CN117774983A - 电动汽车比赛的驾驶模式选择 - Google Patents

Abstract

一种用于在比赛或需要一致的高性能输出的其他情况期间限制电动车辆的性能不一致性的系统，诸如通过使驾驶员能够选择性地参与耐久和合格驾驶模式来控制用于驱动电动车辆的电力的供应。

Description

电动汽车比赛的驾驶模式选择

技术领域

本公开涉及根据可选择的驾驶模式控制电动车辆，诸如但不一定限于在比赛时根据耐久模式和合格模式控制电动车辆。

背景技术

电动车辆可以被认为是依靠电源向牵引电机提供电力供应的一类车辆，其中牵引电机随后将电力转换成机械能，以供推进系统在驱动电动车辆时使用。当电动车辆比赛时，诸如当电动车辆绕跑道比赛以达到最快时间或在其他竞争者之前完成一定圈数时，驾驶员可能希望电动车辆在正常或典型操作范围之外操作，或者以其他方式对电源提出增强的需求。增强的需求可能导致来自电源的供应比在不太极端的情况下的供应减少得更快，这可能导致推进系统的性能相应地下降，导致更慢的速度，并且在一些情况下，阻止电动车辆完成比赛。

虽然发电机、再生制动、太阳能、燃料电池和其他装置可以被包括在电动车辆上以再供应电源，但是电源仍然可能无法跟上增强的需求，并且电动车辆的性能可能变得不一致，其中随着快速供应短缺和不可靠且经常是部分的再供应而出现不可预测的可变性。

发明内容

本公开的一个非限制性方面涉及一种系统，用于在比赛或期望一致的高性能输出时的其他情况期间限制性能不一致。该系统可以被配置为使驾驶员能够参与赛道模式，由此可以根据多个子模式，诸如耐久模式和合格模式，来控制可用于为车辆的牵引电机或其他驱动器供电的电力供应。耐久模式可用于解谐、抑制或以其他方式限制可用于驱动电动车辆的供应量，这继而可以限制性能的上限以换取更多的电力一致性。合格模式可用于使供应的最大可用量可用于驱动电动车辆，这继而允许达到性能的上限以换取更多的电力不一致性。模式控制器可用于使驾驶员能够选择性地在耐久模式和合格模式之间切换，诸如通过当期望一致性能时，贯穿比赛的大部分时间使用耐久模式，并且当需要更大的动力来超过参赛者或以其他方式临时提升性能时，使用合格模式。

本公开的一个非限制性方面涉及一种用于控制可用于为电动车辆的牵引电机供电的电力的供应的系统。该系统可包括加速器踏板，该加速器踏板可根据从驾驶员接收的踏板输入在多个踏板位置之间操作，其中踏板位置代表驾驶员对牵引电机进行供电的需求，并且其中踏板位置至少包括部分位移位置和完全位移位置。该系统还可包括模式选择器，该模式选择器可根据从电动车辆的驾驶员接收的模式输入在耐久状态和合格状态之间操作。该系统还可以包括模式控制器，该模式控制器可操作以确定模式选择器处于耐久状态或合格状态，以及加速器踏板处于部分位移位置或完全位移位置。当耐久状态和完全位移位置被确定时，模式控制器可操作用于根据耐久模式控制供应以满足需求，其中耐久模式向牵引电机提供供应的有限量，并且当合格状态和完全位移位置被确定时，根据合格模式，其中合格模式向牵引电机提供供应的最大可用量。

模式控制器可以可操作用于当确定耐久状态和部分位移位置时根据耐久模式以及当确定合格状态和部分位移位置时根据耐久模式来控制供应以满足需求。

完全位移位置可对应于加速器踏板的位移位置处于最大值，并且部分位移位置可对应于位移位置小于最大值且大于零。

有限量可以是最大可用量的小于100％的百分比。

模式控制器可被配置成根据作为性能校准过程的一部分接收的性能输入来确定百分比。

模式控制器可以根据临时时间表可操作，其中临时时间表在驾驶员推动或拉动模式选择器时确定合格状态，在驾驶员没有推动或拉动模式选择器时确定耐久状态。

模式控制器可以根据持续时间表可操作，其中持续时间表响应于确定驾驶员推动或拉动模式选择器的第一出现来确定合格状态，此后直到确定驾驶员推动或拉动模式选择器的第二出现，之后直到推动或拉动模式选择器的第三出现确定耐久状态。

模式控制器可以在不停止电动车辆的情况下在合格和耐久模式之间切换。

模式选择器可以是包括在方向盘上的拨片(paddle)。

模式选择器可以是包括在信息娱乐系统的触摸屏上的按钮，或者是包括在驾驶员伸手可及的范围内的触觉按钮。

本公开的一个非限制性方面涉及一种其上存储有多个非暂时性指令的计算机可读存储介质，所述非暂时性指令可由处理器执行，以便于控制可用于为电动车辆的牵引电机供电的电力的供应。所述非暂时性指令可操作用于：确定加速器踏板的位移位置为部分位移位置和完全位移位置中的一个，所述位移位置代表来自驾驶员的为牵引电机供电的需求；确定模式选择器处于耐久状态和合格状态之一；当确定耐久状态和完全位移位置时，根据耐久模式控制供应以满足需求；以及当确定合格状态和完全位移位置时，根据合格模式控制供应以满足需求。

耐久模式可以递送有限量的供应来满足需求。

合格模式可以递送最大可用量的供应来满足需求。

非暂时性指令可操作用于当部分位移位置被确定时根据耐久模式控制供应以满足需求。

非暂时性指令可操作用于当驾驶员推动或拉动模式选择器时确定合格状态，并且当驾驶员没有推动或拉动模式选择器时确定耐久状态。

非暂时性指令可操作用于从驾驶员推动或拉动模式选择器的第一出现确定合格状态，此后直到驾驶员推动或拉动模式选择器的第二出现。

本公开的一个非限制性方面涉及一种用于控制可用于为电动车辆的牵引电机供电的电力的供应的系统。该系统可包括位移位置传感器，该位移位置传感器可操作以感测加速器踏板的位移位置，其中位移位置代表来自驾驶员的为牵引电机供电的需求。该系统还可以包括可在合格状态和耐久状态之间操作的模式选择器。该系统还可以包括模式控制器，该模式控制器被配置成当位移位置小于最大位移位置时根据耐久模式、当位移位置处于最大位移位置且模式选择器处于耐久状态时根据耐久模式、以及当位移位置处于最大位移位置且模式选择器处于合格状态时根据合格模式来控制供应以满足需求。

合格模式可以递送最大可用量的供应来满足需求。

当位移位置处于最大值时，耐久性可以递送有限量的供应以满足需求，其中有限量小于最大可用量。

模式控制器可以被配置为当驾驶员向其施加压力时确定模式选择器处于合格状态，并且在没有压力时处于耐久状态。

当结合附图时，从用于实施本教导的模式的以下详细描述中，本教导的上述特征和优点连同其他特征和优点将变得显而易见。应该理解的是，尽管下面的附图和实施例可能是分开描述的，但是其单个特征可以组合成另外的实施例。

附图说明

并入本说明书并构成其一部分的附图示出了本公开的实施方式，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1示出了具有根据本公开的一个非限制性方面的控制系统的电动车辆的示意图。

图2示出了根据本公开的一个非限制性方面的用于实现赛道模式的方法的流程图。

具体实施方式

根据需要，本文公开了本公开的详细实施例；然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是本公开的示例，本公开可以以各种以及替代形式来实施。附图不一定按比例绘制；一些特征可能被放大或缩小以显示特定组件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅作为教导本领域技术人员以不同方式使用本公开的代表性基础。

图1示出了具有根据本公开的一个非限制性方面的控制系统12的电动车辆10的示意图。出于示例性目的，电动车辆10被示出为包括电动机16，以向多个车轮20、22、24、26中的一个或多个提供旋转力/扭矩(机械动力)，诸如通过被配置为将电机16连接到前轮20、24的推进系统30。推进系统30可以包括传动装置34、驱动轴36、差速器38、轴40、42和/或其他部件，以便于将旋转力从电机16传递到车轮20、22、24、26。电池组、燃料电池或电源44可被配置成向逆变器46提供直流(DC)功率的供应，于是逆变器46可被配置成向电动机16提供交流(AC)功率(电力)，用于转换成用于驱动推进系统30的机械功率。电机或模式控制器48可被配置成生成与引导和以其他方式实施本文设想的电机16的控制相关联的控制信号。

出于示例性非限制性的目的，电动车辆10主要被描述为两轮驱动汽车，因为本公开充分考虑了其与四轮驱动汽车和其他非汽车类型的车辆的使用和应用，包括其他类型的电动车辆，诸如另外依赖内燃机(ICE)进行推进的混合动力电动车辆。在赛车环境中，其可能被限制为实现最快的圈时间和/或在其他参赛者之前完成一定量的圈，电动车辆10可能被要求通常在预定或有限的时间段内在其能力的上限或极限操作。在这些情况下，由于发电机(再生制动或ICE驱动发电机、太阳能等)50不能跟上需求和/或赛道规则、等级要求等，电动车辆10在其再供应或再充电电源的能力方面受到限制，从而对电源44的使用和/或再充电提出限制。这样，赛车环境产生了一组情况，其中可能希望以不同于非赛车环境的方式控制电动车辆10，即，使用不同于典型的道路驾驶模式的驾驶模式可能是有益的。

本公开的一个非限制性方面涉及用于以以下方式控制电动车辆10的赛道模式：所述方式旨在限制与在比赛期间对电源44进行再充电或再供应提出的或固有的限制相关联的性能不一致性。赛道模式可以对应于驾驶员为了在比赛期间控制电动车辆的目的而可选择的驾驶模式。赛道模式可使驾驶员能够在比赛时选择性地在耐久模式和合格模式之间切换，而不必停止或中断电动车辆10的驾驶。赛道模式可以是可用于控制电动车辆10的多种驾驶模式之一。电机控制器48或(多个)其他控制器(未示出)可以被配置成便于根据所选择的驾驶模式来控制任意数量的车辆操作参数。电机控制器48可以包括处理器，该处理器被配置用于执行存储在计算机可读存储介质上的多个非暂时性指令，以便于实现各种驾驶模式。

根据本公开的一个非限制性方面，下面示出的驾驶模式表示出了可用于电动车辆10的多种驾驶模式。

除了赛道模式之外，可用的驾驶模式可以包括雪/冰模式、旅行模式和/或运动模式，其中多个车辆操作参数中的每一个的值根据相关联的驾驶模式的预期影响来设定。

最大推进输出参数可用于定义功率值，该功率值用于指定驾驶员可获取或以其他方式需求的电力供应的百分比或量。踏板映射参数可用于定义踏板映射值，用于表示将在将加速器踏板的位移转化为对向牵引电机16的电力递送的需求中使用的踏板映射的类型。冷却系统输出参数可用于定义用于表示要实施的冷却策略的类型的冷却值，例如，车辆的冷却系统可用于冷却电源50和/或车辆的其他组件，诸如根据正常、提升和/或最大设置。最大设置可以提供牵引电机16的增强的冷却，例如，以消耗更多的电力(例如，以升高的水平的驱动器压缩机或风扇速度)为代价，来换取最大化牵引电机16的性能。预调节参数可用于定义预调节值，其用于指定何时可以实施时间表、例程等，出于示例性目的，其被示为指示预调节处于开启或关闭的二进制值。悬挂参数可用于定义悬挂值，用于表示要实施的悬挂的类型。转向参数可用于定义转向值，用于表示要实施的转向控制的类型。制动参数可用于定义制动值，用于表示要实施的制动控制的类型。底盘控制参数可用于定义底盘值，用于表示要实施的底盘控制的类型。

本公开充分设想了包括更多或更少的表格化车辆操作参数，并且仅仅将前述内容作为各种可控参数的示例性说明而呈现。虽然值不需要如此相似，但是在比赛时最大化或定制用于比赛的每个可用操作参数可能是有益的，使得除了对于最大推进输出参数而言功率值不同之外，为与赛道模式相关联的各种车辆操作参数的设定的一些值对于合格和耐久模式二者都是相同的。比赛时的电力消耗可能对电动车辆10贯穿比赛持续地执行的能力有显著影响。因此，本公开的一个非限制性方面设想，耐久模式可用于解谐、约束或以其他方式限制可用于驱动电动车辆的供应的量，这继而可限制性能的上限范围以换取更多的电力一致性，由此合格模式可用于使无限量或最大可用量的供应可用于驱动电动车辆，这继而允许达到性能的上限范围以换取更多的电力不一致性。以这种方式，当期望一致性能时，可以贯穿比赛的大部分时间使用耐久模式，当需要对供应的更多获取以超过参赛者或暂时提升性能时，驾驶员周期性地切换到合格模式。

系统12可以包括模式控制器52，以便于实现驾驶模式。至少为此目的，控制器52可以与电动车辆10的各种传感器、控制器、模块和其他部件协同操作。模式控制器52可被配置成便于诊断、测量或以其他方式处理与包括在电动车辆10内的组件相关联的信息。模式控制器52可以与电机控制器48协作和/或独立于电机控制器48使用，以便于这里设想的操作，并且可以包括用于通过车辆网络通信或者为此目的以其他方式与电动车辆10内的其他控制器和部件交换信息的能力。因此，模式控制器52可被配置成便于根据驾驶员输入和/或远程输入选择性地实施驾驶模式，驾驶员输入例如是通过信息娱乐或远程信息处理单元做出的命令或选择，远程输入例如是源自手持设备或电动车辆10外部的无线控制信号。

图2示出了根据本公开的一个非限制性方面的用于实现赛道模式的方法60的流程图。框62涉及模式控制器52确定对于向牵引电机16提供电力的需求，诸如响应于来自驾驶员或另一系统或电动车辆10的对应输入，例如，自主控制系统可被配置成自主地使车辆比赛和/或电动车辆10可通过远程控制来比赛。关于由车辆内驾驶员驾驶的电动车辆10，需求可以根据加速器踏板64的位移来确定。如本领域技术人员将理解的，电动车辆10可包括加速器踏板64，以便于向电机控制器48传达驾驶员命令功率、速度、加速度等以供实施。模式控制器52可以监视位移，可选地利用位移传感器，和/或从电机控制器48接收对应的反馈。该位移可以对应于驾驶员根据所需的电力的量调节踏板64。

位移可以对应于踏板映射或其他转换，由此位移量可以等同于请求对应的电功率量。例如，加速器踏板64可以根据从驾驶员接收的踏板输入，即根据驾驶员使踏板64移位多强和/或多远，在多个踏板位置之间操作。当静止时或者当以其他方式没有被驾驶员压下时，踏板64可以默认为零或者非位移位置，此后它可以被驾驶员移位直到完全或完整位移移位位置，其中加速器踏板被一直压下，即全油门。踏板64可以在非位移位置和完全位移位置之间的任何数量的附加增量踏板位置之间可控制，这可以被表征为部分位移位置。当然，在电动车辆10通过其他机构控制的情况下，踏板输入可以用足以表示消耗可用电力的供应的需求的另一种类型的输入来代替。

框66涉及模式控制器52确定用于满足需求的驾驶模式中的活动的或先前选择的一个。本公开的一个非限制性方面设想模式控制器52可操作以在电动车辆10运动时，并且可选地在驾驶员主动使加速器踏板64移位的同时，在每个驾驶模式之间切换。然而，特别是在比赛时，防止或禁止使用非赛道模式，即雪/冰、旅行和运动模式，可能是有益的，因为那些模式可能不太可修改成以本文设想的方式最大化赛道性能，然而，本发明完全设想了每种模式都是可用的，并且可选地为驾驶员提供贯穿驾驶而预先选择或以其他方式使用模式之一的能力，即，以实现合格模式的全时使用。

框66可包括模式控制器52评估模式选择器68处于耐久状态和合格状态之一。模式选择器68可以对应于方向盘上包括的拨片或其他按钮或可致动特征，诸如可以用驾驶员施加的压力来推动或拉动的特征，和/或通过其可以接收驾驶员命令的信息娱乐系统内包括的按钮或其他接口。当在比赛的同时使用时，本公开的一个非限制性方面设想到驾驶员始终保持与方向盘接触是有益的，使得模式选择器68可以对应于驾驶员推动、拉动踏板或避免与踏板接触。框66可另外包括控制器52评估踏板位置或踏板64的位移，诸如通过确定加速器踏板是处于完全位移位置还是部分位移位置。

框70涉及模式控制器52根据合格和耐久模式中的活动的模式，即在框62中接收需求时活动的模式，来调节所提供的电力供应以满足需求。模式控制器52可被配置成通过向电源44、逆变器46和/或电机控制器48提供对应的指令来调节电力的供应。本公开的一个非限制性方面设想了通过配置耐久和合格模式来在比赛时最大化电动车辆10的性能，以包括对于每个车辆操作参数的基本相同的值，除了为最大推进输出参数设置的功率值不同。功率值可用于表示允许驾驶员在任何特定时间点从电源44请求的电力的量或百分比，即驾驶员在接收需求时有权获取的电力供应的部分。

根据充电状态(SOC)、温度、生命周期和对电源44的其他影响，可从电源44获得的电力的真实或实际供应可能贯穿比赛而变化。为最大推进输出参数指定的功率值可对应于驾驶员可用来满足需求的供应的真实或实际量的百分比或部分。回到上表，功率值被示为在相对尺度上定义，其中合格模式的功率值被设置为百分之100(100％)，并且耐久模式的功率值被设置为小于百分之100(<100％)，例如40％、50％、75％等。耐久模式可以以这种方式被配置为向驾驶员提供对有限量的功率供应的获取，对比质量模式提供对最大可用量的功率供应的获取。由于功率供应的快速消耗受到限制，赋予耐久模式的功率限制可以提供更高的性能一致性。

本公开的一个非限制性方面设想了合格模式通过允许驾驶员对100％的可用电力供应的获取而有利于暂时提升性能，而耐久模式通过节约电能供应的使用而有利于使驾驶员能够贯穿比赛保持一致性，这可以有助于防止驾驶员在比赛结束前耗尽电力供应。与耐久模式相关联的百分比降低或解谐可以是作为性能校准过程的一部分而选择的设计参数，例如，对于具有特定持续时间的比赛，可以选择75％，并且对于更长的比赛，可以选择50％，即，随着功率值降低，一致性增加。可以基于策略、环境温度和/或其他因素在比赛之前以这种方式选择功率值。这样，耐久模式可能是比赛的大部分的期望模式以便确保完成，其中合格模式是当需要性能提升时驾驶员可以参与的可选的特征。

优选贯穿比赛主要使用耐久模式，根据耐久模式的操作参数满足在框62中确定的需求可能是有益的，即，使用有限量的可用电力，除非情况允许使用最大可用量。因此，本公开的一个非限制性方面设想依赖于耐久模式来满足需求，除非踏板64完全移位，即除非踏板64的位移处于最大值。虽然设想了当踏板未完全移位时允许使用合格模式，但是将合格模式限制到完全位移情形可用于确保对电力的最大可用量的获取被限制到其中有限量不足的情况，这可能在驾驶员完全压下踏板64并且仍然需要性能提升时发生。

在框62中确定的需求与驾驶员使踏板64完全移位一致的情况下，框70可包括评估在框66中耐久状态还是合格状态被确定为活动。例如，模式控制器52可以根据临时时间表可操作，由此只要驾驶员同时推动或拉动模式选择器68，就可以确定合格状态，其中当驾驶员没有推动或拉动模式选择器68时，默认为耐久状态。可替代地，模式控制器52可以根据持续时间表可操作，由此响应于确定驾驶员推动或拉动模式选择器68的第一出现而确定合格状态，此后直到确定驾驶员推动或拉动模式选择器68的第二出现，此后可以确定耐久状态，直到推动或拉动模式选择器68的第三出现，即直到驾驶员试图再次选择合格状态。以这种方式，当踏板64完全位移时，框70可涉及当耐久状态活动时根据耐久模式满足需求，以及当合格状态活动时根据合格模式满足需求。

术语“包括”、“包含”和“具有”是包含性的，因此指定所述特征、步骤、操作、元件或组件的存在，但是不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件或组件的存在或添加。当可能时，可以改变步骤、过程和操作的顺序，并且可以采用附加的或替代的步骤。如本说明书中所使用的，术语“或”包括相关列出项目的任何一个和所有组合。术语“其中任何”被理解为包括所引用项目的任何可能的组合，包括所引用项目的“任何一个”。“一个”、“一”、“该”、“至少一个”和“一个或多个”可互换使用，以指示存在项目中的至少一个。除非上下文明确另外指出，否则可以存在多个这样的项目。所有参数(例如数量或条件)的数值，除非根据上下文(包括所附权利要求)另外明确或清楚地指出，否则应理解为在所有情况下由术语“大约”修饰，无论“大约”是否实际出现在数值之前。被“配置成”执行特定功能的组件能够执行指定功能而无需改变，而不仅仅是在进一步修改后具有执行执行功能的潜力。换句话说，所描述的硬件在被明确地配置成执行指定功能时，被特别选择、创建、实现、利用、编程和/或设计用于执行指定功能的目的。

虽然已经描述了各种实施例，但是该描述旨在是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域普通技术人员来说，很明显，在实施例的范围内，多得多的实施例和实现方式是可能的。除非特别限制，否则任何实施例的任何特征可以与任何其他实施例中的任何其他特征或元件结合使用或替代任何其他特征或元件。因此，除了根据所附权利要求及其等同物，实施例不受限制。此外，在所附权利要求的范围内可以进行各种修改和变化。尽管已经详细描述了用于实现本教导的许多方面的若干模式，但是熟悉这些教导所涉及的领域的技术人员将认识到在所附权利要求的范围内的用于实践本教导的各种替代方面。旨在包含在以上描述中或在附图中示出的所有内容应解释为说明和示例普通技术人员将认识到由所包含的内容暗示、在结构上和/或功能上等同于所包含的内容或以其他方式基于所包含的内容而变得显而易见的替代实施例的整个范围，而不仅限于那些明确描绘和/或描述的实施例。

Claims (10)

1.一种用于控制可用于为电动车辆的牵引电机供电的电力的供应的系统，该系统包括：

加速器踏板，其根据从驾驶员接收的踏板输入在多个踏板位置之间可操作，踏板位置代表来自驾驶员的为牵引电机供电的需求，踏板位置至少包括部分位移位置和完全位移位置；

模式选择器，其根据从电动车辆的驾驶员接收的模式输入在耐久状态和合格状态之间可操作；和

模式控制器，其可操作来确定模式选择器处于耐久状态或合格状态，并且加速器踏板处于部分位移位置或完全位移位置，其中模式控制器可操作来根据以下控制供应以满足需求：

当耐久状态和完全位移位置被确定时耐久模式，耐久模式向牵引电机提供有限量的供应；和

当合格状态和完全位移位置被确定时根据合格模式，合格模式向牵引电机提供最大可用量的供应。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述模式控制器可操作用于根据以下控制供应以满足需求：

当耐久状态和部分位移位置被确定时耐久模式；和

当合格状态和部分位移位置被确定时耐久模式。

3.根据权利要求2的系统，其中：

完全位移位置对应于加速器踏板的位移位置处于最大；和

部分位移位置对应于位移位置小于最大值且大于零。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述有限量是最大可用量的百分比，该百分比小于百分之100。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述模式控制器被配置为根据作为性能校准过程的一部分接收的性能输入来确定所述百分比。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述模式控制器根据临时时间表可操作，所述临时时间表确定在驾驶员推动或拉动模式选择器时的合格状态，以及当驾驶员没有推动或拉动模式选择器时的耐久状态。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述模式控制器根据持续时间表可操作，所述持续时间表响应于确定驾驶员推动或拉动模式选择器的第一出现而确定合格状态，此后直到确定驾驶员推动或拉动模式选择器的第二出现，之后确定耐久状态，直到推动或拉动模式选择器的第三出现。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述模式控制器在不停止电动车辆的情况下在合格和耐久模式之间切换。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述模式选择器是包括在方向盘上的拨片。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述模式选择器是包括在信息娱乐系统的触摸屏上的按钮，或者是包含在驾驶员伸手可及的范围内的触觉按钮。