利用过去能量消耗中的变量预测电动车辆能量消耗的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]本发明涉及预测电动车辆能量消耗以及尤其涉及利用过去能量消耗中的变量来提高预测。
[0002]由于电动车辆选择性地利用一个或多个电池供电的电机进行驱动，因此电动车辆总体上与传统机动车辆不同。相比之下，传统机动车辆仅依赖内燃发动机驱动车辆。电动车辆可以利用电机取代内燃发动机，或者电动车辆可以除了内燃发动机以外还使用电机。
[0003]示例电动车辆包括混合动力电动车辆(HEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)、燃料电池车辆以及纯电动车辆(BEV)。电动车辆的动力传动系统通常配备有具有电池单元的电池组，其中电池单元存储用于为电机提供动力的电力。电池单元可以在使用前充电。电池单元可以在行驶过程中通过再生制动或内燃发动机再次充电。
[0004]预测电动车辆能量消耗在例如评估电动车辆到能量耗尽的距离是有用的。一些电动车辆仅基于特定时间段所用能量的平均水平来预测能量使用，例如行驶的最后五英里、十五英里或者三十英里；或五分钟、十五分钟或一小时的行驶时间段。消费者可以在这些行驶英里或行驶时间段之间选择。
【发明内容】
[0005]根据本发明示例性方面的一种控制电动车辆的方法，除了其他方面以外包括响应于所预测的能量消耗率而改变电动车辆操作。该方法还包括响应于过去能量消耗率中的变量而调整所预测的能量消耗。
[0006]在上述方法的另一示例中，该方法包括响应于过去能量消耗率的平均水平而调整所预测的能量率。
[0007]在上述任一方法的另一示例中，该方法包括在调整过程中改变过去能量消耗率中的变量的权重。
[0008]在上述任一方法的另一示例中，该方法包括基于降低的荷电状态而增加过去能量消耗率中的变量的权重。
[0009]在上述任一方法的另一示例中，该方法包括基于降低的荷电状态而降低过去能量消耗率平均水平的权重。
[0010]在上述任一方法的另一示例中，过去能量消耗率是针对行驶距离的范围、时间或二者的车辆的能量消耗率。
[0011]在上述任一方法的另一示例中，该范围响应于来自电动车辆操作者的命令而可调整。
[0012]在上述任一方法的另一示例中，过去能量消耗率的变量包含过去能量消耗率的标准偏差。
[0013]根据本发明的一个实施例，基于所预测的能量消耗率而提供能量耗尽的预测距离。
[0014]根据本发明的一个实施例，随着电池荷电状态的降低而以非线性的方式增加能量耗尽的预测距离。
[0015]根据本发明的一个实施例，其中改变包含基于所预测的能量消耗率而选择路线行驶。
[0016]根据本发明的一个实施例，进一步包含响应于调整而扩大消费者可用荷电状态的范围。
[0017]根据本发明的另一示例的一种电动车辆，除了其他方面以外包括用于保持电动车辆过去能量消耗率范围的数据存储模块。控制器基于该范围内的变量来计算电动车辆的所预测的能量消耗。
[0018]在上述电动车辆的另一示例中，该范围内的变量包含范围的标准偏差。
[0019]在上述任一电动车辆的另一示例中，控制器进一步基于该范围内的过去能量消耗率的平均水平来计算电动车辆的所预测的能量消耗。
[0020]根据本发明的一个实施例，其中在计算过程中控制器根据电动车辆的电池荷电状态来区别地加权变量以及平均水平。
[0021]根据本发明的一个实施例，进一步包含用于接收输入的权重选择器模块，该权重选择器模块引起控制器在计算过程中区别地加权变量和平均水平。
[0022]根据本发明的一个实施例，进一步包含用于接收输入的范围选择器，该范围选择器调整范围的大小。
[0023]根据本发明的又一示例性方面的一种电动车辆，除了其他方面以外包括用于保持电动车辆过去能量消耗率范围的数据存储模块。包括控制器以基于该范围内的变量来计算电动车辆的所预测的能量消耗。
【附图说明】
[0024]所公开示例的各种特征及有利之处从【具体实施方式】中对本领域的技术人员而言是显而易见的。伴随【具体实施方式】的附图可以简要描述如下:
[0025]图1示意性地示出了示例电动车辆动力传动系统；
[0026]图2以图表方式显示了贯穿具有图1中的动力传动系统的车辆的一示例行驶周期的能量消耗；
[0027]图3以图表方式显示了具有图1中的动力传动系统的车辆的另一个示例行驶周期的能量消耗；
[0028]图4示出了示例电动车辆的高度示意图；
[0029]图5示意性地示出了用于预测图4的电动车辆的能量消耗率的示例方法的流程；
[0030]图6以图表方式显示了当利用图5的方法预测能量消耗率时，在不同的电池电荷水平时的能量消耗率中的变量的示例权重；
[0031]图7示出了不同变量权的所预测的能量消耗率的示例覆盖范围；
[0032]图8以图表方式显示了利用过去能量使用中的变量的预测能量耗尽的距离如何与不利用过去能量使用中的变量的预测能量耗尽的距离不同。
【具体实施方式】
[0033]图1示意性地说明了用于电动车辆的动力传动系统10。尽管此处描述为混合动力车辆(HEV)，但应理解的是，此处所描述的概念不限于HEV，并且可以扩展到其他电气化车辆，包括但并不限于插电式混合动力电动车辆(PHEV)、燃料电池车辆和纯电动车辆(BEV)。
[0034]在一个实施例中，动力传动系统10是采用了第一传动系统和第二传动系统的功率分流动力传动系统(powersplit powertrain system)。第一传动系统包括发动机14和发电机18(即第一电机)的组合。第二传动系统至少包括马达22(即第二电机)、发电机18以及电池组24。在这个示例中，第二传动系统被认为是动力传动系统10的电力传动系统。第一和第二传动系统产生扭矩用于驱动一组或者多组电动车辆的车辆传动轮28。
[0035]在本示例中是内燃发动机的发动机14以及发电机18可以通过动力传输单元30一一例如行星齿轮组一一连接。当然，也可以利用包括其它齿轮组和变速器的其它类型的动力传输单元来连接发动机14和发电机18。在一个非限制性实施例中，动力传输单元30是包括环形齿轮32、中心齿轮34以及支架总成36的行星齿轮组。
[0036]发电机18可以通过动力传输单元30由发动机14驱动以将动能转化为电能。作为选择，发电机18可以起到马达的作用以将电能转化成动能，从而向与动力传输单元30连接的轴38输出扭矩。由于发电机18可操作地连接于发动机14，发动机14的速度可由发电机18控制。
[0037]动力传输单元30的环形齿轮32可以与轴40相连接，轴40通过第二动力传输单元44与车辆传动轮28相连接。第二动力传输单元44可以包括具有多个齿轮46的齿轮组。其他动力传输单元也适宜。齿轮46将扭矩从发动机14传输到差速器48以最终为车辆传动轮28提供牵引力。差速器48可以包括能够向车辆传动轮28传输扭矩的多个齿轮。在这个示例中，第二动力传输单元44通过差速器48与轮轴50机械地耦接以向车辆传动轮28分配扭矩。
[0038]也可以采用马达22 (即第二电机)通过向轴52输出扭矩而驱动车辆传动轮28，轴52也与第二动力传输单元44相连接。在一个实施例中，马达22以及发电机18相配合作为再生制动系统的一部分，在该系统中，马达22以及发电机18都可以作为马达输出扭矩。例如，每一个马达22以及发电机18都可以向电池组24输出电力。
[0039]电池组24是电动车辆电池总成的示例类型。电池组24的形式可以是能够输出电力以使马达22以及发电机18运行的高压电池。其他类型的能量存储装置和/或输出装置也可与具有动力传动系统10的电动车辆一起使用。
[0040]具有动力传动系统10的车辆的能量消耗率随着车辆行驶而改变。能量消耗率响应于影响能量消耗的变量而变化。影响能量消耗的示例变量包括但不限于车辆如何加速、车辆如何停止、道路等级、道路状况、行驶环境以及消耗能量的车辆附件。
[0041]过去能量消耗率常用于提供车辆的期望的或所预测的能量消耗率。所预测的能量率可以通过多种方式使用。例如，所预测的能量消耗率可用于评估车辆能量耗尽的距离(DTE) ο通常，DTE评估等于可用能量除以所预测的能量消耗率。车辆操作者依赖DTE评估从而除了其他方面以外评估在不重新充电或不依赖内燃发动机的动力的情况下他们是否可以驾驶车辆到达期望的位置。
[0042]参照图2和图3，表100示出了第一行驶周期的能量消耗率R，并且表200示出了第二行驶周期的能量消耗率R。
[0043]针对距离X的第一行驶周期的平均(或中间)的能量消耗率Al与针对距离X的第二行驶周期的平均能量消耗率A2相同或基本相同。
[0044]值得注意的是，第一行驶周期的能量消耗率比第二行驶周期的能量消耗率的变化或摆动大。平均水平Al和A2不解释行驶周期中的变量。如果在不解释能量消耗率的变量的情况下，利用平均能量消耗率来计算所预测的能量消耗率，则第一行驶周期的所预测的能量消耗率将与第二个行驶周