CN108216198B - 增强型发动机和电池操作 - Google Patents

Abstract

接收车辆的路线上的多个位置的信息。至少部分基于该信息来识别路线的多个路段。至少部分基于该信息来确定针对每个路段的车辆电池的指定荷电状态和发动机的指定功率输出。致动一个或多个车辆子系统来通过每个路段以将车辆电池的当前荷电状态变成指定荷电状态。

Description

增强型发动机和电池操作

技术领域

本发明大体上涉及自主车辆领域，尤其是涉及增强型发动机和电池操作。

背景技术

车辆可利用电池和内燃发动机来驱动车辆部件(包括例如动力传动系统、转向齿条等)。当电池已耗尽其电荷时，内燃发动机增加输出来驱动部件，这消耗燃料。

发明内容

根据本发明，提供一种计算机，该计算机包括处理器，该处理器编程为：

接收车辆的路线上的多个位置的信息；

至少部分基于该信息来识别路线的多个路段；

至少部分基于该信息来确定针对每个路段的车辆电池的指定荷电状态和发动机的指定功率输出；以及

致动一个或多个车辆子系统来通过每个路段以将车辆电池的当前荷电状态变成指定荷电状态。

根据本发明的一个实施例，处理器进一步编程为：至少部分基于该信息利用车辆电池和发动机的其中之一来选择性致动动力传动子系统以将车辆电池的当前荷电状态变成指定荷电状态。

根据本发明的一个实施例，处理器进一步编程为：至少部分基于该信息针对至少一个路段增加发动机的指定功率输出以提高车辆电池的当前荷电状态。

根据本发明的一个实施例，处理器进一步编程为：识别车辆电池的指定荷电状态将提高的一个或多个路段，以及在进入一个或多个路段之前致动一个或多个子系统以将车辆电池的当前荷电状态保持在电荷阈值之下。

根据本发明的一个实施例，处理器进一步编程为：识别预测制动子系统通过再生制动提高电池的当前荷电状态所处的路段，以及在进入该路段之前致动一个或多个子系统以将车辆电池的当前荷电状态降低到电荷阈值之下。

根据本发明的一个实施例，处理器进一步编程为：预测制动子系统在该路段中产生的再生荷电状态，以及在进入该路段之前降低发动机的功率输出以使电池的当前荷电状态在电荷阈值之下降低了处理器预测到的再生荷电状态。

根据本发明的一个实施例，处理器进一步编程为：识别一个或多个路段，在一个或多个路段，预测车速是高于速度阈值，并且当车辆处于一个或多个路段中时使发动机的功率输出增加。

根据本发明的一个实施例，处理器进一步编程为：当车辆不在预测车速高于速度阈值的一个或多个路段中时利用车辆电池来致动一个或多个子系统。

根据本发明的一个实施例，处理器进一步编程为：选择性致动子系统来降低电池的荷电状态以在路线结束的同时达到耗尽阈值。

根据本发明的一个实施例，处理器进一步编程为：在车辆正在按照路线移动的同时接收关于该路段的新的信息，以及基于新的信息来针对即将到来的路段调整车辆电池的指定荷电状态和发动机的指定功率输出。

根据本发明，提供一种方法，该方法包括：

接收车辆的路线上的多个位置的信息；

至少部分基于该信息来识别路线的多个路段；

至少部分基于该信息来确定针对每个路段的车辆电池的指定荷电状态和发动机的指定功率输出；以及

致动一个或多个车辆子系统来通过每个路段以将车辆电池的当前荷电状态变成指定荷电状态。

根据本发明的一个实施例，该方法进一步包括：至少部分基于该信息利用车辆电池和发动机的其中之一来选择性致动动力传动子系统以将车辆电池的当前荷电状态变成指定荷电状态。

根据本发明的一个实施例，该方法进一步包括：至少部分基于该信息针对至少一个路段增加发动机的指定功率输出以提高车辆电池的当前荷电状态。

根据本发明的一个实施例，该方法进一步包括：识别车辆电池的指定荷电状态将提高的一个或多个路段，以及在进入一个或多个路段之前致动一个或多个子系统以将车辆电池的当前荷电状态保持在电荷阈值之下。

根据本发明的一个实施例，该方法进一步包括：识别预测制动子系统通过再生制动提高电池的当前荷电状态所处的路段，以及在进入该路段之前致动一个或多个子系统以将车辆电池的当前荷电状态降低到电荷阈值之下。

根据本发明的一个实施例，该方法进一步包括：预测制动子系统在该路段中产生的再生荷电状态，以及在进入该路段之前降低发动机的功率输出以使电池的当前荷电状态在电荷阈值之下降低了处理器预测到的再生荷电状态。

根据本发明的一个实施例，该方法进一步包括：识别一个或多个路段，在一个或多个路段，预测车速是高于速度阈值，并且当车辆处于一个或多个路段中时使发动机的功率输出增加。

根据本发明的一个实施例，该方法进一步包括：当车辆不在预测车速高于速度阈值的一个或多个路段中时利用车辆电池来致动一个或多个子系统。

根据本发明的一个实施例，该方法进一步包括：选择性致动子系统来降低电池的荷电状态以在路线结束的同时达到耗尽阈值。

根据本发明的一个实施例，该方法进一步包括：在车辆正在按照路线移动的同时接收关于该路段的新的信息，以及基于新的信息来针对即将到来的路段调整车辆电池的指定荷电状态和发动机的指定功率输出。

附图说明

图1示出了具有示例能量管理系统的车辆；

图2为示例能量管理系统的框图；

图3显示出车辆从起点行驶到目的地的示例路线；

图4A至图4B示出了按照示例路线车辆电池的荷电状态和车辆发动机的功率输出；

图5示出了按照示例路线车辆电池的另一种荷电状态；

图6A至图6B示出了按照另一条示例路线车辆电池的另一种荷电状态；

图7A至图7B示出了在示例路线的终点达到耗尽阈值的车辆电池的另一种荷电状态；

图8为按照示例路线致动车辆电池和车辆发动机的示例过程的框图；

图9为按照示例路线调整车辆电池的荷电状态以重新获得再生制动能量的示例过程的框图。

具体实施方式

自主车辆可利用收集到的关于预定路线的信息来按照该路线确定何时致动电池系统和发动机以减少燃料消耗。由于自主车辆在行驶在该路线上之前便得知该路线，因此自主车辆可利用关于该路线的信息来确定何时对电池进行充电以及何时对电池进行放电。此外，自主车辆可利用发动机给电池系统充电，这允许自主车辆协调该路线中电池操作可能更高效的路段和发动机操作可能更高效的路段。因此，自主车辆利用能量管理系统来协调部件的致动以减少燃料消耗。

发动机轴能量可转换成电能，然后转换成电池中的化学能。当化学能之后转换回轴能量时，轴能量输出量会小于轴能量输入量，造成“转换损失”。当电池已达到低荷电状态或者可收集再生制动能量时，自主车辆会利用发动机来提高电池的荷电状态，这产生转换损失。然而，当自主车辆正在利用发动机运行时，增加发动机的输出来给电池充电可使效率提高，这是因为经常利用电池所节省的燃料可抵消转换损失。亦即，以较高的输出运转发动机来更快地给电池充电可使燃料节省高于转换损失。自主车辆能够预测到这样的燃料节省可能发生在路线的一个或多个路段，并且可更改电池和发动机的受支配的操作以在那些路段增加发动机输出。

车辆电池可通过再生制动进行再充电。然而，当电池的荷电状态最大时，充电功率极限下降到零，并且电池不能从再生制动重新获得能量。自主车辆可提前得知将在哪里减速(因此可从再生制动重新获得能量)，然后车辆可确保在该路线的这些路段期间电池不处于最大荷电状态。亦即，自主车辆可在该路线的早期路段增加电池输出或者在该路线的早期路段减少电池充电以从再生制动重新获得所有能量。

该路线可具有自主车辆高速运行的路段(例如，公路)以及自主车辆低速运行的路段(例如，城市)。自主车辆可提前得知该路线的这些路段的预测速度，并且可将高速路段的电池操作推迟到后面的低速路段。目的是在城市驾驶时更多地使用电池以避免频繁的发动机启/停操作，频繁的发动机启/停操作会降低效率/燃烧更多燃料。通过推迟在该路线的一个或多个路段的电池操作，自主车辆可将电池规划成在该路线的终点达到低荷电状态(例如，变成完全耗尽)。自主车辆可预先得知路线速度和坡度概况，并且可规划该路线的各个路段的发动机输出和电池输出。

车辆控制器可利用嵌入式车辆模型来实现这些特征，车辆控制器与一个或多个模块进行通信，该一个或多个模块收集和存储关于路线的信息(例如，路线的每一段的坡度、时间以及距离、交通数据等)。车辆控制器可利用该信息来预测路线的速度概况、坡度概况、交通概况等以支配在该路线上的电池和发动机操作。

该系统经由编程为接收车辆路线上的多个位置的信息的计算机来实现。计算机至少部分基于该信息来识别路线的多个路段。计算机至少部分基于该信息来确定每一段的车辆电池的指定荷电状态和发动机的指定功率输出。计算机致动一个或多个车辆子系统来导航每一段以将车辆电池的当前荷电状态变成指定荷电状态。

自主车辆可利用与路线上的即将到来的路段有关的信息来在即将到来的路段中选择性操作发动机和电池，从而减少燃料消耗。亦即，根据路段的特点，调整发动机输出和电池放电可使路线上的电池操作整体增加，从而减少发动机消耗的燃料量。

由于计算机提前得知路线，并且由于计算机知道将如何按照路线在每一段自主控制车辆，因此计算机可在一个或多个路段中增加发动机输出以在耗尽时更快地给电池充电。因此，计算机可在即将到来的路段中更频繁地使用电池。由于电池使用更频繁，因此路线的整体发动机输出降低，从而减少了车辆的燃料消耗。

在另一个示例中，计算机可利用关于预定路线的信息来预测在即将到来的路段中电池荷电状态因再生制动的增加。计算机可在早期的路段中支配增加的电池输出以在后面的路段150中从再生制动收集所有能量。通过增加电池输出和收集所有可用的再生制动能量，降低了路线的整体发动机输出，从而减少了车辆的燃料消耗。

在另一个示例中，计算机可识别预定路线中预测车辆的移动速度超过了预定速度阈值的路段(例如，公路上的路段)。在这些路段中，计算机可增加发动机输出以延缓电池耗尽。因此，可在预测的速度低于速度阈值的路段(例如，电池的操作会更高效的城市中的路段)中使用电池。此外，通过识别路段以增加发动机输出，一经路线结束，计算机即可选择性将电池的荷电状态降低到耗尽阈值。因此，通过按照路线增加电池的使用和将荷电状态的耗尽延迟到电池操作可能更高效的路段，减少了车辆的燃料消耗。

图1示出了包括能量管理系统105的主车辆100。系统105确定车辆100的路线并且基于该路线和主车辆100按照该路线的自主控制来调整发动机120和电池系统125。尽管显示为轿车，但是主车辆100可包括任何乘用车或商用车(例如轿车、卡车、运动型多用途车、跨界车、厢式货车、小型货车、出租车、公共汽车等)。在一些可能的方法中，如下面所讨论的，主车辆100为能够在各种自主(例如，无人驾驶)模式下运行的自主车辆。

图2为显示出包括能量管理系统105的部件的主车辆100的示例部件的框图。能量管理系统105包括处理器110、至少一个传感器115、发动机120、电池系统125以及通信总线130或者根据这些部件工作。能量管理系统105可由现有的车辆计算机(例如，自主模式控制器、动力传动系统控制模块、导航系统等)来实现。经由电路、芯片或其他电子部件实现的传感器115包括各种装置(例如，荷电状态传感器、节气门传感器等)。传感器115可经由车辆100的网络或总线130将数据(例如，与车辆速度、加速度、位置、系统和/或部件状态等有关的数据)输出到处理器110。可供选择地，传感器115可将数据输出到控制器。其他传感器115可包括摄像机、运动检测器等(即，提供用于评估车辆的位置、规划车辆在一个或多个路段中的路径等的数据的传感器)。

车辆100包括发动机120。发动机120可为内燃发动机(例如，火花点火发动机、柴油发动机、均质充气压缩点火发动机等)。发动机120可向动力传动系统提供能量，动力传动系统将能量转变成车辆100的车轮的旋转运动，从而推进车辆100。处理器110可根据道路的特点和电池系统125的荷电状态来选择性增加或减少发动机120的输出。

车辆100包括电池系统125。电池系统125包括存储用来驱动动力传动系统以推进车辆100的能量的两个或更多个电池。电池系统125可进一步为车辆100的一个或多个子系统(例如，气候控制子系统、娱乐子系统、制动子系统、转向子系统等)供电。电池系统125的电池可包括例如铅酸电池、镍金属氢化物电池、锂离子电池等。

总线130通信连接处理器110、传感器115、发动机120以及电池系统125。总线130在整个系统105中发送和接收数据(例如，将增加输出的指令从处理器110发送到发动机120)。总线130可为控制器局域网(controller area network，CAN)总线。

处理器110经由电路、芯片或者能够从传感器115接收数据的其他电子部件来实现。处理器110可编程为处理传感器115的数据。处理数据可包括处理传感器115获取到的地理坐标或其他数据流以确定路线的一个或多个路段并且预测车辆100在该路段中的操作。如下所述和图2中所示，处理器110指示车辆部件(例如，动力传动子系统)致动。

当处理器110操作车辆100时，车辆100为“自主”车辆100。为了本公开的目的，术语“自主车辆”用来指代在完全自主模式下运行的车辆100。完全自主模式被定义为由处理器110控制车辆100的推进(一般经由包括电动马达和/或内燃发动机的动力传动系统)、制动以及转向中的每一者的模式。

处理器110可控制车辆100的部件，例如以使车辆100停止、避开目标等。处理器110可编程为在有来自人类操作者的有限输入或者没有来自人类操作者的输入的情况下操作部分或者全部部件。当处理器110操作部件时，处理器110可忽略关于选择由处理器110来控制的部件的来自人类操作者的输入，处理器110例如经由车辆100的通信总线130提供指令和/或将指令提供到已知的电子控制单元(electronic control unit，ECU)，以致动部件(例如，采用制动器、改变方向盘角度等)。例如，如果人类操作者在转向操作期间试图转动方向盘，则处理器110可忽略方向盘的运动并且根据其编程使车辆100转向。

图3示出了按照路线135行驶的自主车辆100。路线135可为车辆100从起点140到达目的地145所遵循的方向和位置的集合。可将路线135划分成路段150。每个路段150为路线135的一部分，在路线135的该部分，处理器110确定发动机120和电池系统125的操作以推进车辆100。由于车辆100为自主的，因此处理器110可针对路线的每个路段150计划发动机120和电池系统125的操作。例如，处理器110可在第一路段150中增加电池系统125的操作，而在第二路段150中，处理器110可减少电池系统125的操作并且增加发动机120的操作。将路线135划分成路段150允许处理器110确定电池系统125和发动机120的操作以提高车辆100的燃料效率。处理器110可针对每个路段150指定发动机120的功率输出和电池系统125的荷电状态。

处理器110可在进入路线135之前利用路线135来改变电池系统125的荷电状态以及提高燃料效率。处理器110可接收车辆100的路线135上的多个位置的信息。例如，路线135可包括道路坡度增加(即，更陡峭并且可能需要额外的推进力输出)的位置、具有更多交叉路口的位置(城市或公路)等。处理器110可基于该信息来识别路线135的路段150。例如，路段150可为预定距离(例如，1英里)的路段。可供选择地或另外，路线135可具有例如导航系统确定的预定路段150。处理器110可至少部分基于该信息来在进入路线135之前针对每个路段150确定电池系统125的指定荷电状态和发动机120的指定功率输出。例如，如果其中一个路段150在公路上，则处理器110可计划减少电池系统125的输出和增加发动机120的输出以对电池系统125进行再充电以供在非公路路段150中使用。处理器110可基于确定的电池系统125和发动机120的输出来致动一个或多个车辆子系统以通过每个路段150。处理器110可操作车辆子系统以将电池系统125的当前荷电状态变成指定的荷电状态。例如，处理器110可选择性致动具有电池系统125和发动机120其中一者的动力传动子系统以改变电池系统125的当前荷电状态。

当车辆100正在按照路线135行驶时，处理器110可收集新的信息。该新的信息可改变处理器110对在一个或多个路段150中发动机120和电池系统125的操作的确定。处理器110可编程为基于该新的信息来针对即将到来的路段150调整电池系统125的指定荷电状态和发动机120的指定功率输出。例如，处理器110可接收降低了即将到来的路段150的预测速度的新的交通信息。处理器110可基于该新的交通信息来指定电池系统125的较低的荷电状态和发动机120的降低的功率输出，从而在即将到来的路段中利用电池系统125操作动力传动子系统来节省燃料。

图4A和图4B为示出了调整电池系统125和发动机120在路段中的操作以提高车辆100的燃料效率的曲线图。图4A和图4B示出了以恒定速度在路段150中行驶的车辆100的操作。图4A示出了电池系统125的荷电状态和发动机120的功率输出的第一示例曲线图。具体地，电池系统125的荷电状态由实线表示并且在左侧纵轴上以百分比计量。发动机120的功率输出由虚线表示并且在右侧纵轴上以千瓦为单位计量。横轴以秒为单位计量时间。因此，如图4A至图4B中所示，路段150可对应于横轴上的特定时间。

图4A显示出电池系统125和发动机120的操作的示例曲线图，图4B显示出另一个示例曲线图，其中发动机120的输出更高并且电池系统125的使用更频繁。当转换损失小于因减少的燃料消耗而节省的能量时，图4B的发动机120和电池系统125的操作可使燃料效率提高。处理器110可编程为识别预测车辆100的速度高于速度阈值的一个或多个路段150，并且当车辆100处于那些路段150中时增加发动机120的功率输出。处理器110可编程为针对至少一个路段150计划增加发动机120的指定功率输出，以允许针对即将到来的路段150增加电池系统125的荷电状态。

发动机120的操作可增加电池系统125的荷电状态，并且当电池系统125的荷电状态达到阈值时，处理器110减少发动机120的操作并且增加电池系统125的操作，从而减少燃料消耗。当电池系统125的荷电状态下降到第二阈值时，处理器110增加发动机120的操作并且减少电池系统125的操作，直到电池系统125的荷电状态再次增加到该阈值。图4A至图4B显示出该阈值为大约60％并且该第二阈值为大约30％，但是该阈值和该第二阈值可为其他值。

通过增加发动机120的功率输出以增加电池系统125的荷电状态并且按照路线135更频繁地使用电池系统125，可提高燃料效率。发动机120的输出能量转换成电池系统125中的化学能以及随后转换回动力传动系统的能量被称为“转换损失”。增加发动机120的功率输出可更快地给电池系统125充电。这种充电允许更频繁地使用电池系统125并且使燃料节省下来，节省下来的燃料会大于转换损失。因此，当通过不那么频繁地操作发动机120而节省的能量大于因对电池系统125进行充电而导致的转换损失时，处理器110可将电池系统125和发动机120的操作支配到路线135的路段150以增加发动机120的输出。图5示出了按照该路线电池系统125的荷电状态的示例曲线图。电池系统125的荷电状态可随着再生制动而增加。亦即，当对车辆100进行制动时消耗的能量的一部分可恢复为电能，从而增加电池系统125的荷电状态。因此，当一个或多个路段150使车辆100需要进行制动来减速时，处理器110可编程为利用该减速来增加电池系统125的荷电状态。

然而，当电池系统125的荷电状态处于最大荷电状态时，无法储存恢复的电能。因此，处理器110可编程为在预测到的减速之前增加电池系统125在一个或多个路段150中的输出，以确保来自再生制动的恢复的电能增加电池系统125的荷电状态。

图5的曲线图显示出随着时间的推移电池的两种示例荷电状态。纵轴以百分比来计量电池系统125的荷电状态。横轴以秒为单位计量时间。实线显示出第一种示例荷电状态，其中电池系统125达到最大荷电状态。最大荷电状态由虚线表示。在200秒、250秒以及300秒左右的时间，荷电状态达到最大荷电状态，因此无法储存额外的能量。

虚线显示出处理器110增加电池系统125的输出并且使荷电状态在曲线图中所示的整个时间段内均维持在最大值之下的第二种示例荷电状态。例如，在大约150秒时，处理器110可增加电池系统125的输出以将荷电状态降低到与最大值有一定差距。因此，当车辆100随后(例如，接近200秒)减速并且可从再生制动重新获得能量时，重新获得的能量被储存在电池系统125中。亦即，所有可重新获得的能量均被储存起来并且显示为没有达到最大荷电状态的荷电状态的增加。

第一种荷电状态曲线图因达到最大荷电状态而失去了将制动能量恢复为电能的机会。因此，使电池系统125的荷电状态在早期降低的第二种荷电状态曲线图未达到最大荷电状态并且可从再生制动完全重新获得能量。处理器110可基于例如车辆100的速度、车辆100的质量、道路坡度、估计的拖曳力等来估计可由再生制动重新获得的能量。

处理器110可编程为在进入路线135之前将发动机120的指定功率输出和电池系统125的输出支配到路线135的路段150，以在路线135的终点将电池系统125的荷电状态降低到耗尽阈值。处理器110可利用在进入路线135之前收集到的信息来计划电池系统125在路段150中的放电和再充电以维持荷电状态直到路线135的终点。车辆100可在路线135中提早耗尽电池系统125的荷电状态，从而当路况对于使用发动机120而言可能不理想时，需要来自发动机120的输出。通过维持电池系统125在整个路线135中的荷电状态并且向着路线的终点降低荷电状态，处理器110可确保优先使用电池系统125的路段150将具有充足的电荷在那些路段150中操作。因此，减少了路线135上的整体燃料消耗。

例如，路线135可包括车辆100正在公路上移动的路段150和车辆100正在城市中移动的路段150。处理器110可基于例如位置数据来确定特定路段150是在城市中还是在公路上。在频繁的加速和减速很常见的城市中，利用电池系统125来操作动力传动系统会比利用发动机120更高效。车辆100在公路上以比在城市中更高的实质上恒定的速度运行，在公路上，利用发动机120来操作动力传动系统会更高效，这是因为电池系统125将更快地失去其荷电状态。因此，处理器110可编程为基于特定路段150来调整发动机120的功率输出和电池系统125的电荷输出。具体地，处理器110可利用预定速度阈值(例如，在公路上警示的限速)，并且当车辆100不在预测车辆100的速度高于速度阈值的一个或多个路段150中时利用电池系统125致动一个或多个子系统。

图6A示出了组成示例路线135的五个路段150a、150b、150c、150d、150e的预测速度概况。纵轴以英里/小时(mph)为单位计量速度。横轴以秒为单位计量时间。该曲线图显示出车辆100在路段150a-150e中将遵循的预测速度。在图6A至图6B中，垂直的虚线划分出路段150a-150e。处理器110可基于在路段150a-150e中的预测速度来确定每个路段150a-150e是在公路上还是在城市中。例如，路段150a、150c、150e有很多次加速和减速，从而频繁地移动到速度为0和从速度为0开始移动，这表明路段150a、150c、150e可能在城市中。此外，路段150b、150d有保持更加恒定的较高速度，这表明路段150b、150d可能在公路上。

图6B示出了车辆100在路段150a-150e中移动时其电池系统125的示例荷电状态。纵轴以百分比显示出电池系统125的荷电状态。横轴以秒为单位计量时间。图6A至图6B的示例示出了从路线135的起点仅仅利用电池系统125来操作车辆100。随着车辆100在路段150b中以相较于路段150a更高的速度移动，电池系统125的荷电状态迅速下降。电池系统125的荷电状态在大约1500秒时下降到耗尽阈值，此时不到整条路线135的一半路程。具体地，路段150b可在公路上，在路段150b，发动机120的操作会更高效。由于车辆100以实质上恒定且很高的速度行驶，因此电池系统125的荷电状态快速下降，从而在路线135结束之前达到耗尽阈值。因此，在电池系统125的操作会更高效的城市中的路段150c和150e中消耗了更多的燃料。在图6B中，耗尽阈值为20％，但是耗尽阈值可为不同的值。

图7A至图7B示出了在路线135的终点达到耗尽阈值的电池系统125的荷电状态的示例曲线图。图7A为图6A的重现，为了与图7B进行比较而包括图7A。如同图6A，图7A显示出车辆100在路段150a-150e中的预测速度。

图7B示出了电池系统125的荷电状态。与图6B中一样，图7B的曲线图显示出随着时间的推移电池系统125在每个路段150a-150e中的荷电状态。图7B显示出在路段150e的终点(即，路线135的终点)达到耗尽阈值(在图7B的示例中为20％，但可为不同的值)的荷电状态。

处理器110可编程为在一个或多个路段150a-150e中选择性致动发动机120，以维持电池系统125的荷电状态，直到路线135的终点。亦即，处理器110可基于每个路段150a-150e的预测速度针对一个或多个路段150a-150e选择性致动发动机120，而不是电池系统125，从而维持荷电状态。因此，处理器110可选择性致动电池系统125来降低荷电状态以在路线135结束的同时达到耗尽阈值。例如，如图7B中所示，处理器110可在具有较高速度并且可能在公路上的路段150b、150d期间增加发动机输出，并且在可能在城市中的路段150a、150c、150e期间增加电池系统125的输出。因此，能够维持电池系统125的荷电状态，直到路线135的终点，从而减少车辆100的燃料消耗。

图8示出了基于所分配的电池系统125和发动机120的输出来致动车辆推进器的过程800。过程800开始于框805，在框805，处理器110确定车辆100的路线135。如上所述，处理器110可利用路径确定技术来确定从起点140到目的地145的路线135。

在框810，处理器110将路线划分成多个路段150。每个路段150为路线135的一部分，在路线135的该部分，处理器110可基于收集到的关于路段150的信息来支配电池系统125的指定荷电状态和发动机120的输出。例如，如果路段150在公路上，则处理器110可支配发动机120的较高输出以获得并维持较高的速度。处理器110可通过识别沿着路线135的道路中共有共同特点(例如，道路为公路，道路在城市中，道路具有若干交通信号灯等)的路段来确定路段150。

在框815，处理器110确定每个路段150的指定速度。指定速度可基于例如警示的限速、路段中的预测车流量、天气条件等。处理器110可利用从数据源(例如，远程服务器、其他车辆100等)收集到的信息来确定指定速度。处理器110可利用支配的速度来确定针对每个路段150的电池系统125和发动机120的输出。

在框820，处理器110确定针对每个路段150的发动机120的功率输出和电池系统125的电荷输出。处理器110可基于该速度和电池系统125的预测荷电状态来支配发动机120的功率输出以维持该速度并且增加电池系统125的荷电状态。处理器110可选择性支配电池系统125的输出以降低电池系统125的荷电状态。处理器110可支配发动机120的输出和电池系统125的输出以增加动力传动系统对电池系统125起作用的时间量，如图4B中所示，从而提高车辆100的燃料效率。如上所述，处理器110可支配发动机120的较高功率输出以更快地增加电池系统125的荷电状态，从而允许处理器更频繁地利用电池系统125来为动力传动系统提供动力。例如，如果路段150在速度高并且停靠点很少的公路或其他道路上，则处理器110可支配发动机120输出较高和电池系统125输出较低。在另一个示例中，如果路段150在速度较低并且停靠点更繁密的道路上，则处理器110可支配发动机120输出较低和电池系统125输出较高。

在框825，处理器110按照路线135根据指定荷电状态和功率输出来致动电池系统125和发动机120。处理器110通过总线130将控制信号发送到电池系统125并且致动将能量从电池系统125传递到一个或多个车辆部件(例如，制动器、转向齿条等)的开关。可供选择地或者另外，处理器110可将控制信号发送到致动开关的控制器。此外，处理器110可将控制信号发送到节气门和/或燃料喷射器以增加或减少发动机120燃烧的燃料和空气的量。如上所述，根据指定荷电状态和功率输出来致动发动机120和电池系统125可使车辆100消耗的燃料减少。在框825之后，过程800结束。

图9示出了调整电池系统125的荷电状态以从再生制动重新获得能量的示例过程900。过程900开始于框905，在框905，处理器110确定车辆100要行驶的路线135。如上所述，处理器110可利用路径确定技术来确定从起点140到目的地145的路线135。可供选择地或者另外，处理器110可利用导航系统来确定路线135。

在框910，处理器110将路线135划分成多个路段150。每个路段150为路线135的一部分，在路线135的该部分，处理器110可基于路段150的特点来支配电池系统125的指定荷电状态和发动机120的输出。例如，如果路段150在公路上，则处理器110可支配发动机120的较高输出以获得较高的速度。处理器110可通过识别沿着路线135的道路中共有共同特点(例如，道路为公路，道路在城市中，道路具有若干交通信号灯等)的路段来确定路段150。

在框915，处理器110确定每个路段150的速度概况。速度概况包括车辆100在路段150中将保持的预计速度以及基于路段150的加速度和减速度。例如，路段150可在速度实质上恒定且几乎没有减速的公路上。在另一个示例中，路段150可在具有多个交通信号灯的繁忙城市街道上，从而需要多于一次的减速到停靠点以及从停靠点开始加速。

在框920，处理器110预测从按照路线135的预测的减速可获得的再生能量的量。处理器110可编程为基于关于路段150的信息来估计再生能量的量和能量再生的时间。

在框925，处理器110确定再生能量将在何处使电池系统125的荷电状态提高到电荷阈值之上。可确定电荷阈值为比最大荷电状态小了荷电状态的预测增加量的荷电状态。如上所述，当再生能量将使电池系统125的荷电状态提高到超过最大荷电状态时，会失去再生能量。处理器110可编程为识别再生能量将在路线135上的何处使电池系统125的荷电状态提高以致可能失去可重新获得的能量。处理器110可识别电池系统125的指定荷电状态将因再生能量而提高的一个或多个路段150。

在框930，处理器110将电池系统125的增加的操作支配到一个或多个路段150以将电池系统125的荷电状态降低到电荷阈值之下。处理器110可在进入一个或多个路段150之前致动一个或多个子系统以将电池系统125的当前荷电状态保持在电荷阈值之下，以便确保电池系统125将完全重新获得预测的重新获得的能量。此外，处理器110可编程为在进入一个或多个路段150之前减少发动机120的功率输出，以将电池系统125的当前荷电状态降低到电荷阈值之下。处理器110可选择性支配电池系统125的输出和发动机120的输出，以使电池系统125的荷电状态在电荷阈值之下降低了处理器110预测到的再生荷电状态。在框930之后，过程900结束。

通常，所述的计算系统和/或装置可采用任意数量的计算机操作系统，计算机操作系统包括但决不限于各种版本和/或各种变体的福特同步(Ford )操作系统、微软(Microsoft />)操作系统、Unix操作系统(例如，由加利福尼亚州的红木海岸甲骨文公司发行的/>操作系统)、由纽约阿蒙克IBM发行的AIX UNIX操作系统、Linux操作系统、由加利福尼亚州库比蒂诺的苹果公司发行的Mac OSX以及iOS操作系统、由加拿大滑铁卢黑莓公司发行的黑莓OS以及由谷歌公司和开放手机联盟开发的Android操作系统。计算装置的示例包括但不限于车载车辆计算机、计算机工作站、服务器、台式机、笔记本电脑、便携式电脑或掌上电脑或一些其他的计算系统和/或装置。

计算装置通常包括计算机可执行指令，其中该指令可以由一个或多个计算装置(例如上面所列的那些)执行。计算机可执行指令可以由计算机程序编译或解释，计算机程序采用多种编程语言和/或技术创建，这些编程语言和/或技术包括但并不限于单独的或组合的Java^TM、C、C++、Visual Basic、Java Script、Perl等。通常，处理器(例如，微处理器)例如从存储器、计算机可读介质等接收指令，并且执行这些指令，由此完成一个或多个过程，包括这里所描述的一个或多个过程。这样的指令和其他数据可以采用各种计算机可读介质存储和传送。

计算机可读介质(也称为处理器可读介质)包括参与提供数据(例如，指令)的任意非暂时性的(例如，有形的)介质，该数据可以由计算机(例如，由计算机的处理器)读取。这样的介质可以采用多种形式，包括但不限于非易失性介质和易失性介质。非易失性介质可以包括例如光盘或磁盘以及其他永久性存储器。易失性介质可以包括例如一般构成主存储器的动态随机存取存储器(dynamic random access memory，DRAM)。这样的指令可以通过一种或多种传输介质传输，一种或多种传输介质包括同轴线缆、铜线和光纤，包括内部包含耦接于计算机处理器的系统总线的线缆。计算机可读介质的常规形式包括例如软盘、柔性盘、硬盘、磁带、任何其他磁性介质、光盘只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、数字化视频光盘(Digital Video Disk，DVD)、任何其他光学介质、穿孔卡片、纸带、具有孔图案的任何其他物理介质、随机存取存储器(Random-Access Memory，RAM)、可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)、闪速电可擦除可编程只读存储器(Flash Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，FLASH-EEPROM)、任何其他存储器芯片或盒，或者任何其他计算机可读取的介质。

数据库、数据存储库或本文所描述的其他数据存储可以包括用于存储、访问和检索各种数据的各种机构，该机构包括分层数据库、文件系统中的文件组、具有专有格式的应用数据库、关系数据库管理系统(relational database management system，RDBMS)等。每一个这样的数据存储通常包括在采用了例如上述之一的计算机操作系统的计算装置内，并且通过网络以任意一种或多种方式被访问。文件系统可以从计算机操作系统访问，并且可包括以各种格式存储的文件。除了用于创建、存储、编辑以及执行存储的程序的语言，RDBMS通常采用结构化查询语言(Structured Query Language，SQL)，例如前面所述的过程化SQL(PL/SQL)语言。

在一些示例中，系统元件可实施为一个或多个计算装置(例如，服务器、个人计算机等)上的计算机可读指令(例如软件)，该指令存储在与此相关的计算机可读介质(例如，盘、存储器等)上。计算机程序产品可以包括存储于计算机可读介质上用于执行本文所述功能的该指令。

关于这里所述的过程、系统、方法、启发等，应理解的是，虽然这样的过程等的步骤描述为按照一定的顺序排列发生，但这样的过程可以采用以这里描述的顺序之外的顺序执行的所述步骤来实施。进一步应该理解的是，某些步骤可以同时执行，可以添加其他步骤，或者可以省略这里所述的某些步骤。换言之，这里提供的过程描述是用于举例说明某些实施例的目的，并且决不应该解释成限制权利要求。

因此，应理解的是上面的描述意在举例说明而不是限制。在阅读上面的描述时，除了提供的示例外许多实施例和应用都是显而易见的。本发明的范围应参照所附权利要求而确定，而不是参照上面的说明而确定。可以预期的是这里所讨论的技术将出现进一步的发展，并且所公开的系统和方法将可以结合到这样的进一步实施例中。总之，应理解的是本发明能够做出修改和变化。

提供摘要以让读者快速确定技术公开的本质。提交摘要应该理解为其不是用于解释或限定权利要求的范围或含义。此外，在前述具体实施方式中，可以看出在各种实施例中各种特征组合在一起其目的为使本发明更流畅。然而，本发明的方法不应被解释为反映所要求保护的实施例与每项权利要求中所明确记载的相比需要更多特征的意图。相反地，如下面的权利要求所反映的，发明性的主题在于少于单个公开的实施例的全部特征。因此，下面的权利要求书在此结合到具体实施方式中，且每一项权利要求都基于其自身作为单独要求保护的主题。

Claims (15)

1.一种用于车辆的方法，包括：

接收车辆的路线上的多个位置的信息；

至少部分基于所述信息来识别所述路线的多个路段；

确定所述多个路段中的每个路段的指定速度；

至少部分基于所述指定速度来确定针对每个所述路段的车辆电池的指定荷电状态和发动机的指定功率输出；

致动一个或多个车辆子系统来通过每个所述路段以将所述车辆电池的当前荷电状态变成所述多个路段中的每个路段的所述指定荷电状态；以及

在所述车辆正在按照所述路线移动的同时接收关于所述路段的新的信息，以及基于所述新的信息来针对即将到来的路段调整所述车辆电池的所述指定荷电状态和所述发动机的所述指定功率输出。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：至少部分基于所述信息利用所述车辆电池和所述发动机的其中之一来选择性致动动力传动子系统以将所述车辆电池的所述当前荷电状态变成所述指定荷电状态。

3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：至少部分基于所述信息针对至少一个所述路段增加所述发动机的所述指定功率输出以提高所述车辆电池的所述当前荷电状态。

4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：识别所述车辆电池的所述指定荷电状态将提高的一个或多个路段，以及在进入所述一个或多个路段之前致动一个或多个所述子系统以将所述车辆电池的所述当前荷电状态保持在电荷阈值之下。

5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：识别预测制动子系统通过再生制动提高所述电池的所述当前荷电状态所处的路段，以及在进入所述路段之前致动一个或多个所述子系统以将所述车辆电池的所述当前荷电状态降低到所述电荷阈值之下。

6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：预测所述制动子系统在所述路段中产生的再生荷电状态，以及在进入所述路段之前降低所述发动机的功率输出以使所述电池的所述当前荷电状态在所述电荷阈值之下降低了处理器预测到的所述再生荷电状态。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：识别一个或多个路段，在所述一个或多个路段，预测车速是高于速度阈值，并且当所述车辆处于所述一个或多个路段中时使所述发动机的功率输出增加。

8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：当所述车辆不在预测所述车速高于所述速度阈值的所述一个或多个路段中时利用所述车辆电池来致动所述一个或多个子系统。

9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：选择性致动所述子系统来降低所述电池的所述荷电状态以在所述路线结束的同时达到耗尽阈值。

10.根据权利要求3-9中任意一项所述的方法，进一步包括：至少部分基于所述信息利用所述车辆电池和所述发动机的其中之一来选择性致动动力传动子系统以将所述车辆电池的所述当前荷电状态变成所述指定荷电状态。

11.根据权利要求2以及4-9中任意一项所述的方法，进一步包括：至少部分基于所述信息来针对至少一个所述路段增加所述发动机的所述指定功率输出以提高所述车辆电池的所述当前荷电状态。

12.一种计算机，编程为执行权利要求1-9中任意一项的方法。

13.一种车辆，包括权利要求12的计算机。

14.一种计算机可读介质，所述计算机可读介质存储可由计算机处理器执行以执行权利要求1-9中任意一项的方法的指令。

15.一种计算机，所述计算机包括处理器，所述处理器编程为：

接收车辆的路线上的多个位置的信息；

至少部分基于所述信息来识别所述路线的多个路段；

确定所述多个路段中的每个路段的指定速度；

至少部分基于所述指定速度来确定针对每个所述路段的车辆电池的指定荷电状态和发动机的指定功率输出；

致动一个或多个车辆子系统来通过每个所述路段以将所述车辆电池的当前荷电状态变成所述多个路段中的每个路段的所述指定荷电状态；

在所述车辆正在按照所述路线移动的同时接收关于所述路段的新的信息，以及基于所述新的信息来针对即将到来的路段调整所述车辆电池的所述指定荷电状态和所述发动机的所述指定功率输出。