用于显示车辆里程的方法和设备的制作方法

专利名称：用于显示车辆里程的方法和设备的制作方法
技术领域：
说明性实施例总体涉及用于报告电动车辆(EV)和/或混合动力电动车辆(HEV) 中的荷电状态的方法和设备。
背景技术：
车辆制造商一向致力于优于已经为车辆供给燃料近一个世纪的传统汽油引擎的车辆燃料的替代物。各种流行的新式替代燃料车辆包括混合动力电动车辆(HEV)和电动车辆(EV)。在HEV中，汽油和电池能量的组合用于为车辆提供燃料。这可指以下情况只在电池能量耗尽时使用汽油，或者，可选择地，可在行程中的特定时刻使用汽油以帮助电动系统再充电。在EV中，电动引擎已完全代替汽油引擎。引擎的所有能量来自电源，该电源可通过使用再生系统(诸如再生制动)在行程期间被部分“再充电”。在HEV和EV系统两者中，为车辆提供电能的电池保持当前“荷电状态”。荷电的这种状态表示为“满荷电”的百分数，是“燃料箱水平”的电等同物。然而，与传统基于燃料的车辆不同的是，HEV和EV可具有这样的能力通过在目的地简单地将HEV和EV插入电插座而使所述HEV和EV被“再加燃料”。可选择地，可在充电站给所述HEV和EV充电，尽管与汽油加油站相比，目前存在数量相对较少的充电站。

发明内容
在第一说明性实施例中，一种显示车辆里程的计算机执行方法包括在显示车辆里程的计算系统接收与车辆中剩余的荷电水平对应的输入，所述车辆至少具有可用于车辆行进的部分电动力源。在本说明性实施例中，所述方法还包括使用计算系统并至少部分基于车辆的预定义燃料使用统计来确定车辆至少基于荷电水平可行驶的最大剩余里程。所述说明性方法还包括在与计算系统相关联的显示器上显示重叠在地图上的最大里程边界，所述地图至少包括在里程的中心指示车辆当前位置的指示符。在第二说明性实施例中，机器可读存储介质存储指令，当执行所述指令时，所述指令使计算系统执行说明性方法。该说明性方法包括接收与车辆中剩余的荷电水平对应的输入，所述车辆至少具有可用于车辆行进的部分电动力源。本说明性方法还包括至少部分基于车辆的预定义燃料使用统计来确定车辆至少基于荷电水平可行驶的最大剩余里程。本说明性方法还包括在与计算系统相关联的显示器上显示重叠在地图上的最大里程边界，所述地图至少包括在里程的中心指示车辆当前位置的指示符。在第三说明性实施例中，一种计算机执行方法包括使用车辆计算系统(VCS)确定车辆电池中剩余的荷电水平。本说明性方法还包括使用VCS确定车辆至少基于确定的荷电水平可行驶的最大里程。本说明性方法还包括使用VCS至少显示重叠在地图上的最大里程边界，所述显示步骤至少包括在里程边界内部指示当前车辆位置的指示符。


图I示出HEV的示例性示意图2示出用于报告可用车辆里程的处理的说明性示例；
图3示出EV的说明性示例，并示出当前位置、总里程以及带回程的当前里程；
图4示出HEV的燃料边界确定；
图5示出显示与在图3中显示的信息相似的信息的可选方式；
图6示出考虑到将要专门执行或主要执行何种类型的驾驶的示例性确定；
图7示出用于计算和显示最大驾驶时间的确定的说明性示例；
图8示出可基于可影响燃料效率的因素来对计算进行的附加调整的说明性示例；
图9示出HEV的仪表的说明性示例；
图10示出BEV的仪表的说明性示例。
具体实施方式
按照要求，这里公开了本发明的详细实施例；然而，将理解公开的实施例只是本发
明的示例，所述发明可按多种可改变的形式被实施。附图不必缩放；一些特征可被放大或缩小以显示特定组件的细节。因此，这里公开的特定结构和功能上的细节不被解释为限制，而只是作为用于教导本领域技术人员以各种方式采用本发明的典型基础。现在参照附图，图I是车辆10的简化的示例性示意表示，车辆10可包括引擎12以及电机或发电机14。可通过动力传送装置(在本实施例中为行星齿轮(planetary gear) 装置16)连接引擎12和发电机14。当然，包括其它齿轮组和变速器的其它类型的动力传送装置可被用于将引擎12连接到发电机14。行星齿轮装置16包括环形齿轮18、齿轮架20、 行星齿轮(planet gear) 22以及太阳齿轮24。发电机14还可将扭矩输出到与太阳齿轮24连接的轴26。类似地，引擎12可将扭矩输出到可通过无源离合器32与轴30连接的曲轴28。离合器32可提供抵抗过扭矩情况的保护。轴30可连接到行星齿轮装置16的齿轮架20，环形齿轮18可连接到轴34，轴34 可通过齿轮组38连接到第一组车辆驱动轮或者主驱动轮36。车辆10可包括可用于将扭矩输出到与齿轮组38连接的轴42的第二电机或电动机40。本申请范围内的其它车辆可具有不同电机装置，诸如多于两个或少于两个的电机。 在图I中示出的实施例中，电机装置(即，电动机40和发电机14)都可被用作输出扭矩的电动机。可选择地，每个电机装置还可被用作发电机，将电能输出到高压总线44和能量存储系统46，能量存储系统46可包括电池48和电池控制模块(BCM) 50。电池48可以是能够输出用于操作电动机40和发电机14的电能的高压电池。BCM 50可用作电池48的控制器。可对车辆(诸如车辆10)使用其它类型的能量存储系统。例如，可使用能够既存储电能又输出电能的诸如电容的装置(如同高压电池)。可选择地，可结合电池和/或电容使用诸如燃料电池的装置来为车辆10提供电能。如图I中所示，电动机40、发电机14、行星齿轮装置16以及一部分第二齿轮组38可通常被称为变速器52。为了控制引擎12和变速器52的组件(S卩，发电机14和电动机 40)，可提供通常显示为车辆控制器54的车辆控制系统。虽然车辆控制器54显示为单个控制器，但车辆控制器54可包括可用于控制多个车辆系统的多个控制器。例如，控制器54可以是车辆系统控制器/传动系统控制模块(VSC/PCM)。为此，VSC/PCM的PCM(powertrain control module)部分可以是嵌入VSC/PCM内的软件，或者PCM部分可以是独立硬件装置。控制器区域网络(CAN) 56可允许控制器54与变速器52和BCM 50通信。正如电池48包括BCM 50，由控制器54控制的其它装置可具有它们自己的控制器。例如，引擎控制单元(ECU)可与控制器54通信并可执行对引擎12的控制功能。此外，变速器52可包括 变速器控制模块(TCM)，被配置为调节变速器52中的特定组件(诸如发电机14和/或电动机40)的控制。这多种控制器中的一些或全部可组成根据本申请的控制系统。虽然在作为 HEV的车辆10的背景下示出并描述了本申请的实施例，但应理解本申请的实施例可在其它类型的车辆(诸如由内燃引擎单独供能、由电动电动机单独供能或者由燃料电池供能的车辆)上实现。还在图I中示出制动系统58、油门踏板60以及空调系统62的简化示意性表示。 制动系统58可包括以下项，例如，制动踏板、位置传感器、压力传感器或制动踏板、位置传感器、压力传感器中的两者的特定结合)以及用于实现摩擦制动的与车轮(诸如车轮36) 的机械连接。制动系统58还可包括再生制动系统,其中，在电池48中将制动能量捕犹并存储为电能。类似地，油门踏板60可包括可与控制器54通信的一个或多个传感器(如同制动系统58中的传感器)。空调系统62还可与控制器54通信。空调系统的接通/断开状态可被发送到控制器54，并且，空调系统的接通/断开状态可基于例如操作者操纵的开关的状态，或者可基于由空调系统62基于诸如车窗除霜的相关功能进行的自动控制。除了以上描述之外，车辆10可包括下面详细描述的可向车辆10的驾驶者提供相关车辆内容的信息显示器64。如图I中所示，信息显示系统可包括控制器54和信息显示器 64。信息显示器64还可包括它自身的控制系统(出于参考的目的，可以是显示控制单元)。 虽然控制器54还可用作信息显示器的控制系统，但是显示控制单元可与控制器54通信并可对信息显示器64执行控制功能。控制器54可被配置为接收与车辆10的当前操作情况相关的输入，控制器54可将输出提供给显示控制单元，从而信息显示器64将驾驶效率信息或其它与车辆I0的操作相关的信息传送给驾驶者。信息显示器64可布置在车辆10的仪表板(未示出)内，诸如在仪表面板或中心控制区中。此外，信息显示器64可以是另一显示系统(诸如导航显示系统)的一部分，或可以是专用信息显示系统的一部分。信息显示器64可以是液晶显示器(LCD)、等离子显示器、有机发光显示器(OLED)或任何其它合适的显示器。信息显示器64可包括触摸屏，用于接收与信息显示器64的选择的区域相关联的驾驶者输入。信息显示系统还可包括一个或多个按钮(未示出)，包括硬键或软键，所述一个或多个按钮定位为与信息显示器64相邻以实现驾驶者输入。也可在不脱离本申请的范围的情况下采用本领域普通技术人员已知的其它操作者输入。作为附加方式，或可选方式，诸如PC、游牧装置(诸如但不限制于蜂窝电话、智能电话、PDA等)或其它具有显示器的装置的远程计算系统可用作信息显示器。与这里公开的说明性实施例相关联的步骤的一些或全部处理也可发生在所述远程计算系统上。
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这里公开的说明性实施例的实现可被记录在编程代码中，所述编程代码存储在机器可读存储介质(诸如但不限制于计算机盘、CD、DVD、硬盘驱动器、可编程存储器、闪速存储器以及其它暂时或永久存储源)中。编程代码的运行可使执行处理器以示例性方式执行这里描述的一个或多个方法。在图2中示出的第一说明性实施例中，在201，荷电显示系统接收到“荷电状态”请求。该荷电显示系统可以是可在车辆导航显示器上进行访问的系统，或者该荷电显示系统可以是诸如桌上型PC或游牧装置(诸如但不限制于蜂窝电话或智能电话)的系统。响应于荷电状态请求，在203，荷电显示系统确定车辆的电池(或其它燃料电池、 供能系统等)的当前荷电水平。如果荷电显示系统是车辆机载的，则该确定可通过对车辆网络的调用(诸如但不限制于通过CAN总线)来完成。如果显示系统远离车辆，则确定荷电状态的操作可能将包含车辆自身的询问。该确定可基于保存在远程源(诸如远程网络)上的“最后知晓”信息，或者该确定可从通过车辆网络连接与车辆发起的实时通信得到。在“实时通信”示例中，车辆将其当前荷电水平报告回远程源。一旦已知当前荷电水平，在205，荷电显示系统就可计算车辆的可行进里程。在一个说明性实施例中，计算的里程只包含针对电能的可行进里程(例如，如果车辆是具有汽油和电能两者的车辆，则不考虑汽油水平)。在另一说明性实施例中，计算电能和汽油(如果可用)能量的总里程。当已知总里程时，在207，可容易地计算往返里程。在第一说明性实施例中，相比于一组用于特定车辆的基本性能统计，总里程和往返里程两者的计算是相对简单的使用当前荷电水平的计算。在更详细的实施例中，可在确定最大里程和最大“往返”里程时考虑各种因素(包括但是不限制于天气、交通量、速度限制等)。在至少一个说明性实施例中，当计算剩余距离(DTE)时可考虑几个因素。这些因素可包括但是不限制于 用于在车辆上电时解决已知DTE精确性问题的修正量/车辆条件，包括用于在驾驶时调弱这些修正量的策略(例如，预期天气控制使用)。 对基于对潜在剩余里程的粗略估计的历史车辆操作“窗户(window) ”的加权。 例如，如果剩余里程较少，则可向最近驾驶的英里给予更大的权重。 在零可用电池能量之前指示确保剩余燃料可行驶O英里的策略。 处理限能电池的策略。·电子路径DTE系统精确性。 最大DTE不可超过与公告的可用能量容量相乘的运行平均能量节约值 (economy)。 温和/适中/激进等的驾驶风格识别。 基于编入导航系统的路线里数的调整。然后，在本说明性实施例中，在209，荷电显示系统随后显示“最大”里程，包括“无回程记号的点”。当然，该里程假设沿途不向车辆充电。反而，在该实施例中，总可行驶里程以及大约在所述里程的一半路程处存在“无回程的点”的记号被显示(可能重叠在地图上) 给用户。在更复杂的显示版本中，还可扩充为出现已知加油点，并存在作为替代燃料的汽油坐寸O图3示出EV的说明性示例，其示出当前位置、总里程和带回程的当前里程。在本说明性示例中，显示系统基于当前荷电水平确定(或被提供)EV的最大里程。 然后，该最大里程可以图形方式显示为地图重叠。键标显示出车辆301、带回程的里程305 以及总EV里程307的标识。在地图重叠上，也示出这些标识。在图3中可看到，小指示符309标记车辆的当前位置。大虚线圆313标记车辆基于当前荷电的最大当前里程。在车辆当前位置和最大里程边界之间的一半路程(或者大约一半路程)，第二虚线示出如果用户还想反悔起始位置的当前最大里程。这种有益处的信息显示可允许车辆驾驶者容易并迅速地证实他们能否到达可再充电的目的地(例如，作为非限制项，在最大里程内的任何点)，或他们能否驾驶到目的地然后返回(例如，作为非限制项，在带回程的EV里程内的任何点)。在图4中示出的第二说明性显示将示出HEV的确定。在本说明性实施例中，键标再次示出为用户401、EV里程403和总里程405做出的标识。在本实施例中，显示为重叠在地图上的圆407的EV里程403是在不切换到汽油能量的情况下用户可以前进的距离。因此，例如，如果用户想尽可能地靠电力行驶，则用户可容易地查看只靠电力行驶或主要靠电力行驶可到达的目的地。同时，车辆还具有汽油容量，并且最大总里程在地图上显示为411。这是通过充分挖掘车辆的电动燃料供应和汽油燃料供应从用户当前位置407可到达的里程。由于用户至少将能够在沿着他们的路线的某个地方找到汽油加油站的可能性较大，因此用户可容易地在视觉上确定在沿路线的哪个点之前他们需要停下来加油。虽然没有画出，但是在本地图上也可显示“往返”里程，即使(如上面指出的)，多个汽油加油站的存在可使用户更可能在沿途的某个点拥有容易加油的选择。图5示出显示与在图3中显示的信息相似的信息的可选方式。在本说明性示例中， 图例示出里程显示中最里面的点501是用户，中间点可识别为“无回程的点”503，并且最大里程是用户可以前进的最远处505。此外，地图上的重叠示出用户的车辆在点507的当前位置。到最大里程的一半路程处，做出“无回程的点”的标识。假设用户不能停车和给车辆充电，则一旦过了该点，则可能将已经消耗大于当前剩余荷电的一半的荷电，从而用户将不能返回比由该线条标识的距离更远的距离。因此，除非用户知道由线条509标识的边界和由线条511标识的边界(车辆可前进的最远处)之间的充电点，否则不建议用户行驶过由线条509标识的边界。虽然针对基于预定义的车辆规格的一般确定讨论了里程的显示，但是可采用更精练的计算。例如，图6示出考虑到将要专门执行或主要执行何种类型的驾驶的示例性确定。 在本说明性实施例中，在601,确定系统可确定用户在表面道路(surface road)上能够行驶的最长距离。在603，所述系统还可确定用户在高速路上(高速路上的燃料效率通常与表面道路上的燃料效率不同)可能行驶的最长距离。然后，在本说明性实施例中，确定引擎可查看到来的显示请求是表面道路显示请求(在605)还是高速路显示器请求(在609)。依据显示请求的类型，系统能够显示在表面道路上的里程(在607)或在高速路上的里程(在611)。作为可选方式或附加方式，系统可显示两种类型的里程(针对不同道路类型)，并且/或者所述系统能够为用户显示包括特定输入的混合平均值或指示特殊或典型驾驶的道路类型的预定义的组合。图7示出用于计算并显示最长驾驶时间的确定的说明性示例。可以是以下情况 考虑随时间的能量使用，车辆的效率被测量或可被测量。在这样的示例中，基于车辆型号的预定义数字或特定车辆的已知数字，可确定车辆靠当前荷电可行驶多远。因此，也显示该信息是有益处的。在本说明性示例中，在701，确定引擎以与计算最长地理里程非常相同的方式计算驾驶时间范围。然后，在703，驾驶时间范围可被显示。驾驶时间范围可显示为多个同心圆 (与地理里程一起或者以任何其它合适的方式)。通过拥有诸如这种可用信息的信息，用户可以知道假如例如白天的某个时间到达特定物理地点大概需要多长时间。然后用户可以更好地确定靠当前荷电是否能够到达那个地点。图8示出可基于可影响燃料效率的因素对计算做出的附加调整的说明性示例。虽然这里使用交通量和天气作为说明性示例，但是它们只是为了说明性目的，并非意于限制本发明的范围。在本示例性实施例中，在801，一个或多个附加因素被输入到决定引擎。在本实施例中，那些因素包括但不限制于交通量水平和天气情况。虽然交通量水平和天气情况中的每个被显示为三个示例性水平，但这仅是完成该确定的一个示例性方式，并非意于将交通量和/或天气数据的使用限制为这样的三层条纹。在本实施例中，基于在801提供的交通量输入，系统确定对于将要做出确定的给定里程存在低水平的交通量(在803)、中等水平的交通量(在805)还是高水平的交通量 (在807)。由于交通量会变化很大，因此大致基于例如但不限制于白天的某个时间和一周的某一天来表征交通量是有益处的。也就是说，在星期一的早上9:00，在市中心，可适当地将交通量表征为“高”，而在星期天的下午3:00，在郊区，一般可将交通量表征为“低”。可使用这样的产生方法，或者可基于实际数据或实际数据的总和来估计实际交通量数据并做出确定。如果存在应做出调整的交通量水平，则在809，系统基于交通量来调整确定的里程，然后检查任何其它剩余因素。在本说明性实施例中，天气也作为因素被考虑，因此系统检查天气报告(或其它输入数据源)以确定天气是“好”(在811)、“温和”(在813)还是“严酷”(在815)。此外， 虽然在本实施例中，只通过示例的方式检查了产生的三个水平的天气，但是与交通量一起， 可考虑更多特定数据，诸如温度、降雨量水平等。如果需要基于已知天气水平做出调整，则在817计算该调整，然后系统处理任何其它可能已经被输入的附加扩充因素。可影响驾驶时间的附加因素允许系统基于当前荷电更准确地描绘潜在里程，并可向驾驶者提供附加的做决定能力。图9示出HEV的仪表的说明性示例。在本说明性实施例中，可除了地图环类型的显示之外附加显示仪表900，或者可显示仪表900来代替所述地图环类型的显示。在本实施例中，仪表显示出剩余燃料里程905。这是使用燃料的近似剩余总里程。 该计量表没有包括EV里程，相反，EV里程包括(在本实施例中)在第二计量表903中，被显不为仪表的一部分。在本示例中，条907表示行驶到目的地并返回所需的EV能量的量。因此,例如,在本示例中大概会需要相当于14英里的电能以行驶到目的地并返回。在本实施例中，如果除电能之外还需要汽油，则可向驾驶者提供不仅可使用电能的指示。这可按照多个合适的方式来实现，所述方式包括但不限制于将指示符条向下移动到仪表的燃料部分，将第二条置于仪表的燃料部分等。如果指示符条在空白区901中，则它指示估计的行程超出期望的汽油和电能之间可用的总里程。在这样的示例中，驾驶者可通过能量使用策略来保留部分电能，并且仪表可基于当前燃料水平以及荷电状态来显示用于示出目的地可行、不太可行还是不可行等的指示ο以上只是适合于实现说明性实施例的燃料仪表的一个非限制示例，并且只为了示例性目的而被提供。图10示出BEV的仪表的说明性示例。在本说明性示例中，汽车没有第二汽油燃料源。空白区1001示出已经使用的能量(仪表1000在全满时表示全满荷电)。第二区1003显示剩余的总能量。指示符条1005示出将使用多少剩余能量。如果所述条在空白区中，则车辆不太可能或不能使用剩余能量到达目的地。区间1007示出在完成旅途时的计划荷电状态(SOC)。该部分可基于可能以合理的状态、几乎用尽的状态还是可能用尽的状态到达目的地来改变颜色。虽然本实施例中的条1005随着将可能消耗更多能量而上升，但是所述条也可以随着将可能消耗能量而下降，从而当行程完成时指示空白区1001的可能的结束水平。因此，在这样的示例中，如果所述条在区1003的底部，则驾驶者知道不太可能剩下足够的能量来完成行程。此外，在本示例中，条表示从起点到目的地并返回的往返行程。条还可简单地表示单向行程中剩余的计划荷电。虽然以上描述了示例性实施例，但是这些实施例描述并非意在描述本发明的所有可能形式。而是，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，并且应理解在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。此外，可结合多种实现实施例的特点以形成本发明的其它实施例。
权利要求
1.一种显示车辆里程的计算机执行的方法，包括在显示车辆里程的计算系统接收与车辆中剩余的荷电水平对应的输入，所述车辆至少具有可用于车辆行进的部分电动力源；使用计算系统至少部分基于车辆的预定义燃料使用统计来确定车辆至少基于荷电水平可行驶的最大剩余里程；在与计算系统相关联的显示器上显示重叠在地图上的最大里程边界，所述地图至少包括在里程的中心指示车辆当前位置的指示符。
2.如权利要求I所述的方法，其中，所述车辆是电动车辆。
3.如权利要求I所述的方法，其中，所述车辆是混合动力电动车辆。
4.如权利要求I所述的方法，其中，所述计算系统包括安装在车辆上的车辆导航显示器。
5.如权利要求I所述的方法，其中，所述计算系统是远程个人计算机。
6.如权利要求I所述的方法，其中，所述计算系统包括在游牧无线装置中。
7.如权利要求I所述的方法，还包括显示重叠在地图上的带回程的最大里程边界，其中，带回程的最大里程边界标识车辆可行驶的最大距离并且仍然具有足够的剩余燃料返回当前位置。
8.如权利要求I所述的方法，其中，显示最大里程的步骤包括显示最大电动里程边界和第二远最大总里程边界，其中，所述计算步骤还包括至少部分基于荷电水平和汽油水平或其它剩余燃料来计算最大总里程。
9.如权利要求I所述的方法，其中，确定步骤还基于一个或多个当前天气情况。
10.如权利要求I所述的方法，其中，确定步骤还基于一个或多个当前交通量情况。
11.如权利要求I所述的方法，其中，预定义燃料使用统计基于车辆的制造和型号。
12.如权利要求I所述的方法，其中，预定义燃料使用统计基于特定车辆的已知燃料使用统计。
13.如权利要求I所述的方法，还包括至少基于当前荷电水平计算车辆的最大剩余行驶时间并在显示器上显示所述最大剩余行驶时间。全文摘要
一种用于显示车辆里程的方法和设备，所述方法包括接收与车辆中剩余的荷电水平对应的输入，所述车辆至少具有可用于车辆行进的部分电动力源。所述方法还包括至少基于荷电水平来确定车辆可行驶的最大剩余里程。所述方法还包括显示重叠在地图上的最大里程边界，所述地图至少包括在里程的中心指示车辆当前位置的指示符。
文档编号B60K35/00GK102582439SQ20121000539
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月4日 优先权日2011年1月6日
发明者保罗·欧迪格海尔瑞, 大卫·L·瓦特森, 安吉娜·L·瓦特森, 德瑞克·哈托, 戴尔·吉尔曼, 杰弗里·艾兰·格林伯格, 林恩·克瑞德尔, 格瑞格·萨德维格, 赖安·斯卡夫, 里斯丽·伯德纳 申请人:福特全球技术公司