如前述权利要求中所述的用于管理所述传动系的计算机，所述计算机(40)能够通过发出所谓的“内燃”设定点来控制所述内燃发动机(M)并通过应用所谓的“电”设定点来控制所述电机(ME)，所述内燃发动机(M)、所述电机(ME)、与所述内燃发动机(M)相关的所述至少一个装置(10,20)和与所述电机(ME)相关的所述至少一个装置(30)各自由至少一个状态变量来表征，每个状态变量使得有可能描述其所表征的所述装置的所述操作状态，每个状态变量取决于至少一个状态约束并且由在初始时间的初始值限定，每个设定点与至少一个状态变量相关联。
4.一种计算机程序产品，其特征在于，其包括一组程序代码指令，当它们由一个或多个处理器执行时，所述一组程序代码指令将所述一个或多个处理器配置成实施如权利要求1中所述的方法。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于优化机动车辆的能量消耗的方法，所述车辆包括燃料箱、能够供应电能的电池(30)、由所述燃料箱提供动力的内燃发动机(m)、通过由所述电池(30)供应的电能提供动力的至少一个电机(me)、与所述内燃发动机(m)相关的至少一个装置(10,20)和与所述电机(me)相关的至少一个装置(30)、以及用于在预定路线上管理所述机动车辆的所述传动系的计算机(40)，所述计算机(40)能够通过发出所谓的“内燃”设定点来控制所述内燃发动机(m)并通过应用所谓的“电”设定点来控制所述电机(me)，所述内燃发动机(m)、所述电机(me)、与所述内燃发动机(m)相关的所述至少一个装置(10,20)和与所述电机(me)相关的所述至少一个装置(30)各自由至少一个状态变量来表征，每个状态变量使得有可能描述其所表征的所述装置的所述操作状态，每个状态变量取决于至少一个状态约束并且由在初始时间的初始值限定，每个设定点与至少一个状态变量相关联，
2.一种用于在预定路线上管理机动车辆的传动系的计算机(40)，所述车辆包括燃料箱、能够供应电能的电池(30)、由所述燃料箱提供动力的内燃发动机(m)、通过由所述电池(30)供应的电能提供动力的至少一个电机(me)、与所述内燃发动机(m)相关的至少一个装置(10,20)和与所述电机(me)相关的至少一个装置(30)、以及用于在预定路线上管理所述机动车辆的所述传动系的计算机(40)，所述计算机(40)能够通过发出所谓的“内燃”设定点来控制所述内燃发动机(m)并通过应用所谓的“电”设定点来控制所述电机(me)，所述内燃发动机(m)、所述电机(me)...
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