專利名稱：確定車輛的估計(jì)行駛范圍的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及車輛，且尤其涉及一種確定使用電池能量作為車輛推動(dòng)力的車輛的估計(jì)行駛范圍的方法。
背景技術(shù)：
一些車輛提供單個(gè)數(shù)值(例如，直到燃料空時(shí)的英里)形式的估計(jì)行駛范圍。該單個(gè)數(shù)值顯示在車輛的儀表盤上，并且通過給駕駛員提供在燃料用完之前車輛能夠行駛多遠(yuǎn)的估計(jì)值是有益的。然而，只有在車輛繼續(xù)以類似或者不變的方式行駛，這種估計(jì)值才是精確的。例如，如果駕駛員從高速公路轉(zhuǎn)變到市內(nèi)駕駛，則估計(jì)行駛范圍會(huì)發(fā)生顯著改變。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供一種確定車輛的估計(jì)行駛范圍的方法。該方法可以包括以下步驟(a)確定可用于車輛推進(jìn)的電池的可用能量；(b)利用該可用能量來確定電池的瞬時(shí)變化率；(c)利用該瞬時(shí)變化率來確定電池的平均變化率；和(d)利用該瞬時(shí)變化率和平均變化率來確定車輛的估計(jì)行駛范圍，其中，估計(jì)行駛范圍可以包括受到與電池相關(guān)的電力消耗和/或電力產(chǎn)生的易變率所影響的數(shù)值范圍。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，提供一種確定車輛的估計(jì)行駛范圍的方法。該方法可以包括以下步驟(a)確定可用于車輛推進(jìn)的電池的最初范圍估計(jì)值；(b)確定負(fù)偏差，并且從最初范圍估計(jì)值中減去該負(fù)偏差以確定范圍下限值；(c)確定正偏差，并且給最初范圍估計(jì)值增加該正偏差以確定范圍上限值；和(d)給車輛的用戶接口提供估計(jì)行駛范圍，其中估計(jì)行駛范圍包括范圍上限值和范圍下限值。本發(fā)明提供下列技術(shù)方案。技術(shù)方案1 一種確定車輛的估計(jì)行駛范圍的方法，其包括下面步驟
(a)確定可用于車輛推進(jìn)的蓄電池的可用能量；(b)利用來自步驟(a)的所述可用能量來確定所述蓄電池的瞬時(shí)變化率；
(c)利用來自步驟(b)的所述瞬時(shí)變化率來確定所述蓄電池的平均變化率；和
(d)利用來自步驟(b)的所述瞬時(shí)變化率和來自步驟(c)的所述平均變化率來確定所述車輛的所述估計(jì)行駛范圍，其中，所述估計(jì)行駛范圍包括受到與所述蓄電池相關(guān)的電力消耗和/或電力產(chǎn)生的易變率所影響的數(shù)值范圍。技術(shù)方案2 如技術(shù)方案1所述的方法，其中步驟(b)還包括獲取作為時(shí)間函數(shù) (d/dt)的來自步驟(a)的所述可用能量的導(dǎo)數(shù)以確定所述蓄電池的所述瞬時(shí)變化率。技術(shù)方案3 如技術(shù)方案1所述的方法，其中步驟(C)還包括采用低通濾波器對(duì)來自步驟(b)的所述瞬時(shí)變化率進(jìn)行濾波，以產(chǎn)生所述蓄電池的所述平均變化率。技術(shù)方案4 如技術(shù)方案1所述的方法，其中步驟(d)還包括將來自步驟(b)的所述瞬時(shí)變化率與來自步驟(c)的所述平均變化率進(jìn)行對(duì)比以確定誤差，該誤差是指所述瞬時(shí)變化率和所述平均變化率之間的差異。
技術(shù)方案5 如技術(shù)方案4所述的方法，其中步驟(d)還包括評(píng)估所述誤差以確定至少一個(gè)負(fù)誤差或者正誤差，所述負(fù)誤差包括所述瞬時(shí)變化率小于所述平均變化率情況下的這些誤差值，并且所述正誤差包括所述瞬時(shí)變化率大于所述平均變化率情況下的這些誤差值。技術(shù)方案6 如技術(shù)方案5所述的方法，其中步驟(d)還包括利用至少一個(gè)所述負(fù)誤差或者所述正誤差來確定至少一個(gè)負(fù)易變率或者正易變率，該負(fù)易變率是指在電力消耗的易變率，該正易變率是指在電力產(chǎn)生的易變率。技術(shù)方案7 如技術(shù)方案6所述的方法，其中步驟(d)還包括將至少一個(gè)所述負(fù)易變率或者所述正易變率轉(zhuǎn)換為至少一個(gè)負(fù)偏差或者正偏差，所述負(fù)偏差和所述正偏差以距離為單位。技術(shù)方案8 如技術(shù)方案7所述的方法，其中步驟(d)還包括下列中的至少一個(gè) 從最初行駛范圍值中減去所述負(fù)偏差以確定范圍下限值，或者將所述正偏差增加到最初范圍估計(jì)值以確定范圍上限值。技術(shù)方案9 如技術(shù)方案1所述的方法，其中步驟(d)還包括確定所述車輛的估計(jì)行駛范圍，所述估計(jì)行駛范圍包括范圍下限值和范圍上限值，并且所述下限值和所述上限值受到與所述蓄電池相關(guān)的電力消耗和/或電力產(chǎn)生的所述易變率的影響。技術(shù)方案10 如技術(shù)方案9所述的方法，其中所述范圍下限值和所述范圍上限值被分別確定使得它們是非同步的。技術(shù)方案11 如技術(shù)方案1所述方法，還包括下面步驟
如果所述估計(jì)行駛范圍變得過低，則對(duì)所述下范圍限值進(jìn)行修剪，使得所述范圍下限值不包括負(fù)值。技術(shù)方案12 如技術(shù)方案1所述方法，還包括至少一個(gè)下面步驟
減去所述負(fù)偏差使得如果電力消耗易變率降低，所述估計(jì)行駛范圍變得緊密； 增加所述負(fù)偏差使得如果電力消耗易變率增大，所述估計(jì)行駛范圍變寬； 減去所述正偏差使得如果電力產(chǎn)生易變率降低，所述估計(jì)行駛范圍變得緊密；或者增加所述正偏差使得如果電力產(chǎn)生易變率增大，所述估計(jì)行駛范圍變寬。技術(shù)方案13 —種確定車輛的估計(jì)行駛范圍的方法，其包括下面步驟
(a)確定可用于車輛推進(jìn)的蓄電池的最初范圍估計(jì)值；
(b)確定負(fù)偏差，并且從所述最初范圍估計(jì)值中減去所述負(fù)偏差以確定范圍下限值；
(c)確定正偏差，并且給所述最初范圍估計(jì)值加上所述正偏差以確定范圍上限值；和
(d)給所述車輛的用戶接口提供估計(jì)行駛范圍，其中所述估計(jì)行駛范圍包括所述范圍上限值和所述范圍下限值。技術(shù)方案14 如技術(shù)方案13所述方法，還包括下面步驟 (i )確定所述蓄電池的可用能量；
(ii)利用所述可用能量來確定所述蓄電池的瞬時(shí)變化率；
(iii)利用所述瞬時(shí)變化率來確定所述蓄電池的平均變化率；和
(iv)利用所述瞬時(shí)變化率和所述平均變化率來確定所述負(fù)偏差和所述正偏差。技術(shù)方案15 如技術(shù)方案14所述的方法，其中步驟(iv)還包括將來自步驟(ii) 的瞬時(shí)變化率與來自步驟(iii)的平均變化率進(jìn)行對(duì)比，以確定誤差，該誤差是指在瞬時(shí)和平均變化率之間的差異。技術(shù)方案16 如技術(shù)方案15所述的方法，其中步驟(iv)還包括評(píng)估該誤差，以確定至少一個(gè)負(fù)誤差或者正誤差，該負(fù)誤差包括瞬時(shí)變化率小于平均變化率情況下的這些誤差值，并且正誤差包括在瞬時(shí)變化率大于平均變化率情況下的這些誤差值。技術(shù)方案17 如技術(shù)方案16所述的方法，其中步驟(iv)還包括利用至少一個(gè)負(fù)誤差或者正誤差來確定至少一個(gè)負(fù)易變率或者正易變率，該負(fù)易變率是指電力消耗的易變率，該正易變率是指電力產(chǎn)生的易變率。技術(shù)方案18 如技術(shù)方案17所述的方法，其中步驟(iv)還包括將至少一個(gè)負(fù)易變率或者正易變率轉(zhuǎn)換為至少一個(gè)負(fù)偏差或者正偏差，該負(fù)和正偏差以距離為單位。技術(shù)方案19 如技術(shù)方案13所述的方法，其中所述范圍下限值和范圍上限值分別確定，使得它們是非同步的。技術(shù)方案20 如技術(shù)方案13所述方法，還包括步驟
如果所述估計(jì)行駛范圍變得過低，對(duì)所述范圍下限值進(jìn)行修剪，使得所述范圍下限值不包括負(fù)值。技術(shù)方案21 如技術(shù)方案13所述方法，還包括下面步驟的至少一個(gè) 如果電力消耗易變率降低，減去所述負(fù)偏差使得所述估計(jì)行駛范圍緊密； 如果電力消耗易變率增強(qiáng)，增加所述負(fù)偏差使得所述估計(jì)行駛范圍變寬； 如果電力產(chǎn)生易變率降低，減去所述正偏差使得所述估計(jì)行駛范圍變得緊密；或者如果電力產(chǎn)生易變率增強(qiáng)，增加所述正偏差使得所述估計(jì)行駛范圍變寬。


將結(jié)合附圖在下文中描述優(yōu)選的示例性實(shí)施例，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，并且其中
圖1是示出示例性車輛的立體圖2是示出了可用來確定車輛(例如圖1中所示的車輛)的估計(jì)行駛范圍的示例性方法的步驟的方框圖3示出了幾個(gè)示例性圖表，其有助于說明圖2的方法可使用的一些技術(shù)；以及圖4示出了可經(jīng)由用戶接口呈現(xiàn)的估計(jì)行駛范圍的示例性展示。
具體實(shí)施例方式下述方法可以確定利用電池能量進(jìn)行車輛推進(jìn)的車輛的估計(jì)行駛范圍，其中該估計(jì)值采用與單個(gè)數(shù)值相對(duì)的數(shù)值范圍的形式。如前所述，估計(jì)行駛范圍會(huì)受到車輛行駛方式的顯著影響。通過提供由上限和下限所約束的數(shù)值范圍形式的估計(jì)行駛范圍，本方法可以給駕駛員提供更有用的估計(jì)值。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法給初始估計(jì)值加上正偏差值以便確定上限，并且從初始估計(jì)值中減去負(fù)偏差值以便確定下限。該正和負(fù)偏差值可以被分開確定，這樣整體范圍的程度受到電力消耗和/或電力生成的易變率的影響。在低易變率 (即，相當(dāng)一致和穩(wěn)定的電力消耗或者生成)時(shí)期，該整體估計(jì)行駛范圍相當(dāng)緊密(該方法對(duì)估計(jì)值更有信心，因此提供更窄的范圍)。在高易變率時(shí)期，該整體估計(jì)行駛范圍相當(dāng)寬泛， 因?yàn)樵摲椒▽?duì)它的估計(jì)值信心較低，因而需要較寬的范圍來說明。下面將結(jié)合圖2所示的方框圖、圖3所示的圖表和圖4所示的估計(jì)行駛范圍展示來解釋示例性方法100。參見圖1，示出了部分示例性車輛10，該車輛的估計(jì)行駛范圍可以被確定。應(yīng)當(dāng)理解的是，圖1僅僅是車輛某些部分的示意圖，并且在此描述的方法可用于多個(gè)不同的車輛和系統(tǒng)，并且不限于在此所示的示例。例如，下述方法可用于混合動(dòng)力電動(dòng)車(HEV)、插入式混合動(dòng)力電動(dòng)車(PHEV)、增程式電動(dòng)車(EREV)、純電動(dòng)車(BEV)或者利用電池能量進(jìn)行車輛推進(jìn)的任何其它車輛。根據(jù)該特定實(shí)施例，車輛10通常包括電池30、電動(dòng)機(jī)32、控制模塊；34和用戶接口 36。電池30可以儲(chǔ)存電能，該電能用來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)32以及滿足車輛的其他電力需要。 根據(jù)示例性實(shí)施例，電池30包括高壓電池組50 (例如，40V - 600V)、傳感器單元52和控制單元M。電池組50可以包括多個(gè)單獨(dú)的蓄電池組電池并且可利用任何適當(dāng)?shù)碾姵鼗瘜W(xué)性質(zhì)，包括那些基于下列技術(shù)的鋰離子、鎳金屬氫化物(NiMH)、鎘-鎳(NiCd)、鈉氯化鎳 (NaNiCl)或者其他一些電池技術(shù)。電池30應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)成承受反復(fù)的充電和放電循環(huán)，并且可與其他儲(chǔ)能裝置，例如電容器、特大電容器、感應(yīng)器等結(jié)合使用。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是可根據(jù)任意數(shù)量的不同實(shí)施例來提供電池30，電池30可以任意數(shù)量的不同構(gòu)造連接，并且還可包括任意數(shù)量的不同部件，例如傳感器、控制單元和/或在本領(lǐng)域公知的其他適當(dāng)?shù)牟考ｋ姵貍鞲衅鲉卧?2可以包括任意多個(gè)不同的傳感部件或元件，并且可監(jiān)測(cè)電池狀況，例如電池電壓、電流、荷電狀態(tài)(SOC)、健康狀況(S0H)、溫度等?？稍谛铍姵?0(例如， 智能的或者靈活的電池)內(nèi)集成這些傳感器，它們可以是設(shè)置在蓄電池組電池外側(cè)的外部傳感器，或者它們可根據(jù)其他一些已知的設(shè)置來提供。作為電池集合或者電池塊或者蓄電池組區(qū)域的平均值，作為整體蓄電池組的平均值，或者根據(jù)本領(lǐng)域中一些其他方法，蓄電池傳感器可監(jiān)測(cè)和確定在逐個(gè)電池基礎(chǔ)上的蓄電池電壓、電流、SOC、S0H、溫度等。來自蓄電池傳感器單元50的輸出可提供給控制單元M、控制模塊34或者其他合適的裝置。蓄電池控制單元討可包括任意多個(gè)電子處理裝置、儲(chǔ)存裝置、輸入/輸出(I/O)裝置、和其他已知部件，并且可執(zhí)行各種控制和/或通信相關(guān)的功能。例如，控制單元M可從蓄電池傳感器單元52接收傳感器信號(hào)，將傳感器信號(hào)包裝成適當(dāng)?shù)膫鞲衅餍畔ⅲ⑶彝ㄟ^合適的連接機(jī)構(gòu)，例如CAN總線、系統(tǒng)管理總線(SMBus)、專有的通信鏈路、或者本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他任何通信方式，將該傳感器信息傳送到控制模塊34?？刂茊卧狹可能收集蓄電池傳感器讀數(shù)并且將它們儲(chǔ)存在本地存儲(chǔ)器中，以便能夠?qū)⑷娴膫鞲衅餍畔⒃谕硇r(shí)侯提供給控制模塊34，或者一旦傳感器讀數(shù)到達(dá)控制單元M，它們就能被發(fā)送到模塊34 或者其他目的地，這里例舉了幾種可能性。在另一個(gè)電容中，蓄電池控制單元M可以儲(chǔ)存相關(guān)的蓄電池特征以及與蓄電池的電池化學(xué)性質(zhì)、電池容量、蓄電池電壓上限和蓄電池電壓下限、蓄電池電流限值、蓄電池溫度限值、溫度分布、蓄電池阻抗、以及充電/放電事件的次數(shù)或者歷史相關(guān)的背景信息的背景信息。電動(dòng)機(jī)32可利用儲(chǔ)存在蓄電池30中的電能來驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)車輪，車輪然后推進(jìn)車輛。雖然圖1示意性地描述了作為單個(gè)獨(dú)立裝置的電動(dòng)機(jī)32，該電動(dòng)機(jī)可與發(fā)電機(jī)結(jié)合(所謂的“電動(dòng)發(fā)電機(jī)“)，或者它可包括多個(gè)電動(dòng)機(jī)(例如，用于前后輪的獨(dú)立電機(jī)、用于每個(gè)輪的獨(dú)立電機(jī)、用于不同功能的獨(dú)立電機(jī)等)，在此例舉了幾個(gè)可能性。系統(tǒng)10不限于任一種具體類型的電動(dòng)機(jī)，因?yàn)榭梢允褂枚喾N不同的電動(dòng)機(jī)類型、尺寸和技術(shù)等等。在一個(gè)示例中，電動(dòng)機(jī)32包括交流電動(dòng)機(jī)(例如，三相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、多相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)等)， 以及在再生制動(dòng)期間可以使用的發(fā)電機(jī)。根據(jù)任意數(shù)量的不同實(shí)施例(例如，交流或者直流電機(jī)、電刷式或者無電刷電機(jī)、永磁電機(jī)等)可提供電動(dòng)機(jī)32，它可與任意數(shù)量的不同結(jié)構(gòu)相連，并且可包括任意數(shù)量的不同部件，例如冷卻特征、傳感器、控制單元和/或本領(lǐng)域中公知的任何其他的適當(dāng)部件?？刂颇K34可用來控制、支配或者以別的方式管理車輛10的某些運(yùn)行或者功能， 并且根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，包括處理裝置70和存儲(chǔ)裝置72。處理裝置70可包括任意類型的合適的電子處理器(例如，微處理器、微控制器、專用集成電路(ASIC)等)，其執(zhí)行軟件、 固件、程序、算法、腳本等的指令。該處理器不限于任一種部件或者裝置。存儲(chǔ)裝置72可包括任何類型的適當(dāng)?shù)碾娮哟鎯?chǔ)器裝置，并且可儲(chǔ)存多種數(shù)據(jù)和信息。它包括，例如感應(yīng)的車輛狀況；查找表及其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；軟件、固件、程序、算法、腳本及其他電子指令；部件特性和背景信息等。本方法一以及這種任務(wù)所需的任何其他電子指令和/或信息，也可儲(chǔ)存或者以其它方式保持在存儲(chǔ)裝置72中。控制模塊34可經(jīng)由輸入/輸出裝置和適當(dāng)?shù)倪B接機(jī)構(gòu)，例如通信總線，電子連接至其他車輛裝置和模塊，以便它們能夠按要求相互作用。當(dāng)然，這些僅僅是控制模塊34的一些可能的設(shè)置、功能和能力，因?yàn)榭刂颇K的其他性質(zhì)也是可能的。根據(jù)該具體的實(shí)施例，控制模塊34可為獨(dú)立的電子模塊(例如，車輛集成控制模塊(VICM)、牽引功率轉(zhuǎn)化模塊(TPIM)、蓄電池功率逆變器模塊(BPIM)等)，它可結(jié)合或者包括在車輛的另一個(gè)電子模塊內(nèi)(例如，動(dòng)力傳動(dòng)系控制模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊等等)、或者它可以是大型網(wǎng)絡(luò)或者系統(tǒng)(例如，電池管理系統(tǒng)(BMS)、車輛能量管理系統(tǒng)等)的一部分，以上僅例舉幾種可能性。用戶接口 36可包括任意多種不同的軟件和/或硬件部件，以在車輛和使用者之間交換信息。例如，這包括比如可視顯示器、儀表盤或者音頻系統(tǒng)的輸出部件，其中用戶接口 36給車輛使用者提供信息。這還包括比如觸摸顯示器、麥克風(fēng)、鍵盤、按鈕或者其他控制器的輸入部件，其中用戶接口 36從車輛使用者處接收信息。有時(shí)，用戶接口 36包括具有輸入和輸出能力的部件，例如視頻接口和聽覺接口。該視頻接口可包括位于車輛內(nèi)的任何適當(dāng)?shù)慕涌冢⑶乙曈X地將信息呈現(xiàn)給車輛使用者和/或從車輛使用者處接收信息，并且其可由一系列可導(dǎo)航的菜單驅(qū)動(dòng)，該菜單使得使用者能與車輛交換信息。該視覺觸摸顯示器是適當(dāng)?shù)囊曨l接口的一個(gè)示例。同樣地，聽覺接口可包括位于車輛內(nèi)的任何適當(dāng)?shù)慕涌?，并且聽覺地呈現(xiàn)信息給使用者和/或從使用者處接收信息，并且其是利用語音識(shí)別和/或其他人機(jī)接口(HMI)技術(shù)的車載自動(dòng)語音處理系統(tǒng)的一部分。用戶接口 36可是獨(dú)立模塊；它可以是信息娛樂系統(tǒng)的一部分或者車輛中其它模塊、裝置或者系統(tǒng)的一部分；它可安裝在儀表板(例如，具有駕駛員信息中心(DIC))上；它還投影到擋風(fēng)玻璃(例如，帶有抬頭顯示器) 上；它可結(jié)合在已有的音頻系統(tǒng)內(nèi)；或者它可僅僅包括電子連接機(jī)構(gòu)或者端口以連接筆記本電腦或者其它的計(jì)算設(shè)備，在此僅列舉幾個(gè)例子。如下面更詳細(xì)的解釋，本方法可利用用戶接口 36以將從車輛得到的圖表形式的信息提供給車輛使用者。例如，用戶接口 36可給車輛使用者提供估計(jì)行駛范圍、充電狀態(tài)、 瞬時(shí)消耗、平均消耗、報(bào)告和/或其他輸出。還可替代地使用其他用戶接口，因?yàn)樵诖耸境龊兔枋龅氖纠杂脩艚涌趦H代表一個(gè)可能性。本方法可利用任何用戶接口以便將從車輛得到的信息提供給車輛使用者，并且不限于任何具體類型。
現(xiàn)在參見圖2，在此示出了一種示例性方法100，其用于確定使用電池能量用于車輛推進(jìn)的車輛的估計(jì)行駛范圍，其中該估計(jì)值采用與單個(gè)數(shù)值相對(duì)的數(shù)值范圍的形式。如前所述，該估計(jì)行駛范圍會(huì)受到車輛驅(qū)動(dòng)方式(例如，積極駕駛與消極駕駛相比，高速公路與市內(nèi)駕駛相比等)顯著影響。通過提供由上限和下限約束的數(shù)值范圍形式的估計(jì)行駛范圍，本方法可給駕駛員提供更有用的估計(jì)值。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法100給初始估計(jì)值加上正偏差值來確定上限，并且從初始估計(jì)值中減去負(fù)偏差值來確定下限。該上限和下限限定了估計(jì)行駛范圍，可以以視覺顯示的形式經(jīng)由用戶接口 36將該估計(jì)行駛范圍提供給車輛使用者。下面將結(jié)合圖2所示的方框圖、圖3所示的圖表說明示例性方法100。從步驟110開始，該方法開始于確定蓄電池30中的可用能量?？衫枚喾N不同方式的一種來確定該可用或者剩余能量。在一個(gè)實(shí)施例中，蓄電池傳感器單元52測(cè)量或者以別的方式檢測(cè)電池電壓、電流、荷電狀態(tài)(S0C)、健康狀態(tài)(SOH)和/或溫度，并且將該信息提供給控制模塊34。接著，控制模塊34利用該信息來確定“可用能量"，該可用能量對(duì)應(yīng)于蓄電池30中可利用的或者剩余的能量值。在另一個(gè)實(shí)施例中，控制模塊34通過從擁有此信息的其他部件、裝置、模塊和/或系統(tǒng)(例如，車輛集成控制模塊(VICM))中獲取可用能量讀數(shù)來確定蓄電池30中的可用能量。由控制模塊34確定可用能量不是必要的，因?yàn)橥ㄟ^其他裝置，諸如蓄電池控制單元M，可執(zhí)行此計(jì)算。步驟110可以任何適當(dāng)形式，例如千瓦小時(shí)(Kw * Hrs)，表示可用能量。參見圖3，示出了示例性圖表200，其表示作為時(shí)間(X 軸)的函數(shù)的蓄電池30內(nèi)的可用能量(Y軸)。該圖表僅用于示例的目的，且決不用來限制示例性方法100的范圍或者應(yīng)用。其次，步驟114確定蓄電池30內(nèi)的可用能量的瞬時(shí)變化率。與方法100中的許多步驟類似，可采用任意數(shù)量的不同方式來執(zhí)行步驟114。例如，步驟114可以通過得出作為時(shí)間函數(shù)的可用能量的導(dǎo)數(shù)(d/dt)來確定“瞬時(shí)變化率“。該瞬時(shí)變化率通常對(duì)應(yīng)于蓄電池30中能量利用率，并且在具有示例性圖表210的圖3中示出。換句話說，圖表210表示圖表200的變化率或者斜率。圖表200的下降部分表示蓄電池放電事件(例如，車輛推進(jìn)) 并且在圖表210用負(fù)值表示；圖表200的傾斜部分表示電池充電事件(例如，再生制動(dòng))并且在圖表210用正值表示；并且圖表200的平緩部分表示蓄電池中立事件(例如，滑行)并且在圖表210中用零值表示。從圖表200和圖表210中可知在此示例性時(shí)期的大部分時(shí)間內(nèi)蓄電池30在放電。蓄電池30迅速放電或者充電的部分在圖表210中采用峰和谷的形式表示，因?yàn)檫@些對(duì)應(yīng)于增大的蓄電池荷電易變率的時(shí)期。步驟114可以任何適當(dāng)形式，例如千瓦(Kw)，來表示瞬時(shí)變化率。而且，步驟114可執(zhí)行一定程度的基本信號(hào)處理，包括光濾波，因?yàn)榇瞬襟E的輸出意在表示“通?！拔礊V波的或者瞬時(shí)變化率。步驟118濾波、平滑或者以別的方式處理在前面步驟中確定的瞬時(shí)變化率數(shù)據(jù)， 并且可采用多種不同技術(shù)進(jìn)行處理。例如，步驟118可對(duì)圖表210應(yīng)用某種類型的濾波或者平滑函數(shù)，以獲得諸如在圖表220中所示的“平均變化率”。從這些示例性圖表中可知圖表 210的許多峰和谷通過圖表220的更平緩部分已經(jīng)消除。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在步驟 118中可采用多種濾波、平滑或者其它的信號(hào)處理技術(shù)，包括但肯定不限于，低通、高通和帶通濾波器、一階、二階和三階濾波器、ButtenrortKkalman和Mvitzky-Golay濾波器、局部回歸技術(shù)、移動(dòng)平均值、Kernel和Laplacian平滑器等等。在一個(gè)實(shí)施例中，步驟118采用具有低截頻(例如，0. 25赫茲)的低通、一階濾波器，以產(chǎn)生圖表220示出的平均變化率。然而，還能替代地使用其它濾波器和濾波技術(shù)。步驟118可以任何適當(dāng)形式，例如千瓦(Kw)， 來表示平均變化率。其次，步驟120將瞬時(shí)變化率(圖表210)與平均變化率(圖表220)進(jìn)行比較，并且確定"誤差"(圖表230)，其可以具有負(fù)值和/或正值。該誤差(圖表230)通常是指在瞬時(shí)變化率和平均變化率之間的差值或者變動(dòng)量，其在圖3中用箭頭290示出。該“負(fù)值誤差"通常是指小于零的誤差值；也就是說，沿著圖表210的點(diǎn)的Y軸數(shù)值小于沿著圖表220 的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的值，其中這兩個(gè)點(diǎn)具有相同的X軸數(shù)值。為了說明，考慮點(diǎn)250，252，它們具有相同的X軸數(shù)值。點(diǎn)250是圖表210 (瞬時(shí)變化率)的一部分，并且點(diǎn)252是圖表220 (平均變化率)的一部分。因?yàn)辄c(diǎn)250具有比點(diǎn)252更小的Y軸數(shù)值(即，在圖表上位于點(diǎn)252 的下方)，然后此值或者點(diǎn)屬于負(fù)誤差的一部分。反過來對(duì)于點(diǎn)260，沈2也成立，其對(duì)應(yīng)于 〃正誤差"，因?yàn)檠刂鴪D表210的點(diǎn)260具有比在圖表220上的點(diǎn)262更大的Y軸數(shù)值。具有相同Y軸數(shù)值的沿著圖表210和220的點(diǎn)導(dǎo)致零變動(dòng)量或者誤差值。步驟120可以任何適當(dāng)形式，例如千瓦(Kw)，來表示誤差。一旦已經(jīng)確定誤差，步驟122提取、確認(rèn)或者以別的方式確定該〃負(fù)誤差“。如上所述，該負(fù)誤差通常指小于零的這些誤差值。如果步驟122遭遇對(duì)應(yīng)于正誤差(S卩，大于零) 的沿著圖表230的數(shù)值或者點(diǎn)，則圖表230的這些部分可在零標(biāo)記處被截頂或者切掉(見部分觀0，觀2)。例如，部分270，272和274對(duì)應(yīng)于負(fù)誤差，而部分280和282對(duì)應(yīng)于正誤差。 誤差圖表230的此估計(jì)可對(duì)于整個(gè)圖表實(shí)施，或者實(shí)施在圖表的僅僅一個(gè)部分上。在圖2所示的示例實(shí)施例中，該負(fù)和正誤差分別確定；然而，在另一個(gè)實(shí)施例中，它們可以同時(shí)確定。 步驟122可以任何適當(dāng)形式，例如千瓦(Kw)，表示負(fù)誤差。在步驟126中，負(fù)誤差(圖表230)采用瞬時(shí)變化率(圖表210)來評(píng)估，以便確定〃 負(fù)易變率"。可以使用多個(gè)不同的技術(shù)來實(shí)施此步驟。在一個(gè)實(shí)施例中，步驟1 檢驗(yàn)圖表210和圖表230，以便確定瞬時(shí)變化率不同于平均變化率的程度和頻率，或者至少它的負(fù)部分。此步驟利用表現(xiàn)為衰減和(decaying sum)(此時(shí)負(fù)部分增加)的算法，在曲線下面的總數(shù)和或者區(qū)域也是如此。在沒有“負(fù)易變率“的進(jìn)一步刺激下，該總和隨著時(shí)間減少。 在某種意義上，步驟126可用來測(cè)定能量消耗的易變率或者波動(dòng)值。如果蓄電池30以慢而穩(wěn)的方式放電，則人們可以預(yù)期瞬時(shí)變化率(圖表210)與誤差(圖表230)的負(fù)數(shù)部分相當(dāng)一致，因此，產(chǎn)生相當(dāng)小的負(fù)易變率；這對(duì)應(yīng)于相對(duì)低的能量消耗易變率。相反，如果蓄電池 30經(jīng)歷突然和快速的荷電耗盡的時(shí)期，則這可能導(dǎo)致相對(duì)大的負(fù)易變率；這對(duì)應(yīng)于相對(duì)高的能量消耗易變率。此易變率因數(shù)可隨后對(duì)車輛的估計(jì)行駛范圍產(chǎn)生影響，如下所述。步驟1 表示以任何適當(dāng)形式，例如千瓦時(shí)(Kw * Hrs)，表示負(fù)易變率。步驟130調(diào)節(jié)或者以別的方式將來自前面步驟的負(fù)易變率轉(zhuǎn)變?yōu)椤柏?fù)偏差“。根據(jù)如上所述的示例性實(shí)施例，步驟126產(chǎn)生以能量為單位的負(fù)易變率值或者因數(shù)，例如千瓦時(shí)(Kw * Hrs)，但是，方法100最終設(shè)法確定的估計(jì)行駛范圍是以路程為單位的，諸如千米(Km)。因而，需要發(fā)生將能量轉(zhuǎn)換為路程的轉(zhuǎn)換，從而將負(fù)易變率轉(zhuǎn)換為負(fù)偏差。步驟 130可根據(jù)多種不同技術(shù)實(shí)施此轉(zhuǎn)換，包括利用校準(zhǔn)方法，該方法使用儲(chǔ)存的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。例如，查找表150或者其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可保存在車輛上的存儲(chǔ)裝置72或者其它適當(dāng)?shù)奈恢弥校?其中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)儲(chǔ)存比例校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)通過四周驅(qū)動(dòng)汽車和估計(jì)能量和路程之間的關(guān)系而經(jīng)驗(yàn)地確定。在不同的實(shí)施例中，與經(jīng)驗(yàn)確定相反，比例數(shù)據(jù)基于在不同單元之間預(yù)定或者已知的關(guān)系確定。當(dāng)然，還可使用用于比例或者轉(zhuǎn)換單元的其他技術(shù)，因?yàn)榍懊娴氖纠齼H僅是一個(gè)可能性。因此，步驟130可以任何適當(dāng)形式，例如千米(Km)或者英里，表示負(fù)偏差。可選的濾波步驟134可用來平滑或者以別的方式過濾該負(fù)偏差。這可防止負(fù)偏差值的突然和瞬時(shí)變化。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，可選的步驟134運(yùn)用一階濾波器來過濾或者處理在前面步驟確定的負(fù)偏差。然而，還能替代地使用其它的濾波器和過濾技術(shù)。其次，步驟138從“初始范圍估計(jì)值"302中減去負(fù)偏差，以獲得“范圍下限值“。 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，可使用多種技術(shù)來提供最初范圍估計(jì)值，其是車輛需要再充電、加燃料等等之前剩余范圍或者距離的單個(gè)估計(jì)值。方法100不限于用于確定最初范圍估計(jì)值的任何具體的方法或者技術(shù)，其可通過控制模塊34或者其他來源來提供。根據(jù)示例性實(shí)施例，步驟138可利用短期濾波器(例如，8英里范圍)和長(zhǎng)期濾波器(例如，80英里范圍)來產(chǎn)生最初范圍估計(jì)值，然而還可替代地采用其他技術(shù)。例如，步驟138可使用聯(lián)邦運(yùn)輸程序(FTP )范圍(例如，每英里平均能量)、移動(dòng)平均值、蓄電池能量估計(jì)值或者其他適當(dāng)?shù)姆秶A(yù)測(cè)方法。考慮到圖4所示的示例，其中從前面步驟獲得的負(fù)偏差值300是6. 0英里，并且從控制模塊34獲得的最初范圍估計(jì)值302是19. 0英里；步驟138從19. 0英里中減去6. 0英里，以獲得13. 0英里的范圍下限值304?？衫妙愃七^程來確定“正偏差"，正偏差被增加到相同的初始范圍估計(jì)值上以獲得“范圍上限值“。例如，步驟222可從步驟120中接收誤差信息，并且以如上所述的與步驟122產(chǎn)生負(fù)誤差相同的方式產(chǎn)生“正誤差“。然后，步驟2 可從步驟222中接收正誤差，和從步驟114中接收瞬時(shí)變化率，并且利用此信息產(chǎn)生“正易變率"，如在步驟126中類似實(shí)施的。在某種意義上，該正易變率表示電力產(chǎn)生中的易變率或者變化。然后，正易變率值可在步驟230中利用查找表250轉(zhuǎn)換為“正偏差"，其在提供到步驟238之前，在步驟 234中可選擇地濾波。步驟238可將正偏差增加到最初范圍估計(jì)值上，以便獲得范圍上限值。由于分別在步驟122,222 ；126,226 ；130,230 ；134,234 ；禾口 138,238之間的類似性；用來確定范圍上限值的相應(yīng)步驟的單獨(dú)描述已經(jīng)省略。與范圍下限值結(jié)合，上面提供的描述也適用于步驟222,226,230,234和238。繼續(xù)到上述的示例中，假設(shè)正偏差值310是4. 0英里。步驟238將4. 0英里增加到19. 0英里上，以獲得23. 0英里的范圍上限值312。這產(chǎn)生了 13. 0到23. 0英里的整體估計(jì)行駛范圍320，其中整體范圍的延伸或者擴(kuò)展受到電力消耗和電力產(chǎn)生的易變率的影響。 在較低易變率(即，相當(dāng)一致和穩(wěn)定的電力消耗或者生成)時(shí)期，該整體的估計(jì)行駛范圍329 相當(dāng)緊密(該方法對(duì)估計(jì)值更有信心，因此提供更緊密的或者更窄的范圍)。在較高的易變率時(shí)期，該整體的估計(jì)行駛范圍320相當(dāng)寬泛，因?yàn)樵摲椒▽?duì)它的估計(jì)值或者預(yù)測(cè)信心較低，因而需要更寬的范圍來說明。如果因?yàn)樾铍姵?0幾乎沒電導(dǎo)致估計(jì)行駛范圍變得相當(dāng)?shù)停藜艉瘮?shù)等可用來修剪、截頂或者別的方式修改范圍下限值304。例如，如果最初范圍估計(jì)值302是3. 0英里并且該負(fù)偏差300是4. 0英里，在缺少修剪函數(shù)的情況下，這會(huì)產(chǎn)生-1. 0英里的范圍下限值304。此修剪函數(shù)可僅限制該范圍下限值為0. 0英里，以便不會(huì)給使用者提供“負(fù)距離 "，或者它可使用其他的技術(shù)。應(yīng)當(dāng)理解的是，負(fù)偏差和正偏差可是相同的(對(duì)稱的)，或者它們是不同的(不對(duì)稱的)。這是因?yàn)樨?fù)和正偏差分別受到負(fù)和正易變率的影響。如果蓄電池30以比充電時(shí)更易變的比率放電，則負(fù)偏差可能將大于正偏差。在另一個(gè)實(shí)施例中，本方法可利用上述一些步驟來獲得單個(gè)偏差值，然后該值被加入到原始的范圍預(yù)測(cè)值中和從中減去。這是對(duì)稱偏差的示例，其中負(fù)偏差和正偏差一起確定，而不是分開確定。由示例性方法100產(chǎn)生并且提供給使用者的輸出值(例如，在圖4中所示)不僅包括與估計(jì)行駛范圍相關(guān)的信息，而且包括與預(yù)測(cè)信心相關(guān)的信息。偏差值越小且整體估計(jì)行駛范圍320越緊密，對(duì)于該估計(jì)值的示例性算法越自信。偏差值越大且整體估計(jì)行駛范圍320越寬，對(duì)于該估計(jì)值的示例性算法越缺乏自信。因此，本方法可利用車輛電力消耗和/或電力產(chǎn)生的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析來計(jì)算或者以別的方式來確定估計(jì)行駛范圍，其包括范圍信息和信心信息。應(yīng)當(dāng)理解的是，前述內(nèi)容不是本發(fā)明的限定，而是本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選示例性實(shí)施例的描述。本發(fā)明不限于在此公開的具體實(shí)施例，而是僅由下面權(quán)利要求來限定。而且，前述說明所包含的內(nèi)容涉及具體實(shí)施例并且不認(rèn)為是本發(fā)明的范圍，或者在權(quán)利要求中使用的術(shù)語定義的限制，除非在上述內(nèi)容中清楚定義了術(shù)語或者詞組。多個(gè)其他實(shí)施例和對(duì)公開實(shí)施例的多種變化和修改對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯然的。例如，步驟的特定結(jié)合和順序僅僅是一種可能性，因?yàn)楸痉椒砂ň哂斜仍诖怂霾襟E更少、更多或者不同的步驟組合。不必要在正偏差之前確定負(fù)偏差，因?yàn)檎羁墒紫却_定，或者例如，它們可同時(shí)確定。所有這些其他實(shí)施例、變化和修改都意在落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。如本說明書和權(quán)利要求中使用的，術(shù)語〃例如〃、“舉例”〃比如〃、“好像〃和〃如同"，以及動(dòng)詞“包括"、“具有"、“包含“以及它們其他動(dòng)詞形式，當(dāng)與一系列的一個(gè)多個(gè)部件或者其他對(duì)象結(jié)合使用時(shí)，每個(gè)都認(rèn)為是開放性的，這意味著這個(gè)系列不認(rèn)為是排除了其他、附加部件和對(duì)象。可利用最寬的合理含義來解釋其它術(shù)語，除非它們?cè)谛枰煌忉尩沫h(huán)境中使用。
權(quán)利要求
1.一種確定車輛的估計(jì)行駛范圍的方法，其包括下面步驟(a)確定可用于車輛推進(jìn)的蓄電池的可用能量；(b)利用來自步驟(a)的所述可用能量來確定所述蓄電池的瞬時(shí)變化率；(c)利用來自步驟(b)的所述瞬時(shí)變化率來確定所述蓄電池的平均變化率；和(d)利用來自步驟(b)的所述瞬時(shí)變化率和來自步驟(c)的所述平均變化率來確定所述車輛的所述估計(jì)行駛范圍，其中，所述估計(jì)行駛范圍包括受到與所述蓄電池相關(guān)的電力消耗和/或電力產(chǎn)生的易變率所影響的數(shù)值范圍。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(b)還包括獲取作為時(shí)間函數(shù)(d/dt)的來自步驟(a)的所述可用能量的導(dǎo)數(shù)以確定所述蓄電池的所述瞬時(shí)變化率。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(c)還包括采用低通濾波器對(duì)來自步驟(b)的所述瞬時(shí)變化率進(jìn)行濾波，以產(chǎn)生所述蓄電池的所述平均變化率。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(d)還包括將來自步驟(b)的所述瞬時(shí)變化率與來自步驟(c)的所述平均變化率進(jìn)行對(duì)比以確定誤差，該誤差是指所述瞬時(shí)變化率和所述平均變化率之間的差異。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中步驟(d)還包括評(píng)估所述誤差以確定至少一個(gè)負(fù)誤差或者正誤差，所述負(fù)誤差包括所述瞬時(shí)變化率小于所述平均變化率情況下的這些誤差值，并且所述正誤差包括所述瞬時(shí)變化率大于所述平均變化率情況下的這些誤差值。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中步驟(d)還包括利用至少一個(gè)所述負(fù)誤差或者所述正誤差來確定至少一個(gè)負(fù)易變率或者正易變率，該負(fù)易變率是指在電力消耗的易變率，該正易變率是指在電力產(chǎn)生的易變率。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中步驟(d)還包括將至少一個(gè)所述負(fù)易變率或者所述正易變率轉(zhuǎn)換為至少一個(gè)負(fù)偏差或者正偏差，所述負(fù)偏差和所述正偏差以距離為單位。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中步驟(d)還包括下列中的至少一個(gè)從最初行駛范圍值中減去所述負(fù)偏差以確定范圍下限值，或者將所述正偏差增加到最初范圍估計(jì)值以確定范圍上限值。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(d)還包括確定所述車輛的估計(jì)行駛范圍，所述估計(jì)行駛范圍包括范圍下限值和范圍上限值，并且所述下限值和所述上限值受到與所述蓄電池相關(guān)的電力消耗和/或電力產(chǎn)生的所述易變率的影響。
10.一種確定車輛的估計(jì)行駛范圍的方法，其包括下面步驟(a)確定可用于車輛推進(jìn)的蓄電池的最初范圍估計(jì)值；(b)確定負(fù)偏差，并且從所述最初范圍估計(jì)值中減去所述負(fù)偏差以確定范圍下限值；(c)確定正偏差，并且給所述最初范圍估計(jì)值加上所述正偏差以確定范圍上限值；和(d)給所述車輛的用戶接口提供估計(jì)行駛范圍，其中所述估計(jì)行駛范圍包括所述范圍上限值和所述范圍下限值。
全文摘要
本發(fā)明涉及確定車輛的估計(jì)行駛范圍的方法，提供一種確定利用蓄電池電力作為車輛推進(jìn)力的車輛的估計(jì)行駛范圍的方法，其中該估計(jì)值采用與單個(gè)數(shù)值相對(duì)的數(shù)值范圍的形式。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法將正偏差值加到初始估計(jì)值上來確定上限值，并且從初始估計(jì)值中減去負(fù)偏差值來確定下限值。正和負(fù)偏差值可以單獨(dú)地并且實(shí)時(shí)地確定，以便整體行駛范圍的程度可以受到電力消耗和/或電力生成的易變率的影響。
文檔編號(hào)B60W40/12GK102463993SQ201110361018
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月15日
發(fā)明者A. 津澤 C., A. 赫爾曼 M. 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司