具有改进的加热性能的车辆系统和方法

摘要

本发明涉及一种具有改进的加热性能的车辆系统和方法，更具体地涉及一种车辆系统，该车辆系统包括电马达、内燃发动机、和构造成将热从内燃发动机传递至车辆乘客舱的加热系统。该车辆系统包括构造成根据多条驱动循环曲线中的一条曲线使电马达和内燃发动机运行的控制器。控制器基于环境温度而选择驱动循环曲线。驱动循环曲线包括第一驱动循环曲线和第二驱动循环曲线，其中第一驱动循环曲线命令来自电马达的动力直到电池系统达到预定荷电状态并随后命令来自内燃发动机的动力，第二驱动循环曲线命令来自内燃发动机的动力并随后命令来自电马达的动力。

说明书

技术领域

本发明总体上涉及车辆系统和方法，更具体地涉及具有改进的加热性能的车辆系统和方法。

背景技术

近年来，技术进步已导致汽车设计中的显著变化。其中的一个变化与汽车内部的电气系统的复杂程度有关联，尤其是替代燃料车辆，诸如混合动力车辆、电池电动车辆、和燃料电池车辆。这种替代燃料车辆可用一个或多个电马达连同内燃发动机来驱动车轮。由于化石燃料价格的变动，因而现在比以前更期望用电马达的电动力给汽车提供动力。

通常，车辆中的加热系统依靠来自内燃发动机的热给乘客舱供热。这在利用电马达使车辆运行期间在低温下变成了一个问题。然而，如上所述，从燃料的观点来看通常理想的是利用电马达使车辆运行。由于这个布置，在较低温度下操作者的舒适性会受影响，直到电马达的电池电量被耗尽并起动内燃发动机运行。

因此，期望提供具有改进的加热性能的车辆系统和方法，尤其是在使用内燃发动机和电马达的车辆中。此外，基于随后的本发明的详细说明和所附权利要求并结合附图和本发明的本背景技术，本发明的其它可取特征和特性将变得显而易见。

发明内容

根据一个示例性实施例，提供一种用于车辆的系统；该系统包括电池系统和电马达，电马达联接到电池系统并且构造成选择性地用来自电池系统的能量为车辆提供动力。所述系统还包括构造成选择性地为车辆提供动力的内燃发动机、和构造成将来自内燃发动机的热传递至车辆乘客舱的加热系统。所述系统包括控制器，该控制器构造成根据多条驱动循环曲线中的一条驱动循环曲线使电马达和内燃发动机运行。控制器基于环境温度选择驱动循环曲线。驱动循环曲线包括第一驱动循环曲线和第二驱动循环曲线；第一驱动循环曲线命令（表示“为……施加命令”或表示“控制”）来自电马达的动力直到电池系统达到预定荷电状态并随后命令来自内燃发动机的动力，第二驱动循环曲线命令来自内燃发动机的动力并随后命令来自电马达的动力。

根据另一个示例性实施例，提供一种利用电马达、内燃发动机、和加热系统使车辆运行的方法；电马达用来自电池系统的能量为车辆提供动力，加热系统将来自内燃发动机的热传递至车辆的乘客舱。该方法包括：接收初始位置和预定目的地；生成用于在初始位置和预定目的地之间的行程的行程曲线；由控制器接收环境温度；由控制器基于行程曲线和环境温度从多条驱动循环曲线中选择一条驱动循环曲线；及根据所选择的驱动循环曲线使车辆运行。驱动循环曲线包括第一驱动循环曲线和第二驱动循环曲线；第一驱动循环曲线命令来自电马达的动力直到电池系统达到预定荷电状态并随后命令来自内燃发动机的动力，第二驱动循环曲线命令来自内燃发动机的动力并随后命令来自电马达的动力。

在又一个示例性实施例中，提供一种用于具有电马达和内燃发动机的车辆的加热性能系统。该加热性能系统包括：行程模块，该行程模块构造成生成用于在初始位置和预定目的地之间的行程的行程曲线；驱动循环模块，该驱动循环模块联接到行程模块并且构造成基于行程曲线而至少生成第一驱动循环曲线和第二驱动循环曲线；和控制器，该控制器联接到驱动循环模块并且构造成根据所选择的驱动循环曲线基于车辆运行的环境温度而在第一驱动循环曲线和第二驱动循环曲线之间进行选择。在行程曲线期间在第一位置第一驱动循环曲线命令来自内燃发动机的推进动力，在行程曲线期间在早于第一位置的第二位置第二驱动循环曲线命令来自内燃发动机的推进动力。控制器构造成当环境温度低于预定温度时选择第二驱动循环曲线，从而在行程曲线的早期将来自内燃发动机的热引导入车辆的乘客舱。

本发明还公开了以下方案。

方案1.一种用于车辆的系统，包括：

电池系统；

电马达，所述电马达联接到所述电池系统并且构造成选择性地用来自所述电池系统的能量为所述车辆提供动力；

内燃发动机，所述内燃发动机构造成选择性地为所述车辆提供动力；

加热系统，所述加热系统构造成将热从所述内燃发动机传递至所述车辆的乘客舱；和

控制器，所述控制器构造成根据多条驱动循环曲线中的一条曲线而使所述电马达和所述内燃发动机运行，所述控制器构造成基于环境温度从所述多条驱动循环曲线中选择所述驱动循环曲线，所述多条驱动循环曲线包括：

第一驱动循环曲线，所述第一驱动循环曲线命令来自所述电马达的动力直到所述电池系统达到预定荷电状态并随后命令来自所述内燃发动机的动力，和

第二驱动循环曲线，所述第二驱动循环曲线命令来自所述内燃发动机的动力并随后命令来自所述电马达的动力。

方案2.如方案1所述的系统，其中，在所述第二驱动循环曲线开始时，所述第二驱动循环曲线命令来自所述内燃发动机的动力。

方案3.如方案1所述的系统，其中，所述控制器构造成接收当前位置和预定目的地，并且基于所述当前位置和所述预定目的地而生成行程曲线。

方案4.如方案3所述的系统，其中，所述第二驱动循环曲线命令来自所述内燃发动机的动力并随后命令来自所述电马达的动力，使得在所述预定目的地所述电池系统达到所述预定荷电状态的估计值。

方案5.如方案4所述的系统，其中，所述控制器构造成当所述环境温度小于或等于预定温度时选择所述第二驱动循环曲线。

方案6.如方案5所述的系统，其中，所述多个驱动循环还包括命令仅来自所述电马达的动力的第三驱动循环曲线，所述控制器构造成当预测在所述电池系统达到所述预定荷电状态之前所述车辆到达所述预定目的地时选择所述第三驱动循环曲线。

方案7.如方案3所述的系统，其中，所述第一驱动循环曲线限定用于所述行程曲线的第一内燃发动机能量荷载贡献和第一电马达能量荷载贡献，并且所述第二驱动循环曲线限定用于所述行程曲线的第二内燃发动机能量荷载贡献和第二电马达能量荷载贡献，并且其中，所述第一内燃发动机能量荷载贡献大致等于所述第二内燃发动机能量荷载贡献。

方案8.如方案1所述的系统，其中，所述控制器构造成接收初始位置和预定目的地并且生成用于在所述初始位置和所述预定目的地之间的行程的行程曲线，并且其中所述控制器构造成当所述行程开始时在所述第一驱动循环曲线和所述第二驱动循环曲线之间进行选择。

方案9.如方案8所述的系统，其中，在所述行程期间，所述控制器构造成接收当前位置并且更新在所述当前位置和所述预定目的地之间的所述行程曲线，并且其中所述控制器构造成基于所述更新的行程曲线在所述第一驱动循环曲线和所述第二驱动循环曲线之间进行重新选择。

方案10.如方案9所述的系统，其中，在所述行程的期间并且当根据所述第二驱动循环曲线而运行时，所述控制器构造成在所述当前位置接收所述环境温度并且当所述环境温度高于预定温度时切换到所述第一驱动循环曲线。

方案11.如方案9所述的系统，其中，在所述行程期间并且当根据所述第二驱动循环曲线而运行时，所述控制器构造成接收发动机运行温度并且当所述发动机运行温度高于预定温度时切换到所述第一驱动循环曲线。

方案12.一种方法，所述方法利用电马达、内燃发动机和加热系统而使车辆运行，所述电马达用来自电池系统的能量为所述车辆提供动力，所述加热系统将热从所述内燃发动机传递至所述车辆的乘客舱，所述方法包括以下步骤：

接收初始位置和预定目的地；

生成用于在所述初始位置和所述预定目的地之间的行程的行程曲线；

由控制器接收环境温度；

由所述控制器基于所述行程曲线和所述环境温度从多条驱动循环曲线中选择驱动循环曲线，其中所述多条驱动循环曲线包括第一驱动循环曲线和第二驱动循环曲线，其中所述第一驱动循环曲线命令来自所述电马达的动力直到所述电池系统达到预定荷电状态并随后命令来自所述内燃发动机的动力，并且其中，所述第二驱动循环曲线命令来自所述内燃发动机的动力并随后命令来自所述电马达的动力；及

根据所选择的驱动循环曲线使所述车辆运行。

方案13.如方案12所述的方法，其中，所述选择步骤包括：当所述环境温度大于或等于预定温度时选择所述第一驱动循环曲线，并且当所述环境温度低于所述预定温度时选择所述第二驱动循环曲线。

方案14.如方案12所述的方法，还包括根据所述行程曲线而生成用于使所述车辆运行的所述第一驱动循环曲线和所述第二驱动循环曲线的步骤；其中，所述第二驱动循环曲线命令来自所述内燃发动机的动力并随后命令来自所述电马达的动力，使得在所述预定目的地所述电池系统达到所述预定荷电状态的估计值。

方案15.如方案12所述的方法，其中，所述多个驱动循环还包括命令仅来自所述电马达的动力的第三驱动循环曲线，并且

其中，所述选择步骤包括当预测在所述电池系统达到所述预定荷电状态之前所述车辆到达所述预定目的地时，选择所述第三驱动循环曲线。

方案16.如方案12所述的方法，其中，所述第一驱动循环曲线限定用于所述行程曲线的第一内燃发动机能量荷载贡献和第一电马达能量荷载贡献，并且所述第二驱动循环曲线限定用于所述行程曲线的第二内燃发动机能量荷载贡献和第二电马达能量荷载贡献，并且其中，所述方法还包括生成所述第一驱动循环曲线和所述第二驱动循环曲线，使得所述第一内燃发动机能量荷载贡献大致等于所述第二内燃发动机能量荷载贡献。

方案17.如方案12所述的方法，还包括：

在所述行程期间，接收当前位置；

生成在所述当前位置和所述预定目的地之间的更新的行程曲线，及

基于所述更新的行程曲线，从所述多条驱动循环曲线中选择更新的驱动循环曲线。

方案18.如方案17所述的方法，其中，接收所述环境温度的步骤包括在所述当前位置接收更新的环境温度，并且其中，选择所述更新的驱动循环曲线的步骤包括当所述更新的环境温度高于预定温度时选择所述第一驱动循环曲线。

方案19.如方案17所述的方法，还包括接收发动机运行温度，并且其中，选择所述更新的驱动循环曲线的步骤包括当所述发动机运行温度高于预定温度时选择所述第一驱动循环曲线。

方案20.一种具有电马达和内燃发动机的车辆的加热性能系统，所述加热性能系统包括：

行程模块，所述行程模块构造成生成在初始位置和预定目的地之间的行程曲线；

驱动循环模块，所述驱动循环模块联接到所述行程模块并且构造成基于所述行程曲线而生成至少第一驱动循环曲线和第二驱动循环曲线，其中在所述行程曲线期间在第一位置所述第一驱动循环曲线命令来自所述内燃发动机的推进动力，并且在所述行程曲线期间在早于所述第一位置的第二位置所述第二驱动循环曲线命令来自所述内燃发动机的推进动力；和

控制器，所述控制器联接到所述驱动循环模块并且构造成基于环境温度在所述第一驱动循环曲线和所述第二驱动循环曲线之间进行选择，从而根据所选择的驱动循环曲线使所述车辆运行，其中所述控制器构造成当所述环境温度低于预定温度时选择所述第二驱动循环曲线，使得在所述行程曲线的早期将来自所述内燃发动机的热引导入所述车辆的乘客舱中。

附图说明

将在下文中结合以下附图来描述本发明，其中类似的附图标记代表类似的元件，并且

图1是根据一个示例性实施例的具有加热性能系统的车辆的示意方框图；

图2是根据一个示例性实施例的与图1的车辆相关的行程曲线；

图3是根据一个示例性实施例的图1的车辆的能量利用的第一图；

图4是根据一个示例性实施例的图1的车辆的能量利用的第二图；

图5是根据一个示例性实施例的用于改进加热性能的方法的流程图。

具体实施方式

以下的详细说明在本质上只是示例性的而并非意图限制本发明或者本发明的应用和使用。本文中使用的词语“示例性”表示起例子、举例、或例释的作用。因此，本文中被描述为“示例性”的任何实施例不必理解成相较于其它实施例是优选的或有利的。本文中所描述的全部实施例是示例性实施例，这些实施例使本领域技术人员能够制作或利用本发明并且不限制由权利要求所限定的本发明的范围。此外，没有意图受到在前面的技术领域、背景技术、发明内容或者下面的详细说明中所给出的任何明示或暗示的理论的约束。

以下的描述是指“连接”或“联接”到一起的元件或特征。本文中使用的“连接”是指一个元件/特征机械地连接到另一个元件/特征（或者直接地相连通），并且不必直接地连接。同样地，“联接”是指一个元件/特征直接地或间接地连接到另一个元件/特征（或者直接地或间接地相连通），并且不必机械地连接。然而，应当理解的是尽管在下面在一个实施例中可将两个元件描述为“连接”，但在替代实施例中可将类似的元件描述为“联接”，反之亦然。因此，尽管本文中所示出的示意图绘出了元件的示范性布置，但在实际实施例中可存在其它的介于中间的元件、装置、特征、或部件。

图1是根据一个示例性实施例的车辆（或汽车）100的示意方框图。车辆100包括底盘102、车身104、四个车轮106（尽管其它实施例可含有两个或三个车轮）、和电子控制系统（ECU）108。车身104被布置在底盘102上并且基本上围合车辆100的其它部件。车身104与底盘102可共同地构成车架。车轮106各自在车身104的各个角附近旋转地联接到底盘102。

车辆100可以是一些不同类型汽车中的任一种，例如轿车、货车、卡车、或运动型多用途车（SUV），并且可以是两轮驱动（2WD）（即，后轮驱动或前轮驱动）、四轮驱动（4WD）、或全轮驱动（AWD）。如下所述，车辆100也可包含一些不同类型发动机与电马达的任意组合，图1中所示且在本文中所描述的车辆100意图只是作为一个例子。应当指出的是，本文中所描述的示例性实施例也适用于其它类型的陆地车辆（如摩托车和个人运输装置）、以及其它类型的交通工具（如船舶和飞机）。

在图1中所示的示例性实施例中，车辆100包括驱动组件120、电池系统（或电池）122、动力变换组件（例如，逆变器组件）124、和电池充电端口126。驱动组件120包括内燃发动机132和电马达（或电马达/发电机）134。如下所述，可选择性地使内燃发动机132和电马达134运行从而经由传动轴136产生用于车轮106的动力。

内燃发动机132可以是以液体或气体为燃料的内燃发动机。可使用燃料的例子包括汽油、柴油、“弹性燃料”（例如，汽油与乙醇的混合物）、甲醇、甲基四氢呋喃混合物、各种生物柴油、和液化石油气（LPG）。

电马达134可以是用于由存储在电池系统122中的能量产生机械动力的任何类型的电马达。通常，电马达134包括在其中的变速器，并且尽管未示出，还包括定子组件（包括导电线圈）、转子组件（包括铁磁芯）、和冷却液。电池系统122可包括任何合适的直流（DC）电源或者电能储存装置，包括12伏的点火用起动（SLI）铅酸电池和/或锂离子电池。尽管未详细示出，但在一个实施例中，动力变换组件124包括联接到电马达134的三相电路，用于选择性地驱动电马达134。

电子控制系统（ECU）108与驱动组件120、电池系统122、动力变换组件124、和充电端口126可操作连接。尽管未详细示出，但ECU108包括各种传感器和汽车控制模块、或者电子控制亚单元或模块（ECM）（如逆变器控制模块和车辆控制器）、至少一个处理器和/或包含存储在其中（或在另一个计算机可读介质中）的用于执行本文中所描述功能的指令的存储器。

如上所述，电马达134和/或内燃发动机132产生使车辆100运行的动力。在运行期间，ECU108可利用来自内燃发动机132与电马达134的贡献的任意相对组合使驱动组件120运行。相对运行的组合在下面可称为驱动循环，并且ECU108可存储、生成或接收与驱动循环相关的驱动循环曲线从而在各种情况下使驱动系统120运行，如下面更详细地描述。因此，ECU108可生成驱动循环命令从而选择性地使内燃发动机132、电马达134、和相关系统运行。通常，车辆100是增程式电动车辆（EREV），尽管在其它实施例中，车辆100可被视为插电式混合动力电动车辆（PHEV）。

由于排放标准、用户偏好、和/或其它因素，通常理想的是在可能的或可行的范围内利用电马达134使车辆运行，例如，使得电马达134是用于推动车辆的唯一机构并且发动机132不工作。因此，在典型运行期间，ECU108根据驱动循环曲线使驱动系统120运行，其中由电马达134给车辆100提供动力直到电池系统122中的能量被耗尽（或者已达到预定的最小荷电状态），在此时起动内燃发动机132给车辆100提供动力。有时，车辆100将在电池系统122被耗尽之前到达预定目的地，因而不使用内燃发动机132。在其它情况下，仅在行程的最后终点使用内燃发动机132。如下所述，ECU108可接收来自加热性能系统160的命令，从而根据相对于上述典型曲线的替代或修改的驱动循环曲线而运行。

车辆100还可包括用于将暖空气提供至车辆的内部或乘客舱的加热系统140。正如通常所理解的，加热系统140通常利用一个或多个流体回路将由内燃发动机132所产生的热传递进入乘客区，例如基于乘客或驾驶员经由中控台所发出的命令。考虑到车辆100可以是其中内燃发动机132并不一直工作的混合动力车辆，加热系统140还可包括正温度系数（PTC）加热器142。PTC加热器142包括由电池系统122供电的加热元件，因而加热系统140可在内燃发动机132不工作时运行。在一个示例性实施例中，与内燃发动机132相比，来自PTC加热器142的热会不能有效地产生热。在其它实施例中，可省略PTC加热器142。

车辆100可包括任意数量的传感器，用于测量或得出各种参数。传感器可包括例如：环境传感器150、发动机传感器152、和电池传感器154。环境传感器150通常是用于确定在车辆外部和/或乘客舱内部的环境或大气温度。发动机传感器152通常是用于确定内燃发动机132的温度。电池传感器154通常是用于确定电池系统122的荷电量。

正如现在将要介绍的，加热性能系统160通常是用于改变车辆100的运行从而改进加热性能，尤其是在加热车辆乘客舱从而获得操作者舒适感的方面。在一个示例性实施例中，加热性能系统160可估计“升温能量”，该升温能量表示将乘客舱升温至可由用户和/或制造商设定的预定温度所需的能量。升温能量估计可基于一些因素，包括环境温度以及驾驶员、加热系统140、发动机132和电马达134的操作特征。加热性能系统160也可用于加热指定的部件。因此，在其它实施例中，加热性能系统160可估计使这些部件升温所需的能量。下面将提供关于这些功能的其它细节内容。

通常，加热性能系统160包括用户界面162、导航模块164、及具有行程曲线模块172和驱动循环模块174的控制器170。尽管在图1中图示为被布置在车辆100上，但加热性能系统160的一个或多个部件可位于车辆100的外部。例如，导航模块164、控制器172、和驱动循环174的一个或多个功能可在远距离位置（例如，在用户的个人装置或者在控制中心）执行，并且在运行期间将信号传输至车辆100。

如下面更详细地描述，加热性能系统160基于特定的行程、环境温度、和各种其它参数而生成用于使车辆100运行的驱动循环曲线。该驱动循环曲线可由ECU108执行。在一些示例性实施例中，可将加热性能系统160的一个或多个部件并入ECU108或其它车辆系统中。例如，控制器170可以是ECU108的一部分，并且/或者用户界面162可构成车辆100的更通用的用户界面的一部分。

用户界面162通常是用于实现操作者（或驾驶员）与加热性能系统160（尤其是加热性能系统160的控制器170）之间的任何类型的相互作用。一般来说，用户界面162可包括显示装置，诸如适当配置的液晶显示器（LCD）、等离子体显示器、阴极射线管（CRT）、或者平视显示器、图元。用户界面162使用户能够输入数据并且/或者控制下述加热性能系统160的各种方面。例如，用户界面162可由在显示装置触摸屏上所提供的交互式图元所构成。其它用户输入装置可包括：键盘或小键盘、语音识别系统、光标控制装置、操纵杆或旋钮等。在其它示例性实施例中，用户界面162可包括用户电子装置（诸如智能手机或平板计算机）或者与用户电子装置相互作用。在一些实施例中，用户界面162可被视为与指挥站相互作用的信息娱乐系统的一部分。在该实施例中，用户可将目的地输入与指挥站进行通信联系的第一装置（例如，在车辆外部的移动装置或个人计算机），该第一装置相应地将目的地和/或其它相关信息提供给车辆。一般来说，且如下所述，用户界面162使操作者能够输入与预定目的地相关的信息，以及启用或停用加热性能模式。

导航模块164将导航信息（包括车辆的当前地理位置）提供给控制器170。在一个实施例中，导航模块164具体化为全球定位系统（GPS）的部件，该部件基于从GPS卫星所接收的实时GPS数据而得出当前位置。在其它实施例中，可由用户通过用户界面162提供当前位置。在其它实施例中，可从非GPS来源（如传感器数据）确定当前位置，或者由另一个系统提供当前位置。此外，导航模块164可从操作者接收预定目的地，例如通过用户界面162。在一些实施例中，导航模块164可推测或得出预定目的地，例如与操作者相关的普通行程。

基于当前位置和目的地，导航模块164可生成与在当前位置和目的地之间的路径相关的行程或路径信息。具体地，该信息可包括例如：距离、交通量、期望速度、停车点、地形、海拔、气候、及任何其它合适参数。在一些实施例中，导航模块164可生成在当前位置和目的地之间的多条路径。可通过用户界面162将这些多条路径提供给用户以便进行期望行程的选择。在一些示例性实施例中，导航模块164可将概率赋值给多条路径的每条路径，并且在该实施例中，用户可通过用户界面162上的输入来调整给定路径的概率。因此，一些示例性实施例使所选择路径的用户化、因此使行程信息的用户化成为可能。如下所述，可将行程信息提供给控制器170的行程模块172从而生成行程曲线。

控制器170通常是用于控制加热性能系统160的操作。控制器170可包括至少一个处理器和/或存储器，该存储器可包含存储在其中（或者存储在另一个计算机可读介质中）的用于执行本文中所描述过程和方法的指令。如图所示，控制器170可包括行程模块172和驱动循环模块174。

通常，行程模块172构造成接收来自导航模块164的行程信息并且生成与行程相关的行程曲线。具体地，行程曲线提供与行程特征（例如，距离、交通量、期望速度、停车点、地形、海拔、气候等）相关的能量荷载的指标或预测，该能量荷载是作为离散时间或距离的函数并且/或者作为累积值。因此，可考虑影响能量荷载的任何参数。在一些实施例中，特定的预定行程的能量荷载可另外地包括车辆参数（如质量、轮胎充气等）。可实时地考虑预定行程的能量荷载，从而预先确定和/或求出（评估）车辆参数。

在各种示例性实施例中，可基于各考虑因素的等级来计算能量荷载。例如，在一个示例性实施例中，利用车速限制和/或报告的交通流量而生成预期的能量荷载。例如，非优化的车速限制（例如，过高或过低）或者高交通密度会增加预期的能量荷载。在本示例性实施例中，然后考虑海拔曲线。例如，下坡梯度将减小能量荷载而上坡梯度将增加能量荷载。如上所述，也可考虑其它参数。在一些实施例中，可在给定的频率或时段下更新或调整预期的能量荷载从而适应变化的行车条件。

简略地参考图2，图2是示例性行程曲线200。图2中的行程曲线200在垂直轴线202上绘出了作为水平轴线204上的经过时间（秒）的函数的测功器驾驶循环（km/h）。如图中所示，驾驶曲线基于上述各种参数沿行程而上升和下降。例如，行程曲线200的预计能量荷载最初基于预期的行程特点而增加，然后在大约140秒处由于预期的停车或惯性滑行情况而下降。因此，行程曲线200基于特定的预定行程而提供连续的能量荷载预测。尽管图2绘出了作为经过时间（秒）的函数的测功器驾驶循环（km/h），但行程曲线可采用任何适当的形式。

在一些实施例中，行程模块172可存储以前的行程曲线。这种行程曲线可与普通的或常见的操作者行程有关，如从工作单位到家。在这种情况下，行程模块172可基于操作者通过用户界面162的输入而检索出存储的行程曲线。在其它实施例中，行程模块172可基于来自实际路径的行程数据而修改存储的行程模块。换句话说，行程曲线可以是基于经验数据。

控制器170还包括驱动循环模块174。通常，驱动循环模块174生成、选择、或修改用于ECU108的驱动循环曲线从而控制驱动组件120的运行。这种驱动循环曲线是基于行程曲线和下述的其它函数。通常，驱动循环曲线包括关于发动机132是否以及在何处将基于电池荷电状态、行程曲线、外部空气温度和其它参数而运行，以及驱动循环曲线是否表明发动机132将运行，运行和不运行的定时的指标的预测，从而满足驾驶员对效率、加热性能等的需求，如下面更详细地论述。因此，驱动循环曲线代表内燃发动机132和电马达134的操作命令，从而满足行程曲线的预期的能量荷载。如下所述，就单个行程曲线而言，内燃发动机132与电马达134的相对贡献可在多条驱动循环曲线之间变化。因此，除了特定的操作命令外，各驱动循环曲线可包括内燃发动机132的能量荷载贡献、和电马达134的能量荷载贡献。

如上所述，通常，ECU108利用来自电池系统122的电动力经由电马达134使车辆100运行。然而，当电池系统122被消耗到预定水平时，起动内燃发动机132并且车辆100用来自内燃发动机132的动力而运行。因此，在可能的范围内，使用电马达134代替内燃发动机132的驱动循环曲线是有利的，尤其在正常运行期间。然而，视情况，加热性能系统160的驱动循环模块174可根据替代驱动循环曲线而命令操作从而改善加热性能，正如将在下面所论述的。

简略地参考图3，该图3是提供示范性能量利用和相关的驱动循环曲线的图表300。图3具体地示出了作为时间的函数的总能量310。在图3中，在第一垂直轴线302上示出了能量，在水平轴线304上示出了时间。另外参考图2中的瞬时或当前的能量利用，图3中的总能量310代表给定行程曲线的能量利用的累积值。另外，图3示出了电池系统122中的势能或剩余能量320，例如电池系统122中的剩余荷电量。如上所述，可由电池传感器154确定电池系统122的荷电状态。在图3中，在第二垂直轴线306上示出了电池能量（或荷电量）。正如预计的，当总能量310增加时剩余能量320减少。总能量310和剩余能量320是驱动曲线的特征的函数，并且循环模块174可基于由行程模块172所提供的行程曲线来确定总能量310和剩余能量320。

图3中另外地示出了驱动循环曲线330，该曲线在一个示例性实施例中代表正常运行或典型运行。驱动循环曲线330的部分332对应于仅由电马达134提供的推进，驱动循环曲线330的部分334对应于内燃发动机132的运行（以及电马达134的运行，该电马达134在大部分的实施例中与内燃发动机132合作）。正如由驱动循环曲线330所示，在典型运行期间，在部分332中车辆100仅利用电马达134而运行，直到电池系统122达到预定的能量水平（例如，在图3的实例中在大约1080秒处）。从该时间点开始，车辆100另外地在部分334中利用内燃发动机132运行直到行程的终点。如上所述，驱动循环330可代表由ECU108和/或加热性能系统160所生成的用于使车辆100运行的典型驱动循环，其中在内燃发动机的使用之前电能被耗尽。也如上所述，相对于其中完全不使用内燃发动机的曲线中的结果，该行程曲线可表明行程将在电能耗尽之前结束。

在一些情况下，如下面更详细地描述，加热性能系统160可用于修改典型的或默认的驱动循环从而通过选择替代的驱动循环曲线而提供改进的加热性能。这个修改可被称为加热性能模式，该模式可包括基于各种考虑因素使驱动系统120运行并且/或者获得不同结果的一个或多个子模式。

通常，内燃发动机132的运行提供比PTC加热器142更有效的热源。这尤其是在冷气候运行期间在操作者舒适感方面和/或当某些车辆部件可获益于加热时所关心的事。在一个示例性实施例中，加热性能系统160可启动加热性能模式以便修改驱动循环，从而在除行程曲线终点以外的时间内提供内燃发动机运行。图4中提供了驱动循环的一个这种修改的实例。

图4是图表400，该图表示出了总能量410、剩余能量420、和对应于图2的行程曲线的行程曲线的驱动循环430，该图表也构成图3的图表300的基础。因此，总能量410是作为时间的函数而描绘，其中在第一垂直轴线402上表示能量并且在水平轴线404上表示时间。另外，图4示出了电池系统122中的势能或剩余能量420，例如电池系统122中的剩余荷电量，其中在第二垂直轴线406上表示剩余能量。

图4还绘出了示例性驱动循环曲线430，如在加热性能模式期间由加热性能系统160所生成或修改的驱动循环曲线。驱动循环曲线430的部分432对应于仅由电马达134提供的推进，驱动循环曲线430的部分434对应于内燃发动机132的运行。正如由驱动循环曲线430所示，对应于燃烧发动机运行的部分434出现在驱动循环曲线430的开始（例如，从0秒至大约370秒），并且仅对应于电马达运行的部分43出现在驱动循环曲线430的结束（例如，从370秒到驱动循环曲线430结束）。如图所示，在部分434期间由于发动机132的运行因而剩余能量420是相对恒定的，在部分432期间剩余能量420减少，因为电马达134正在运行以推进车辆。

总能量410对应于图3的总能量310，因为行程曲线是相同的。此外，即使相对于图3中的驱动循环曲线330已修改了图4中的驱动循环曲线430，但驱动循环利用内燃发动机134而运行的时间的百分比（例如，各自的能量荷载贡献）是大致相同的。这表明在各驱动循环的每个驱动循环中，电马达（和电池系统122）和内燃发动机132为行程曲线作出了大致相同的能量贡献。因此，维持了相同数量的期望的电马达运行。然而，因为现在可在行程曲线的早期利用来自内燃发动机132的热，所以加热性能得到改进。换句话说，由于由内燃发动机132所提供的改进的加热，因而在整个行程中操作者可感觉更加舒适。实际上，加热性能模式使用户能够得益于通过在行程早期使用内燃发动机134所得到改进的加热性能，该改进的加热性能是内燃发动机运行的副产物。此外或者作为替代，对来自内燃发动机132的热的早期利用可有利地用于升高某些发动机部件（如变速器）的温度。作为比较，在图3的驱动循环曲线330中，内燃发动机132不运行直到行程曲线的终点，因此仅在行程曲线的终点获得车辆100的有效加热。当生成修改的驱动循环曲线时，控制器170可将修改的驱动循环曲线提供给ECU108以便执行。下面将对用于生成或选择加热性能模式的情况进行描述。

既然已描述了加热性能系统160的结构，下面将以方法500的形式提供对操作的示例性描述，该方法500被描绘为图5中的流程图。方法500是用于改进车辆的加热性能，尤其是插电式混合动力车辆或增程式车辆。在一个示例性实施例中，方法500可应用于上述的车辆100。因此，将在下面的图5的描述中参考图1。

在第一步骤510中，加热性能系统160（例如，控制器170）评估驾驶员是否已启用加热性能模式。可由操作者通过用户界面162启动和/或自动地启动加热性能模式。如果不启用加热性能模式，那么加热性能系统160返回到方法500的开始并且继续评估加热性能模式的启动。如果启用加热性能模式，那么加热性能系统160继续到步骤520。

在第二步骤520中，加热性能系统160（例如，控制器170）评估环境温度。例如，可利用环境传感器150来确定温度。通常，加热性能系统160判断环境温度是否适合于加热和/或PTC加热器142是否将会足够加热车辆。因此，在第二步骤520中，加热性能系统160判断温度是否在预定的低温和预定的高温之间。在一个示例性实施例中，可基于一些因素，包括制造商的选择、操作者的选择（例如，经由用户界面142）、操作参数、调控和/或环境因素而选择高温。通常，高温代表如果超过则增强的加热性能不再是需要的或期望的（例如，当加热不是必需的并且/或者PTC加热器142为足够时）的温度。通常，基于调控和/或PTC加热器142在特别低温度下操作的性能的函数，而选择预定的低温。在低于预定温度的情况下，发动机132的运行通常是必需的以便操纵一个或多个车辆功能，如挡风玻璃除霜。因此，如果在步骤520中温度是在该范围之外，方法500返回到方法500的开始。如果在步骤520中温度是在该范围内，方法500进入步骤530。

在第三步骤530中，加热性能系统160（例如，控制器170）判断它遵循标准是否适用和可接受。作为一例，可考虑关于导航模块164的GPS的保真度的确定和评估。通常，GPS提供对在它们的当前配置下各考虑因素的精确度的估计，这允许控制器170（或其它系统）实时地预测在给定位置周围的误差。然而，如果不能达到某种水平的精确度，则可停用要求高精确度的某些算法。在这种情况下，因为加热性能系统160正在进行经过驱动循环的大的定量能量评估，所以这种遵循标准可以不是非常严格。此外，存在GPS数据变得暂时地不精确或无法利用的时间。在这些时间段中，加热性能系统160使用车载传感器数据（车轮转速/转向角数据）来“预计”在空间中的位置（例如，“航位推测”技术）。然而，在一些情况下，如果这些传感器是无法利用的，则可终止加热性能系统160的操作。可选择任何适当的遵循标准，并且在一些实施例中，可将这种遵循标准并入车辆健康系统中和/或将其省略。如果遵循标准是不可接受的，方法500返回到方法500的开始。如果遵循标准是可接受的，方法500进入步骤540。

在第四步骤540中，加热性能系统160（例如，控制器170）对行程进行评估并生成行程曲线。如上所述，该行程曲线可预测与在当前位置和所选择目的地之间的行程相关的能量利用。

在第五步骤550中，加热性能系统160（例如，控制器170）判断与行程曲线相关的能量利用或能量荷载是否大于车辆的荷电量范围。如果能量荷载不大于车辆的荷电量范围，方法500离开加热性能模式并返回到方法的开始。通常，如果能量荷载不大于荷电量范围，这表明内燃发动机运行将不是必需的，因此无法利用于在驱动循环曲线中进行转换。如果能量荷载大于车辆的荷电量范围，方法500继续到步骤560。此外或可替代地，在第五步骤550中，加热性能系统160还可考虑将冷却剂加热到一个温度所需的能量荷载，使得就指定的行程曲线而言在加热性能模式中所消耗的总能量与在没有加热性能模式情况下的能量大致相等。如果能量荷载较大，加热性能模式则被认为是值得的，并且通过继续到步骤560而启动加热性能模式。

在第六步骤560中，加热性能系统160（例如，控制器170）确定操作子模式。在步骤560中操作子模式的确定可以是基于一些因素。在一个示例性实施例中，可省略该步骤560，使得方法500直接进入步骤570从而在发动机运行的子模式中操作。然而，在替代的子模式570中可考虑其它因素进行操作，这些因素可包括一些不同类型的操作，如上所述。

在一个示例性实施例中，加热性能系统160通过对使车辆升温到与行程曲线相关的预期发动机能量（“预期发动机能量”）所需的升温能量进行比较而确定操作子模式。如果升温能量并不显著地大于预期发动机能量，那么方法500在发动机运行的子模式中进入步骤570。如果升温能量显著地大于预期的发动机能量，那么方法500可在替代的子模式中进入步骤580。在一个示例性实施例中，升温能量可大致地比预期发动机能量大25%，从而在替代的子模式中进入步骤580。步骤560中的其它考虑因素可以是电池系统122的荷电量、行程的长度、和其它优化系统或技术。下面提供更具体的例子。

参照步骤570，加热性能系统160（例如，控制器170）启动发动机运行的子模式。在步骤570中，使发动机132运行从而推动车辆，通常在行程的开始，如图4的驱动循环曲线430中所示。如上所述，在步骤570中的发动机运行通常对应于将会在行程曲线的终点所执行的发动机运行。如上所述，步骤570中的发动机运行通常出现在行程的开始，因而可尽快地将热能用于乘客舱。然而，在一些实施例中，可确定的是在除驱动循环开始以外的时间点发动机运行的定时会是更加有效，例如在行程曲线的中部或中间部期间。该确定可以是基于一些因素，包括乘客舒适感、乘客选择、行程曲线、预期的能量利用、和其它系统优化程序。

在步骤572，加热性能系统160（例如，控制器170）判断发动机是否已达到预定目标温度。该预定目标温度可以是基于一些因素，包括用户舒适感、操作性能、和燃料效率。如果发动机温度低于目标温度，方法500在步骤572中继续评估温度。如果发动机温度大于或等于目标温度，方法500重新开始，从而有效地离开该子模式的升温操作。也可考虑其它参数（如在标称的发动机负荷与修改的发动机负荷中的比较），从而离开或重新开始方法500。由于此操作，因而与在驱动循环的结束时起动发动机相比，使用大致相同量（或较少）的燃料。此外，驾驶员和乘客享受到由于在行程早期发动机132运行所导致的更有效加热性能的利益，由此也使在整个行程中对乘客舱中余热的享受和利用成为可能，甚至在发动机132不再运行后。

参照步骤580，加热性能系统160（例如，控制器170）启动替代的子模式。在该子模式中，驱动循环曲线可将发动机132的定时修改到除行程终点外的位置，类似于步骤570的子模式。然而，可对发动机运行进行限制或者延迟从而将乘客舱的温度升高到更有限的程度以便提供部分的加热辅助，即使用于完全地或更彻底地使乘客舱升温的升温能量具有过多的能量消耗。在该替代子模式的一个实施例中，发动机132仅运行到维持电池122的荷电量的水平，因此提供一定量的加热辅助。发动机132的这种运行可出现在行程的开始或者行程的中间部。如下所述，可启动步骤580的替代子模式，从而将发动机132的热能用于另外或其它的目的。

在步骤580的替代子模式的一个示例性实施例中，可基于PTC加热器142的操作或性能、电池系统122的荷电量、和行程曲线而修改发动机132运行的定时。例如，如果加热性能系统160确定电池接受充电的性能较差（例如，由于温度或电流充电），那么系统160可延迟发动机132的启动（例如，与发动机运行的子模式相比）并且使PTC加热器142运行，从而辅助乘客舱的加热，以及给车辆的其它系统提供动力。例如，与图4中所示的操作相比，该子模式的这个实施例将会使发动机起动时间偏移达预定时间从而优化或改进能量利用。

在该替代子模式的另一个实施例中，可考虑行程的长度。例如，就较短的行程而言，可将由发动机运行所产生的热转移到部件加热，如变速器加热。在一些情况下，可根据需要和/或部件的状态而启动部件加热，例如当把热能优先提供给变速器或某些类型的车辆液将会是特别有利时。

在步骤582中，加热性能系统160（例如，控制器170）判断发动机是否已达到预定的目标温度和/或是否已达到另一个操作参数。该预定的目标温度可以是基于一些因素，包括用户舒适感和操作性能。如果发动机温度低于目标温度，方法500在步骤582中继续评估温度。如果发动机温度大于或等于目标温度，方法500重新开始，从而有效地离开该子模式的升温操作。在一些实施例中，可将步骤570、580中的一个或多个子模式省略。

在一个示例性实施例中，在点火时或者行程开始时执行一次方法500。在另一个实施例中，可以预定的间隔或时间段，迭代地执行方法500。在其它实施例中，可连续地执行方法500，从而如上所述连续地考虑并执行上面所提及的步骤。

因此，提供改进的加热性能。尤其是，可在行程的早期利用来自内燃发动机的热，从而提供改进的操作者舒适感或部件升温。即使加热性能得到改进，但可对运行进行控制从而导致内燃发动机与电马达的能量利用的相同的相对贡献。

虽然在前面的本发明详细说明中已给出了至少一个示例性实施例，但应当理解的是存在着大量的变型。还应当理解的是，该示例性实施例或这些示例性实施例仅仅是例子，而并非意图以任何方式限制本发明的范围、适用范围、或形态。相反，前面的详细说明将为本领域技术人员提供用于实施本发明示例性实施例的方便的路线图。应当理解的是，在不背离在所附权利要求中所陈述的本发明范围的前提下，可在示例性实施例中所描述元件的功能和布置中作出各种变更。