用于插电式混合动力电动车辆的控制策略制造技术

一种控制包括电动推进系统、引擎以及与引擎相关联的催化转化器的插电式混合动力电动车辆的方法，该方法包括：当处于电量消耗模式时监测车辆的电池的电量状态；确定电量状态的消耗速率；根据消耗速率来估计耗尽时间段的持续时间，所述耗尽时间段表示直到将达到电池的最小电量状态为止的剩余时间；确定催化转化器的加热时间段的持续时间；将耗尽时间段的持续时间与加热时间段的持续时间进行比较；以及如果耗尽时间段的持续时间小于或等于加热时间段的持续时间，则启动引擎。

Control strategy for plug in hybrid electric vehicles

A control including electric propulsion system, engine and engine related method and catalytic converter with a plug-in hybrid electric vehicle, the method includes: when in power consumption mode monitoring vehicle battery state of charge of the state; to determine the consumption rate; consumption rate according to the estimated duration of depletion period the depletion period, said the remaining time minimum power state until the battery will reach so far; to determine the duration of heating time of catalytic converter; the depletion duration time and heating time were compared; and if the duration of depletion period is less than or equal to the time period of the continuous heating it is time to start the engine.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于插电式混合动力电动车辆的控制策略
本公开内容涉及用于插电式混合动力电动车辆的控制策略。具体而非排他地，本公开内容涉及用于控制这种车辆的催化转化器的预热的策略。本公开内容的方面涉及方法、控制系统、车辆、处理器、计算机程序产品以及计算机可读介质。
技术介绍
与常规混合动力车辆类似，插电式混合动力电动车辆(PHEV)包括与内燃机引擎一起运行以向车辆提供动力的电动推进系统。由于共同特征，PHEV与常规混合动力车辆在驾驶效率方面共有许多优点。与常规混合动力车辆一样，在插电式混合动力电动车辆中，架构可以采取并行布置或串行布置。在并行布置中，引擎和电动推进系统二者都可以直接向车辆变速器供给扭矩。通常，车辆在两个扭矩源之间交替，尽管在某些时候两个源被组合使用，例如在从低速度开始加速期间。在纯串行布置中，始终由电动推进系统向变速器提供扭矩，并且引擎仅用作向电动推进系统提供电力的发电机。在其他布置中，例如“动力分流(powersplit)”或者“串并行”配置，电动推进系统和引擎可以根据需要以独立或组合的方式来驱动车轮，当需要时引擎起到发电机的作用。相对于常规混合动力车辆，PHEV具有如下优点：当不使用车辆时，车辆的电池可以以与电动车辆相同的方式从外部电源充电。与电动车辆一样，这允许PHEV在相当一段距离上以纯电动模式运行，这被称为“全电动范围”。相比之下，在常规混合动力车辆中，可用于动力的总电能低得多，因为存储在车辆电池中的所有电能例如通过再生制动在内部被回收。因此，常规混合动力车辆可以以纯电动方式所覆盖的距离与PHEV相比受更多的限制。PHEV通常以两种不同的模式运行：电量消耗模式，在电量消耗模式中，以相对较高的速率使用电池电量；以及电量维持模式，在电量维持模式中，车辆运行以将电池电量维持在限定的公差带内。下面更详细地描述这些运行模式。电量消耗模式对应于内燃机引擎不起作用的纯电动运行，并且车辆完全由电动推进系统驱动。因此，在该模式中，存储在车辆电池中的电量的水平(以下称为“电量状态”或“SoC”)被相对快地消耗。电量被消耗的速率根据施加到电动推进系统的载荷而变化，该变化主要由车辆的驱动方式确定。例如，以硬加速为特征的攻击性驾驶更快地消耗电池电量，每英里行驶耗费的电量会比更稳重的驾驶耗费的电量更多。因此，攻击性驾驶使车辆的全电动范围减小。类似地，施加到PHEV的载荷也将影响全电动范围，例如，如果牵引载荷或者如果在倾斜表面上行驶。进一步的考虑是内部电气载荷(特别是空调系统和娱乐系统)可以对全电动范围有重大影响。在启动引擎时，如果电池的初始SoC足够，则车辆进入电量消耗模式。当车辆在电量消耗模式下运行时，SoC逐渐下降，直到达到最小水平为止，电池在低于该最小水平时无法支持连续的电动运行。这时，车辆切换到电量维持模式。由于电量消耗的速率取决于车辆被驱动的方式，所以发生模式间转变的点是变化的并且预先不可知。为此，电量维持模式例如在某个时间段或某个距离之后不激活，而是参照电池的用于支持驾驶员需求的能力而被触发，该能力例如由车辆电池中电量的预定阈值水平来表示。当进入电量维持模式时，启动内燃机引擎，PHEV以与常规混合动力车辆大体相同的方式运行：对于并行布置，引擎成为用于车辆的动力的主要来源，并且电动推进系统与引擎并行使用，以实现最佳的整体传动系统效率。对于串行布置，电动推进系统继续驱动变速器，但是引擎为电池充电以补偿随后的电力需求。在该模式下，控制车辆以便将电池的SoC保持在接近于用于最初触发电量维持模式的阈值。这意味着当使用电动推进系统例如以帮助将车辆从静止位置移开时，电池电量从诸如再生制动或从内燃机引擎直接产生的内部源补充。注意，车辆在电量维持模式下继续运行，直到电池下一次从外部电源充电以将其SoC升高至最小水平以上为止。这主要是因为使用从电网供给的电能通常比使用引擎对电机充电更经济并且更节能；使用引擎作为发电机对电池进行完全充电是相对低效并且高成本的。因此，通常优选使用引擎来将SoC维持在某个公差带内的最小水平，然后当不使用车辆时从外部源进行完全充电。在PHEV布置中出现的问题在于，当在电量消耗模式和电量维持模式之间的转换期间启动引擎时，附接到引擎的引擎废气后处理系统的部件(例如催化转化器)处于大约环境温度。本领域技术人员将理解，催化转化器不起到催化地转化废气中的污染物的作用，直到在超过550℃中运行时为止。如果引擎的运行专门用于加热废气的目的，则从20℃的环境达到这个温度大约需要20秒。特别令人关注的是来自引擎的NOx排放，引擎废气后处理系统被布置成管理该排放。许多国家对车辆NOx排放实施限制，如果车辆在催化转化器较长时间低于最佳温度的情况下运行，则排放可能超过这些国家的限定值。在常规内燃机引擎动力车辆中，在车辆移动之前，在引擎启动之后通常存在引擎空转的时间段。催化转化器在这段时间期间进行加热，使得当随后将载荷施加到引擎时，催化转化器有效地处理废气。废气后处理系统的加热可以例如通过以下而被优化：在引擎的曲轴未耦接到车辆的传动系时使用高引擎空转速度，以及/或者通过调节燃烧以优化热的产生。相比之下，在PHEV布置中，在引擎启动后几乎可以立即将载荷施加到引擎，因此催化转化器没有时间加热。因此，在从电量消耗模式转换到电量维持模式之后的短时间段内，存在超过排放限制的风险。正是在这种背景下设计了本专利技术。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种控制包括电动推进系统、引擎以及与引擎相关联的催化转化器的插电式混合动力电动车辆的方法，该车辆能够操作在电量消耗模式和电量维持模式下。当车辆在电量消耗模式下运行时，该方法包括：监测车辆电池的电量状态，确定电量状态的消耗速率，根据消耗速率估计耗尽时间段的持续时间，耗尽时间段表示直到将达到电池的最小电量状态为止的剩余时间。当车辆在电量消耗模式下运行时，该方法还包括：确定催化转化器的加热时间段的持续时间，将耗尽时间段的持续时间与加热时间段的持续时间进行比较，以及如果耗尽时间段的持续时间小于或等于加热时间段的持续时间，则启动引擎。该方法还包括：当车辆的电池达到最小电量状态时，将车辆的操作从电量消耗模式切换到电量维持模式。该方法可以包括：监测环境温度，并且基于环境温度以及在加热时间段期间要驱动引擎的预定引擎速度来确定加热时间段。在本实施方式中，预定引擎速度可以对应于引擎空转，或者可替选地，预定引擎速度可以是相对于引擎空转的经提高的转速。确定加热时间段可以包括：确定催化转化器的冷却速率。冷却速率可以基于对穿过催化转化器的空气流量的测量来确定。该方法可以包括:监测环境压力，并且基于环境压力来确定加热时间段。确定加热时间段可以包括：获得加热时间段的预定查找值，以使所需的处理功率最小化。确定加热时间段可以包括:确定从催化转化器最近一次运行起经过的时间。将耗尽时间段的持续时间与加热时间段的持续时间进行比较可以包括：确定电量状态阈值，并且将电量状态阈值与电池的电量状态进行比较，以确定何时耗尽时间段的持续时间小于或等于加热时间段的持续时间。在本实施方式中，该方法可以包括：将指数分配给电量状态的范围，限定包含电量状态阈值的阈值指数，并且将电池的电量状态与阈值指数的边界进行比较，以确定何时耗尽时间段的持续时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制具有电动推进系统、引擎以及与所述引擎相关联的催化转化器的插电式混合动力电动车辆的方法，所述车辆能够操作在电量消耗模式和电量维持模式下，并且当所述车辆在所述电量消耗模式下运行时，所述方法包括：估计耗尽时间段，所述耗尽时间段表示直到达到所述车辆的电池的最小电量状态为止的剩余时间；确定所述催化转化器的加热时间段的持续时间；将所述耗尽时间段的持续时间与所述加热时间段的持续时间进行比较；以及如果所述耗尽时间段的持续时间小于或等于所述加热时间段的持续时间，则启动所述引擎，所述方法还包括：当所述车辆的电池达到等于或大于所述最小电量状态的阈值时，将所述车辆的运行从所述电量消耗模式切换到所述电量维持模式。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.25 GB 1503104.01.一种控制具有电动推进系统、引擎以及与所述引擎相关联的催化转化器的插电式混合动力电动车辆的方法，所述车辆能够操作在电量消耗模式和电量维持模式下，并且当所述车辆在所述电量消耗模式下运行时，所述方法包括：估计耗尽时间段，所述耗尽时间段表示直到达到所述车辆的电池的最小电量状态为止的剩余时间；确定所述催化转化器的加热时间段的持续时间；将所述耗尽时间段的持续时间与所述加热时间段的持续时间进行比较；以及如果所述耗尽时间段的持续时间小于或等于所述加热时间段的持续时间，则启动所述引擎，所述方法还包括：当所述车辆的电池达到等于或大于所述最小电量状态的阈值时，将所述车辆的运行从所述电量消耗模式切换到所述电量维持模式。2.根据权利要求1所述的方法，包括：监测环境温度，并且基于所述环境温度以及在所述加热时间段期间要驱动所述引擎的预定引擎速度来确定所述加热时间段。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述预定引擎速度对应于引擎空转。4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述预定引擎速度是相对于引擎空转的经提高的转速。5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中，确定所述加热时间段包括：确定所述催化转化器的冷却速率。6.根据权利要求5所述的方法，其中，基于对穿过所述催化转化器的空气流量的测量来确定所述冷却速率。7.根据任一前述权利要求所述的方法，包括：监测环境压力，并且基于所述环境压力来确定所述加热时间段。8.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述加热时间段包括：获得所述加热时间段的预定查找值。9.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，确定所述加热时间段包括：确定从所述催化转化器最近一次运行起经过的时间。10.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，将所述耗尽时间段的持续时间与所述加热时间段的持续时间进行比较包括：确定电量状态阈值，并且将所述电量状态阈值与所述电池的电量状态进行比较，以确定何...

【专利技术属性】
技术研发人员：克莱门特·德克斯特雷，大卫·麦杰奥奇，迈克尔·安德鲁斯，基恩·哈里森，
申请(专利权)人：捷豹路虎有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB