自学习卫星导航辅助混合动力车辆控制系统技术方案

本发明专利技术涉及自学习卫星导航辅助混合动力车辆控制系统。一种自学习辅助混合动力车辆系统包括：用于给车辆提供动力的主功率源；提供补充功率以便给车辆提供动力的补充功率源；以及用于驱动车辆的电动马达或其它机械系统。所述系统还包括自学习控制单元，其从与车辆有关的多个输入接收信息并存储信息。所述自学习控制单元使用所述信息来作出关于车辆未来驾驶状况的预测，以有效地利用混合动力车辆的功率源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及用于优化混合动力车辆的操作的系统和方法，且更具体地涉及使用自学习控制和车辆位置来预测近期路线和驾驶条件以有效地使用混合动力车辆的动力源的系统和方法。
技术介绍
混合动力车辆是使用两个或更多不同的动力源来给车辆提供动力的车辆。混合动力电动车辆是最常见的，通常将内燃机与DC蓄电池和一个或多个电动马达或用于驱动车辆的其它机械系统结合。另一种混合动力电动车辆是将燃料电池系统与DC蓄电池和电动马达或用于驱动车辆的其它机械系统结合的车辆。取代在前述两种混合动力车辆中的DC 蓄电池或者除了在前述两种混合动力车辆中的DC蓄电池之外，可以使用超电容器和/或飞轮，因为可以使用用于存储电能的任何介质。混合动力车辆可以使用四种不同基本操作模式操作。第一操作模式包括仅仅使用由蓄电池提供动力的电动马达或多个电动马达驱动。在第二操作模式中，混合动力车辆可以通过仅仅使用内燃机或燃料电池系统而操作。在第三操作模式中，使用由蓄电池和内燃机或燃料电池系统提供动力的电动马达或多个电动马达驱动相结合。在第四操作模式中， 混合动力车辆通过使用再生制动减速，这允许给DC蓄电池或超电容器充电。减少温室气体是解决各种健康和环境问题的重要目标。因而，车辆燃料效率变得更加重要，尤其是随着公司平均燃料经济性(CAFfi)要求必然收紧。此外，随着有限的油储备被耗尽，燃料价格可能攀升，尤其是鉴于不断扩大的世界车辆市场。因而，只要其可以是成本有效的，增加车辆燃料经济性就变得更加重要。氢是有吸引力的燃料，因为氢是清洁的且能够用于在燃料电池中有效地产生电力。氢燃料电池是电化学装置，包括阳极和阴极，电解质在阳极和阴极之间。燃料电池车辆的一些部分可能包括串联混合动力设置，从而燃料电池功率与蓄电池电荷状态(SOC)的排定与车辆效率和性能相关。仅从燃料电池角度看，混合动力车辆在较轻负载时更有效。从车辆角度看，混合动力车辆在保持蓄电池或超电容器的相对低的电荷状态时更有效，因为其能够接收更多再生制动能量。不幸的是，如果蓄电池保持在过低的电荷状态，那么在高功率需求时刻(例如，超车策略(passing maneuver)或在爬陡坡时)会损害性能。采用燃料电池系统的混合动力车辆中蓄电池的低电荷状态会在延长时间段内将燃料电池堆置于高负载状况中，这负面地影响燃料电池系统的效率，且也在系统上施加困难的热需求，例如需要可能不能在车辆中有效地封装或者强制较大的更昂贵的且效率较低的冷却风扇的大散热器区域。通常，如果混合动力车辆的功率需求低，且如果车辆进行许多次启动和停止，那么蓄电池或超电容器的低电荷状态是操作车辆的最有效方式，因为蓄电池或超电容器的低电荷状态允许最多的再生制动能量。城市型驾驶是该状况的最佳示例。高功率需求时段通常是短暂的，例如在超车或爬陡坡时，因而，在高功率需求期间操作混合动力车辆的最有效方式是借助于蓄电池或超电容器的高初始电荷状态。由于蓄电池或超电容器在其具有高电荷状态时能够提供所需的大多数功率，因而燃料电池系统能够在低很多的更有效的负载点操作，且仍然给混合动力车辆提供所需功率。因而，为了优化混合动力车辆效率，蓄电池或超电容器电荷状态需要在城市型驾驶状况下低且对于高负载情形(例如，为了超车或爬陡坡)而言高。然而，显著地改变蓄电池或超电容器的电荷状态可能花费若干分钟。因而，在突然需要时不可能在若干秒或更少时间内升高电荷状态。因而，本领域需要能够确定和/或预测混合动力车辆的未来功率需求， 以允许蓄电池或超电容器的电荷状态为高功率需求事件做好准备。
技术实现思路
根据本专利技术的教导，公开了用于车辆的自学习辅助混合动力车辆系统。所述自学习辅助混合动力车辆系统包括主功率源(例如，内燃机或燃料电池堆)和补充功率源(例如， 蓄电池)。所述系统还包括驱动车辆的电动马达或其它机械系统。补充功率源给电动马达提供电功率以补充主功率源。所述系统还包括自学习控制单元，其从与车辆有关的多个输入接收信息并存储信息。所述自学习控制单元使用所述信息来作出关于车辆未来驾驶状况的预测，以有效地利用所述功率源来给车辆提供动力。方案1. 一种用于车辆的自学习辅助混合动力车辆系统，所述系统包括 GPS接收器，用于确定车辆位置；主功率源，用于给车辆提供主要功率； 补充功率源，用于给车辆提供补充功率；电动马达，所述电动马达从补充功率源和/或主功率源接收功率且驱动车辆；和自学习控制单元，所述自学习控制单元响应于来自于GPS接收器的信息和来自于与车辆有关的多个输入的信息，所述自学习控制单元使用所述信息来作出关于车辆未来驾驶状况的预测，以有效地利用所述主功率源和补充功率源，其中，所述自学习控制单元优化主功率源和补充功率源之间的功率分配，以减少燃料消耗、减少排放和/或改进车辆性能。方案2.根据方案1所述的系统，其中，所述多个输入包括来自于速度/里程表输入的速度和距离信息。方案3.根据方案1所述的系统，其中，所述多个输入包括来自于地图数据库的信息、来自于通勤信息数据库的通勤数据、以及来自于驾驶员识别系统/数据库的驾驶员信肩、ο方案4.根据方案1所述的系统，其中，所述多个输入包括一天中的时间、一周中的一天和日历日信息。方案5.根据方案1所述的系统，其中，所述多个输入包括来自于一个或多个车辆负载监测装置的车辆负载信息以及来自于婴儿/儿童座椅监测装置的婴儿/儿童座椅信肩、ο方案6.根据方案1所述的系统，其中，所述多个输入包括来自于一个或多个车轮滑移监测装置的车轮滑移信息以及来自于一个或多个风/天气状况监测装置的风/天气状况fe息。方案7.根据方案1所述的系统，其中，所述多个输入包括来自于一个或多个插电监测装置和/或插电数据库的插电信息，以预测车辆何时插电到壁式充电器或类似外部充电装置中。方案8.根据方案1所述的系统，其中，所述自学习控制单元预测未来驾驶状况以允许车辆最大化再生制动可用的有用能量。方案9.根据方案1所述的系统，还包括外部硬盘驱动器，其能够使用GPS接收器发送信息和从自学习控制单元接收信息，从而允许来自于车辆的大量数据被收集和分析， 同时使得车辆上所需非易失性随机存取存储器的大小最小化。方案10.根据方案1所述的系统，其中，补充功率源是DC蓄电池、飞轮或超电容ο方案11.根据方案1所述的系统，其中，主功率源是燃料电池系统或内燃机。方案12. —种用于车辆的自学习辅助混合动力车辆系统，所述系统包括 GPS接收器，用于确定车辆位置；主功率源，用于给车辆提供主要功率，所述主功率源是内燃机或燃料电池系统； 蓄电池，用于给车辆提供补充功率；电动马达或其它机械系统，其从蓄电池接收功率且驱动车辆； 功率电子器件，用于调节来自于蓄电池的功率以及给蓄电池充电的再生制动能量；和自学习控制单元，所述自学习控制单元接收来自于与车辆有关的多个输入的信息，所述自学习控制单元使用所述信息来作出关于车辆未来驾驶状况的预测，以有效地利用所述主功率源和补充功率源，从而减少燃料消耗、减少排放和/或改进车辆性能。方案13.根据方案12所述的系统，还包括外部硬盘驱动器，其能够使用GPS接收器发送信息和从自学习控制单元接收信息，从而允许来自于车辆的大量数据被收集和分析，同时使得车辆上所需非易失性随机存取存储器的大小最小化。方案14.根据方案12所本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于车辆的自学习辅助混合动力车辆系统，所述系统包括：ＧＰＳ接收器，用于确定车辆位置；主功率源，用于给车辆提供主要功率；补充功率源，用于给车辆提供补充功率；电动马达，所述电动马达从补充功率源和／或主功率源接收功率且驱动车辆；和自学习控制单元，所述自学习控制单元响应于来自于ＧＰＳ接收器的信息和来自于与车辆有关的多个输入的信息，所述自学习控制单元使用所述信息来作出关于车辆未来驾驶状况的预测，以有效地利用所述主功率源和补充功率源，其中，所述自学习控制单元优化主功率源和补充功率源之间的功率分配，以减少燃料消耗、减少排放和／或改进车辆性能。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：V德吕纳特，BJ克林格曼，WH佩蒂，
申请(专利权)人：V德吕纳特，BJ克林格曼，WH佩蒂，
类型：发明
国别省市：US