專利名稱：用于確定預(yù)期車輛駕駛范圍的系統(tǒng)和方法
用于確定預(yù)期車輛駕駛范圍的系統(tǒng)和方法
背景技術(shù)：
電池電動車輛(BEV)可以通過電機的操作來移動。電機可以從車載電池接收電力。電池可以用來自公用電網(wǎng)或其它外接電源的電力充電。BEV駕駛員可能希望知道他們的燃油耗盡距離/預(yù)期車輛駕駛范圍。

發(fā)明內(nèi)容
一種車輛可以包括電機、電池和一個或多個控制器。所述一個或多個控制器可以被配置成確定電池的剩余能量，確定車輛的一系列能量消耗率，從所述系列中選擇一組能量消耗率，以及基于剩余能量和選擇的一組能量消耗率確定針對車輛的預(yù)期駕駛范圍。一種車輛可以包括電機，所述電機被配置成生成用于車輛的動力；電池，所述電池被配置成存儲用于電機的能量；以及一個或多個控制器。所述一個或多個控制器可以被配置成確定電池的剩余能量，確定針對車輛的一系列能量消耗率，以及確定所述一系列能量消耗率中的至少一個是否與所述一系列能量消耗率的平均值相差預(yù)定量。所述一個或多個控制器可以被進一步配置成如果所述一系列能量消耗率中的至少一個與所述一系列能量消耗率的平均值相差所述預(yù)定量，則基于剩余能量和所述一系列能量消耗率中的至少一個確定預(yù)期車輛駕駛范圍。一種用于給車輛的駕駛員提建議的方法可以包括確定車輛電池的剩余能量，確定車輛的一系列能量消耗率，以及從所述系列中選擇一組能量消耗率。所述方法可以進一步包括基于剩余能量和所選擇的一組能量消耗率確定針對車輛的預(yù)期駕駛范圍，以及將預(yù)期駕駛范圍通過駕駛員界面呈現(xiàn)給駕駛員。


圖1是示例性電池電動車輛的框圖。圖2是描述用于確定針對圖1的電池電動車輛的燃油耗盡距離/預(yù)期車輛駕駛范圍的示例性算法的流程圖。
具體實施例方式傳統(tǒng)的燃油耗盡距離(DTE)確定(用在例如ICE車輛中)使用連續(xù)計算的歷史 DTE的倉(bin)，每個倉覆蓋一個固定距離，以產(chǎn)生平均DTE。但是，該技術(shù)可能在諸如從城市到公路駕駛過渡的暫態(tài)電池電動車輛(BEV)駕駛事件期間產(chǎn)生大量誤差。而且，傳統(tǒng)的 DTE確定不管溫度或壽命如何，假設(shè)來自剩余燃料的可用能量是恒定的。然而，來自典型的 BEV電池的可用能量取決于溫度和壽命。內(nèi)燃機發(fā)動機(ICE)車輛在將液體燃料(例如汽油)中儲存的能量轉(zhuǎn)換成動力矩時典型地只有20%-35%的效率。該轉(zhuǎn)換產(chǎn)生大量的廢熱(來自燃燒過程)。當(dāng)駕駛室加熱需要熱時，由于可以使用廢熱，這種需求對于發(fā)動機效率影響小。因此，對燃料經(jīng)濟性的影響低。
BEV在將電力轉(zhuǎn)換成動力矩時可以有大約80% (或更大)的效率。與ICE車輛相比該轉(zhuǎn)換產(chǎn)生少得多的廢熱。此廢熱可能不足以提供足夠的駕駛室加熱。因此，與ICE車輛相比，駕駛室加熱需求可能對BEV動力系效率有很大影響，且因此對燃料經(jīng)濟性有很大影響。類似地，與ICE車輛相比，駕駛室冷卻需求可能對BEV燃料經(jīng)濟性有更大影響。本文描述的某些實施例提供針對電動車輛的DTE(預(yù)期車輛駕駛范圍)確定。這些確定可以考慮由于溫度和壽命的變化引起的可用能量的變化。這些確定還可以考慮由于變化的車輛和環(huán)境條件引起的能量消耗率的變化。例如，一些實施例可以基于電池的剩余能量含量和能量消耗率確定DTE。在某些情況下，此能量消耗率可以是多個周期性確定的短期能量消耗率的平均值(長期能量消耗率)。在其它情況下，能量消耗率可以是最近確定的短期能量消耗率、幾個最近確定的短期能量消耗率的平均值、或短期和長期能量消耗率的組合等。在穩(wěn)定狀態(tài)條件下(例如在每個周期性計算的短期能量消耗率落在總體趨勢的某預(yù)定范圍內(nèi)的情況下)更可能使用長期能量消耗率。在不穩(wěn)定狀態(tài)條件下(例如在周期性計算的短期能量消耗率中有一些相對于總體趨勢落在某預(yù)定范圍之外的情況下)，更可能使用短期能量消耗率。舉例講，可以以任何適當(dāng)/已知方式確定對于車輛每行進3英里(或其它任何期望/選擇距離)的能量消耗率(例如瓦特小時/英里)。例如，對于行進每3英里，所測量的電壓/流出電池的電流可以用來確定相應(yīng)的能量消耗率。這些短期能量消耗率可以被存儲在例如可校準(zhǔn)大小(例如20個條目)的滑動窗緩沖器中。即，在此例子中，當(dāng)?shù)?1個短期能量消耗率被確定時，第1個短期能量消耗率會從緩沖器中清除掉。長期能量消耗率可以基于短期能量消耗率(例如短期能量消耗率的平均值/加權(quán)平均值)來確定。短期能量消耗率的子集(例如緩沖器中5個最近的短期能量消耗率的平均值)可以與長期能量消耗率比較。如果短期能量消耗率的子集的平均值和長期能量消耗率之間的差大于某一可校準(zhǔn)閾值，則長期能量消耗率可以被例如短期能量消耗率的子集的平均值更新/修改/替代。燃油耗盡距離然后可基于電池中的剩余能量和所確定的能量消耗率來計算。其它情形也是可行的。參照圖1，BEV 12的一個實施例可以包括電池14和電機16。BEV 12還可以包括變速器18、車輪20、一個或多個控制器22、電氣端口 M和顯示器/接口 26 (例如屏幕、揚聲器、按鈕等)。電機16和車輪20與變速器18以任何適當(dāng)/已知方式機械連接(由粗線指示)，使得電機16可以驅(qū)動車輪20，并且車輪20可以驅(qū)動電機16。其它配置也是可行的。電池14可以向電機16提供能量或接收來自電機16的能量。電池14還可以通過電氣端口 M接收來自公用電網(wǎng)或其它外接電源(未顯示)的能量。一個或多個控制器22與電池14、電機16、變速器18和顯示器/接口沈通信和/或控制上述組件(由細(xì)線指示)。參照圖2，短期能量消耗率可以以操作觀處指示的那樣確定。例如，一個或多個控制器22可以根據(jù)以下關(guān)系連續(xù)地/周期性地計算“短期能量消耗率”(例如SC1，SC2， SC3，. . . , SCn)SCi =平均能量消耗/固定距離其中，固定距離可以由制造商設(shè)置，或根據(jù)需要選擇，并且平均能量消耗可以通過例如對與電池14(圖1)關(guān)聯(lián)的電流和電壓的乘積在固定距離上的積分來得到。某些實施例可以具有可用于存儲短期能量消耗率的固定數(shù)目的倉。一旦所有的倉都被填滿，則當(dāng)每個新的速率被確定并被存儲時，最舊的速率可被移除。如操作30所指示的那樣，可以確定長期能量消耗率。一個或多個控制器22例如可以根據(jù)以下關(guān)系周期性地計算“長期能量消耗率”(例如LC)LC =ESCi/倉的總數(shù)如操作32所指示的那樣，可以確定最近的短期倉的平均值(例如倉n-5到倉η) 和長期平均值LC之間的差。如果該差大于或等于某一閾值(例如，10%)，則算法前進到操作34。如果該差小于所述閾值，則算法前進到操作36?？商娲?，一個或多個控制器22可以實現(xiàn)跟蹤倉所存儲的短期能量消耗率超過長期平均值達閾值量的倉的數(shù)目的計數(shù)器。如果所跟蹤的數(shù)目大于或等于某一閾值數(shù)目， 則算法前進到操作34。如果所跟蹤的數(shù)目小于所述閾值數(shù)目，則算法前進到操作36。也可以使用其它技術(shù)。如操作34所指示的那樣，長期平均值LC可以被設(shè)置成等于在操作32處確定的最近的短期倉的平均值?？商娲兀诓僮?0處確定的長期平均值LC可以與某些短期能量消耗率(例如超過長期平均值達以上討論的閾值量的短期能量消耗率)混合(例如與其加權(quán)平均值組合)。也可以使用其它技術(shù)。如操作36所指示的那樣，可以基于電池14(圖1)中的剩余能量和長期平均值LC 來確定DTE。一個或多個控制器22例如可以根據(jù)下列關(guān)系計算DTE DTE =電池剩余能量/LC其中電池剩余能量(BRE)可以根據(jù)下列關(guān)系得到BRE =電池可用能量*c*S0C其中電池可用能量取決于電池14的容量(對于給定電池大小，電池可用能量值可以由電池的制造商提供)，c是取決于電池壽命和/或電池溫度的校正因子，并且SOC是電池14的電荷狀態(tài)。一個或多個控制器22例如可以以任何適當(dāng)/已知方式從存儲器中重新得到電池可用能量值，并且監(jiān)控電池壽命和/或電池溫度，以及電池的電荷狀態(tài)。再次參照圖1，參照圖2的描述所確定的DTE可以通過顯示器/接口沈輸出給駕駛員。本文公開的算法可以以許多形式遞送到諸如一個或多個控制器22的處理裝置， 其可以包括任何現(xiàn)有的電子控制單元或?qū)Ｓ秒娮涌刂茊卧?，所述的許多形式包括但不限于永久性存儲在諸如ROM器件的非可寫入存儲介質(zhì)上的信息，和可改變地存儲在諸如軟盤、 磁帶、CD、RAM器件和其它磁的和光學(xué)介質(zhì)的可寫入存儲介質(zhì)上的信息。算法還可以在軟件可執(zhí)行對象中實現(xiàn)?？商娲兀惴梢允褂眠m當(dāng)?shù)挠布M件，諸如專用集成電路(ASIC)、 現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、狀態(tài)機、控制器或其它硬件組件或裝置，或硬件、軟件和固件組件的組合來整體或部分地體現(xiàn)。盡管已經(jīng)圖示和描述了本發(fā)明的實施例，但不打算使這些實施例圖示和描述本發(fā)明的所有可能形式。說明書中使用的詞語是說明性詞語而非限制性詞語，并且要理解在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可做出各種變化。
權(quán)利要求
1.一種車輛，包括電機，所述電機被配置成生成用于所述車輛的動力；電池，所述電池被配置成存儲用于所述電機的能量；以及一個或多個控制器，所述一個或多個控制器被配置成確定電池的剩余能量，確定針對所述車輛的一系列能量消耗率，從所述系列中選擇一組能量消耗率，以及基于所述剩余能量和所選擇的一組能量消耗率確定針對所述車輛的預(yù)期駕駛范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其中所述一個或多個控制器被進一步配置成確定所述一系列能量消耗率的平均值是否與所述一系列能量消耗率的子集的平均值相差預(yù)定量，并且其中所述一個或多個控制器被配置成基于所述系列的平均值是否與所述子集的平均值相差所述預(yù)定量，從所述系列中選擇所述一組能量消耗率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛，其中如果所述系列的平均值與所述子集的平均值相差所述預(yù)定量，則所選擇的一組能量消耗率包括所述一系列能量消耗率的子集。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其中所述一個或多個控制器被進一步配置成確定所述一系列能量消耗率的平均值，以確定與所述平均值相差預(yù)定量的所述系列的能量消耗率的數(shù)目，并且確定所述數(shù)目是否超過預(yù)定數(shù)目，并且其中所述一個或多個控制器被配置成基于所述數(shù)目是否超過所述預(yù)定數(shù)目，從所述系列中選擇所述一組能量消耗率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛，其中如果所述數(shù)目超過所述預(yù)定數(shù)目，則所選擇的一組能量消耗率包括與所述平均值相差所述預(yù)定量的所述系列的能量消耗率。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其中所選擇的一組能量消耗率包括所述系列的所有能量消耗率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，進一步包括駕駛員界面，其中所述一個或多個控制器被進一步配置成使得預(yù)期車輛駕駛范圍通過所述駕駛員界面為顯示或播放方式中的至少一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于確定預(yù)期車輛駕駛范圍的系統(tǒng)和方法。一種車輛可以包括一個或多個控制器，該一個或多個控制器被配置成確定車輛電池的剩余能量，以確定車輛的一系列能量消耗率，并且從所述系列中選擇一組能量消耗率。所述一個或多個控制器可以被進一步配置成基于剩余能量和所選擇的一組能量消耗率，確定車輛的預(yù)期駕駛范圍。
文檔編號B60L3/00GK102371904SQ201110210168
公開日2012年3月14日 申請日期2011年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月4日
發(fā)明者B·C·伯萊克莫爾, D·M·格里德 申請人:福特全球技術(shù)公司