一种电动车辆及其控制系统的制作方法

所公开的实施例总体上涉及以用户为基础为用户定制车辆控制配置的方式。具体而言，公开了与响应于在加速器踏板的用户输入而定制所提供的输出从而适应用户的驾驶习惯相关的设备和方法。

背景技术：

输入控制通常被设计成适应任意数量的用户的需要。不幸的是，对于一个用户而言可能是方便和容易的控制配置对于另一个用户而言可能是低效率的。车辆的控制踏板是以不同的人为基础可能经历显著使用变化的输入控制一个类型的示例。例如，一些用户可能更倾向于快速停止和启动车辆。存在这些类型驾驶习惯的用户发现较小量的踏板位移产生较大量的发动机或制动器响应会更方便且更直观，而偏爱较平缓加速和制动的用户可能偏爱与响应于给定量的踏板位移而更平缓的功率启动相关联的控制。由于这些原因，为不同客户而定制更多的输入控制是所期望的。

技术实现要素：

本文描述了与被配置成调节用于产生变量输入控制的装置的输出的控制系统相关的各种实施例。本文所述的控制系统为不同客户定制了更多的输入控制。例如，对同一个加速器踏板，不同的驾驶者从初始位置到最终位置产生相同的踏板位移时会有不同的加速控制模式，为不同的驾驶者提供不同的定制，以满足驾驶者对踏板的不同使用习惯，从而使驾驶者获得更舒适的驾驶感受。相应地，对同一个制动器踏板，不同的驾驶者从初始位置到最终位置产生相同的踏板位移时会有不同的制动控制模式，为不同的驾驶者提供不同的定制，以满足驾驶者对踏板的不同使用习惯，从而使驾驶者获得更舒适的驾驶感受。

本文公开了一种电动车辆，其特征在于，所述电动车辆包括：电池；电机，所述电池向所述电机提供电力；车辆控制单元，所述车辆控制单元与所述电机相连，所述车辆控制单元被配置成控制从所述电池到所述电机的功率流动；用于产生变量输入控制的装置，所述用于产生变量输入控制的装置与所述车辆控制单元相连，所述用于产生变量输入控制的装置与所述车辆控制单元电通信并且被配置成接收使所述用于产生变量输入控制的装置在多个控制位置之间转变的用户输入，所述多个控制位置中的每一个控制位置与通过所述电池供应给所述电机的不同功率量相对应；以及处理装置，所述处理装置包括存储器存储装置，所述处理装置与所述车辆控制单元相连，所述存储器存储装置被配置成记录被供应给所述电机的功率量；并且其中，所述车辆控制单元周期性地发送信号以针对所述控制位置中的一个或多个控制位置对从所述电池输送到所述电机的功率量进行调节，使得位于所述变量输入控制的中央范围内的控制位置与由所述存储器存储装置记录的平均功率量相对应。

本文公开了一种控制系统，所述控制系统适用于控制从电池输送到车辆中的电机的功率，其特征在于，所述控制系统包括：用于产生变量输入控制的装置，所述用于产生变量输入控制的装置被配置成当用户将所述用于产生变量输入控制的装置移动到第一控制位置上时发送第一信号并且当所述用户将所述用于产生变量输入控制的装置移动到第二控制位置上时发送第二信号；处理装置，所述处理装置包括存储器存储装置，所述存储器存储装置被配置成记录在所述车辆运行过程中输送到所述电机的功率量；以及车辆控制单元，所述车辆控制单元与所述用于产生变量输入控制的装置、所述处理装置和所述电机相连，所述车辆控制单元被配置成接收来自所述用于产生变量输入控制的装置的所述信号并且传输对从所述电池流动到所述电机的功率进行调节的功率信号，其中，所述车辆控制单元响应于所述第一信号而将供应的功率量调节第一量并且响应于所述第二信号而将供应的功率量调节与所述第一量不同的第二量，所述调节是根据在一段时间周期内所述记录的输送给所述电机的功率量来作出的。

根据以下结合附图进行的详细说明中，本实用新型的其他方面和优点将变得明显，这些附图通过举例方式说明了所描述的实施例的原理。

附图说明

通过以下结合附图的详细说明，将会容易地理解本公开，其中，相同的附图标记表示相同的结构元件，并且在附图中：

图1A示出了适用于所描述的实施例的示例性车辆；

图1B至图1C示出了示例性用户输入装置的运动范围；

图2示出了展示控制系统的框图；

图3A至图3B示出了曲线图表示，其描绘了可以如何调节与各个踏板位置相关联的功率水平；

图4A至图4C示出了替代性配置，其中，不同的曲线形状应用于给定的一组用户输入；

图5A至图5B示出了另一个曲线图，其表示单个用户可以具有多个截然不同的功率输入简档的控制配置；并且

图6示出了一流程图，其描述了车辆控制系统所采用的响应于输入控制来改变所输送的功率量的方法。

具体实施方式

本节描述了根据本申请的方法和设备的代表性应用。提供这些示例仅用于增加背景和帮助理解所描述的实施例。因此，对于本领域的技术人员而言将明显的是，可以在没有这些特定细节中的一些或所有细节情况下实践所描述的实施例。在其他情形下，尚未详细描述公知的过程步骤，以避免不必要地模糊所描述的实施例。其他应用是可能的，由此以下示例不应被认为是限制性的。

在以下详细说明中，参考了附图，这些附图形成说明书的一部分并且其中以图示方式示出了根据所描述的实施例的特定实施例。尽管充分详细地描述了这些实施例以便使本领域的技术人员能够实践所描述的实施例，但应理解的是，这些示例不是限制性的，由此可以使用其他实施例，并且可以在不脱离所描述的实施例的精神和范围的情况下做出多种改变。

任何给定的控制系统提供的反馈可能变化很广。与按照通断状态的更多二进制输入相反，所提供的控制类型和质量在测量输入量的控制系统中可能特别重要。例如，控制杆、踏板和滑动开关通常被配置成提供不同的输入水平。虽然为变量输入控制，但对于控制系统通常使用的范围足够大而允许用户在那个通常使用的范围内作精细控制的情形，这会是有用的。采用控制杆、踏板或滑动开关形式的控制系统通常是线性映射的。线性映射为控制范围的每个部分提供基本上相同的空间量以对控制系统的操作进行控制。当控制系统的正常使用包括在控制系统可选择的输入范围上循环控制系统时，这会是有利的。以此方式，可以以大约相同的精度选择每个范围。然而，当控制系统几乎一直用于在窄的值范围内选择值时，在输入控制的控制位置与功率输出量之间作出线性映射的意义会小得多。在这类使用情况下，线性映射常常浪费可用于在所需范围内进行精细调节的空间。不幸的是，具体控制的不同用户会倾向于以不同方式使用该控制，并且可能并非总是可以选择所有用户共同使用控制系统的单个范围。

前述问题的一个解决方案是为控制系统的具体用户创建简档，然后调节控制系统的响应来适应使用模式。在一些实施例中，这些简档可以被称为调用(pull)文件。这些调用文件是存储与控制系统的使用有关的信息的数据储存库并且可以用于调节控制系统的响应。在一些实施例中，在用户操作控制系统之前，可以使用调用文件中记录的数字来计算用户作出的平均控制输入。当用户运行控制系统时，大部分控制范围可以被映射到该控制范围中该具体用户最常用的部分。可以以任意数量的方式识别用户，例如，包括：(1)通过手动提供识别信息：(2)通过访问装置，用户借助于该访问装置被授权以操作控制系统，该访问装置发送识别信息至控制系统；或者(3)与已认证的使用会话相联系，在该使用会话中，使用用户的登录证书将该用户对控制系统的使用映射到与该用户相关联的调用文件。

在前述公开中，将讨论一种特殊使用情况，其中控制系统采用电动车辆的加速器或制动器踏板的形式。应注意的是，该特定的使用情况不应被认为是限制性的，并且所描述的实施例可以同样好地适用于任何其他类型的可变输入控制系统。在一些实施例中，电动车辆可以包括用户识别装置，该用户识别装置通过检测与该用户相关联并且用于进入和操作该电动车辆的密钥卡来识别该用户。任何时候用户识别装置感测到该具体的密钥卡时，对加速器或制动器踏板作出的输入就可以被记录到具体的调用文件。可替代地，电动车辆可以提醒用户识别信息作为电动车辆的启动例行程序的一部分。可以用任意数量的其他方式完成识别，包括(例如)通过语音辨识、用户携带的个人电子装置的识别、从车辆内的输入控制选择已有的简档或通过汽车内的任何其他传感器识别用户身份。

一旦识别出用户，车辆的处理单元或控制器可以被配置成调节汽车内的至少一个控制系统的性能。在一些实施例中，所调节的控制系统可以采用车辆的加速器踏板的形式。当车辆的加速器踏板没有以机械方式联系至直接改变流向电机的电压的控制机构时，控制器可以调节对于加速器踏板作出的任何给定输入量而提供的能量。对控制器的调节可以被设计成将加速器的位移或向下行程集中在最常用的设置或其附近。例如，如果特定用户将大部分时间花费在以加速器下压全程的约70％来操作车辆，则控制器可以改变加速器踏板响应从而在加速器被下压到半程时提供70％的功率。虽然可以用任意数量的方式来形成这种斜变以实现将常用的功率设置置于踏板行程的中间的这个目标，但一种特别有效的响应形成操作包括形成曲线以使得加速器踏板的下压快速提升功率水平，直到功率变得接近平均功率输出为止，此时，加速器的下压引起相对较小的功率变化。以此方式，用户可以快速到达所需功率水平，然后享受在所需功率范围内增加的控制量。

在一些实施例中，取决于其他因素，例如，地理因素，用户的控制行为可以集中在多个区域。例如，在早上或晚上通勤过程中，驾驶员可以运用一组显著不同的驾驶特征。对驾驶员功率输入水平的分析可以集中于电机功率范围的至少两个显著不同的区域。在这类情况下，踏板位置与功率水平之间的映射可以依赖于地理因素。例如，当导航系统和时间指示通勤行为时，可以建立一个响应简档，而在任何其他时间可以利用另一个响应简档。以此方式，加速器踏板可以被配置成更准确地预测所需的功率水平并且调节功率响应以使期望的用户输入的性能最优化。

可以周期性地对调用文件进行更新。在一些实施例中，可以在每次驾驶车辆时更新响应简档。在一些实施例中，可以连续更新响应简档。在另外的其他实施例中，可由用户改变或更新简档更新速率和采样周期。

以下参照图1A至图6讨论这些和其他实施例；然而，本领域的技术人员将容易认识到，本文中给出的关于这些图的详细说明是仅出于解释性目的而不应被理解为限制性的。

图1A示出了适用于所描述的实施例的示例性车辆100。车辆100可以被设计成用于运送一个或多个乘客并且由车辆100的驾驶员手动控制。在一些实施例中，车辆100可以是电动车辆，该电动车辆具有被配置成驱动车轮102的电机。该电机可以由电池供电并且采用任意数量的形式，包括电刷直流电机、无刷直流电机和感应电机。驾驶员可以沿着图1B中描绘的加速器踏板104的线利用踏板来控制从电池输送到电机的功率量。电机取用从电池接收的功率来将转矩输送给车轮102。图1B示出了车辆100的处于未偏移位置θ₁上的加速器踏板104，在该未偏移位置上，极少功率或没有功率从电池传输至电机，而图1C示出了处于位置θ₂上的加速器踏板104，在该位置上，最大量的能量会被传递到电机。图1B至图1C示出了加速器踏板104的具体运动范围θ，尽管应认识到加速器踏板104的行程距离或位移可以广泛地变化并且所描绘的运动范围不应被解释为限制性的。应该说明的是，加速器踏板104是用于产生变量输入控制的一个示意性的装置，随着加速器踏板104位置的变化，加速器踏板104会造成输入控制的变化。

图2示出一方框图，该方框图示出电动车辆使用的控制系统200。控制系统200包括车辆控制单元202。车辆控制单元202被配置成从电机204接收电机输出机械功率信号和从设置在处理装置207内的存储器存储装置206中接收用户简档数据。电机输出机械功率信号可以允许对电机204的反馈控制。如果发送至电压控制单元212的电机功率命令信号没有从电机204得到预期的功率量，则由车辆控制单元202发送的电机功率命令可以被重新校准，使得电机功率命令导致预期的功率量被输出。在一些实施例中，电机功率命令可以被连续重新校准，使得在电机204处取得预期的功率量。存储在存储器存储装置206内的用户简档数据可以用于调节针对给定的变量输入控制位置而传输的电机功率命令。变量输入控制位置可以是加速器踏板208和/或制动器踏板210的位置。应该说明的是，制动器踏板210是用于产生变量输入控制的另一个示意性的装置，随着制动器踏板210位置的变化，制动器踏板210也会造成输入控制的变化。在一些实施例中，对电机功率命令的调节可以被配置成将常用的功率命令置于变量输入控制的中央范围中。电压控制单元212进而取得电机功率命令并且将其与有待从电池214输送给逆变器216的电能量相关联。然后，电能作为已调节的电池功率被传递到逆变器216。应注意的是，在一些实施例中，在与控制系统200相关联的车辆使用直流电机的情况下，可能不需要逆变器216，在该情况下，电压控制单元212可以直接向电机204提供已调节的电池功率。当利用逆变器216时，该逆变器转换由电压控制单元212供应的直流功率并且将该直流功率转换成适于驱动电机204的交流功率。电机204随后使用在可以电流和电压供应的电力来产生将汽车向前推进的机械功率。

用户识别装置218可以与存储器存储装置206相关联并且被配置成确定选择哪个用户简档。在一些实施例中，用户识别装置218可以包括用于读取用户所携带的识别装置的无线接收器。该识别装置可以采用许多形式，但一些示例包括用于访问该装置或个人电子通信装置的密钥卡，该密钥卡被配置成与识别信息配对并且将识别信息提供给车辆。当用户识别装置218将用户与现有用户简档相关联时，现有用户简档用于使加速器踏板输入最优化以便选择频繁使用的功率水平。当用户识别装置218确定用户正第一次使用车辆时，使用默认简档生成新的用户简档。以此方式，可以清楚地识别用户并且可以选择对应的用户简档。

图3A至图3B示出了曲线图表示，其描绘了可以如何调节与不同踏板位置相关联的功率水平。图3A和图3B中的虚线表示默认简档。图3A示出了在一定时间量内与用户简档1相关联的驾驶员如何倾向于作出平均约85％的输入。通过调节车辆控制单元的输出使得在踏板行程中更早地供应更大功率，车辆的驾驶员可以更容易地取得所需的功率量，如代表用户简档1的实线所示出的那样。此外，通过建立快速上升的斜率，与曲线具有简单的线性斜率时所实现的情况相比，将明显更快地接近所需功率水平。因为驾驶员将少得多的时间花费在较低的功率水平，所以能够在较低功率水平进行精细调节的能力对于在较高功率水平下规则地操作加速器踏板的用户而言成为较低优先级。另外，通过以这种方式形成曲线，踏板行程的在平均功率水平周围的各部分具有更大量的精细调节空间。此外，随着功率变得越来越高，功率水平的可调性和可控制性变得越来越好。图3B示出了与用户简档2相关联的另一个驾驶员如何倾向于作出平均约20％的功率输入。可以形成更稳定地递增的曲线以适应与用户简档2相关联的输入范围类型。以此方式，驾驶员从其中进行大多数驾驶所在的范围内的功率输入的更大控制中受益。虽然功率在曲线的后半段快速增加，但很少使用这些功率范围的驾驶员在这类情形下并不受到关注。应注意的是，车辆在需要时还可以包括用于在默认功率简档与定制简档之间交替的开关。还应注意的是，所描绘的曲线示出了被精确置于50％标记点、或加速器踏板范围中的中心点的平均功率值。可替代地，当与中心点的偏差有助于将更常用的功率设置归组到加速器踏板的中央范围内时，平均功率请求可能与该中心点有偏差。在一些实施例中，加速器踏板的中央范围可以与位于控制输入可能范围的中央三分之一内的控制位置相对应，即，控制范围的33-66％之间的控制位置，尽管其他分类当然是有可能的。

图4A至图4C示出了一种替代性配置，其中，不同的曲线形状应用于给定的一组用户输入。图4A示出了由用户简档3表示的更激进的驾驶简档如何可以被形成为具有当变量输入控制被首次下压时的过程控制区域，进而转变到精细控制区域以及最终更线性的控制区域。这种类型的简档在用户的输入在特定的功率水平周围紧密间隔时可能是有利的。例如，用于长途高速公路运输的车辆可能常使用一致的电机功率量。精细控制区域中的曲线斜率可以被调节，或者精细控制区域的宽度可以被加宽或变窄以涵盖常见的控制输入的某一百分比。例如，精细控制区域可以被配置成涵盖记录至用户简档3的所有输入的70-80％。类似地，图4B和用户简档4示出了类似形状的曲线，该曲线在线性控制区域开始，过渡到精细控制区域并且随后在过程控制区域结束。这一曲线将用户快速带到平均功率水平，此时，输入控制为了精确地获得所需功率量而提供充分的可变性。最后，图4C示出了附加实施例，其中，平均功率输入大约是50％。虽然功率位置与踏板位置之间的线性映射确实将平均功率输入保持在大约50％，但在一些实施例中，可能有用的是调节功率曲线的高端和低端以快速地帮助用户快速地达到所需功率水平和过程控制区域(鉴于它们远没有那么频繁地被采用)。

图5A至图5B示出了另一个曲线图，其示出了单个用户可以具有多个明显不同的功率输入简档的控制配置。例如，所描绘的第1简档可以与具体的地理地点或行驶路线相联系。例如，第1简档可以仅与驾驶员在白天的特定时段在繁忙的公路上通勤上班的那些时间相关联。通过将隔离的用户输入分组到特定的时间和/或地点，简档可以甚至更好地被理想化。类似地，所描述的第2简档可以与需要大量加速度和/或功率的地点或路线相关联。例如，当转至繁忙街道、汇入高速公路斜坡弯道等时快速加速。包括惯性或卫星辅助导航系统的车辆可以从与所描述的该系统一致的系统中获益最大，因为可以将地点和时间连带用户输入一起保存。尽管没有描绘，但当在由控制系统的处理单元识别的地区或情况之外驾驶时，可以采用第3简档。

图6示出了一流程图，其描述了车辆控制系统所采用的响应于输入控制来改变所输送的功率量的方法600。在第一框602，识别操作车辆的用户。可以使用位于车辆内并且与车辆控制系统通信的传感器来进行该识别。在一些实施例中，传感器可以被配置成按照密钥卡、便携式电子装置(例如，装置的识别)、FID标签等检测与用户相关联的个人装置。在一些实施例中，传感器可以是生物计量传感器，该生物计量传感器被配置成基于语音辨识、指纹或任何其他可识别的生物计量签名来确认用户的身份。在框604，一旦识别出车辆的用户，可以从车辆控制系统的存储器存储装置检索与该用户相关联的用户简档。用户简档可以包括将输入控制位置映射到功率输出的响应曲线。可以基于用户作出的、对输入控制的之前的输入来生成该响应曲线。具体而言，存储的数据与用户通过输入控制请求的功率量相对应。该响应曲线将大体上被配置成当可行时将之前的功率请求的大部分置于输入控制可选择的输入的中央范围内。

在框606，与所检索的用户简档相关联的响应曲线用于通过将该响应曲线定义的功率值映射到输入控制的输入控制位置来改变输入控制的响应。在框608，在输入控制处作出的输入被存储到存储器存储装置上的所检索的用户简档。在框610，被记录到存储器存储装置的输入被用于更新用户简档。该过程周期性地返回到框606，从而用用户控制重新映射更新后的用户简档。用户简档被更新的频率可以很大程度地变化。例如，可以在用户简档已偏离加载的简档达到一预定义量之后以预定义间隔或交替地进行更新。5-10％的偏离可以提示用该用户简档重新映射输入控制。在一些实施例中，当用户没有积极参与驾驶车辆时，可以进行对映射的任何更新。例如，重新映射可以被延迟，直到车辆完全停止或者直到车辆重新启动为止。可替代地，车辆可以被配置成通知车辆的驾驶员或者甚至请求进行重新映射，因此在操作车辆时，驾驶员不因输入控制行为的变化而感到惊讶。此外，当输入控制的响应在车辆操作过程中被调节时，与车辆控制单元相关联的处理器可以被配置成在一段时期内逐渐调节变量输入控制的功率/控制位置关联性。以此方式，可以防止驾驶员经历控制输出的突然变化。作为一个实施例，图6中的流程可以存储在存储器存储装置206中，并能被处理装置207执行。

所描述的实施例的各个方面、实施例、实现方式或特征可以单独或者以任意组合来使用。所描述的实施例的不同方面可以由硬件、软件或硬件和软件的组合来实现。所描述的实施例还可以被实施为计算机可读介质上的用于控制生产操作的计算机可读代码或者被实施为计算机可读介质上的用于控制生产线的计算机可读代码。计算机可读介质是可以存储数据的任何数据存储装置，该数据之后可以被计算机系统读取。计算机可读介质的示例包括只读存储器、随机存取存储器、CD-ROM、HDD、DVD、磁带、和光数据存储装置。计算机可读介质还可以分布在联网计算机系统上，使得计算机可读代码以分布方式被存储和执行。

出于解释目的，前述说明使用特定术语以提供对所描述的实施例的透彻理解。然而，对于本领域的技术人员而言，将显而易见的是，不需要特定细节以便实践所描述的实施例。因此，对特定实施例的前述说明是为了说明和描述目的而进行的。其不旨在是穷尽的或将所描述的实施例限制于所公开的精确形式。对于本领域的普通技术人员而言，将显而易见的是，鉴于以上教导内容，许多修改和变化是有可能的。