专利名称：用于指示机动车辆的能量使用的效率水平的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于向车辆中的乘客指示机动车辆的能量使用的效率水平的系 统和方法。
背景技术：
众所周知，需要减少车辆的能量使用。减少车辆的能量使用可改善车辆的发动机 燃料经济性同时延长以电池为动力的车辆中的蓄电池(例如，输出电能的高电压电池)的 寿命。此外，减少车辆的能量使用可减少来自车辆的不期望的排放。
发明内容
提供一种用于向车辆中的乘客指示机动车辆的能量使用的效率水平的系统和方 法。所述系统包括计算机可读的存储介质、与存储介质连通的控制器、与控制器电连通的显 示单元和内部照明系统。控制器接收多个能量使用信号并且处理能量使用信号，以获得能量使用量的指 示。在保持车辆的给定的操作模式期间能量使用量的指示可受车辆中的乘客控制。能量使 用量可表示用于使机动车辆加速的能量、用于保持机动车辆的速度的能量、用于提供机动 车辆中的空气调节的能量、用于满足机动车辆中的附件负载的能量以及机动车辆减速所产 生的电能中的至少一个。控制器基于用于车辆的给定的操作模式的能量使用量确定车辆的能量使用的效 率水平。效率水平可表示建立给定的操作模式所需要的能量使用的最小量与被消耗以建立 给定的操作模式的能量使用量的关系。控制器可处理能量使用量，以获得归一化的量，归一化的量表示与机动车辆的给 定的操作模式有关的能量使用量的总和。控制器基于归一化的量与预定的极值之间的比较 获得效率水平。控制器可在保持机动车辆的给定的操作模式期间控制机动车辆中的一个或多个 操作，以改变至少一个能量使用量。内部照明系统使用环境光照亮乘客舱的至少一部分。环境光具有包括亮度和颜色 的限定的特性。环境光的特性中的至少一个特性指示效率水平。当乘客专注于控制机动车 辆从一个地点到另一个地点时，环境光的特性中的至少一个特性可允许向乘客告知效率水 平。内部照明系统可包括门灯、车顶灯、搁脚空间灯、仪表面板灯、饮料保持器灯、旋钮灯、按 钮灯或者装饰灯。控制器可基于效率水平控制环境光的亮度和颜色中的至少一个。当控制器确定效 率水平低于预定的效率水平时，控制器可使环境光的颜色从表示保守的能量使用的颜色变 成表示积极的能量使用的颜色。控制器可基于表示用于使车辆加速的能量、用于保持车速 的能量、用于提供车辆中的空气调节的能量或者它们的组合的能量使用量中的一个能量使 用量改变环境光的亮度和颜色中的至少一个。此外，控制器可基于表示车辆减速所产生的电能的能量使用量中的一个能量使用量改变环境光的亮度和颜色中的至少一个。显示单元显示车辆的效率水平的图形表示。显示单元可显示相对于图形测量的至 少一个能量使用量的图形表示，以显示效率水平的图形表示。图形测量可指示预定的极值。另外，一旦乘客已被告知由环境光的特性中的至少一个特性指示的效率水平，则 显示单元可允许乘客查看图形表示。所述方法包括处理多个能量使用信号，以获得能量使用量的指示。每个能量使用 量表示在保持机动车辆的给定的操作模式期间乘客可控制的能量的量。基于用于车辆的给 定的操作模式的能量使用量确定车辆的能量使用的效率水平。所述方法还包括使用环境 光照亮车辆乘客舱的至少一部分并且显示车辆的效率水平的图形表示。环境光具有包括亮 度和颜色的限定的特性。环境光的特性中的至少一个特性指示效率水平。例如，所述方法 可包括基于效率水平控制环境光的亮度和颜色中的至少一个。所述方法可包括显示相对于图形测量的至少一个能量使用量的图形表示，以显 示效率水平的图形表示。改变这一个能量使用量会改变相对于图形测量的能量使用量的图 形表示。另外，所述方法可包括处理能量使用量，以获得归一化的量，并且将归一化的量与 预定的极值进行比较，以获得效率水平。归一化的量表示与机动车辆的给定的操作模式有 关的能量使用量的总和。
图1是示出用于指示机动车辆的能量使用的效率水平的系统的示意图，所述系统 包括内部照明系统、显示单元以及用于确定效率水平的控制器；图2是示出车辆的具有显示单元和至少一部分内部照明系统的乘客舱的立体示 图；图3是示出系统的具有效率水平的至少一个图形表示的显示单元的示意图；图4是示出指示效率水平的方法的流程图；图5是示出获得能量使用量的方法的流程图；图6是示出获得极值的方法的流程图；图7是示出确定效率水平的方法的流程图。
具体实施例方式本发明的实施例总体上提供了用于向车辆中的乘客指示机动车辆的能量使用的 效率水平的系统和方法。当车辆在使用能量时，车辆中的乘客可期望或需要基于车辆的操 作模式实时指示车辆使用能量的效率如何。环境光(ambient light)和至少一个图形表示 被用于向乘客指示效率水平。参照图1，提供系统10，用于指示机动车辆的能量使用的效率水平。系统10包括 计算机可读的存储介质12 (在下文中，称为“存储器”)、控制器14或一些其它类型的可编 程逻辑装置、内部照明系统16以及显示单元18。系统10及其操作方法以一体的方式描述， 以易于理解本发明的各方面。继续参照图1，存储器12存储系统10使用的用于指示效率水平的信息或数据。例 如，存储器12可存储嵌入了该方法或将该方法编码的计算机程序或算法。控制器14与存储器12连通，以访问存储在存储器12中的信息或数据。如图1所示，存储器12可以是控 制器14的一部分。然而，存储器12可被设置在系统10的控制器14可访问的任何合适的 部分中。系统10的存储器12除了存储计算机程序或算法之外，系统10的存储器12还可 存储关于车辆中的各部件的信息或数据，以实施该方法。如图1所示，控制器14总体上被示出为车辆系统控制器20(在下文中，称为 “VSC”)。然而，控制器14可以是与VSC 20分开的控制器。此外，尽管控制器14被示出为单 个硬件装置，但是控制器14可包括多个硬件装置形式的多个控制器，或者包括一个或多个 硬件装置内的多个软件控制器。例如，控制器14可包括VSC 20、动力系控制模块(PCM) 22、 环境控制模块24、附件(accessory)控制模块26、照明控制模块28、显示控制模块30或者 这些的组合，这取决于系统10的构造。如图1所示，控制器14被构造成接收多个能量使用信号。能量使用信号嵌入在指 示车辆已使用的能量或者即将使用的能量(例如，在获得能量使用信号的200毫秒内)的 信息或数据中或者使用所述数据或信息编码。控制器14可接收来自控制器14内的内在的 能量使用信号、来自车辆中的一个或多个部件的外在的能量使用信号，或者内在的能量使 用信号和外在的能量使用信号两者，这取决于系统10的构造。例如，VSC 20, PCM 22、环境 控制模块24、附件控制模块26、照明控制模块28、显示控制模块30、制动踏板传感器32、加 速踏板传感器34或者这些的组合可向控制器14提供能量使用信号。例如，加速踏板传感 器34可提供与用于使车辆加速的能量有关的信息或数据。类似地，PCM 22可提供与动力 系输出功率、车辆的燃料消耗、电池功率消耗或者这些的组合有关的信息或数据。控制器14处理能量使用信号，以获得能量使用量的指示。控制器14可周期性地 (例如，每50毫秒至60秒)获得能量使用量的指示，这取决于系统10的构造。至少一些能 量使用量表示在保持车辆的给定的操作模式的同时车辆中的乘客可控制或影响的能量，因 此，所述至少一些能量使用量可被称为“主动”能量的量。其他能量使用量可指示在驾驶车 辆从一个地点到另一个地点的过程中车辆的驾驶者不能直接且立刻控制的能量或者不能 指望车辆的驾驶者直接控制的能量，因此，所述其他能量使用量可被称为“被动”能量的量。 能量使用量的指示可指示车辆已使用或者在接下来的200毫秒内将使用多少燃料或电能。 另外，控制器14可在保持车辆的给定的操作模式的同时控制车辆中的一个或多个操作，以 改变至少一个主动能量的量，这是基于被动能量使用。被动能量使用确定车辆的给定的操作模式，而主动能量使用与乘客在车辆的给定 的操作模式期间可控制的能量使用有关。控制器14可基于被动能量使用确定车辆的给定 的操作模式。由于控制器14可基于被动能量使用确定车辆的给定的操作模式，所以给定的 操作模式是基于具有各种信息或数据的一个或多个信号，所述各种信息或数据诸如胎压信 息、动力系操作温度信息、PRNDL位置信息(即，用于驻车档、倒车档、空挡、驱动档以及低速 驱动档的换挡选择)、地形信息、坡度信息、环境信息、车辆的其他操作模式信息或者这些的 组合。增加的被动能量使用降低了车辆的能量使用效率，而降低的被动能量使用提高了能 量使用效率。驾驶者在驾驶过程中可能不能控制车辆的胎压。因此，胎压影响车辆的被动能量 使用，从而影响车辆的给定的操作模式。当胎压信息指示车辆的至少一个轮胎处于低胎压 时，控制器14可将车辆的给定的操作模式确定为降低的效率模式。低胎压可增加车辆的滚动阻力，因此，可增加车辆的被动能量使用，并且可改变车辆的给定的操作模式。控制器14可基于动力系操作温度信息确定车辆的给定的操作模式。动力系操作 温度信息指示至少一个动力系部件(例如，车辆中的发动机或电机)在合适的温度范围之 外操作。动力系的次优(sub-optimal)操作温度增加了寄生阻力(例如，粘性油阻力、密封 阻力等)。由于不指望驾驶者在车辆操作的过程中直接控制动力系的操作温度以提高车辆 的能量使用效率，所以增加的寄生阻力增加了车辆的被动能量使用。因此，动力系操作温度 可改变车辆的给定的操作模式。车辆的给定的操作模式可基于PRNDL位置信息。控制器14可基于换挡选择(例 如，车辆是否在驻车档、倒车档、空挡、驱动档以及低速驱动档)确定车辆的给定的操作模 式。由于在车辆操作的过程中不指望驾驶者换档以提高车辆的能量使用效率，所以换档选 择被认为是被动能量使用因素。 此外，控制器14可基于地形、坡度和/或环境信息确定车辆的给定的操作模式。控 制器14可从与系统10连通的任何数量的合适的装置或控制器接收这样的信息。例如，与 基于定位的系统或导航系统连通的附件控制模块26可向系统10提供地形、坡度以及环境 fn息ο地形信息指示在其上操作车辆的行驶表面或地形的类型。地形信息可包括车辆是 否在铺装路、泥路或其他类型的路面上。与车辆行驶在不规则或颠簸的行驶表面上相比，通 常车辆使用更少的能量行驶在平滑的行驶表面上。地形信息可以是被动能量使用因素，这 取决于情况，这是因为可能不指望驾驶者改变车辆行驶的地形。坡度信息指示行驶表面的斜度或坡度。例如，坡度信息可指示车辆在斜坡上或者 在相对陡峭的斜坡上上坡/下坡。上坡坡度需要来自车辆的更多的功率，以使车辆加速。 同样地，保持车辆上坡的速度需要比保持车辆缓慢下坡的速度更多的能量。此外，用于驱动 车辆上坡的额外的能量可能不会在车辆下坡时全部恢复，这降低了车辆的整体能量使用效 率。与地形信息一样，坡度信息可以是被动能量使用的因素。环境信息指示车辆的行驶表面的状况。例如，环境信息可包括车辆被暴露所处的 基于天气的信息。例如，基于天气的信息可指示行驶表面是否潮湿、干燥、滑、热、冷等。行驶 表面的状况影响车辆的被动能量使用。例如，差的道路状况可增加车辆的滚动阻力，因此， 降低了车辆的能量使用效率。另外，行驶在极冷或极热的环境中可降低车辆的最优能量使 用效率。例如，极冷的电池提供能量的效率可能比在室温下的电池提供能量的效率低。由 于可能不指望车辆的驾驶者改变车辆被暴露所处的环境，所以环境信息可被认为是确定车 辆的给定的操作模式的被动能量使用的因素。控制器14可在车辆操作的过程中周期性地(例如，每50-200毫秒)确定或更新 车辆的操作模式，这取决于系统10的构造。周期性地更新车辆的操作模式可给系统10提 供用于指示在操作车辆时能量使用的效率水平的更新的信息。例如，系统10可每50毫秒 或更短的时间来更新车辆的操作模式，以提供效率水平的实时指示。控制器14可处理能量使用量，以获得归一化的量(normalized amount)。该归一 化的量表示与车辆的给定的操作模式有关的能量使用量的总和。例如，控制器14可对主动 能量的量求和，以获得归一化的量。能量使用量的指示中的一个指示可表示用于使车辆加速的能量。由于车辆中的乘客可控制用于使车辆加速的能量，所以用于使车辆加速的能量可被认为是主动能量的量。 当车辆进行更大的加速时，车辆使用更多的能量。因此，车辆在高加速度时(例如，在6秒内 从0加速到60mph)的能量效率变得比在低加速度时(例如，在15秒内从0加速到60mph) 的能量效率低。控制器14可基于加速踏板位置、动力系输出功率、车辆的燃料消耗、电池功 率消耗或者这些的组合确定用于使车辆加速的能量。能量使用量中的另外一个能量使用量可表示用于保持车速的能量。由于车辆中的 乘客可控制用于驱动车辆的能量，所以用于保持车速的能量可被认为是主动能量的量。当 车辆处于更大的速度时，车辆需要更多的能量来保持车速。因此，当车辆保持高速度时(例 如，70英里/小时(mph))的能量效率变得比当车辆保持低速度时(例如，35mph)的能量效 率低。控制器14可基于动力系输出功率、车辆的燃料消耗、电池功率消耗、车辆的气动阻力 或者它们的组合确定用于保持车速的能量。例如，控制器14可以以与车速的平方成比例地 确定车辆的气动阻力。能量使用量中的至少一个能量使用量可表示用于提供车辆中的空气调节的能量。 车辆中的空气调节可包括加热、冷却或者选择性地加热和冷却乘客舱中的空气。另外，车辆 中的空气调节可包括通风、过滤或者对车辆中的空气的其他改善。由于车辆中的乘客可控 制用于调节车辆中的空气的能量，所以用于提供车辆中的空气调节的能量可被认为是主动 能量的量。当车辆提供更大的空气调节时，车辆使用更多的能量。以更大的速率进行空气 调节可以是或大或小的能量效率，这取决于车辆中的空气调节系统。例如，以最大水平设置 环境控制可比中间环境控制设置消耗的能量多并且能量效率更低。控制器14可基于电池 功率消耗或能量使用信息(来自环境控制模块24、附件控制模块26或者环境控制模块24 和附件控制模块26两者)确定用于提供车辆中的空气调节的能量。能量使用量中的一个或多个能量使用量可表示用于满足车辆中的附件负载的能 量。例如，附件负载可包括娱乐系统、导航系统、插入式出口负载、信息系统、收音机、座椅加 热器、音频系统、音频/视频系统以及车辆中的其他能量使用系统。由于车辆中的乘客可控 制用于满足车辆中的附件负载的能量，所以用于满足车辆中的附件负载的能量可被认为是 主动能量的量。控制器14可基于电池功率消耗或来自附件控制模块26的能量使用信息确 定用于满足车辆中的附件负载的能量。能量使用量中的另外一个能量使用量可表示车辆减速所产生的电能。例如，可在 车辆的再生制动期间获得车辆减速所产生的能量，在车辆的制动期间车辆的动能被转换成 电能。由于车辆中的乘客可控制车辆的制动作用或车辆制动的速率，所以车辆减速所产生 的电能可被认为是主动能量的量。控制器14可基于来自动力系控制模块22、制动踏板传感 器32或者动力系控制模块22和制动踏板传感器32两者的信息或数据确定车辆减速所产 生的电能。控制器14基于获得的能量使用量和车辆的给定的操作模式确定车辆的能量使用 的效率水平。控制器14可基于建立给定的操作模式所需要的能量使用的最小量以及已经 被消耗以建立给定的操作模式的能量使用量确定效率水平。例如，如果操作处于驻车档的 车辆所需要的能量使用的最小量是70能量单位并且用于操作处于驻车档的车辆的能量的 量是100能量单位，则效率水平是70%。类似地，如果操作以65mph行驶的车辆所需要的能 量使用的最小量是90能量单位，并且用于操作以65mph行驶的车辆的能量的量是100能量单位，则效率水平是90%。控制器14可将归一化的量与预定的极值进行比较，以获得能量使用的效率水平。 预定的极值可以是可用于实现车辆的给定的操作模式的能量的最大或最小水平。取决于系 统10的构造，能量的最大或最小水平可用作归一化的量的参照，以获得效率水平。例如，如 果在给定的操作模式期间归一化的量是150能量单位，并且以给定的操作模式操作车辆只 需要100能量单位(即，能量的最小水平)，则控制器14可确定车辆的效率水平处于降低的 效率水平(例如，50%)，这是因为使用了比需要的能量更多的能量。在另一个示例中，如果 在给定的操作模式期间归一化的量是99能量单位，并且车辆可在给定的操作模式下使用 100能量单位(即，能量的最大水平)来操作车辆，则控制器14可确定车辆的效率水平处 于降低的效率水平，这是因为在保持给定的操作模式期间正在使用的量(即，99能量单位) 在可使用的能量的最大水平(即，100能量单位)的预定范围内(例如，10能量单位)。控制器14可利用存储器12中的最大和最小能量水平。可选地，控制器14可从存 储在存储器12中的等式计算极值或者从存储在存储器12中的查找表查找极值。另外，控制 器14可将每个能量使用量分类或分组成用于显示单元18以图形显示的一组能量使用量。如图1所示，内部照明系统16与控制器14电连通。图1示出了将控制器14和内 部照明系统16电连接的照明控制模块28。然而，控制器14可直接连接到内部照明系统16 并且包括照明控制模块28的功能，以控制内部照明系统16。参照图2，车辆中的内部照明系统16可包括门灯40、车顶灯42、搁脚空间灯 (foot-well light)44、仪表面板灯46、饮料保持器灯48、旋钮灯50、按钮灯52、开关灯54、 装饰灯56、方向盘灯58、柱灯60或者这些灯的组合。门灯40可包括地图袋灯62、刮擦面 板灯(scuff panel light)64或者在车辆的门上的其他灯。车顶灯42可包括天窗灯66、 顶灯68或者在车辆的顶蓬上的任何其他灯。装饰灯56可包括车辆中的强光灯或仪表板 (dash)-装饰灯。柱灯60可包括在A柱70、B柱72、C柱(未示出)上的灯或者这些灯的 组合。此外，内部照明系统16的灯可给从乘客舱可见的多个部件提供背光。在操作中，内部照明系统16利用环境光照亮乘客舱的至少一部分。图2示出了从 内部照明系统16发出的环境光，所述环境光具有包括亮度和颜色的限定的特性。例如，亮 度可在0. 001cd/m2和300000cd/m2之间。颜色可以是红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、紫色，或 者任何其他颜色，或者可从可见光谱得到的颜色的组合。内部照明系统16的环境光的特性中的至少一个特性指示效率水平。更具体地，环 境光的亮度、环境光的颜色或者环境光的亮度和颜色两者可用于指示车辆的能量使用的效 率水平。另外，环境光可根据存储在存储器12中的预定的模式脉动或变化，以向车辆中的 一个或多个乘客指示效率水平。再次参照图2，控制器14可基于效率水平控制环境光的亮度和颜色中的至少一 个。例如，当控制器14确定效率水平低于预定的效率水平时，控制器14可使环境光的颜色 从表示保守的能量使用的颜色变成表示积极的能量使用的颜色。在这样的示例中，表示保 守的能量使用的颜色可以是绿色，而表示积极的能量使用的颜色可以是红色。此外，当效率 水平低于效率阈值或预定的效率水平(例如，95%)时，控制器14可使环境光从绿色变成 红色。可选地，控制器14可随着效率水平改变而逐渐地改变环境光的颜色。因此，取决于 系统10的构造，车辆中的乘客可看见环境光的颜色从一个颜色不连续地或连续地变成另一个颜色。例如，颜色可沿预定的颜色梯度连续地改变。当控制器14确定效率水平低于预定的效率水平时，控制器14可使环境光的亮度 从表示保守的能量使用的低亮度变成表示积极的能量使用的更高的亮度。在这样的示例 中，表示保守的能量使用的亮度可以是暗淡的，而表示积极的能量使用的亮度可以是明亮 的。此外，当效率水平低于效率阈值或预定的效率水平时，控制器14可使环境光的亮度从 暗淡变成明亮。可选地，控制器14可随着效率水平改变而逐渐地改变环境光的亮度。因 此，取决于系统10的构造，车辆中的乘客可看见环境光的亮度从一个亮度不连续地或连续 地变成另一个亮度。例如，亮度可沿预定的亮度梯度连续地改变。控制器14可基于一个或多个能量使用量改变环境光的亮度和颜色中的至少一 个。能量使用量可表示在保持车辆的给定的操作模式期间用于使车辆加速的能量、用于保 持车速的能量、用于提供车辆中的空气调节的能量、车辆减速所产生的电能或者车辆中的 乘客可控制的其他主动能量的量。来自内部照明系统16的环境光允许向车辆中的乘客告知在车辆操作期间的效率 水平。更具体地，内部照明系统16可允许乘客专注于驾驶或控制车辆从一个地点到另一个 地点，同时对环境光具有周边观察，因此，看见车辆的能量使用的效率水平。再次参照图1，显示单元18与控制器14电连通。图1示出了显示控制模块30将 控制器14和显示单元18电连接。然而，控制器14可直接连接到单元18并且包括显示控 制模块30的功能，以控制显示单元18。参照图3，显示单元18向车辆中的乘客显示效率水平的一个或多个图形表示74。 一旦乘客已基于来自内部照明系统16的环境光被通知、被警告、理解或者以其他方式被告 知效率水平，则显示单元18可允许车辆中的乘客查看图形表示74。如图3所示，显示单元18可将效率水平的图形表示74显示成能量使用图形76和 图形测量78的组合。能量使用图形76是至少一个能量使用量的图形表示。当显示时，图 形76和图形测量78之间的相对位置指示效率水平，以向乘客告知效率水平。图3示出了四种不同类型的能量使用图形76 加速能量使用图形80、速度能量使 用图形82、空气调节能量使用图形84以及附件负载能量使用图形86。图3的每个图形测量78被示出为从标有“最差”的一端到标有“最佳”的相对端 的范围内的滑动标尺88。取决于显示单元18的构造，滑动标尺88可具有或可不具有文字。 图形测量78可以是相对于能量使用图形76可见的任何类型的图形参照，以显示效率水平 的图形表示74。图形测量78可指示预定的极值，以显示效率水平的图形表示74。更具体地，在保 持车辆的给定的操作模式期间滑动标尺88的标有“最差”的端部可将预定的极值指示为可 由车辆中的诸如空气调节系统的装置使用的能量的最小水平。因此，显示单元18可在保持 车辆的给定的操作模式期间允许车辆中的乘客查看效率水平的图形表示74，以向乘客示出 可改变哪个能量使用量，从而减少归一化的量。继续参照图3，至少一个光源(可以是内部照明系统16的一部分)可照亮显示单 元18中的图形测量78的照明部分90或者给照明部分90背光。图3的照明部分90可包 括标有“最差”的端部、标有“最佳”的相对端以及图形测量78的大体上位于标有“最差”的 端部与标有“最佳”的端部之间的中间部分92。图3的照明部分90从标有“最差”的端部朝着图形测量78的中间部分92向内逐渐变细。类似地，照明部分90从标有“最佳”的相 对端朝着图形测量78的中间部分92向内逐渐变细。参照图4，流程图100示出了指示机动车辆的能量使用的效率水平的方法的步骤。 除了图4中示出的步骤之外，诸如控制器14的可编程逻辑装置可编程有附加步骤，以提供 附加功能。参照图4，在讨论指示能量使用的效率水平的方法以及其他方法的整个过程中参 照图1-3中示出的系统10及其部件，以易于理解本发明的各方面。可通过计算机算法、机器 可执行代码或者编程到车辆的合适的可编程逻辑装置(例如，控制器14、VSC 20、PCM 22、 环境控制模块24、附件控制模块26、照明控制模块28、显示控制模块30或者它们的组合) 中的软件程序实现指示效率水平的方法。在流程图100的步骤102，获得能量使用信号。控制器14可从车辆中的任何合适 的部件或部件的组合获得能量使用信号。例如，控制器14可内在地或从VSC 20、PCM 22、环 境控制模块24、附件控制模块26、照明控制模块28、显示控制模块30、制动踏板传感器32、 加速踏板传感器34或者它们的组合接收能量使用信号。在步骤104，处理能量使用信号。控制器14可实时地或基于周期(例如，每50毫 秒)处理能量使用信号，以提供能量使用的效率水平的实时指示。控制器14可处理能量使 用量，以获得表示与车辆的给定的操作模式有关的能量使用量的总和的归一化的量。在步骤106，获得至少一个能量使用量。控制器14可从VSC 20,PCM 22、环境控制 模块24、附件控制模块26、照明控制模块28、显示控制模块30获得能量使用量，或者从执行 步骤104的控制器14获得能量使用量。在流程图100的步骤108，获得至少一个极值。控制器14可基于在给定的操作条 件期间可使用的能量的最大量或者保持给定的操作条件所需要的能量的最小量计算或查 找极值。在步骤110，确定至少一个效率水平。控制器14可基于在步骤106中获得的能量 使用量以及车辆的给定的操作模式确定车辆的能量使用的效率水平。例如，可基于建立给 定的操作模式所需要的能量使用的最小量以及已被消耗以建立给定的操作模式的能量使 用量确定效率水平。在步骤112，将在步骤110中确定的效率水平与预定的效率水平进行比较。控制 器14可从存储器12获得预定的效率水平或基于车辆的给定的操作模式计算预定的效率水 平。在步骤114，照亮乘客舱的至少一部分。内部照明系统16可使用环境光照亮乘客 舱的至少一部分。环境光具有包括亮度和颜色的限定的特性。环境光的特性中的至少一个 特性指示效率水平。环境光的亮度、颜色或者亮度和颜色两者可指示效率水平。在步骤116，显示效率水平的图形表示。显示单元18可向车辆中的乘客显示效率 水平的一个或多个图形表示78。尽管顺序地示出了流程图100中的各步骤，但是在实际应用中，可以以不同的顺 序执行(包括同时执行)这些步骤的一些或全部步骤。此外，预期的是，考虑到车辆的各种 情况，可重复执行该方法。参照图5，流程图118示出了获得能量使用量的方法的步骤。获得能量使用量的方法可用在流程图100的步骤106中。取决于系统10的构造，控制器14可周期性地(例如， 每50毫秒至60秒)获得每个能量使用量。在流程图118的步骤120，确定用于车辆加速的能量使用量。控制器14可基于加 速踏板位置、动力系输出功率、车辆的燃料消耗、电池功率消耗或者它们的组合确定用于使 车辆加速的能量。例如，控制器14可从加速踏板传感器34接收与用于使车辆加速的能量 有关的信息或数据，以确定用于使车辆加速的能量。在步骤122，确定用于保持车速的能量使用量。控制器14可基于动力系输出功率、 车辆的燃料消耗、电池功率消耗、车辆的气动阻力或者它们的组合确定用于保持车速的能 量。例如，控制器14可以与车速的平方成比例地计算车辆的气动阻力。在步骤124，确定用于空气调节的能量使用量。控制器14可基于电池功率消耗或 来自环境控制模块24和/或附件控制模块26的能量使用信息确定用于提供车辆中的空气 调节的能量。在步骤126，确定用于附件负载的能量使用量。控制器14可基于电池功率消耗或 来自附件控制模块26的能量使用信息确定用于满足车辆中的附件负载的能量。在流程图118的步骤128，确定用于产生电能的能量使用量。控制器14可基于来 自动力系控制模块22、制动踏板传感器32或者动力系控制模块22和制动踏板传感器32两 者的信息或数据确定车辆减速所产生的能量。参照图6，流程图130示出了获得一个或多个能量使用极值的方法的步骤。获得能 量使用极值的方法可用在流程图100的步骤108中。在流程图130的步骤132，基于车辆的给定的操作模式获得指示用于使车辆加速 的最大或最小能量使用的极值。控制器14基于车辆的给定的操作模式获得用于车辆加速 的极值。在步骤134，基于车辆的给定的操作模式获得指示用于保持车速的最大或最小能 量使用的极值。控制器14基于车辆的给定的操作模式获得用于保持车速的极值。在步骤136，基于车辆的给定的操作模式获得指示用于提供车辆中的空气调节的 最大或最小能量使用的极值。控制器14基于车辆的给定的操作模式获得用于提供车辆中 的空气调节的极值。在步骤138，基于车辆的给定的操作模式获得指示用于满足车辆中的附件负载的 最大或最小能量使用的极值。控制器14基于车辆的给定的操作模式获得用于附件负载的 极值。在步骤140，基于车辆的给定的操作模式获得指示车辆减速所产生的最大或最小 能量的极值。控制器14基于车辆的给定的操作模式获得用于产生电能的极值。车辆的再 生制动可用于产生用于车辆的电能。继续参照图6，控制器14可访问存储器12，以查找在流程图130的步骤132、134、 136、138以及140中获得的极值中的至少一个。可选地，控制器14可基于获得的能量使用 量以及车辆的给定的操作模式计算在步骤132、134、136、138以及140中获得的极值中的至 少一个。参照图7，流程图150示出了确定至少一个效率水平的方法的步骤。确定至少一个 效率水平的方法可用在流程图100的步骤110中。
在步骤152，处理能量使用量。控制器14可同时或以任何合适的顺序处理能量使 用量。另外，取决于系统10的构造，控制器14可周期性地(例如，每50毫秒至60秒)处
理能量使用量。在步骤154，获得归一化的量。归一化的量表示与车辆的给定的操作模式有关的能 量使用量的总和。例如，归一化的量可表示用于使车辆加速的能量、用于保持车速的能量、 用于提供空气调节的能量、用于满足附件负载的能量、车辆减速所产生的能量的总和或者 这些能量的组合的总和。控制器14可在执行步骤152之后获得归一化的量或者从控制器 14的另一个操作获得归一化的量。在步骤156，可基于归一化的量和在步骤108中获得的极值确定效率水平。控制器 14可将归一化的量与极值进行比较，以获得能量使用的效率水平。预定的极值可以是可用 于实现车辆的给定的操作模式的能量的最大或最小水平。尽管在流程图118、130以及150中示出的各步骤似乎是按时间顺序发生，但是这 些步骤中的至少一些步骤可以以不同的顺序发生，并且可同时执行或者根本不同时执行一 些步骤。另外，可通过计算机算法、机器可执行代码或者编程到车辆的合适的可编程逻辑装 置(例如，控制器14或者车辆中的其他控制器)中的软件程序实施获得能量使用量的方法 (图5)、获得能量使用极值的方法(图6)、确定至少一个效率水平的方法(图7)或者这些 方法的组合。用于向乘客指示车辆的能量使用的效率水平的系统和方法具有很多优点(包括 未在此提到的优点)。一个优点可包括使用环境光向乘客告知车辆的能量使用的效率并且 提供效率水平的图形表示。环境光的特性中的一个或多个特性指示效率水平。因此，乘客 可看见环境光，并且可基于环境光的特性向乘客告知效率水平。环境光允许乘客被告知效 率水平，而不需要乘客将其视线从路面移开。此外，效率水平的图形表示可向乘客告知是什 么影响能量使用的效率水平。在保持车辆的给定的操作模式期间乘客可基于图形表示控制 车辆中的一个或多个操作，以改变至少一个主动能量的量。虽然已经示出并描述了本发明的实施例，但是意图不是这些实施例示出并描述了 本发明的所有可能的形式。相反，说明书中使用的词语是描述性的词语而不是限制性的词 语，并且应理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种改变。
权利要求
1.一种用于向乘客指示具有乘客舱的机动车辆的能量使用的效率水平的系统，所述系 统包括计算机可读的存储介质；控制器，与存储介质连通，所述控制器被构造成在保持机动车辆的给定的操作模式期 间接收多个能量使用信号，并且处理能量使用信号，以获得乘客能够控制的能量使用量的 指示，并且基于用于机动车辆的给定的操作模式的能量使用量确定机动车辆的能量使用的 效率水平；内部照明系统，与控制器电连通，以使用环境光照亮乘客舱的至少一部分，所述环境光 具有包括亮度和颜色的限定的特性，所述环境光的特性中的至少一个特性指示效率水平；显示单元，与控制器电连通，以向乘客显示机动车辆的效率水平的图形表示。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，当乘客专注于控制机动车辆从一个地点到另一 个地点时，所述环境光的特性中的至少一个特性允许向乘客告知效率水平，一旦乘客已被 告知由所述环境光的特性中的至少一个特性指示的效率水平，则显示单元允许乘客查看图 形表示。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，效率水平表示建立给定的操作模式所需要的能 量使用的最小量与被消耗以建立给定的操作模式的能量使用量的关系。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，显示单元显示相对于图形测量的至少一个能量 使用量的图形表示，以显示效率水平的图形表示。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，控制器还被构造成处理能量使用量，以获得归一 化的量，并且将所述归一化的量与预定的极值进行比较，以获得效率水平，所述归一化的量 表示与机动车辆的给定的操作模式有关的能量使用量的总和。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，显示单元显示相对于指示预定的极值的图形测 量的至少一个能量使用量的图形表示，以显示效率水平的图形表示，所述显示单元在保持 机动车辆的给定的操作模式期间允许乘客查看效率水平的图形表示，从而减小归一化的 量。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，能量使用量表示用于使机动车辆加速的能量、用 于保持机动车辆速度的能量、用于提供机动车辆中的空气调节的能量、用于满足机动车辆 中的附件负载的能量以及机动车辆减速所产生的电能中的至少一个。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，控制器被构造成在保持机动车辆的给定的操作 模式期间控制机动车辆中的一个或多个操作，以改变至少一个能量使用量。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，控制器被构造成基于效率水平控制所述环境光 的亮度和颜色中的至少一个。
10.一种用于向乘客指示具有乘客舱的机动车辆的能量使用的效率水平的系统，所述 系统包括计算机可读的存储介质；控制器，与存储介质连通，所述控制器被构造成在保持机动车辆的给定的操作模式期 间接收多个能量使用信号并且处理能量使用信号，以获得乘客能够控制的能量使用量的指 示，乘客能够控制所述能量使用量使机动车辆加速、保持机动车辆的速度、提供机动车辆中 的空气调节、满足机动车辆中的附件负载以及从机动车辆减速产生电能，所述控制器还被构造成处理能量使用量，以获得归一化的量，并且将所述归一化的量与预定的极值进行比 较，以获得机动车辆的能量使用的效率水平，所述归一化的量表示与车辆的给定的操作模 式有关的能量使用量的总和；内部照明系统，与控制器电连通，以使用环境光照亮乘客舱的至少一部分，所述环境光 具有包括亮度和颜色的限定的特性，所述环境光的特性中的至少一个特性指示效率水平；显示单元，与控制器电连通，以向乘客显示机动车辆的效率水平的图形表示，所述图形 表示包括相对于向乘客指示预定的极值的图形测量的所述归一化的量的图形表示， 其中，控制器被构造成基于效率水平控制所述环境光的亮度和颜色中的至少一个。
全文摘要
本发明提供一种用于向车辆中的乘客指示机动车辆的能量使用的效率水平的系统。所述系统包括计算机可读的存储介质、控制器、内部照明系统以及显示单元。控制器处理能量使用信号，以获得车辆的给定的操作模式以及乘客可控制的能量使用量的指示。控制器基于能量使用量和给定的操作模式确定车辆的能量使用的效率水平。内部照明系统使用环境光照亮乘客舱的至少一部分，环境光具有包括亮度和颜色的限定的特性，环境光指示效率水平。显示单元显示效率水平的图形表示。
文档编号B60K35/00GK102126472SQ20111000977
公开日2011年7月20日 申请日期2011年1月12日 优先权日2010年1月18日
发明者史蒂文·A·达莱登, 吉米·H·卡帕迪亚, 威廉·保罗·伯金斯, 理查德·M·艾萨克斯, 艾伦·丹尼斯·多不里登, 阿兰·麦克唐纳德, 雷纳塔·迈克拉·阿森奥特 申请人:福特全球技术公司