CN107249949A - 用于插电式混合动力电动车辆的控制策略 - Google Patents

用于插电式混合动力电动车辆的控制策略 Download PDF

Info

Publication number
CN107249949A
CN107249949A CN201680011447.6A CN201680011447A CN107249949A CN 107249949 A CN107249949 A CN 107249949A CN 201680011447 A CN201680011447 A CN 201680011447A CN 107249949 A CN107249949 A CN 107249949A
Authority
CN
China
Prior art keywords
engine
charge
period
vehicle
duration
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.)
Granted
Application number
CN201680011447.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107249949B (zh
Inventor
克莱门特·德克斯特雷
大卫·麦杰奥奇
迈克尔·安德鲁斯
基恩·哈里森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jaguar Land Rover Ltd
Original Assignee
Land Rover UK Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Land Rover UK Ltd filed Critical Land Rover UK Ltd
Publication of CN107249949A publication Critical patent/CN107249949A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107249949B publication Critical patent/CN107249949B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • 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
    • B60W20/15—Control strategies specially adapted for achieving a particular effect
    • B60W20/16—Control strategies specially adapted for achieving a particular effect for reducing engine exhaust emissions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44—Series-parallel type
    • 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
    • B60W10/24—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
    • 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
    • B60W20/13—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand in order to stay within battery power input or output limits; in order to prevent overcharging or battery depletion
    • 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
    • B60W20/40—Controlling the engagement or disengagement of prime movers, e.g. for transition between prime movers
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006—Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/005—Electrical control of exhaust gas treating apparatus using models instead of sensors to determine operating characteristics of exhaust systems, e.g. calculating catalyst temperature instead of measuring it directly
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/024—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • F02D41/065—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting at hot start or restart
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814—Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • F02N11/0818—Conditions for starting or stopping the engine or for deactivating the idle-start-stop mode
    • F02N11/0825—Conditions for starting or stopping the engine or for deactivating the idle-start-stop mode related to prevention of engine restart failure, e.g. disabling automatic stop at low battery state
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814—Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • F02N11/0818—Conditions for starting or stopping the engine or for deactivating the idle-start-stop mode
    • F02N11/0833—Vehicle conditions
    • F02N11/084—State of vehicle accessories, e.g. air condition or power steering
    • 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
    • B60W2530/00—Input parameters relating to vehicle conditions or values, not covered by groups B60W2510/00 or B60W2520/00
    • B60W2530/12—Catalyst or filter 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
    • B60W2555/00—Input parameters relating to exterior conditions, not covered by groups B60W2552/00, B60W2554/00
    • B60W2555/20—Ambient conditions, e.g. wind or rain
    • 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
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2710/0644—Engine speed
    • 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
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2710/0644—Engine speed
    • B60W2710/065—Idle condition
    • 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
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/24—Energy storage means
    • B60W2710/242—Energy storage means for electrical energy
    • B60W2710/244—Charge state
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2590/00—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines
    • F01N2590/11—Exhaust or silencing apparatus adapted to particular use, e.g. for military applications, airplanes, submarines for hybrid vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/02—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the engine
    • F02N2200/026—Catalyst temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/06—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the power supply or driving circuits for the starter
    • F02N2200/061—Battery state of charge [SOC]
    • 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
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • 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
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems
    • 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

一种控制包括电动推进系统、引擎以及与引擎相关联的催化转化器的插电式混合动力电动车辆的方法，该方法包括：当处于电量消耗模式时监测车辆的电池的电量状态；确定电量状态的消耗速率；根据消耗速率来估计耗尽时间段的持续时间，所述耗尽时间段表示直到将达到电池的最小电量状态为止的剩余时间；确定催化转化器的加热时间段的持续时间；将耗尽时间段的持续时间与加热时间段的持续时间进行比较；以及如果耗尽时间段的持续时间小于或等于加热时间段的持续时间，则启动引擎。

Description

用于插电式混合动力电动车辆的控制策略
技术领域
本公开内容涉及用于插电式混合动力电动车辆的控制策略。具体而非排他地，本公开内容涉及用于控制这种车辆的催化转化器的预热的策略。本公开内容的方面涉及方法、控制系统、车辆、处理器、计算机程序产品以及计算机可读介质。
背景技术
与常规混合动力车辆类似，插电式混合动力电动车辆(PHEV)包括与内燃机引擎一起运行以向车辆提供动力的电动推进系统。由于共同特征，PHEV与常规混合动力车辆在驾驶效率方面共有许多优点。
与常规混合动力车辆一样，在插电式混合动力电动车辆中，架构可以采取并行布置或串行布置。在并行布置中，引擎和电动推进系统二者都可以直接向车辆变速器供给扭矩。通常，车辆在两个扭矩源之间交替，尽管在某些时候两个源被组合使用，例如在从低速度开始加速期间。在纯串行布置中，始终由电动推进系统向变速器提供扭矩，并且引擎仅用作向电动推进系统提供电力的发电机。在其他布置中，例如“动力分流(powersplit)”或者“串并行”配置，电动推进系统和引擎可以根据需要以独立或组合的方式来驱动车轮，当需要时引擎起到发电机的作用。
相对于常规混合动力车辆，PHEV具有如下优点：当不使用车辆时，车辆的电池可以以与电动车辆相同的方式从外部电源充电。与电动车辆一样，这允许PHEV在相当一段距离上以纯电动模式运行，这被称为“全电动范围”。相比之下，在常规混合动力车辆中，可用于动力的总电能低得多，因为存储在车辆电池中的所有电能例如通过再生制动在内部被回收。因此，常规混合动力车辆可以以纯电动方式所覆盖的距离与PHEV相比受更多的限制。
PHEV通常以两种不同的模式运行：电量消耗模式，在电量消耗模式中，以相对较高的速率使用电池电量；以及电量维持模式，在电量维持模式中，车辆运行以将电池电量维持在限定的公差带内。下面更详细地描述这些运行模式。
电量消耗模式对应于内燃机引擎不起作用的纯电动运行，并且车辆完全由电动推进系统驱动。因此，在该模式中，存储在车辆电池中的电量的水平(以下称为“电量状态”或“SoC”)被相对快地消耗。电量被消耗的速率根据施加到电动推进系统的载荷而变化，该变化主要由车辆的驱动方式确定。例如，以硬加速为特征的攻击性驾驶更快地消耗电池电量，每英里行驶耗费的电量会比更稳重的驾驶耗费的电量更多。因此，攻击性驾驶使车辆的全电动范围减小。类似地，施加到PHEV的载荷也将影响全电动范围，例如，如果牵引载荷或者如果在倾斜表面上行驶。进一步的考虑是内部电气载荷(特别是空调系统和娱乐系统)可以对全电动范围有重大影响。
在启动引擎时，如果电池的初始SoC足够，则车辆进入电量消耗模式。当车辆在电量消耗模式下运行时，SoC逐渐下降，直到达到最小水平为止，电池在低于该最小水平时无法支持连续的电动运行。这时，车辆切换到电量维持模式。由于电量消耗的速率取决于车辆被驱动的方式，所以发生模式间转变的点是变化的并且预先不可知。为此，电量维持模式例如在某个时间段或某个距离之后不激活，而是参照电池的用于支持驾驶员需求的能力而被触发，该能力例如由车辆电池中电量的预定阈值水平来表示。
当进入电量维持模式时，启动内燃机引擎，PHEV以与常规混合动力车辆大体相同的方式运行：对于并行布置，引擎成为用于车辆的动力的主要来源，并且电动推进系统与引擎并行使用，以实现最佳的整体传动系统效率。对于串行布置，电动推进系统继续驱动变速器，但是引擎为电池充电以补偿随后的电力需求。
在该模式下，控制车辆以便将电池的SoC保持在接近于用于最初触发电量维持模式的阈值。这意味着当使用电动推进系统例如以帮助将车辆从静止位置移开时，电池电量从诸如再生制动或从内燃机引擎直接产生的内部源补充。
注意，车辆在电量维持模式下继续运行，直到电池下一次从外部电源充电以将其SoC升高至最小水平以上为止。这主要是因为使用从电网供给的电能通常比使用引擎对电机充电更经济并且更节能；使用引擎作为发电机对电池进行完全充电是相对低效并且高成本的。因此，通常优选使用引擎来将SoC维持在某个公差带内的最小水平，然后当不使用车辆时从外部源进行完全充电。
在PHEV布置中出现的问题在于，当在电量消耗模式和电量维持模式之间的转换期间启动引擎时，附接到引擎的引擎废气后处理系统的部件(例如催化转化器)处于大约环境温度。本领域技术人员将理解，催化转化器不起到催化地转化废气中的污染物的作用，直到在超过550℃中运行时为止。如果引擎的运行专门用于加热废气的目的，则从20℃的环境达到这个温度大约需要20秒。
特别令人关注的是来自引擎的NOx排放，引擎废气后处理系统被布置成管理该排放。许多国家对车辆NOx排放实施限制，如果车辆在催化转化器较长时间低于最佳温度的情况下运行，则排放可能超过这些国家的限定值。
在常规内燃机引擎动力车辆中，在车辆移动之前，在引擎启动之后通常存在引擎空转的时间段。催化转化器在这段时间期间进行加热，使得当随后将载荷施加到引擎时，催化转化器有效地处理废气。废气后处理系统的加热可以例如通过以下而被优化：在引擎的曲轴未耦接到车辆的传动系时使用高引擎空转速度，以及/或者通过调节燃烧以优化热的产生。
相比之下，在PHEV布置中，在引擎启动后几乎可以立即将载荷施加到引擎，因此催化转化器没有时间加热。因此，在从电量消耗模式转换到电量维持模式之后的短时间段内，存在超过排放限制的风险。
正是在这种背景下设计了本发明。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种控制包括电动推进系统、引擎以及与引擎相关联的催化转化器的插电式混合动力电动车辆的方法，该车辆能够操作在电量消耗模式和电量维持模式下。当车辆在电量消耗模式下运行时，该方法包括：监测车辆电池的电量状态，确定电量状态的消耗速率，根据消耗速率估计耗尽时间段的持续时间，耗尽时间段表示直到将达到电池的最小电量状态为止的剩余时间。当车辆在电量消耗模式下运行时，该方法还包括：确定催化转化器的加热时间段的持续时间，将耗尽时间段的持续时间与加热时间段的持续时间进行比较，以及如果耗尽时间段的持续时间小于或等于加热时间段的持续时间，则启动引擎。该方法还包括：当车辆的电池达到最小电量状态时，将车辆的操作从电量消耗模式切换到电量维持模式。
该方法可以包括：监测环境温度，并且基于环境温度以及在加热时间段期间要驱动引擎的预定引擎速度来确定加热时间段。在本实施方式中，预定引擎速度可以对应于引擎空转，或者可替选地，预定引擎速度可以是相对于引擎空转的经提高的转速。
确定加热时间段可以包括：确定催化转化器的冷却速率。
冷却速率可以基于对穿过催化转化器的空气流量的测量来确定。
该方法可以包括:监测环境压力，并且基于环境压力来确定加热时间段。
确定加热时间段可以包括：获得加热时间段的预定查找值，以使所需的处理功率最小化。
确定加热时间段可以包括:确定从催化转化器最近一次运行起经过的时间。
将耗尽时间段的持续时间与加热时间段的持续时间进行比较可以包括：确定电量状态阈值，并且将电量状态阈值与电池的电量状态进行比较，以确定何时耗尽时间段的持续时间小于或等于加热时间段的持续时间。在本实施方式中，该方法可以包括：将指数分配给电量状态的范围，限定包含电量状态阈值的阈值指数，并且将电池的电量状态与阈值指数的边界进行比较，以确定何时耗尽时间段的持续时间小于或等于加热时间段的持续时间。
该方法可以包括：确定在第一时间段内电量状态的第一消耗速率，并且确定在第二时间段内电量状态的第二消耗速率，其中，第一时间段与第二时间段交叠。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于包括电动推进系统、引擎以及与所述引擎相关联的催化转化器的插电式混合动力电动车辆的控制系统，所述车辆能够操作在电量消耗模式和电量维持模式下。控制系统包括：感测装置，该感测装置被布置成在处于电量消耗模式时监测车辆的电池的电量状态；处理装置，该处理装置被布置成当处于电量消耗模式时确定电量状态的消耗速率，以根据消耗速率来估计耗尽时间段，所述耗尽时间段表示直到将达到最小电量状态为止的剩余时间，并且确定催化转化器的加热时间段的持续时间；以及输出装置，该输出装置被布置成当处于电量消耗模式时，如果耗尽时间段小于或等于加热时间段则启动引擎，该输出装置还被布置成当车辆的电池达到最小电量状态时，将车辆的运行从电量消耗模式切换到电量维持模式。
在其他方面中，本发明还扩展为：一种能够在处理器上执行以实现本发明的方法的计算机程序产品；一种加载有权利要求10的计算机程序产品的非暂态计算机可读介质；一种被布置成实现本发明的方法或者计算机程序产品的处理器；以及被布置成实现本发明的方法或者包括本发明的控制系统或处理器的车辆。
在本申请的范围内，明确地意图是，在前面段落中、在权利要求中和/或下文的描述和附图中阐述的各个方面、实施方式、示例和替代方案以及特别是其各个特征可以被独立地采用或者以任何组合采用。也就是说，所有的实施方式和/或任何实施方式的特征可以按任何方式和/或组合来进行结合，除非这些特征不兼容。申请人保留更改任何原始提交的权利要求或者相应地提交新的权利要求的权利，包括对任何原始提交的权利要求进行修改的权利，以引用和/或并入任何其他权利要求的任何特征，尽管并非最初以该方式声明。
附图说明
现在，将参照附图仅通过示例的方式来描述本发明的实施方式，在附图中，相同的部件被分配了相同的附图标记，并且在附图中：
图1是适用于使用本发明的实施方式的插电式混合动力电动车辆的已知架构的示例的示意图；
图2是示出PHEV电池的电量状态相对于时间的曲线图；
图3是示出包括电量消耗模式与电量维持模式之间的转变的时间段内车辆的参数范围相对于时间的曲线图；以及
图4是示出根据本发明的实施方式的控制PHEV的方法的流程图。
具体实施方式
图1以示意图的形式示出了用于PHEV 10的简化架构。所描绘的布置是本领域技术人员熟悉的“动力分流”类型，虽然应当理解该架构仅以示例的方式提及；本发明的实施方式可以应用于许多替选的架构，例如纯“串行”或“并行”类型布置。
由于该架构在本领域中是公知的，因此仅对该架构进行广义描述以便为随后引入的本发明的实施方式提供上下文。应当理解，该架构根据上文概述的PHEV的原理运行。
PHEV 10包括内燃机引擎12，该内燃机引擎12被布置成以组合式集成电机发电机(CIMG)14的形式与电动推进系统并行运行。CIMG 14能够操作为电动机或发电机。引擎12和CIMG 14二者都可以向变速器16供给扭矩，变速器16通过传动系来驱动承载一对轮20的一个或更多个轴18。
引擎12还能够操作为驱动作为发电机的CIMG 14以产生要被存储在车辆的电池22中的电能。设置在CIMG 14与电池22之间的逆变器24将CIMG 14的原始电力输出转换成合适的电池输入。逆变器24也可以相反地运行，以允许CIMG 14从电池22汲取电力以产生扭矩。电池22包括被配置成与外部电源如电网电源连接的输入端26，使得当不使用PHEV10时能够在延长的时间段内对电池22进行充分的再充电。
变速器16包括第一差动齿轮28和第二差动齿轮30，所述差动齿轮在系统的部件之间传递扭矩。第一差动齿轮28耦接到引擎12的输出轴32、CIMG 14的输入/输出轴34以及与变速器16相关联的驱动轴36。第一差动齿轮28被配置成使得当引擎12输出扭矩时，驱动轴36和CIMG 14二者都被驱动。相反，当引擎12不活动时，CIMG 14可以驱动驱动轴36。以这种方式，变速器16有利于隔离布置，在该隔离布置中，引擎12和CIMG 14可以各自独立于彼此来驱动变速器16。可替选地，引擎12和CIMG 14可以同步地对驱动轴36进行驱动。在替选实施方式中，离合器设置在引擎12与第一差动齿轮之间，以根据需要提供对引擎12的完全隔离。
驱动轴36相对于轴18正交设置，第二差动齿轮30用于适应角度的变化。第二差动齿轮30还在驱动轴36与轴18之间提供适当的转速调节。
设置废气系统以引导废气离开引擎12的燃烧室。废气系统包括废气后处理系统，该废气后处理系统包括催化转化器38，该催化转化器38减少废气中的污染物如NOx。如上所述，催化转化器38仅在达到自身的运行温度时才是完全有效的。相应地，催化转化器38依靠热废气穿过自身来升高其温度。因此，如果催化转化器38近期没有被运行并且因此处于环境温度，则当引擎12不活动时催化转化器38保持在环境温度。如果催化转化器38在最近的运行之后已经是热的，则在引擎12不运转的时候催化转化器38将冷却至环境温度。
加热时间段被限定为催化转化器38达到自身运行温度所花费的时间，加热时间段由其起始温度、加热速率和目标运行温度的组合来确定。如果近期催化转化器38未被加热，则起始温度主要由环境温度来决定。否则，起始温度由上次运行后经过的时间与由环境温度决定的冷却速度相结合来确定。还注意到的是，当车辆正在移动时，由于空气流过转换器，所以催化转化器38更快地冷却。还应注意的是，起始温度可以由空气的环境压力决定。
加热速率根据穿过催化转化器38的废气的流量和热通量而变化，废气的流量和热通量又由引擎速度和载荷以及其他引擎设置(例如点火角度和喷射器定时)来确定。如上所述，由于车辆运动导致通过催化转化器38的气流在一定程度上偏移了这种加热。因此，如果已知环境温度、车辆速度以及引擎速度和载荷，则可以估计针对给定目标温度的加热持续时间。
现在转向图2，图2示出了在通常的驾驶周期内的电池SoC曲线40的示例。驾驶周期包括电量消耗模式中的初始运行时间段，从而产生曲线图中的第一部分42，在第一部分42中，SoC大致线性地下降。之后是在SoC达到20％的最小水平之前开始的电量维持模式的运行时间段，从而产生曲线图中的第二部分44，在第二部分44中，SoC值保持在高于该最小水平，在大约22.5％的恒定水平附近轻微振荡。
尽管在电量消耗模式期间的SoC曲线40遵循大致线性的趋势，但很明显，与SoC的消耗速率对应的线的斜率是可变的。如上所述，这是由于驱动参数(如加速需求)影响了SoC消耗速率这一事实。因此，预先不知道SoC将达到触发电量维持模式的最小阈值的时间点。
然而，有利地，通过在任何给定的时间段内测量图形线的斜率，可以估计将达到最小SoC的时间，该时间在下文中被称为转换点。这种估计提供了何时将需要加载引擎12的有用指示(即，何时将需要从电量消耗模式切换到电量维持模式)，从而使引擎12能够在该时刻之前准备被使用。可以通过还包括来自车辆的GNSS系统的数据来细化估计，以增强对驾驶员未来需求的预测。
具体地，这意味着引擎12可以在预期需要的情况下启动，以便在引擎12向行路轮20提供驱动之前能够有时间使催化转化器38加热并变得有效。因此，催化转化器38可以在转换点之前运行，因此在驾驶周期的范围内超出排放限制的风险降低。
为了达到这个目的，还必须知道加热的持续时间。如上所述，这可以根据环境温度来估计，该环境温度可以从包括用于其他目的的车载传感器和预定的引擎速度获得。因此，可以估计加热的持续时间。使用这种估计与预测转换点相结合，可以确定引擎12应该被启动的时间，以允许催化转化器38有足够时间用于加热。
这种方法的一个微妙的好处在于，确保引擎12运行时间不长于加热催化转化器38所需的时间，因此防止了引擎12进入全电动范围。为了说明这一点，考虑更粗略的布置，在该布置中，在转换点之前使用简单的预定SoC阈值来触发引擎12的启动。在这种方法中，阈值必须被设置为高于与最大可能的SoC消耗速率对应的点的水平，以确保为催化转化器38提供足够的时间来加热，而不管PHEV 10如何被驱动或者如何将载荷施加到引擎12。这将导致引擎12的运行时间长于除了最具攻击性的驾驶曲线之外的所有驾驶所需要的时间。相比之下，本发明确保了平稳的驾驶员与更具攻击性的驾驶员相比更享受延长的电动运行时间，同时确保满足法定的排放目标。
在图2的曲线图中，通过在该曲线图的两个部分之间的交点处的窄的交叉阴影带46来示出上述预测方法的实现，交叉阴影带46表示催化转换器38的加热时间段。如曲线图所示，加热时间段开始于转换点之前；从以下事实可以清楚地看出：在加热时间段期间SoC继续下降，这表明PHEV 10在这段时间内继续在电量消耗模式下运行。因此，在完成加热时间段后，仅将载荷施加到引擎12，从而避免了不期望的污染物如NOx的排放。
应当理解，预测转换点根据SoC随时间变化的斜率而变化。因此，可以设想斜率测量将被定期或持续地更新，以便始终尽可能准确地提供对转换点的预测。例如，图2示出了对线的斜率的三个单独的测量，从中可以计算出对转换点的三个相应的预测。参照图4更详细地描述用于计算和使用预测转换点的方法。
注意，在该示例中，每次测量都要经过90秒的时间段，以便产生对短期波动不敏感的平均斜率值。应当理解，用于计算斜率的时长可以显著变化，以确保滤除由例如在交叉路口处等待或在超车时的硬加速度的瞬时影响引起的波动。
另外，应当注意，在图2中，只要第一次计算与第二次计算之间的时间大于第二次计算与第三次计算之间的时间，进行斜率计算的频率增加。这是因为随着转换点的接近，更经常地更新预测变得重要。为了提高精度，测量时间段可以交叠，使得例如每两秒更新所预测的转换时间，而不改变测量斜率的时间段的持续时间。以这种方式，可以提供动态预测输出。
为了方便起见，可以使用指数来表示SoC值的带。在图2中指数值被包含在曲线图的右侧的纵轴上，取值为0到6。可以识别包含预测转换点的指数，该指数的上边界可以用作用于启动引擎的触发器。
由于转换点的预测本质上是不精确的，所以使用指数简化了预测方法的实现并且容许计算公差。应注意，这些指数不包括SoC值的均匀带：为了提高准确度，在可能要触发引擎启动的关注区域中所述带变窄。
继续参照图3，在通常的驾驶周期中表示了PHEV 10的一系列运行参数。尽管转换时间段大致保持在图3中的x轴的中心处，但是图3的曲线图表示比图2曲线图更短的时间段。每条线的y轴刻度未示出：曲线图的线以使得能够彼此直接比较的方式呈现，并且显示了总体趋势；为此，不需要每条线的y值的绝对值。
图3绘制了七个变量，包括：CIMG速度48；引擎速度50；电池的SoC 52；催化转化器中的催化剂温度54；车辆速度56；引擎上的相对载荷58；以及催化转化器加热活性60。
在曲线图的中心绘制的SoC 52指示PHEV 10的运行模式，从而用作可以理解图中所示的其他变量的参考点。
与在图2中一样，在图3中，SoC 52具有逐渐下降的初始时间段，对应于电量消耗模式的运行。如预期的那样，在此期间CIMG速度48相对较高，因为CIMG为PHEV10提供动力，而引擎速度50处于最小值，该最小值指示引擎不活动。当引擎12不活动时，催化转化器38不被加热。这被表示在最低线60中作为最小值，该最低线60是作为引擎是否纯粹用于加热催化转换器38的数字指示。在此期间催化转化器38未被加热的事实也反映在催化剂温度54的曲线图中，在该期间催化剂温度54的曲线图没有显示出变化。
在所示时间段经过大约三分之一的时间段处，引擎速度50的上升指示引擎启动。这样就开始加热催化转化器38以备后续如上所述地加载引擎12。这在图3中被反映为最低线60在此期间处于最大值，从而指示引擎仅为了加热催化转化器38而运行。在该实施方式中，允许引擎12在加热时间段期间空转，这在曲线图中被反映为引擎速度50处于恒定的相对低的水平。应注意的是，在估计加热的持续时间时考虑了空转速度。
允许引擎12在加热时间段期间空转有几个优点。首先，消耗最少的燃料，导致低排放。这有助于确保在此期间污染物不会过量释放。其次，如果引擎12空转，则不会浪费能量来克服载荷，这意味着将从燃料燃烧产生的热量尽可能高效地转移到催化转化器38。最后的考虑是空转产生最小的噪音和振动，这在用户感知方面是有益的。
然而，在其他实施方式中，引擎速度50可以在加热时间段期间升高到空转以上，以便增加穿过催化转化器38的热废气的流量，并且因此更快地使催化转化器38加热。虽然这可能会减少上述的一些好处，但这通过减少的加热时间段来平衡。
当引擎12运转时，催化转化器38开始加热。这在最低线60中表示为最大值，从而提供了催化剂正在被加热的数字指示。这反映在催化剂温度54的曲线图中，该曲线图在该时间段期间稳步上升。
由于PHEV10在加热时间段期间继续以电量消耗模式运行，所以SoC52继续下降，并且CIMG速度48保持升高。
包括加热时间段的初始时间段在所示时间段的大约一半处结束。之后是SoC 52保持在基本上恒定的值的时间段，该时间段对应于在电量维持模式下的运行。因此，除了引擎载荷58为零的时刻以外，引擎速度50在该时间段内上升，因为引擎速度50承担供给动力的负担。
在整个驾驶周期中，车辆速度56为其他变量中显示的变化提供了进一步的上下文。图3与从现实世界的驾驶周期得到的车辆认证周期对应，因此包括加速、减速和稳定速度的时间段。还存在PHEV 10静止的时间段。当车辆减速或静止时，引擎载荷58为零。
当PHEV 10在电量消耗模式下运行时的初始时间段中，明显的是，SoC 52以大致恒定的速率消耗，这对应于大致恒定的车辆速度56。如果车辆要急剧加速或减速，则这会反映在SoC趋势中。这示出了驱动曲线如何影响转换时间，以及因此为什么需要连续地或周期性地重新计算SoC线52的斜率以提供经更新的预测。
当PHEV10采取电量维持模式运行，驾驶员扭矩需求影响CIMG 14与引擎12之间的相互作用。例如，显而易见的是，在一些时间段中，例如当车辆从静止位置加速时，CIMG 14和引擎12一起并行地运行；这是因为在这种情况下，CIMG 14用于补偿引擎12的相对较低的效率。在此之前，引擎12随着PHEV 10达到静止而停止，以允许CIMG 14回收在制动期间的摩擦中未被浪费的能量，并且确保在PHEV 10静止时燃料不被浪费。这与本领域技术人员熟悉的“起-止”控制制度是一致的。
在车辆减速期间示出的高的CIMG速度48指示CIMG 14在这些时间段期间被轮20作为发电机驱动来回收电能，以确保SoC被保持在高于最小水平。
引擎12上的相对载荷58添加了最终的信息层以帮助读者理解。应注意的是，当引擎12不活动时，载荷58不被施加到引擎12。
在引擎启动之后，最小载荷58被施加到引擎12以在催化剂被加热的同时引起空转。当PHEV 10进入电量维持模式时，引擎12上的载荷58立即增加，因为在引擎12与CIMG14之间对扭矩进行裁决，以向车轮20提供牵引力。从该点起，载荷58根据驾驶员需求而变化，这反映在车辆速度56的变化中。
图4示出了用于预测引擎需求以及用于预先启动引擎12以准备催化转化器38的处理62。在该实施方式中，处理62由专用控制器执行，尽管在替选实施方式中，可以使用车辆的标准控制器(例如动力总成控制模块)以用于相同的效果。为了执行其功能，专用控制器包括接收信号的输入端，所述信号指示与确定转换点和加热时间段(例如引擎速度、电池SoC等)相关的车辆参数。
处理62包括两个同时进行的子处理64、66，第一子处理64用于预测到转换点的时间，第二子处理66用于估计加热时间段。
第一子处理64开始于在步骤68处在例如30秒的预定义时间段内监测电池22的SoC。SoC在此期间的变化被确定，并且在步骤70处根据该变化来计算消耗速率作为SoC的变化与经过时间的商。然后，在步骤72处，基于所计算的消耗速率来确定消耗时间段，该消耗时间段被定义为直到达到最小SoC为止的时间。
同时，第二子处理66开始于在步骤74处从与控制器相关联的内部存储器中读取在加热时间段期间要驱动引擎12的预定引擎速度以及催化转化器38的目标温度。然后，在步骤76处，控制器使用来自车载温度传感器的输入来检测环境温度。然后，在步骤78处，通过使用初始温度和目标温度来确定温度差并且使用引擎速度来估计加热曲线，以确定加热时间段的估计持续时间。可以将安全系数应用于加热时间段，以确保催化转化器38具有足够的时间来加热。
然后，处理62通过在步骤80处将来自第一子处理64的输出即耗尽时间段与来自第二子处理66的输出即加热时间段进行比较来继续。如果耗尽时间段的持续时间等于或小于加热时间段的持续时间，则在步骤82处启动引擎12。如果耗尽时间段大于加热时间段，则启动引擎12还为时过早。因此，处理62返回以重复第一子处理64和第二子处理66，以获得经更新的耗尽时间段，并且如果环境温度有变化则也更新加热时间段。由于在加热时间段期间的预定引擎速度是固定的，所以当第二子处理66再次重复时，从监测环境温度的步骤开始。
在替选实施方式中，在比较步骤80处，使用加热时间段和耗尽时间段来确定将用于触发引擎启动的阈值SoC。在这个实施方式中，误差因子能够可选地被应用于SoC阈值，而不是应用于加热时间段。
本领域技术人员将理解，在不脱离所附权利要求的范围的情况下，本发明可以被修改为采用本文所描述的许多替选形式。
例如，尽管上文在动力分流混合架构的上下文中描述了本发明，但是如前所述，本发明的实施方式可以用于纯串行或并行的混合架构。在这种情况下，PHEV 10以与并行布置相同的方式在电量消耗模式与电量维持模式之间切换，不同之处在于，引擎12仅用于在电量维持模式下对电池22充电。本领域技术人员将理解，上述在引擎启动时的排放问题在串行布置中将同样普遍存在，因此在预期需求的早期启动引擎的原理同样适用。
在上述示例中，基于车辆参数来估计加热时间段，然而，在另一个实施方式中，为了简化处理，使用预定的加热时间段。
本发明的其他方面在以下编号的段落中阐述：
1.一种控制包括电动推进系统、引擎以及与所述引擎相关联的催化转化器的插电式混合动力电动车辆的方法，所述方法包括：
在处于电量消耗模式下时监测所述车辆的电池的电量状态；
确定所述电量状态的消耗速率；
根据所述消耗速率估计耗尽时间段的持续时间，所述耗尽时间段表示直到达到所述电池的最小电量状态为止的剩余时间；
确定所述催化转化器的加热时间段的持续时间；
将所述耗尽时间段的持续时间与所述加热时间段的持续时间进行比较；以及
如果所述耗尽时间段的持续时间小于或等于所述加热时间段的持续时间，则启动所述引擎。
2.根据段落1所述的方法，包括：监测环境温度，并且基于所述环境温度以及在所述加热时间段期间要驱动所述引擎的预定引擎速度来确定所述加热时间段。
3.根据段落2所述的方法，其中，所述预定引擎速度对应于引擎空转。
4.根据段落2所述的方法，其中，所述预定引擎速度是相对于引擎空转的经升高的转速。
5.根据段落1所述的方法，其中，确定所述加热时间段包括：获得所述加热时间段的预定查找值。
6.根据段落1所述的方法，其中，将所述耗尽时间段的持续时间与所述加热时间段的持续时间进行比较包括：确定电量状态阈值，并且将所述电量状态阈值与所述电池的电量状态进行比较，以确定何时所述耗尽时间段的持续时间小于或等于所述加热时间段的持续时间。
7.根据段落6所述的方法，包括：将指数分配给电量状态的范围，限定包含所述电量状态阈值的阈值指数，并且将所述电池的电量状态与所述阈值指数的边界进行比较，以确定何时所述耗尽时间段的持续时间小于或等于所述加热时间段的持续时间。
8.根据段落1所述的方法，包括：确定在第一时间段内所述电量状态的第一消耗速率，并且确定在第二时间段内所述电量状态的第二消耗速率，其中，所述第一时间段与所述第二时间段交叠。
9.一种用于包括电动推进系统、引擎以及与所述引擎相关联的催化转化器的插电式混合动力电动车辆的控制系统，所述控制系统包括：
传感器，其被布置成在处于电量消耗模式时监测所述车辆的电池的电量状态；
处理器，其被布置成确定所述电量状态的消耗速率，以根据所述消耗速率来估计耗尽时间段，所述耗尽时间段表示直到将达到最小电量状态为止的剩余时间，并且确定所述催化转化器的加热时间段的持续时间；以及
输出，其被布置成如果所述耗尽时间段小于或等于所述加热时间段，则启动所述引擎。
10.一种能够在处理器上执行以实现根据段落1所述的方法的计算机程序产品。
11.一种加载有根据段落10所述的计算机程序产品的非暂态计算机可读介质。
12.一种处理器，所述处理器被布置成实现根据段落1所述的方法或者根据段落10所述的计算机程序产品。
13.一种车辆，所述车辆被布置成实现根据段落1所述的方法或者包括根据段落9所述的控制系统或根据段落12所述的处理器。

Claims (19)

1.一种控制具有电动推进系统、引擎以及与所述引擎相关联的催化转化器的插电式混合动力电动车辆的方法，所述车辆能够操作在电量消耗模式和电量维持模式下，并且当所述车辆在所述电量消耗模式下运行时，所述方法包括：
估计耗尽时间段，所述耗尽时间段表示直到达到所述车辆的电池的最小电量状态为止的剩余时间；
确定所述催化转化器的加热时间段的持续时间；
将所述耗尽时间段的持续时间与所述加热时间段的持续时间进行比较；以及
如果所述耗尽时间段的持续时间小于或等于所述加热时间段的持续时间，则启动所述引擎，
所述方法还包括：当所述车辆的电池达到等于或大于所述最小电量状态的阈值时，将所述车辆的运行从所述电量消耗模式切换到所述电量维持模式。
2.根据权利要求1所述的方法，包括：监测环境温度，并且基于所述环境温度以及在所述加热时间段期间要驱动所述引擎的预定引擎速度来确定所述加热时间段。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述预定引擎速度对应于引擎空转。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述预定引擎速度是相对于引擎空转的经提高的转速。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中，确定所述加热时间段包括：确定所述催化转化器的冷却速率。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，基于对穿过所述催化转化器的空气流量的测量来确定所述冷却速率。
7.根据任一前述权利要求所述的方法，包括：监测环境压力，并且基于所述环境压力来确定所述加热时间段。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述加热时间段包括：获得所述加热时间段的预定查找值。
9.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，确定所述加热时间段包括：确定从所述催化转化器最近一次运行起经过的时间。
10.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，将所述耗尽时间段的持续时间与所述加热时间段的持续时间进行比较包括：确定电量状态阈值，并且将所述电量状态阈值与所述电池的电量状态进行比较，以确定何时所述耗尽时间段的持续时间小于或等于所述加热时间段的持续时间。
11.根据权利要求10所述的方法，包括：将指数分配给电量状态的范围，限定包含所述电量状态阈值的阈值指数，并且将所述电池的电量状态与所述阈值指数的边界进行比较，以确定何时所述耗尽时间段的持续时间小于或等于所述加热时间段的持续时间。
12.根据任一前述权利要求所述的方法，包括：确定在第一时间段内所述电量状态的第一消耗速率，并且确定在第二时间段内所述电量状态的第二消耗速率，其中，所述第一时间段与所述第二时间段交叠。
13.一种用于包括电动推进系统、引擎以及与所述引擎相关联的催化转化器的插电式混合动力电动车辆的控制系统，所述车辆能够操作在电量消耗模式和电量维持模式下，并且所述控制系统包括：
感测装置，其被布置成在处于所述电量消耗模式时监测所述车辆的电池的电量状态；
处理装置，其被布置成当处于所述电量消耗模式时确定所述电量状态的消耗速率，根据所述消耗速率来估计耗尽时间段，所述耗尽时间段表示直到将达到最小电量状态为止的剩余时间，并且确定所述催化转化器的加热时间段的持续时间；以及
输出装置，其被布置成当处于所述电量消耗模式时，如果所述耗尽时间段小于或等于所述加热时间段则启动所述引擎，所述输出装置还被布置成当所述车辆的电池达到等于或大于所述最小电量状态的阈值时，将所述车辆的运行从所述电量消耗模式切换到所述电量维持模式。
14.一种计算机程序产品，其能够在处理器上执行以实现根据权利要求1至12中任一项所述的方法。
15.一种非暂态计算机可读介质，其加载有根据权利要求14所述的计算机程序产品。
16.一种处理器，其被布置成实现根据权利要求1至12中任一项所述的方法或者根据权利要求14所述的计算机程序产品。
17.一种车辆，其被布置成实现根据权利要求1至12中任一项所述的方法或者包括根据权利要求13所述的控制系统或根据权利要求16所述的处理器。
18.一种在本文中参照图1大致描述的车辆。
19.一种在本文中参照图2至图4大致描述的方法。
CN201680011447.6A 2015-02-25 2016-02-25 用于插电式混合动力电动车辆的控制策略 Active CN107249949B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1503104.0A GB2535986A (en) 2015-02-25 2015-02-25 Control strategy for plug-in hybrid electric vehicle
GB1503104.0 2015-02-25
PCT/EP2016/054032 WO2016135269A1 (en) 2015-02-25 2016-02-25 Control strategy for plug-in hybrid electric vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107249949A true CN107249949A (zh) 2017-10-13
CN107249949B CN107249949B (zh) 2019-09-06

Family

ID=52822124

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680011447.6A Active CN107249949B (zh) 2015-02-25 2016-02-25 用于插电式混合动力电动车辆的控制策略

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10543830B2 (zh)
EP (1) EP3261868B1 (zh)
CN (1) CN107249949B (zh)
GB (2) GB2535986A (zh)
WO (1) WO2016135269A1 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110219721A (zh) * 2018-03-02 2019-09-10 丰田自动车株式会社 内燃机的排气净化系统
CN111980813A (zh) * 2019-05-21 2020-11-24 上海汽车集团股份有限公司 降低混合动力车辆中发动机排放的方法和系统
CN112970167A (zh) * 2018-10-26 2021-06-15 雷诺股份公司 通过充电站为蓄电池充电的方法
CN114407874A (zh) * 2022-01-21 2022-04-29 神龙汽车有限公司 一种插电混动汽车的催化器起燃控制方法及控制系统
CN115030802A (zh) * 2022-05-30 2022-09-09 中国第一汽车股份有限公司 发动机催化器加热方法、装置、整车控制器、系统及车辆

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10343673B2 (en) * 2017-06-27 2019-07-09 Gm Global Technology Operations Llc. Method and apparatus for controlling a hybrid powertrain system
FR3074224B1 (fr) * 2017-11-27 2021-08-13 Psa Automobiles Sa Systeme et procede de pilotage de l’amorcage d’un catalyseur d’une ligne d’echappement de vehicule, et vehicule automobile les incorporant
WO2020022062A1 (ja) * 2018-07-27 2020-01-30 アイシン精機株式会社 内燃機関
GB2576890B (en) * 2018-09-05 2021-03-03 Jaguar Land Rover Ltd Heating of an exhaust after-treatment component
US20220185144A1 (en) * 2019-03-18 2022-06-16 Tvs Motor Company Limited Battery charging system for a hybrid electric vehicle
KR102648822B1 (ko) * 2019-04-24 2024-03-19 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 연비 향상을 위한 soc 제어 방법 및 장치
US11268473B2 (en) 2019-11-25 2022-03-08 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for reducing release of undesired evaporative emissions in plug-in hybrid electric vehicles

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6286993B1 (en) * 1998-08-07 2001-09-11 Daimlerchrysler Ag Method for forming a signal representing the instantaneous temperature of a catalytic converter
US6336063B1 (en) * 2000-10-31 2002-01-01 Volvo Car Corporation Method and arrangement in a hybrid vehicle for improving battery state-of-charge control and minimizing driver perceptible disturbances
JP2010195350A (ja) * 2009-02-27 2010-09-09 Nissan Motor Co Ltd 車輌の制御装置
CN103661361A (zh) * 2012-09-14 2014-03-26 福特全球技术公司 控制具有压燃式发动机的混合动力车辆的方法
JP2014080163A (ja) * 2012-10-18 2014-05-08 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の制御装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5414994A (en) * 1994-02-15 1995-05-16 Ford Motor Company Method and apparatus to limit a midbed temperature of a catalytic converter
US6755266B2 (en) 2000-10-31 2004-06-29 Volvo Car Corporation Method and arrangement in a hybrid vehicle for initiating early engine operation during take-off conditions
JP2005273530A (ja) * 2004-03-24 2005-10-06 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置およびこれを備える自動車
JP4911206B2 (ja) 2009-08-31 2012-04-04 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置および制御方法
FR2950593B1 (fr) 2009-09-28 2012-02-24 Renault Sa Procede de prechauffage du catalyseur d'un prolongateur d'autonomie et dispositif correspondant
US8989935B2 (en) 2013-03-22 2015-03-24 Ford Global Technologies, Llc Method and system for engine control

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6286993B1 (en) * 1998-08-07 2001-09-11 Daimlerchrysler Ag Method for forming a signal representing the instantaneous temperature of a catalytic converter
US6336063B1 (en) * 2000-10-31 2002-01-01 Volvo Car Corporation Method and arrangement in a hybrid vehicle for improving battery state-of-charge control and minimizing driver perceptible disturbances
JP2010195350A (ja) * 2009-02-27 2010-09-09 Nissan Motor Co Ltd 車輌の制御装置
CN103661361A (zh) * 2012-09-14 2014-03-26 福特全球技术公司 控制具有压燃式发动机的混合动力车辆的方法
JP2014080163A (ja) * 2012-10-18 2014-05-08 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の制御装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110219721A (zh) * 2018-03-02 2019-09-10 丰田自动车株式会社 内燃机的排气净化系统
CN110219721B (zh) * 2018-03-02 2021-08-03 丰田自动车株式会社 内燃机的排气净化系统
CN112970167A (zh) * 2018-10-26 2021-06-15 雷诺股份公司 通过充电站为蓄电池充电的方法
CN111980813A (zh) * 2019-05-21 2020-11-24 上海汽车集团股份有限公司 降低混合动力车辆中发动机排放的方法和系统
CN114407874A (zh) * 2022-01-21 2022-04-29 神龙汽车有限公司 一种插电混动汽车的催化器起燃控制方法及控制系统
CN114407874B (zh) * 2022-01-21 2023-10-10 神龙汽车有限公司 一种插电混动汽车的催化器起燃控制方法及控制系统
CN115030802A (zh) * 2022-05-30 2022-09-09 中国第一汽车股份有限公司 发动机催化器加热方法、装置、整车控制器、系统及车辆
CN115030802B (zh) * 2022-05-30 2023-11-28 中国第一汽车股份有限公司 发动机催化器加热方法、装置、整车控制器、系统及车辆

Also Published As

Publication number Publication date
GB2537473B (en) 2019-04-03
CN107249949B (zh) 2019-09-06
EP3261868A1 (en) 2018-01-03
GB2535986A (en) 2016-09-07
GB2537473A (en) 2016-10-19
GB201503104D0 (en) 2015-04-08
US10543830B2 (en) 2020-01-28
WO2016135269A1 (en) 2016-09-01
GB201603313D0 (en) 2016-04-13
EP3261868B1 (en) 2021-10-13
US20180029589A1 (en) 2018-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107249949B (zh) 用于插电式混合动力电动车辆的控制策略
CN103707879B (zh) 用于控制混合动力车辆的发动机起动的方法和系统
CN103465766B (zh) 用于检测车辆的发动机离合器传递扭矩的系统和方法
JP5786962B2 (ja) プラグインハイブリッド車両
RU2434767C1 (ru) Гибридное транспортное средство, способ уведомления пользователя для гибридного транспортного средства
CN103660977B (zh) 用于控制混合电动车电池充电的方法和系统
CN100522677C (zh) 混合动力车辆及其控制方法
CN103249622B (zh) 混合动力车辆的控制装置及控制方法
JP5195462B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
CN104859640B (zh) 用于控制混合动力车辆的方法
JP2008265594A (ja) ハイブリッド車両用の充放電制御装置および当該充放電制御装置用のプログラム
JP5825115B2 (ja) プラグインハイブリッド車両
JP5130249B2 (ja) ハイブリッド車両の充電制御装置
JP2009198223A (ja) 車両およびその制御方法
JP2021020563A (ja) 車両エネルギ管理システム及び車両エネルギ管理方法
JP2009298232A (ja) ハイブリッド車およびその制御方法
CN109318888A (zh) 混合动力车辆及其驱动模式的控制方法
JP2007099030A (ja) 自動車およびその制御方法
JP6813430B2 (ja) 車両制御装置
US20130238203A1 (en) Drive force control for vehicle
JP2006077641A (ja) ハイブリッド電気自動車の制御装置
JP2009173167A (ja) ハイブリッド自動車およびその制御方法
JP5201013B2 (ja) 温度調整装置、温度調整方法および温度調整プログラム
JP2000308208A (ja) 連携走行車両の制御装置
JP6662003B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant