[发明专利]基于模型的路线能量预测、修正和优化的车辆

说明书

车辆包括驱动轮、具有可用能量的能量源、由能量源供电以提供输入转矩的转矩产生装置、被配置为接收输入转矩并且向该组驱动轮传递输出转矩的变速器，以及控制器。作为编程方法的一部分，控制器使用车载数据、非车载数据和第一逻辑块来预测沿着预定行驶路线的可用能量的消耗，并且还使用车载数据、非车载数据以及第二逻辑块与第一逻辑块之间的纠错回路来修正预测的能量消耗。控制器还使用修正后的能量消耗对车辆执行控制动作，包括改变车辆的逻辑状态。

技术领域

引言

车辆可以被配置为使用多种动力源进行推进。例如，汽油、柴油、天然气或其它替代燃料可以通过发动机燃烧以产生发动机转矩。混合动力电动车辆(HEV)使用一个或多个电机和发动机作为替代或补充的转矩源。在HEV中，发动机转矩可以单独地或者与来自一个或两个电机的电动机转矩一起传递到变速器输入或输出构件。发动机可以在电动车辆操作模式下关闭以节省燃料。增程型电动车辆(EREV)使用发动机转矩选择性地对发电机供电，而不会将发动机转矩传输到变速器。电池电动车辆(BEV) 缺少作为其动力系的一部分的发动机，并且因此使用电能来产生用于车辆推进的电动机转矩。燃料电池车辆(FCV)利用来自燃料电池组过程的电能来对电机供电和/或对电池组充电。

背景技术

无论动力系配置和车辆上使用的备用燃料或能源的具体类型如何，车载控制器都能够调节可用转矩源的转矩贡献。控制器从各种传感器接收输入信号，这些传感器共同监控当前操作状况。控制器执行算法或控制逻辑以确定在性能或能量效率方面适合于当前操作状况的动力系操作模式。动力系以最佳方式操作的能力在很大程度上取决于控制器适应动态变化的操作状况的速度和整体精度。

发明内容

本文公开了一种车辆，其包括动力系、传感器和具有编程的能量/功率 (E/P)预测模型的控制器。E/P预测模型允许控制器预测车辆在预定行驶路线上的能量消耗，而不考虑车辆上使用的特定类型的能量源。E/P预测模型使用前瞻性或“预见性”信息进行。控制器还被配置为使用由实时数据和学习的车辆性能通知的误差反馈回路来修正E/P预测模型的随时间变化的整体预测精度。最终，控制器使用修正后的预测以适合于车辆的动力系配置的方式(诸如通过针对BEV以提高精度来计算和显示路线能量预测，或者通过为HEV、EREV或FCV选择适当的动力系操作模式)来优化车辆的性能。

在非限制性示例实施例中，车辆包括一组驱动轮、具有可用能量的能量源、由能量源供电以提供输入转矩的转矩产生装置、被配置为接收输入转矩并且向该组驱动轮传递输出转矩的变速器，以及控制器。该特定实施例中的控制器被配置为使用车载数据、非车载数据和第一逻辑块来预测沿着预定行驶路线的来自能量源的可用能量的消耗速率，该能量源可以包括多个不同的能量源。控制器使用车载数据、非车载数据以及第二逻辑块与第一逻辑块之间的纠错回路来修正随时间变化的预测能量消耗。此后，控制器使用修正后的能量消耗对车辆执行控制动作，包括改变车辆的逻辑状态。

车辆可以包括显示屏。在这样的实施例中，改变逻辑状态可以包括使用修正后的能量消耗来更新车辆相对于预定行驶路线的估计剩余行驶里程，然后经由显示屏显示更新的剩余电动行驶里程。

在一些配置中，能量源包括能量存储系统(ESS)，并且转矩产生装置包括电连接到ESS的电机。在其它配置中，能量源可以包括可燃燃料的供应，其中转矩产生装置包括由可燃燃料的燃烧供电的发动机。或者，能量源可以包括氢气和氢燃料电池，其中转矩产生装置包括经由来自氢燃料电池的输出电流激励的电机。由于燃料电池的瞬态响应与发动机的瞬时响应大不相同，所以该方法可以采取诸如调度燃料电池以在给定驾驶循环中 (例如当道路负载即将发生时)更早开始发电的动作，否则以类似方式进行，不管能量源的来源如何。

改变逻辑状态可以包括开启发动机以便将车辆从其中ESS被放电到第一阈值充电状态(SOC)的电量消耗模式转变为ESS的SOC保持在高于第一SOC的第二SOC以上的电量保持模式。

控制器可以将沿着预定行驶路线的预测能量消耗分成具有不同相对功率水平的功率组，并且也可以在最高功率组期间开启发动机以进入电量保持模式。