專利名稱：一種用于電動車輛的電荷利用控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明總體上涉及電動車輛。更具體地，本發(fā)明總體上涉及在車輛靠近充電站時 便于增加對儲存在車輛電池中的電荷的利用且減少或停止燃料消耗的電荷利用控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電動車輛，例如插電式混合動力車輛(Plug-in hybrid electric vehicle,HEVs) 可以包括內(nèi)燃機和對車輛提供運動力的電動機?？稍俪潆婋姵乜梢赃B接到電動機以對電機 提供電流。連接到引擎和電機的控制器可以編程為分配或平衡在車輛運行中由引擎和電機 提供給車輛的車輪的扭矩的大小。由于電動機提供的驅(qū)動輔助，運行HEV可以比運行僅利 用內(nèi)燃機的車輛更加節(jié)省燃料。插電式混合動力車輛的電池在駕駛者家中或辦公室中或在其它充電站用電源周 期性地進行再充電。但是，當前，由于各種原因，例如車輛性能、車輛駕駛性能、電池電荷平 衡或其它本技術(shù)領域的技術(shù)人員公知的原因，在車輛電池的所有充電條件下，即使在車輛 靠近充電站時，都會繼續(xù)使用HEV的內(nèi)燃機。盡管大部分駕駛條件下使用內(nèi)燃機可能是理 所當然的，但在即將外接充電時這可能不必要地導致過多的燃料消耗。因此，需要一種在車輛靠近充電站時便于增加對儲存在車輛電池中的電荷的利用 且減少或停止燃料消耗的電荷利用控制系統(tǒng)和方法，從而節(jié)約燃料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明總體上涉及一種用于電動車輛的電荷利用控制系統(tǒng)。電荷利用控制系統(tǒng)的 示例性實施例包括控制器、連接到控制器的電動機、連接到電動機的電池及連接到控制器 的內(nèi)燃機?？刂破鬟m用于在車輛靠近用于電池的充電站時使電池中儲存的電荷最小。本發(fā)明總體上還涉及一種電動車輛。該電動車輛的示例性實施例包括底盤；由 底盤承載的第一軸和第二軸；分別由第一軸和第二軸承載的第一對車輪和第二對車輪；驅(qū) 動地接合至少一個軸的至少一個電動機；間接或直接對至少一個所述軸提供動力的內(nèi)燃 機；連接到電動機的電池；及連接到內(nèi)燃機和電動機的至少一個控制器。控制器適用于在 車輛靠近用于電池的充電站時使電池中儲存的電荷最小且至少減少內(nèi)燃機的運行。本發(fā)明總體上還涉及一種用于電動車輛的電荷利用控制方法。該方法的示例性實 施例包括對電動車輛的電池進行充電，運行電動車輛，靠近充電站，運行電動車輛的電動 機，使電池中剩余的電荷最小，至少減少電動車輛的內(nèi)燃機的運行及到達充電站。
以下結(jié)合附圖通過示例的方式對本發(fā)明進行說明，其中

圖1是電荷利用控制系統(tǒng)的示例性實施例的框圖。圖2是電荷利用控制系統(tǒng)的示例性實施例的用戶界面框圖。圖3是裝配了電荷利用控制系統(tǒng)的示例性實施例的混合動力車輛的示意圖。
圖4是電荷利用控制方法的示例性實施例的流程圖，其中的電荷利用控制系統(tǒng)手
動啟動。圖5是電荷利用控制方法的另一示例性實施例的流程圖，其中的電荷利用控制系 統(tǒng)通過將到達充電站的途徑編程到控制器中激活。圖6是電荷利用控制方法的另一示例性實施例的流程圖，其中的電荷利用控制系 統(tǒng)通過車輛定位系統(tǒng)激活，該車輛定位系統(tǒng)識別車輛到達充電站的途徑。
具體實施例方式下述的詳細說明實質(zhì)上僅是示例性的，其并非用于限制所說明的實施例或所說明 的實施例的應用和用途。此處應用的“示例性”或“說明性”意指“作為例子、示例或說明”。 此處作為“示例性”或“說明性”說明的任何實現(xiàn)方式并不一定解釋為比其它實現(xiàn)方式更好 或更有利。下述的所有實現(xiàn)方式是為了使本技術(shù)領域的技術(shù)人員能夠制造或使用本發(fā)明的 實施例而提供的示例性實現(xiàn)方式，而不是用于限制本發(fā)明的保護范圍。進一步地，其也不應 當被前述技術(shù)領域、背景技術(shù)、發(fā)明內(nèi)容或以下具體實施方式
中明確的或暗含的原理所局 限。首先請參照圖1-3，電荷利用控制系統(tǒng)(以下簡稱為系統(tǒng))的示例性實施例在圖1 中總體上以100表示。如圖3所示，系統(tǒng)100可適用于與例如插電式混合動力車輛(HEV) 的電動車輛112 —起實施。總體上，電動車輛112可以包括車輛底盤113，其具有配有第一 對車輪115的第一軸114和配有第二對車輪119的第二軸118。內(nèi)燃機104可以驅(qū)動地接 合第一軸114。電動機103可以驅(qū)動地接合第二軸118?？稍俪潆婋姵?02可以連接到電 動機103?？稍俪潆婋姵?02能夠通過本技術(shù)領域的技術(shù)人員公知的合適的外插電氣設備 在充電站(未示出)用電源進行再充電。電動車輛112可適用于通過內(nèi)燃機104經(jīng)由第一軸114和第一對車輪115推動和 /或通過電動機103經(jīng)由第二軸118和第二對車輪119推動。如下文所述，系統(tǒng)100可以適 用于進入電池電荷耗盡模式，該模式可以包括或不包括限制或禁止內(nèi)燃機104運行、增加 電動機103的使用及安排所有動力源的使用，以提供最優(yōu)化的車輛性能，同時保證在電動 車輛112到達充電站在電動車輛112靠近或位于用于電池102的充電站(未示出)的預定 范圍內(nèi)時電荷最小或?qū)嵸|(zhì)上耗盡。電荷耗盡模式可以在電動車輛112靠近充電站時通過避 免使用內(nèi)燃機104的需求從而便于提高電動車輛112的燃料利用率。如圖1所示，系統(tǒng)100可以包括連接到電動車輛112的電動機103和內(nèi)燃機104 的控制器101?？刂破?01可以適用于分配或平衡在車輛運行時由電動車輛112的內(nèi)燃機 104和電動機103分別對第一對車輪115和第二對車輪119提供的扭矩的大小或份數(shù)?？?以將用戶界面105連接到系統(tǒng)100的控制器101，以向電動車輛112的駕駛者(未示出)提 供對控制控制器101的直接和/或可編程的控制。如圖2所示，在某些實施例中，用戶界面 105可以包括可以設置于電動車輛112的駕駛室(未示出)的儀表盤(未示出)上或任何 其它合適位置的物理按鈕106。當手動按下物理按鈕106后，控制器101會使系統(tǒng)100進入 電池電荷耗盡模式，其可以利用或增加對儲存在電池102中的電荷的利用，以運行電動機 103來推動電動車輛112?？刂破?01可以附加地適用于減少或停止內(nèi)燃機104的運行，以 阻止電動車輛112進一步消耗燃料，這將在下文作進一步的說明。因此，在電動車輛112的駕駛者打算駕駛電動車輛112到充電站對電池102進行充電時，在電動車輛112靠近充電 站時，駕駛者可以按下物理按鈕106，以便在行程的最后階段節(jié)省燃料。如圖2進一步所示，在系統(tǒng)100的某些實施例中，用戶界面105可以包括虛擬按鈕 107，虛擬按鈕107可以是設置在電動車輛112的儀表盤(未示出)上或任何其它合適位置 的觸摸屏109的一部分。手動啟動虛擬按鈕107后，控制器101能夠進入電池電荷耗盡模 式，能夠利用儲存在電池102中的電荷，以運行電動機103?？刂破?01可以附加地適用于 減少或停止內(nèi)燃機104的運行，這與前述的物理按鈕106的操作一致。如圖2進一步所示，在某些實施例中，用戶界面105可以包括可編程的控制108，其 可以是設置在電動車輛112的儀表盤(未示出)或任何其它合適位置的定位系統(tǒng)110的一 部分。因此，通過可編程的控制108，用于電動車輛112的充電站的位置可以編程到定位系 統(tǒng)110中。在某些應用中，在電動車輛112從充電站的預編程距離或范圍之外向預編程的 距離或范圍之內(nèi)運行時，定位系統(tǒng)100可以適用于向控制器101傳送激活信號(未示出)， 其使控制器101利用電池電荷耗盡模式，該模式可以包括或不包括限制或禁止內(nèi)燃機104 運行、增加電動機103的使用及安排所有動力源的使用，以提供最優(yōu)化的車輛性能，同時保 證在電動車輛112到達充電站時電池電荷最小或?qū)嵸|(zhì)上耗盡。在某些應用中，在電動車輛 112開始沿到充電站的預編程路線而行的情況下，定位系統(tǒng)110可以適用于向控制器101傳 送激活信號。 如圖2進一步所示，在某些實施例中，用戶界面105可以包括充電站認知按鈕112， 其可以是與控制器101連接的自動車輛定位系統(tǒng)111的一部分。自動車輛定位系統(tǒng)111可 以包括全球定位系統(tǒng)(GPS)或自動識別電動車輛112相對于用于電動車輛112的充電站的 位置的任何其它系統(tǒng)?？梢詥映潆娬菊J知按鈕122將車輛定位系統(tǒng)111置于認知模式， 在該模式中，電動車輛112在充電站再充電一段時間后，車輛定位系統(tǒng)111能“認知”一個或 多個用于電動車輛112的充電站。在某些實施例中，充電站認知按鈕122可以是設置在電 動車輛112的儀表板或其它位置的物理按鈕。在另一些實施例中，充電站認知按鈕122可 以是觸摸屏109的一部分。在另一實施例中，車輛定位系統(tǒng)111可以自動進入認知模式，因 而無需從充電站認知按鈕122輸入。在這樣的情況下，可以通過考慮但不限于由車輛定位 系統(tǒng)111和電池充電裝置(未示出)組合的多種信息來認知或推斷充電站。因此，在電動 車輛112靠近其中一個認知的充電站時，車輛定位系統(tǒng)111可以自動識別電動車輛112正 靠近充電站，并可以適用于向控制器101傳送激活信號(未示出)。作為響應，控制器101 可以進入電荷耗盡模式，利用儲存在電池102中的電荷來運行電動機103，并且可以附加地 適用于減少或停止內(nèi)燃機104的運行。在某些應用中，車輛定位系統(tǒng)111可以適用于提示 電動車輛112的駕駛者(未示出)確認電動車輛112正靠近充電站。這一對策可以阻止系 統(tǒng)100在不需要的情況下進入電荷耗盡模式或使這種可能性最小化。
在系統(tǒng)100的典型使用中，在運行電動車輛112之前首先對電池102充電。在用 戶界面105包括物理按鈕106和/或虛擬按鈕107的實施例中，當儲存在電池102中的電 荷已經(jīng)減少到必須對電池102再充電的程度時，在電動車輛112靠近用于電池102的充電 站時，電動車輛112的駕駛者可以手動按下用戶界面105的物理按鈕106或觸摸觸摸屏109 上的虛擬按鈕107。因此，控制器101進入電池電荷耗盡模式，并且可以有利于利用電池102 中剩余的電荷驅(qū)動電動機103?？刂破?01可以附加地減少或停止電動車輛112的內(nèi)燃機104的運行，并且可以保證電動車輛112到達充電站時電荷最少或?qū)嵸|(zhì)上耗盡。因此，可以 通過運行電動機103而可以不運行內(nèi)燃機104或在降低的水平上運行內(nèi)燃機104來驅(qū)動電 動機103，以在電動車輛112靠近充電站時節(jié)省燃料。在電動車輛112到達充電站時，可以 使用傳統(tǒng)的充電裝置對電動車輛112充電。在用戶界面105包括作為定位系統(tǒng)110的一部分的可編程控制108的系統(tǒng)100的 實施例中，電動車輛112的駕駛者通過可編程控制108可以將用于電動車輛112的充電站 的位置編程到定位系統(tǒng)110中。在某些應用中，電動車輛112可以從充電站的預編程距離或 范圍外側(cè)到預編程距離或范圍之內(nèi)運行。因此，定位系統(tǒng)110使控制器101進入電池電荷 耗盡模式，并且可以利用電池102剩余的電荷，通過電動機103的運行來推動電動車輛112， 并且可以附加地減少或停止內(nèi)燃機104的運行，同時保證在電動車輛112到達充電站時電 池電荷最少或?qū)嵸|(zhì)上耗盡。在某些實施例中，可以將到達充電站的路線預先編程到定位系 統(tǒng)110中。在電動車輛112開始沿到充電站的預編程路線而行的情況下，定位系統(tǒng)110可 以使控制器101利用電池102中剩余的電荷，通過電動機103的運行來推動電動車輛112， 并且可以減少或停止內(nèi)燃機104的運行。在用戶界面105包括充電站認知按鈕122的系統(tǒng)100的實施例中，在啟動充電站 認知按鈕122后，車輛定位系統(tǒng)111可以進入“認知模式”，在該模式中，電動車輛112在充 電站再充電一段時間后，車輛定位系統(tǒng)111認知一個或多個用于電動車輛112的充電站。在 其認知用于電動車輛112的充電站后，車輛定位系統(tǒng)111可以自動識別電動車輛112正靠 近用于電動車輛112的充電站。因此，車輛定位系統(tǒng)111可以使控制器101進入電池電荷 耗盡模式，并利用電池102中剩余的電荷，通過電動機103的運行來推動電動車輛112，并 且可以減少或停止內(nèi)燃機104的運行，同時保證在電動車輛112到達充電站時，電池電荷最 少或?qū)嵸|(zhì)上耗盡。在某些應用中，車輛定位系統(tǒng)111可以對電動車輛112的駕駛者提供提 示，使駕駛者能夠確認正在靠近充電站。因此，駕駛者可以在不需要的情況下選擇阻止系統(tǒng) 100進入電荷耗盡模式。在控制器101包括推斷的認知的充電站的系統(tǒng)100的實施例中，在啟動推斷的充 電站后，車輛定位系統(tǒng)111可以進入“認知模式”，在該模式中，電動車輛112在充電站再充 電一段時間后，車輛定位系統(tǒng)111認知一個或多個用于電動車輛112的充電站。在其認知 了用于電動車輛112的充電站后，車輛定位系統(tǒng)111可以自動識別電動車輛112正在靠近 用于電動車輛112的充電站。因此，車輛定位系統(tǒng)111可以使控制器101進入電池電荷耗 盡模式，并利用電池102中剩余的電荷，通過電動機103的運行來推動電動車輛112，并且可 以減少或停止內(nèi)燃機104的運行，同時保證在電動車輛112到達充電站時電池電荷最少或 實質(zhì)上耗盡。在某些應用中，車輛定位系統(tǒng)111可以對電動車輛112的駕駛者提供提示，使 駕駛者能夠確認正在靠近充電站。因此，駕駛者可以在不理想的情況下選擇阻止系統(tǒng)100 進入電荷耗盡模式。接著請參照圖4，其示出了電荷利用控制方法的示例性實施例的流程圖400。在 框402，對電動車輛的電池進行充電。在框404，運行電動車輛。在框406，手動啟動電動車 輛的電荷利用控制系統(tǒng)。在某些實施例中，可以通過按下物理按鈕啟動電荷利用控制系統(tǒng)。 在某些實施例中，可以通過接觸觸摸屏啟動電荷利用控制系統(tǒng)。在框408，靠近用于電池的 充電站。在框410，可以利用電池中剩余的電荷來運行電動車輛的電動機，并在電動車輛到達充電站時使電池電荷最少。在框412，可以減少或停止電動車輛的內(nèi)燃機的運行。在框 414，電動車輛到達充電站。在框416，在充電站對電池再充電。接著請參照圖5，其示出了電荷利用控制方法的另一示例性實施例的流程圖500。 在框502，對電動車輛的電池進行充電。在框504，運行電動車輛。在框506，編程到達用于 電池的充電站的途徑。在某些實施例中，可以通過將充電站的位置編程到電動車輛的車載 定位系統(tǒng)中來編程到達充電站的路徑。在框508，靠近用于電池的充電站。在框510，可以 利用電池中剩余的電荷來運行電動車輛的電動機，并在電動車輛到達充電站時使電池電荷 最少。在框512，可以減少或停止電動車輛的內(nèi)燃機的運行。在框514，電動車輛到達充電 站。在框516，在充電站對電池再充電。接著請參照圖6，其示出了電荷利用控制方法的示例性實施例的流程圖600。在 框602，對電動車輛的電池進行充電。在框604，運行電動車輛。在框606，車輛定位系統(tǒng)認 知至少一個電動車輛的充電站位置。在框608，靠近用于電池的充電站。在框610，可以利 用電池中剩余的電荷來運行電動車輛的電動機，并在電動車輛到達充電站時使電池電荷最 少。在框612，可以減少或停止電動車輛的內(nèi)燃機的運行。在框614，電動車輛到達充電站。 在框616，在充電站對電池再充電。盡管已經(jīng)參照特定的示例性實施例對本發(fā)明的實施例作了說明，應當理解到的 是，具體的實施例僅用于說明本發(fā)明，并非對本發(fā)明的限制，本技術(shù)領域的技術(shù)人員還可以 作出各種改變。
權(quán)利要求
1.一種用于電動車輛的電荷利用控制系統(tǒng)，其特征在于，包含 控制器；連接到所述控制器的電動機； 連接到所述電動機的電池； 連接到所述控制器的內(nèi)燃機；及其中在電動車輛靠近用于所述電池的充電站時，所述控制器使所述電池中儲存的電荷最少。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包含連接到所述控制器的用戶界面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用戶界面包含物理按鈕。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用戶界面包含虛擬按鈕。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用戶界面包含用于所述控制器的可 編程的控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包含連接到所述控制器的觸摸屏，其中 所述用戶界面包含設置在所述觸摸屏上的虛擬按鈕。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包含連接到所述控制器的定位系統(tǒng)，其 中所述用戶界面包含連接到所述定位系統(tǒng)或所述控制器的可編程的控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包含連接到所述控制器的車輛定位系 統(tǒng)，其中所述用戶界面包含連接到所述車輛定位系統(tǒng)或所述控制器的充電站認知按鈕。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包含連接到所述控制器的車輛定位系 統(tǒng)，其中所述控制器編程為認知充電站。
全文摘要
一種用于電動車輛的電荷利用控制系統(tǒng)，包括控制器，連接到控制器的電動機，連接到電動機的電池和連接到控制器的內(nèi)燃機。在電動車輛靠近用于電池的充電站時控制器用于使電池中儲存的電荷最少。
文檔編號B60W10/26GK102120452SQ20111000371
公開日2011年7月13日 申請日期2011年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月10日
發(fā)明者丹尼爾·A·伽柏, 劉易斯·布斯, 戴爾·斯科特·克勞姆貝茲 申請人:福特全球技術(shù)公司