专利名称：用于提醒驾驶者动力系统将要启动的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于提醒驾驶者动力系统将要启动的方法和系统。
背景技术：
混合电动车具有可以是内燃机或者氬燃料电池的发动才几和牵引电池。牵 引电池和发动机提供功率以使车辆运动。在一些情况下，牵引电池是车辆的 主要动力源。例如，牵引电池可专门提供功率，以支持低速到中速驱动。在 其它情况下，如果驾驶者对功率的需要超过牵引电池的能力，则可以用来自 发动机的功率补充来自于牵引电池的功率。例如，牵引电池和发动机可提供 功率来支持高速驱动。
混合电动车的驾驶者会希望仅在电动模式下驱动。但是，驾驶者可能没 有意识到对额外功率的需要会导致发动机的启动。
发明内容
本发明的实施例可以采用 一种用于提醒驾驶者动力源将要启动的方法的
形式。车辆包括动力源和具有阈值位置的加速器踏板。所述方法包括确定 动力源是否启动；如果动力源没有启动并且加速器踏板将要超过阈值踏板位 置，则通过加速器踏板给驾驶者提供触觉反馈。
本发明的实施例可以采用 一种用于提醒车辆的驾驶者动力源将要被启动 的系统的形式。所述车辆包括第一动力源和第二动力源。所述系统包括具 有阈值踏板位置的加速器踏板，超过所述阈值踏板位置，第二动力源将被启 动。所述系统还包括至少一个控制器，所述至少一个控制器被构造成确定第 二动力源是否启动。所述至少一个控制器还被构造成如果第二动力源没有启 动并且加速器踏板将要超过阈值踏板位置，则通过加速器踏板提供触觉反馈。
虽然示出并描述了根据本发明的示例性实施例，^f旦是这种^^开不应该被 解释为限制权利要求。可以预见，在不脱离本发明的范围的情况下，可以做 出各种修改和可选择的设计。
图1是根据本发明特定实施例的示例性车辆控制系统的一部分的框图。 图2是驾驶者需要的功率与图1的加速器踏板的加速器踏板位置的关系 的示例性图。
图3A和图3B是在踏板打开方向踏板作用力与图1的加速器踏板的踏板
位置的关系的示例性图。
图4是驾驶者需要的功率与图1的加速器踏板的加速器踏板位置的关系 的另一示例性图。
图5是图1的加速器踏板和车辆系统控制器的截面的示意图。
图6是根据本发明特定实施例的用于设置加速器踏板触觉位置的方法的
流程图。
图7是根据本发明特定实施例的用于提醒驾驶者发动机将要启动的方法 的流程图。
具体实施例方式
加速器踏板在踏板行进过程中可提供作用力冲击(effort bump)(例如， 增加的踏板力)。作用力沖击表示有效的电池推进功率极限。动力系(powertrain) 控制系统可在作用力沖击之前提供踏板行进的电池推进。但是，电池推进会 容易受到影响，而忽略这些条件，例如，电池的低充电状态和发动机的低温。 动力系控制系统可与电池推进结合在作用力冲击之上为踏板行进提供发动机 推进。
加速器踏板作用力可通过例如电子反馈而被固定或变化。如果加速器踏 板作用力被固定，则踏板作用力在作用力冲击之前和之后会相同或不同。如 果加速器踏板作用力变化，则踏板作用力消耗(effort)和偏移(offset)与踏 板转动的关系可以是可编程的。此外，驾驶者可选择作用力冲击的特点，例 如，电子启动/失效。
图1是示例性的车辆控制系统10的一部分的框图。车辆系统控制器 (VSC) 12读取发动机系统14的开/关状态、电池系统16的充电和放电极限 的状态以及与车辆附件20有关的附件载荷(例如，空调变频器)等。在其它 实施例中，超电容器或者其它电存储装置可被用于代替电池系统16。类似的，在其它实施例中，燃料电池或者其它能源系统可以被用于代替发动机系统14。
VSC 12可通过控制器局域网络(CAN )或者其它适合的通信链路与发动机系 统14、电池系统16和车辆附件20通信。如以下所述，VSC12使用这种信息 来给驾驶者提供触觉反馈(例如，增加的踏板作用力、振动等)。
图2是驾驶者需要的功率与加速器踏板位置的关系的示例性图。当加速 器踏板位置增加时，驾驶者需要的功率通常增加。这种信息可被存储在查阅 表中，例如，被存储在与VSC 12相关的存储器中。这种信息还可被存储在远 离VSC 12并(例如)通过CAN被访问的存储器中。
被VSC 12读取的信息可以被用于与图2中绘制的信息结合，以确定踏 板位置，超过该踏板位置，会需要来自发动机系统14的功率以支持驾驶者对 功率的需求。来自电池系统16的有效的动力的极限可通过电池的放电极限与 任意附件载荷之间的差来建立
放电极限-附件载荷=仅电动极限
在一些情况下，这个极限可以被用于确定加速器踏板22的触觉位置。在 一个示例中，电池系统16的放电极限是20kw，附件20的附件载荷是5kw。 这样产生电池系统16的15kw的仅电动极限。驾驶者需要的15kw以上的功 率将必须由发动4几系统14的启动提供。
从图2中可以看到，驾驶者需要的15kw功率对应于400计数(count) 的加速器踏板位置。如以下所述，踏板作用力可增加大约350-400计数，以 提醒驾驶者发动机系统14将要启动。
在其它情况下，可以在电池系统16的^f叉电动4及限之前更加有效地从发动 机系统14才是供动力。例如，车辆测试、仿真和/或分析可显示即4吏电池系 统16的仅电动极限大于12kw，当驾驶者需要的功率超过12kw时也可以更加 有效地从发动机系统14提供功率。这种仿真和/或分析可以基于电池的化学 性质、电池温度、车辆能源系统的电路效率以及其它因素。
从图2中可以看到，驾驶者需要的12kw的功率对应于350计数的加速 器踏板位置。如以下所述，踏板作用力可增加大约350计数，以提醒驾驶者 发动才几系统14将要启动。
电池系统16的高充电状态，可以增加发动机效率阈值。例如，对于充电状态 超过65%的情况，发动机效率阈值可从12kw增加到14kw。作为另一示例，对于电池系统16的低充电状态，可以降低发动机效率阈值。例如，对于充电
状态小于35%的情况，发动机效率阈值可从12kw减小到10kw。
图3A和图3B是加速器踏板力与加速器踏板位置的关系的示例性图。图 3A显示了在触觉位置踏板力的正跳(step-up)。图3B显示了踏板力在触觉位 置附近的正跳和负跳(step-down)。
图4是驾驶者需要的功率与加速器踏板位置的关系的示例性图。触觉位 置在踏板行进中是固定点。在该示例中，触觉位置被固定在300计数。踏板 映射穿过触觉位置。例如，如果发动机系统14将在驾驶者需要12kw以上的 功率时启动，则踏板映射将被曲线拟合，使得300计数的踏板位置与驾驶者 需要的12kw的功率一致。例如，如果发动机系统14将在驾驶者需要18kw 以上的功率时启动，则踏板映射将被曲线拟合，使得300计数的踏板位置与 驾驶者需要的18kw的功率一致。例如，固定的踏板位置可被移除到尖端之 夕卜。
VSC 12可使用线性插值法或者其它曲线拟合技术，以曲线拟合踏板映 射。例如，VSC 12可使用线性插值来限定最小踏板位置和触觉位置之间的踏 板映射。VSC 12可使用n阶多项式来限定触觉位置和最大踏板位置之间的踏 板映射。
图5是图1的加速器踏板22的截面的示意图。弹簧24帮助加速器踏板 22返回其正常位置。位置传感器26将加速器踏板22的位置通过CAN传送 给VSC12。力发生器(例如，能够对运动产生阻抗的螺线管电动机或者其它 装置)与可变电压源30电连接。随着电压的增加，踏板作用力增加。VSC 12 与可变电压源30通过电压进行踏板作用力命令通信。这些踏板作用力命令控 制可变电压源30以实现例如图3A或图3B中的踏板作用力与踏板位置的关 系。
图6是用于设置加速器踏板的触觉位置的方法的流程图。在方框32的步 骤，电池的放电极限被读取。在方框34的步骤，附件载荷被读取。在方框 36的步骤，仅电动才莫式的极限被确定。在方框38的步骤，发动机效率阈值 被读取。在方框40的步骤，仅电动模式极限的最小值和发动机效率阈值被确 定。在方框42的步骤，基于在方框40的步骤确定的最小值来设置触觉位置。 或者，在方框44的步骤，确定发动机效率阈值是否小于仅电动模式的极限。 如果发动机效率阈值小于仅电动模式的极限，则在方框46的步骤读取电池的充电状态。在方框48的步骤，基于发动机效率阈值和电池充电状态来设置触
觉位置。如果发动机效率阈值不小于仅电动模式的极限，则在方框50的步骤， 基于仅电动模式的极限设置触觉位置。
图7是用于提醒驾驶者发动机将要启动的方法的流程图。在方框52的步 骤，确定发动机是否开启。如果发动机关闭，则加速器踏板位置在方框56的 步骤被读取。在方框58的步骤，确定加速器踏板是否将要超过触觉位置。如 果加速器踏板将要超过触觉位置，则在方框60的步骤提供触觉反馈。如果加 速器踏板没有要超过触觉位置，则该方法再次开始。参考方框54,如果电池 没有开启，则该方法结束。
虽然已经示出并描述了本发明的实施例，但是这些实施例没有意在示出 和描述本发明的所有可能形式。相反，在说明书中使用的词语是描述性词语， 而不是限制性词语，应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可 以进4于各种改变。
权利要求
1、一种用于提醒车辆的驾驶者第二动力源将要被启动的系统，所述车辆包括第一动力源和第二动力源，所述系统包括具有阈值踏板位置的加速器踏板，超过所述阈值踏板位置，第二动力源将被启动；至少一个控制器，被构造成确定第二动力源是否启动；如果第二动力源没有启动并且加速器踏板将要超过阈值踏板位置，则通过加速器踏板提供触觉反馈，从而提醒车辆的驾驶者第二动力源将要被启动。
2、 如权利要求l所述的系统，其中，所述至少一个控制器还被构造成确 定第一动力源的动力能力，其中，阈值踏板位置基于所述动力源能力。
3、 如权利要求2所述的系统，其中，第一动力源包括电池，动力能力基 于所述电池的放电功率极限。
4、 如权利要求l所述的系统，其中，第二动力源具有启动功率阈值，阈 值踏板位置基于所述启动功率阈值。
5、 如权利要求4所述的系统，其中，第二动力源包括发动机。
6、 如权利要求l所述的系统，其中，第一动力源包括电池，阈值踏板位 置基于所述电池的充电状态。
7、 如权利要求l所述的系统，其中，所述加速器踏板具有踏板作用力， 触觉反馈包括踏板作用力的增加。
8、 如权利要求7所述的系统，其中，踏板作用力的增加在踏板位置的预 定范围持续。
9、 如权利要求l所述的系统，其中，阈值踏板位置被固定。
全文摘要
本发明提供一种用于提醒驾驶者动力系统将要启动的方法和系统。加速器踏板给车辆的驾驶者提供发动机将要启动的反馈。该反馈与加速器踏板的阈值位置相关。该阈值位置可以是固定的，踏板映射曲线拟合以穿过阈值位置。该阈值位置可改变，并且取决于电池的动力能力的最小值和发动机的启动功率阈值。
文档编号B60K26/02GK101423025SQ20081016842
公开日2009年5月6日 申请日期2008年10月7日 优先权日2007年10月31日
发明者威廉·大卫·特莱汉, 迈克尔·保罗·林德保尔 申请人:福特全球技术公司