CN109747630A - 混合动力车辆及混合动力车辆的行驶模式的转换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力车辆的控制方法。该方法包括：对车辆当前行进通过的低排放区域，计算以第一行驶模式行进通过低排放区域的第一能量；确定混合动力车辆是否能够使用车辆电池的当前能量以第一行驶模式行进通过低排放区域；以及当确定混合动力车辆不能够使用车辆电池的当前能量以第一行驶模式行进通过低排放区域时，在车辆进入排放限制区域之前启动电池充电操作。

Description

混合动力车辆及混合动力车辆的行驶模式的转换方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年11月1日提交的申请号为10-2017-0144682的韩国专利申请的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及一种混合动力车辆及其行驶模式控制方法，并且更具体地，涉及一种混合动力车辆和能够使用到目的地的路线信息执行与电池的荷电状态的变化相关的行驶模式转换的控制方法。

背景技术

本部分中的公开内容仅提供与本公开相关的背景信息，并不构成现有技术。

混合动力电动车辆(HEV)通常是指同时使用两种动力源的车辆。两种动力源主要是发动机和电动机。由于HEV在燃料效率、动力性能和排气减少方面优于设置有内燃发动机的车辆，因此HEV最近处于蓬勃发展之中。

HEV能够以取决于哪个动力系被驱动的两种模式运行。一种模式是其中HEV仅使用电动机运行的电动车辆(EV)模式，另一种模式是其中电动机和发动机同时被运转以获得动力的混合动力电动车辆(HEV)模式。HEV在根据运转状态的两种模式之间切换。

特别地，在插电式混合动力车辆(PHEV)的情况下，除了根据上述动力系的运转模式的分类之外，运转模式还可以基于电池的荷电状态(SOC)的变化被划分为荷电消耗(CD)模式和荷电维持(CS)模式。一般地，在CD模式中，电动机在没有发动机的功率运行车辆的情况下通过电池的电力驱动车辆。在CS模式中，使用发动机的功率，并且其中电池SOC不降低。

本部分的公开用于提供本发明的背景技术。申请人指出，本部分可包含本申请之前可获得的信息。但是，通过提供本部分，申请人不认为本部分中包含的任何信息构成现有技术。

发明内容

本发明的各个方面致力于提供一种混合动力车辆和执行混合动力车辆的模式转换的方法，其基本上消除了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题。

本发明的各个方面致力于提供一种更有效地控制混合动力车辆中的模式切换的方法以及用于执行该方法的车辆。

本发明的各个方面旨在提供一种能够使发动机起动在特定区域中最小化的方法。

本发明的其他优点、目的和特征将在下面的描述中部分地阐述，并且通过以下内容详尽的研究对于本领域的普通技术人员来说部分地将变得显而易见，或者可以从本发明的实践中理解。本发明的目的和其它优点可以通过在描写的说明书和权利要求书以及附图中特别指出的结构来实现和获得。

为了实现这些目的和其他优点，并且根据本发明的目的，如在此具体体现和广泛描述的，混合动力车辆的模式转换的控制方法包括：当在行进路线上检测到与排气排放相关联的至少一个特定区域时，计算以第一行驶模式行进通过至少一个特定区域需要的第一能量；基于计算的第一能量，根据电池的荷电状态确定混合动力车辆是否能够以第一行驶模式行进通过至少一个特定区域；当确定混合动力车辆能够以第一行驶模式行进时，参考第一能量以第一行驶模式或第二行驶模式行进通过该行进路线；以及当确定混合动力车辆不能以第一行驶模式行进时，设置至少一个充电区段。

另外，根据本公开的一种形式的混合动力车辆包括：第一控制器，被配置成当在行进路线上检测到与排气排放有关的至少一个特定区域时，获得关于包括至少一个特定区域的行进路线的信息；和第二控制器，被配置成：基于从第一控制器获得的信息来计算以第一行驶模式行进通过至少一个特定区域需要的第一能量；基于计算的第一能量，根据电池的荷电状态变化确定混合动力车辆是否能够以第一行驶模式行进通过至少一个特定区域；当确定混合动力车辆能够以第一行驶模式行进时，参考第一能量来控制以第一行驶模式行驶或以第二行驶模式驱动以针对行进路线而执行；以及并且当确定混合动力车辆不能以第一行驶模式行进时，设置至少一个充电区段。

应当理解的是，本公开的前述一般描述和下面的详细描述是示例性和说明性的，并且旨在提供对本公开的进一步解释。

根据本文提供的描述，其他应用领域将变得显而易见。应该理解的是，说明书和具体示例仅用于说明的目的，而不意图限制本公开的范围。

附图说明

为了能够很好地理解本公开，现在将通过示例的方式参照附图来描述其各种形式，其中：

图1示出了在典型的PHEV中执行的模式切换的示例。

图2是用于说明一般的混合动力车辆的动力系能量效率特性的图。

图3示出了当应用适配模式切换方法时在典型的PHEV中执行的模式切换的示例。

图4是用于说明可以应用本公开的实施例的特定区域的概念的视图。

图5是示例性地示出根据本公开的一个实施例的混合动力电动车辆的动力系的结构的示意图。

图6是示例性地示出根据本公开的一个实施例的混合动力电动车辆的控制系统的框图。

图7示出了根据本公开的一种形式的用于确定绿色区域所需能量的形式的示例。

图8示出了根据本公开的一种形式比较绿色区域所需能量和总CD模式行驶能量的形式的示例。

图9示出了根据本公开的一种形式的设置基于多余能量(spare energy)执行模式切换参考的示例。

图10示出了根据本公开的一种形式的确定充电间隔的示例。

图11示出了根据本公开的一种形式的在行进路线上分配充电区段的示例。

图12是示出根据本公开的一种形式的模式转换控制过程的示例的流程图。

本文描述的附图仅用于说明的目的，并不意图以任何方式限制本公开的范围。

具体实施方式

以下描述本质上仅仅是示例性的，并不意图限制本公开、应用或用途。应该理解的是，在整个附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部分和特征。

然而，本公开可以以许多不同的形式来体现，并且不应该被解释为限于在此阐述的形式。为了在附图中清楚地说明本公开，省略了与说明无关的部分。

在本公开中，当部分被称为“包括”元件时，除非另有特别说明，否则意味着该部分也可以包括其他元件。另外，由相同附图标记表示的部件在本公开中表示相同的部件。

另外，诸如“单元”或“模块”等的术语应该被理解为处理至少一个功能或操作并且可以以硬件方式(例如，处理器)、软件方式、或硬件方式与软件方式的组合来实现。

本发明的一方面提供一种混合动力电动车辆的控制方法，以在使内燃发动机运转被禁止或限制的低排放区域行驶通过时防止或限制内燃发动机的运转。

在行驶期间或者在起动之前，混合动力车辆的至少一个计算装置(控制器)识别到达目的地的车辆(当前)的行进路线。车辆的行进路线(图4中的实线)穿过低排放区域430(内燃发动机的排气被调节的区域)。控制器240识别穿过低排放区域的车辆行进路线的第一区段。在实施例中，第一区段是与图4中示出的地图上的低排放区域430重叠的行驶路线的区段。车辆在第一区段的起点处进入低排放区域430，并且在第一区段的末端处离开低排放区域430。

当到低排放区域的距离(或时间)小于预定参考值(1，5，10，20或30分钟，或0.5，1，2，5英里)时，控制器估计车辆电池(向电机140供电)的第一荷电状态(SOC)足以驱动通过低排放区域的第一区段而不需使车辆的内燃发动机运转。在实施例中，控制器估计在不使用来自发动机110的功率的情况下从第一区段的开始行驶到结束的电池能量(EV模式行驶)。在实施例中，控制器考虑边缘部910和用于CS模式行驶的缓冲区确定第一SOC(图9)。

随后，控制器确定当前SOC是否足以在不使用来自发动机110的功率的情况下行驶通过第一区段(当前路线上的低排放区域)。在实施例中，控制器进一步考虑从当前位置到低排放区域的起点的估计的电池放电/充电，并且确定当前SOC是否足以以EV行驶模式行驶通过低排放区域(第一区段)。

当确定当前SOC足以行驶通过低排放区域(大于第一SOC)时，控制器通过增大参考SOC来防止电池的SOC降低到第一SOC以下以使发动机110运转用于从车辆当前位置进行电池充电(图9，更新CS/CD转换参考更新)，直到车辆到达低排放区域。在进入低排放区域时，车辆在不使发动机运转的情况下以EV行驶模式行驶。

当确定当前SOC不足以行驶通过低排放区域(小于第一SOC)时，控制器在车辆到达低排放区域之前(第一区段的起点)使发动机110运转以进行电池充电。在实施例中，控制器至少基于电池的充电速率和当前SOC来确定何时开始电池充电，使得车辆以高于第一SOC的SOC进入低排放区域(在第一区段的起始点处)并且使得车辆在行进通过低排放区域时不使发动机运转。

在典型的PHEV的情况下，不管诸如行驶载荷、充电可能性以及到目的地的距离的运转状态如何，车辆都以CD模式行进，然后根据SOC的消耗切换到CS模式。将参照图1描述当前的情况。

图1示出了在典型的PHEV中执行的模式切换的示例。

在图1中，横轴表示距离，上图的纵轴表示PHEV的电池的荷电状态(SOC)，下图的纵轴表示行驶载荷。

首先，图1的下图描绘了具有城市、国道、以及出发地和目的地之间的高速公路的路线。路线中，高速公路上的行驶载荷最高，国道上的行驶载荷次之，但是高于城市的行驶载荷。在当前路线上运行时，典型的PHEV不考虑行驶载荷的变化而以CD模式离开一个地方，并且当SOC低于预设的参考时切换到CS模式。

CD模式在低速/低载荷行驶中表现出相对良好的效率，并且CS模式在高速/高载荷行驶中表现出相对良好的效率。因此，当如上所述仅基于SOC值执行模式切换时，由于不考虑行驶载荷，因此根据路线可能大大降低效率。将参照图2描述这样的混合动力系的能量效率特性。

图2是用于说明一般混合动力车辆的动力系能量效率特性的图。

在图2中，横轴表示动力系的输出(功率)，纵轴表示动力系的系统效率。

参照图2，使用电动机的EV模式行驶在低输出区段中是有效的，而在EV模式的效率与HEV模式的效率相交的点(A)之后，HEV模式行驶更有效。而且，电动机通常比发动机先达到最大输出点(C)。

因此，点(A)可以是用于CS模式下起动发动机的参考，HEV模式的效率变为最大的点(B)可以是CD模式下用于起动发动机的参考。

为了解决当前的问题，可以考虑适配模式切换(适配CD/CS)方法。当车辆行进比车辆仅能使用电动机行进的距离的全电动范围(AER)长时，适配模式切换方法包括使用到下一次充电的行进距离的距离直到充电(DUC)、EV模式下的可行进距离的行驶到空(DTE)、运转状态、导航信息等根据最佳效率在CD/CS模式之间自动切换。

例如，当应用适配模式切换方法时，如果当前行驶载荷大于基于运转状态的预定值，则车辆可以CS模式行进，而如果行驶载荷较低，则车辆以CD模式行进。当然，如果在行驶载荷高于预定值的区段中DUC≤DTE，则可以通过在CD模式下运行来使车辆消耗DUC中的SOC。将参照图3来描述当前的自动适配模式切换方法。

图3示出了当应用适配模式切换方法时在典型的PHEV中执行的模式切换的示例。

在图3中，假定水平轴和垂直轴的含义以及路线配置与图1中的相同。

参照图3，车辆在启动时以CD模式运行。但是，在车辆进入行驶载荷超过预设的行驶载荷的区段(图中为高速公路)时，即使SOC大于或等于预定值，车辆模式也切换为CS模式。在其中DUC≤DTE的区段中，车辆可以切换回CD模式，从而实现有效的行驶。

然而，上述控制方案仅仅集中于远离环保车辆的最终目标的环保车辆的运行效率。例如，需要一种在满足效率的同时，能够在诸如法规、环境、安全和行人密度的原因推荐的排气减少的区域中使发动机运转最小化的方法。

在根据本公开的形式说明模式转换方法之前，首先将描述受排气排放影响的区域的概念。

图4是用于说明可以应用本公开的实施例的特定区域的概念的视图。

参照图4，假定在本公开的实施例中，在出发点410和目的地420之间存在特定区域430，在特定区域430中需要排气排放减少或排放禁止。这样的区域430可以是预定的区域，或者可以根据当前/最近的情况可变地设置。

这里，预定区域可以包括由监管或政府政策(例如，诸如伦敦和首尔的废气管理区域)设置的区域以及由于当地特征而减少排气排放的区域(例如，儿童保护区、室内停车场、住宅区、公园、汽车餐厅、医院等)。

此外，可变地设置的区域可以包括诸如车载智能通讯(Telematics)服务的无线信息可以被检查的区域以及通过设置在车辆中的视觉信息获取装置(ADAS系统等)确定的行人拥挤的区域等。例如，通过大气环境信息来检测大气状况劣化的区域、基于使用智能手机的位置信息的大数据检测行人拥挤的区域以及基于交通信息预计大量的排气排放的区域可对应于可变地设置的区域。

另外，受排气排放影响的区域430可以被设置为任意管理区的单元、通过连接多个坐标作为边界点而定义的区域、与特定设施本身或者其一部分相对应的区域或距离坐标或特定设施一定半径距离内的区域。

上述用于设置特定区域的示例是说明性的，并且本公开不受本发明的特定区域的设置标准、设置范围、设置时段等的限制。并且，假定特定区域430位于出发点410与目的地420之间，但是目的地420不必通过用户对AVN(音频/视频/导航)的导航功能的明确命令来设置。例如，目的地420可以根据驾驶员的行驶模式或预定行驶条件(时间，区域等)在车辆中任意地设置。然而，优选的是，至少在进入行驶模式分配的区域之前，在车辆中获取路线中的特定区域430的存在和大小。

在下面的描述中，为了方便起见，受排气排放影响的区域被称为“绿色区域”。

接下来，参照图5和图6，将描述根据本公开的一种形式的混合动力车辆的结构以及控制系统。

图5是示例性地示出根据本公开的一个实施例的混合动力电动车辆的动力系的结构的示意图。

图5说明采用并联式混合动力系统的混合动力电动车辆的动力系，在并联式混合动力系统中，电动机(或驱动电机)140和发动机离合器130设置在内燃发动机(ICE)110和自动变速器150之间。

通常，在这样的混合动力电动车辆中，如果驾驶员在混合动力电动车辆起动之后压下加速器踏板，则电动机140在发动机离合器130的打开状态下主要利用主电池的电力来驱动，车轮通过电动机140的动力经由变速器150和主减速器(FD)160移动(即，以EV模式)。当混合动力电动车辆逐渐加速时，需要逐渐增大驱动力，并且因此起动-发电电机(startergenerator motor)120运转以驱动发动机110。

因此，当发动机110和电动机140的转速变得相等时，发动机离合器130关闭，因此混合动力电动车辆由发动机110和电动机140两者来驱动(即，从EV模式转换到HEV模式)。当满足诸如混合动力电动车辆的减速的预定的发动机失速条件时，发动机离合器130打开并且发动机110停止(即，从HEV模式转换到EV模式)。这里，电动机140利用车轮的驱动力对主电池进行充电，并且这个过程被称为制动能量再生或再生制动。另外，由于起动-发电电机120在发动机起动时用作起动电机，且在发动机110起动后或发动机110关闭时恢复发动机110的旋转能量期间用作发电机，因此起动-发电电机120被称为混合起动发电机(HSG)。

将在图6中示出应用上述动力系的混合动力电动车辆中的控制器或控制单元之间的关系。

图6是示例性地说明根据本公开的一个实施例的混合动力电动车辆的控制系统的框图。

参照图6，在根据本公开的一个实施例的混合动力电动车辆中，发动机控制器210可以控制内燃发动机110的运转，电机控制器(MCU)220可以控制起动-发电电机120和电动机140的运转，并且离合器控制器230可以控制发动机离合器130的运转。这里，发动机控制器210可以被称为发动机管理系统(EMS)。此外，变速器控制器250可以控制变速器150的运转。根据一些实施例，起动-发电电机120和电动机140可以被不同的电机控制器分别地控制。

上述各个控制器210、220、230和250可以连接到执行混合动力电动车辆中的动力系的总体控制的较高级别控制器，即混合动力控制器240(在下文中，被称为“混合动力控制器”或“混合动力控制单元(HCU)”)。各个控制器210、220、230和250可以向混合动力控制器240提供行驶模式切换所需的信息、在换挡期间控制发动机离合器130所需的信息和/或控制发动机110的停止所需的信息。各个控制器210、220、230和250可以在混合动力控制器240的控制下根据控制信号另外地或可选地执行操作。

更详细地，混合动力控制器240根据混合动力电动车辆的行驶状态确定是否执行模式切换。例如，混合动力控制器240确定发动机离合器130的打开时间，并且在发动机离合器130被打开时控制液压(在湿EC的情况下)或者控制扭矩容量(在干EC的情况下)。此外，混合动力控制器240可以根据稍后描述的本公开的实施例通过离合器控制器230确定发动机离合器130的状态(例如锁止状态、打滑状态、打开状态或锁止卡止状态)，控制发动机110的燃料喷射的截止时间，并且控制用于在模式转换控制时确定和执行模式转换条件的子控制器(或者较低级别控制器，例如210、220、230和250)。

当然，对于本领域技术人员来说显而易见的是，上述控制器之间的连接关系和各个控制器的功能/分类是示例性的，并且各个控制器的名称不限于此。例如，除混合动力控制器240以外的控制器中的任何一个可以提供混合动力控制器240的功能，或者两个或更多个其它控制器可以以分散的方式分开地提供混合动力控制器240的功能。

在下文中，将基于上述说明的车辆结构来描述根据本公开的一种形式的高效模式转换控制方法。

根据本公开的一种形式，提出使用行进路线信息来执行模式切换，使得当路线上存在绿色区域(低排放区域)时，可以在绿色区域中执行CD模式行驶。

根据当前形式的一方面，行进路线信息可以是导航信息。这里，导航信息可以包括绿色区域信息、道路类型、倾斜度、平均车辆速度和拥挤度(实时交通信息)中的至少一个。通常，导航信息可以从AVN系统中获得，但不限于此。例如，导航信息可以通过车载智能通讯调制解调器从车载智能通讯中心获得，或者可以通过使用无线通信模块的数据中心/服务器/云连接获得，车辆速度信息可以通过车辆中的各种传感器来获取。

另外，为了使CD模式驱动在绿色区域中最大化，提出比较以CD模式行驶通过绿色区域所需能量(以下称为“绿色区域所需能量”)和当前存储在电池中的能量当中可以用于CD模式行驶的能量(为了方便起见，在下文中称为“总CD模式行驶能量”)。根据比较结果，可以设置转换到CD模式行驶的标准或者可以在CS模式行驶中进行另外的电池充电。

在下文中，将参照图7至图12详细描述根据本实施例的模式转换控制方法。

图7示出了根据本公开的一种形式的用于确定绿色区域所需能量的形式的示例。在图7中，假定通过使用平均车辆速度和倾斜度来获得相应区段的估计的消耗能量。然而，本实施例不限于此，并且可以考虑影响估计的消耗能量的各种因素，诸如道路类型、车辆速度变化。

参照图7，假定到目的地的来自导航信息的行进路线上有两个绿色区域。可以使用平均车辆速度信息和每个绿色区域的倾斜度信息以电池荷电状态(SOC)的形式来计算每个绿色区域的绿色区域所需能量。更详细地，可以根据车辆速度信息和倾斜度信息来获得相应区段的平均电池消耗率，并且可以通过将平均电池消耗率乘以相应区段的长度来计算绿色区域所需能量。这里，平均电池消耗率可以通过参考预先为影响车辆速度和坡度的每个因素拟定的参考信息(例如，查找表)来获得，或者可以通过使用预定参考公式来获得。而且，通过导航信息可以获得相应区段的长度。

如上所述，通过如图7所示的过程获得的绿色区域所需能量可以与总CD模式行驶能量进行比较。这将参照图8来描述。

图8示出了根据本公开的一种形式比较绿色区域所需能量和总CD模式行驶能量的形式的示例。在图8中，比较的对象是存在于行进路线上的至少一个绿色区域中的每一个的绿色区域所需能量与总电池能量之和。

图8示出了总电池能量大于绿色区域所需能量的情况，右侧示出了总电池能量小于绿色区域所需能量的情况。对于左侧的情况，仅以CD模式行驶通过整个绿色区域。然而，对于右侧的情况，除非进行额外的电池充电，否则总CD模式行驶能量不足以单独以CD模式行驶通过整个绿色区域。在下文中，将描述根据比较总电池能量和绿色区域所需能量的结果的行驶策略。

首先，描述当总CD模式行驶能量大于绿色区域所需能量时的行驶策略。

当总CD模式行驶能量大于绿色区域所需能量时，在整个绿色区域中可以CD模式行驶。因此，通过从总CD模式行驶能量中减去绿色区域所需能量而获得的多余能量的量可以在CS模式行驶中留作缓冲作用，或者至少一部分多余能量可以被分配给除绿色区域以外的其余区段中的CD模式行驶。多余能量的分配可以改变用于模式转换的参考SOC的形式来执行。这将参照图9来描述。

图9示出了根据本公开的一种形式的设置基于多余能量执行的模式切换参考的示例。

在图9中，示出了两个上图和一个下图。对于上图和下图，假定电池SOC 903的一部分被储备用于执行CS模式行驶的缓冲作用。还假定对应于储备的SOC 903的SOC的量被设置为用于模式转换的默认值或绝对参考SOC 930，即模式转换参考。也就是说，当电池SOC下降到默认模式转换参考或绝对模式转换参考930以下时，混合动力车辆从CD模式转换到CS模式。这里，默认或绝对模式转换参考930是预定值，并且对于每个车辆可以是可变的。

首先参照图9的上图，当进入绿色区域时，车辆执行CD模式行驶，因此可用于CD模式行驶的能量905(即，总CD模式行驶能量)在车辆驶过绿色区域时被消耗。从绿色区域所需能量901和总CD模式行驶能量905两者中减去能量消耗量910。

另一方面，当车辆在绿色区域以外的区域行进时，CD/CS模式转换参考930可以通过如图9的下图所示的剩余绿色区域所需能量940增加。在这种情况下，由于将在完全保持绿色区域所需能量901时发生到CS模式的模式转换，因此即使在到达绿色区域之前执行CD模式行驶，也可以保证在绿色区域中的CD模式行驶。当然，除绿色区域所需能量901和来自整个SOC的用于CS模式行驶的缓冲区903之外的SOC 920可以用于CD模式行驶，并且当使用SOC 920时，CD-CS模式之间的转换可以使用基于SOC的方案或基于行驶载荷的方案来执行。

接下来，描述当总CD模式行驶能量小于绿色区域所需能量时的行驶策略。在这种情况下的行驶策略基本上类似于总CD模式行驶能量大于绿色区域所需能量的情况下的行驶策略，但是在绿色区域以外的区域中进行充电是不同的。为了进行充电，可以使用绿色区域以外的区段的行进路线信息来设置充电区段。

充电区段可以通过使用诸如平均车辆速度、坡度、道路类型、车辆速度变化率等信息来估计每个区段的平均行驶载荷以及根据系统效率特性设置适合于对充电区段充电的具有平均行驶载荷的至少一个区段来确定。这将参照图10来描述。

图10示出了根据本公开的一种形式的确定充电间隔的示例。

参照图10，示出了平均行驶载荷和系统效率之间的关系。在图10中，假定在其中动力系统在CS模式行驶下输出具有最高效率的最佳效率功率的运转点例如发动机的最高效率运转点处始终进行充电。

越接近最佳效率功率，充电量越小，而路径损耗也越小。因此，考虑到效率，具有对应于(B)的平均行驶载荷的区段优于具有对应于(A)的平均行驶载荷的区段。而且，在具有对应于(C)的平均行驶载荷的区段中，由于平均行驶载荷大于最佳效率功率，因此不能执行充电。因此，在确定充电区段时，优选的是，较高优先级地选择最佳效率功率大于平均行驶载荷的区段，并且平均行驶载荷与系统最佳效率功率之间的差较小。

同时，区段中估计的充电能量是估计的充电功率和相应区段的乘积，并且估计的充电功率可以通过减去系统最佳效率功率下的平均行驶载荷来获得。因此，可以顺序地选择下一个顺序的充电区段，直到总CD模式行驶能量和区段的估计的充电能量之和等于或大于绿色区域所需能量。在图11中示出了这样的充电区段分配的形式的示例。

图11示出了根据本公开的一种形式的在行进路线上分配充电区段的示例。

参照图11，示出了分别满足上述条件的充电区段被分配在恰好绿色区域之前的情况。不过，图11所示的分配的充电区段的位置是示例，并且当选择多个充电区段时，充电区段不必彼此相邻，也不必与绿色区域相邻。然而，优选的是设置充电区段，使得在进入任意的绿色区域之前，与对应的绿色区域所需能量和用于CS模式行驶的缓冲区SOC所需能量之和相对应的SOC保持不变。

考虑上述绿色区域的模式转换控制的过程如图12中的流程图所示。

图12是示出根据本公开的一种形式的模式转换控制过程的示例的流程图。

参照图12，可以检测行进路线上的绿色区域(S1210)。这里，绿色区域的检测可以表示确定路线上是否存在至少一个绿色区域，并且当确定存在多于一个绿色区域时，计算每个绿色区域的绿色区域所需能量。如上所述，可以通过将相应的绿色区域的平均电池消耗率乘以区段距离来获得绿色区域所需能量，并且使用平均车辆速度、坡度、道路类型、速度变化率中的至少一个来计算平均电池消耗率。此外，可以通过导航信息来获得用于获得平均电池消耗率的信息。

在检测到至少一个绿色区域时，通过将总CD模式行驶能量和绿色区域所需能量进行比较来确定当前是否可以在整个绿色区域进行CD模式行驶(S1220)。

当根据比较结果确定当前可以在整个绿色区域进行CD模式行驶并且车辆已经进入绿色区域时(S1230)，混合动力车辆可以在绿色区域中以CD模式行驶(S1240A)。此时，绿色区域所需能量可以由被通过CD模式行驶消耗的能量减去的方式进行更新。此外，不考虑进入绿色区域之前的行驶模式，混合动力车辆都可以在绿色区域中执行CD模式行驶。例如，混合动力车辆可以在进入绿色区域之前执行CS模式行驶时转换到CD模式，或者可以当在进入绿色区域之前已经执行CD模式行驶时在绿色区域中行进通过的同时保持CD模式行驶。

当根据比较结果确定当前可以在整个绿色区域以CD模式行驶且当前位置不是绿色区域时，可以通过考虑绿色区域所需能量来执行CD模式行驶或CS模式行驶(S1240B)。模式转换参考的详细设置/改变条件如以上参照图9所述，将省略重复的说明。

另一方面，当绿色区域所需能量大于总CD模式行驶能量时，可以分配充电区段(S1250)。当充电区段被分配时，可以计算为估计在分配的充电区段中充电的能量的区段的估计的充电能量(S1260)。充电区段的分配以及另外的分配方法与上面参照图10和图11所述的分配和分配方法相同，将省略重复的说明。

在计算估计的充电能量时，可以确定充电区段是否需要被另外地分配(S1270)。特别地，在估计的充电能量和总CD模式行驶能量之和等于或大于绿色区域所需能量时，充电区段不需要另外地设置。否则，可以进一步分配一个或多个充电区段(S1250)。

当充电区段的分配完成时，确定车辆是否进入充电区段(S1280)。当确定当前位置对应于充电区段时，可以在执行CS模式行驶的同时对电池充电(S1290)。相反，当确定当前位置不对应于充电区段时，可以根据当前位置是否对应于绿色区域来确定行驶模式(S1230)。

在以上描述中，每个步骤的确定/计算/控制可以由单个控制器或多个控制器执行。例如，检测绿色区域(S1210)、确定车辆是否已经进入绿色区域(S1230)、确定车辆是否已经进入充电区段(S1280)等步骤可以通过AVN(音频/视频/导航)系统来执行，并且每个步骤的结果可以被传送到混合动力控制器。对于另一示例，具有GPS模块的AVN系统可以将执行每个步骤所需的信息(例如，位置、长度、坡度、道路类型、绿色区域入口、车辆速度变化、当前位置等)传送到混合动力控制器，因此混合动力控制器能够执行这些步骤。

本文公开的包括本文描述的各个控制器210-250的实施例的各个实施例可以使用联接到存储计算机可执行指令的存储器(或其他非暂时性机器可读记录介质)的一个或多个处理器来实施，其中存储器用于使处理器执行包括关于混合动力控制器240、发动机控制器210、电机控制器220、离合器控制器230和变速器控制器250描述的功能的上述功能。处理器和存储器可以安装在混合动力电动车辆(HEV)中，并且可以通信地连接到内燃发动机110、电机120/140、发动机离合器130和/或变速器150以及控制器210-250的其它控制器以便如本文所述控制车辆及其部件的运行。

结合本文公开的实施例描述的逻辑块、模块或单元可以由具有至少一个处理器、至少一个存储器和至少一个通信接口的计算装置来实施或执行。结合本文公开的实施例描述的方法、过程或算法的元件可直接体现为硬件、由至少一个处理器执行的软件模块或两者的结合。可以将用于实现结合本文公开的实施例描述的方法、过程或者算法的计算机可执行指令存储在非暂时性计算机可读存储介质中。

根据本公开的上述方法可以被实施为存储在计算机可读记录介质中的计算机可读代码。计算机可读记录介质包括其中存储由计算机可读取的数据的各种计算机可读记录装置。例如，计算机可读记录介质包括诸如硬盘驱动器(HDD)、固态驱动器(SSD)、硅盘驱动器(SDD)、ROM、RAM、CD-ROM、磁带、软盘、光学数据存储装置等的非暂时性存储介质。此外，计算机可读记录介质可以以载波的形式(例如，通过互联网传输)实现。

从以上描述中显而易见的是，根据本公开的至少一个实施例的混合动力电动车辆可以更有效地执行模式转换控制。

特别地，当在行进路线中包括特定区域时，确定行驶模式以最大化CD模式行驶并且使特定区域中的发动机运转最小化。

对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以在本公开中进行各种修改和变化。因此，本公开旨在覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的本发明的修改和变化。

Claims (19)

1.一种混合动力车辆的模式转换的控制方法，所述方法包括：

当在行进路线上检测到与排气排放相关联的至少一个特定区域时，计算以第一行驶模式行进通过所述至少一个特定区域所需的第一能量；

基于所计算的第一能量，根据电池的荷电状态确定混合动力车辆是否能够以所述第一行驶模式行进通过至少一个特定区域；

当确定所述混合动力车辆能够以所述第一行驶模式行进通过时，参考所述第一能量以所述第一行驶模式或第二行驶模式行进通过所述行进路线，以及

当确定所述混合动力车辆不能以所述第一行驶模式行进通过时，设置至少一个充电区段。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定的步骤包括：

将所述第一能量与为所述电池中当前存储的能量中的可用于所述第一行驶模式的总能量的第二能量进行比较；

当所述第二能量等于或大于所述第一能量时，确定所述混合动力车辆能够以所述第一行驶模式行进通过；以及

当所述第一能量大于所述第二能量时，确定所述混合动力车辆不能以所述第一行驶模式行进通过。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第二能量通过从当前存储的能量中减去模式转换参考而获得，并且，所述模式转换参考对应于用于从所述第一行驶模式转换到所述第二行驶模式的参考能量。

4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：当所述混合动力车辆进入至少一个特定区域时，不考虑进入所述至少一个特定区域之前的先前行驶模式，以所述第一行驶模式行进。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，行进的步骤包括：

通过将所述第一能量与预定的模式转变参考相加来设置用于所述第二行驶模式的模式转换参考。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，设置至少一个充电区段的步骤包括：

参考所述行进路线中的平均行驶载荷和系统最佳效率功率来设置第一充电区段；

使用所述第一充电区段的距离来计算所述第一充电区段中的估计的充电能量；以及

通过使用所述第二能量、所估计的充电能量和所述第一能量来确定是否需要至少一个第二充电区段。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，计算第一能量的步骤通过至少使用所述至少一个特定区域中的每一个区域的平均车辆速度、倾斜度、拥挤度和道路类型来执行。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一行驶模式包括荷电消耗模式即CD模式，所述第二行驶模式包括荷电维持模式即CS模式。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述特定区域包括强制或推荐的排气排放减少的区域。

10.一种计算机可读记录介质，在所述计算机可读记录介质上记录有用于执行权利要求1所述的方法的程序。

11.一种混合动力车辆，包括：

第一控制器，被配置成当在行进路线上检测到与排气排放有关的至少一个特定区域时，获得关于包括所述至少一个特定区域的行进路线的信息；和

第二控制器，被配置成：

基于从所述第一控制器获得的信息来计算以第一行驶模式行进通过所述至少一个特定区域所需的第一能量，

基于所计算的第一能量，根据电池的荷电状态确定混合动力车辆是否能够以所述第一行驶模式行进通过至少一个特定区域，

当确定混合动力车辆能够以所述第一行驶模式行进通过时，参考所述第一能量来控制针对所述行进路线执行以所述第一行驶模式行驶或者以第二行驶模式行驶，以及

当确定混合动力车辆不能以所述第一行驶模式行进通过时设置至少一个充电区段。

12.根据权利要求11所述的混合动力车辆，其中，所述第二控制器进一步被配置成：

将所述第一能量与为所述电池中当前存储的能量中的可用于所述第一行驶模式的总能量的第二能量进行比较，

当所述第二能量等于或大于所述第一能量时，确定混合动力车辆能够以所述第一行驶模式行进通过，以及

当所述第一能量大于所述第二能量时，确定车辆不能以所述第一行驶模式行进通过。

13.根据权利要求12所述的混合动力车辆，其中，所述第二控制器通过从当前存储的能量中减去模式转换参考来获得所述第二能量，并且

所述模式转换参考对应于用于从所述第一行驶模式转换到所述第二行驶模式的参考能量。

14.根据权利要求11所述的混合动力车辆，其中，所述第二控制器在混合动力车辆进入所述至少一个特定区域时，控制执行以所述第一行驶模式行驶，而不考虑进入所述至少一个特定区域之前的先前行驶模式。

15.根据权利要求11所述的混合动力车辆，其中，所述第二控制器通过将所述第一能量与预定的模式转换参考相加来控制设置用于所述第二行驶模式的模式转换参考。

16.根据权利要求11所述的混合动力车辆，其中，所述第二控制器被进一步被配置成：

参考所述行进路线中的平均行驶载荷和系统最佳效率功率来设置第一充电区段，

使用所述第一充电区段的距离来计算所述第一充电区段中的估计的充电能量，以及

通过使用所述第二能量、所估计的充电能量和所述第一能量来确定是否需要至少一个第二充电区段。

17.根据权利要求11所述的混合动力车辆，其中，所述第二控制器通过至少使用所述至少一个特定区域中的每一个区域的平均车辆速度、倾斜度、拥挤度和道路类型来计算所述第一能量。

18.根据权利要求11所述的混合动力车辆，其中，所述第一行驶模式包括荷电消耗模式即CD模式，所述第二行驶模式包括荷电维持模式即CS模式。

19.根据权利要求11所述的混合动力车辆，其中，所述特定区域包括强制或推荐的排气排放减少的区域。