CN113547921A - 混合动力车辆反向emf控制设备、系统和方法 - Google Patents

混合动力车辆反向emf控制设备、系统和方法 Download PDF

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Abstract

一种系统，包括计算装置，所述计算装置具有被配置成存储指令的存储器和用以执行所述指令来执行操作的处理器，所述操作包括：接收表示混合动力车辆的能量储存系统的电压何时减小到预定电压值的信息；确定当由所述能量储存系统供电的电马达的命令转矩为零时由所述电马达生成的反向电磁场(EMF)的值；以及使再生电流提供到所述能量储存系统。所提供的再生电流被配置成响应于所述电马达的命令转矩为零且所述能量储存系统的电压减小到所述预定电压值而维持所述能量储存系统的电压处于或高于所述预定电压值。

Description

混合动力车辆反向EMF控制设备、系统和方法
技术领域
本申请涉及用于控制混合动力车辆的能量储存系统的技术。
背景技术
随着对于减小化石燃料依赖的持续关注，替代性能量源的使用已并入到各种应用中,例如交通运输等。已经开发了公共和私人交通运输车辆来基于除传统石油燃料(即，汽油、柴油等)以外的燃料运行。一些车辆仅仅使用替代性能量源，而其它车辆将组合石油系统与替代性能量系统(例如，电、生物燃料、天然气等)的功能。在潜在地更具成本效益且具有更丰富的资源的同时，这些替代性能量源及其副产品被认为是更环保的。
发明内容
本文中所描述的系统和技术涉及用于控制能量储存系统的再充电的方法，举例来说，当所述能量储存系统被车辆运行时生成的反向电磁场(electromagnetic field，EMF)放电时，被配置成提供辅助功率的电马达正在转动而不输出任何命令转矩。为了防止能量储存系统耗尽到不可恢复的阈值，本文中所描述的实施方案提供再生电流命令来平衡反向EMF损失。
各种实施方案提供计算装置实施的方法，包括接收表示混合动力车辆的能量储存系统的电压何时减小到预定电压值的信息。所述方法包括确定当由能量储存系统供电的电马达的命令转矩为零时由所述电马达生成的反向电磁场(EMF)的值。所述方法还包括使再生电流提供到能量储存系统。所提供的再生电流被配置成响应于电马达的命令转矩为零且能量储存系统的电压减小到预定电压值而维持能量储存系统的电压处于或高于所述预定电压值。
在一些实施方案中，所述方法包括接收表示耦合到车辆的驱动轴且耦合到电马达的传动装置的最终驱动比的信息，其中确定反向EMF的值包括输入最终驱动比。
在一些实施方案中，所述方法包括接收表示车辆的轮胎的轮胎圆周的信息。确定反向EMF的值包括输入轮胎圆周。
在一些实施方案中，所述方法包括接收表示能量储存系统的类型的信息以及基于能量储存系统的类型改变预定电压值。
在一些实施方案中，所述方法包括以预定时间间隔接收能量储存系统的电压。
在一些实施方案中，所述方法包括测量车辆处的环境温度以及基于环境温度改变再生电流。
在一些实施方案中，所述方法包括接收表示来自能量储存系统的电流的电流值。
在一些实施方案中，所述方法包括接收表示能量储存系统的电压超过电压阈值的信息，其中使再生电流提供到能量储存系统响应于能量储存系统的电压超过电压阈值而结束。
各种实施方案提供包括计算装置的系统，所述计算装置包括被配置成存储指令的存储器和执行所述指令来执行操作的处理器。所述操作包括接收表示混合动力车辆的能量储存系统的电压何时减小到预定电压值的信息。所述操作包括确定当由能量储存系统供电的电马达的命令转矩为零时由所述电马达生成的反向电磁场(EMF)的值。所述操作还包括使再生电流提供到能量储存系统。再生电流被配置成响应于电马达的命令转矩为零且能量储存系统的电压减小到预定电压值而维持能量储存系统的电压处于或高于所述预定电压值。
在一些实施方案中，处理器进一步被配置成执行以下操作：接收表示耦合到车辆的驱动轴且耦合到电马达的传动装置的最终驱动比的信息。确定反向EMF的值包括输入最终驱动比。
在一些实施方案中，处理器进一步被配置成执行以下操作：接收表示车辆的轮胎的轮胎圆周的信息。确定反向EMF的值包括输入轮胎圆周。
在一些实施方案中，处理器进一步被配置成执行以下操作：接收表示能量储存系统的类型的信息，以及基于能量储存系统的类型改变预定电压值。
在一些实施方案中，处理器进一步被配置成执行以下操作：以预定时间间隔接收能量储存系统的电压。
在一些实施方案中，处理器进一步被配置成执行以下操作：测量车辆处的环境温度，以及基于环境温度改变再生电流。
在一些实施方案中，处理器进一步被配置成执行以下操作：接收表示来自能量储存系统的电流的电流值。
在一些实施方案中，处理器进一步被配置成执行以下操作：接收表示能量储存系统的电压超过电压阈值的信息。使再生电流提供到能量储存系统响应于能量储存系统的电压超过电压阈值而结束。
各种实施方案提供存储指令的一种或多种非暂时性计算机可读介质，所述指令可由处理装置执行，在执行后致使处理装置执行操作，所述操作包括：接收表示混合动力车辆的能量储存系统的电压何时减小到预定电压值的信息；确定当由能量储存系统供电的电马达的命令转矩为零时由所述电马达生成的反向电磁场(EMF)的值；以及使再生电流提供到能量储存系统。再生电流被配置成响应于电马达的命令转矩为零且能量储存系统的电压减小到预定电压值而维持能量储存系统的电压处于或高于所述预定电压值。
应了解，下文更详细地论述了前述概念和额外概念的所有组合(前提是这些概念不会相互不一致)预期是本文中所公开的发明主题的一部分。明确地说，本公开结尾出现的所要求的主题的所有组合都预期是本文中所公开的发明主题的一部分。还应了解，本文中明确使用的还可能出现在以引用的方式并入的任何公开内容中的术语应被赋予最符合本文公开的特定概念的含义。
附图说明
附图主要出于说明性目的，且并不希望限制本文中所描述的发明主题的范围。附图未必按比例绘制；在一些情况下，本文中所公开的发明主题的各个方面都可能在附图中夸大或放大地展示以便帮助理解不同特征。在附图中，类似的附图标记通常指类似的特征(例如，功能上类似和/或结构上类似的元件)。
图1示出了一种车辆，其包括用于管理车辆信息和发射的控制器。
图2示出了基于网络的车辆分析器，其用于处理从各个车辆发射的数据。
图3示出了包括在车辆中的控制器的一部分，其用于控制与车辆相关联的信息的发射。
图4示出了车辆信息管理器的操作的流程图，其中车辆信息管理器能够控制为能量储存系统的发射充电。
图5示出了装备有车辆信息管理器的车辆的示意图。
图6示出了可用于实施本文描述的技术的计算装置和移动计算装置的实例。
图7示出了安装在车辆上的车辆组件。
结合附图考虑，下文陈述的具体实施方式将更清楚地描述本文所公开的发明概念的特征和优点。
具体实施方式
下文是关于车辆数据提取装置、系统和方法的本发明系统、方法和组件的各种概念的更详细描述及其示例性实施例。
参看图1，在运行(移动或闲置)时，车辆可生成相当大量的信息，这些信息可被分析用于潜在地提高车辆性能。提高性能可涉及分析车辆的功率使用以确定其是否将从替代性燃料源获益；如果是，分析获益达到什么程度或达到什么量以及在什么样的功率和转矩要求下获益。一旦确定这些要求，就可准确地选择和安装与性能提高相对应的合适零件(例如，混合引擎转换组件)。为了执行分析以确定如何提高性能，部分信息可发射到车辆外的位置。在一些驾驶条件下(例如，驾驶在乡村地区的长直道)，车辆的运行可能在相当长的时间周期内不改变(例如，可维持大致相同的速度和驾驶方向)。这样，一些运行信息可能在一段时间周期内不显著改变，且不需要从车辆频繁地发射以供分析。更有意义的信息可与特定车辆事件的发生一致。举例来说，执行与车辆操作的突然改变(例如，效率的改变或车辆故障)相关联的信息分析可具有特定意义。此外，这些事件可提供对技术的深刻理解，这些技术可用于潜在地提高车辆性能。举例来说，归因于一个或多个事件重复发生，采用不同车辆电源可较好地适于正经历的驾驶条件，例如不同类型的行进路线、环境(例如，公路、城市、乡村等)等。使用实时数据可提供较高保真度数据以较好地告知驾驶策略、较好地告知车辆系统策略以及用于诊断关于车辆驾驶策略的问题。
在一些条件下，运行信息的分析可表明特定车辆、特定车辆类型等可能是最佳的。举例来说，常规的基于车辆的内燃机可能对于一些环境是最佳的，而可仅仅依赖于非石油能量源(例如，电力、天然气、生物燃料等)的替代性燃料车辆可能较好地适合于其它环境。可证明是最佳的其它车辆可包括采用两个或更多个不同能量源(例如，电马达和内燃机，被称作混合动力电动车辆或HEV)的混合动力车辆。一些混合动力车辆(被称作插件式混合动力车辆)可通过使用可进行补给的能量储存装置(例如，可再充电电池)来运行。确定能量储存装置的最佳功率输出和/或任何此类系统的最佳功率/重量比可通过获得实时现实世界驾驶和运行数据来增强。此数据的分析可提示修改能量储存装置的功率和/或重量。本文中所描述的实施方案有利地促进车辆组件的修改以及基于车辆组件修改相应地更新系统软件和控制策略。
在一些布置中，对于电能储存装置，可实施一种或多种技术用于为装置充电和再充电。举例来说，可通过再生制动(regenerative braking)、策略性充电技术等在车辆的适当操作周期期间为电池充电。一般来说，在常规制动系统中，能量通常作为热量丢失；然而，再生制动系统可通过使用发电机来辅助制动操作而恢复此能量。一些系统和技术还可在有效操作(例如，滑行、行进等)周期期间策略性地从内燃机收集(例如，攫取)能量，并稍后在较低效率周期期间辅助内燃机。对于这些车辆，发电机可以是与电马达分离的装置，被视为电马达的第二操作模式，或经由一种或多种其它技术实施(个别地或组合地)。通过再生制动恢复的能量可能被视为不足以提供车辆所需的功率。为了抵消此能量缺乏，电马达可在限定的周期期间参与以辅助内燃机或成为单独的推进力源。可使用一个或多个控制策略来确定这些时间周期。类似地，还可确定时间周期以参与再生制动和策略性充电，从而对能量储存进行补给。还可针对控制策略限定车辆的其它操作(例如，加速、减速、齿轮变速等)。通过建立策略以控制向内燃机提供的辅助(例如，在低效率周期内)，可节省能量而不会负面地影响车辆性能。利用这些策略，可基于操作环境选择个别车辆、车辆类型等以供使用。
一些车辆制造商可在特定时间(例如，在发布车辆生产线时)推荐用于整个类别的车辆或其它类型的大车辆群组(例如，相同型号车辆、相同车辆生产线等)的操作和控制策略。类似地，由电马达或其它类型的替代性燃料系统提供的辅助的水平可以是恒定的。相当静态的是，这些建议不考虑车辆在其中运行的环境。在确定适当的操作策略时不考虑路线特定信息(例如，车辆正在公路、城市、乡村等条件下驾驶)、驾驶者信息(例如，驾驶者加速和制动癖好等)以及其它类型的环境信息(例如，当日时间、季节等)。此外，通常在不查阅路线和环境信息的情况下确定车辆选择。通常，在无此信息的情况下选择车辆，因为不存在其它选项(例如，驾驶者有权使用单个车辆)或未提供用于车辆管理的信息(例如，车辆被随机指派给驾驶者，例如货运卡车)。不采取步骤来获得、分析和使用此类信息进行车辆选择，就可能发生较差的性能以及相关负面影响(例如，燃料效率降低、操作成本增加等)。可实施一种或多种技术来恰当地选择车辆、车辆类型等以供在特定环境中运行。举例来说，可使用反映车辆在环境中运行的数据来选择车辆、车辆类型等。车辆选择还可确认一个车辆类型(例如，基于内燃机的车辆)应转换为另一车辆类型(例如，混合动力车辆)来改进性能(例如，燃料效率、成本等)。来自车辆的此类运行数据可用于其它类型的分析。举例来说，车辆运行数据可用于分析来提高针对车辆、车辆类型等的建议操作和控制策略。举例来说，混合转换对于较低速度环境可能较有利(例如，减少燃料消耗)，但在高速环境中可能不太有利。
可采用一种或多种技术来作出这些选择或其它类型的分析。举例来说，可从车辆运行参数(例如，运行速度、燃料经济性等)计算一个或多个指标(例如，性能指标)。所述指标又可用于进一步分析。举例来说，使用所述信息用于车辆选择、车辆类型选择等，可通过使用运行参数和指标来确定将一个车辆类型(例如，基于内燃机的车辆)转换为另一车辆类型(例如，混合动力车辆)以实现燃料效率、成本等方面的性能提高。
如图1所示，示例车辆100(例如，混合动力汽车)能够收集运行参数以供在各种分析中使用(例如，识别用于在特定环境中运行的适当车辆、车辆类型等)。为了提供此能力，车辆包括可实施于硬件(例如，控制器104)、软件(例如，驻留在车辆中所含的计算装置上的可执行指令)、硬件与软件的组合等的车辆信息管理器102(此处嵌入于车辆100的仪表板中)。在一些布置中，车辆信息管理器102可以大体自主的方式运行以用于数据收集、数据发射和其它类型的功能。为了收集车辆运行信息，可从一个或多个输入收集数据。举例来说，车辆信息管理器102可与车辆或车辆控制器的一个或多个部分(例如，部分或完全集成到车辆信息管理器102中的车辆控制器、与车辆信息管理器102分离布置的车辆控制器等)通信。车辆的多种传感器、组件、处理单元等可与车辆信息管理器102交换数据。这些车辆组件可包括与车辆信息管理器102通信(例如，以无线方式)的智能组件(例如，电池、车载资讯系统、混合控制器、逆变器、充电器或具有计算和通信系统的其它组件)。举例来说，例如速度、加速度、燃料消耗等车辆的运行参数可随时间(例如，随着车辆运行)被收集且被提供到车辆信息管理器102。位置信息(例如，来自车辆中的全球定位系统接收器)也可由车辆信息管理器102收集以提供车辆运行期间所经过地点的记录。类似地，表示车辆驾驶方向的数据可提供到车辆信息管理器102。可收集和提供燃料消耗、(例如，一个或多个车辆组件的)温度等。可由车辆信息管理器102收集、生成等一个或多个时间信号。举例来说，可产生表示对车辆的速度、位置等进行取样的时刻(例如，每隔两秒等)的时间信号。还可从车辆提供其它类型的运行参数；例如表示制动、转向、等级等的数据也可提供到车辆信息管理器102。举例来说，制动踏板移位、加速踏板移位、离合器踏板移位等度量。将信息提供给信息管理器102的车辆组件还可包括接口模块、电路等，用于控制内燃机、电马达等组件的操作。
在一些情况下，还可自车辆外的数据源收集数据。举例来说，可提供用户输入。在此布置中，车辆100包括电子显示器106，其已并入到仪表板中以呈现例如关于不同主题(例如，操作者ID、规划车辆操作、行程目的地等)的可选条目的信息。在选择后，可搜集代表性信息并将其提供到车辆信息管理器102。为了与电子显示器106交互，旋钮108示出了潜在控制装置；然而，一个或多个其它类型的装置可用于用户交互(例如，触摸屏显示器等)。类似于使用一个或多个传感器来收集运行数据，还可搜集其它类型的信息；例如，传感器110(此处嵌入于车辆100的仪表板中)可收集例如车厢温度、车辆位置(例如，传感器为GPS接收器)和其它类型的信息等。通过收集例如GPS位置等信息，额外的信息可被提供到车辆信息管理器102(例如，当前位置、开始位置、目的地信息)，它们可用于量化车辆性能。在一些布置中，来自其它车辆的信息可由车辆信息管理器102使用。举例来说，数据可从车队(例如，与车辆100类似或不同的车辆车队)收集，例如，用于数据比较。虽然在此实例中示出了一个传感器110，但多个传感器可位于车辆内部或外部以用于信息收集(例如，内部或外部温度或各种车辆组件等)。还可使用存在于车辆100中的一个或多个装置用于信息收集；例如，手持型装置(例如，智能电话112等)可收集和提供信息(例如，位置信息、识别存在于车辆中的个体(例如车辆操作者)等)以供车辆信息管理器102使用(例如，识别车辆操作者的驾驶特性)。类似地，车辆本身的部分(例如，车辆组件)可收集信息用于车辆信息管理器102；例如，车辆100的一个或多个座位(例如，驾驶者座位114)可收集信息(例如，座位的位置，以估计驾驶者的体重)以提供到车辆信息管理器102。类似于由一个或多个传感器直接提供的数据，经处理的数据也可提供到车辆信息管理器102。举例来说，搜集的信息可由一个或多个计算装置(例如，控制器)处理，然后被提供到车辆信息管理器102。
在一些布置中，在车辆处收集信息的同时，远程定位的信息源可由车辆访问。一旦收集了车辆信息，就可通过采用一种或多种通信技术和方法由车辆信息管理器102(连同来自控制器104的辅助)准备和发射数据到一个或多个位置。举例来说，可利用采取一个或多个协议和/或标准(例如，比如WI-FI等IEEE 802.11系列标准、比如第三代移动电信(3G)、第四代蜂窝式无线标准(4G)、第五代蜂窝式无线标准(5G)等国际移动电信-2000(IMT-2000)规范、比如BLUETOOTH等用于经由相对短距离交换数据的无线技术标准)的无线通信技术(例如，射频、红外等)。虽然附图将车辆信息管理器102(和控制器104)示出为完全位于车辆100上，但车辆信息管理器102的功能中的一些或全部可从一个或多个其它位置(包括远程位置)提供。在一个这样的布置中，车辆设备(例如，传感器)可通过采用一种或多种通信技术和方法将原始数据提供(例如，串流)到远程定位的车辆信息管理器。
参看图2，展示了信息交换环境200，其允许信息提供到中心位置以供存储和分析(例如，确定应在特定环境中操作哪一车辆、车辆类型等)。一般来说，从个别车辆或其它信息源收集信息以供分析。可实施一种或多种技术和方法；例如，可使用一种或多种通信技术和网络架构来交换信息。在所示出的实例中，车辆信息服务提供者202经由网络204(例如，因特网、内联网、网络的组合等)通信以与车辆的集合(例如，供给卡车206、208、210和汽车212的小车队)交换信息。车辆中的每一个都可采用一种类型的推进系统(例如，内燃机、电马达等)或系统的组合(例如，混合动力车辆)。
在一些布置中，网络架构可被视为包括车辆中的一个或多个。举例来说，车辆可包括用于提供一个或多个网络节点的设备(例如，供给卡车208充当用于在供给卡车210和网络204之间交换信息的节点)。如此，信息交换能力可包括车辆与车辆信息服务提供者202和其它潜在网络组件(例如，其它车辆或其它车辆组件等)交换信息。
一种或多种技术可用于在车辆信息服务提供者202、网络204(或多个网络)和车辆集合之间交换信息。举例来说，无线技术(能够双向通信)可并入到车辆中以与车辆信息服务提供者202交换信息。在从车辆提供和收集信息(例如，运行参数)的同时，车辆信息服务提供者202能够处理信息(例如，与车辆数据分析器214协作以分析数据，例如确定用于可能选择、转换等的车辆)且执行相关操作(例如，存储所收集和处理的信息)。
在一些布置中，车辆信息服务提供者202可作为单个实体操作；然而，操作可分布在各个实体之间以提供所述功能。在一些布置中，一些功能性(例如，车辆数据分析器214的操作)可视为服务而非产品，且可通过建立与车辆信息服务提供者202的某种关系(例如，购买预订、缔结合约合同等)来实现。如此，车辆信息服务提供者202可被视为被实施为云计算架构，在所述云计算架构中，其功能由用户(例如，车辆操作者、企业运营者、车辆设计者和制造商等)感知为服务而非产品。对于这些布置，用户可从由车辆信息服务提供者202使用的一个或多个共享资源(例如，硬件、软件等)提供信息(例如，用于在特定环境中运行的车辆或车辆类型选择、用于转换为混合动力车辆的车辆选择等)。为了实现服务补偿，可利用一种或多种技术；例如，可实施针对各个时间周期(例如，用于监视特定环境中的车辆或车辆类型的使用、分析是否应并入或使用新技术以替换车辆等的时间周期)的预订规划。
在由一个或多个车辆提供信息(例如，经由网络204等接收)的同时，车辆信息服务提供者202可利用来自其它信息源的数据。举例来说，车辆信息提供者202外部的信息源216可提供车辆相关信息(例如，针对性能、车辆负载条件等的制造商建议、)、环境信息(例如，车辆正运行的当前道路状况、交通条件、地形信息、天气条件和预报等)。在一些布置中，信息源216可与车辆信息服务提供者202直接通信；然而，还可实施其它通信技术(例如，来自信息源216的信息可经由例如网络204等一个或多个网络提供)。
在所示出的实例中，为了提供这种功能，车辆信息服务提供者202包括服务器218，其经由网络204和信息源216接收信息。此外，服务器218示出为与位于车辆信息服务提供者202处的存储装置220直接通信(然而，远程定位的存储装置可由服务器218访问)。在此实例中，车辆数据分析器214的功能位于车辆外，而车辆信息管理器102(图1中展示)的功能位于车辆上。在一些实例中，车辆数据分析器214和车辆信息管理器102的某些功能可在其它位置处执行、跨多个位置分布等。在一个布置中，车辆数据分析器214的功能的一部分可在车辆上执行，或车辆信息管理器102的一部分可在车辆信息服务提供者202处执行。在信息来自一个或多个信息源的情况下，可由车辆数据分析器214发挥多种分析。举例来说，可计算(例如，根据运行参数)、管理、存储(等)一个或多个性能指标。还可在采用或不采用一个或多个性能标准的情况下计算性能指标之间的比较(例如，针对多种车辆、车辆类型等)。在确定这些指标、比较等的同时，车辆数据分析器214的功能可包括发起信息传递(例如，到服务订阅者、实体、车辆等)。车辆数据分析器214可利用一个或多个数据库系统、数据管理架构和通信方案以用于信息分布。虽然在此布置中实施单个服务器(例如，服务器218)以提供针对车辆信息服务提供者202的功能，但额外的服务器或其它类型的计算装置也可用于提供这种功能。举例来说，车辆数据分析器214的操作可在一个或多个位置中分布于多个计算装置之间。
参考图3，图2中呈现的车辆中的一个(即，车辆210)示出了包括在车辆信息管理器102中的潜在组件，其可实施于硬件、软件、硬件与软件的组合等中。针对此布置包括的一个组件是数据收集器300，其能够与车辆的各种组件连接以收集例如运行参数等车辆相关信息。此外，车辆数据收集器300可能够从车辆外部的其它信息源收集信息。还包括收发器302，其能够将信息从车辆发射到一个或多个位置(例如，车辆信息服务提供者202)。虽然收发器302还能够接收信息(例如，从车辆信息服务202)，但在一些布置中可以不要此能力(在此仅考虑信息的发射)。
车辆信息管理器102可实施一种或多种技术来改进从车辆发射信息的效率。举例来说，代替于简单地发射(由数据收集器300)从车辆收集的所有数据(例如，运行参数)，可采用技术来减少潜在不需要发射的数据量并借此改进效率和降低成本。举例来说，代替于以相对恒定的速率(例如，在每一数据段准备好发射时)发射所收集的信息，可限定一个或多个事件并将这些事件用于触发发射数据。这些事件可与车辆210的运行期间发生的情景相关联(但事件还可针对车辆外发生的情景限定)。在一个例子中，事件可以由与车辆的运行、车辆中检测到的活动等相关联的一个或多个预定义规则限定。举例来说，达到特定速度、加速度、减速度、燃料消耗水平等可视为这种事件，来触发将信息(例如，速度、加速度等时间序列数据)发射到一个或多个位置(例如，车辆信息服务提供者202)。事件还可与车辆位置、驾驶路线或其它协议相关联。举例来说，基于车辆的GPS坐标、行进方向等，车辆可脱离预定义路线，更多信息可从车辆发送到服务提供者202。车辆驾驶者的活动也可以用于限定一个或多个事件。举例来说，车辆的加速踏板、制动踏板等的移位(归因于驾驶者)可能超出预定义量，这可触发信息从收发器302发射。可通过采用一种或多种技术来实施这些预定义事件的检测，举例来说，车辆信息管理器102可包括事件检测器304。在此布置中，例如运行参数(例如，由数据收集器300收集)等信息由事件检测器304监视，以确定是否已经满足声明检测到预定事件(或多个事件)的一个或多个规则。在一些布置中，事件检测器304可使用一系列预定义的规则(例如，“车辆速度已经超出80mph”、“电池电量低于20％”等)来确定是否已发生一个或多个事件。在一些布置中，在认为事件已经发生之前，可能需要检测多个规则。举例来说，规则可通过取决于车辆的当前条件和过去条件来反映滞后作用。为了辅助事件检测器304、收发器302和数据收集器300的操作，可由车辆信息管理器102采用一种或多种数据存储技术。如所示出的，例如存储装置306等一个或多个存储装置(例如，存储器组件、硬盘驱动器等)可包括在车辆信息管理器102中。在辅助信息管理器组件的操作的同时，还可认为存储装置306提供用于信息的数据存储库，这些信息可稍后访问，例如运行参数(在车辆的运行期间收集)等。举例来说，在行进其路线之后，可(例如，由车辆所有者、车辆信息服务提供者202等)从存储装置306检索所收集的数据以供分析，从而量化性能、将性能与其它车辆比较等。可获得相对于特定系统组件的数据，且分析可提供对改变特定组件来提高运行效率的深刻理解。所安装的新车辆组件可具有关联到车辆的唯一序列号(VIN)。一旦安装、替换、维修或更新任何组件(包括软件)，就更新用于所述VIN的数据库以反映与所述组件、车辆和相关联系统相关的当前技术水平。
一旦已经(例如，由事件检测器304)检测到预定事件或多个事件，就可引入一个或多个类型的改变以将数据从车辆210发射到一个或多个位置(例如，车辆信息服务提供者202)。在一个布置中，在检测后，所发射的信息量增加，例如以允许(由车辆信息服务提供者202)执行更详细的分析。为了增加信息量，可利用一种或多种技术，例如在发射中包括更多信息。信息可从车辆组件获得，确切地说，其中那些组件已经用智慧型或智能车辆组件替换或升级，其中智慧型或智能车辆组件提供自识别信息(例如，到车辆控制器)。举例来说，可基于检测到的事件(例如，车辆制动踏板突然被驾驶者踩踏)来发射不同信息(例如，踏板移位的时间序列)。在一些布置中，待包括在发射中的额外数据可与事件一起被限定。数据发射特性还可在(由事件检测器304)检测到事件后改变以增加发送的信息量。举例来说，在检测前，可以以一个频率发射信息(例如，从收发器302)，而在检测后可增加发射频率(例如，持续某一时间周期)。归因于事件的检测，信息的突发传送(bursts of information)可从车辆发送到车辆信息服务提供者202。类似于调整发射特性持续单个时间周期(例如，增加发射频率持续某一时间周期，且接着返回到原始发射频率)，可周期性地调整这些特性。举例来说，基于检测到事件，收发器302可采用较高发射频率周期继之以较低发射频率周期的反复顺序。如此，信息的突发传送继之以发射较少信息的周期的序列可用于有效的数据传递。类似于频率，涉及压缩、调制方案等的其它发射特性可归因于(由事件检测器304)检测到事件而改变。
图4示出了能够控制能量储存系统的再充电的车辆信息管理器(例如，车辆信息管理器102、包括车辆控制器的车辆信息管理器、与车辆控制器分离的车辆信息管理器等)的操作流程图400。当启用混合系统时，流经马达驱动系统(例如，交流感应马达或永久磁体同步马达)的任何电流将产生电阻损耗，必须补给所述电阻损耗以保存能量。现在，如果马达驱动系统的命令转矩为零，则无真实功率进出马达，因此必须通过对能量储存系统(例如，电池组、超级电容器等)放电来补给所有电阻损耗。此外，如果马达rpm高于基础速度(由马达生成的反向EMF等于电池电压时所处的速度)，则逆变器进入磁场减弱。在磁场减弱的过程中，逆变器命令“直流电流”(Id)以抵消由自旋马达生成的磁场。这导致电池组进一步放电，因为用以取消额外磁场的能量是从电池组获取的。这可能将能量储存系统的电池耗尽到不可恢复的阈值，因此使混合系统发生故障且损坏能量储存系统。此放电率与反向EMF的量值成正比。反向EMF的量值与马达速度(RPM)成正比，马达速度又与后传动串联混合中车辆的最终驱动比和轮胎圆周成正比，其中马达安装在驱动轴上。这意味着，以相同车辆速度驾驶的不同车辆的反向EMF的量值将随那些车辆的最终驱动比或轮胎圆周变化，在具有较高最终驱动比或较大轮胎半径的车辆中EMF较高。
为了防止归因于高反向EMF而导致的能量储存系统的过度放电，提供再生电流命令来平衡所述损失。此电流命令可映射到不同速度下反向EMF所引起的放电率以维持能量储存系统的电压。如此，在402处，车辆信息管理器接收表示混合动力车辆的能量储存系统电压何时减小到预定电压值的信息。如将更详细论述的，可经由连接到能量储存系统的传感器(例如，电流传感器)或传感器系统来获得此信息的接收。在404处，车辆信息管理器确定当由能量储存系统供电的电马达的命令转矩为零时由所述电马达生成的反向电磁场(EMF)的值。此值可间歇地确定或持续地监视，使得随着马达的速度变化(即，响应于车辆速度的改变)，电流命令可恰当地映射到放电率。在406处，车辆信息管理器使再生电流提供到能量储存系统以维持能量储存系统的电压处于或高于预定电压值。此电流命令响应于电马达的命令转矩为零以及能量储存系统的电压减小到预定电压值两者而起始。再生电流可由车辆上的一个或多个再生系统(例如，发电机、感应马达、永久磁体马达)提供。再生电流以制衡反向EMF且维持能量储存系统的电压处于或高于预定电压值所需的数量提供。能量储存系统可以是电池组、超级电容器或任何能量储存系统。
图5示出装备有车辆信息管理器102的混合动力车辆的示意图。混合动力车辆500包括内燃机510和电马达506。电马达506安装在传动装置512的驱动轴514上。内燃机510也连接到驱动轴514和传动装置512。内燃机由内燃机控制单元508控制。车辆500可由马达506和内燃机510中的两者或任一个供能。电马达506由能量储存系统504供电。能量储存系统504和电马达506由可通信地耦合到ECU 508的车辆信息管理器102控制。车辆信息管理器102可确定在运行期间由电马达506提供到内燃机510的辅助水平。辅助的量可取决于车辆的位置和车辆的驱动条件(例如速度、加速度、等级等)变化，以便改进车辆500的效率。车辆信息管理器102连接到传感器516，例如电流传感器，其可用于确定能量储存系统504的电压水平。车辆信息管理器102还可通信地耦合到内燃机控制单元和电马达506。通过接收例如电马达506的马达速度、传动装置512的最终驱动比和车辆500的轮胎518的轮胎尺寸等信息，信息管理器102可经由以下公式确定电马达的反向EMF的量值或值：马达rpm*反向emf常数(其中反向emf常数是由制造商指定的马达参数)，其中马达rpm＝168.05*车辆速度(mph)*最终驱动比/轮胎半径(英寸)。在一些实施方案中，车辆信息管理器102可获得车辆的VIN号，且基于VIN号直接从车辆或间接地例如经由与远离车辆500的服务器侧计算系统218的通信来确定传动装置的最终驱动比和车辆的轮胎尺寸。
了解了反向EMF，信息管理器102可使再生源(例如储存于由推进系统作为发电机供电的辅助储存装置中的能量)在电马达的命令转矩为零且能量储存系统的电压下降到特定水平时将电流供应到能量储存系统504。车辆信息管理器102可被配置成根据特定实施方案将电压值增加一定量或增加到特定值。例如温度传感器等其它传感器可用于修改在将再生电流从再生源提供到能量储存系统504期间被供应到能量储存系统的电流量。
能量储存系统的类型影响能量储存系统的电压值被允许减小到的预定电平。举例来说，可仅允许电池能量储存系统减小到正值。相比而言，可能允许具有超级电容器的系统变为低至零伏。逆变器通常在特定非零电压范围内最有效，且当电压下降到特定值以下时不能正确地运作(或发生故障)(但这对于超级电容器是可接受的)。相应地，动态再生命令可用于基于储存系统类型来补偿过度放电，使得能量储存系统504保持处于其中可无任何故障地进行运行的有效/功能性电压范围。由信息管理器102确定和激活的再生命令可以无线方式经由例如因特网等网络与服务器侧计算机系统218通信，在该处可分析那些值以确定用于车辆500的进一步效率或性能增加操作协议。基于此信息确定的任何协议可发射回到信息管理器102来控制车辆500的一个或多个系统。
图6展示了可用于实施本文中所描述的技术的示例计算机装置600和示例移动计算机装置650。举例来说，信息管理器(例如，图1中展示的车辆信息管理器102)和/或车辆分析器(例如，图2中展示的车辆数据分析器214)的操作的部分或全部可由计算机装置600和/或移动计算机装置650执行。计算装置600意图表示各种形式的数字计算机，包括例如笔记本电脑、台式电脑、工作站、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机和其它适当的计算机。计算装置650意图表示各种形式的移动装置，包括例如个人数字助理、蜂窝电话、智能电话和其它类似的计算装置。这里展示的组件、它们的连接和关系以及它们的功能都仅为示例，并且不意图限制本文件中描述和/或要求的技术的实施方案。
计算装置600包括处理器602、存储器604、存储装置606、连接到存储器604和高速扩展端口610的高速接口608以及连接到低速总线614和存储装置606的低速接口612。组件602、604、606、608、610和612中的每一个都使用各种总线互连，并且可安装在共同的母板上或按需要以其它方式安装。处理器602可处理指令以供在计算装置600内执行，包括存储于存储器604中或存储装置606上的指令，以在包括例如耦合到高速接口608的显示器616的外部输入/输出装置上显示GUI的图形数据。在其它实施方案中，可以视需要使用多个处理器和/或多个总线连同多个存储器和存储器类型。并且，可连接多个计算装置600，其中每一装置提供必要操作的一部分(例如，作为服务器组、刀片式服务器群组或多处理器系统)。
存储器604存储计算装置600内的数据。在一个实施方案中，存储器604是一个或多个易失性存储器单元。在另一实施方案中，存储器604是一个或多个非易失性存储器单元。存储器604还可以是另一形式的计算机可读介质，包括例如磁盘或光盘。
存储装置606能够为计算装置600提供大容量存储。在一个实施方案中，存储装置606可以是或者含有计算机可读介质，包括例如软盘装置、硬盘装置、光盘装置、磁带装置、快闪存储器或其它类似的固态存储器装置，或装置阵列，包括存储区域网络或其它配置中的装置。计算机程序产品可有形地以数据载波来实现。计算机程序产品还可以含有指令，所述指令在被执行时执行一种或多种方法，包括例如上文所描述的那些方法。数据载波是计算机或机器可读介质，包括例如存储器604、存储装置606、处理器602上的存储器等。
高速控制器608管理用于计算装置600的带宽密集(bandwidth-intensive)的操作，而低速控制器612管理较低带宽密集的操作。此类功能分配仅是一个示例。在一个实施方案中，高速控制器608耦合到存储器604、显示器616(例如，经由图形处理器或加速器)，且耦合到高速扩展端口610，所述高速扩展端口610可接受各种扩展卡(未图示)。在某些实施方案中，低速控制器612耦合到存储装置606和低速扩展端口614。可包括各种通信端口(例如，USB、
Figure BDA0003035208460000141
以太网、无线以太网)的低速扩展端口可耦合到一个或多个输入/输出装置，包括例如键盘、指向装置、扫描仪或联网装置，所述联网装置包括例如开关或路由器(例如，经由网络适配器)。
如图中所示，计算装置600可以按许多不同形式实施。举例来说，其可以实施为标准服务器620，或在此类服务器的群组中多次实施。其还可以实施为机架服务器系统624的一部分。另外或作为替代方案，其可实施于个人计算机(例如，笔记本电脑622)中。在一些示例中，来自计算装置600的组件可与移动装置(未图示)(例如，装置650)中的其它组件组合。此类装置中的每一个都可以含有计算装置600、650中的一个或多个，并且整个系统可以由多个彼此通信的计算装置600、650构成。
计算装置650包括处理器652、存储器664和输入/输出装置，所述输入/输出装置包括例如显示器654、通信接口666和收发器668以及其它组件。装置650还可具备存储装置，包括例如微硬盘(microdrive)或其它装置，以提供额外存储。组件650、652、664、654、666和668可各自使用各种总线互连，且若干组件可安装在共同的母板上或按需要以其它方式安装。
处理器652可执行计算装置650内的指令，包括存储于存储器664中的指令。处理器可以实施为芯片的芯片组，包括单独的和多个模/数处理器。处理器可提供例如装置650的其它组件的协调，包括例如对用户接口、由装置650运行的应用和装置650所进行的无线通信的控制。
处理器652可以经由控制接口658和耦合到显示器654的显示接口656与用户通信。显示器654可以是例如TFT LCD(薄膜晶体管液晶显示器，Thin-Film-Transistor LiquidCrystal Display)或OLED(有机发光二极管，Organic Light Emitting Diode)显示器或其它适当的显示器技术。显示接口656可包括用于驱动显示器654以向用户呈现图形和其它数据的适当电路。控制接口658可从用户接收命令且转换所述命令以供提交到处理器652。此外，外部接口662可与处理器642通信，以便实现装置650与其它装置的邻域通信。外部接口662可例如在一些实施方案中提供有线通信，且在其它实施方案中提供无线通信。还可使用多个接口。
存储器664存储计算装置650内的数据。存储器664可以被实施为一个或多个计算机可读介质、一个或多个易失性存储器单元或者一个或多个非易失性存储器单元中的一个或多个。扩展存储器674还可以经由扩展接口672提供并连接到装置850，所述扩展接口可以包括例如SIMM(单列直插式存储器模块，Single In Line Memory Module)卡接口。此扩展存储器674可为装置650提供额外存储空间，和/或可存储装置650的应用或其它数据。确切地说，扩展存储器674还可包括指令，所述指令执行或补充上文描述的过程，且可包括安全数据。因此，例如，扩展存储器674可以作为装置650的安全模块来提供，并且可以编程有准许安全使用装置650的指令。此外，安全应用可经由SIMM卡连同额外数据一起被提供，包括例如以不可破解的方式将识别数据放置在SIMM卡上。
存储器可以包括例如快闪存储器和/或NVRAM存储器，如下文所论述。在一个实施方案中，计算机程序产品有形地以数据载波来体现。计算机程序产品含有指令，所述指令在被执行时执行一种或多种方法，包括例如上文所描述的那些方法。数据载波是计算机或机器可读介质，包括例如存储器664、扩展存储器674和/或处理器上的存储器652，其可例如经由收发器668或外部接口662来接收。
装置650可以经由通信接口666进行无线通信，所述通信接口666在必要时可以包括数字信号处理电路。通信接口666可以提供各种模式或协议下的通信，包括例如GSM语音呼叫、SMS、EMS或MMS消息传递、CDMA、TDMA、PDC、WCDMA、CDMA2000或GPRS等等。这种通信可以例如经由射频收发器668发生。此外，可发生短程通信，包括例如使用
Figure BDA0003035208460000161
Wi-Fi或其它此类收发器(未图示)。另外，GPS(全球定位系统，Global Positioning System)接收器模块670可以为装置650提供额外的导航相关的和位置相关的无线数据，这些数据可以视需要由装置650上运行的应用使用。
装置650还可使用音频编码解码器660可听地通信，所述音频编码解码器可从用户接收口头数据且将其转换为可用的数字数据。音频编码解码器660可同样为用户生成可听声音，包括例如通过扬声器生成，例如在装置650的手持机中。此声音可包括来自语音电话呼叫的声音、记录的声音(例如，语音消息、音乐文件等)，以及由装置650上运行的应用生成的声音。
如图中所示，计算装置650可以按许多不同形式实施。举例来说，其可被实施为蜂窝电话680。其还可以实施为智能电话682、个人数字助理或其它类似移动装置的一部分。
参看图7，车辆组件702可安装于具有车辆底盘706的车辆的底座704中。车辆组件702可包括例如马达驱动器、遥测系统混合控制器和电池等车辆组件，这些组件可以是智能组件(即，具有用于与车辆信息管理器以无线方式通信的处理器和控制系统的组件)。车辆组件702示出安装在车辆上的车辆组件，所述车辆初始为内燃机车辆，但经转换以提高车辆的效率和/或性能。可通过本文中所描述的系统400经由可通信地耦合到例如马达驱动器等其它组件的一个或多个的传感器来维持例如电池等组件。可经由有线或无线组件来促进与这些组件的通信，且与这些组件的通信可包括与连接到这些组件的一个或多个传感器的通信。
此处所描述的系统和技术的各种实施方案可以在数字电子电路、集成电路、专门设计的ASIC(专用集成电路)、计算机硬件、固件、软件和/或其组合中实现。这些各种实施方案可包括在可编程系统上可执行和/或可解译的一个或多个计算机程序。这包括至少一个可编程处理器，其可为专用的或通用的，经耦合以从存储系统、至少一个输入装置和至少一个输出装置接收数据和指令，以及向存储系统、至少一个输入装置和至少一个输出装置发射数据和指令。
这些计算机程序(也被称作程序、软件、软件应用程序或代码)包括用于可编程处理器的机器指令，并且可以用高级程序和/或对象定向的编程语言和/或用汇编/机器语言实施。如本文中所使用的，术语机器可读介质和计算机可读介质是指用于向可编程处理器提供机器指令和/或数据的计算机程序产品、设备和/或装置(例如，磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑装置(PLD))，包括接收机器指令的机器可读介质。
为了提供与用户的交互，本文描述的系统和技术可实施在计算机上，所述计算机具有用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或LCD(液晶显示器)监视器)，以及可以让用户向计算机提供输入的键盘和指向装置(例如，鼠标或轨迹球)。其它种类的装置也可以用于提供与用户的交互。举例来说，提供到用户的反馈可以呈感觉反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈)的形式。来自用户的输入可以以包括声学、语音或触觉输入的形式接收。
此处描述的系统和技术可以在计算系统中实施，所述计算系统包括后端组件(例如，作为数据服务器)，或者包括中间件组件(例如，应用服务器)，或者包括前端组件(例如，具有用户接口或网络浏览器的客户端计算机，用户可以借助所述用户接口或网络浏览器与此处描述的系统和技术的实施方案进行交互)，或者这些后端、中间件或前端组件的任何组合。系统的组件可以通过某一数字数据通信形式或介质(例如通信网络)互连。通信网络的实例包括局域网(LAN)、广域网(WAN)和因特网。
计算系统可包括客户端和服务器。客户端和服务器通常远离彼此且通常通过通信网络交互。客户端与服务器的关系借助于在相应计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生。
在一些实施方案中，本文中所描述的引擎可分离、组合或合并成为单个或组合引擎。图中描绘的引擎并不希望将本文描述的系统限于图中展示的软件架构。
已描述若干实施例。然而，应理解，可在不脱离本文中所描述的过程和技术的精神和范围的情况下作出各种修改。另外，图中所描绘的逻辑流程不需要按所展示的特定次序或循序次序来实现所期望的结果。另外，可以提供其它步骤，或可以从所描述的流程中除去步骤，并且可以向所描述的系统添加或从所述系统中去除其它组件。因此，其它实施例在所附权利要求书的范围内。
此外，本文中描述的技术可以体现为一种方法，已经提供所述方法的至少一个实例。作为方法的一部分执行的动作可以用任何合适的方式排序。因此，可以构造其中以与所示次序不同的次序执行动作的实施方案，其可以包括同时执行一些动作，即使在说明性实施方案中被示为循序动作。
权利要求书不应视为限于所描述的次序或元件，除非如此陈述。应理解，在不脱离所附权利要求书的精神和范围的情况下，所属领域的普通技术人员可以在形式和细节上作出各种变化。要求所附权利要求书及其等效物的精神和范围内的所有实施方案。

Claims (17)

1.一种计算装置实施的方法，其特征在于，所述方法包括：
接收表示混合动力车辆的能量储存系统的电压何时减小到预定电压值的信息；
确定当由所述能量储存系统供电的电马达的命令转矩为零时由所述电马达生成的反向电磁场的值；以及
使再生电流提供到所述能量储存系统，所述再生电流被配置成响应于所述电马达的命令转矩为零且所述能量储存系统的电压减小到所述预定电压值而维持所述能量储存系统的电压处于或高于所述预定电压值。
2.根据权利要求1所述的计算装置实施的方法，其特征在于，所述方法进一步包括接收表示耦合到所述混合动力车辆的驱动轴且耦合到所述电马达的传动装置的最终驱动比的信息，其中确定所述反向电磁场的值包括输入所述最终驱动比。
3.根据权利要求1所述的计算装置实施的方法，其特征在于，所述方法进一步包括接收表示所述混合动力车辆的轮胎的轮胎圆周的信息，其中确定所述反向电磁场的值包括输入所述轮胎圆周。
4.根据权利要求1所述的计算装置实施的方法，其特征在于，所述方法进一步包括接收表示所述能量储存系统的类型的信息以及基于所述能量储存系统的类型改变所述预定电压值。
5.根据权利要求1所述的计算装置实施的方法，其特征在于，所述方法进一步包括以预定时间间隔接收所述能量储存系统的电压。
6.根据权利要求1所述的计算装置实施的方法，其特征在于，所述方法进一步包括测量所述混合动力车辆处的环境温度以及基于所述环境温度改变所述再生电流。
7.根据权利要求1所述的计算装置实施的方法，其特征在于，所述方法进一步包括接收表示来自所述能量储存系统的电流的电流值。
8.根据权利要求1所述的计算装置实施的方法，其特征在于，所述方法进一步包括接收表示所述能量储存系统的电压超过电压阈值的信息，其中使所述再生电流提供到所述能量储存系统响应于所述能量储存系统的电压超过所述电压阈值而结束。
9.一种系统，其特征在于，所述系统包括：
计算装置，所述计算装置包括：
存储器，所述存储器被配置成存储指令；以及
处理器，所述处理器用以执行所述指令来执行操作，所述操作包括：
接收表示混合动力车辆的能量储存系统的电压何时减小到预定电压值的信息；
确定当由所述能量储存系统供电的电马达的命令转矩为零时由所述电马达生成的反向电磁场的值；以及
使再生电流提供到所述能量储存系统，所述再生电流被配置成响应于所述电马达的命令转矩为零且所述能量储存系统的电压减小到所述预定电压值而维持所述能量储存系统的电压处于或高于所述预定电压值。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述处理器进一步被配置成执行以下操作：接收表示耦合到所述混合动力车辆的驱动轴且耦合到所述电马达的传动装置的最终驱动比的信息，其中确定所述反向电磁场的值包括输入所述最终驱动比。
11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述处理器进一步被配置成执行以下操作：接收表示所述混合动力车辆的轮胎的轮胎圆周的信息，其中确定所述反向电磁场的值包括输入所述轮胎圆周。
12.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述处理器进一步被配置成执行以下操作：接收表示所述能量储存系统的类型的信息以及基于所述能量储存系统的类型改变所述预定电压值。
13.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述处理器进一步被配置成执行以下操作：以预定时间间隔接收所述能量储存系统的电压。
14.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述处理器进一步被配置成执行以下操作：测量所述混合动力车辆处的环境温度以及基于所述环境温度改变所述再生电流。
15.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述处理器进一步被配置成执行以下操作：接收表示来自所述能量储存系统的电流的电流值。
16.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述处理器进一步被配置成执行以下操作：接收表示所述能量储存系统的电压超过电压阈值的信息，其中使所述再生电流提供到所述能量储存系统响应于所述能量储存系统的电压超过所述电压阈值而结束。
17.一种或多种存储指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令可由处理装置执行且在执行后致使所述处理装置执行操作，所述操作包括：
接收表示混合动力车辆的能量储存系统的电压何时减小到预定电压值的信息；
确定当由所述能量储存系统供电的电马达的命令转矩为零时由所述电马达生成的反向电磁场的值；以及
使再生电流提供到所述能量储存系统，所述再生电流被配置成响应于所述电马达的命令转矩为零且所述能量储存系统的电压减小到所述预定电压值而维持所述能量储存系统的电压处于或高于所述预定电压值。
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