CN101234636B - 混合动力行驶控制系统 - Google Patents
混合动力行驶控制系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101234636B CN101234636B CN200810004061XA CN200810004061A CN101234636B CN 101234636 B CN101234636 B CN 101234636B CN 200810004061X A CN200810004061X A CN 200810004061XA CN 200810004061 A CN200810004061 A CN 200810004061A CN 101234636 B CN101234636 B CN 101234636B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rechargeable battery
- driving mode
- control system
- battery
- hybrid power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 7
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 7
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 10
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract description 9
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- RQKYYWBMXHYBAP-UHFFFAOYSA-N 4-(chloromethyl)-2,2-dimethyl-1,3,2-dioxasilolane Chemical compound C[Si]1(C)OCC(CCl)O1 RQKYYWBMXHYBAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 12
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N (2s)-2-[[4-[2-(2,4-diaminoquinazolin-6-yl)ethyl]benzoyl]amino]-4-methylidenepentanedioic acid Chemical compound C1=CC2=NC(N)=NC(N)=C2C=C1CCC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CC(=C)C(O)=O)C(O)=O)C=C1 NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- XOFYZVNMUHMLCC-ZPOLXVRWSA-N prednisone Chemical compound O=C1C=C[C@]2(C)[C@H]3C(=O)C[C@](C)([C@@](CC4)(O)C(=O)CO)[C@@H]4[C@@H]3CCC2=C1 XOFYZVNMUHMLCC-ZPOLXVRWSA-N 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
- B60W30/18—Propelling the vehicle
- B60W30/184—Preventing damage resulting from overload or excessive wear of the driveline
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
- B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
- B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
- B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
- B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
- B60W10/18—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of braking systems
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
- B60W10/24—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
- B60W10/26—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
- B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
- B60W20/11—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand using model predictive control [MPC] strategies, i.e. control methods based on models predicting performance
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
- B60W50/0097—Predicting future conditions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
- B60W2510/24—Energy storage means
- B60W2510/242—Energy storage means for electrical energy
- B60W2510/244—Charge state
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
- B60W2510/24—Energy storage means
- B60W2510/242—Energy storage means for electrical energy
- B60W2510/246—Temperature
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2556/00—Input parameters relating to data
- B60W2556/10—Historical data
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2556/00—Input parameters relating to data
- B60W2556/45—External transmission of data to or from the vehicle
- B60W2556/50—External transmission of data to or from the vehicle of positioning data, e.g. GPS [Global Positioning System] data
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2720/00—Output or target parameters relating to overall vehicle dynamics
- B60W2720/10—Longitudinal speed
- B60W2720/103—Speed profile
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
- Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
- Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Navigation (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
Abstract
在搭载充电电池,将由再生得到的电力充电,并在加速时利用该电力的混合动力方式中,在现有技术中,由于随着充放电而导致充电电池温度上升,充电电池的温度在规定范围外的情况下,不得不停止充放电,从而燃料利用率降低。在本发明中,根据由路径信息或行驶履历求得的行驶所需的输出功率,预测充电电池的充电量以及温度,按照温度在规定范围内的方式求得发动机输出以及制动控制量的时间序列,从而防止充电电池的停止,提高燃料利用率。
Description
技术领域
本发明涉及一种搭载了充电电池的混合动力行驶控制系统。
背景技术
在汽车或铁路等中公知一种混合动力方式,即搭载了铅、镍氢、锂电池等的充电电池,对充电电池充电由再生制动器得到的电力,并在加速时等利用该电力,来提高燃料利用率。
例如,如专利文献1所示可知以下方法:为了进一步提高燃料利用率,从导航装置等得到地形信息,计算充电量的变化,控制充电量使得能够在不浪费由再生制动器得到的电力的情况下进行充电。
另外,如专利文献2所示,由于充电电池存在内部电阻,所以随着充放电会发热。因此,为了保护充电电池,若充电电池的温度达到规定温度以上,则停止充放电。为了避免上述充放电停止,考虑充电电池的强制空冷等冷却构造,抑制充电电池的温度上升。
专利文献1:特开2001-197608号公报
专利文献2:特开2005-168295号公报
但是,充电电池的内部电阻并不固定,除了充电量,尤其很大程度上受到劣化、电池温度等的充电电池状态的影响。另外,由于制造时的偏差还会产生内部电阻的变动。因此,产生的问题是,在超过充电电池的冷却性能、充电电池的温度上升到规定温度以上,从而不能进行充电电池的充放电。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种防止充电电池状态变为规定范围外、避免不能进行充电电池的充放电的技术。
为了解决上述课题,在本发明中提供一种混合动力行驶控制系统,包括:蓄电装置;马达;发电机;发动机;和制动机构,通过所述马达单独进行驱动、或通过所述发动机和所述马达进行驱动,在制动时,单独通过由所述马达实施的再生来进行制动,或通过由所述马达实施的再生和所述制动机构来进行制动,所述蓄电装置具有:向所述马达供给电力的功能;和将由所述发动机驱动所述发电机而发出的电力、以及由所述马达实施制动时的再生电力充电的功能,所述混合动力行驶控制系统中,具备:利用路径信息以及行驶履历,计算出所述发动机输出以及所述制动机构的控制状态的行驶模式生成机构,并控制所述蓄电装置,以使所述蓄电装置的充电量和温度都在规定的范围内。由此,能防止蓄电装置的充电电池状态在规定范围外,充电电池停止充放电,能避免过充电过放电,并且防止因温度上升而导致充放电停止,从而能最大限度地发挥充电电池能力。
另外,在本模式生成机构中,通过以星期几或时间段为单位来收集行驶履历,由此来应对路径的日常性的变化。
另外,在本模式生成机构中,为了还对应于行驶时拥堵等难以预测的状况,逐次取得行驶路径状况和行驶状况,当所得到的状况偏离当初预测的行驶模式时,重新计算发动机输出以及制动控制量的时间序列,从而能使与道路状况对应的充电电池状态在规定范围内。
另外,在本模式生成机构中,当因信号灯停车等电池的充放电变小,电池温度变化时,通过重新计算发动机输出以及制动控制量的时间序列,从而能使与道路状况对应的充电电池状态在规定范围内。
另外,在本模式生成机构中,当中途发生路径改变时,根据新路径信息,重新计算发动机输出以及制动控制量的时间序列,从而能使与道路状况对应的充电电池状态在规定范围内。
根据本发明,关于所行驶的路径,预测充电电池状态,预先求得发动机输出以及制动控制量的时间序列,从而能使充电电池状态始终在规定范围内。由此能避免充电电池的充放电停止,能最大限度地发挥充电电池具有能力,能最大限度提高混合动力控制系统的燃料利用率。
另外,即使在行驶中路径数据的收集或与预测有所差距的情况下,通过重新进行预测,从而能改善燃料利用量使得行驶的路径变长。
附图说明
图1是本发明所涉及的混合动力控制系统的框图。
图2是表示本发明所涉及的车辆中的能量流动。
图3是表示本发明所涉及的车辆所具有的能量的变化的图。
图4是本发明所涉及的行驶数据保持机构的框图。
图5是本发明所涉及的消耗能量预测控制装置的框图。
图6是本发明所涉及的计算机构进行的生成给各设备的模式的算法。
图7是表示马达的再生特性的图。
图8是表示本发明所涉及的充电电池的结构图。
图9是表示构成充电电池的单元的结构图。
图10是表示对各设备的模式生成时刻的图。
图中:1-混合动力行驶控制系统;10-消耗能量预测控制装置;21-行驶数据保持机构;22-行驶数据收集机构;30-N-设备模式保持机构;41-充电电池;40-1-发动机;40-2-制动器;40-3-马达;100-充电电池状态预测机构;1000-模式生成系统;2000-车辆。
具体实施方式
下面,利用附图对本发明的一实施例进行说明。
下面,利用附图对本发明所涉及的行驶模式生成方式的实施方式进行说明。图1表示混合动力行驶控制系统1的结构图。混合动力行驶控制系统1,由模式生成系统1000和车辆2000构成,车辆2000根据由模式生成系统1000生成的各模式来行驶。
模式生成系统1000包括:在内部具备充电电池状态预测机构100的消耗能量预测控制装置10;行驶数据保持机构21;行驶数据收集机构22;和保持给各设备的模式的模式保持机构30。
车辆2000,由充电电池41、以及作为各种设备的发动机40-1、制动器40-2、马达40-3等的N个设备(40-1~N)构成,通过组合发动机 40-1和马达40-3进行加速,通过组合制动器40-2和由马达40-3实施的再生制动进行减速(制动)。此时,当进行加速/上坡时,马达40-3利用充电电池41中充电的电力,在减速/下坡时,对充电电池41充电由马达40-3产生的再生电力。这样,充电电池41通过将在车辆能量减少时得到的再生电路用于增加车辆能量,分担发动机40-1的部分输出,来实现燃料利用率的提高。
即,作为车辆具有的能量,可以表示为:
【数学式1】
车辆具有的能量=动能+势能 …式(1)
【数学式2】
加速/上坡车辆能量增加:发动机输出+马达输出(充电电池放电)
减速/下坡车辆能量减少:制动+马达再生(充电电池充电)
…式(2)
即,通过调整发电机和制动器,能控制充电电池的充放电量。
另一方面,充电电池41在充电量和温度两方面存在限制,需要控制在规定的充电量范围和温度范围。因此,在超过充电量上限时停止充电,相反在下降到充电量下限时必须停止放电。另外,由于充电电池41的温度在充放电这两过程中都上升,所以在充电电池41的温度超过上限时,必须停止充放电,直到充电电池41的温度下降。由于充电电池41停止充放电与燃料利用率恶化直接相关,所以要研究充电电池41的构造或通过强制空冷等来提高冷却性能,使充电电池41的温度处于规定的范围内。
但是,成为充电电池41的温度上升的原因的内部电阻,除了制造时特性偏差外,还具有随着不断劣化而上升的性质。因此,只是提高冷却性能的话存在极限。
因此,在本发明中,从行驶数据保持机构取出与本次行驶的路径对应的行驶数据,求得车辆2000行驶所需的功率的时间序列,按照充电电池41的充电量以及温度处于规定范围内的方式,根据式(2)来生成发动机40-1和制动器40-2的时间序列模式。由此,即使充电电池41的特性存在偏差,也不会陷入充电电池41因温度上升而停止充放电的局面,能够最大限度活用充电电池41,有利于提高燃料利用率。
下面,利用附图对模式生成系统1000进行说明。
行驶数据收集机构22,检测行驶时的车辆能量的变化,并输出时间序列。具体而言,该车辆2000的行驶能量的变化如式(2)以及图2所示,能根据发动机40-1、制动器40-2、马达40-3的输入输出来求得。另外,在行驶数据保持机构21中没有相应的行驶数据的情况下,根据在导航装置中设置的行驶路径来得到行驶路径的高低差信息,根据速度限制或驾驶者的喜好或速度模式来导出速度变化模式。该速度模式中有动力模式、缓慢模式、街道行驶模式等。对于该行驶数据,若将行驶数据的采样间隔设为Δt,则时间t中的行驶数据(车辆的能量的变化ΔE)根据图3如式(3)那样来求得。
【数学式3】
…式(3)
这样得到的行驶数据保持在行驶数据保持机构21中。
另外,除了导航装置之外还可以访问位于车辆内或车辆外的路径数据库,得到速度变化模式。
图4表示行驶数据保持机构21的构成。行驶数据保持机构21,由行驶数据表201和行驶数据组202构成。在行驶数据表201的各行210中,保持着出发地和目的地、时刻、星期、表示走了几次的次数标记(0:根据由导航装置等得到的信息而确定的暂定行驶数据,1以上行驶次数)以及指向行驶数据序列211的指针(pointer)。另外,行驶数据组202由多个行驶数据序列211构成,各行驶数据序列211如上所述由以采样间隔Δt采样的车辆能量变化的序列构成。
下面表示行驶数据表201和行驶数据序列211的更新步骤。
首先在行驶的情况下,根据从导航装置或路径数据库等得到的地形信息生成暂定行驶数据,并将其登记在行驶数据表201以及行驶数据组202中。然后,在开始行驶后,对来自行驶数据收集机构22的行驶数据输出,开始该行驶数据组202的更新。当该行驶数据表210的次数标记为0的情况下,由于行驶数据是从导航装置等生成的暂定行驶数据,所以使用来自 行驶数据收集机构22的行驶数据将其覆盖。另外,当该次数标记为1以上的情况下,由于是已经走过的某个路径,所以进行平均等的统计处理,更新行驶数据。
接着,对消耗能量预测控制装置10进行说明。
图5表示消耗能量预测控制装置10的构成。消耗能量预测控制装置10由计算机构110、模式设定寄存器120、和充电电池状态预测机构100构成。计算机构110,负责消耗能量预测控制装置10的处理,从行驶数据保持装置21得到行驶数据,并生成输出到模式保持装置30的模式。另外,模式设定寄存器120,由计算机构110的模式设定用的寄存器构成。进一步,充电电池状态预测机构100,根据由计算机构110生成的充电电池的充放电模式,进行充电电池的充电量以及温度的预测。
图6表示计算机构110中生成各种模式的算法。下面,对(a)~(e)的处理进行说明。关于初始化处理,(a)和(b)是初始化处理,(c)、(d)和(e)对每个循环进行各模式的生成。在电池温度TB达到规定温度范围以上时,重新评价充电电池41的最大充放电电流Imin、Imax,再次反复各模式的计算。
a)行驶数据的序列Pall(t)的取得
从导航装置或路径数据库等得到行驶路径,通过行驶数据保持机构21读出与该行驶路径相应的行驶数据。此时,当在行驶数据保持机构21中没有相应的行驶数据的情况下,按照模式设定寄存器120的模式设定,请求行驶数据收集机构22生成暂定行驶数据,或遵从所设定的充电电池利用模式。
b)对马达40-3的输入输出的电力PI(t)以及对制动器40-2的制动控制量的初始值PMO(t)的计算
对于行驶数据的时间序列Pall(t),加入马达特性以及损失,求得马达40-3的输入输出能量PI(t)、对制动器40-2的制动控制量PMO(t)。
在马达40-3中,具有图7所示的特性,若转速超过定转矩区域,则输出/再生电力会减少。因此,当Pall(t)超过马达40-3能再生的能量PRmax (t)时,需要通过制动器40-2补偿该差值,将其制动控制量设为PMO (t),如图4所示。另外,式(5)表示马达40-3的输入输出的电力PI (t)的计算式。另外,设马达40-3的转换效率为ηI。
【数学式4】
在式(4)中,注意再生时Pall(t)<0。
【数学式5】
c)充电电池41的容许输入输出的电力PBmin(t)、PBmax(t)的计算
充电电池41的构成如图8所示,为由多个单元410组成的电池组的构成。这里,为了方便,设各单元性质相同(各单元的电压、电流、内部电阻相等),以单元为单位进行计算。图9表示单元模块。单元410,由内部电阻412和纯电池411构成。式(6)表示求得充电电池能够输入输出的最大最小电量(容许输入输出电力)PBmin(t)、PBmax(t)。另外,N是单元数量,VB(t)、RB(t)是单元电压以及内部电阻。
【数学式6】
PBmin(t)=N{VB(t)×IBmin+rB(t)IBmin 2} …式(6)
PBmax(t)=N{VB(t)×IBmax-rB(t)IBmax 2}
另外,由于VB(t)、RB(t)取决于充电电池的充电量SOC(t)和温度TB(t),所以通过前循环所求得的SOC(t)和TB(t),来求得VB(t)、RB(t)。
d)发动机40-1的输出PE(t)、对制动器40-2的控制量PM(t)的计算
根据式(2),PE(t)、PB(t)、PM(t)的关系如式(7)所示。另外,设发动机40-1、制动器40-2以外的设备40中所需的电力的合计为PS (t)。
【数学式7】
PB(t)=PE(t)-(PI(t)+PS(t)+PM′(t)) …式(7)
其中PM′(t)=ηI(PM(t)-PMO(t))
通过PBmin(t)、PBmax(t)以及前循环所求得的SOC(t),来求得发动机输出PE(t)以及制动量PM(t)。输出时,通过发动机40-1辅助充电电池41,再生时通过制动器40-2来辅助充电电池41。另外,为了使充电电池41的充电量SOC(t)在规定范围内,设SOC(t)>SOCmax时PB(t)<0(仅放电)、SOC(t)<SOCmin时PB(t)>0(仅充电)。式(8)是表示求取PE(t)的式子,式(9)是表示求取PM(t)的式子。
【数学式8】
如果PI(t)+PS(t)≥0
PM′(t)=0
【数学式9】
另外,
如果PI(t)+PS(t)<0)
PE(t)=0
其中、PE(t)≥0,PM′(t)≥0
e)充电电池41的充电量SOC(t)和温度TB(t)的计算
关于充电量SOC(t)和温度TB(t),也与(c)的PBmin(t)、PBmax (t)一样,以单元单位计算出来。通过式(6)(7)(8)求得电池输入输出的能量PB(t),式(10)表示按照图9所示的电池单元模型求取单元电流IB(t)的式子。根据该单元电流IB(t),能计算出充电量变化、发热量。式(11)是表示求取充电量SOC(t)的式子,式(12)是表示求取温度TB(t)的式子。另外,在各模块中安装冷却用风扇,实施强制空冷下的冷却。
【数学式10】
根据
【数学式11】
【数学式12】
另外,kB表示充电量SOC(t)=100%时蓄存在充电电池41中的总电荷量,rB(t)表示充电电池41的内部电阻,θB表示充电电池41的热容量,kT表示冷却系数,fB表示冷却风速,Ta表示冷却风温度。
通过以上步骤,能求得发动机模式30-1{PE(t)}、制动模式{PM(t)}。
另外,该算法在因施工导致的路径变更或速度变更、拥堵、等信号灯导致的停车,从而使充电电池温度偏离预测模式时,重新进行计算。另外,通过利用VICS等的拥堵信息,预测平均速度,从而即使在事故拥堵等的难以预料的情况下,也能够反复充电电池41的状态机算,与现状吻合,所以充电电池41能始终保持可使用的状态。
进一步,作为能应用的车辆,除了上述的构成,也能对具有将发动机产生的电力不通过蓄电池而直接向马达供给电力的功能的车辆进行应用。
另外,在上述的实施例中没有必要将模式生成系统1000和车辆2000放入相同的框体,也可以将模式生成系统1000配置在远离车辆2000的位置,通过通信线路连接模式生成系统1000和车辆2000,也能得到同样的结构和效果。
工业上的可利用性
根据搭载本发明的充电电池的混合动力控制系统,通过由预测行驶模式预测充电电池状态即充电量和温度,从而能避免充电量过于不足、以及尤其避免由于温度上升而导致充电电池不能使用的问题,能充分利用充电电池的能力,有利于提高燃料利用率。
Claims (5)
1.一种混合动力行驶控制系统,包括:蓄电装置;马达;发电机;发动机;和制动机构,
通过所述马达单独进行驱动、或通过所述发动机和所述马达进行驱动,在制动时,单独通过由所述马达实施的再生来进行制动,或通过由所述马达实施的再生和所述制动机构来进行制动,
所述蓄电装置具有:向所述马达供给电力的功能;和将由所述发动机驱动所述发电机而发出的电力、以及由所述马达实施制动时的再生电力充电的功能,
所述混合动力行驶控制系统中,具备:利用路径信息以及行驶履历,计算出所述发动机输出以及所述制动机构的控制状态的行驶模式生成机构,
并控制所述蓄电装置,以使所述蓄电装置的充电量和温度都在规定的范围内。
2.根据权利要求1所述的混合动力行驶控制系统,其特征在于,
所述行驶模式生成机构,在收集行驶履历时,通过以星期几或时间段加以区别来进行收集,由此来应对路径的日常性的变化。
3.根据权利要求1所述的混合动力行驶控制系统,其特征在于,
所述行驶模式生成机构,为了还对应于拥堵、禁止通行这种行驶时难以预测的状况,逐次取得行驶路径状况和行驶状况,当所得到的状况偏离当初预测的所述行驶模式时,重新生成行驶模式。
4.根据权利要求1所述的混合动力行驶控制系统,其特征在于,
所述行驶模式生成机构,在行驶路径发生改变时,对新的路径,根据路径信息或行驶履历重新生成行驶模式。
5.根据权利要求1所述的混合动力行驶控制系统,其特征在于,
所述行驶模式生成机构,在因等待信号灯充电电池温度下降时,重新生成行驶模式。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007-020311 | 2007-01-31 | ||
JP2007020311 | 2007-01-31 | ||
JP2007020311A JP2008184077A (ja) | 2007-01-31 | 2007-01-31 | ハイブリッド走行制御システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101234636A CN101234636A (zh) | 2008-08-06 |
CN101234636B true CN101234636B (zh) | 2011-07-27 |
Family
ID=39361423
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN200810004061XA Expired - Fee Related CN101234636B (zh) | 2007-01-31 | 2008-01-18 | 混合动力行驶控制系统 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7783396B2 (zh) |
EP (1) | EP1953058B1 (zh) |
JP (1) | JP2008184077A (zh) |
CN (1) | CN101234636B (zh) |
DE (1) | DE602008001899D1 (zh) |
Families Citing this family (53)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2091127B1 (en) * | 2008-02-12 | 2011-05-11 | Magneti Marelli S.p.A. | System and method for the electric energy management on board a motor-vehicle and for displaying information relating to the management |
FR2934832B1 (fr) * | 2008-08-06 | 2011-04-29 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Procede de commande pour vehicule hybride. |
US8121749B1 (en) * | 2008-09-25 | 2012-02-21 | Honeywell International Inc. | System for integrating dynamically observed and static information for route planning in a graph based planner |
GB0819015D0 (en) * | 2008-10-17 | 2008-11-26 | Romax Technology Ltd | A power tranmission analysis |
JP5206329B2 (ja) * | 2008-11-04 | 2013-06-12 | マツダ株式会社 | ハイブリッド車両の制御方法およびその装置 |
DE102008056858B4 (de) * | 2008-11-12 | 2021-02-11 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs |
JP2010234972A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Toyota Motor Corp | ハイブリッド車両 |
DE102009028922A1 (de) * | 2009-08-27 | 2011-03-03 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betrieb eines Hybridfahrzeugs und Hybridsteuerung |
JP4816780B2 (ja) * | 2009-09-11 | 2011-11-16 | 株式会社デンソー | 車載充放電制御装置およびそれに含まれる部分制御装置 |
JP5914337B2 (ja) | 2009-09-15 | 2016-05-11 | ケーピーアイティ テクノロジーズ リミテッド | 車両をハイブリッド車両に変換する方法 |
US8423214B2 (en) | 2009-09-15 | 2013-04-16 | Kpit Cummins Infosystems, Ltd. | Motor assistance for a hybrid vehicle |
WO2011033529A2 (en) | 2009-09-15 | 2011-03-24 | Kpit Cummins Infosystems Ltd. | Motor assistance for a hybrid vehicle based on user input |
KR20120072372A (ko) | 2009-09-15 | 2012-07-03 | 케이피아이티 커민즈 인포시스템즈 엘티디. | 예측된 주행범위에 근거한 하이브리드 차량에 대한 모터의 지원 |
US8297392B2 (en) * | 2009-09-25 | 2012-10-30 | Caterpillar Inc. | Hybrid energy management system |
JP5268853B2 (ja) * | 2009-10-08 | 2013-08-21 | 株式会社日立製作所 | ハイブリッド走行制御システム |
DE102009057174A1 (de) * | 2009-12-05 | 2011-06-09 | Volkswagen Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung von Hybrid-Funktionen in einem Kraftfahrzeug |
JP5244854B2 (ja) * | 2010-05-14 | 2013-07-24 | 株式会社バッファロー | 無線通信装置 |
DE102010020683B4 (de) * | 2010-05-15 | 2021-03-18 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Batteriepuls-Erwärmungsbetriebs einer Traktionsbatterie eines Hybridfahrzeuges |
GB2486632B (en) * | 2010-12-06 | 2014-04-02 | Protean Electric Ltd | An electric hybrid vehicle |
JP5079864B2 (ja) | 2010-12-06 | 2012-11-21 | 日野自動車株式会社 | 回生制御装置、ハイブリッド自動車および回生制御方法、並びにプログラム |
CN102069804B (zh) * | 2010-12-25 | 2013-09-04 | 浙江吉利汽车研究院有限公司 | 一种混合动力汽车行驶状态预测控制方法 |
US10099560B2 (en) * | 2011-01-26 | 2018-10-16 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | System and method for maintaining the speed of a vehicle |
JP5298152B2 (ja) | 2011-03-07 | 2013-09-25 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置及び鉄道車両用の電力変換装置 |
US9340121B2 (en) * | 2011-04-14 | 2016-05-17 | GM Global Technology Operations LLC | Method and system for heating a vehicle battery |
US8600598B2 (en) * | 2011-06-08 | 2013-12-03 | GM Global Technology Operations LLC | Thermal conditioning of vehicle rechargeable energy storage systems |
US20130024055A1 (en) * | 2011-07-18 | 2013-01-24 | GM Global Technology Operations LLC | Adaptive energy management in a hybrid vehicle |
US8565970B2 (en) * | 2011-08-17 | 2013-10-22 | GM Global Technology Operations LLC | Method for controlling powertrain pumps |
JP5742607B2 (ja) * | 2011-09-08 | 2015-07-01 | 三菱自動車工業株式会社 | ハイブリッド電気自動車の制御装置 |
US20130091694A1 (en) * | 2011-10-18 | 2013-04-18 | Fuel Motion Inc. | Conversion kit for a hybrid electric drive vehicle |
DE102011085457B4 (de) * | 2011-10-28 | 2017-04-13 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Verfahren zur Steuerung eines Hybridantriebs mit einem elektrischen Energiespeicherfür ein Schienenfahrzeug und Hybridantrieb |
US8543273B2 (en) | 2012-02-08 | 2013-09-24 | Bendix Commercial Vehicle Systems Llc | Cruise control with braking activated brake regeneration |
CN102658818A (zh) * | 2012-05-29 | 2012-09-12 | 北京理工大学 | 一种用于混合动力驱动系统的控制方法 |
CN103593372A (zh) * | 2012-08-17 | 2014-02-19 | 苏州工业园区新宏博通讯科技有限公司 | 标识符快速检索方法 |
JP2014110666A (ja) * | 2012-11-30 | 2014-06-12 | Toyota Motor Corp | 放電制御システム及び放電装置 |
US9266529B2 (en) | 2013-03-05 | 2016-02-23 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Known route HV control compensation |
CN103273921B (zh) * | 2013-06-14 | 2016-07-06 | 清华大学 | 电动汽车续驶里程估计方法 |
JP5989622B2 (ja) * | 2013-09-30 | 2016-09-07 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 区間取得システム、区間取得方法および区間取得プログラム |
US9695760B2 (en) | 2014-03-31 | 2017-07-04 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | System and method for improving energy efficiency of a vehicle based on known route segments |
US9266443B2 (en) | 2014-03-31 | 2016-02-23 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | System and method for adaptive battery charge and discharge rates and limits on known routes |
US9290108B2 (en) * | 2014-03-31 | 2016-03-22 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | System and method for adaptive battery temperature control of a vehicle over a known route |
US9008858B1 (en) | 2014-03-31 | 2015-04-14 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | System and method for providing adaptive vehicle settings based on a known route |
US9403528B2 (en) * | 2014-07-18 | 2016-08-02 | Ford Global Technologies, Llc | Method and assembly for directing power within an electrified vehicle |
CN105438166A (zh) * | 2014-08-29 | 2016-03-30 | 华创车电技术中心股份有限公司 | 混合式车辆的能量管理装置 |
JP6304165B2 (ja) * | 2015-07-31 | 2018-04-04 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車両の制御装置 |
US10124679B2 (en) | 2015-10-30 | 2018-11-13 | GM Global Technology Operations LLC | Method and apparatus for recharging an energy storage device on a vehicle |
DE102017102054A1 (de) * | 2017-02-02 | 2018-08-02 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Verfahren für die Kontrolle der Leistungsabgabe einer elektrischen Batterievorrichtung eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs |
JP7097188B2 (ja) * | 2018-02-01 | 2022-07-07 | 本田技研工業株式会社 | 車両制御システム、車両制御方法、およびプログラム |
CN109895634A (zh) * | 2019-03-12 | 2019-06-18 | 中铁轨道交通装备有限公司 | 一种跨坐式单轨车辆车载电源的控制系统及方法 |
US11027650B2 (en) * | 2019-11-07 | 2021-06-08 | Nio Usa, Inc. | Method and apparatus for improving operation of a motor vehicle |
KR20220006158A (ko) * | 2020-07-07 | 2022-01-17 | 현대자동차주식회사 | 차량 및 그 제어방법 |
JP7191919B2 (ja) * | 2020-11-06 | 2022-12-19 | 本田技研工業株式会社 | 制御装置、制御方法、及び電動車両 |
JP7191918B2 (ja) * | 2020-11-06 | 2022-12-19 | 本田技研工業株式会社 | 制御装置、制御方法、及び電動車両 |
CN112356822B (zh) * | 2020-11-12 | 2022-04-19 | 北京车和家信息技术有限公司 | 混动车辆及其发电量的预测方法、装置和预测系统 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6381522B1 (en) * | 1999-02-09 | 2002-04-30 | Hitachi, Ltd. | Method for controlling a hybrid vehicle |
EP1256476A2 (en) * | 2001-05-09 | 2002-11-13 | Ford Global Technologies, Inc. | Hybrid electric vehicle energy management |
US7013205B1 (en) * | 2004-11-22 | 2006-03-14 | International Business Machines Corporation | System and method for minimizing energy consumption in hybrid vehicles |
EP1741591A1 (de) * | 2005-07-06 | 2007-01-10 | Ford Global Technologies, LLC, A subsidary of Ford Motor Company | Verfahren zur Erkennung und Vorhersage von Fahrtsituationen in einem Kraftfahrzeug |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4470311B2 (ja) * | 1999-10-15 | 2010-06-02 | 日産自動車株式会社 | 走行パターン生成装置 |
JP2001197608A (ja) | 2000-01-14 | 2001-07-19 | Denso Corp | ハイブリッド車制御装置 |
US6687581B2 (en) * | 2001-02-07 | 2004-02-03 | Nissan Motor Co., Ltd. | Control device and control method for hybrid vehicle |
JP3933056B2 (ja) * | 2003-02-14 | 2007-06-20 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | ハイブリッド車両の駆動制御システム |
JP4175923B2 (ja) | 2003-03-13 | 2008-11-05 | 株式会社エクォス・リサーチ | 走行速度パターン推定装置 |
JP2004324613A (ja) * | 2003-04-28 | 2004-11-18 | Nissan Motor Co Ltd | 原動機温度制御装置 |
JP2005012929A (ja) * | 2003-06-19 | 2005-01-13 | Toyota Motor Corp | ハイブリッド車両の制御装置 |
JP3778206B2 (ja) | 2004-12-09 | 2006-05-24 | 日産自動車株式会社 | ハイブリッド車両の駆動制御装置 |
JP2006306231A (ja) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Equos Research Co Ltd | ハイブリッド車両 |
-
2007
- 2007-01-31 JP JP2007020311A patent/JP2008184077A/ja active Pending
-
2008
- 2008-01-16 EP EP08000779A patent/EP1953058B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-01-16 DE DE602008001899T patent/DE602008001899D1/de active Active
- 2008-01-16 US US12/015,078 patent/US7783396B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-01-18 CN CN200810004061XA patent/CN101234636B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6381522B1 (en) * | 1999-02-09 | 2002-04-30 | Hitachi, Ltd. | Method for controlling a hybrid vehicle |
EP1256476A2 (en) * | 2001-05-09 | 2002-11-13 | Ford Global Technologies, Inc. | Hybrid electric vehicle energy management |
US7013205B1 (en) * | 2004-11-22 | 2006-03-14 | International Business Machines Corporation | System and method for minimizing energy consumption in hybrid vehicles |
EP1741591A1 (de) * | 2005-07-06 | 2007-01-10 | Ford Global Technologies, LLC, A subsidary of Ford Motor Company | Verfahren zur Erkennung und Vorhersage von Fahrtsituationen in einem Kraftfahrzeug |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008184077A (ja) | 2008-08-14 |
CN101234636A (zh) | 2008-08-06 |
US20080183348A1 (en) | 2008-07-31 |
DE602008001899D1 (de) | 2010-09-09 |
EP1953058B1 (en) | 2010-07-28 |
US7783396B2 (en) | 2010-08-24 |
EP1953058A1 (en) | 2008-08-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101234636B (zh) | 混合动力行驶控制系统 | |
US10059219B2 (en) | Predicting energy consumption for an electric vehicle using variations in past energy consumption | |
JP2932607B2 (ja) | 電気自動車 | |
KR100949260B1 (ko) | 전기자동차용 전지 충전 시스템 | |
KR100896216B1 (ko) | 하이브리드 전기자동차용 배터리의 예측제어방법 | |
CN101496255B (zh) | 二次电池的充放电控制装置和装有该装置的混合动力车辆 | |
US6487477B1 (en) | Strategy to use an on-board navigation system for electric and hybrid electric vehicle energy management | |
CN100572136C (zh) | 铁道车辆的驱动装置 | |
Connor et al. | Impact of connectivity on energy consumption and battery life for electric vehicles | |
Zhuang et al. | Integrated energy-oriented cruising control of electric vehicle on highway with varying slopes considering battery aging | |
CN105905102A (zh) | 基于预测操作的电池荷电状态的发动机关闭阈值 | |
CN101512827A (zh) | 二次电池的控制系统以及装载有该控制系统的混合动力车辆 | |
CN102150320A (zh) | 电池系统以及电池系统搭载车辆 | |
CN111591279B (zh) | 一种插电式混合动力汽车电池电量轨迹规划方法及系统 | |
CN102439396A (zh) | 电力驱动式车辆 | |
CN102233829A (zh) | 电动车辆的控制装置 | |
JPH11164402A (ja) | ハイブリッド車両の制御装置及び制御方法 | |
JP2009274610A (ja) | ハイブリッド車の制御装置 | |
JP2009220788A (ja) | ハイブリッド車両 | |
JP2004064840A (ja) | 蓄電システムの制御装置 | |
JP2010178431A (ja) | 電動車両用電源の電源管理装置 | |
JP4801959B2 (ja) | ハイブリッド列車のエネルギー制御方法及び装置 | |
JP2004178965A (ja) | 車両の制御装置 | |
JP6080234B1 (ja) | ハイブリッド車両 | |
CN101643037A (zh) | 交通工具的操作方法及相关系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110727 Termination date: 20120118 |