機動車輛狀態控制系統和方法
【專利說明】
【背景技術】
技術領域
[0002]技術領域一般涉及機動車輛上的電功率分配系統的狀態控制，更具體地涉及基于機動車輛內的駕駛員位置、機動車輛附近的駕駛員移動和機動車輛的位置而預測操作者操作要求的高電壓功率分配系統的狀態控制系統。
[0003]技術領域的描述
[0004]電動和混合式車輛，尤其是混合式電動車輛，正變得越來越常見，尤其是對公共汽車和通勤車以及城市運輸應用。用于這些車輛的電功率分配系統一般包括一個以上的高電壓電功率分配子系統，這至少部分地因為高電壓功率分配降低了電流損耗。功率分配子系統可運行在不同的標稱電壓電平下，并且直流(DC)或交流(AC)子系統可以存在。
[0005]從車輛的可再充電能量存儲系統(RESS)將功率提供給高電壓電功率分配子系統。對于電動車輛，RESS是在車輛工作期間專門的功率源。RESS通常是實質的電池系統，盡管它可以替代形式構建，例如電容器或甚至燃料電池。當代RESS單元，尤其是從電池構建的那些RESS單元，相比礦物燃料往往表現出相對低密度的儲能，結果，電動和混合式車輛的所有電力范圍通常顯著小于燃燒礦物燃料的車輛的電力范圍。
[0006]使用諸如接觸器的專門開關器件來控制RESS與高電壓電功率分配子系統的連接。由于接觸器的閉合可能對之前未被供能的高電壓子系統產生大電流涌入，因此功率分配系統將經常包括預充電電阻器系統。提供多個接觸器，這些接觸器使電流路由通過預充電電阻器以在工作期間防止來自RESS的最初電流浪涌并旁路預充電電阻器以減小損耗。如此，加電時的最初功率流動受到限制。然而，加電過程可能花費大量時間以執行。
[0007]當代車輛在車輛系統上使用分布式計算機控制。這包括對電功率分配的控制。分布式控制包括系統專用控制器，例如:與傳動系統(drive train)關聯的傳輸控制器、引擎控制器和電機(motor)控制器；諸如用于功率轉向電機的輔助控制器等等；以及與RESS關聯的電池管理系統。控制器通過布線或光纜聯接以交換數據。所述聯接一般工作在被稱為控制器域網(CAN)的構造下，該控制器域網具有提供網絡節點的控制器。網絡節點/控制器是計算機并因此它們消耗功率。它們也花費大量時間以引導和關機。
[0008]將功率分配系統保持在完全就緒狀態下可以是RESS上的大量功率汲取。RESS的良好能源管理要求最小化RESS上的能源/功率汲取以增加車輛行程。這進而暗示，當車輛電功率分配子系統不用時，它可以被掉電，以避免RESS上的汲取。對功率分配子系統進行掉電和供電以及對板載計算機進行引導所花費的時間在采取這些步驟方面具有實踐上的限制，尤其是在用于小包裹運輸的車輛上。

【發明內容】

[0009]一種車輛電能/電功率分配系統包括:多個分配分支；可再充電能量存儲系統；用于將分配分支有選擇地連接至可再充電能量存儲系統的多個開關器件；連接以對分配分支供能的多個負載；移動轉發器；包括多個節點的控制域網，所述多個節點具有控制節點以控制多個負載和多個開關器件；移動轉發器和收發器，其連接至控制域網并用來與轉發器通信。存在連接的控制器域網節點以與多個車輛傳感器通信，所述車輛傳感器進而響應于操作者在車輛中的位置以及車輛狀態。轉發器和收發器配合以建立至車輛的轉發器距離。若干可能的電功率分配系統狀態中的每一個是基于轉發器的接近和傳感器的狀態被觸發的。
附圖簡述
[0010]圖1是運輸車輛的圖示。
[0011]圖2是包含可再充電電氣存儲系統的車輛的電氣系統的高級示意圖。
[0012]圖3是一狀態機。
[0013]圖4是示出與圖2的電功率系統的特定狀態關聯的邊界的地圖。
[0014]圖5是車輛內模式的數據流定義。
[0015]圖6是車輛鄰近模式的數據流定義。
[0016]圖7是內部運輸邊界模式的數據流定義。
[0017]圖8是外部運輸邊界模式的數據流定義。
[0018]圖9是簡單鄰近架構的流程圖。
[0019]圖10是將其它傳感器輸入與鄰近架構組合后的架構的流程圖。
[0020]圖1OB是外部鄰近傳感器的流程圖。
【具體實施方式】
[0021 ] 在下面的詳細說明中，相同的附圖標記和符號在不同附圖中可用來表示相同、相應或相似的組件。此外，可針對特定實施例給出示例性尺寸/模型/值/范圍，但它們一般不被認為是限制性的。
[0022]現在參照附圖，尤其是圖1，其示出運輸車輛10。運輸車輛10圖示為貨車式車輛，盡管也可采用用于運輸目的其它類型車輛，并且事實上本公開教義可被運用至多種類型的車輛，包括牽引車和拖車組合、公共汽車和汽車。
[0023]運輸車輛10由來自面向儀表和控制面板15定位的操作站12的操作者駕駛。傳感器可關聯于操作站12以指示操作站是否有人。車輛10配備門17，經授權的操作者可通過門17進入和離開車輛。傳感器開關可與門17結合地使用以指示門是開的還是關的。貨物區16可經由滑門18或后擋板20從前操作站12訪問。貨物區可由車頂的頂燈(未示出)和/或位于貨物區16的工作燈24照亮。燈22被圖示為在車輛10的后側。
[0024]運輸車輛10的駕駛員因為各種原因將時不時地進入和離開車輛，例如完成運輸、載人或者當車輛停靠在裝貨地點或失去當前服務時。運輸車輛10包含傳動系統，其至少部分地基于電機以推進。提供具有高電壓功率分配潛力的電氣系統以對電機進行供電。運輸車輛10的電氣系統可被編程為響應各種這樣的情況省電的設想狀態。狀態轉變響應于操作者動作和運動以及響應于車輛位置而被觸發，以使這些狀態之間的轉變被發起，并可在駕駛員對車輛的操作性要求之前或操作者操作要求結束之際完成。
[0025]圖2是代表其中可運用本公開的教義的一個環境的車輛電氣系統的高級示意圖。車輛電氣系統在傳動系統71的上下文中被精心設計。車輛可以所有的電動車輛或提供替代的板載機構，用以對車輛RESS進行再充電，而不是提供IC引擎48。傳動系統71圖示為包含用于推進的電機81并且車輛包括可用作電機81的功率源的RESS (這里是電池盒38、39) ο在傳動系統71混合傳動的情形下，諸如內燃(IC)機、燃氣渦輪、斯特林引擎或其它功率源之類的非電功率源48可作為選項被添加以驅動發電機73并由此支持推進或提供直接推進。燃料電池可取代非電功率源和發電機的組合，或者在它是可再生的情形下可充當RESS0發電機73提供一種用于對車輛RESS 38、39進行再充電的機構。對于RESS充當電功率源的車輛，可用發電機取代混合式牽引電機81以提供再生制動和用于對車輛RESS 38、39進行再充電。
[0026]在圖2的系統中，高電壓分配盒37提供從車輛RESS 38、39至三個高電壓直流(DC)功率分配子系統中的每一個的直接電連接。高電壓DC功率分配子系統工作在兩個不同的DC電壓電平上。有通過第一和第二輔助系統總線13、19支持的350伏DC電平。也有700伏DC饋電線21。從輔助系統總線13、19支持低電壓子系統65。高電壓逆變器/轉換器46提供高電壓DC電流饋電線21與同可選發電機73和電機81關聯的三相交流電(AC)子系統之間的接口。
[0027]對功率分配的控制是使用網絡數據鏈路25實現的，該網絡數據鏈路25提供各網絡節點之間的數據通信，所述網絡節點包括:輔助控制器34和35，電子系統控制器(ES