CN110040136A - 自适应巡航控制系统 - Google Patents

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CN110040136A
CN110040136A CN201910036234.4A CN201910036234A CN110040136A CN 110040136 A CN110040136 A CN 110040136A CN 201910036234 A CN201910036234 A CN 201910036234A CN 110040136 A CN110040136 A CN 110040136A
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亚历山大·巴特利特
雅各布·怀尔斯
阿伦·西万
比克拉姆·辛格
孙宝成
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Ford Global Technologies LLC
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Abstract

本公开提供“自适应巡航控制系统”。公开了诸如内燃发动机、电动和/或混合动力电动车辆等车辆和操作方法，其包括控制器，所述控制器被配置为响应巡航控制信号并根据瞬时的车辆性能参数和环境条件来生成路线效率配置文件。所述控制器还被修改以根据所述信号和配置文件来调整车辆巡航速度以使得能够在最短时间内到达至少一个指定目的地，并且其中将车辆行程范围扩展到所述目的地，同时维持电池电量和燃料的一个或多个储备能量极限。

Description

自适应巡航控制系统
技术领域
本公开涉及车辆巡航系统，其根据变化的燃料和动力可用性以及动态车辆性能和环境条件来自适应地并自动地调整巡航控制参数以使得能够到达目的地。
背景技术
在内燃发动机、电动和混合动力电动车辆(所有这些在本文中都统称为HEV)中，燃料消耗和/或电池放电受到外部环境和交通状况、车辆性能功能、驾驶员行为和其他因素的影响。以前，巡航控制系统只是为了将效率最大化和将能耗最小化而进行了优化。在过去，驾驶员已经尝试手动估计是否剩余足够的可用燃料和/或动力来到达一个或多个目的地，并且在尝试节省可用能量并使得车辆能够到达预定目的地时诉诸于超级惜油、超级专注和其他具有挑战性的驾驶技术。
此类过去的系统和尝试不能使驾驶员在试图到达基本目的地时、尤其是当可用燃料和/或动力远低于全容量时将时间最小化。在远小于存储能量(电池和/或燃料)的全容量可用的情况下，并且因为手动和实时确定到达目的地时剩余多少能量的过度挑战性，驾驶员已经过度节省能量，这可能导致行驶时间缓慢和到达目的地时有不必要的延误。
发明内容
内燃发动机车辆(CEV)、混合动力电动车辆(HEV)和插电式混合动力车辆以及电池电动车辆(PHEV、BEV、EV)包括基于燃料的内燃发动机和/一种或多种高电压的电动牵引电池以及其他部件和系统。在操作期间，消耗可用的燃料和电池电量，这减小了车辆行程范围。随着可用燃料和电池电量的降低，准确估计和/或预测车辆行程范围的难度增加。由于不断变化的驾驶员行为、交通、地形、天气和车辆性能的动态和随机性，此类行程范围估计变化很大。在高速公路驾驶操作期间，可以利用车辆巡航控制来帮助扩展车辆行程范围以到达指定目的地，但是难以持续准确地预测和估计剩余车辆行程范围。
在没有过度节省这种可用的燃料和电池电量的情况下，在产生预测和估计的车辆行程范围以及使得此类HEV能够在最小时间和/或缩短的时间跨度内到达预期目的地时出现了进一步的挑战。以前，巡航控制操作模式将车速限制在接近初始巡航控制设定速度的有限速度范围内，该范围可以在初始速度附近每小时跨越大约一或两英里或公里。
本公开涉及改进的自动巡航控制调整，其可以将初始巡航控制设定速度改变为此类有限范围之外的合适的不同速度，这可以最小化到达目的地的行驶时间并且考虑到这种随机和动态数据利用对车辆行程范围的改进的和更准确的预测和估计。这些改进的自动调整、估计和预测使得HEV能够在最小的和/或缩短的时间跨度内到达指定目的地，同时维持最小量的燃料和/或电池电量。指定目的地包括可以经由内部车辆导航系统和/或外部导航系统识别和/或指定的至少一个和/或一个、两个或更多个指定目的地。
在本公开的配置和操作方法中，CEV/HEV/PHEV/BEV(为了方便起见，在本文中都没有限制地统称为“HEV”)结合一个和/或多个控制器，其被配置为响应HEV巡航控制和/或巡航信号，这使得能够在适合于在不间断的道路段上的HEV操作时设定和引发巡航速度。响应于巡航信号，控制器根据变化的和/或瞬时车辆性能参数和环境条件来生成路线效率配置文件，该配置文件预测最佳HEV巡航速度和相关性能参数和设置。
控制器还适于根据巡航信号和路线效率配置文件来调整车辆巡航速度以自适应地扩展HEV和/或车辆行程范围，这使得HEV能够在最小的和/或缩短的时间跨度内到达至少一个和/或一个或多个指定目的地。此外，调整后的车辆巡航速度在巡航控制操作期间调整可用燃料和/或电池电量的HEV消耗，使得维持电池电量和燃料的至少一个和/或一个或多个相应的储备能量极限。控制器还适于检测变化的和/或瞬时性能参数和环境条件。在进一步的示例中，至少一个和/或一个或多个相应的储备能量极限是可调的和/或可选择的，并且涉及包括最小燃料量的燃料极限和/或包括至少一个车辆牵引电池的最小荷电状态的电池电量极限。此类参数和条件可以由控制器直接检测和/或经由通过HEV的控制器、传感器和系统生成的反馈信号来传达。
本公开还预期被配置为根据实际车辆每英里瓦时效率和路线效率配置文件来生成一个或多个误差信号的控制器，该误差信号识别路线效率配置文件与在操作期间的实际车辆数据之间的一个或多个差的幅度以及其他信号。在进一步的变型中，误差信号体现、识别和/或传达路线效率配置文件、车辆性能参数和/或环境条件与实际每英里瓦时效率和相关的实际车辆性能数据和参数之间的差。
当误差信号随时间变化时，控制器根据误差信号来自适应地调整巡航速度，使得误差信号幅度减小，并且还使得可以在巡航控制操作期间进一步预期地调整预测的、最佳巡航控制速度、动力和/或相关车辆性能参数和设置以更准确地预测、反映和/或识别实际的HEV性能和效率。减小的误差信号幅度反映了预测的和/或估计的路线效率配置文件以及相关数据和参数的准确性的提高。
在变型中，控制器还被配置为根据变化的和/或瞬时车辆性能参数来生成路线效率配置文件，出于说明而非限制目的，该车辆性能参数包括速度和每英里瓦时效率目标配置文件。在巡航控制操作期间根据直接检测到的信号和/或反馈信号来调整路线效率配置文件、速度目标配置文件和/或每英里瓦时效率目标配置文件，该反馈信号传达实际每英里瓦时效率以及车辆地理定位或位置、质量、轮胎压力、阻力、车辆附件负载和HEV中的燃料和/或电池电量存储区中的剩余可用能量中的至少一者和/或一者、两者或更多者。
在本公开的进一步改进中，控制器还被配置为根据环境条件来生成路线效率配置文件，出于示例目的，该环境条件包括变化的和/或瞬时反馈信号，该反馈信号在巡航控制操作期间传达公布的道路限速、地形或道路倾斜度和海拔、风速和风向、附近交通速度和距离、车辆对车辆数据以及大气压力、温度和湿度、和基础设施对车辆数据以及其他环境条件中的至少一者和/或一者、两者或更多者。
根据本公开的HEV还预期对控制器的修改，该控制器还被配置为向一个或多个其他车辆和/或外部控制器、显示器和/或其他部件传达路线效率配置文件、实际车辆效率数据、和/或变化的和/或瞬时的车辆性能参数和环境条件中的一者或多者、和/或一个或多个预测变量，该预测变量包括变化的和/或瞬时的车辆行程范围、行程时间跨度或持续时间以及在和/或当HEV到达至少一个指定目的地时剩余的可用储备能量和燃料/电池电量。
在本公开的进一步修改中，控制器还被配置为接收对一个或多个指定目的地和/或电池电量和燃料的一个或多个相应的储备能量极限的一个或多个选择和/或变化。响应于接收到的变化和/或选择，控制器被修改以根据该变化来自适应地调整巡航速度，使得HEV在新的最小和缩短的时间跨度内到达至少一个指定目的地。
这种对HEV以及所描述的部件和系统的实现方式和配置的概述以简化且技术上较不详细的布置介绍对示例性实现方式、配置和布置的选择，并且这些在下面的具体实施方式中结合附图以及随附权利要求进一步进行更详细描述。
该概述不意图识别所要求保护的技术的关键特征或本质特征，也不意图用作对确定所要求保护的主题的范围的辅助。这里讨论的特征、功能、能力和优点可以在各种示例性实现方式中独立地实现，或者可以在其他示例性实现方式中组合，如本文其他地方进一步描述，并且也可以为所属相关技术领域的博学技术人员在参考以下描述和附图后加以理解。
附图说明
图1是内燃发动机和混合动力电动车辆及其系统、部件、传感器、致动器和操作方法的图示；以及
图2示出了图1中描绘的本公开的某些方面，其中为了示出目的移除和重新布置了部件。
具体实施方式
根据要求，本文中公开了本发明的详细实施例；然而应当理解的是，所公开的实施例仅仅是本发明的可以体现为不同和可选形式的示例。附图不一定按比例绘制；一些特征可能会被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文中公开的具体结构细节和功能细节不应当被解释为是限制性的，而是仅仅作为教导本领域技术人员以不同方式采用本发明的代表性基础。
如本领域一般技术人员应当理解的是，参考附图中的任一者示出并描述的各种特征、部件和过程可以与在一个或多个其他附图中示出的特征、部件和过程相组合以实现本领域技术人员应当明白但可能未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合是典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改对于特定应用或实现方式可能是合乎需要的，并且应当在相关技术领域中工作的人员的知识、技能和能力范围内。
现在参考各种附图和图示以及图1和图2，并且具体参考图1，示出了内燃发动机车辆(CEV)和/或混合动力电动车辆(HEV)100的示意图，并且该示意图示出了HEV 100的部件之间的代表性关系，该HEV也可以是电动车辆(EV)、电池电动车辆(BEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)及其组合和修改，它们在本文统称为“HEV”。车辆100内的部件的物理放置和定向可以根据应用要求和实现方式而变化。
车辆100包括具有动力传动系统110的传动系105，该动力传动系统包括内燃发动机(CE)115和/或电机或电动马达/发电机/起动机(EM)120，其产生动力和扭矩以推进车辆100。发动机或CE 115是汽油、柴油、生物燃料、天然气或可选的燃料动力燃烧发动机，除了其他形式的电气、冷却、加热、真空、压力和液压动力之外，其还通过本文在别处描述的前端发动机附件装置(FEAD)产生输出扭矩。CE 115通过分离离合器125联接到电机或EM 120。当分离离合器125至少部分地接合时，CE 115产生这样的动力和相关联发动机输出扭矩以传输到EM 120。
EM 120可以是多种类型的电机中的任一种，并且例如可以是永磁同步马达、发电机和发动机起动机120。例如，当分离离合器125至少部分地接合时，动力和扭矩可以从发动机115传输到EM 120以使得能够充当发电机操作，并且传输到车辆100的其他部件。类似地，EM 120可以充当发动机115的起动机操作，其中分离离合器125部分地或完全地接合以经由分离离合器驱动轴130将动力和扭矩传输到发动机115以起动包括或不包括独立发动机起动机135的车辆中的发动机115。
此外，除了由CE 115供应的动力和扭矩之外，EM或电机120还可以通过传输附加的动力和扭矩来转动驱动轴130和140来辅助发动机115处于“混合动力电动模式”或“电动辅助模式”。此外，EM 120可以在仅电动模式下操作，其中发动机115通过分离离合器125脱离，并且可以关闭，使得EM 120能够在正向和反向方向上将正或负(反向)机械扭矩传输到EM驱动轴140。当处于发电机模式时，还可以命令EM 120产生负电气扭矩(当由CE 115和/或其他传动系元件驱动时)并由此产生用于对电池充电和对车辆电气系统供电的电力，并且同时CE 115产生用于车辆100的推进动力。EM 120和/或其他电动马达发电机还可以在处于发电机模式下时通过将在减速期间来自动力传动系统110和/或车轮154的旋转动能转换成负电气扭矩以及转换成再生电能以便存储在如下面更详细描述的一个或多个电池175、180中来实现再生制动。
分离离合器125可以脱开以使得发动机115能够停止或独立运行以对发动机附件提供动力，而EM 120产生驱动动力和扭矩以经由EM驱动轴140、变矩器驱动轴145和变速器输出驱动轴150来推进车辆100。在其他布置中，发动机115和EM 120都可以在分离离合器125完全或部分接合的情况下操作以通过驱动轴130、140、150、差速器152和车轮154协同地推进车辆100。每个或任何这样的部件也可以部分地和/或完全地以相当的变速驱动桥配置(未示出)组合。可以使用可选择的和/或可控的差速器扭矩功能进一步修改传动系105以从一个或任何或所有车轮154实现再生制动。虽然图1示意性地描绘了两个车轮154，但是本公开预期传动系105包括附加车轮154。
图1的示意图还预期具有一个以上的发动机115和/或EM 120的可选配置，该发动机和/或EM可以偏离驱动轴130、140，并且其中发动机115和EM 120中的一者或多者串联和/或并联地定位在传动系105的其他地方，诸如在变矩器与变速器之间或作为变矩器和变速器的一部分，和/或在变速驱动桥中、在驱动轴的轴外和/或在其他地方以及在其他布置中。在不脱离本公开的范围的情况下预期其他变型。传动系105和动力传动系统110还包括变速器，该变速器包括变矩器(TC)155，其将动力传动系统110的发动机115和EM 120与变速器160连接和/或连接到变速器。TC 155还可以结合旁通离合器和离合器锁157，其也可以充当起步离合器操作，以进一步控制和调节从动力传动系统110传输到车辆100的其他部件的动力和扭矩。
动力传动系统110和/或传动系105还包括一个或多个电动牵引和/或推进电池175、180。一个或多个这样的牵引/推进电池可以是一个或多个更高电压的直流牵引或推进电池175，其工作范围在约48伏至600伏之间，并且有时在约140伏与300伏之间或更大或更小，该电池用于为EM 120存储并供应电力，并且在再生制动期间用于捕获和存储能量以及为其他车辆部件和附件供电并存储来自其他车辆部件和附件的能量。其他车辆电池可以是低电压直流电池180，其工作范围在约6伏与24伏之间或更大或更小，该电池用于为起动机135存储和供应电力以起动发动机115，以及用于为其他车辆部件和附件存储和供应电力。
如图1中所描绘，电池175、180分别通过如本文其他地方所述的各种机械和电气接口以及车辆控制器联接到发动机115、EM 120和车辆100。高电压EM电池175还通过马达控制模块(MCM)、电池控制模块(BCM)和/或电力电子器件185中的一者或多者联接到EM120，这些模块被配置为转换和调节由高电压(HV)电池175为EM 120提供的直流(DC)电。
MCM/BCM/电力电子器件185还被配置为将DC电池电力调节、逆变和变换成三相交流电(AC)，这通常是为电机或EM 120供电所需的。MCM/BCM/电力电子器件185还被配置为通过由EM 120和/或前端附件驱动部件产生的能量对一个或多个电池175、180进行充电，并根据需要从和向其他车辆部件接收、存储和供应电力。此类控制器(包括例如与电力电子器件185结合的那些控制器)被配置为监测电池传感器以检测电压、电流、荷电状态(SoC)，对电池进行充电，调整和控制充电速率和其充电时间，监测和估计燃料经济性，监测再充电，以及从一个或多个电池中释放和输送电力，以及其他功能。
继续参考图1，除了MCM/BCM/电力电子器件185之外，车辆100还包括一个或多个控制器和计算模块和系统，它们实现各种车辆功能。例如，车辆100可以结合与MCM/BCM 185进行通信的车辆系统控制器(VSC)200和车辆计算系统(VCS)和控制器205、以及其他控制器以及诸如控制器局域网(CAN)210等车辆网络，以及较大型车辆控制系统和包括如本文其他地方所述的其他基于微处理器的控制器的其他车辆网络。除了控制器、传感器、致动器以及车辆系统和部件之间的通信链路之外，CAN 210还可以包括网络控制器，如附图中示意性地示出的，出于示例目的而没有限制，如点线和/或虚线，以及类似的原理图和图形表示所示的。
此类CAN 210对于所属领域技术人员来说是已知的，并且通过各种工业标准进行更详细的描述，这些工业标准尤其包括例如：国际汽车工程师学会TM.(SAE)J1939，其标题为“Serial Control and Communications Heavy Duty Vehicle Network”，并且可从standards.sae.org获得；以及可从国际标准组织(ISO)11898获得的汽车信息标准，其标题为“Road vehicles-Controller area network(CAN)”；以及ISO 11519，其标题为“Roadvehicles-Low-speed serial data communication”，可从www.iso.org/ics/43.040.15/x/获得。
继续参考图1，除了已经描述的控制器之外，车辆100还包括一个或多个控制器和计算模块和系统，它们实现各种车辆功能。例如，在一些配置中，出于示例而非限制目的，VSC 200和/或VCS 205是和/或结合SYNC.TM.、APPLINK.TM.、MyFord Touch.TM.和/或开源SmartDeviceLink和/或OpenXC车载和车外车辆计算系统、车内连接、信息娱乐以及通信系统和应用编程接口(API)，以用于与车外和/或外部装置、系统和部件的通信和对它们的控制。
对于进一步的示例，但不是出于限制目的，诸如VSC 200和VCS 205等控制器中的至少一者和/或一者或多者可以结合并且还可以是和/或包括一个或多个附件协议接口模块(APIM)和/或整体的或单独的主机单元，其可以是、包括和/或结合信息和娱乐系统(也称为信息娱乐系统和/或音频/视觉控制模块或ACM/AVCM)。此类模块包括和/或可以包括多媒体装置，诸如媒体播放器(MP3、Blu-Ray.TM.、DVD、CD、盒式磁带等)、立体声系统、FM/AM/卫星无线电接收器等，以及如本文其他地方所述的人机界面(HMI)190、图形用户界面(GUI)190和/或显示单元190。
此类预期的部件和系统可从各种来源获得，并且出于示例目的由SmartDeviceLink Consortium、OpenXC项目、福特汽车公司等制造和/或可从其获得。参见，例如，SmartDeviceLink.com、openXCplatform.com、www.ford.com、第9,080,668号、第9,042,824号、第9,092,309号、第9,141,583号、第9,141,583号、第9,680,934号美国专利等等。
在进一步的示例中，SmartLinkDevice(SDL)、OpenXC和SYNC.TM.AppLink.TM.各自是使得诸如VSC 200和VCS 205等控制器中的至少一者和/或一者或多者能够利用嵌入式应用编程接口(API)来传达远程过程调用(RPC)的说明性样例，该嵌入式应用编程接口能够通过利用车内或车载HMI、GUI以及其他输入和输出装置190来命令和控制内部和外部或车载和车外装置、移动装置和应用。这还包括车载车辆仪表组硬件和软件控件(HSC)、按钮和/或开关，以及方向盘控件和按钮(SWC)、仪表组和面板硬件和软件按钮和开关190，以及也在附图中示意性地并且共同地用附图标记190(图1)描绘的其他控件等等。示例性系统(诸如SDL、OpenXC和/或AppLink.TM.)利用车辆100的HMI(诸如HSC、SWC、HMI和GUI 190)使得移动装置的功能可用并且能够启用。
VCS 205和/或其他控制器可以包括、被配置有一个或多个通信、导航和其他系统、单元、控制器和/或传感器(诸如车辆对车辆通信系统(V2V)201以及道路和基于云的网络基础设施对车辆和车辆对基础设施通信系统(I2V、V2I)202、激光雷达/声纳(光和/或声音检测和测距)和/或摄像机道路接近度成像和障碍物传感器系统203、GPS或全球定位系统204以及导航和移动地图显示器和传感器系统206)和/或与它们协作。
此类通信系统、单元、控制器可以被配置有、被配置为其他通信单元和是其他通信单元的一部分，并且通过有线和无线通信实现双向通信，该有线和无线通信可以包括蜂窝、无线以太网和诸如WiFi.TM.无线功能等接入点、诸如蓝牙TM.等近场通信等等。VCS 205可以与VSC 200和其他控制器并行、串行和分布地协作以响应于传感器和通信信号、数据、参数和其他信息而管理和控制HEV 100和此类其他控制器和/或致动器，传感器和通信信号、数据、参数和其他信息由这些车辆系统、控制器和部件以及在HEV 100外部和/或远处的其他系统识别、建立、传达到它们并从它们接收。
虽然出于示例目的在这里被示为分立的单独控制器，但是MCM/BCM 185、VSC 200和VCS 205可以控制、受控于其他控制器和其他传感器、致动器、信号和部件，可以向和从它们传达信号，并与它们交换数据，其他控制器和其他传感器、致动器、信号和部件是较大型车辆和控制系统、外部控制系统以及内部和外部网络的一部分。结合如本文预期的任何特定的基于微处理器的控制器描述的功能和配置也可以体现在一个或多个其他控制器中并且分布在一个以上的控制器中使得多个控制器可以单独地、协同地、组合地和协作地启用任何这样的功能和配置。因此，对“控制器(a controller)”或“控制器(the controller(s))”的叙述意图指代单数和复数含义的并且是单独地、共同地以及以各种合适的协作和分布式组合表示的此类控制器。
此外，通过网络和CAN 210进行的通信意图包括在控制器和传感器、致动器、控件以及车辆系统和部件之间响应、共享、传输和接收命令、信号、数据、信号中的嵌入数据、控制逻辑以及信息。控制器与一个或多个基于控制器的输入/输出(I/O)接口进行通信，这些接口可以被实施为单个集成接口，其实现原始数据和信号的通信、和/或信号调节、处理和/或转换、短路保护、电路隔离和类似功能。另选地，芯片上的一个或多个专用硬件或固件装置、控制器和系统可以用于在通信期间以及在传达特定信号前后预调节和预处理该特定信号。
在进一步说明中，MCM/BCM 185、VSC 200、VCS 205、CAN 210和其他控制器可以包括与各种类型的计算机可读存储装置或介质进行通信的一个或多个微处理器或中央处理单元(CPU)。计算机可读存储装置或介质可以包括呈只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和非易失性或保活存储器(NVRAM或KAM)的易失性和非易失性存储装置。NVRAM或KAM是持久性或非易失性存储器，其可以用于在车辆和系统以及控制器和CPU未通电或断电时存储操作车辆和系统所需的各种命令、可执行控制逻辑和指令以及代码、数据、常数、参数和变量。计算机可读存储装置或介质可以使用诸如PROM(可编程只读存储器)、EPROM(电PROM)、EEPROM(电可擦除PROM)、快闪存储器或能够存储和传达数据的任何其他电动、磁性、光学或组合存储器装置的许多已知存储器装置中的任何一种来实施。
再次关注图1，HEV 100还可以包括动力传动系统控制单元/模块(PCU/PCM)215，其联接到VSC 200或另一个控制器并且联接到CAN 210和发动机115、EM 120和TC 155以控制每个动力传动系统部件。变速器控制单元(TCU)220还经由CAN 210联接到VSC 200和其他控制器，并且联接到变速器160并且还可选地联接到TC 155以实现操作控制。具有分别集成的控制器并且与CAN 210进行通信的发动机控制模块(ECM)或单元(ECU)或能量管理系统(EMS)225也包括在内，并且联接到发动机115和VSC 200与PCU 215和TCU 220以及其他控制器协作。
在该布置中，VSC 200和VCS 205协作地管理和控制车辆部件和其他控制器、传感器和致动器，其包括例如但不限于PCU 215、TCU 220、MCM/BCM 185和/或ECU/EMS 225等等。例如，控制器可以向和/或从发动机115、分离离合器125、EM 120、TC 155、变速器160、电池175、180和MCM/BCM/电力电子器件185以及其他部件和系统传达控制命令、逻辑和指令以及代码、数据、信息和信号。
控制器还可以控制即使未在附图中示出也为所属领域技术人员所已知的其他车辆部件并与其进行通信。图1中的车辆100的实施例还描绘了与车辆网络和CAN 210进行通信的示例性传感器和致动器，它们可以向VSC 200、VCS 205和其他控制器传输信号和从其接收信号。此类控制命令、逻辑和指令以及代码、数据、信息、信号、设置和参数(包括驾驶员优选设置和偏好)可以被捕获并存储在驾驶员控件和配置文件230的储存库中并从其检索和传达。
作为进一步的示例，各种其他车辆功能、致动器和部件可以由HEV 100系统和部件内的控制器控制，并且可以与HEV系统和部件协作，并且可以从其他控制器、传感器和致动器接收信号，出于说明而非限制目的，其可以包括前端附件驱动(FEAD)部件和用于对电池进行充电或放电的各种传感器，该各种传感器包括用于检测和/或确定最大电荷、充电状态或荷电状态(SoC)、电压和电流、电池化学和寿命参数以及放电功率极限、外部周围环境空气温度(TMP)、压力、湿度和部件温度、电压、电流和电池放电功率和速率极限的传感器，以及其他部件。此类传感器被配置为与控制器和CAN 210进行通信，并且为了进一步示例，可以建立或指示点火开关位置(IGN)和接通或断开状况、外部环境温度和压力、发动机和热管理系统传感器以及相关数据通信传感器等等。
HEV 100还包括与各种控制器联接的至少一个外部电源插座和传感器235，该控制器包括例如BCM/MCM/电力电子器件185和HV电池175。当HEV 100静止并且停放在外部电源(XPS)(诸如在家中、在办公室或其他电力充电站或位置中)附近时利用插座235，这些站也被技术人员视为电动车辆供电设备(EVSE)。这些控制器被配置为当XPS连接到插座235时检测到XPS的存在，并且引发HV电池175、电池180的充电/再充电循环或事件，以及出于各种目的而使得能够对HEV 100供电。
本公开的变型预期HEV 100包括各种控制器中的一者或多者(诸如例如VSC 200、VCS 205，和/或被配置为能够实现车速巡航控制功能的其他控制器，该车速巡航控制功能生成巡航控制模式和信号和/或巡航信号(CCS)240以引发巡航控制模式和操作，并且包括初始巡航控制设定速度，使得HEV 100可以在最初由一个或多个控制器、驾驶员和/或自动或半自动车辆导航系统设定的速度下操作)。
如在各个附图(包括图1和图2)中所述和所示，信号和数据(包括例如巡航信号CCS240以及相关控制逻辑和可执行指令和其他信号和数据)还可以包括其他和/或反馈信号(OS)245以及从控制器和车辆部件和系统接收和发送到它们和在它们之间的控制或命令信号(CS)250。巡航控制和/或巡航信号CCS 240、OS 245和CS 250以及其他信号、相关控制逻辑和可执行指令、参数和数据可以和/或可能被预测、生成、建立、接收、传达到、从车辆控制器、传感器、致动器、部件以及内部、外部和远程系统中的任一者以及在它们之间。
这些信号中的任一者和/或全部可以是原始模拟或数字信号和数据，或是响应于其他信号而生成的预调节的、预处理的、组合和/或衍生数据和信号，并且可以编码、嵌入、表示电压、电流、电容、电感、阻抗和它们的数字数据表示以及数字信息并由它们表示，该数字信息编码、嵌入和/或以其他方式表示此类信号、数据和模拟、数字和多媒体信息。
各种预期的控制器、传感器、致动器和其他车辆部件对所描述的信号、命令、控制指令和逻辑以及数据和信息的传达和操作可以如图1和图2中示意性地表示，并且通过如图2中具体示出的本公开的方法中例示的流程图或类似图形示意性地表示。此类流程图和图形示出了示例性命令和控制过程、控制逻辑和指令以及操作策略，它们可以使用一种或多种计算、通信和处理技术来实施，这些技术可以包括实时的、事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的以及它们的组合。
所示的步骤和功能可以通过所描绘的顺序以及并行地、重复地、通过修改的顺序来执行、传达和执行，并且在一些情况中可以组合其他过程和/或被省略。命令、控制逻辑和指令可以在所描述的基于微处理器的控制器中的一者或多者中、在外部控制器和系统中执行，并且可以主要体现为硬件、软件、虚拟化硬件、固件、虚拟化硬件/软件/固件以及它们的组合。
继续参考包括图1的各个附图，本公开预期HEV 100包括控制器中的至少一者和/或一者或多者，控制器可以是VSC 200、VCS 205、PCU 215、TCU 220、MCM/BCM 185和/或ECU/EMS 225中的任一者，以及一个或多个通信单元，诸如VSC 200、V2V 201、I2V/V2I 202和/或与VCS 205结合的通信单元。此类控制器中的至少一者、一者或多者和/或任一者还被配置为生成并传达CCS 240，其识别或指示HEV 100巡航速度控制系统的初始操作。这些控制器中的一者或多者还与车载通信单元200、201、202、205等中的至少一者和/或一者或多者进行通信和联接，并且在一些变型中也与如本文其他地方描述的外部装置和部件进行通信和联接。
在出于说明目的附加示例中，HEV 100还可以包括、结合、配对、同步和/或联接以下项、作为以下项的此类通信单元和/或部件和/或子系统:一个或多个和/或至少一个基于车辆的和车载多媒体装置260(MM)、辅助输入265(AUX)和模拟/数字(A/D)电路270、通用串行总线端口(USB)275、近场通信收发器(NFC)280、无线路由器和/或收发器(WRT)285(诸如Bluetooth.TM.装置),其启用无线个人和局域网(WPAN、WLAN)或“WiFi”IEEE 802.11和803.11通信标准。
车辆100的控制器和装置还利用语音/音频和数据编码和技术与车载和/或车外模拟和数字蜂窝网络调制解调器和收发器(CMT)290联接、结合和/或包括车载和/或车外模拟和数字蜂窝网络调制解调器和收发器，这些技术包括例如由国际电信联盟(ITU)管理为国际移动电信(IMT)标准的那些技术，其通常被称为全球移动通信系统(GSM)、GSM演进增强型数据速率(EDGE)、通用移动电信系统(UMTS)、2G、3G、4G、5G、长期演进(LTE)、代码、空间、频率、极化和/或时分多址编码(CDMA、SDMA、FDMA、PDMA、TDMA)以及类似和相关的协议、编码、技术、网络和服务。
此类预期的车载和车外装置和部件尤其被配置为实现车辆100的部件和系统、CAN210以及其他外部装置和系统以及PAN、LAN和WAN之间的双向有线和无线通信。A/D电路270被配置为实现模数和数模信号转换。辅助输入265和USB 275以及其他装置和部件还可以在一些配置中实现有线和无线以太网、车载诊断(OBD、OBD II)、自由空间光通信(诸如红外(IR)数据协会(IrDA)和非标准化消费者IR数据通信协议)、IEEE 1394(FireWire.TM.(苹果公司)、LINK.TM.(索尼)、Lynx.TM.(德州仪器))、EIA(电子工业协会)串行协议、IEEE 1284(Centronics端口协议)、S/PDIF(索尼/飞利浦数字互连格式)和USB-IF(USB应用者论坛)以及类似的数据协议、信令和通信功能。
辅助输入265和A/D电路270、USB 275、NFC 280、WRT 285和/或CMT 290与积分放大器、信号转换和/或信号调制电路联接、集成和/或可以结合积分放大器、信号转换和/或信号调制电路，这些电路被配置为衰减、转换、放大和/或传达信号，并且还被配置为接收各种模拟和/或数字输入信号、数据和/或信息，其被处理和调整并传达到各种有线和无线网络和控制器并在它们之间传达。
此类预期的有线和无线网络和控制器包括例如但不限于CAN 210、VSC 200、VCS205以及车辆100的其他控制器和网络。辅助输入265、A/D电路270、USB 275、NFC 280、WRT285和/或CMT 290以及相关硬件、软件和/或电路是兼容的并且被配置为接收、传输和/或传达各种有线和无线信号、信令、数据通信和/或数据流(WS)以及诸如导航、音频和/或视觉等数据和/或多媒体信号、命令、控制逻辑、指令、信息、软件、编程以及类似和相关的数据和信息形式中的至少一者和/或一者或多者。
另外，预期一个或多个输入和输出数据通信、音频和/或视觉装置190与辅助输入265、A/D电路270、USB 275、NFC 280、WRT 285和/或CMT 290以及车辆100内部并且在一些情况下在车辆100外部和车外的其他预期的控制器和有线和无线网络集成、联接和/或可连接。例如，一个或多个输入和输出装置包括附加显示器190，以及漫游和移动装置(NMD)295等等，它们各自包括至少一个和/或一个或多个集成信令和通信天线和/或收发器(AT)。
此类输入和输出装置190是和/或可以是可选择的、可连接的、与输入选择器同步、配对和/或可由输入选择器致动，该输入选择器可以是HSC 190中的任一者，并且还可以包括、结合GUI 190和预期的硬件和软件HSC、SWC、控件、按钮和/或开关190和/或可以与它们集成和/或作为它们的一部分。如已经指出的，此类HSC 190可以是硬件或软件或它们的组合，并且可以利用储存库230的一个或多个预定的、默认的和可调的工厂和/或驾驶员控件、配置文件和/或偏好来配置。
预期的附加显示器190、NMD 295和/或其他便携式辅助装置还可以包括(例如但不限于)：蜂窝电话、移动电话、智能电话、卫星电话和调制解调器和通信装置、平板计算机、个人数字助理、个人媒体播放器、钥匙扣安全和数据存储装置、个人健康护理装置、膝上型计算机、便携式无线摄像头、头戴式耳机和头戴式受话器(可以包括传声器、有线和无线传声器、便携式NFC和蓝牙兼容扬声器和立体声装置和播放器)、便携式导航和GPS和GNSS装置、以及类似的装置和部件(它们各自可以包括集成的收发器和天线AT、有线、无线和插入式数据连接器和数据连接(DC)以及相关部件，用于有线和无线多媒体和数据通信信号WS)。
车辆100上的此类预期的输入、输出和/或通信装置、部件、子系统和系统被配置为和/或可以被配置为通过有线和无线数据连接DC以及有线和无线信号以及信令和数据通信和数据流WS与外部近端和远端漫游、便携式和/或移动装置295、网络和外部通信系统(V2X)进行双向通信，该外部通信系统可以包括例如道路和基础设施通信系统(V2I/I2V)202，诸如热点和无线接入点(HS/WAP，图1)、纳米和微型和常规蜂窝接入点和塔(CT，图1)以及相关和可访问的外部、远程网络、系统和服务器。
继续参考各个附图(包括图1和图2)，具有相关技术领域知识的人员可以理解的是，本公开预期车辆和/或HEV 100包括至少一个和/或一个或多个控制器，诸如VSC 200、VCS 205以及与一个或多个车内或车载收发器AT(诸如结合USB 275、NFC 280、WRT 285和/或CMT 290描述的那些收发器)联接的其他控制器。控制器200、205和其他控制器以及收发器AT被配置为检测WS并连接到具有范围内WS的附近或近端或远端有线和无线网络装置，以及第三方、车外、外部装置，诸如漫游、便携式和/或移动或漫游移动装置和显示器295。
一个或多个控制器VSC 200、VCS 205和其他控制器被配置为响应于车辆仪表组开关致动、自动导航系统设置以及如本文其他地方描述的其他信号和信息而生成各种OS245、CS 250和其他信号以包括和/或导致CCS 240的生成。控制器中的一者或多者还被配置为响应于检测到CCS 240而生成路线效率配置文件REP 300。
REP 300建立预测的和最佳的车辆性能设置，该设置使得控制器能够将初始巡航控制设定速度自适应地调整到另一个巡航控制和/或巡航速度CSD 305，其最初根据CCS240和初始设定速度以及驾驶员选择、自动导航系统设置、自动驾驶仪功能或设置和/或其他车辆导航和控制系统功能中的一者或多者而被设定为基线车速。
REP 300和/或CSD 305在车辆和HEV 100内部和车辆和HEV上并且在一些实现方式中在车外装置和部件外部与车内或车载收发器AT中的一者或多者和/或其他通信单元以及经由一个或多个信令路径WS进行通信，该收发器AT与USB 275、NFC 280、WRT 285、CMT 290、NMD 295、V2V 201、V2I/I2V 202联接。虽然在引发HEV 100的巡航控制模式和操作时最初根据CCS 240进行设定，但是控制器调整CSD 305以根据动态的、随机的VPP 310和EVC 315将初始设定速度调整为另一个速度，该另一个速度使得能够更快地行驶到一个或多个指定目的地(DD)，而没有不必要的电池和/或燃料动力储备的过度节省，并且最小化和/或减少到达DD所需的行驶时间和/或时间跨度。
REP 300由控制器生成，该控制器被配置为响应CCS 240和/或CSD 305中的一者或多者以使得能够酌情地和/或根据需要设定和引发巡航速度以用于在道路段上的HEV操作。响应于CCS 240，控制器根据变化的和/或瞬时的车辆性能参数VPP 310和环境条件EVC 315来生成REP 300。REP 300还利用初始或基线设定速度CSD 305，并预测一系列VPP 310和EVC315的一个或多个最佳HEV巡航速度和相关性能参数和设置。
控制器VSC 200、VCS 205和其他控制器中的至少一者还被配置为检测、捕获、生成、调整和/或传达各种车辆和系统和子系统数据、信息、车辆行程段和预测的距目的地途中时间数据以及相关数据作为VPP 310、EVC 315以及其他参数、数据和条件中的一者或多者的元素，其也经由各种通信单元和信令路径在车辆和HEV 100内和外部传达。
在变型中，控制器还被配置为根据变化的和/或瞬时的VPP 310来生成和/或调整REP 300，出于说明而非限制目的，该VPP包括速度和每英里瓦时效率目标配置文件TP 320、325。REP 300、速度目标配置文件(STP)320和/或每英里(或公里)瓦时(w-h/m或w-h/km)效率目标配置文件(WTP)325由控制器在HEV 100的巡航控制操作期间根据直接检测到的和/或反馈信号OS 245来调整，该信号传达实际每英里瓦时效率AWE 330以及车辆地理定位或位置LOC 335、质量和可从HEV 100中的燃料和/或电池电量存储区获得的剩余能量中的至少一者和/或一者、两者或更多者。车辆地理位置数据LOC 335还可以由车辆控制器生成并且从车内和车载以及外部车外GPS装置获得，GPS装置包括车辆GPS 204和导航系统206和/或NMD 295以及其他控制器和部件。
出于附加说明和示例目的，此类VPP 310还可以包括但不限于惯性滑行、加速和制动数据、根据实际燃料剩余和消耗和容量计算的剩余可用能量、实际电池电量容量和荷电状态和消耗和剩余电量、轮胎压力和滚动摩擦系数、气动阻力、车辆品牌和型号信息、车辆识别号(VIN)、车载诊断代码和参数/性能标识符和信息数据(OBD、OBD II、PID)以及车辆附件的设置和偏好以及功率需求或要求或负载，该车辆附件诸如气候控件、内部和外部车辆照明装置、信息娱乐系统、导航系统和其他HEV系统、子系统、附件、部件和/或装置。
REP 300包括此类VPP 310中的一者或多者，该VPP作为根据针对一系列环境温度、压力、湿度和道路状况的驾驶员行为和偏好的各种车辆性能功能的最佳的、校准的配置文件参数和设置存储在REP 300中，使得REP 300参数用于在操作期间调整变化的和/或瞬时的车辆性能变量、参数、设置和条件以根据此类行为、偏好和环境条件来实现最佳性能。
STP 320在一些变型中作为REP 300的一部分存储，并且对于一系列环境条件和驾驶员偏好中的每一者另外包括来自预期的VPP 310的和除了预期的VPP之外还包括一系列ICE 115、EM 120和HEV 100速度以及一个或多个相关的最佳校准的目标车辆性能变量、设置和参数，其在操作期间被利用和调整以对于该系列中的此类目标速度中的每一者、对于ICE 115、EM 120、电池175、电力电子器件185以及HEV 100的相关联控制器和计算系统实现最佳车辆性能。
WTP 325包括一系列w-h/m或w-h/km效率值以及来自VPP 310的最佳目标车辆性能设置、变量和参数，其被校准以在ICE 115、EM 120、电池175、电力电子器件185和HEV 100的相关联控制器的操作期间对于效率范围中的每个值实现最佳的w-h/m或w-h/km效率。REP300、STP 320和/或WTP 325单独和组合利用以针对各种所述速度和速度范围以及驾驶员行为和偏好以及各种环境、交通和道路状况校准不同的VPP 310，使得可以通过各种方式调整和控制HEV 100的更复杂的操作模式和部件交互以提高效率和性能。
本公开预期以与所属技术领域技术人员在利用调谐或性能图在内燃发动机车辆中的ICE 115的操作期间启用和改进发动机控制单元ECU 225的性能时所提及的方式类似的方式启用和利用SEP 300、STP 320和WTP 325。在此类简化的系统中，针对各种发动机转速、空燃比的目标设置、怠速控制、可变阀正时的控制、电子阀设定、点火正时等识别出调谐图。在本公开中扩展了该概念以实现多个推进和电力管理系统的实质上更复杂的交互的附加功能。
由于多个推进系统在操作期间交互，所以必须修改ECU 225的简化调谐图以考虑许多附加的变量维度，这些变量不仅可以影响所述的调谐图变量和设置和ICE 115的最终性能，并且还可以影响其他推进和电力管理系统的最终性能。除了能够改进对ICE 115和ECU 225的控制和管理之外，REP 300、STP 320和WTP 325还能够协作地改进对EM 120以及HV电池175、MCM/BCM/电力电子器件185和PCU/PCM 215的控制和管理。
此外，通过与由VSC 200、VCS 205以及HEV 100的其他控制器启用的附加计算和处理资源协作的此类控制器的利用，REP 300、STP 320和WTP 325可以被配置有许多附加维度的数据，其包括例如ICE 115速度、EM 120速度、电池175的充电/放电和功率转换速率、和/或HEV 100速度，使得除了包括用针对一系列ICE 115速度的最佳目标变量、设置和参数校准调谐图之外，还可以针对一系列EM 120速度和功率设置、HEV 100速度以及ICE 115、EM120、电池175的效率以及ICE 115、EM 120、电池175和相关联控制器和计算资源之间的广泛操作交互以及远程环境、道路和交通状况来校准最佳目标。
AWE 330还可以包括实际燃料和/或电池电量消耗和/或根据实际燃料和/或电池电量消耗而生成，该实际燃料和/或电池电量消耗是在操作期间由对REP 300、STP 320和/或WTP 325的利用所引起的，并且可以利用所属技术领域技术人员已知的一种或多种常用计量单位来生成、识别和传达，并且可以包括例如诸如每加仑燃料英里或公里数和/或每千瓦电池电量的英里或公里数、每英里或公里瓦时以及各种等效的计量单位和它们之间的相关转换。
在一个示例中，AWE 330通过以下方式生成：累积地和/或针对单独的道路段和相应的CSD 305以及预期的道路段的时间跨度，以及根据与在HEV 100在LOC 335与DD之间的总距离内行驶每个路段的距离(以英里、公里或任何其他合适的距离计量单位表达)所需的时间内在此类跨度、较小空气动力、电气和物理/机械效率损失下移动HEV 100所做的功(力和距离的乘积)相比ICE 115和/或EM 120消耗的功率量(以瓦时为单位)(或任何其他合适的计量单位)。
这样的AWE 330数据还可以用于生成结合REP 300、CSD 305、VPP 310、STP 320、WTP 325和其他参数中的一者或多者利用的以及用于调整、校准和优化它们的各种实际和最佳目标效率参数、变量和条件。相关技术领域的技术人员通常可以理解的是，可以通过多种方式测量HEV 100的效率。在根据本公开的示例中，通常可以通过将通过燃烧汽油或另一种燃料以及通过使电池175、180放电产生的功率与通过使HEV 100通过行驶到一个或多个DD做功时所做的功进行比较来测量效率。这种效率测量通常由于在HEV 100的操作期间引起的热力学、空气动力学和机械能损失导致的效率损失而降低，如本文其他地方的进一步示例中所述。此类效率考虑因素继而用于确定所生成的REP 300、STP 320、WTP 325和其他参数配置文件中的最佳目标参数、变量和条件。
在根据本公开的进一步布置中，控制器还被配置为根据EVC 315来生成REP 300，出于进一步示例的目的，EVC包括在HEV 100的巡航控制操作期间传达的变化的和/或瞬时的反馈信号OS 245、公布的道路限速、地形或道路倾斜度和海拔、风速和风向、降水、附近交通速度和距离、车辆对车辆交通接近度和道路拥堵数据和大气压力、温度和湿度以及基础设施对车辆道路状况数据以及在HEV 100外部和/或附近的其他环境条件中的至少一者和/或一者、两者或更多者。
控制器还适于根据CCS 240、REP 300、VPP 310、EVC 315和相关数据中的一者或多者来调整车辆巡航速度CSD 305以自适应地扩展HEV 100的行程范围。自适应调整后的CSD305使得HEV 100能够在最小和缩短的时间跨度TS 355内到达至少一个和/或一个或多个指定目的地DD。还如本文其他地方所述，控制器还被配置为通过根据REP 300和其他配置文件、参数、条件和数据来从初始巡航控制设定速度控制和调整CSD 305来最小化和/或减少TS 355。当控制器引发巡航控制模式并设定初始巡航控制速度CSD 305时，也最初预测TS355。
在这些配置中，包括车载和车外导航装置和应用的控制器可以接收一个或多个DD并且除了从内部和/或外部装置、服务器和/或其他来源接收的EVC 315之外还利用来自LOC335的HEV 100的当前地理位置以根据REP 300、VPP 310、EVC 315、能量极限(LM)和其他数据来建立到一个或多个DD的行程路径和预测的持续时间或时间跨度。此外，利用实时车辆性能数据和变化的EVC 315来改善预测的行程持续时间和/或时间跨度。
在巡航控制操作期间，调整后的CSD 305还调整和控制HEV 100的可用燃料和/或电池电量的消耗，使得当HEV 100到达一个或多个指定目的地DD时，电池电量和燃料的至少一个和/或一个或多个相应的储备能量极限LM 340、345维持为等于或高于此类LM。此类LM可以最初预先确定并且从储存库230或HEV 100的预期控制器中的另一者进行存储和检索。
在附加修改中，至少一个和/或一个或多个相应的储备能量极限LM是预定的、可调的和/或可选择的，并且涉及识别、包括和/或建立最小燃料量的燃料储备能量极限(FLM)340和/或包括、识别和/或建立车辆牵引电池175、180中的一者或多者的最小荷电状态(SoC)的电池电量储备能量极限BLM 345。可以根据需要利用此类LM来建立此类储备以考虑可能影响预测的车辆行程范围和目标配置文件效率的准确性的未知变量和条件。
在各种其他布置中，控制器还被配置为根据AWE 330和REP 300并且在调整CSD305时生成一个或多个误差信号ES 350，该ES 350在巡航控制操作期间识别REP 300与AWE330之间的一个或多个差的幅度以及其他数据。在附加配置中，ES 350识别、包括、体现、建立和/或传达由瞬时的、变化的、动态的和随机的VPP 310和/或EVC 315建立的REP 300与AWE 330之间的差。控制器利用ES 350和反馈信号OS 245来提高预期生成的REP 300以及诸如速度目标配置文件320和WTP 325目标效率指示符等基础目标配置文件TP的准确性。
本公开的控制器在其他变型中被进一步修改，以根据ES 350和因ES随时间变化而自适应地调整CSD 305，并且使得此类ES 350的幅度被预期地减小。在巡航控制操作期间，控制器还调整REP 300的预测的、最佳的CSD 305和相关的配置文件以及相关VPP。这继而使得能够更准确地预测HEV性能和效率，使得HEV 100可以利用巡航控制操作来到达一个或多个DD，而不会将电池电量和/或燃料耗尽到相应的FLM 340和/或BLM 345以下，并且使得最小化到达一个或多个DD的时间。ES 350减少反映了此类预测的和/或估计的REP 300以及相关VPP 310以及其他配置文件、数据和参数的准确性提高。改进的准确性还进一步确保HEV100尤其是在低和/或接近耗尽的燃料和/或电池电量的情况期间可以到达一个或多个DD。
如本公开所预期和描述的这种改进的准确性还实现改进的利用低重量、以更低成本制造的车辆设计，这降低了操作费用，并且由此即使在动力/燃料低或接近耗尽或空时也能够减少或最小化到达DD的时间。本公开的进一步变型包括具有还被修改以在一个或多个其他车辆和/或外部控制器、车辆HMI和显示器190和/或NMD 295中的一者或多者和/或其他内部和/或外部部件之间和/或向它们传达所描述的数据的控制器的HEV 100。
这种传达的数据包括例如REP 300、AWE 330、和/或变化的和/或瞬时的VPP 310和EVC 315中的一者或多者、和/或一个或多个另外生成和预测的变量和数据元素，出于进一步示例的目，该变量和数据元素包括HEV 100的以w-h/m(或w-h/km)为单位的剩余能量的瞬时的或实时的车辆行程范围(IVR)360，其周期性地和/或实时地更新，其以剩余燃料/电池电量形式以及根据FLM 340和BLM 345确定可用储备能量。IVR 360表示HEV 100中以及更具体地电池175、180中剩余的最小能量(其可以由BLM 345限制)以及由FLM 340建立的ICE115的最小燃料要求(如果有的话)。可以周期性地并且实时地并且再次在和/或当HEV到达一个或多个和/或至少一个DD时传达此类另外生成的和预测的变量中的一者或多者以在显示器190、导航系统206、NMD 295等中显示。
HEV 100的控制器的其他附加预期的布置包括以离散或变化的时间间隔连续和/或周期性地生成REP 300、CSD 305、VPP 310、EVC 315、STP 320、WTP 325、AWE 330以及其他相关数据、参数、条件和信号。此类离散的、预定的和/或变化的周期性时间间隔可以是例如微秒、毫秒、每秒或每几秒或每几分钟以及其分数和倍数的间隔，和/或可能需要的其他优选时间和/或间隔。
本公开还涉及被配置为接收对一个或多个DD和/或一个或多个相应的FLM 340和/或BLM 345的一个或多个选择和/或变化的控制器，其可以在FLM 340和/或BLM 345降低时实现附加的扩展车辆行程范围IVR 360。这些布置还包括被修改以根据所接收到的变化和/或选择自适应地调整CSD 305的控制器，使得HEV 100在新的最小和/或缩短的时间跨度TS355内到达至少一个DD。
预期的DD及其变化在其他变型中用于优化和最小化或减小行程时间跨度或持续时间，并且在本公开的上下文中最小化和减小此类行程的TS 355，并且受制于IVR 360、设定的和/或调整的巡航控制速度CSD 305以及公布的道路限速以及EVC 315的交通、道路和环境条件的约束。在进一步的示例性配置中，控制器被修改为生成最小化的TS 255作为距离除以时间的函数以及例如LOC 335与DD之间的距离除以针对该距离生成的CSD 305的函数。
在根据本公开的示例性实际实现方式中，LOC 335与DD之间的总距离是道路段的累积距离的总和，其可以由本文其他地方描述的导航系统单独识别和建立。根据公布的道路限速以及EVC 315的交通、道路和环境条件(它们整体和/或部分可以由此类导航系统生成和/或从此类导航系统接收并且被存储并通过EVC 315和本公开的其他参数传达)，类似地为每个这样的道路段确定所生成的CSD 335。
此外，AWE 330还用于本公开的其他布置中以确定最小的、减小的TS 355，其也作为IVR 360、FLM 340、BLM 345的函数而生成，并且使得对于每个这样的道路段确定AWE 330和相关效率因子。在一些变型中，IVR 360还可以通过另外预定的和/或动态生成的安全因子来修改，该安全因子用于确保电池和/或燃料能量不会由于ICE 115、电池175、电力电子器件185和HEV 100的其他部件的意外的和/或随机的效率损失、性能和环境变化以及工况的寿命或急剧变化而意外地消耗超出FLM 340和/或BLM 345的极限。
在本公开的其他示例性变型中，当接合巡航控制模式时，TS 355可以离散地优化以从最初根据初始设定巡航速度预测的TS 355最小化和/或减小。TS 355作为IVR 360、REP300、CSD 305、VPP 310、EVC 315、STP 320、WTP 325和实时的、瞬时的AWE 330的函数进行优化和减小，使得HEV 100的CSD 305被调整并从初始设定速度增加，这减小了最初预测的TS355，并且使HEV 100受制于FLM 340和/或BLM 345而在到达一个或多个DD时将IVR 360耗尽为零，这在当前工况下可是适当的。
根据一个或多个VPP 310和EVC 315生成其他变型中的AWE 330，如本文其他地方部分所述并且出于进一步的示例的目的，其还可以包括电气效率因子、电气和燃烧以及机械温度效率因子和机械能效因子。这种电气效率因子表示当存储的电量从电池175、180放电并且由电力电子器件185和其他部件转换以向EM 120和HEV 100的其他部件和附件供应能量时引起的能量损失。
温度效率因子考虑了在HEV 100的操作期间随着环境和部件温度的变化而变化的效率损失。例如，ICE 115、EM 120、电池175、180和电力电子器件185在低温和非常温暖的温度下的操作期间可以得到降低的性能和效率。这种温度变化还会影响HEV 100的各种部件中的润滑油和流体的性能。预期的机械能效因子考虑了当在再生制动期间、在轮胎在道路上旋转(引起滚动阻力和摩擦能量损失)期间将移动HEV 100的动能转换为电能时、当燃料中存储的能量由ICE 115转换为动力时和/或当HEV 100穿过道路引起空气动力学阻力、海拔变化(随着电势和动能交换而引起损失)时引起的效率损失。
继续参考图1并且现在也参考图2，本公开的操作方法包括控制车辆和HEV 100的方法。鉴于已经描述的部件、控制器、系统和功能，此类方法预期通过这里通常指定为控制器400并且出于说明目的而不是出于限制目的可以包括以下各项的控制器来实现此类方法：控制器VSC 200、VCS 205、PCU 215、TCU 220、MCM/BCM 185和/或ECU/EMS 225中的至少一者和/或一者或多者，以及通信单元和收发器AT、VSC 200、V2V 201、V2I/I2V 202和/或VCS 205等等。
此类操作方法在步骤405处开始，并且在步骤410处包括由控制器400监测和检测CCS 240，其识别初始和/或连续的车辆巡航控制操作和使用。在步骤415处，控制器400还被配置有用于检测一个或多个DD并且在步骤420处检测初始设定速度CSD 305以及检测变化的和/或瞬时的VPP 310和EVC 315和/或其他车辆数据和参数(包括STP 320、WTP 325、LOC335、FLM 340、BLM 345等中的一者或多者和/或至少一者)的方法。
如果在步骤405处检测到CCS 240，但是在步骤415未检测到DD，则控制返回到开始步骤405以继续监测正被识别的DD。利用这些检测到的数据元素，步骤425的方法的控制器400还包括根据此类变化的和/或瞬时的VPP 310和EVC 315和/或其他车辆数据和参数来生成和/或传达REP 300。
在步骤430处，响应于所生成的REP 300，该方法根据REP 300来检测HEV 100是否具有可以到达一个或多个DD的IVR 360，该REP考虑了作为当前位置LOC 335以及VPP 310和EVC 315以及其他参数、条件和数据的函数的剩余可用燃料和/或电池电量。如果HEV 100在范围内并且在当前的、最初设定的CSD 305下在一个或多个DD内具有IVR 360，则CSD 305保持不变。否则，对该方法的控制由控制器400进行到步骤435，并且根据REP 300和基础参数、条件和其他数据来调整CSD 305。
在调整CSD 305之后，控制器400将对方法的控制进行到步骤440以通过根据实际的、实时的、瞬时的VPP 310、EVC 315以及其他参数和条件生成AWE 330来检测和预测HEV100的IVR 360和实际车辆性能效率。在步骤445处，控制器400将HEV 100的IVR 360和AWE330与预测的和/或估计的REP 300、VPP 310、EVC 315、STP 320、WTP 325、FLM 340、BLM 345和其他参数、条件和/或数据进行比较，并且检测在当前调整的CSD 305和检测到的AWE 330处，燃料和/或电池电量能量是否将会耗尽在FLM 340和/或BLM 345中的一者或多者以下使得HEV 100的IVR 360不会扩展到一个或多个DD。
如果是，则对方法的控制再次由控制器400进行到步骤435，并且CSD 305再次调整以通过增加AWE 330来减小CSD 305，由此扩展HEV 100的IVR 360，同时防止燃料和/或电池电量的可用能量极限下降到FLM 340和/或BLM 345中的一者或多者以下。相反，如果在步骤445处检测到的和预测的燃料和/或电池电量将不会耗尽到超过FLM 340和/或BLM 345和降低到其以下，则该方法将控制进行到步骤450。
在步骤450处，控制器400被配置为最小化HEV 100到达一个或多个DD所需的时间跨度TS 355。该方法包括控制器400进一步适于在步骤450处预测和检测在当前调整的CSD305和检测到的AWE 330下当HEV 100到达一个或多个DD时是否将保留额外的或更多的燃料和/或电池电量，使得HEV 100的可用能量和IVR 360扩展超出一个或多个DD。
如果预测一旦HEV 100到达一个或多个DD存在额外的IVR 360和更多的燃料和/或电池电量，则可以通过增加CSD 305并降低AWE 330来减小和最小化到达DD的时间跨度TS355。在这种情况下，该方法的控制器400再次将控制进行到步骤435，其中控制器调整并增加CSD 305并继而减小AWE 330，以增加HEV 100的巡航速度并减少额外的可用IVR 360、燃料和电池电量，使得TS 355最小化。否则，控制器400的方法再次将控制进行到步骤405以在HEV 100的巡航控制操作期间继续监测，以及进行到步骤455以根据本公开实现进一步的巡航控制功能。
在步骤455处，方法的控制器400将REP 300、STP 320、WTP 325和其他预测的和/或估计的性能参数、条件、效率和配置文件中的一者或多者与实际AWE 330和其他实际性能参数、条件、效率和配置文件进行比较，并生成ES 350，其幅度随着预测的/估计的变量与在巡航控制操作期间HEV 100的实际性能变量之间的差的增加而增加。
当此类预测的/估计的性能与实际性能差减小时，ES 350的幅度也减小，以便能够实现测量预测的/估计的REP 300和其他配置文件和数据的准确性的反馈信号OS 245，使得可在步骤460处根据HEV 100的实际性能来进一步自适应地调整巡航速度CSD 305和预测的/估计的配置文件和其他数据，以及由此提高本公开的巡航控制系统的准确性。
本公开的方法的进一步变型还包括：控制器400被配置为在适合于实现较低的能量储备极限的方法步骤的一些配置中自动调整FLM 340和/或BLM 345中的一者或多者使得HEV 100的IVR 360扩展以到达一个或多个DD。附加修改还包括：控制器400被配置为从各种其他控制器、部件、开关、HMI和其他来源(诸如在图2的步骤465处和在图1中示意性描绘的那些来源，其可以经由CAN 210和通过如本文其他地方所述的其他通信功能无线地通信)接收对DD、FLM 340和/或BLM 345以及其他配置文件、参数、条件和数据中的至少一者和/或一者或多者的变化。
操作方法和控制器400的其他布置预期将各种预测的、估计的和实际的性能参数、条件、配置文件和相关数据传达到本文其他地方描述的此类其他内部和外部控制器、显示器、HMI、部件、系统和子系统。当巡航控制操作中断时，方法的控制器400将控制进行到结束步骤470，并再次进行到开始步骤405以继续监测CCS 240。
虽然上文描述了示例性实施例，但是并不意图这些实施例描述本发明的所有可能形式。相反，本说明书中所使用的字词为描述性而非限制性的字词，并且应当理解的是，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种改变。另外地，可以组合各种实现实施例的特征以形成本发明的另外实施例。
根据本发明，提供了一种车辆，所述车辆具有：动力传动系统，其与牵引电池和控制器联接，所述控制器被配置为操作所述动力传动系统以从引发巡航控制模式时设定的初始速度调整巡航速度，并且到达至少一个指定目的地将所述电池耗尽到根据一个或多个储备能量极限的荷电状态。
根据实施例，所述控制器被配置为：根据实际效率、根据变化的车辆性能参数和环境条件以及包括最佳车辆性能参数目标的路线效率配置文件来生成误差信号；根据所述误差信号自适应地调整所述巡航速度和配置文件中的一者或多者；并且使得减小所述误差信号的幅度。
根据实施例，所述控制器配置为：根据包括速度目标和每英里瓦时效率目标配置文件的变化的车辆性能参数来生成路线效率配置文件，根据反馈信号来调整所述目标配置文件，所述反馈信号传达实际每英里瓦时效率以及车辆位置、质量、轮胎压力、阻力、车辆附件负载和剩余可用能量中的两者或更多者；根据所述目标配置文件和所述实际每英里瓦时效率来生成误差信号；并且响应于所述误差信号而自适应地调整所述巡航速度和所述配置文件中的一者或多者，使得减小所述误差信号的幅度。
根据实施例，所述控制器被配置为：根据包括速度和每英里瓦时效率目标配置文件的变化的车辆性能参数来生成路线效率配置文件，根据反馈信号来调整所述目标配置文件，所述反馈信号传达实际每英里瓦时效率以及车辆位置、质量、轮胎压力、阻力、车辆附件负载和剩余可用能量中的两者或更多者。
根据实施例，所述控制器被配置为：根据环境条件来生成路线效率配置文件，所述环境条件包括瞬时反馈信号，所述瞬时反馈信号传达公布的限速、地形倾斜度和海拔、风速和方向、附近交通速度和距离以及大气压力、温度和湿度中的两者或更多者。
根据实施例，所述至少一个指定目的地包括两个或更多个目的地；并且所述控制器被配置为调整所述一个或多个储备能量极限使得车辆行程范围扩展到所述两个或更多个目的地。
根据实施例，燃料的所述一个或多个储备能量极限包括最小燃料量。
根据实施例，电池电量的所述一个或多个储备能量极限包括至少一个车辆牵引电池的最小荷电状态。
根据实施例，所述控制器被配置为向另一个控制器传达变化的车辆性能参数和环境条件中的一者或多者以及一个或多个预测变量，所述预测变量包括实时车辆行程范围、行程时间跨度和在所述至少一个指定目的地剩余的储备能量。
根据实施例，所述控制器被配置为：传达一个或多个预测变量，其包括瞬时的车辆行程范围、行程时间跨度和在所述至少一个指定目的地剩余的储备能量；接收对以下各项的一个或多个变化：所述至少一个指定目的地和电池电量和燃料的所述一个或多个储备能量极限；并且根据所述变化来自适应地调整所述巡航速度以在缩短的时间跨度内到达所述至少一个指定目的地。
根据本发明，提供了一种车辆，所述车辆具有：电池，所述电池联接到控制器，所述控制器被配置为：响应于巡航信号而引发巡航控制模式；并且从初始设定速度并根据变化的车辆性能参数和环境条件调整巡航速度以到达至少一个指定目的地，根据受制于一个或多个储备能量极限的所述电池的荷电状态耗尽车辆行程范围。
根据实施例，所述控制器被配置为：根据实际效率和包括所述车辆性能参数和环境条件中的一者或多者的路线效率配置文件来生成误差信号；根据所述误差信号自适应地调整所述巡航速度和配置文件中的一者或多者；并且使得减小所述误差信号的幅度。
根据实施例，所述控制器被配置为：根据实时反馈信号来生成路线效率配置文件，所述反馈信号传达包括速度目标配置文件和每英里瓦时效率目标配置文件的所述车辆性能参数，根据所述反馈信号调整所述目标配置文件，所述反馈信号还传达实际每英里瓦时效率以及车辆位置、质量、轮胎压力、阻力、车辆附件负载和剩余可用能量中的两者或更多者；根据所述目标配置文件和所述实际每英里瓦时效率来生成误差信号；并且响应于所述误差信号而自适应地调整所述巡航速度和配置文件中的一者或多者，使得减小所述误差信号的幅度。
根据实施例，所述至少一个指定目的地包括两个或更多个目的地；并且所述控制器被配置为调整所述一个或多个储备能量极限使得车辆行程范围扩展到所述两个或更多个目的地。
根据实施例，所述控制器被配置为：传达一个或多个预测变量，其包括瞬时的车辆行程范围、行程时间跨度和在到达所述至少一个指定目的地剩余的储备能量；接收对以下各项的一个或多个变化：所述至少一个指定目的地和电池电量和燃料的所述一个或多个储备能量极限；并且根据所述变化来自适应地调整所述巡航速度以在缩短的时间跨度内到达耗尽所述车辆行程范围的所述至少一个指定目的地。
根据本发明，一种控制车辆的方法包括通过联接到牵引电池的控制器，在引发巡航控制模式时根据路线效率配置文件以及变化的车辆性能参数和环境条件反馈信号从初始设定速度调整巡航速度，以到达至少一个指定目的地，根据受制于一个或多个储备能量极限的所述电池的荷电状态耗尽车辆行程范围。
根据实施例，本发明的特征还在于，通过所述控制器，根据实际效率和所述路线效率配置文件来生成误差信号；根据所述误差信号自适应地调整所述巡航速度和配置文件中的一者或多者；并且使得减小所述误差信号的幅度。
根据实施例，本发明的特征还在于，通过所述控制器，根据所述瞬时反馈信号来生成所述路线效率配置文件，所述瞬时反馈信号传达包括速度目标和每英里瓦时效率目标配置文件的车辆性能参数，根据所述反馈信号来调整所述目标配置文件，所述反馈信号还传达实际每英里瓦时效率以及车辆位置、质量、轮胎压力、阻力、车辆附件负载和剩余可用能量中的两者或更多者；根据所述目标配置文件和所述实际每英里瓦时效率来生成误差信号；并且响应于所述误差信号而自适应地调整所述巡航速度和配置文件中的一者或多者，使得所述误差信号的幅度减小。
根据实施例，所述至少一个指定目的地包括两个或更多个目的地；以及通过所述控制器调整所述一个或多个储备能量极限使得车辆行程范围扩展到所述两个或更多个目的地。
根据实施例，本发明的特征还在于，通过所述控制器传达一个或多个预测变量，其包括瞬时的车辆行程范围、行程时间跨度和在所述至少一个指定目的地剩余的储备能量；接收对以下各项的一个或多个变化：所述至少一个指定目的地和电池电量和燃料的所述一个或多个储备能量极限；并且根据所述变化来自适应地调整所述巡航速度以在缩短的时间跨度内到达所述至少一个指定目的地。

Claims (15)

1.一种车辆，其包括：
动力传动系统，其与牵引电池和控制器联接，所述控制器被配置为，
操作所述动力传动系统以从引发巡航控制模式时设定的初始速度调整巡航速度，并且
到达至少一个指定目的地将所述电池耗尽到根据一个或多个储备能量极限的荷电状态。
2.根据权利要求1所述的车辆，其包括：
所述控制器被配置为：
根据实际效率、根据变化的车辆性能参数和环境条件以及包括最佳车辆性能参数目标的路线效率配置文件来生成误差信号；
根据所述误差信号自适应地调整所述巡航速度和配置文件中的一者或多者；并且
使得减小所述误差信号的幅度。
3.根据权利要求1所述的车辆，其包括：
所述控制器被配置为：
根据包括速度目标和每英里瓦时效率目标配置文件的变化的车辆性能参数来生成路线效率配置文件，根据反馈信号来调整所述目标配置文件，所述反馈信号传达实际每英里瓦时效率以及车辆位置、质量、轮胎压力、阻力、车辆附件负载和剩余可用能量中的两者或更多者；
根据所述目标配置文件和所述实际每英里瓦时效率来生成误差信号；并且
响应于所述误差信号而自适应地调整所述巡航速度和所述配置文件中的一者或多者，使得减小所述误差信号的幅度。
4.根据权利要求1所述的车辆，其包括：
所述控制器被配置为：
根据包括速度和每英里瓦时效率目标配置文件的变化的车辆性能参数来生成路线效率配置文件，根据反馈信号来调整所述目标配置文件，所述反馈信号传达实际每英里瓦时效率以及车辆位置、质量、轮胎压力、阻力、车辆附件负载和剩余可用能量中的两者或更多者。
5.根据权利要求1所述的车辆，其包括：
所述控制器被配置为：
根据环境条件来生成路线效率配置文件，所述环境条件包括瞬时反馈信号，所述瞬时反馈信号传达公布的限速、地形倾斜度和海拔、风速和方向、附近交通速度和距离以及大气压力、温度和湿度中的两者或更多者。
6.根据权利要求1所述的车辆，其包括：
所述至少一个指定目的地包括两个或更多个目的地；并且
所述控制器被配置为调整所述一个或多个储备能量极限使得车辆行程范围扩展到所述两个或更多个目的地。
7.根据权利要求1所述的车辆，其包括：
燃料的所述一个或多个储备能量极限包括最小燃料量。
8.根据权利要求1所述的车辆，其包括：
电池电量的所述一个或多个储备能量极限包括至少一个车辆牵引电池的最小荷电状态。
9.根据权利要求1所述的车辆，其包括：
所述控制器被配置为向另一个控制器传达变化的车辆性能参数和环境条件中的一者或多者以及一个或多个预测变量，所述预测变量包括实时车辆行程范围、行程时间跨度和在所述至少一个指定目的地剩余的储备能量。
10.根据权利要求1所述的车辆，其包括：
所述控制器被配置为：
传达一个或多个预测变量，所述预测变量包括瞬时的车辆行程范围、行程时间跨度和在所述至少一个指定目的地剩余的储备能量；
接收对以下各项的一个或多个变化：所述至少一个指定目的地和电池电量和燃料的所述一个或多个储备能量极限；并且
根据所述变化来自适应地调整所述巡航速度以在缩短的时间跨度内到达所述至少一个指定目的地。
11.一种控制车辆的方法，其包括：
通过联接到牵引电池的控制器，
在引发巡航控制模式时根据路线效率配置文件以及变化的车辆性能参数和环境条件反馈信号
从初始设定速度调整巡航速度，
到达至少一个指定目的地，根据受制于一个或多个储备能量极限的所述电池的荷电状态耗尽车辆行程范围。
12.根据权利要求11所述的方法，其还包括：
通过所述控制器，
根据实际效率和所述路线效率配置文件来生成误差信号；
根据所述误差信号自适应地调整所述巡航速度和配置文件中的一者或多者；并且
使得减小所述误差信号的幅度。
13.根据权利要求11所述的方法，其还包括：
通过所述控制器，
根据所述瞬时反馈信号来生成所述路线效率配置文件，所述瞬时反馈信号传达包括速度目标和每英里瓦时效率目标配置文件的车辆性能参数，根据所述反馈信号来调整所述目标配置文件，所述反馈信号还传达实际每英里瓦时效率以及车辆位置、质量、轮胎压力、阻力、车辆附件负载和剩余可用能量中的两者或更多者；
根据所述目标配置文件和所述实际每英里瓦时效率来生成误差信号；并且
响应于所述误差信号而自适应地调整所述巡航速度和配置文件中的一者或多者，使得减小所述误差信号的幅度。
14.根据权利要求11所述的方法，其还包括：
所述至少一个指定目的地包括两个或更多个目的地；并且
通过所述控制器，
调整所述一个或多个储备能量极限使得车辆行程范围扩展到所述两个或更多个目的地。
15.根据权利要求11所述的方法，其还包括：
通过所述控制器，
传达一个或多个预测变量，所述预测变量包括瞬时的车辆行程范围、行程时间跨度和在所述至少一个指定目的地剩余的储备能量；
接收对以下各项的一个或多个变化：所述至少一个指定目的地和电池电量和燃料的所述一个或多个储备能量极限；并且
根据所述变化来自适应地调整所述巡航速度以在缩短的时间跨度内到达所述至少一个指定目的地。
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