CN113353059A - 调节车辆性能的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于操作车辆的车桥的方法和系统。在一个示例中，可以根据车辆的地理位置来调节加速器踏板位置与驾驶员需求扭矩之间的关系。此外，可以根据车辆的地理位置来调节制动器踏板位置与请求的制动量之间的关系。

Description

调节车辆性能的系统和方法

技术领域

本公开涉及根据轮式车辆的地理位置来调节动力系性能。该系统和方法对于越野车辆可能特别有用。

背景技术

由于车辆可在车上存储的能量有限，某些车辆可能具有车程范围限制约束。此外，用于某些类型的能量的再填充站可能比用于其他类型的车辆的再填充站要少。例如，在电动车辆需要再充电之前的电动车辆的行驶范围可以是500公里或更小，而以汽油为燃料的车辆的行驶范围可以是750公里。然而，可能期望为两种类型的车辆节约能量以实现省钱和减排。然而，一些车辆驾驶员具有使节能更加困难的趋势。例如，一些驾驶员可能以这样的方式来驾驶：以导致车辆以较高速率加速的方式踩踏加速器踏板，并且只是让驾驶员踩踏车辆制动器以在短时间后使车辆减速。因此，快速的车辆起停可能导致能耗增加。

本文的发明人已经认识到上述问题并且已经开发了一种用于操作车辆动力系的方法，该方法包括：响应于车辆的地理位置来调节加速器踏板位置与动力系扭矩请求之间的关系。

通过响应于车辆的地理位置调节加速器踏板位置与动力动力系扭矩请求之间的关系，可以提供改善车辆燃料节省的技术结果。例如，在车辆在繁忙交通中行驶的同时，可以减小作为加速器踏板位置的函数的请求的车轮扭矩的比率。该动作可能导致驾驶员以较低的速率使车辆加速，从而可以使用较少的能量来使车辆加速。然而，如果同一车辆在交通不拥挤的高速公路上行驶，则由于加速器踏板偏斜较小，所请求的车轮扭矩会随着加速器踏板位置的增加而增加，从而使车辆具有更高的性能。另外，可针对天气条件并基于先前的行驶历史来调节加速器踏板位置与驾驶员需求扭矩的关系，以限制车轮打滑，从而改善车辆的节能性。以类似的方式，可以根据车辆的地理位置和天气状况来调节制动器踏板的位置与请求的制动功率之间的关系，以减少车轮锁止的可能性并改善车辆的再生。

本说明书可以提供若干优点。特别地，该方法可以改善车辆节能。另外，该方法可以减少车轮打滑和车轮锁止，以改善车辆的驾驶性能。此外，该方法可能适用于电动车辆、混合动力车辆以及经由碳氢化合物燃料推进的车辆。

应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍在详细描述中进一步描述的概念的选择。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由所附权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决以上或在本公开的任何部分中指出的任何缺点的实施方式。

附图说明

附图作为说明书的一部分并入本文。本文描述的附图示出了当前公开的主题的实施例，并且说明了本公开的所选原理和教导。然而，附图未示出当前公开的主题的所有可以能的实施例，并且不旨在以任何方式限制本公开的范围。

图1是第一车辆动力系的示意图。

图2-4示出了致动器位置与车辆控制参数之间的关系的图形表示。

图5和图6示出了用于根据车辆的地理位置来操作车辆的动力系的示例方法。

具体实施方式

以下说明涉及用于操作车辆的动力系的系统和方法。动力系可包括可选择性地提供动力以推进车辆的一个或多个电机。一个或多个电机还可选择性地以再生模式操作，由此电机可将机械能转换为电能。可以根据车辆的地理位置来调节车辆的性能。图1示出了示例动力系，其中动力系性能可以根据车辆的地理位置进行调节。图2-4示出了车辆致动器和车辆控制参数之间的示例关系。图5和图6示出了用于根据车辆的地理位置来操作动力系的示例方法。

图1示出了用于车辆10的示例车辆推进系统199。示出了车辆10的前端110，并且还示出了车辆10的后端111。当前端引导车辆10的运动时，车辆10在向前方向上行驶。当后端引导车辆10的运动时，车辆10在相反方向上行驶。车辆推进系统199包括两个推进源105a和105b。在一个示例中，推进源105a和105b可以是可以用作马达或发电机的电机。在另一示例中，推进源105a和105b中的一个可以是内燃机，而推进源105a和105b中的另一个可以是电机。因此，车辆推进系统199可以是电动车辆或混合动力车辆。如果推进源105a或105b中的一个是内燃机，则内燃机会消耗液体或气体燃料。推进源105a和105b两者或其中之一可以消耗和/或产生电力，这取决于它们的操作模式。贯穿图1的描述，各个部件之间的机械连接和液压连接被示为实线，而各个部件之间的电连接被示为虚线。

车辆推进系统199包括前桥101和后桥190。后桥190包括两个半轴，包括第一半轴或右半轴190a和第二半轴或左半轴190b。同样，前桥101包括第一半轴或右半轴101a和第二半轴或左半轴101b。车辆推进系统199还包括前轮102和后轮103。前轮102可以经由推进源105a被选择性地驱动，并且后轮103可以经由推进源105b被选择性地驱动。因此，推进系统199可以在四轮驱动模式或两轮驱动模式下操作。

后桥190可以是包括差速器106b、变速箱107b和推进源105b的集成车桥。替代地，推进源105b和变速箱107b可以与后桥190分离。变速箱107b包括用于感测输入轴速度的第一速度传感器119b、用于感测变速器输出轴速度的第二速度传感器120b、离合器致动器112b、楔块离合器(sprag clutch)锁环致动器121b、楔块离合器117b和离合器位置传感器113b。变速箱107b可包括驻车棘爪167，以选择性地防止变速箱107b的变速器输出轴旋转。可以经由驻车棘爪致动器168接合和分离驻车棘爪。在推进源105b是电机的示例中，电力逆变器115b电联接到推进源105b。变速器控制单元116b电联接到变速箱107b的传感器和致动器。

推进源105b可将机械动力传递到变速箱107b或接收来自变速箱107b的机械动力。这样，变速箱107b可以是两速变速箱，当经由变速器控制单元116b命令时，其可以在挡位之间进行切换。变速箱107b可将机械动力传递到差速器106b或接收来自差速器106b的机械动力。差速器106b可经由右半轴190a和左半轴190b将机械动力传递到车轮103或接收来自车轮103的机械动力。推进源105b可以消耗经由电力逆变器115b提供的交流电(AC)电力。替代地，推进源105b可将AC电力提供给电力逆变器115b。可以从电能存储装置160(例如，牵引电池或牵引电容器)向电力逆变器115b提供高压直流(DC)电力。电力逆变器115b可以将来自电能存储装置160的DC电力转换成用于推进源105b的AC电力。替代地，可以为电力逆变器115b提供来自推进源105b的AC电力。电力逆变器115b可以将来自推进源105b的AC电力转换成DC电力以存储在电力存储装置160中。

能量存储装置160可以周期性地从位于车辆外部(例如，不是车辆的一部分)的诸如固定电网(未示出)的电源接收电能。作为非限制性示例，车辆推进系统199可以构造成插入式电动车辆(EV)，由此可以经由电网(未示出)将电能供应到能量存储装置160。

电能存储装置160包括电能存储装置控制器139和电力分配盒162。电能存储装置控制器139可以在能量存储元件(例如，电池单元)之间提供电荷平衡并与其他车辆控制器通信(例如，车辆控制单元10)。电源分配模块139控制电能流入和流出电能存储装置160的流动。

前桥101可以是包括差速器106b、变速箱107b和推进源105a的集成车桥。替代地，推进源105a和变速箱107a可以与前桥101分离。变速箱107a包括用于感测输入轴速度的第一速度传感器119a、用于感测变速器输出轴速度的第二速度传感器120a、离合器致动器112a、楔块离合器锁环致动器121a、楔块离合器117a和离合器位置传感器113a。在推进源105a是电机的示例中，电力逆变器115a电联接到推进源105a。变速器控制单元116a电联接到变速箱107a的传感器和致动器。

推进源105a可将机械动力传递到变速箱107a或接收来自变速箱107a的机械动力。这样，变速箱107a可以是两速变速箱，当经由变速器控制单元116a命令时，其可以在挡位之间进行切换。变速箱107a可将机械动力传递到差速器106a或接收来自差速器106a的机械动力。差速器106a可经由右半轴101a和左半轴101b将机械动力传递到车轮102或接收来自车轮102的机械动力。推进源105a可以消耗经由电力逆变器115a提供的交流电(AC)。替代地，推进源105a可将AC电力提供给电力逆变器115a。可以从电能存储装置160(例如，牵引电池或牵引电容器)向电力逆变器115a提供高压直流(DC)电力。电力逆变器115a可以将来自电能存储装置160的DC电力转换成用于推进源105a的AC电力。替代地，可以为电力逆变器115a提供来自推进源105a的AC电力。电力逆变器115a可以将来自推进源105a的AC电力转换成DC电力以存储在电力存储装置160中。

车辆10包括车辆控制单元(VCU)控制器152(也在图1中示出)，其可以与逆变器115a、逆变器115b、变速器控制器116a、变速器控制器116b、摩擦或基础制动控制器170、全球定位系统(GPS)188、仪表板130以及经由控制器局域网(CAN)120而被包含在其中的部件连通。VCU 152包括只读存储器(ROM或非暂时性存储器)114、随机存取存储器(RAM)116、数字处理器或中央处理器(CPU)160、以及输入和输出(I/O)118(例如，包括计数器、计时器和离散输入的数字输入、数字输出、模拟输入和模拟输出)。VCU可以从传感器154接收信号，并且将控制信号输出提供给致动器156，如图1所示。传感器154可以包括但不限于侧向加速度计、纵向加速度计、偏航率传感器、倾角仪、温度传感器、电能存储装置电压和电流传感器以及本文所述的其他传感器。另外，传感器154可以包括转向角传感器199；加速器踏板位置传感器141；包括光检测和测距(LIDAR)、声音导航和测距(SONAR)、无线电检测和测距(RADAR)的车辆范围发现传感器；以及制动器踏板位置传感器151。致动器可以包括但不限于本文所述的逆变器、变速器控制器，显示装置、人机界面、摩擦制动系统和电能存储装置控制器。

加速器踏板传感器141示出为联接到加速器踏板140，以用于确定人142对加速器踏板140的施加程度。制动器踏板传感器151示出为联接到制动器踏板150，以用于确定人142对制动器踏板150的施加程度。转向角传感器199构造成根据方向盘198的位置确定转向角。

所示的车辆推进系统199具有全球定位系统188，该全球定位系统188从一个或多个GPS卫星189接收时间和位置数据。全球定位系统还可以在ROM中包括用于确定车辆10的位置及车辆10可能行驶的道路特征的地理地图。

车辆推进系统还可包括仪表板130，车辆的操作者可以与该仪表板130交互。仪表板130可以包括交互式天气数据显示和通知系统134，其可以将天气预测数据连通到VCU152。天气数据显示和通知系统134可以从通信卫星179接收车辆在所处当前位置的天气数据和预测。仪表板130还可以包括显示系统132，显示系统132构造成向车辆操作者显示信息。作为非限制性示例，显示系统132可包括使车辆操作者能够查看图形信息以及输入命令的触摸屏、或人机界面(HMI)、显示器。在一些示例中，显示系统132可以经由VCU 152无线连接到互联网(未示出)。这样，在一些示例中，车辆操作者可以经由显示系统132与互联网站或软件应用(app)和VCU 152进行通信。

仪表板130还可以包括操作者界面136，车辆操作者可以经由该操作者界面136来调节车辆的操作状态。具体地，操作者界面136可以构造成基于操作者的输入来发起和/或终止车辆动力系(例如，电机105a和电机105b)的操作。操作者界面136的各种示例可以包括需要诸如主动性钥匙(active key)之类的物理设备的界面，该物理设备可以被插入到操作者界面136中以激活电机105a和105b并且发动车辆10，或者可以被移除以关闭电机105a和105b并且关闭车辆。其它示例可以包括通信地联接到操作者界面136的被动性钥匙(passive key)。该被动钥匙可以构造成不必插入界面136或从界面136移除来操作车辆电机105a和105b的电子钥匙扣或智能钥匙。相反，被动钥匙可能需要位于车辆内部或附近(例如，在车辆的阈值距离内)。其他示例可以附加地或可选地使用由操作者手动按下的开始/停止按钮来启动或关闭电机105a和105b以发动或关闭车辆。在其他示例中，远程电机启动可以由远程计算设备(未示出)启动，例如蜂窝电话或基于智能手机的系统，其中用户的蜂窝电话向服务器发送数据，并且服务器与车辆控制器152通信以激活逆变器和电机。车辆10的空间取向经由坐标系175指示。

还示出了车辆10具有基础或摩擦制动控制器170。制动控制器170经由通过允许液压流体流到摩擦制动器172来选择性地施加和释放摩擦制动器172。可以踩踏和释放前摩擦制动器172a和后摩擦制动器172b，以避免摩擦制动器172a锁止到车轮102，而制动器172b锁止到车轮103。车轮位置或速度传感器173可将车轮速度数据提供给制动器控制器170。

车辆推进系统199可以向车轮102和103提供扭矩以推进车辆10。车辆推进系统199可以在两轮驱动模式下操作，在该模式下，推进源105a或推进源105b被激活，并且其中推进源105a或推进源105b中的另一个未激活。替代地，车辆推进系统可以在四轮驱动模式下操作，其中两个电机105a和105b均被激活。

人类或自主驾驶员可经由踩下加速器踏板140或经由向车辆控制器10提供驾驶员需求车轮扭矩/功率请求来请求驾驶员需求车轮扭矩，或替代的是驾驶员需求车轮动力。当车辆10以四轮驱动模式操作时，车辆控制器152可以对由推进源105a提供的驾驶员需求车轮扭矩/功率的一部分和将由推进源105b提供的驾驶员需求车轮扭矩/功率的剩余量进行分配。因此，车辆控制器152可以确定在前桥101和后桥190之间的扭矩/功率分配。在一个示例中，当车辆推进系统199在四轮驱动模式下操作时，基线(baseline)扭矩/功率分配可以是50:50，或者所请求的车轮扭矩/功率的50％将经由前桥101产生，而所请求的车轮扭矩/功率的50％将经由后桥190产生。

一旦车辆控制器152确定了前桥101和后桥190之间的扭矩/功率分配，车辆控制器152就可以命令逆变器115a递送分配到前桥101的驾驶员需求车轮扭矩/功率的一部分，并且可以命令逆变器115b递送分配到后桥190的驾驶员需求轮扭矩/功率的一部分。逆变器115a和115b可以将来自电能存储装置160的DC电力转换为AC电力，并将AC电力供应到推进源105a和推进源105b。推进源105a旋转并将扭矩/功率传递到变速箱107a。变速箱107a可将来自推进源105a的扭矩提供给差速器106a，并且差速器106a经由半轴101a和101b将来自推进源105a的扭矩传递到车轮102。类似地，推进源105b旋转并将扭矩/功率传递到变速箱107b。变速箱107b可将来自推进源105b的扭矩/功率提供给差速器106b，并且差速器106b经由半轴190a和190b将来自推进源105b的扭矩/功率传递到车轮103。

在加速器踏板被完全释放的情况下，当车辆10的速度大于阈值速度时，车辆控制器152可以请求小且负的或再生的制动功率以使车辆10逐渐减速。该再生制动功率可以在车辆滑行条件期间模仿具有内燃发动机的车辆的发动机制动。车辆控制器152可以确定在前桥101和后桥190之间的再生制动功率分配。所请求的再生制动功率的大小可以是加速器踏板位置、电能存储装置的充电状态(SOC)、车辆速度和其他条件的函数。如果加速器踏板被完全释放并且车辆速度小于阈值速度，则车辆控制器152可以从推进源105a和/或105b请求少量的正扭矩/功率，这可以称为爬行(creep)扭矩或动力。当车辆10处于正坡度时，爬行扭矩或动力可允许车辆10保持静止。

人类或自主驾驶员还可以经由踩下制动器踏板150或经由向车辆控制器10提供驾驶员需求的制动功率请求来请求负的或再生的驾驶员需求的制动扭矩，或者替代的是驾驶员需求的制动功率。当车辆10以四轮驱动模式操作时，车辆控制器152可以分配将由推进源105a提供的驾驶员需求制动功率的一部分和将由推进源105b提供的驾驶员需求制动功率的另一部分。另外，车辆控制器152可以经由命令制动器控制器170来请求经由摩擦制动器172提供驾驶员需求的制动功率的一部分，以提供驾驶员请求的制动功率的要求的部分。在一个示例中，基线制动功率分配可以是65:35，或者说是请求的制动功率的65％将经由前桥101产生，并且请求的制动功率的35％将经由后桥190产生。

在车辆控制器152确定前桥101和后桥190之间的制动功率分配之后，车辆控制器152可以命令逆变器115a和/或前摩擦制动器172a递送分配到前桥101的驾驶员制动功率的一部分。车辆控制器152可命令逆变器115b和/或后摩擦制动器172b递送分配到后桥190的驾驶员需求制动功率的一部分。逆变器115a和115b可将由车辆的动能转化而来的、由推进源105a和105b产生的AC电力转换成DC电力，以存储在电能装置160中。

变速器控制单元116a和116b包括预定的变速器挡位切换规律，由此，变速箱107a和107b的第二齿轮可以被选择性地接合和分离。存储在变速器控制单元116a和116b中的切换规律可以根据驾驶员需求的车轮扭矩和车辆速度来选择挡位切换点或条件。变速器控制单元116a和116b可以选择性地打开和闭合湿式或干式片离合器118a和118b，以经由离合器致动器112a和112b接合和分离相应变速箱中的第二齿轮。

图1的系统提供了一种车辆系统，包括：联接到车桥的第一电机；全球位置检测系统；以及包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令的控制器，该可执行指令使控制器响应于车辆处于过去曾经发生的车桥的车轮打滑或车轮锁止的地理位置而根据加速器踏板位置来调节提供给车辆的车轮扭矩大小。车辆系统包括经由全球位置检测系统确定地理位置。车辆系统还包括附加指令，该附加指令使控制器响应于车辆处于过去曾经发生的车桥的车轮打滑的地理位置而根据制动器踏板位置来调节提供给车辆的再生制动功率的大小。车辆系统还包括附加指令，该附加指令使控制器响应于负坡度道路的距离来增加电池充电的最大状态。车辆系统包括经由第一电机产生车轮扭矩。车辆系统还包括联接到第二车桥的第二电机，并且其中车轮扭矩经由第一电机和第二电机产生。

现在参照图2，示出了用于在计划的或已知的路线上操作车辆的若干关系。图2中示出的关系仅出于说明的目的，并不意味着是限制性的。

从图2的顶部开始的第一曲线图示出了车辆加速器踏板位置与基础的驾驶员需求车轮扭矩之间的示例关系。在其他示例中，该关系还可包括结合到第三轴中的车速。竖直轴表示基础的驾驶员需求车轮扭矩，并且基础的驾驶员需求车轮扭矩在竖直轴箭头的方向上增加。水平轴表示车速，并且车速在水平箭头方向上增加。曲线202表示基础的驾驶员需求扭矩和加速器踏板位置之间的关系。曲线202随着加速器踏板位置的增加而线性增加。在此示例中，最大驾驶员需求车轮扭矩为1500牛顿米(Nm)。

从图2的顶部开始的第二曲线图示出了在繁忙或拥堵的交通状况下(例如，走走停停的交通)车辆加速器踏板位置与驾驶员需求车轮扭矩之间的示例关系。在其他示例中，该关系还可包括结合到第三轴中的车速。竖直轴表示在繁忙交通情况下的驾驶员需求车轮扭矩，并且在繁忙交通情况下的驾驶员需求车轮扭矩在竖直轴箭头的方向上增加。水平轴表示加速器踏板位置，并且加速器踏板位置在水平箭头的方向上增加。曲线204表示对于繁忙交通情况的驾驶员需求扭矩与加速器踏板位置之间的关系。由曲线204表示的车轮扭矩随着加速器踏板位置的增加而指数地增加。在此示例中，最大驾驶员需求车轮扭矩为1500牛顿米(Nm)。在较低的加速器踏板位置，曲线204提供了比曲线202小的驾驶员需求扭矩。但是，在完全踩下的加速器踏板条件下，曲线204的驾驶员需求扭矩等于曲线202的驾驶员需求扭矩。通过请求更大的加速器踏板踩下量以产生更大的车轮扭矩量，可能会减小随后可能会导致需快速减速的快速加速，从而可以节省提供给车辆推进源的动力。

从图2的顶部开始的第三曲线图示出了在越野情况下(例如，车辆在没有道路的情况下行驶)车辆加速器踏板位置与驾驶员需求车轮扭矩之间的示例关系。在其他示例中，该关系还可包括结合到第三轴中的车速。竖直轴表示在越野情况下的驾驶员需求车轮扭矩，并且在越野情况下的驾驶员需求车轮扭矩在竖直轴箭头的方向上增加。水平轴表示车速，并且车速在水平箭头方向上增加。曲线206表示对于越野情况的驾驶员需求扭矩与加速器踏板位置之间的关系。由曲线206表示的车轮扭矩呈指数地增加，但在较小的加速器踏板位置处增大得更快，然后达到与曲线202和204相同的最终值(例如，加速器踏板位置为100％的位置)。同样，最大驾驶员需求车轮扭矩为1500牛顿米(Nm)。通过要求较少的加速器踏板踩踏量来产生较大的车轮扭矩量，有可能产生足够的扭矩量以越过障碍物而不必踩踏加速器踏板长距离。这可以改善越野驾驶性能和客户满意度。

从图2的顶部开始的第四曲线图示出了在对驾驶员需求车轮扭矩的雪或雨修正和加速器踏板位置之间的示例关系。竖直轴表示对驾驶员需求车轮扭矩的雪或雨修正，并且修正值在竖直轴箭头的方向上增加。在该示例中，修正范围是0.75到1。因此，当根据加速器踏板位置变化的驾驶员需求扭矩乘以对驾驶员需求车轮扭矩的雪或雨修正时，结果是除了驾驶员需求车轮扭矩不变的较高加速器踏板位置之外，驾驶员需求扭矩减小了。水平轴表示加速器踏板位置，并且加速器踏板位置在水平箭头的方向上增加(例如，进一步踩踏)。曲线208表示对驾驶员需求车轮扭矩的雪或雨修正与加速器踏板位置之间的关系。当完全踩踏加速器踏板时，曲线208达到最大值1。曲线208对于较低加速器踏板位置可降低驾驶员需求车轮扭矩，使得车辆驾驶员可具有额外的分辨力来以较低加速器踏板位置控制驾驶员需求车轮扭矩，从而可减少引起车轮打滑的可能性。

图2的曲线图示出了传达本文描述的概念的若干关系。然而，图2中所示的关系本质上是示例性的，而不应视为限制。实际关系可以与图2所示的那些不同，以改善车辆的驾驶性能并补偿车辆的动力学性能。

现在参照图3，示出了用于在计划的或已知的行驶路线上操作车辆的若干关系。图3中示出的关系仅出于说明的目的，并不意味着是限制性的。

从图3的顶部开始的第一曲线图示出了对驾驶员需求车轮扭矩的负道路坡度(例如，下坡道路状况)修正、负道路坡度和加速器踏板位置之间的示例关系。竖直轴表示对驾驶员需求车轮扭矩的负道路坡度修正，并且修正值在竖直轴箭头的方向上增加。在该示例中，修正范围是0.5到1。因此，当根据加速器踏板位置变化的驾驶员需求扭矩乘以对驾驶员需求车轮扭矩的负道路坡度修正时，结果是除了驾驶员需求车轮扭矩不变的零道路坡度之外，驾驶员需求扭矩减小了。水平轴表示加速器踏板位置，并且加速器踏板位置在水平箭头的方向上增加(例如，进一步踩踏)。第三轴表示负道路坡度，并且负道路坡度在第三轴的箭头方向上增加。网格302表示对驾驶员需求扭矩的负道路坡度修正、道路坡度和加速器踏板位置之间的关系。当道路坡度为零时，网格302达到最大值1。当负道路坡度为6％并且加速器踏板位置接近零时，网格302达到最小值0.5。网格302可以针对较大幅度的道路坡度和较低的加速器踏板位置减小驾驶员需求车轮扭矩，从而使车辆的驾驶员不太可能超过公布的速度限制，从而可以节省车辆的推进源的能量。

从图3的顶部开始的第二曲线图示出了对驾驶员需求车轮扭矩的正道路坡度(例如，上坡道路状况)修正、正道路坡度和加速器踏板位置之间的示例关系。竖直轴表示对驾驶员需求车轮扭矩的正道路坡度修正，并且修正值在竖直轴箭头的方向上增加。在该示例中，修正范围是1到1.1。因此，当根据加速器踏板位置变化的驾驶员要求扭矩乘以对驾驶员要求车轮扭矩的正道路坡度修正时，结果是除了驾驶员要求车轮扭矩不变的零道路坡度之外，驾驶员要求扭矩增加了。水平轴表示加速器踏板位置，并且加速器踏板位置在水平箭头的方向上增加(例如，进一步踩踏)。第三轴表示正道路坡度，并且正道路坡度在第三轴的箭头方向上增加。网格304表示对驾驶员需求扭矩的正道路坡度修正、道路坡度和加速器踏板位置之间的关系。当道路坡度为6％并且加速器踏板位置接近零时，网格304达到最大值1.1。当负道路坡度为零时，网格304达到最小值1。网格304可以针对较大幅度的道路坡度和较低的加速器踏板位置增加驾驶员需求车轮扭矩，从而使得车辆的驾驶员不太可能使加速器踏板位置变化较大，从而当遇到大的正坡度时，推进源扭矩传递可以更平滑。

从图3的顶部开始的第三曲线图示出了车辆制动器踏板位置与基线制动功率之间的示例关系。在其他示例中，该关系还可包括结合到第三轴中的车速。竖直轴表示基线制动功率和在竖直轴箭头的方向上的基线制动功率。水平轴表示制动器踏板位置，并且制动器踏板位置在水平箭头的方向上增加(例如，进一步踩踏)。曲线306表示基线制动功率与制动器踏板位置之间的关系。在该示例中，制动功率随着制动器踏板位置线性增加。在此示例中，最大制动功率为60千瓦(kW)。所要求的制动功率可以仅经由再生制动、再生制动和摩擦制动的组合或者仅经由摩擦制动来递送。

从图3的顶部开始的第四曲线图示出了在繁忙交通的情况下制动器踏板位置与制动功率之间的示例关系。在其他示例中，该关系还可包括结合到第三轴中的车速。竖直轴表示用于繁忙交通情况的制动功率，并且用于繁忙交通情况的制动功率在竖直轴箭头的方向上增加。水平轴表示制动器踏板位置，并且制动器踏板位置在水平箭头的方向上增加。曲线308表示对于繁忙交通情况的制动功率与制动器踏板位置之间的关系。由曲线308表示的制动功率随着制动器踏板位置的增加而指数地增加。在此示例中，最大制动功率为60千瓦(kW)。在较低的制动器踏板位置，曲线308提供了比曲线306小的制动功率。然而，在完全踩下的制动器踏板情况下，曲线308的制动功率等于曲线306在完全踩下的制动器踏板情况下的制动功率。通过要求更大的制动器踏板踩下量来产生更大的制动功率，可以减少可能需要摩擦制动和再生制动的快速减速，从而使更多的车辆动能转化为电能。

图3的曲线图示出了传达本文描述的概念的若干关系。然而，图3中所示的关系本质上是示例性的，而不应视为限制。实际关系可以与图3所示的那些不同，以改善车辆的驾驶性能并补偿车辆的动力学性能。

现在参照图4，示出了用于在计划的或已知的路线上操作车辆的若干关系。图4中示出的关系仅出于说明的目的，并不意味着是限制性的。

从图4的顶部开始的第一曲线图示出了在越野情况下车辆制动器踏板位置与制动功率之间的示例关系。在其他示例中，该关系还可包括结合到第三轴中的车速。竖直轴表示在越野情况下的制动功率需求，并且在越野情况下的制动功率需求在竖直轴箭头的方向上增加。水平轴表示制动器踏板位置，并且制动器踏板位置在水平箭头的方向上增加。曲线402表示越野情况下的制动功率与制动器踏板位置之间的关系。由曲线402表示的制动功率呈指数地增加，但在较小的制动器踏板位置处增大得更快，然后达到与曲线306相同的最终值(例如，制动器踏板位置为100％的位置)。最大制动功率为60kW。通过要求较少的制动器踏板踩踏量来产生较大的制动扭矩量，可以将车辆保持在较陡的越野地形上，而不必踩踏制动器踏板长距离。这可以改善越野驾驶性能和客户满意度。

从图4的顶部开始的第二曲线图示出了在对制动功率需求的雪或雨修正和制动器踏板位置之间的示例关系。竖直轴表示对制动公路需求的雪或雨修正，并且修正值在竖直轴箭头的方向上增加。在该示例中，修正范围是0.75到1。因此，当根据制动器踏板位置而变化的制动功率需求乘以对制动功率需求的雪或雨修正时，结果是除了制动功率需求未改变的较高的制动器踏板位置之外，制动功率需求降低了。水平轴表示制动器踏板位置，并且制动器踏板位置在水平箭头的方向上增加(例如，进一步踩踏)。曲线404表示对制动功率需求的雪或雨修正与制动器踏板位置之间的关系。当完全踩踏加速器踏板时，曲线404达到最大值1。曲线404可降低较低制动器踏板位置的制动功率，使得车辆驾驶员可具有附加分辨力以在较低制动器踏板位置控制制动功率，从而可减少引起车轮锁止的可能性，从而提高将车辆动能再生为电能的机会。

从图4的顶部开始的第三曲线图示出了对制动功率请求的负道路坡度修正、负道路坡度和制动器踏板位置之间的示例关系。竖直轴表示对制动功率需求的负道路坡度修正，并且修正值在竖直轴箭头的方向上增加。在该示例中，修正范围是1到1.1。因此，当根据制动器踏板位置而变化的制动功率需求乘以对制动功率需求的负道路坡度修正时，结果是除了制动功率需求未改变的零道路坡度之外，制动功率需求增加了。水平轴表示制动器踏板位置，并且制动器踏板位置在水平箭头的方向上增加。第三轴表示负道路坡度，并且负道路坡度幅度在第三轴的箭头方向上增加。网格406表示对制动功率需求的负道路坡度修正、道路坡度和制动器踏板位置之间的关系。当道路坡度为6％并且制动器踏板位置接近零时，网格406达到最大值1.1。当负道路坡度为零时，网格406达到最小值1。网格406可以增加对于更大幅度的坡度和对于更低的制动器踏板位置的制动功率需求，使得车辆的驾驶员可以以较少的努力来保持车辆的速度，并且使得车辆的驾驶员可以不太可能使制动器踏板位置变化较大，从而更多可以经由车辆的推进源捕获更多的车辆动能，而不是通过车辆的摩擦制动器将其转换成热量。

从图4的顶部开始的第四曲线图示出了最大电能存储装置的充电状态(SOC)与紧接车辆行驶路径中负坡度道路的距离的曲线图。竖直轴代表车辆电能存储装置的最大SOC，并且最大SOC在竖直轴箭头的方向上增加。水平轴表示紧接车辆前方和车辆行驶路径中的负道路的距离或长度。距离在水平轴箭头方向上增加。可以观察到，最大SOC随着负坡度距离的增加而增加。负坡度的距离可以在车辆正行驶的道路转向负坡度的起点处确定。该距离终止于车辆正行驶的道路变为零坡度或正坡度的位置。最大SOC值可以在车辆正行驶的道路转向负坡度的起点处确定，并且最大SOC可以直到车辆到达负坡度的终点才被更新。这样，可以在道路坡度变为负的开始处建立最大SOC，以使得最大SOC不会随着负坡度的距离减小而连续减小。通过增加根据负坡度距离的变化的最大SOC，可以在有利于再生的情况下增加车辆上存储的电荷量。

图4的曲线图示出了传达本文描述的概念的若干关系。然而，图4中所示的关系本质上是示例性的，而不应视为限制。实际关系可以与图4所示的那些不同，以改善再生期间的能量转换并补偿车辆的动力学性能。

现在参照图5和6，示出了根据车辆的行驶路线来操作车辆的方法。可以将图5和6的方法结合到图1的系统中并且可以与之协配。此外，可以将图5和6的方法的至少一部分作为可执行指令并入非暂时性存储器中，同时可以经由控制器改变物理世界中的设备和致动器的操作状态来执行该方法的其他部分。

在502处，方法500确定车辆操作状况。车辆操作状况可以包括但不限于车辆位置、电能存储装置SOC、交通状况、天气预测、道路坡度、道路距离和环境温度。方法500可基于本文所述的各种传感器和致动器的输出以及存储在一个或多个车辆控制器内的地理地图来确定车辆操作状况。在确定车辆操作状况之后，方法500前进到504。

在504处，方法500确定车辆的当前位置。可以经由GPS确定车辆的当前位置，该GPS根据卫星数据和GPS中存储的地理地图来确定车辆的位置。方法500可以经由由车辆驾驶员或自动驾驶驾驶员输入到车辆导航系统中的数据来确定车辆的行驶路线。方法500前进到506。

在506处，方法500判断车辆是否在繁忙交通的情况下行驶。在一个示例中，方法500可以基于互联网上提供的数据来判断车辆正在繁忙的交通情况下行驶。可替代地，方法500可以基于测距传感器(例如，激光雷达、雷达等)的输出来确定车辆正在繁忙的交通情况下行驶。可以基于或取决于车辆行驶预定距离所花费的时间量来确定繁忙的交通情况。如果方法500判断车辆在繁忙交通的情况下行驶，则答案为“是”，并且方法500前进到530。否则，则答案为“否”，并且方法500前进到508。

在530处，方法500选择用于繁忙交通情况的加速器踏板位置与驾驶员需求或请求的车轮扭矩/功率之间的关系(例如，由从图2的顶部开始的第二曲线表示的函数)。方法500还选择用于繁忙交通情况的制动器踏板位置与制动功率之间的关系(例如，由从图3的顶部开始的第四曲线表示的函数)。方法500前进到512。

在508处，方法500判断车辆是否在越野情况下行驶。在一个示例中，方法500可以基于互联网上提供的数据来判断车辆正在越野情况下行驶。替代地，方法500可以基于GPS和地理地图的输出来确定车辆正在越野情况下行驶。如果方法500判断车辆在越野情况下行驶，则答案为“是”，并且方法500前进到540。否则，则答案为“否”，并且方法500前进到510。

在540处，方法500选择在越野情况下加速器踏板位置与驾驶员需求或请求的车轮扭矩/功率之间的关系(例如，由从图2的顶部开始的第三曲线表示的函数)。方法500还选择用于越野情况的制动器踏板位置与制动功率之间的关系(例如，由从图4的顶部开始的第一曲线表示的函数)。方法500前进到512。

在510处，方法500选择加速器踏板位置与驾驶员需求或请求的车轮扭矩/功率之间的基线关系(例如，由从图2的顶部开始的第一曲线表示的函数)。方法500还选择制动器踏板位置与制动功率之间的基线关系(例如，由从图3的顶部开始的第三曲线表示的函数)。方法500前进到512。

在512处，方法500基于所选择的加速器踏板与车轮扭矩的关系(例如，在530、540或510处选择的关系)来确定请求的或期望的车轮扭矩。特别地，方法500通过参照与当前加速器踏板位置的所选关系来确定当前的加速器踏板位置并确定请求的车轮扭矩。方法500还可基于所选择的制动器踏板与制动功率的关系(例如，在530、540或510处选择的关系)来确定所请求的或期望的制动功率。具体地，方法500通过参照与当前制动器踏板位置的所选关系来确定当前的制动器踏板位置并确定请求的制动功率。在确定了所请求的或期望的驾驶员需求车轮扭矩和/或所请求的或期望的驾驶员需求制动功率之后，方法500前进到514。

在514处，方法500判断对于车辆行驶在其上的道路在该车辆正在道路行驶时预测是否有雨或雪。在一个示例中，方法500可基于经由车辆控制器或系统接收的天气数据(例如，气象图)和经由GPS确定的车辆位置，来判断车辆当前正在行驶的道路预测有雨或雪。如果方法500判断车辆行驶的道路在车辆正在道路上行驶时预测有雨或雪，则答案为“是”，方法500前进到550。否则，则答案为“否”，并且方法500前进到516。

在550处，方法500针对预测有雨或雪来调节请求或需求的车轮扭矩。在一个示例中，方法500将驾驶员需求或请求的车轮扭矩乘以加速器踏板位置和驾驶员需求或请求的车轮扭矩/功率的雨或雪修正之间的关系(例如，由从图2的顶部开始的第四曲线表示的函数)。方法500还可将驾驶员需求或请求的制动功率乘以制动器踏板位置与雨或雪制动功率修正之间的关系(例如，由从图4的顶部开始第二曲线表示的函数)。方法500前进到516。

在516处，方法500判断车辆正在行驶的道路的道路坡度是否为负且大于阈值道路坡度。在一个示例中，方法500可基于GPS数据判断道路坡度为负且大于阈值。在另一个示例中，方法500可以基于倾角仪的输出来判断道路坡度为负且大于阈值。如果方法500判断道路坡度为负且大于阈值，则答案为“是”，并且方法500前进到560。否则，则答案为“否”，并且方法500前进到518。

在560处，方法500根据负道路坡度来调节请求或需求的车轮扭矩。在一个示例中，方法500将驾驶员需求或请求的车轮扭矩乘以加速器踏板位置与道路坡度修正之间的关系(例如，由从图3的顶部开始的第一曲线表示的函数)。方法500还可将驾驶员需求或请求的制动功率乘以负道路坡度制动功率修正之间的关系(例如，由从图4的顶部开始第三曲线表示的函数)。方法500前进到570。

在570处，方法500基于车辆当前正在行驶的负坡度道路的距离的长度来调节最大电能存储装置SOC。在一个示例中，可以根据如从图4顶部开始的第四曲线中示出的函数来调节SOC最大值。因此，随着车辆所行驶的道路的负坡度部分的距离增加，最大SOC增加。当有可能向电能存储装置提供额外的电荷时，这可以允许电能存储装置在某些情况期间增加SOC。方法500前进到518。

在518处，方法500判断车辆正在行驶的道路的道路坡度是否为正且大于阈值道路坡度。在一个示例中，方法500可基于GPS数据判断道路坡度为正且大于阈值。在另一个示例中，方法500可以基于倾角仪的输出来判断道路坡度为正且大于阈值。如果方法500判断道路坡度为正且大于阈值，则答案为“是”，并且方法500前进到580。否则，则答案为“否”，并且方法500前进到520。

在580处，方法500根据正道路坡度来调节请求或需求的车轮扭矩。在一个示例中，方法500将驾驶员需求或请求的车轮扭矩乘以加速器踏板位置与道路坡度修正之间的关系(例如，由从图3的顶部开始的第二曲线表示的函数)。方法500前进到520。

在520处，方法500根据车辆的当前位置来调节请求或需求的车轮扭矩。方法500可以将车辆过去遇到车轮打滑的地理位置记录到控制器RAM。如果车辆在先前已经检测到的过去车轮打滑的位置的预定距离内，则方法500可以调节请求的或期望的车轮扭矩/功率以减小车轮打滑的可能性。在一个示例中，方法500可以将请求的车轮扭矩减小预定量(例如，请求的车轮扭矩的5％)。类似地，如果车辆在先前已经检测到的过去车轮锁止的位置的预定距离内，则方法500可以调节请求的或期望的制动功率以减小车轮锁止的可能性。在一个示例中，方法500可以将请求的制动扭矩减小预定量(例如，请求的制动扭矩的5％)。方法500前进到522。

在522处，方法500产生请求的或需求的车轮扭矩/功率。方法500还产生请求的或需求的制动功率。方法500可以经由命令一个或多个推进源来提供请求或期望的车轮扭矩/功率来产生请求或需求的车轮扭矩/功率。可以经由车辆控制单元252命令所请求的或期望的车轮扭矩/功率，该车辆控制单元252命令一个或多个逆变器以电动模式调节经由一个或多个推进源递送的电功率的大小。可以经由车辆控制单元252命令请求或需求的制动功率的一部分或全部，该车辆控制单元252命令一个或多个逆变器以再生模式调节从一个或多个推进源接收的功率的大小。另外，可以经由车辆控制单元252命令请求或需求的制动功率的一部分或全部，该车辆控制单元252命令摩擦制动控制器170提供制动功率。摩擦制动功率和再生制动功率之和等于请求或需求的制动功率。如果车轮扭矩和制动扭矩都被请求，则方法500可以提供请求或需求的车轮扭矩/功率与请求或需求的制动功率之间的差。方法500前进到524。

当请求制动功率或正车轮扭矩时，方法500还可以监控前轮和后轮的车轮打滑。如果检测到车轮打滑或车轮锁止(例如，当车辆速度大于阈值速度时车轮的旋转小于阈值速度)，则方法500可以将车辆的位置和雨/雪状况存储在控制器RAM中，以便如果将来车辆在同一道路位置上行驶，则可以调节车轮扭矩/功率和制动功率，从而努力预防车轮打滑/锁止，以防止发生相同情况。

在524处，方法500响应于所请求的或需求的车轮扭矩来切换变速器。在一个示例中，变速器根据切换规律来切换，该切换规律是车辆速度和驾驶员需求车轮扭矩/功率的函数。根据加速器踏板位置和其他车辆状况，对请求的或需求的车轮功率的调节可增加或减小驾驶员需求车轮功率。经调节的驾驶员需求车轮功率是变速箱随变速箱切换规律一起切换的基础。方法500前进到退出。

这样，车辆的行驶路线和沿着该行驶路线的状况可以是调节车辆操作的基础。这些调节可能有助于节约能量并改善能量回收。

因此，图5和图6的方法提供了一种用于操作车辆动力系的方法，包括：响应于车辆的地理位置来调节加速器踏板位置与动力系扭矩请求之间的关系。该方法包括经由全球定位系统确定车辆所处的地理位置。该方法包括调节以下关系，包括：相比于当车辆的地理位置指示车辆正在道路上行驶时，相对于加速器踏板位置的车轮扭矩，可增加当车辆的地理位置指示车辆在越野行驶时，相对于加速器踏板位置的车轮扭矩。该方法还包括响应于预测的雪或雨来调节加速器踏板位置和动力系扭矩请求之间的关系。

在一些示例中，该方法还包括响应于车辆在过去发生车辆的车轮打滑的地理位置来调节加速器踏板位置与动力系扭矩请求之间的关系。该方法包括调节加速器踏板位置和动力系扭矩请求之间的关系，包括根据加速器踏板位置减小动力系扭矩请求。该方法还包括响应于繁忙交通的指示来调节加速器踏板位置和动力系扭矩请求之间的关系。该方法包括基于车辆与第二车辆的距离指示繁忙交通。该方法包括还基于预定时间量内车辆实际停止的总数来指示繁忙交通。

图5和6的方法提供了一种用于操作车辆动力系的方法，包括：响应于车辆的地理位置来调节加速器踏板位置与动力系扭矩请求之间的关系；以及响应于车辆的地理位置来调节制动器踏板位置与再生制动功率之间的关系。该方法包括调节制动器踏板位置和再生制动功率之间的关系，包括：相比于当车辆的地理位置指示车辆正在道路上行驶时，相对于制动器踏板位置的再生制动功率，可增加当车辆的地理位置指示车辆在越野行驶时，相对于致动器踏板位置的再生制动功率。该方法还包括响应于预测的雪或雨来调节制动器踏板位置和再生制动功率之间的关系。

在一些示例中，该方法还包括响应于车辆行驶的负坡度道路的距离来调节电能存储装置的最大充电状态之间的关系。该方法还包括响应于车辆行驶的道路的坡度来调节制动器踏板位置与再生制动功率之间的关系。

要注意的是，本文包括的示例控制和估计例程可以与各种动力系统和/或车辆系统构造一起使用。本文公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括与各种传感器、致动器和其他发动机硬件结合的控制器的控制系统来执行。此外，方法的若干部分可以是在现实世界中采取的用以改变装置状态的物理动作。本文描述的特定例程可以代表任何数量的诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等的处理策略中的一个或多个。这样，所示出的各种动作、操作和/或功能可以以所示出的顺序、并行地来执行，或者在某些情况下被省略。同样，实现本文描述的示例性示例的特征和优点的处理顺序不是必要的，而是为了便于说明和描述而提供。取决于被使用的特定策略，可以重复地执行所示的动作、操作和/或功能中的一个或多个。此外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示待被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中所描述的动作通过在包括各种发动机硬件部件并且与电子控制器结合在一起的系统中执行指令来执行。如果需要，可以省略本文所述的一个或多个方法步骤。

应当理解的是，本文公开的构造和例程本质上是示例性的，并且这些具体示例不应被认为是限制性的，因为可以进行多种变化。例如，以上技术可以应用于包括不同类型的推进源的动力系统，所述推进源包括不同类型的电机和变速器。本公开的主题包括本文公开的各种系统和构造以及其它特征、功能和/或特性的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。

所附权利要求特别指出了被认为是新颖且非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。应当将这样的权利要求理解为包括一个或多个这样的元件的结合，既不需要也不排除两个或多个这样的元件。在本申请或相关申请中，可以通过修改本权利要求或通过提出新权利要求来主张所公开的特征、功能、元件和/或特性的其它组合和子组合。这样的权利要求，无论是在范围上与原始权利要求相比更宽、更窄、相同或不同，都被认为包括在本公开的主题范围内。

Claims (15)

1.一种用于操作车辆动力系的方法，包括：

响应于车辆的地理位置来调节加速器踏板位置与动力系扭矩请求之间的关系。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，经由全球定位系统来确定所述车辆的所述地理位置。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，调节所述关系包括：相比于当所述车辆的所述地理位置指示所述车辆正在道路上行驶时，相对于所述加速器踏板位置的车辆扭矩，增加当所述车辆的所述地理位置指示所述车辆在越野行驶时，相对于所述加速器踏板位置的车轮扭矩。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括响应于预测的雪或雨来调节所述加速器踏板位置和所述动力系扭矩请求之间的关系。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括响应于所述车辆在过去发生车辆的车轮打滑或车轮锁止的地理位置来调节所述加速器踏板位置和所述动力系扭矩请求之间的关系。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，调节所述加速器踏板位置和动力系扭矩请求之间的关系，包括根据加速器踏板位置来减小动力系扭矩请求。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括响应于繁忙交通的指示来调节所述加速器踏板位置和所述动力系扭矩请求之间的关系。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，基于所述车辆与第二车辆的距离来指示繁忙交通。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还基于预定时间量内所述车辆实际停止的总数来指示繁忙交通。

10.一种车辆系统，包括：

联接到车桥的第一电机；

全球位置检测系统；以及

包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令的控制器，该可执行指令使所述控制器响应于车辆处于过去曾经发生的车桥的车轮打滑的地理位置而根据加速器踏板位置来调节提供给车辆的车轮扭矩的大小。

11.如权利要求10所述的车辆系统，其特征在于，经由全球位置检测系统来确定所述地理位置。

12.如权利要求10所述的车辆系统，其特征在于，还包括附加指令，所述附加指令使所述控制器响应于车辆处于过去曾经发生的车桥的车轮打滑的地理位置而根据制动器踏板位置来调节提供给车辆的再生制动功率的大小。

13.如权利要求10所述的车辆系统，其特征在于，还包括附加指令，所述附加指令使所述控制器响应于负坡度道路的距离来增加电池充电的最大状态。

14.如权利要求10所述的车辆系统，其特征在于，所述车轮扭矩经由所述第一电机产生。

15.如权利要求10所述的车辆系统，其特征在于，还包括联接到第二车桥的第二电机，并且其中，所述车轮扭矩经由所述第一电机和所述第二电机产生。

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