车辆和车辆仿真器的制作方法

本公开涉及车辆和用于车辆(包括混合动力车辆和电动车辆)的控制系统。

背景技术：

车辆可包括用于控制车辆的操作和/或控制车辆的各种子系统的操作的系统。

技术实现要素：

车辆包括车辆子系统、用户界面和控制器。用户界面被配置为显示多个可选择的车辆模型。控制器被编程来响应于选择特定车辆模型来调节子系统的参数以仿真特定车辆模型的对应的子系统参数。

车辆包括车辆子系统、用户界面和控制器。用户界面被配置为显示多个可选择的发动机模型。控制器被编程来响应于选择特定发动机模型来调节子系统的参数以仿真特定发动机模型的对应的子系统参数。

车辆包括车辆子系统、用户界面和仿真器。用户界面被配置为显示多个可选择的车辆模型。仿真器被编程来响应于选择特定车辆模型来调节子系统的参数以仿真特定车辆模型的对应的子系统参数。

附图说明

图1是代表性车辆的示意图；

图2是示出电动马达和内燃发动机的扭矩分布相对于旋转速度的曲线图；并且

图3是车辆的代表性仪表板仪表配置。

具体实施方式

本文描述本公开的实施例。然而，应理解，所公开实施例仅仅是示例，并且其他实施例可采用各种形式和替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可能被放大或最小化以便显示特定部件的细节。因此，本文中所公开的特定结构细节和功能细节不应被解释为是限制性的，而是仅仅作为教导本领域技术人员以不同方式实现实施例的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解，参考附图中的任一个来示出和描述的各种特征可以与在一个或多个其他附图中示出的特征相结合，以产生未明确示出或描述的实施例。所示出特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的所述特征的各种组合和修改可以是用于特定应用或实现方式所希望的。

参考图1，示出代表性车辆10。车辆10包括动力传动系统12。动力传动系统12可包括被配置为在动力传动系统12内生成扭矩的发电机(诸如电机14(例如，电动马达))、齿轮箱16、差速器18、驱动轮20和各种其他部件(诸如齿轮或传动轴)。齿轮箱16可以是在齿轮箱16的输入与输出之间提供多个齿轮比的多传动比变速器。可替代地，齿轮箱16可在齿轮箱16的输入与输出之间仅提供一个齿轮比。电机14可响应于电机14的所需扭矩和/或功率输出从电池22接收电力。车辆驾驶员可通过踩踏加速器踏板(未示出)来请求电机的所需扭矩和/或功率输出。电机14还可被配置为在车辆驾驶员正在施加制动踏板(未示出)的减速事件期间使电池22再充电。

车辆10可包括动力转向系统24。动力转向系统24包括方向盘26、转向柱28、一对转向轮30和将转向柱28连接到转向轮30的各种连杆(未示出)(诸如拉杆、横向稳定杆，齿轮等)。可替代地，动力转向系统24可以是在方向盘26与转向轮30之间不包括任何直接机械连杆的线控转向系统。动力转向系统24包括转向比，所述转向比是指当转动方向盘26时在转动轮的角位移θ相对于转向轮30的所得角位移α之间的比。动力转向系统24可以是包括电动马达32的电子动力转向系统，所述电动马达32被配置为将扭矩输送给转向柱28。电动马达32可通过齿轮传动装置、皮带和滑轮系统或通过本领域已知的任何其他机械系统将扭矩输送给转向柱。

车辆10的悬架系统34可被配置为吸收当车辆10的车轮在粗糙表面(诸如凹坑)上行进时可引起的任何震动。特别地，悬架系统34可包括若干减震器或阻尼器36，以吸收由在粗糙表面上行进的车轮引起的任何震动。阻尼器36可被设置在车轮与车辆10的车架或车身之间。阻尼器36的刚性(即，物体的刚度或物体响应于施加的力抵抗变形的程度)可增加或减少。例如，如果阻尼器是流体致动的，那么刚性可通过更改流体(例如，空气)在阻尼器36内的压力来调节。增加流体的压力将导致增加阻尼器36的刚性，而减少流体的压力导致减少阻尼器36的刚性。悬架系统34可包括致动器(诸如泵和阀)，所述致动器将流体引导到阻尼器36中并且将流体从阻尼器36引导出去以分别增加和减少阻尼器36内的流体压力。

可替代地，阻尼器36可以是磁性乘坐控制系统的一部分，其中刚性可通过更改与悬浮在阻尼器36内的流体中的铁颗粒相互作用的磁场来调节。在磁性乘坐控制系统中，阻尼器36填充有磁流变液，所述磁流变液是易磁化的铁和烃油的混合物。阻尼器36中的每一个包括活塞，所述活塞包括电磁线圈和延伸通过活塞的小流体通道。电磁体能够在流体通道上产生可变磁场。当磁体关闭时，流体自由地行进通过通道。然而，当磁体打开时，流体中的铁颗粒通过通道在磁场的相同方向上产生纤维结构。磁化的铁颗粒之间的粘结强度致使流体的粘度增加，从而导致更刚性的悬架。

控制器38可与车辆的各种子系统通信并且被配置为控制所述各种子系统，所述各种子系统包括电机14、电池22、动力转向系统24(包括电动马达32)和悬架系统34(包括阻尼器36和/或被配置为增加和/或减少阻尼器36的刚性的任何致动器)。控制器38还可与用户界面(或人机界面)40、沿车辆10的仪表板定位的仪表板显示屏42和可位于车辆10的内部车厢中或车辆10的外部上的一个或多个扬声器44通信。

虽然被示出为一个控制器，但是控制器38可以是更大控制系统的一部分并且可在整个车辆10上由其他控制器(诸如车辆系统控制器(vsc))控制。因此应当理解，控制器38和一个或多个其他控制器可共同被称为“控制器”，所述控制器响应于来自各种传感器的信号控制各种致动器，以控制车辆10或车辆子系统的功能。控制器38可包括与各种类型的计算机可读存储装置或介质通信的微处理器或中央处理单元(cpu)。计算机可读存储装置或介质可包括例如只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)和保活存储器(kam)中的易失性和非易失性存储装置。kam是可用于在cpu断电时存储各种操作变量的持久性或非易失性存储器。计算机可读存储装置或介质可使用许多已知存储器装置中的任一个来实现，所述许多已知存储器装置诸如prom(可编程只读存储器)、eprom(电prom)、eeprom(电可擦除prom)、闪存存储器或能够存储数据的任何其他电、磁性、光学或组合存储器装置，其中的一些表示由控制器38使用来控制车辆10或车辆子系统的可执行指令。

由控制器38执行的控制逻辑或功能可由一个或多个图中的流程图或类似图表示。这些图提供可使用一个或多个处理策略(诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)实现的代表性控制策略和/或逻辑。这样，所示出的各种步骤或功能可以所示出的序列执行、并行执行或者在一些情况下被省略。尽管未总是明确示出，但是本领域普通技术人员将认识到，所示出的步骤或功能中的一个或多个可取决于使用的特定处理策略重复地执行。类似地，处理顺序对于实现本文所述的特征和优点不是必须的，而是为了易于说明和描述而提供的。

控制逻辑可主要地由基于微处理器的车辆和/或动力传动系统控制器(诸如控制器38)执行的软件实现。当然，控制逻辑可在一个或多个控制器中的软件、硬件或软件和硬件的组合中实现，这取决于特定应用。当在软件中实现时，控制逻辑可在一个或多个计算机可读存储装置或介质中提供，所述一个或多个计算机可读存储装置或介质具有表示由计算机执行以控制车辆或其子系统的代码或指令的存储数据。计算机可读存储装置或介质可包括利用电、磁性和/或光学存储装置来保持可执行指令和相关联的校准信息、操作变量等的多个已知物理装置中的一个或多个。

控制器38可被配置为通过电信号接收图1中示出的各种车辆部件的各种状态或条件。可通过输入通道将电信号从各种部件输送至控制器38。另外，从各种部件接收的电信号可指示改变或更改车辆10的相应部件中的一个或多个的状态的请求或命令。控制器38包括被配置为向各种车辆部件输送请求或命令(通过电信号)的输出通道。控制器38包括被配置为基于各种车辆部件的请求、命令、条件或状态生成通过输出通道输送的请求或命令的控制逻辑和/或算法。输入通道和输出通道如图1中的虚线示出。应当理解，单一虚线可表示进入单一元件或从单一元件出去的输入通道和输出通道。此外，从一个元件出去的输出通道可作为通往另一个元件的输入通道操作，并且反之亦然。

用户界面40可被配置为显示多个可选择的车辆模型。可选择的车辆模型可通过制造(例如，福特汽车公司)、型号(例如，野马、f-150、福特、金牛座等)和年份(例如，1967、1982等)来分类。控制器38可被编程来响应于通过用户界面40选择特定车辆模型来调节车辆子系统(例如，电机14、动力转向系统24、悬架系统34等)中的一个或多个的参数以模仿、仿效或仿真选择的特定车辆模型的对应的子系统参数。由于控制器38可控制车辆10的一个或多个子系统来模拟另一个车辆模型的对应的系统，因而控制器38也可被称为仿真器。

可替代地，用户界面40可被配置为显示多个可选择的内燃发动机模型(例如，5.0升发动机)并且控制器38可被编程来响应于通过用户界面40选择特定内燃发动机模型来调节车辆子系统中的一个或多个的参数以模仿、仿效或仿真选择的特定内燃发动机模型的对应的子系统参数。

控制器38可被编程来响应于通过用户界面40选择特定车辆或内燃发动机发动机模型来调节电机14的命令的扭矩(即，车辆子系统参数)以仿真特定车辆或内燃发动机模型的发动机扭矩分布(即，对应的子系统参数)。如果特定车辆或内燃发动机模型的发动机扭矩分布超过电机14的扭矩输出极限，那么控制器38可被编程来调节电机14的扭矩以仿真发动机扭矩分布的未超过电机14的扭矩输出极限的缩小版本。例如并且参考图2，如果选择的特定车辆或内燃发动机模型的发动机扭矩分布48在一些点处超过电机14的扭矩分布46，那么电机14的扭矩可被调节来仿真发动机扭矩分布的未超过电机14的扭矩分布46的缩小版本50。发动机扭矩分布的缩小版本50可对应于未超过电机14的扭矩分布46的最大潜在发动机扭矩分布。

控制器38也可被编程来响应于通过用户界面40命令电机14的扭矩和选择特定车辆模型来间歇地调节电机14的扭矩以基于特定车辆模型的换挡规律来模拟变速器齿轮换挡。一个或多个扬声器44也可由控制器38激活以响应于通过用户界面40命令电机14的扭矩和/或选择特定车辆模型来仿真通常由特定车辆模型的动力传动系统生成的发动机声音、变速换挡声音或任何其他声音。

控制器38可被编程来响应于通过用户界面40选择特定车辆模型来调节动力转向系统24的阻力扭矩(即，车辆子系统参数)以仿真特定车辆模型的转向系统阻力扭矩(即，对应的子系统参数)。更特别地，动力转向系统24的扭矩可被调节来通过借助于电动马达32调节转向柱28中的阻力扭矩来仿真特定车辆模型的转向系统阻力扭矩。动力转向系统24的阻力扭矩可指在转动方向盘26的同时在方向盘26处感受到的阻力扭矩。

控制器38也可被编程来响应于通过用户界面40选择特定车辆模型来调节动力转向系统24的转向比(即，车辆子系统参数)以仿真特定车辆模型的转向比(即，对应的子系统参数)。在线控转向系统中，线控转向系统的控制逻辑的参数可被调节成使得获得所需的仿真转向比。在方向盘与转向轮之间需要机械连杆的转向系统中，仿真转向比可通过包括在多个齿轮(例如，齿轮箱)之间换挡的机构来获得以在转向系统内获得不同转向比。

控制器38可被编程来响应于通过用户界面40选择特定车辆模型来调节悬架系统34的阻尼器36的刚性(即，车辆子系统参数)以仿真特定车辆模型的阻尼器刚性(即，对应的子系统参数)。阻尼器36的刚性可通过更改阻尼器36内的流体压力(如果阻尼器是流体致动的)或通过更改与悬浮在阻尼器36内的流体中的颗粒相互作用的磁场(如果阻尼器是磁性乘坐控制系统的一部分)来调节。

控制器38也可被编程来响应于通过用户界面40选择特定车辆模型来激活仪表板显示屏42以基于特定车辆模型的仪表布局来显示车辆仪表。参考图3，示出了选择的特定车辆模型的代表性仪表板仪表配置。仪表布局可包括与选择的特定车辆模型的仪表布局相同的美学外观。仪表布局也可包括特定仪表，所述特定仪表包括在特定车辆模型的仪表布局中，包括速度计54、转速计56、油表58、温度仪表60、电池电压仪表62等。

应当理解，本文描述的车辆配置仅是示例性的并且并不旨在限制。其他非混合动力、电动或混合动力车辆配置应被解释为如本文所公开的。其他车辆配置可包括但不限于由内燃发动机提供动力的车辆、微混合动力车辆、串联混合动力车辆、并联混合动力车辆、串并联混合动力车辆、插电式混合动力电动车辆(phev)、燃料电池混合动力车辆、电池电动车辆(bev)或本领域普通技术人员已知的任何其他车辆配置。

在说明书中使用的措词是描述用词而非限制用词，并且应当理解，可在不背离本公开的精神和范围的情况下做出各种改变。如先前所述，各种实施例的特征可进行组合以形成可能未明确描述或说明的其他实施例。虽然可能关于一个或多个期望特性已将各种实施例描述为提供优点或优于其他实施例或现有技术实现方式，但本领域普通技术人员应认识到，可折衷一个或多个特征或特性以实现取决于特定应用和实现方式的期望总体系统属性。因而，关于一个或多个特征被描述相较于其他实施例或现有技术实现方式不期望的实施例并非在本公开的范围之外，并且对于特定应用来说可能是期望的。

根据本发明，提供一种车辆，所述车辆具有车辆子系统；用户界面，所述用户界面被配置为显示多个可选择的车辆模型；以及控制器，所述控制器被编程来响应于选择特定车辆模型来调节所述子系统的参数以仿真所述特定车辆模型的对应的子系统参数。

根据实施例，所述子系统是被配置为在所述车辆的动力传动系统内生成扭矩的电机，所述参数是命令的电机扭矩，并且所述对应的子系统参数是所述特定车辆模型的发动机扭矩分布。

根据实施例，所述控制器进一步被编程来响应于所述发动机扭矩分布超过所述电机的扭矩输出极限来调节所述电机扭矩以仿真所述发动机扭矩分布的未超过所述电机的所述扭矩输出极限的缩放版本。

根据实施例，上述发明的进一步特征在于扬声器，其中所述控制器进一步被编程来响应于所述命令的电机扭矩和所述选择特定车辆模型来激活所述扬声器以仿真所述特定车辆模型的发动机声音。

根据实施例，所述扬声器位于所述车辆的外部。

根据实施例，所述扬声器位于所述车辆的内部。

根据实施例，所述控制器进一步被编程来响应于所述命令的电机扭矩和所述选择所述特定车辆模型来间歇地调节所述电机扭矩以基于所述特定车辆模型的换挡规律来模拟变速器齿轮换挡。

根据实施例，所述子系统是动力转向系统，所述参数是所述动力转向系统的阻力扭矩，并且所述对应的子系统参数是所述特定车辆模型的转向系统阻力扭矩。

根据实施例，所述动力转向系统具有电动马达，所述电动马达被配置为在所述动力转向系统中生成扭矩，并且所述动力转向系统的所述阻力扭矩被调节来通过调节所述电动马达的所述扭矩来仿真所述特定车辆模型的所述转向系统阻力扭矩。

根据实施例，所述子系统是动力转向系统，所述参数是所述动力转向系统的转向比，并且所述对应的子系统参数是所述特定车辆模型的转向系统比。

根据实施例，所述子系统是具有可调节的阻尼器的悬架系统，所述参数是所述阻尼器的刚性，并且所述对应的子系统参数是所述特定车辆模型的阻尼器刚性。

根据实施例，所述阻尼器的所述刚性通过更改所述阻尼器内的流体压力来调节。

根据实施例，所述阻尼器的所述刚性通过更改与悬浮在所述阻尼器内的流体内的颗粒相互作用的磁场来调节。

根据实施例，上述发明的进一步特征在于仪表板显示屏，其中所述控制器进一步被编程来响应于所述选择所述特定车辆模型来激活所述显示屏以基于所述特定车辆模型的仪表布局来显示车辆仪表。

根据本发明，提供一种车辆，所述车辆具有车辆子系统；用户界面，所述用户界面被配置为显示多个可选择的发动机模型；以及控制器，所述控制器被编程来响应于选择特定发动机模型来调节所述子系统的参数以仿真所述特定发动机模型的对应的子系统参数。

根据实施例，所述子系统是被配置为在所述车辆的动力传动系统内生成扭矩的电机，所述参数是命令的电机扭矩，并且所述对应的子系统参数是所述特定发动机模型的扭矩分布。

根据本发明，提供一种车辆，所述车辆具有车辆子系统；用户界面，所述用户界面被配置为显示多个可选择的车辆模型；以及仿真器，所述仿真器被编程来响应于选择特定车辆模型来调节所述子系统的参数以仿真所述特定车辆模型的对应的子系统参数。

根据实施例，所述子系统是被配置为在所述车辆的动力传动系统内生成扭矩的电机，所述参数是命令的电机扭矩，并且所述对应的子系统参数是所述特定车辆模型的发动机扭矩分布。

根据实施例，所述子系统是动力转向系统，所述参数是所述动力转向系统的阻力扭矩，并且所述对应的子系统参数是所述特定车辆模型的转向系统阻力扭矩。

根据实施例，所述子系统是具有可调节的阻尼器的悬架系统，所述参数是所述阻尼器的刚性，并且所述对应的子系统参数是所述特定车辆模型的阻尼器刚性。