用於計算電動車中的燃料耗盡距離的方法

2023-09-15 08:52:10

專利名稱：：用於計算電動車中的燃料耗盡距離的方法
技術領域：
：本發明涉及一種用於計算電動車中的燃料耗盡距離(DTE)的系統方法。更具體地，本發明涉及通過從電池的總能量消耗中排除由空調裝置使用的能量消耗來更精確地計算DTE的方法。
背景技術：
：通常，電動車通過電動機提供動力，所述電動機經由電池中充的電驅動。在電動車中，了解並監測電池的瞬時特性,例如電池的溫度和電池的充電狀態(SOC)是非常重要的。通過監測這些特性，車輛控制系統能夠將電池的狀態更好地保持在提供最好的效率和性能的水平。電池管理系統(BMS)是將這些特性考慮進去以輔助車輛有效運行的電子系統。通過防止因電池耐久性降低所引起的電池壽命的縮短並向對電池狀態的SOC信息進行整體控制的車輛控制器提供信息來運行BMS。特別重要的是，檢查使用高電壓電池的電動車中電池的S0C，並在運行過程中監測並向駕駛者報告電池的剩餘電容。例如，在內燃機車輛中，駕駛者基於當前燃料狀態獲悉估算的燃料耗盡距離(DistancetoEmpty,DTE)。然而,在電動車中，是根據當前電池的能量狀態來估算DTE，然後顯示在儀表群(cluster)上告知駕駛者，使駕駛者可以估算在需要對車輛再充電之前還能夠行駛多遠。通常地，通過利用S0C(%)(高電壓電池中剩餘能量值)與能量消耗率/距離之間的關係來估計DTE來計算電動車中的DTE。圖1是示出計算DTE的典型方法的流程圖。下文將參考圖1描述計算DTE的典型方法。更具體地，通過如下步驟來計算電動車中的DTE:首先計算過去的平均燃料效率(SI)，然後計算當前燃料效率(S2)，以及通過將過去平均燃料效率與當前燃料效率混合來計算最終的燃料效率(S3)，最後由最終燃料效率計算DTE(S4)。此處，通過對過去駕駛周期(即，將從上一次充電到下一次充電的間隔定義成一個駕駛周期)的燃料效率取平均值來計算過去駕駛平均燃料效率。在每個駕駛周期結束(即，開始充電時結束前一個駕駛周期)時計算並存儲燃料效率(km/%)，然後對所存儲的燃料效率求平均值。在此情況下，駕駛周期的燃料效率(km/%)被表示為駕駛周期中的累積駕駛距離(km)/AS0C(%)，其中AS0C(%)=上次充電之後即刻的S0C(%)-剛好在當前充電之前的SOC(%)。在計算最終燃料效率時，基於燃料效率計算DTE，然後將其顯示在儀表群等上。在此情況下，DTE可以被表示成最終燃料效率(km/%)X當前S0C(%)。因而，在計算電動車的DTE時，需要電池的S0C。更具體地，在計算過去駕駛周期的燃料效率時，反映周期中總的電池消耗(對應於上述ΛS0C)。在電動車中，用於計算電池SOC的方法已經廣為人知。例如，通過測量每單位小時放電電流的量來計算電池SOC的方法。這些計算的SOC值目前被廣泛應用於電池管理、DTE計算以及車輛的其它用途上。然而，很多時候，使用上述已知方法向駕駛者提供的所得到的DTE易受錯誤值影響並導致錯誤值，該錯誤值由估計困難和不正確的估計值引起。具體地，應當在計算DTE時反映過去駕駛周期的能量消耗，並且在此情況下，應當反映出總的電池消耗。然而，由於總的電池消耗還包括在過去駕駛周期中由空調裝置消耗的能量，因此難以計算排除這類能量消耗的精確DTE。上述在該
背景技術：
部分公開的信息僅用於增強對本發明背景的理解，因此其可能含有不構成在該國本領域普通技術人員已經知曉的現有技術的信息。
發明內容本發明提供一種通過從電池的總能量消耗中排除由空調裝置使用的能量消耗來更精確地計算燃料耗盡距離(DTE)的系統和方法。一方面，本發明提供一種用於計算電動車中的燃料耗盡距離(DTE)的方法，包括:計算過去駕駛平均燃料效率；計算過去駕駛周期中的空調平均能量消耗率；根據過去駕駛平均燃料效率和空調平均能量消耗率計算假設不使用空調裝置時的過去駕駛平均燃料效率；計算當前駕駛燃料效率；將假設不使用空調裝置時的過去駕駛平均燃料效率和當前駕駛燃料效率混合；以及根據混合的駕駛燃料效率計算DTE。在一個示例性實施方式中，根據混合的駕駛燃料效率計算DTE可以包括:計算與由空調裝置消耗的當前功率相應的燃料效率；通過在混合的駕駛燃料效率上反映與空調裝置中消耗的當前功率相應的燃料效率；以及根據最終燃料效率來計算DTE。下面討論本發明的其它方面和示例性實施方式。現在將參考附示的本發明的某些示例性實施方式來詳細地描述本發明的上述和其它特徵，下文給出的這些實施方式僅僅用於示例說明，因此不是對本發明的限制，其中:圖1是示出計算燃料耗盡距離(DTE)的常規方法的流程圖；圖2是示出根據本發明的實施方式計算DTE的方法的流程圖；並且圖3是示出根據本發明的實施方式的DTE計算的各個步驟的計算方法的流程圖。應當理解的是，所附的附圖並非必然是按比例的，其說明了本發明基本原理的各種優選特徵的一定程度上簡化的代表。本文公開的本發明的具體設計特徵，包括，例如，具體大小、方向、位置和形狀將部分取決於具體的既定用途和使用環境。在附圖中，附圖標記在幾張圖中通篇指代本發明的相同或等同部件。具體實施例方式下面將詳細地參照本發明的各個實施方式，其實施例圖示在所附附圖中，並在下文加以描述。儘管將結合示例性實施方式描述本發明，但應當理解，本說明書無意於將本發明局限於這些示例性實施方式。相反，本發明不僅要涵蓋這些示例性實施方式，還要涵蓋由所附權利要求所限定的本發明的精神和範圍內的各種替代形式、修改、等效形式和其它實施方式。應理解，本文使用的術語「車輛」或「車輛的」或其它類似術語包括通常的機動車，例如，包括多功能運動車(SUV)、公共汽車、卡車、各種商務車的客車，包括各種船隻和船舶的水運工具，飛行器等等，並且包括混合動力車、電動車、插入式混合電動車、氫動力車和其它代用燃料車(例如，來源於石油以外的資源的燃料)。如本文所提到的，混合動力車是具有兩種或多種動力源的車輛，例如，具有汽油動力和電動力的車輛。下面討論本發明的上述和其它特徵。下文將參考附圖詳細地描述本發明的示例性實施方式。本發明涉及一種用於計算電動車中的燃料耗盡距離(DTE)的方法，其可以通過去除由空調裝置消耗的能量並校正過去駕駛周期的平均燃料效率來更精確地計算DTE。此外，由於最終燃料效率是通過在駕駛燃料效率上反映與空調裝置中當前消耗的功率相應的燃料效率來計算的，因此可以更加精確地計算DTE，其中所述駕駛燃料效率是通過將過去平均燃料效率與當前燃料效率混合來計算的。可以利用處理器或控制器來執行這些計算。然而，執行和運行特徵不限於此。即，下述的技術可被實施在獨立控制器上或者通過控制器區域網路(CAN)可通信地連接的多個控制器上。圖2是示出根據本發明一個實施方式計算DTE的方法的流程圖。圖3是示出根據本發明一個實施方式的DTE計算的各步驟的計算方法的流程圖。如圖2所示，用於計算DTE的方法可以包括計算至少一個過去駕駛周期的過去駕駛平均燃料效率(Sll)，計算在過去駕駛周期中空調裝置中的平均能量消耗率(S12)，通過假設不使用空調裝置來校正過去駕駛平均燃料效率(S13)，計算當前駕駛燃料效率(S14)，將校正的過去駕駛平均燃料效率與當前駕駛燃料效率混合(S15)，以及根據混合的駕駛燃料效率計算DTE(S16至S18)。在此，根據混合的駕駛燃料效率計算DTE可以包括計算與空調裝置中消耗的功率量相對應的當前燃料效率(S16)，通過在駕駛燃料效率上反映與空調裝置中消耗的功率量相對應的燃料效率來計算最終燃料效率(S17)，以及通過最終燃料效率計算DTE。如上所述，為了執行上述計算處理，可以設置控制器，該控制器執行含有與上述方法相關的程序指令的計算機可讀介質。控制器可以包括存儲裝置和用於執行各個處理的計算的計算塊。在此情況下，由於必須將最終計算出的DTE顯示在儀表群上，因此控制器可以包括行程計算機(tripcomputer)、或用於計算DTE並將DTE傳輸給行程計算機的獨立控制器。而且，由於控制器使用電池SOC信息，所以控制器可被配置成從電池管理系統接收電池SOC信息並從空調控制器接收與空調裝置的運行狀態和開/關信號有關的信息。在下文中將參考圖3詳細地描述圖2的計算過程。過去駕駛平均燃料效率的計算(Sll)最初，可以通過對多個過去駕駛周期(例如，將從上次充電到下次充電的各個單獨間隔限定為一個駕駛周期)的燃料效率取平均值來計算過去駕駛平均燃料效率RO(km/%)。可以在每個駕駛周期結束時(例如，在充電時結束前次駕駛周期)計算並存儲燃料效率(km/%)，然後可以對所存儲的燃料效率取平均值。在此情況下，駕駛周期的燃料效率(km/%)可被表示為相應駕駛周期的累積駕駛距離(km)/AS0C(%)，其中AS0C(%)=上次充電之後即刻的S0C(%)-剛好在電池當前充電之前的SOC(%)。以上計算的燃料效率可被存儲在存儲裝置的η緩衝區中。由於所有駕駛周期的燃料效率可被存儲在η緩衝區中，因此在存儲新的燃料效率數據時，可以刪除最老的燃料效率數據。經證明(certificated)的燃料效率(例如，通過在相應車型上的燃料效率測試而計算和輸入的值)可被存儲在存儲裝置的一個緩衝區中，並且可以通過駕駛周期的燃料效率和經證明的燃料效率來計算過去駕駛平均燃料效率RO。為了計算平均燃料效率，可以使用加權平均法，其中加權值用於各燃料效率。例如，平均燃料效率可表示為等式(I)。RO={AlXa[O]+A2Xa[I]+A3Xa[2]+...+AnXa[η-1]+BXb[O]}/(A1+A2+A3+...An+B)...(1)其中，RO是過去駕駛平均燃料效率，Al、A2、A3、An和B表示加權值，a[O]、a[l]、a[2]、和a[n_l]表示各個駕駛周期的燃料效率，而b[O]表示經證明的燃料效率。過去駕駛中空調裝置的平均能暈消耗率的計算(S12)可以通過對至少一個過去駕駛周期中的空調裝置的能量消耗取平均值來計算過去駕駛空調平均能量消耗率R_AC(%)。例如，每當各個駕駛周期結束時，可以計算和存儲空調裝置的能量消耗率(％)，然後可以對所存儲的能量消耗率取平均值以獲得過去駕駛的空調平均能量消耗率R_AC。在此，各個駕駛周期的空調能量消耗率可被限定成空調裝置相對於相應駕駛周期的總電池能量消耗的能量消耗率。如上計算的比率可被存儲在存儲裝置的η緩衝器中。所有駕駛周期的能量效率可被存儲在η緩衝器中，並且在存儲新的比率數據時可以刪除最老的比率數據，以保持存儲效率。假設不使用空調裝置時的預定值(例如，0%)可被存儲在存儲裝置的一個緩衝區中，並且可以使用駕駛周期的比率和預定值來計算過去駕駛空調平均能量消耗率R_AC。為計算平均能量消耗率，可使用加權平均法，其中將加權值用於各個能量消耗率並且可以使用預定值。例如，過去駕駛空調平均能量消耗率R_AC可以表示為式(2)。R_AC=ClXc+C2Xc[l]+C3Xc[2]+...+CnXc[n-l]+DXd}/(C1+C2+C3+...Cn+D)...(2)其中R_AC表示過去駕駛空調平均能量消耗率，Cl、C2、C3、Cn、和D表示加權值，c[O]、c[I]、c[2]、和c[n-1]表示各個駕駛周期的比率，並且d[O]表示不使用空調裝置時的假設值。當前駕駛燃料效率的計算(S14)可以通過充電後的累積駕駛距離(km)、充電後即刻的S0C(%)、和當前S0C(%)來計算當前駕駛燃料效率R2(km/%)。當前駕駛燃料效率R2可以表示為式(3):R2=充電後的累積駕駛距離/(充電後即刻的SOC-當前S0C)...(3)與空調裝置中的功率消耗相應的當前燃料效率的計算(S16)與空調裝置中消耗的功率相應的當前燃料效率R4(km/%)可以包括計算燃料效率，所述燃料效率可使用在駕駛者操作空調裝置時由空調裝置消耗的功率來驅動車輛(例如，將功率消耗轉化為與車輛駕駛相應的燃料效率的過程)。空調裝置的功率消耗可變成例如空調壓縮機的空氣冷卻裝置和例如電動加熱器(例如，PTC加熱器)的空氣加熱裝置中消耗的功率。與空調裝置的功率消耗相應的燃料效率可以表示為式(4)，將其計算為通過輸入空調裝置中消耗的當前功率來獲得的表格值(tablevalue)0R4=Func2(冷卻器的功率消耗+加熱器的功率消耗)...(4)其中Func2可被實現為表格，並且可以獲得其中根據功率消耗預先確定燃料效率值的表格。在本發明的示例性實施方式中，可以使用在上述過程中計算的值來校正過去駕駛平均燃料效率(S13)，並且可以將過去駕駛平均燃料效率與當前駕駛燃料效率混合(S15)。接下來，可以計算最終的燃料效率(S17)，然後可以從中計算更精確的最終DTE(SlS)。過去駕駛平均燃料效率的校|H(S13)可以進行過去駕駛平均燃料效率的校正，以便從前述過程中計算的過去駕駛平均燃料效率RO中去除在空調裝置中消耗的能量，並且過去駕駛平均燃料效率的校正可以包括通過假設不使用空調裝置而獲得過去駕駛平均燃料效率Rl(km/%)。過去駕駛平均燃料效率Rl可被表示為式(5)，其中在上述過程中獲得的過去駕駛平均燃料效率RO與空調平均能量消耗率RAC被用作輸入映射值。Rl=Funcl(R0,R_AC)...(5)其中Funcl可被實施為映射，並且可以根據R_AC(0至100%)進行RO的校正。過去駕駛平均燃料效率和當前駕駛燃料效率的混合(S15)在將過去駕駛平均燃料效率與當前駕駛燃料效率混合時，在上述過程中得到的燃料效率，具體地為通過假設不使用空調裝置而獲得的過去駕駛平均燃料效率Rl(km/%)，與當前駕駛燃料效率R2(km/%)可以混合以獲得燃料效率R3(km/%)。燃料效率R3(km/%)可被用於計算最終燃料效率R5，其反映出空調裝置中的當前功率消耗。在此，通過上述混合步驟獲得的燃料效率R3可以是通過假設不使用空調裝置而獲得的過去駕駛燃料效率Rl與當前駕駛燃料效率R2的平均值。為了計算平均值，可以使用將加權值應用於各燃料效率的加權平均技術。燃料效率R3可被表示為式(6):R3=(R1XF1+R2XF2)/(F1+F2)(6)最終燃料效率的計算(S17)和DTE計算(S18)可以通過從混合的燃料效率R3中減去與空調裝置中消耗的當前功率相應的燃料效率R4來獲得最終的燃料效率R5(km/%)。接下來，可以根據最終燃料效率R5與當前電池SOC(%)最終獲得DTE(km)。最終的燃料效率R5和DTE可以表示為式(7)和⑶:R5=R3-R4…(7)DTE=R5X(S0C-5)…(8)其中『5』是設定值，並且是可以改變的。此外，本發明上述示例性實施方式的控制邏輯可被實施為包含由處理器、控制器等執行的可執行程序指令的計算機可讀介質上的非短暫計算機可讀介質。計算機可讀介質的例子包括，但不局限於，ROM、RAM、光碟(CD)-ROM、磁帶、快閃記憶體盤、智慧卡和光數據存儲裝置。計算機可讀記錄介質也可以分布在連接計算機系統的網絡中，以使計算機可讀介質可以以分布式方式，例如，通過電信息通信伺服器或控制器區域網(CAN)，被存儲和執行。因而，由於過去駕駛平均燃料效率是通過去除空調裝置中消耗的能量來校正，並且最終的燃料效率是通過在駕駛燃料效率(通過將過去駕駛平均燃料效率和當前駕駛燃料效率混合來計算的)上反映與由空調裝置消耗的當前功率相對應的燃料效率來計算的，因此與常規技術相比，可以更精確地計算DTE。因此，根據本發明的示例性實施方式，可以通過去除在空調裝置中消耗的能量並且校正過去駕駛平均燃料效率來更加精確地計算DTE。而且，由於最終燃料效率是通過在駕駛燃料效率上反映與空調裝置中當前消耗的功率相應的燃料效率來計算的，因此可以更精確地計算DTE，其中所述駕駛燃料效率是通過將過去的平均燃料效率與當前的燃料效率混合來計算的。本發明參考其示例性實施方式進行了詳細描述。然而，本領域技術人員能夠理解，可以在不偏離本發明的原理和精神的情況下對這些實施方式進行改變，本發明的範圍由所附的權利要求及其等同方式限定。權利要求1.一種用於計算電動車中的燃料耗盡距離(DTE)的方法，包括:通過至少一個控制器，計算過去駕駛平均燃料效率；通過至少一個控制器，計算在至少一個過去駕駛周期中的空調平均能量消耗率；通過至少一個控制器，根據所述過去駕駛平均燃料效率和所述空調平均能量消耗率來計算假設不使用空調裝置的過去駕駛平均燃料效率；通過至少一個控制器，計算當前駕駛燃料效率；通過至少一個控制器，將所述假設不使用空調裝置的過去駕駛平均燃料效率與所述當前駕駛燃料效率混合；以及根據所混合的駕駛燃料效率計算所述DTE。2.如權利要求1所述的方法，其中通過應用加權平均法來計算所述過去駕駛平均燃料效率與所述當前駕駛燃料效率的混合，其中所述加權平均法將加權值應用到所述假設不使用空調裝置的過去駕駛平均燃料效率和所述當前駕駛燃料效率。3.如權利要求1所述的方法，其中通過對過去駕駛周期的空調能量消耗率取平均值來計算過去駕駛期間的所述空調平均能量消耗率，所述駕駛周期被定義為從上次充電到下次充電的間隔，並且每個駕駛周期的空調能量消耗率是在所述空調裝置中消耗的能量與相應駕駛周期的總電池能量消耗的比率。4.如權利要求3所述的方法，其中通過加權平均法來計算所述空調平均能量消耗率，其中所述加權平均法將加權值應用於假設在不使用所述空調裝置時的預定值和所述每個駕駛周期的所述空調能量消耗率。5.如權利要求1所述的方法，其中使用所述過去駕駛平均燃料效率和所述空調平均能量消耗率作為輸入值，將所述假設不使用空調裝置時的過去駕駛平均燃料效率計算成映射值。6.如權利要求1所述的方法，其中根據所述混合的駕駛燃料效率計算所述DTE的步驟包括:計算與所述空調裝置中消耗的當前功率相對應的燃料效率；通過在所述混合的駕駛燃料效率上反映與由所述空調裝置消耗的所述當前功率相對應的燃料效率，來計算最終燃料效率；和根據所述最終燃料效率計算所述DTE。7.如權利要求6所述的方法，其中與所述空調裝置中消耗的所述當前功率相對應的所述燃料效率根據表格來計算，在所述表格中，根據功率消耗來限定燃料效率值。8.如權利要求6所述的方法，其中通過從利用混合獲得的所述駕駛燃料效率中減去與在所述空調裝置中消耗的功率相對應的所述燃料效率，來獲得所述最終燃料效率。9.一種非短暫計算機可讀介質，其含有由控制器執行的程序指令，所述計算機可讀介質包含:計算過去駕駛平均燃料效率的程序指令；計算在至少一個過去駕駛周期中的空調平均能量消耗率的程序指令；根據所述過去駕駛平均燃料效率和所述空調平均能量消耗率計算假設不使用空調裝置的過去駕駛平均燃料效率的程序指令；計算當前駕駛燃料效率的程序指令；將所述假設不使用空調裝置的過去駕駛平均燃料效率與所述當前駕駛燃料效率混合的程序指令；以及根據所述混合的駕駛燃料效率計算DTE的程序指令。10.如權利要求9所述的非短暫計算機可讀介質，其中根據所述混合的駕駛燃料效率計算所述DTE的程序指令還包括:計算與所述空調裝置中消耗的當前功率相對應的燃料效率的程序指令；通過在所述混合的駕駛燃料效率上反映與由所述空調裝置消耗的所述當前功率相對應的所述燃料效率來計算最終燃料效率的程序指令；和根據所述最終燃料效率計算所述DTE的程序指令。全文摘要本發明公開一種用於計算電動車中的燃料耗盡距離的方法。在所公開的技術中，計算過去駕駛平均燃料效率。計算過去駕駛期間的空調平均能量消耗率。根據過去駕駛平均燃料效率與空調平均能量消耗率來計算假設不使用空調時的過去駕駛平均燃料效率。計算當前駕駛燃料效率。然後將假設不使用空調裝置時的過去駕駛平均燃料效率與當前駕駛燃料效率混合，並且根據混合的駕駛燃料效率來計算DTE。文檔編號B60W40/00GK103158716SQ201210120470公開日2013年6月19日申請日期2012年4月23日優先權日2011年12月15日發明者金尚準申請人:現代自動車株式會社,起亞自動車株式會社