CN105270392B - 用于控制混合动力车辆的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制混合动力车辆的方法，包括：(a)接收用于旅程路径的路径数据；(b)基于路径数据和车辆信息确定针对旅程路径的驾驶分析图；(c)基于由与车辆的发电机功率比较的由驾驶分析图限定的经调整的牵引功率分布，确定能量不足分布；(d)确定最低能量需求能量不足分布；(e)基于最低能量需求，确定电量状态(SOC)阈值；以及(f)当SOC阈值大于车辆的能量存储装置的SOC阈值时命令动力传动系在充电模式下操作。充电模式可以是紧缩充电模式、标准充电模式和延长充电模式中的一种。

Description

用于控制混合动力车辆的系统和方法
技术领域
本公开涉及一种用于控制混合动力车辆、并且特别是用于控制混合动力车辆的可再充电的能量存储装置的电量状态的系统和方法。
背景技术
插电式混合动力车辆包括变速器、内燃发动机、电马达-发电机、和可再充电的能量存储装置，诸如电池。相应地，车辆可通过内燃发动机、电马达或两者而被推进。有时，车辆仅仅通过由可再充电的电池供能的电马达驱动。有时，当车辆使用者预期在多山的区域中驾驶、且其中在该多山的区域中车辆预期攀爬陡峭的上坡或在多丘陵地形中驾驶时，车辆可为使用者提供选择，以手动地选择被称为山路模式的驱动模式，在山路模式中，车辆被命令给电池充电至预定的电量状态(SOC)(其可被称为山路模式SOC)，并且以在山路模式SOC下维持电池的储备电荷，以提供最低水平的坡度爬升性能。用于山路模式的SOC的预定值独立于车辆的实际使用情况，例如，不随车辆的实际使用情况而变化，使得山路模式SOC可能超过车辆完成旅程所需的实际道路负载能量。当在山路模式下驾驶，并且由于山路模式的充电需求，车辆可能具有较不灵敏的加速性能。如果在多山地区驾驶时使用者没有选择山路模式，推进动力可能降低，并且车辆性能受限，这可能导致增加的燃料消耗。
发明内容
提供了一种用于适应性地控制用于特定旅程路径的混合动力车辆的能量存储装置的电量状态(SOC)的系统和方法，其中车辆的充电模式和在旅程路径期间能量存储装置充电所达的电量状态阈值是基于最低能量需求(MER)而确定的，该最低能量需求是基于旅程路径而针对驾驶分析图(profile)动态确定的，使得，在沿着旅程路径的车辆操作期间，避免关于性能效果(诸如降低的推进动力)的能量不足和能量不足的发生。文中描述的方法和系统是有优势的，例如，相对于持续地将能量存储装置的电量状态维持在相对较高且任意的值，这通过选择性地将能量存储装置充电至避免能量不足的发生所需的最低的电量状态，以及通过仅当指示能量不足时通过使用对于可用充电时间最有效的充电模式而对能量存储装置充电实现。该系统和方法可分析一系列分析图窗口中的驾驶分析图，每个分析图窗口代表限定驾驶分析图的旅程路径的旅程段，使得最低能量需求能够当车辆沿着旅程路径行进时动态地估计和再估计，以适应性地调整在旅程期间的最低能量需求和SOC阈值。
文中所提供的方法和系统使用由驾驶分析图而确定的最低能量需求(MER)以通过命令车辆在电量消耗(常规)模式、电量维持(保持)模式和混合动力车辆的多个充电模式下操作之间转换而控制混合动力车辆的操作，以最优化电能的使用，最小化排放，且最大化燃料经济性。在一个示例中，多个充电模式包括标准充电模式、延长充电模式、和紧缩充电模式。最低能量需求基于针对特定旅程路径生成的能量不足分布而确定，并且电量状态(SOC)阈值基于最低能量需求而限定。SOC阈值是在旅程路径期间可从车辆的能量存储装置获得以避免能量不足的发生所需的最低SOC，其中能量不足从能量不足分布中识别。驾驶分析图可在一系列随后的分析图窗口中被分析，使得最低能量需求和SOC阈值可随着限定驾驶分析图的旅程路径的持续期间而变化，并且当最低能量需求沿着旅程路径变化时，车辆可在电量消耗、电量维持和充电模式中转换。SOC阈值与能量存储装置的SOC相比较，并且当SOC阈值超过能量存储装置的SOC时，车辆选择性地被命令在标准充电模式、紧缩充电模式和延长充电模式中的一种模式下操作，以将能量存储装置在足够的时间内充电至SOC阈值，以避免限定最低能量需求的能量不足的发生。基于选择将在可用的充电时间(例如，在能量不足事件发生之前)能将能量存储装置充电至SOC阈值的最有效的充电模式，充电模式从紧缩、标准和延长充电模式中选择，使得能够防止能量不足事件的发生。通过适应性地确定用于特定旅程路径和/或用于由旅程路径限定的旅程段的最低能量需求，SOC阈值可随旅程路径的限定而变化，使得能量存储装置仅被充电至弥补能量不足事件的发生所需的电量状态，并且仅当能量不足被指示时发生。
该系统和方法涉及一种混合动力车辆，其包括动力传动系，该动力传动系可选择性地在电量消耗模式、电量维持模式和充电模式下操作。在电量消耗(CD)模式中，混合动力车辆使用来自于能量存储装置的电能以推进车辆。电量消耗模式在文中也被称为车辆的常规模式。处于电量消耗模式下的车辆可在纯电动模式(电动模式)和增程模式(ERM)中的一种下操作，其中在纯电动模式下，车辆仅由存储在能量存储装置中的能量供能，而在增程模式下，车辆由车辆的燃料供能的发动机产生的电能而供能。在电量维持模式下，也被称为保持模式，混合动力车辆使用主要来自于燃料供能的发动机的能量以推进车辆，并且从而将电池电量保留(保持)在当前电量状态下。例如，燃料供能的发动机可以是内燃发动机。在充电模式中，混合动力车辆使用从内燃发动机传递至马达-发电机的能量以通过使用发电模式中的马达-发电机而给车辆中的能量存储装置(例如，高压电池)充电。在车辆操作期间，混合动力车辆可在充电模式、电量消耗模式和电量维持(例如保持)模式之间转换。
动力传动系包括内燃发动机、电马达-发电机(特征在于发电机功率)、控制模块和能量存储装置。能量存储装置构造为向电马达-发电机供给电能。该控制模块编程为执行文中所描述的方法，该方法在一个实施例中包括如下步骤：(a)经由控制模块，接收关于旅程路径的路径数据；(b)经由控制模块，至少部分地基于路径数据而确定用于旅程路径的驾驶分析图，其中驾驶分析图包括经调整的牵引功率分布和发电机功率；(c)经由控制模块，基于驾驶分析图而确定能量不足分布，其中当经调整的牵引功率超过发电机功率时能量不足分布限定能量不足；(d)经由控制模块，基于能量不足而确定最低能量需求；(e)经由控制模块，确定由最低能量需求确定的电量状态(SOC)；(f)经由控制模块，比较能量存储装置的电量状态和SOC阈值；以及(g)当SOC阈值超过能量存储装置的电量状态时，经由控制模块，命令动力传动系转换至电量状态并且将能量存储装置充电至SOC阈值以弥补能量不足。该方法进一步包括：当能量存储装置的电量状态等于SOC阈值时，经由控制模块命令动力传动系转换到电量维持模式；以及当最低能量需求为0时，经由控制模块命令动力传动系转换至电量消耗模式。确定经调整的牵引功率分布包括：经由控制模块，至少部分地基于路径数据和车辆信息而将调整因子应用至期望旅程的牵引功率分布。
在另一个实施例中，该方法包括下列步骤：(a)经由控制模块，接收关于期望旅程的路径数据；(b)经由控制模块，至少部分地基于路径数据而确定用于期望旅程的驾驶分析图，其中驾驶分析图包括经调整的牵引功率分布和发电机功率；(d)经由控制模块，基于驾驶分析图而确定能量不足分布；(d)经由控制模块，确定驾驶分析图的第一分析图窗口；(e)当经调整的牵引功率超过发电机功率时，经由控制模块，确定第一分析图窗口是否至少部分地包括由能量不足分布限定的至少一个能量不足事件。当第一分析图窗口被确定为不包括至少一个能量不足事件，控制模块命令动力传动系在电量消耗模式和电量维持模式中的至少一个模式下操作。当第一分析图窗口被确定为包括至少一个能量不足事件，控制模块确定由包括在第一分析图窗口中的该至少一个能量不足事件而限定的最大能量不足；确定电量状态(SOC)阈值的初始状态，其中初始SOC阈值由第一分析图窗口的最大能量不足限定；通过控制模块，比较能量存储装置的电量状态和初始SOC阈值；当初始SOC阈值超过能量存储装置的电量状态时，命令动力传动系在充电模式下操作，并且将能量存储装置充电至初始SOC阈值。
该方法还包括步骤：经由控制模块，确定驾驶分析图的多个分析图窗口；以及，经由控制模块，确定该多个分析图窗口的每个相应的分析图窗口是否包括至少一个能量不足事件。当相应的分析图窗口被确定为不包括至少一个能量不足事件时，该方法经由控制模块命令动力传动系在电量消耗模式和电量维持模式中的至少一个模式下操作。当相应的分析图窗口被确定为包括至少一个能量不足事件时，该方法经由控制模块确定由包括在相应的分析图窗口中的该至少一个能量不足事件限定的最大能量不足；经由控制模块，确定用于相应的分析图窗口的相应的电量状态(SOC)阈值，其中相应的SOC阈值由相应分析图窗口的最大能量不足限定；经由控制模块，比较能量存储装置的电量状态和相应的分析图窗口的相应的SOC阈值；以及，当相应的分析图窗口的相应的SOC阈值超过能量存储装置的电量状态时，命令动力传动系在充电模式下操作，并且将能量存储装置充电至相应的分析图窗口的相应的SOC阈值。
根据本发明的一个方面，提出一种用于控制混合动力车辆的方法，所述混合动力车辆包括动力传动系，所述动力传动系包括内燃发动机、特征在于发电机功率的电马达-发电机、控制模块、和能量存储装置，所述能量存储装置配置为向电马达-发电机供应电能，所述方法包括：
经由控制模块，接收关于旅程路径的路径数据；
经由控制模块，至少部分地基于路径数据确定用于旅程路径的驾驶分析图；
其中所述驾驶分析图包括经调整的牵引功率分布和发电机功率；
经由控制模块，基于驾驶分析图确定能量不足分布；
其中当经调整的牵引功率超过发电机功率时，能量不足分布限定能量不足；
经由控制模块，基于能量不足确定最低能量需求；
经由控制模块，确定由最低能量需求确定的电量状态(SOC)阈值；
经由控制模块，比较能量存储装置的电量状态和SOC阈值；以及
当SOC阈值超过能量存储装置的电量状态时经由控制模块命令动力传动系转换至充电模式并且将能量存储装置充电至SOC阈值以弥补能量不足。
优选地，方法进一步包括：当能量存储装置的电量状态等于SOC阈值时，经由控制模块，命令动力传动系转换到电量维持模式。
优选地，方法进一步包括：当最低能量需求为0时，经由控制模块，命令动力传动系转换至电量消耗模式。
优选地，方法进一步包括：
经由控制模块，至少部分地基于路径数据和车辆信息，确定期望旅程的牵引功率分布；以及
经由控制模块，将调整因子应用至牵引功率分布；
其中经调整的牵引功率分布通过将调整因子应用到牵引功率模式而被确定。
优选地，其中所述路径数据包括针对旅程路径的道路坡度信息和估计速度；以及
其中经调整的牵引功率分布至少部分地基于道路坡度信息和估计的速度。
优选地，其中能量不足在经调整的牵引功率大于发电机能力时的起始时间开始，并且在起始时间之后的当经调整的牵引功率和发电机功率之间的累积差值为0时的结束时间终止。
优选地，其中所述能量不足的特征在于最大能量不足；并且最低能量需求等于最大能量不足。
优选地，方法进一步包括：
经由控制模块，至少部分地基于驾驶分析图和能量不足分布确定可用的充电时间；
其中处于充电模式下的动力传动系在紧缩充电模式、标准充电模式和延长充电模式中的一种模式下操作；
经由控制模块，至少部分地基于可用的充电时间，选择紧缩充电模式、标准充电模式和延长充电模式中的一种；以及
经由控制模块，命令动力传动系转换至紧缩充电模式、标准充电模式和延长充电模式中的被选择的一种模式，以将能量存储装置在可用的充电时间内充电至SOC阈值。
优选地，所述紧缩的充电模式的特征在于紧缩的充电时间；所述标准的充电模式的特征在于标准的充电时间；所述延长的充电模式的特征在于延长的充电时间；标准的充电时间大于紧缩的充电时间且小于延长的充电时间。
优选地，其中所述动力传动系的特征在于燃料消耗；并且在延长充电模式下操作的动力传动系的燃料消耗低于在标准充电模式下操作的动力传动系的燃料消耗。
优选地，方法进一步包括：
经由控制模块，识别驾驶分析图的初始分析图窗口；
经由控制模块，基于初始分析图窗口而确定初始最低能量需求；
经由控制模块，基于初始最低能量需求而命令动力传动系在充电模式、电量维持模式和电量消耗模式中的一种模式下操作。
优选地，方法进一步包括：
经由控制模块，识别驾驶分析图的之后的分析图窗口；
经由控制模块，基于之后的分析图窗口而确定之后的最低能量需求；
经由控制模块，基于之后的最低能量需求而命令动力传动系在充电模式、电量维持模式和电量消耗模式中的一种模式下操作。
优选地，方法进一步包括经由控制模块，从导航系统接收路径数据。
根据本发明的另一方面，提出一种用于控制混合动力车辆的方法，所述混合动力车辆包括动力传动系，所述动力传动系包括内燃发动机、特征在于发电机功率的电马达-发电机、控制模块、和能量存储装置，所述能量存储装置配置为向电马达-发电机供应电能，所述方法包括：
经由控制模块，接收关于期望旅程的路径数据；
经由控制模块，至少部分地基于路径数据确定用于期望旅程的驾驶分析图；
其中所述驾驶分析图包括经调整的牵引功率分布和发电机功率；
经由控制模块，基于驾驶分析图而确定能量不足分布；
经由控制模块，确定驾驶分析图的第一分析图窗口；
经由控制模块，当经调整的牵引功率超过发电机功率时，确定第一分析图窗口是否至少部分地包括由能量不足分布限定的至少一个能量不足事件。
优选地，方法进一步包括：
其中当第一分析图窗口被确定为不包括至少一个能量不足事件时：
经由控制模块，命令动力传动系在电量维持模式和电量消耗模式之一下操作；并且
其中当第一分析图窗口被确定为包括至少一个能量不足事件时：
经由控制模块，确定由包括在第一分析图窗口中的至少一个能量不足事件所限定的最大能量不足；
经由控制模块，确定初始电量状态(SOC)阈值；
其中初始SOC阈值由第一分析图窗口的最大能量不足限定；
经由控制模块，比较能量存储装置的电量状态和初始SOC阈值；以及
经由控制模块，当初始SOC阈值超过能量存储装置的电量状态时，命令动力传动系在充电模式下操作，并且将能量存储装置充电至初始SOC阈值。
优选地，方法进一步包括：
经由控制模块，确定驾驶分析图的多个分析图窗口；
经由控制模块，确定该多个分析图窗口的每个相应的分析图窗口是否包括至少一个能量不足事件；
其中当相应的分析图窗口被确定为不包括至少一个能量不足事件时：
经由控制模块，命令动力传动系以电量维持模式和电量消耗模式中之一操作；并且
其中当相应的分析图窗口被确定为包括至少一个能量不足事件时：
经由控制模块，确定由包括在相应的分析图窗口中的至少一个能量不足事件所限定的最大能量不足；
经由控制模块，确定针对相应分析图窗口的相应的电量状态(SOC)阈值；
其中相应的SOC阈值由相应的分析图窗口的最大能量不足限定；
经由控制模块，比较能量存储装置的电量状态和相应的分析图窗口的相应的SOC阈值；以及
当相应的分析图窗口的相应的SOC阈值超过能量存储装置的电量状态时，经由控制模块，命令动力传动系在充电模式下操作，并且将能量存储装置充电至相应的分析图窗口的相应的SOC阈值。
优选地，其中确定多个分析图窗口的每个相应的分析图窗口是否包括至少一个能量不足事件是经由控制模块以通过该多个分析图窗口的每个相应的分析图窗口的相应的打开时间限定的次序而进行的。
优选地，其中旅程路径包括多个旅程段；该多个分析图窗口的每个相应的分析图窗口由该多个旅程段的相应的旅程段限定。
根据本发明的另一方面，提出一种混合动力车辆，包括：
动力传动系，包括：
内燃发动机；
电马达-发电机，特征在于发电机功率；以及
能量存储装置；
该能量存储装置构造为向电马达-发电机供给电能；
控制模块，其被编程为：
经由控制模块，接收关于旅程路径的路径数据；
经由控制模块，至少部分地基于路径数据确定用于旅程路径的驾驶分析图；
其中所述驾驶分析图包括经调整的牵引功率分布和发电机功率；
经由控制模块，基于驾驶分析图而确定能量不足分布；
其中能量不足分布在经调整的牵引功率超过发电机功率时限定能量不足；
经由控制模块，基于能量不足而确定最低能量需求；
经由控制模块，确定由最低能量需求确定的电量状态(SOC)阈值；
经由控制模块，比较能量存储装置的电量状态和SOC阈值；以及
当SOC阈值超过能量存储装置的电量状态时经由控制模块命令动力传动系转换至充电模式并且将能量存储装置充电至SOC阈值以弥补能量不足。
优选地，所述混合动力车辆进一步包括：
导航系统，其与控制模块通讯连接；
其中所述控制模块被编程为从导航系统接收数据。
当考虑结合附图时，本发明的上述的特征和优势以及其他的特征和优势可从以下用于实施本发明的最优模式的详细描述显而易见。
附图说明
图1是混合动力车辆的示意图；
图2是示出了驾驶分析图图表，其包括用于旅程路径的牵引功率分布和用于旅程路径的能量不足分布，其中横轴代表时间，并且暗色区域代表驾驶分析图的分析图窗口；
图3是图示了使用驾驶分析图和由驾驶分析图限定的能量不足分布来控制混合动力车辆的电量状态的方法的流程图；以及
图4是示出了用于生成驾驶分析图和确定用于驾驶分析图的分析图窗口的最低能量需求的方法的流程图。
具体实施方式
参考附图，其中相同的元件用相同的附图标记识别，图1示出了混合动力车辆10。作为非限制性的示例，混合动力车辆10可以是插电式混合动力车辆(PHEV)或增程式电动车(EREV)。在图示的实施例中，混合动力车辆10包括车身12和操作性地联接至车身12的多个车轮14。每个车轮14联接至轮胎16。混合动力车辆10进一步包括动力传动系30。动力传动系30包括燃料功能的发动机18，其操作性地联接至至少一个车轮14。例如，燃料供能的发动机18可以是内燃发动机。在操作中，内燃发动机18可通过施加扭矩至车轮14而推进车辆10。
动力传动系30还包括电马达-发电机20，和电连接至电马达-发电机20的能量存储装置22。能量存储装置22可以是电池、电池组、燃料电池或其组合，并且可向电马达-发电机20供应电能。能量存储装置22在本文中还可被称为高压电池。除了电连接至能量存储装置22，电马达-发电机20还操作性地联接至内燃发动机18并且可从而从内燃发动机18接收机械能(例如扭矩)。电马达-发电机20还操作性地连接至至少一个车轮14，并且可从而用于驱动车轮14。
电马达-发电机20可在电动模式和发电模式下操作。在电动模式下，电马达-发电机20可转化从能量存储装置接收的电能，并且将该电能转化为机械能(例如，扭矩)。当在电动模式下操作时，电马达-发电机20可将机械能(例如，扭矩)传递至车轮14，以推进车辆10。在发电模式下，电马达-发电机20可从内燃发动机18接收机械能(例如，转矩)，并且将该机械能转化为电能。由电马达-发电机20产生的电能可接着被传递至电能存储装置22。
动力传动系30和混合动力车辆10可在电量消耗模式、电量维持模式和充电模式下操作。在车辆10的操作期间，混合动力车辆10可在充电模式、电量消耗模式和电量维持(例如保持)模式之间转换。
在电量消耗(CD)模式中，混合动力车辆10使用来自于能量存储装置22的电能以推进车辆10。相应地，当混合动力车辆10在电量消耗模型下操作时，存储在电能存储装置22中的电能被消耗。电量消耗模式在文中也被称为车辆10的常规模式。处于电量消耗模式下的车辆10可在纯电动模式(电动模式)和增程模式(ERM)中的一种模式下操作。在电动模式中，处于电量消耗模式中的车辆10仅由存储在能量存储装置22中的能量而供能。在增程模式中，车辆10当处于电量消耗模式中时可使用来自内燃发动机18和能量存储装置22中的能量。
在电量维持模式(也被称为保持模式)中，混合动力车辆10仅使用来自内燃发动机18的能量来推进车辆10，使得存储在能量存储装置22中的电能不被消耗。因此，在电量维持或保持模式中，电量状态(SOC)被保留，例如被保持或维持在车辆10进入保持模式中时能量存储装置22的当前SOC。
在充电模式中，混合动力车辆10使用从内燃机18传递至马达-发电机20的能量以通过使用发电模式中的马达-发电机20而给车辆10中的能量存储装置22充电。处于充电模式下的车辆10可在紧缩充电模式、延长充电模式和标准模式中的一种模式下操作。当车辆10处于延长充电模式中时，发动机18在最优化发动机效率的条件下操作，并在同时在相对于在标准充电模式下实现充电至SOC阈值的充电时间而言延长的充电时间期间中将能量存储装置22充电至SOC阈值，使得达到SOC阈值的充电时间被延长，例如，在延长充电模式下用于对能量存储装置22充电的充电速率低于标准充电模式下的充电速率。在一个示例中，发动机18在能量存储装置22充电至SOC阈值期间在延长充电模式下在最小化动力传动系30的燃料消耗的条件下操作。燃料消耗可通过使用用于车辆10的燃料消耗的任意适当的度量而确定，例如，根据有效燃料消耗率(BSFC)而确定燃料消耗。在该情况下，将能量存储装置22充电至SOC阈值的时间相比于发动机在标准充电模式下对能量存储装置22充电的时间较长，使得处于延长充电模式中的动力传动系30的BSFC低于处于标准充电模式中的动力传动系30的BSFC，并且达到SOC阈值所需的延长充电时间相比于标准充电时间更长。
当车辆10处于紧缩充电模式下时，动力传动系30在相对于在标准充电模式下达到SOC阈值的充电时间而紧缩(例如缩短)了将能量存储装置22充电至SOC阈值的充电时间的条件下操作，使得紧缩充电模式下的充电速率大于标准充电模式下的充电速率。如文中所描述的，当从基于混合动力车辆10的旅程路径的驾驶分析图确定了最低能量需求(MER)，并且进一步从驾驶分析图中确定没有充足的时间可用于在标准充电条件下将能量存储装置22充电至由最低能量需求所限定的SOC阈值目标(在文中称为SOC阈值)时，混合动力车辆10可在紧缩充电模式下操作。在一个示例中，在紧缩充电模式下操作的动力传动系30相对于处于标准充电条件下的动力传动系30的加速性能具有较不灵敏的加速性能。
在标准充电模式下，发动机18以低于紧缩充电速率且高于延长充电速率的标准充电速率操作，以对能量存储装置22充电。标准充电模式和/或标准充电速率可通过标定而实现，以基于动力传动系30的性能因子的组合而最优化发动机操作条件，包括BSFC、加速性灵敏度、推进功率、排放等的组合。
导航系统24联接至混合动力车辆10。导航系统24可以是混合动力车辆10的一部分，或者外部于混合动力车辆10。不考虑其位置，导航系统24可从使用者接收关于期望旅程的输入数据。换句话说，导航系统24可接收特定于期望旅程的输入数据。该输入数据可包括，但不限于期望旅程的目的地。基于从使用者接收输入数据，导航系统24可确定特定于期望旅程的路径数据。路径数据可包括，但不限于，起点、旅程路径、旅程距离和行进时间。在一个实例中，行进时间可以由导航系统24通过使用对旅程路径的每个部分的速度限制而估计。如文中所使用的，术语“旅程距离”是指从期望旅程的起点到目的地的距离，并且术语“旅程段”是指从沿着旅程路径一个位置沿旅程目的地的方向到沿着旅程路径的之后的位置的旅程路径的一部分。
旅程路径可被细分为多个旅程段。在一个示例中，旅程路径的每个旅程段可以是相同的持续期间，使得行进通过每个旅程段的时间是基本上相同的，如通过路径数据所确定的。例如，旅程路径可被分为多个旅程段，每个旅程段具有由路径数据确定的30分钟的区段持续期间，其中应当理解的是，与相对较高的平均速度限制相关的区段的距离将比与相对较低的平均速度限制相关的区段的距离长。在另一示例中，旅程路径的每个旅程区段可以是基本上相同的距离，如由路径数据确定的。例如，旅程路径可被分为多个旅程段，每个旅程段具有100公里的区段距离，其中应当理解的是，与相对较高的平均速度限制相关的旅程段的行进时间将比与相对较低的平均速度限制相关的行进时间具有更短的时间持续期间。路径数据可进一步包旅程路径的坡度或海拔数据，包括旅程路径的每个旅程段的坡度和海拔的变化。旅程路径可通过使用文中所描述的方法和系统而在旅程段中被分析，例如，旅程路径的每个旅程段可被分析以确定对于该旅程段是否需要最低能量需求。如图2所示，以及如在文中进一步详细描述的，基于旅程路径生成的驾驶分析图40可被分为多个分析图窗口42，使得每个分析图窗口代表旅程路径的一个旅程段。在一个示例中，旅程段可被限定为屈卷(scrolling)旅程段，每个旅程段与前一旅程段重叠，并且延伸进后一旅程段，并且系统可被构造为持续地循环该方法，使得系统对每个循环持续地分析之后的分析图窗口42和之后的旅程段。
混合动力车辆10进一步包括控制模块26，其与导航系统24、马达-发电机20、和内燃发动机电通讯地连通。术语“控制模块”、“控制”、“控制器”、“控制单元”、“处理器”和相似的术语是指专用集成电路(一个或多个)(ASIC)、电子电路(一个或多个)、执行一个或多个软件或固件程序或例行程序的中央处理单元(一个或多个)(优选是微处理器(一个或多个))和相关的存储器和存储部分(只读的、可编程只读的、随机存取的、硬件驱动的等)、组合逻辑电路(一个或多个)、时序逻辑电路(一个或多个)、输入/输出电路(一个或多个)和装置、适当的信号调节和缓存电路、和其他部件中的一个或多个的一个或各种组合，以提供所述的功能。“软件”、“固件”、“程序”、“指令”、“例行程序”、“代码”、“算法”和相似的术语是指任何控制器可执行的指令集，包括标定和查找表。在本公开中，控制模块26包括至少一个处理器和至少一个相关的存储器，并且可接收涉及来自于导航系统24的期望旅程的路径数据。相应地，控制模块26与导航系统24电通讯连通。导航系统24和控制模块26可以是用于控制包括动力传动系30的混合动力车辆10的系统28的一部分。内燃发动机18、电马达-发电机20、控制模块26和能量存储装置22可以是动力传动系30的一部分。动力传动系30构造为推进混合动力车辆10。动力传动系30可在电量维持模式、电量消耗模式和充电模式下操作，如上文中关于混合动力车辆10所讨论的。控制模块26是动力传动系30的必要部分。
控制模块26与导航系统24电通讯地连通，使得控制模块26可接收来自于导航系统24的路径数据，并且将该路径数据与来自于车辆10的车辆系统组合使用以产生用于旅程路径的驾驶分析图40，如图2所示，其中纵轴代表可被测量的功率，例如以千瓦(KW)表示的，横轴是用于旅程路径的驾驶分析图40的行进时间t。生成驾驶分析图40包括计算沿着旅程路径针对旅程路径的持续期间在时间t处的牵引功率PT，以提供牵引功率分布44，接着将调整因子AF应用到牵引功率PT以生产沿着旅程路径针对旅程路径的持续期间在时间t处的经调整的牵引功率PA，以提供经调整的牵引功率分布46。牵引功率PT需求在旅程路径期间将随着时间t而变换，这是由于，但不限于，针对路径的每个区段的海拔和坡度的改变的路径数据的变化，以及车辆10沿着旅程路径行进的速度(车速)的改变，使得在任意一个时刻的牵引功率PT可与沿着旅程路径的任意其他时刻的牵引功率PT不同，如图2中的牵引功率分布44和经调整的牵引功率46所示出的。控制模块26可使用例如通过导航系统24为路径数据提供的速度限制信息，以确定车辆10在旅程路径期间的每个时刻将操作的期望或估计速度。控制模块26可包括学习模式，使得控制模块26可将车辆信息，诸如车辆10的实际(测量)速度，与路径数据，诸如编程进导航系统24或由导航系统24接收的速度限制进行比较，以估计将在计算在旅程路径期间在时刻t的牵引功率PT时所使用的车辆10的车速。
生成驾驶分析图40包括：控制模块26执行算法以确定旅程路径所需的牵引功率PT。牵引功率PT也被称为/或已知为道路负载功率，且可以例如为千瓦(KW)度量。例如，控制模块26可使用用于确定牵引功率PT的算法，诸如这里所示的方程(1)，其中P(t)Tractive是在旅程期间的时刻t所需的牵引功率PT。
P(t)Tractive＝F0v+F1v2+F2v3+w(v2 i+1-v2 i)+mg v(sinθ) (1)
如图2所示，并且如上述方程(1)所示，牵引功率PT将在旅程路径期间变化，其中PT的变化至少部分地基于车辆10的配置、车辆10的操作条件和路径数据。在示例性方程(1)中，F0、F1和F2是道路负载系数，例如，牵引功率系数，该系数是特定于车辆10的配置，并且是来源于车辆10的例如空气动力学特性，该特性可通过诸如滑行测试的车辆10的测试而确定，和/或也可从车辆属性而确定，诸如车辆10的质量(m)、车轮14或轮胎16的类型和配置、车辆10的刹车或制动系统(未示出)的类型和配置等。在示例性方程(1)中，m代表车辆10的质量，w代表车辆10的重量，g代表重力常数，并且θ代表坡度，例如道路的海拔的角度。在示例性方程(1)中，v代表车辆通过旅程路径行进时在时刻t的速度。在一个示例中，控制模块26可使用从导航系统24接收的路径数据，诸如用于路径的速度限制信息，其被编程进导航系统24或由导航系统24接收，以确定沿着旅程路径在时刻t时的车辆车速v。在另一示例中，控制模块26可在学习模式下操作，和/或执行针对时刻t时车辆车速v的估计算法，其基于可从控制模块26获得的针对旅程路径的历史数据、相对于速度限制的车辆实际速度、这些的组合和/或可从控制模块26获得的其他信息，例如，来自于导航系统24的信息，诸如道路条件(例如构造和/或交通信息)和/或驾驶环境(天气、一天的时刻)信息。
调整因子AF被应用至牵引功率PT，以生成沿着旅程路径在每个时刻t的经调整的牵引功率PA。调整因子AF可是标定值，其基于，例如车辆10的车辆性能变化中的一个或多个，其可来自于，例如，驾驶员行为和/或车辆性能的估计的变化，诸如实际车辆速度的变化、驾驶员加速/减速行为的变化、车辆使用者/驾驶员使用的电气部件的变化(加热/通风/空调(HVAC))、由于随时间的车况的变化而导致的动力传动系性能的变化等。调整因子AF可以是，但不必要是，添加到牵引功率PT的常量值，以生成经调整的牵引功率PA，如图2中的非限制性示例中所示。在另一个示例中，调整因子AF可以是乘数，使得经调整的牵引功率PA通过将牵引功率PT乘以调整因子AF而确定，使得PA＝PT·AF。
驾驶分析图40还包括马达-发电机20在车辆10的操作期间发电来为能量存储装置22充电的发电机能力，其中该发电机能力在图2中以发电机功率PG示出。发电机功率PG可以针对车辆10而确定，例如通过车辆10的标定而确定。经调整的牵引功率PA与发电机功率PG比较，以生成针对驾驶分析图40的能量不足分布50，如图2所示，其中能量不足事件52被确定为于旅程路径期间经调整的牵引功率PA超过发电机功率的任意时刻tn处开始。能量不足事件52持续到经调整的牵引功率PA小于发电机功率PG的之后的时刻tn+1，并且经调整的牵引功率PA和发电机功率PG之间的累积差值，例如能量不足，回到0。在旅程路径的持续期间过程中(例如在驾驶分析图40中和/或在分析图窗口42中)可发生多于一个能量不足事件52，如图2中的能量分布不足50中所图示的，其中分析图窗口42包括从时刻t1到t2发生的能量不足事件52A、和在时刻t4开始并且持续通过分析图窗口42的剩余持续期间(例如持续超过tclose)的另一能量不足事件52B。例如，控制模块26可使用用于确定在驾驶分析图中的能量不足事件52的每次发生期间的能量不足ED的算法，诸如这里所示出的方程(2)。
ED(tn,tn+1)＝∫(PA–PG)dt,从(PA–PG)>0时的tn积分到ED→0时的tn+1 (2)
如图2所示，使用在t1开始的能量不足事件52A的示例，其中经调整的牵引功率PA在点W处在时刻t1时超过发电机功率，如在驾驶分析图40中示出的，例如，在点W处，(PA-PG)大于0，在第一能量不足事件52中的任意时刻t处的能量不足ED使用上述算法而确定，通过将驾驶分析图40由PA和PG定界的交叉阴影积分，在PA第一次与PG交叉(例如(PA-PG)>0)的时刻t1开始，并且持续地积分PA和PG之间的区域，例如直到由PA和PG定界的累积区域回到0的之后的时刻t3。如图2针对第一能量不足事件52所示，驾驶分析图40由PA和PG定界的区域从时刻t1到时刻t2为正(PA>PG)，并且从时刻t2到时刻t3为负(PA<PG)，使得能量不足ED从t1直到t2增加，并且在时刻t2达到最大EDWX，并且从t2直到t3减小，当在时刻t3时第一能量不足事件52的能量不足ED回到0。在示出的示例中，另一能量不足事件52B在驾驶分析图40中在能量不足事件52A之后发生，并且发生在分析图窗口42中。之后的能量不足事件52B的能量不足ED通过使用上述算法而确定，这通过从当时刻t4时(PA-PG)>0时开始积分驾驶分析图40的由PA和PG定界的交叉阴影区域。在之后的能量不足52B期间，驾驶分析图40由PA和PG定界的区域从时刻t4到时刻t5为正，并在时刻t5开始为负(PA<PG)，使得能量不足ED从t4直到t5增加，并且在时刻t5达到最大EDYZ，并且从时刻t5开始下降。用于弥补能量不足事件52的最低能量需求(MER)，例如必须可从能量存储装置22获得以防止能量不足ED的发生的最低能量，等于相应能量不足事件52的能量不足ED的最大值。最低能量需求对应于和/或限定在能量不足事件52被指示开始的时刻tn之前必须可从能量存储装置22获得以弥补预期的能量不足并从而防止能量不足事件52的发生的最低的电量状态(SOC)。最低的电量状态(SOC)对应于最低能量需求(MER)，在此被称为SOC阈值。相应地，在图2示出的实施例中，用于弥补初始能量不足事件52A的最低能量需求等于EDWX，其是针对初始能量不足事件52A确定的最大能量不足ED，并且用于弥补初始能量不足事件52B的最低能量需求等于EDYZ，其是针对之后能量不足事件52B确定的最大能量不足ED。
系统28可被配置为通过确定一系列分析图窗口中的能量不足分布50而分析驾驶分析图40，其中每个分析图窗口42(参见图2)限定为具有twindow的持续期间的驾驶分析图40的区段，使得分析图窗口被限定为在窗口打开时刻topen开始并且在窗口闭合时刻tclose闭合。在一个示例中，系统28可被配置为分析连续的分析图窗口42，其中每个相应的分析图窗口的打开时刻topen在时间上处于该相应的分析图窗口前一打开的分析图窗口的打开时刻topen之后。在优选实施例中，系统28和方法90配置为分析屈卷的分析窗口42，使得系统28通过持续地循环经过在本文中针对每个分析图窗口42而描述的方法90而顺序地分析每个分析图窗口42的能量不足ED。在优选实施例中，每个之后的分析图窗口42与前一分析图窗口42重叠，使得之后的分析图窗口42的topen在前一分析图窗口42的topen和tclose之间发生。分析图窗口42的时间持续期间twindow可被确定和/或分析以提供足够的车辆操作时间以将车辆10在操作模式之间转换，和/或提供时间以将能量存储装置22充电至SOC的足够量，以提供最低能量需求，例如至SOC阈值，以在能量不足ED发生的时刻之前弥补针对分析图窗口42确定的最大能量不足EDmax，使得能量不足ED被弥补，例如防止分析图窗口42中的能量不足事件52A、52B的发生，并且车辆的性能被维持在满意的水平。在图2示出的示例中，针对具有持续期间twindow的分析图窗口42的最大能量不足EDmax是在分析图窗口42中确定的能量不足事件52A、52B的最大能量不足的最高值，从而针对分析图窗口42的最大能量不足EDmax是在时刻t5发生的EDYZ。经由控制模块26并基于将EDmax识别为在分析图窗口42期间发生避免能量不足事件52的最低能量需求，系统28根据需要转换操作模式和/或改变车辆10的充电模式以提供足够提供最低能量需求的能量存储装置22的电量状态，例如对应于且足够弥补最大能量不足EDmax的SOC阈值，并且使得在分析图窗口42的持续期间中，车辆性能被维持在满意的水平，例如加速灵敏性能和推进功率被维持在满意的水平。
参考图3和4，描述了一种方法90，其用于通过使用系统28而适应性地控制混合动力车辆10的能量存储装置22的电量状态(SOC)。控制模块26可执行方法90，通过至少部分地基于由导航系统24提供给车辆10的控制模块26的路径数据而产生驾驶分析图40和能量不足分布50，以在旅程路径期间最优化电能的使用，并且避免混合动力车辆10的推进性能降低。控制模块26分析能量不足分布50以识别驾驶分析图40的能量不足ED，并且命令车辆10在操作模式之间转换和/或在充电模式之间转换，以维持能量存储装置22的SOC，其大于或等于弥补所识别的能量不足ED的最低能量需求(MER)，例如，以将能量存储装置22的SOC维持在SOC阈值。在一个示例中，控制模块26以持续循环的方式执行方法90，其中在每个循环中，控制模块26分析由驾驶分析图50的分析图窗口42限定的旅程路径的旅程段，并且转换混合动力车辆10的操作以于能量存储装置22提供等于或大于SOC阈值的SOC，例如，等于或大于弥补在分析图窗口42中所识别的最大能量不足EDmax所需的最低能量需求。
参考图3，方法90起始于步骤100。步骤100中，控制模块26开始于车辆10的动力传动系30和导航系统24通讯。步骤100可在例如车辆10的起动或开锁期间发生。在步骤102，控制模块26轮询(poll)车辆10，包括导航系统24，以获取路径数据。路径数据可以是包括由车辆使用者输入进导航系统24的期望旅程目的地。如果可获得路径数据，控制模块26接收该路径数据并前进到步骤104。如果不可获得路径数据，控制模块26维持在步骤102，并且持续地轮询包括导航系统24的车辆10，轮询以获取可被输入进导航系统24或以其他方式在随后的时间由车辆10接收的路径数据。如前文所描述的，路径数据可包括，但是不限于，起点、旅程路径、旅程距离、行进时间、对旅程路径的每个旅程段的速度限制和旅程路径的坡度和海拔数据。在步骤104，控制模块26，如上文所述，基于路径数据和额外的车辆信号生成驾驶分析图40、基于经调整的牵引功率PA和驾驶分析图40的发电机功率PG生成能量不足分布50，识别能量不足ED是否由能量不足分布50指示出，并且如果指示出，则在步骤106，确定最大能量不足EDmax、弥补最大能量不足EDmax的最低能量需求(MER)、和由最低能量需求限定的SOC阈值，其中，如上文中描述的，SOC阈值是必须可从能量存储装置22获得以避免能量不足事件52的发生的最低电量状态。
如上文所述，驾驶分析图40可被分段为多个分析图窗口42，每个分析图窗口42由起始时间topen、结束时间tclose和持续期间twindow限定，其中每个分析图窗口42代表驾驶分析图40的旅程路径的旅程段。在一个示例中，控制模块26在步骤104和106，以及如在图4中进一步详细地图示，构造为生成驾驶分析图40并且分析驾驶分析图40中的每个分析图窗口42，以确定每个相应的分析图窗口42的能量不足分布50是否指示出最低能量需求。如前文所述，在优选构造中，分析图窗口42是重叠的，使得每个分析图窗口42的twindow与之后的分析图窗口42的twindow重叠，并且控制模块26以持续循环的方式分析分析图窗口42。分析作为一系列分析图窗口42的驾驶分析图40的示例是非限制性的，并且应当理解的是驾驶分析图40可以对于能量不足ED总体地分析，从而在该情况下，正被分析的驾驶分析图40和分析图窗口42具有相同的持续期间twindow，并且分析图窗口42所代表的旅程段将是整个旅程路径。例如单个分析图窗口42中的整个驾驶分析图40的整个旅程路径的分析可以，例如在驾驶旅程路径是非常短距离的和/或持续期间的情况下被显示。应当理解的是，每个分析图窗口42的分析优选地实现为，具有足够的时间以将车辆10的操作系统28从一种操作模式转换到另一种操作模式，和/或从一种充电模式转换到另一种，使得在驾驶分析图40的能量不足ED发生的指示时间之前，车辆10具有足够的时间将能量存储装置22充电至对应于弥补最大能量不足EDmax所需的最低能量需求的SOC阈值，如果能量存储装置22的SOC等于最低能量需求，例如等于SOC阈值时，通过将车辆10转换为电量维持模式，或者将车辆10转换为充电模式以将能量存储装置22的SOC增加至SOC阈值，以避免能量不足事件52的发生，并且从而避免涉及性能冲击，诸如降低的推进功率，的任何能量不足。
例如，旅程路径，例如，到期望目的地的距离，可能是500公里，并且系统28可以被配置为使得分析图窗口42表示100公里长的旅程路径的旅程段，提供充足的时间缓冲，以在能量不足ED的发生之前将车辆10的操作模式转换为将能量存储装置22充电至SOC阈值。分析图窗口42可以以10km的固定增量屈卷，例如，使得将针对能量不足ED被分析的第一分析图窗口42代表旅程路径的第一100公里，例如0-100公里，将被分析的第二分析图窗口42代表旅程路径的10-110公里，将被分析的第三分析图窗口42代表旅程路径的20-120公里，等等，使得分析图窗口42对旅程路径的每10公里屈卷，以用于由控制模块28分析，并且每个分析图窗口42与之后的分析图窗口42重叠。在该情况下，应当理解的是，时间twindow将在一个分析图窗口42与下一个分析图窗口42之间变化，例如由于包括在表示相应的分析图窗口42中每个旅程段中的旅程路径的部分的车辆车速和/或速度限制。对于较短的旅程路径，例如，到预期目的地的总距离可能小于两个分析图窗口42的距离和/或持续期间的旅程路径，例如，120公里长的旅程路径，旅程路径可被认为是总体上例如在单个分析图窗口42中，其中针对能量不足的分析可针对分析图窗口42以时间增量而重复，以计入(poll for)变化条件的效应，诸如车辆10的实际速度、车辆10上的HVAC电负载等。
步骤104和106在图4中进一步详细地示出，起始于步骤104，通过控制模块26接收路径数据。在步骤132，控制模块26确定沿着限定驾驶分析图40的旅程路径在每个时刻t处的牵引功率PT。在步骤134，如上文讨论的，控制模块将调整因子AF应用至牵引功率PT，以生成沿着旅程路径在每个时刻t的经调整的牵引功率PA。在步骤136，控制模块26，针对每个分析图窗口42，将经调整的牵引功率PA与车辆10的发电机功率GP比较，如上文所述，以确定在分析图窗口42中是否指示能量步骤ED。
该方法从步骤136前进到步骤106(如图3和4中所示)，其中在步骤106，如果在分析图窗口42中没有识别出能量不足ED，该方法前进至步骤138，在此确定对于分析图窗口42没有最低能量需求。从步骤138，该方法循环回步骤136，在此控制模块26以循环的方式持续地分析驾驶分析图40和在之后的(例如，屈卷的)分析图窗口42中的能量不足分布50，以针对能量不足ED分析之后的分析图窗口42。如果在步骤106，在被分析的分析图窗口42中识别出至少一个能量不足ED，则该方法前进到步骤140，并且针对分析图窗口42中识别的每个能量不足事件52确定最大能量不足值ED，并且在步骤142，识别针对分析图窗口42的最大能量不足EDmax。如上所述，并且借由示例，在示于图2中的分析图窗口42中，发生两个能量不足事件52，其中第一能量不足事件52A发生在时刻t1和t3之间并且特征在于最大能量不足EDWX，并且第二能量不足事件52B在时刻t4开始且持续到时刻tclose时的分析图窗口的闭合处，其中第二能量不足事件52B的特征在于发生在分析图窗口42中的时刻t5时的最大能量不足EDYZ。如图2所示，EDYZ大于EDWX，使得对于分析图窗口42的EDmax是EDYZ。在步骤144，控制模块26确定等于最大能量不足EDmax的最低能量需求(MER)，并且基于最低能量需求确定SOC阈值，其中SOC阈值是必须可从能量存储装置22获得以弥补最大能量不足EDmax且以从而防止在由分析图窗口42表示的旅程段期间能量不足的发生的最低电量状态(SOC)。通过防止能量不足的发生，车辆10将例如避免经受可归因于能量不足的BSFC、加速性能灵敏度和/或推进功率的降低。该方法从步骤144前进到步骤108，如图3所示。
再次参考图3，在步骤108，在步骤106确定的SOC阈值与由控制模块26确定的能量存储装置22的当前电量状态(SOC)比较。如果在步骤108，能量存储装置22的SOC等于在步骤106确定的SOC阈值，该方法前进到步骤110并且控制模块26命令动力传动系30和/或车辆10在电量维持模式(例如保持模式)下操作，使得能量存储装置22的SOC被保持在足以提供在步骤106中确定的最低能量需求的电量水平上。该方法从步骤110前进到步骤112，在此控制模块26持续分析驾驶分析图40以确定最低能量需求MER和从其限定的SOC阈值是否变化，例如，通过以循环的方式分析之后的分析图窗口，如图4所示。如果最低能量需求没有改变，该方法循环回步骤112，并且控制模块26持续分析驾驶分析图40以确定最低能量需求是否改变。如果在布置112确定了最低能量需求已经变化，该方法90前进到布置114。
在步骤114，如果最低能量需求已经被估计，例如，如果能量不足ED不再在驾驶分析图40和/或正被分析的分析图窗口42中被检测，使得MER现在为0，该方法90前进至步骤116并且控制模块26命令动力传动系和/或车辆10转换到电量消耗模式，例如转换到常规操作模式，其可以是，例如全电动模式或增程模式中的一种。从步骤116，该方法循环回步骤112，在此控制模块26持续分析驾驶分析图40以确定最低能量需求MER是否变化，例如，通过以循环的方式分析之后的分析图窗口，如图4所示。如果在步骤114确定了最低能量需求MER变化到不同于0的值，例如变化到大于0的值，该方法90循环回步骤108以将对应于已变化的最低能量需求的SOC阈值与能量存储装置22的当前SOC比较。
在步骤108，如果能量存储装置22的当前SOC不等于SOC阈值，该方法前进至步骤118，以确定能量存储装置22的当前SOC是否大于SOC阈值。如果在步骤118，SOC大于SOC阈值，那么足够的能量存储在能量存储装置22中以弥补对应于最低能量需求的最大能量不足EDmax，使得动力传动系30和/或车辆10可响应于能量不足EDmax而不会产生由于能量不足EDmax导致的车辆性能的降低，并且该方法从步骤118循环回步骤108以通过循环的方式持续地将能量存储装置22的当前SOC与当前SOC阈值相比较。
如果在步骤118，SOC低于SOC阈值，该方法前进到步骤120，并且控制模块26命令动力传动系30和/或车辆10转换到充电模式，以向能量存储装置22充电以将能量存储装置22的SOC增加至SOC阈值。在示于图3的示例中，该方法从步骤120前进到步骤124，并且车辆10被转换到紧缩充电模式。在紧缩充电模式中，如上文所述，将能量存储装置22充电至SOC阈值所需的时间期间被紧缩，即，相比于在标准充电条件下将能量存储装置22充电至所需SOC将需要的时间期间更短，并且从而，紧缩的充电模式相比于车辆10的标准充电模式是效率较低的充电模式。有利地，紧缩充电模式例如相对于诸如山路模式的充电模式是效率更高的，山路模式通常是由车辆使用者手动选择的模式，在山路模式中，动力传动系30被命令为在最小化充电时间量的充电条件下将能量存储装置22充电至预设SOC(山路模式SOC目标)以达到山路模式SOC目标。相反于文中所描述的方法，山路模式SOC目标可能比由驾驶分析图40的分析确定的SOC阈值更高，使得在山路模式中，能量存储装置22可被充电至高于弥补能量不足所需SOC的SOC(其中山路模式SOC目标高于SOC阈值)，从而相比于在紧缩模式下将能量存储装置22充电至SOC阈值消耗更多的燃料。进一步的，山路模式充电通常基于使用者的选择而开始，并且将能量存储装置22的SOC维持在山路模式SOC目标，直到车辆使用者取消对山路模式的选择，使得当额外的SOC不需要时，例如在能量不足由驾驶分析图40指示之前或之后，在车辆操作的时间期间，为实现和维持山路模式SOC目标，燃料被消耗。相反地，使用文中描述的方法90，有利地针对能量不足持续分析驾驶分析图40，并且适应性地确定SOC阈值和/或在驾驶分析图期间发生的SOC阈值的变化，并且根据能量不足分布50所指示的将车辆10在电量维持、电量消耗和充电模式之间转换，以允许车辆10在与驾驶分析图40一致的最燃料高效的模式下操作，并且同时在驾驶分析图40期间当能量不足被指示时在这些时刻确保能量存储装置22被充电至SOC阈值，而无需将能量存储装置22过充电到弥补由能量不足分布50所指示的能量不足ED所需的SOC，并且无需在比弥补由能量不足分布50所指示的能量不足ED所需的时间期间更长的时间期间上将能量存储装置22充电至预设的SOC。仍然参考图3，在步骤124，能量存储装置22在紧缩充电模式下被充电至SOC阈值，并且方法90持续至步骤108，以通过循环的方式将能量存储装置22的当前SOC与当前SOC阈值相比较。
在此参考图3，方法90能够可选地，当在步骤120发出充电模式的请求时，在步骤120确定可用的充电时间量，例如可用于将能量存储装置22充电至SOC阈值可用的时间量，使得能量存储装置22在充电时间的结束时具有充足的能量可用于弥补能量不足ED的发生。在步骤120，控制模块26将车辆10转换到最能量有效的充电模式，其将在可用的充电时间内将能量存储装置22充电至SOC阈值。在示出的示例中，并且如前文所述，控制模块26可命令动力传动系30和/或车辆10在紧缩充电模式、标准充电模式和延长充电模式之间转换。如前文所述，相对于标准和延长的充电模式，紧缩的充电模式是最不能量有效的并且需要最短的充电时间量以达到SOC阈值，并且，相对于标准和紧缩的充电模式，延长的充电模式是最能量有效的并且需要最长的充电时间量以达到SOC阈值。如图3所示，方法90可以可选地，在步骤120，在此处发出将车辆10转换为充电模式的请求，经由控制模块26确定可用的充电时间，并且命令动力传动系30和/或车辆10转换到紧缩、标准和延长的充电模式中的一种，这些充电模式将使得动力传动系30能够在可用的充电时间内将能量存储装置22充电至SOC阈值。如果可用的充电时间少于标准充电时间，例如，当动力传动系30在标准充电模式下操作时将能量存储装置22充电至SOC阈值所需的充电时间，则接着在步骤122确定需要紧缩的充电模式，并且该方法前进到步骤124，这里如前文所述，车辆10被转换到紧缩的充电模式以将能量存储装置22充电至SOC阈值。
如果在步骤122，确定得到可用的充电时间等于或大于标准充电时间，则方法90前进到步骤126，在步骤126确定使用延长充电的条件是否满足。例如，控制模块26将确定可用的充电时间是否等于或大于延长的充电时间，其中延长的充电时间是当车辆10在延长的充电模式下操作时将能量存储装置22充电至SOC阈值所需的充电时间。在步骤126，车辆10的其他参数、驾驶分析图40和路径数据可被考虑以确定使用延长充电的条件是否满足，诸如在当前操作条件下的车辆10的电负载，其可包括例如，使用由于HVAC的相对较高的电负载，影响沿着驾驶分析图40的能量不足事件的频率和幅度的、海拔和坡度变化的频率和严重性，车辆10的燃料水平，等。如果在步骤126，控制模块26确定可用的充电时间等于或大于延长的充电时间，并且由于延长充电的其他的车辆条件(如果有的话)被满足，则该方法90前进到步骤128，并且系统28将车辆10转换到延长的充电模式以将能量存储装置22充电至SOC阈值。如果在步骤126，用于延长充电的条件不满足，该方法前进到步骤130，在步骤130，控制模块26将车辆10转换到标准充电模式以将能量存储装置22充电至SOC阈值。该方法从步骤130循环回到步骤108，用于将能量装置22的当前SOC与当前SOC阈值的比较。
尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。

Claims (10)

1.一种用于控制混合动力车辆的方法，所述混合动力车辆包括动力传动系，所述动力传动系包括内燃发动机、具有发电机功率的电马达-发电机、控制模块、和能量存储装置，所述能量存储装置配置为向电马达-发电机供应电能，所述方法包括：
经由控制模块，接收关于旅程路径的路径数据；
经由控制模块，至少部分地基于路径数据确定用于旅程路径的驾驶分析图；
其中所述驾驶分析图包括经调整的牵引功率分布和发电机功率；
经由控制模块，基于驾驶分析图确定能量不足分布；
其中当经调整的牵引功率超过发电机功率时，能量不足分布限定能量不足；
经由控制模块，基于能量不足确定最低能量需求；
经由控制模块，确定由最低能量需求确定的电量状态阈值；
经由控制模块，比较能量存储装置的电量状态和电量状态阈值；以及
当电量状态阈值超过能量存储装置的电量状态时，经由控制模块，命令动力传动系转换至充电模式并且将能量存储装置充电至电量状态阈值以弥补能量不足。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
当能量存储装置的电量状态等于电量状态阈值时，经由控制模块，命令动力传动系转换到电量维持模式。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
当最低能量需求为0时，经由控制模块，命令动力传动系转换至电量消耗模式。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
经由控制模块，至少部分地基于路径数据和车辆信息，确定期望旅程的牵引功率分布；以及
经由控制模块，将调整因子应用至牵引功率，从而确定经调整的牵引功率分布。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述路径数据包括针对旅程路径的道路坡度信息和估计速度；以及
其中经调整的牵引功率分布至少部分地基于道路坡度信息和估计的速度。
6.根据权利要求1所述的方法，其中能量不足在经调整的牵引功率大于电马达-发电机的发电机能力时的起始时间开始，并且在起始时间之后的当经调整的牵引功率和发电机功率之间的累积差值为0时的结束时间终止。
7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
经由控制模块，至少部分地基于驾驶分析图和能量不足分布确定可用的充电时间；
其中处于充电模式下的动力传动系在紧缩充电模式、标准充电模式和延长充电模式中的一种模式下操作；
经由控制模块，至少部分地基于可用的充电时间，选择紧缩充电模式、标准充电模式和延长充电模式中的一种；以及
经由控制模块，命令动力传动系转换至紧缩充电模式、标准充电模式和延长充电模式中的被选择的一种模式，以将能量存储装置在可用的充电时间内充电至电量状态阈值。
8.一种用于控制混合动力车辆的方法，所述混合动力车辆包括动力传动系，所述动力传动系包括内燃发动机、具有发电机功率的电马达-发电机、控制模块、和能量存储装置，所述能量存储装置配置为向电马达-发电机供应电能，所述方法包括：
经由控制模块，接收关于期望旅程的路径数据；
经由控制模块，至少部分地基于路径数据确定用于期望旅程的驾驶分析图；
其中所述驾驶分析图包括经调整的牵引功率分布和发电机功率；
经由控制模块，基于驾驶分析图而确定能量不足分布；
经由控制模块，确定驾驶分析图的第一分析图窗口；
当经调整的牵引功率超过发电机功率时，经由控制模块，确定第一分析图窗口是否至少部分地包括由能量不足分布限定的至少一个能量不足事件。
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：
其中当第一分析图窗口被确定为不包括至少一个能量不足事件时：
经由控制模块，命令动力传动系在电量维持模式和电量消耗模式之一下操作；并且
其中当第一分析图窗口被确定为包括至少一个能量不足事件时：
经由控制模块，确定由包括在第一分析图窗口中的至少一个能量不足事件所限定的最大能量不足；
经由控制模块，确定初始电量状态阈值；
其中初始电量状态阈值由第一分析图窗口的最大能量不足限定；
经由控制模块，比较能量存储装置的电量状态和初始电量状态阈值；以及
当初始电量状态阈值超过能量存储装置的电量状态时，经由控制模块，命令动力传动系在充电模式下操作，并且将能量存储装置充电至初始电量状态阈值。
10.一种混合动力车辆，包括：
动力传动系，包括：
内燃发动机；
电马达-发电机，具有发电机功率；以及
能量存储装置；
该能量存储装置构造为向电马达-发电机供给电能；
控制模块，其被编程为：
经由控制模块，接收关于旅程路径的路径数据；
经由控制模块，至少部分地基于路径数据确定用于旅程路径的驾驶分析图；
其中所述驾驶分析图包括经调整的牵引功率分布和发电机功率；
经由控制模块，基于驾驶分析图而确定能量不足分布；
其中当经调整的牵引功率超过发电机功率时，能量不足分布限定的能量不足；
经由控制模块，基于能量不足而确定最低能量需求；
经由控制模块，确定由最低能量需求确定的电量状态阈值；
经由控制模块，比较能量存储装置的电量状态和电量状态阈值；以及
当电量状态阈值超过能量存储装置的电量状态时，经由控制模块，命令动力传动系转换至充电模式并且将能量存储装置充电至电量状态阈值以弥补能量不足。
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