用于显示电动模式状态的车辆仪表及方法

专利名称：用于显示电动模式状态的车辆仪表及方法
技术领域：
本发明总地涉及车辆仪表，更特别地，涉及与可操作在电动模式(例如混合电动车 (HEV)) 一起使用的车辆仪表。
背景技术：
当驱动混合电动车(HEV)或类似车辆时，驾驶员可能想知道他们在车辆从电动模式转变为其它替代模式之前他们可接合加速踏板多少。例如，驾驶员可能想知道，基于当前操作条件，车辆距引起车辆从电动模式变为发动机模式的发动机起动事件有多近。通过知道这点，驾驶员能够将车辆保持在电动模式更长的时间周期，从而提高车辆的燃料效率。还存在用来将该信息显示或展现给驾驶员的其它原因。

发明内容
根据一个实施例，提供了一种显不车辆电动模式状态的方法。所述方法可包括如下步骤(a)从非油门传感器接收非油门传感器读数，并使用该非油门传感器读数来确定车辆仪表的第一仪表分配(gauge allocation) ； (b)从油门传感器接收油门传感器读数， 并使用该油门传感器读数来确定所述车辆仪表的第二仪表分配；(C)使用所述第一和第二仪表分配来确定所述车辆的电动模式状态；以及(d)使用所述车辆仪表显示所述车辆的电动模式状态，其中所述车辆可操作于电动模式和至少一个替代操作模式。根据另一实施例，提供了一种显示车辆电动模式状态的方法。所述方法可包括如下步骤(a)从连接至用于车辆推进的高压电池的电池传感器接收电池传感器读数，并使用该电池传感器读数来确定所述车辆仪表的第一仪表分配，其中所述第一仪表分配受所述高压电池的电量的影响；(b)从连接至加速踏板的油门传感器接收油门传感器读数，并使用该油门传感器读数来确定所述车辆仪表的第二仪表分配，其中所述第二仪表分配受驾驶员请求的扭矩量的影响；(C)将所述第一和第二仪表分配相加在一起来确定总仪表分配， 其中所述总仪表分配总地表示距所述车辆从电动模式变为发动机模式还有多近；以及(d) 通过使用所述总仪表分配产生的指令信号来控制所述车辆仪表。根据另一实施例，提供了一种用于显不车辆电动模式状态的车辆仪表。所述车辆仪表可包括表示电动模式范围的开始的第一端；表示所述电动模式范围的结束和替代操作模式的开始的第二端；从所述第一端延伸至所述第二端的总范围；以及沿着所述总范围在所述第一端与所述第二端之间移动的指针，其中所述指针的位置指示所述车辆的电动模式状态。本发明提供下列技术方案。技术方案I :一种用于显示车辆的电动模式状态的方法，包括如下步骤
(a)从非油门传感器接收非油门传感器读数，并使用该非油门传感器读数来确定车辆仪表的第一仪表分配；
(b)从油门传感器接收油门传感器读数，并使用该油门传感器读数来确定所述车辆仪表的第二仪表分配；
(C)使用所述第一和第二仪表分配来确定所述车辆的电动模式状态；以及 (d)使用所述车辆仪表显示所述车辆的电动模式状态，其中所述车辆可操作于电动模式和至少一个替代操作模式。技术方案2 :如技术方案I的方法，还包括如下步骤
从发动机控制模块接收发动机状态信号，并使用该发动机状态信号来确定发动机是否在运行，并且仅在所述发动机未运行时进行步骤(a)-(d)。技术方案3 :如技术方案I的方法，其中步骤(a)还包括从速度传感器接收速度传感器读数，并使用该速度传感器读数来确定所述车辆仪表的第一仪表分配，其中所述速度传感器读数为非油门传感器读数且表示所述车辆的速度。技术方案4 :如技术方案3的方法，其中步骤(a)还包括使用查寻表将所述速度传感器读数关联至所述第一仪表分配，其中所述查寻表包括对应于约0%的仪表分配的最小速度阈值和对应于约100%的仪表分配的最大速度阈值，在最大速度阈值点，所述车辆自动从电动模式变为替代模式。技术方案5 :如技术方案I的方法，其中步骤(a)还包括从电池传感器接收电池传感器读数，并使用该电池传感器读数来确定所述车辆仪表的第一仪表分配，其中所述电池传感器读数为非油门传感器读数且表示一个或多个电池状况。技术方案6 :如技术方案5的方法，其中步骤(a)还包括使用查寻表将所述电池传感器读数关联至所述第一仪表分配，其中所述查寻表包括对应于约100%的仪表分配的最小电量状态SOC阈值和对应于约0%的仪表分配的最大电量状态SOC阈值，在所述最小SOC 阈值点，车辆自动从电动模式变为替代模式。技术方案7 :如技术方案I的方法，其中步骤(a)还包括从多个非油门传感器接收多个非油门传感器读数，并使用所述多个非油门传感器读数来确定多个仪表分配，其中所述多个仪表分配被加在一起，以确定表示所述车辆的总非油门仪表分配的第一仪表分配。技术方案8 :如技术方案7的方法，其中所述多个非油门传感器读数包括下列读数中的至少一种传感器读数表示车辆速度的速度传感器读数、表示电池状况的电池传感器读数、和表示车辆部件温度的温度传感器读数。技术方案9 :如技术方案I的方法，其中步骤(b)还包括确定可用最大扭矩MTA和当前扭矩需求CTR，并通过将所述CTR除以所述MTA来确定扭矩需求百分比TRP，其中所述 TRP用于确定所述车辆仪表的第二仪表分配。技术方案10 :如技术方案9的方法，其中所述当前扭矩需求CTR通过从连接至加速踏板的油门传感器接收油门传感器读数来确定。技术方案11 :如技术方案9的方法,其中所述第二仪表分配根据下式来确定 第二仪表分配=[(100%-第一仪表分配)*扭矩需求百分比TRP]。技术方案12 :如技术方案I的方法，其中步骤(C)还包括将所述第一和第二仪表分配加在一起，以确定表示所述车辆的电动模式状态的总仪表分配。技术方案13 :如技术方案12的方法，其中步骤(C)还包括将所述总仪表分配乘以总角度范围，以确定表示所述车辆的电动模式状态的实际仪表位置。技术方案14 :如技术方案I的方法，其中步骤(d)还包括将指令信号从控制模块发送至所述车辆仪表，并使用该指令信号控制所述车辆仪表，使得其显示所述车辆的电动模式状态。技术方案15 :—种用于显示车辆电动模式状态的方法，包括如下步骤
(a)从连接至用于车辆推进的高压电池的电池传感器接收电池传感器读数，并使用该电池传感器读数来确定所述车辆仪表的第一仪表分配，其中所述第一仪表分配受所述高压电池的电量的影响；
(b)从连接至加速踏板的油门传感器接收油门传感器读数，并使用该油门传感器读数来确定所述车辆仪表的第二仪表分配，其中所述第二仪表分配受驾驶员请求的扭矩量的影响；
(C)将所述第一和第二仪表分配加以一起来确定总仪表分配，其中所述总仪表分配总地表示距所述车辆从电动模式变为发动机模式还有多近；以及
(d)通过使用所述总仪表分配产生的指令信号来控制所述车辆仪表。技术方案16 : —种用于显不车辆电动模式状态的车辆仪表,包括
表示电动模式范围的开始的第一端；
表示所述电动模式范围的结束和替代操作模式的开始的第二端；
从所述第一端延伸至所述第二端的总范围；以及
沿着所述总范围在所述第一端与所述第二端之间移动的指针，其中所述指针的位置指示所述车辆的电动模式状态。技术方案17 :如技术方案16的车辆仪表,还包括
电动模式部分；以及
发动机模式部分，其中所述电动模式部分显示所述车辆的电动模式状态，所述发动机模式部分显示所述车辆的发动机模式状态。


下面结合附图描述优选示例性实施例，其中相同的标记表示相同的元件，其中
图I为可操作在电动模式和替代模式中的示例性混合电动车(HEV)的示意图2为示出用于显示车辆(例如图I中的混合电动车(HEV))的电动模式状态的示例性方法的流程图3为示出仪表分配与车辆速度之间的示例性关系的曲线图，可结合图2所示方法使
用；
图4为示出仪表分配与电池电量状态(SOC)之间的示例性关系的曲线图，可结合图2所示方法使用；以及
图5-7为可用来显示车辆(例如，图I的混合电动车(HEV))的电动模式状态的几种示例性车辆仪表的图形表不。
具体实施例方式下述车辆仪表和相应方法可用于显示可操作于电动模式和一个或多个替代模式的车辆的电动模式状态。这种车辆的例子可包括混合电动车(HEV)、插电式混合电动车 (PHEV )、增程电动车(EREV )或可在电动模式和一个或多个替代操作模式之间转变的任意其它车辆。根据一个示例性实施例，所述方法评估节流和非节流情形，并相应地分配特定的仪表分配。基于这些刻度，然后所述方法确定表示车辆的电动模式状态的总仪表位置，并将其提供给车辆仪表，使得电动模式状态可被显示给驾驶员。在某些方面，车辆仪表和其显示的电动模式状态类似于燃料仪表和相应的燃料水平。然而，不是在车辆可能耗尽燃料时通知驾驶员，而是在车辆可能从电动模式转变为替代模式(例如，通过非用户致动的发动机起动事件)时通知驾驶员。参考图1，示出了可以几种不同操作模式(包括车辆使用存储在电池中的电能推进的电动模式和车辆使用内燃机的替代模式)运行的示例性车辆10的部分。应当清楚，图I 只是车辆的某些部分的示意图，本文所述车辆仪表和方法可与许多不同车辆一起使用，不限于这里所示的示例一种。如上所述，本方法可与混合电动车(HEV)、插电式混合电动车 (PHEV)、增程电动车(EREV)或可在不同操作模式之间转变的任意其它车辆一起使用。根据该特定实施例，车辆10通常包括电池20、发动机22、速度传感器24-30、油门传感器32、传感器单元34、控制模块40和车辆仪表42。车辆电池20提供用于车辆推进的电能，并且根据特定实施例，可为主车辆电源或可结合另一电源使用。车辆电池20可包括高压电池组50以及许多电池传感器52。电池组 50包括串联、并联或混联的单个电池单元的集合，以输送期望的电压、安培、容量、功率密度和/或其它性能特征。通常，期望电池组50提供高功率和能量密度，导致开发和使用许多类型的电池，包括化学、非化学及其它类电池。可被电池组50使用的适当电池类型的一些例子包括各类锂离子电池(例如，磷酸铁锂电池、锂镍锰钴电池、铁硫化物锂电池、锂聚合物电池等)、铅酸电池、高级铅酸电池、镍氢电池(NiMH),镉镍电池(NiCd),溴化锌电池、钠氯化镍电池(NaNiCl )、锌空气电池、钒氧化还原电池及其它电池。电池组50可提供大致40-600 V，依赖于其特定的设计和应用。例如，使用双模式混合动力系统的重型货车可能需要能够提供约350 V的高压电池组，其中轻型车辆可能只需要约200 V。在另一实施例中，电池20 可为带式交流电机起动机(BAS)或BAS附加型系统的一部分，因此只需要提供约40-110 V 的电池组。在任一情形下，电池组50应当设计成承受反复的充电和放电循环。技术人员会清楚，由于可使用许多不同的电池实施方式，所以本文所述车辆仪表和方法不限于任一种特定类型的电池或电池布置。电池传感器52可包括能够监测、感测或以其它方式确定电池状况(例如，温度、电压、电流、电量状态(S0C)、健康状态(SOH)等)的硬件和/或软件部件的任意组合。根据一个不例性实施例，电池传感器52包括电池温度传感器、电池电压传感器、电池电流传感器和/或电池SOC传感器。电池传感器52可集成在电池组50内(例如智能电池)，可为位于电池组外侧(如图I中示意性所示)的外部传感器，或者它们可根据一些其它布置来设置。 电池传感器52可监测、感测或以其它方式确定电池组50内的一个或多个单独单元、单元集合或组(即，电池总集合的子集)、整个电池组的电池状况，或者根据本领域已知的某些其它方法。根据一个实施例，电池传感器52在总体或组基础(例如，用于整个电池组的总体电池温度、电池电压、电池电流、电池S0C)上提供电池组50的电池读数。当然，这只是一个可能性，也可根据其它技术提供电池读数。电池传感器52可利用任意类型的适当技术或方法来测量、估计、评估、平均等；这包括直接和间接地确定电池状况。电池传感器52的输出可通过适当的车辆通信连接(例如，CAN总线、SPI连接等)以电池计数的形式提供给控制模块40或某些其它适当的装置。发动机22可使用传统的内燃技术推进车辆和/或驱动发电机，且可包括本领域内已知的任意适当类型的发动机。适当发动机的一些例子包括汽油机、柴油机、乙醇发动机、 柔性燃料发动机、天然气发动机、液化石油气(LPG)发动机、氢气发动机、自然吸气发动机、 涡轮增压发动机、增压发动机、旋转发动机、奥托循环发动机、阿特金森循环发动机和米勒循环发动机以及其它发动机。根据一个实施例，发动机22为从燃料箱接收燃料并使用发动机的机械输出来转动连接至电池20的发电机的小型燃料有效发动机(例如，小排量涡轮增压四缸发动机)。技术人员会清楚，可根据许多不同实施例来提供发动机22，其可以许多不同的结构连接(例如，发动机可为发动机机械地连接至车轮的并联混合动力系统的一部分， 或者发动机机械地连接至发电机的串联混合动力系统的一部分，其中发电机给电池20供电)，并可包括许多不同的部件和装置。因为本方法不依赖于任何特定类型的发动机，并且由于涉及这类发动机的领域内的广泛知识，省略了对示例性发动机22的进一步说明。车辆还可能使用燃料电池堆或一些其它发电源来替代或附加内燃机和/或电池组来用于车辆推进目的。速度传感器24-30提供通常表示车辆的速度或速率的速度传感器读数。可使用各种各样的不同速度传感器和感测技术，包括那些使用例如旋转车轮速度、地面速度、加速踏板位置、离合器踏板位置、变速杆选择、车辆加速度、发动机速度、发动机扭矩和油门位置， 仅举几例。在一个实施例中，各车轮速度传感器24-30被连接至车辆四个轮子的每一个，并分别地汇报四个车轮的旋转速度。技术人员会清楚，这些传感器可根据光学、电磁或其它技术来操作，车辆速度传感器24-30不限于任何特定的速度传感器类型。在另一实施例中，速度传感器可连接至车辆的特定部分，例如变速器输出轴或速度表后面，并从这些测量产生速度传感器读数。还可从加速度读数得到或计算速度传感器读数，例如本文所述那些(技术人员清楚速度与加速度读数之间的关系)。在另一实施例中，一个或多个速度传感器可通过朝着地面发射雷达、激光或其它信号并分析反射信号、或通过利用全球定位系统(GPS)的反馈来确定相对于地面的车辆速度。速度传感器24-30还可通过一些其它装置、模块、子系统、系统等(例如发动机控制模块(ECM))间接地提供速度传感器读数，而不是直接提供速度传感器读数。油门传感器32提供通常表示通过驾驶员或通过车辆内的某些其它部件、装置、模块、系统等请求的扭矩量的油门传感器读数。本领域已知的许多类型的油门传感器和感测布置可用在车辆10中。根据示例性实施例，油门传感器32连接至加速踏板，并提供通常表示加速踏板的位置、移动和/或状态的油门传感器读数。技术人员会清楚，可使用许多不同类型的油门传感器来感测加速踏板；这些包括非接触型传感器(例如光学传感器、电磁传感器等)以及接触式传感器(例如电位计、接触开关等)。在示例性实施例中，油门传感器32包括具有电磁连接至加速踏板的霍尔效应元件的非接触式传感器，使得其可确定加速踏板的当前位置、移动和/或状态。油门传感器32并非必需连接至加速踏板，只要油门传感器提供有关驾驶员或车辆内某些部件、装置、模块、系统等请求的扭矩量的某信息即可。例如，油门传感器32可从一个或多个车辆速度传感器、加速度传感器(例如，纵向、横向等)和横摆速度传感器获得有关请求扭矩的信息，仅举几例。油门传感器32还可从连接至车辆传动系内的输入和/或输出轴、连接至实际节气门、或连接至车辆内一些其它部件或装置的一个或多个传感器获得有关请求扭矩的信息。传感器单元34提供可表示车辆周围各种状况的一个或多个传感器读数，例如温度传感器读数。例如，传感器单元34可包括发动机温度传感器(例如，测量冷却剂、油或一些其它有关发动机温度的传感器)、变速器温度传感器(例如，测量传动液或一些其它有关变速器温度的传感器)、和/或装置温度传感器(例如，测量混合动力车辆传动系内使用的特定部件和装置(例如用于车辆推进的电动机或逆变器)的温度的传感器，仅举几例)。技术人员会认识到，传感器单元34并不排他地限制为温度传感器，也可包括其它传感器。传感器单元34中可包括感测或测量能够影响车辆电动模式状态的非节流状况的任意传感器。另外，由于构成的传感器可集成在车辆中的一些其它部件、装置、模块、系统等中或安装至其， 所以传感器34并非必需为单独的独立单元(如图I中示意性所示)。例如，身为传感器单元 34—部分的发动机温度传感器可能安装至发动机，并不位于远程位置，如图I中示意性所示。传感器单元34的输出可通过适当的通信连接(例如CAN总结或SPI连接等)以读数的形式提供给控制模块40或一些其它装置。本文所述方法可使用速度传感器24-30的速度传感器读数、油门传感器32的油门读数和/或传感器单元34的温度传感器读数来确定车辆10的电动模式状态，如将要说明的。对于本方法，不需要特定类型的传感器或传感器布置、用来收集或处理传感器读数的特定技术、或用来提供传感器读数的特定方法，前面的实施例仅简单地表示是示例性的。控制模块40可包括各种各样的电子处理装置、存储装置、输入/输出(I/O)装置和/或其它已知部件，并可执行各种控制和/或通信相关的功能。在示例性实施例中，控制模块40包括存储各种传感器读数(例如，电池、速度、油门和/或温度传感器读数)、查寻表或其它数据结构、算法等的电子存储器装置70。存储器装置70还可存储与电池电量(SOC) 极限、电池电压极限、电池电流极限、电池温度极限、温度分布等有关的相关特征或背景信息。在图I所示示例性实施例中，控制模块40还包括执行存储在存储器装置70中的软件、 固件、程序、算法、脚本等指令，并可管理本文所述过程和方法的电子处理装置72 (例如微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)等)。控制模块40可通过适当的车辆通信连接电子地连接至其它车辆装置和模块，并可在需要时与它们交互。当然，这些仅是控制模块40的可能布置、功能和能力的一部分，还可使用其它实施方式。例如，根据特定实施例，控制模块40可为独立车辆电子模块(例如，车辆控制集成模块(VCM)、牵引功率逆变器模块(TPM)、电池功率逆变器模块(BPM)、仪表板本身的一部分、混合控制模块、发动机控制模块(ECM)等)，它可包含或包括在另一车辆电子模块(例如，动力系控制模块或混合控制模块)中，或者它可为更大的网络或系统(例如，电池管理系统(BMS)、车辆能量管理系统、混合控制系统等)的一部分。控制模块40还可为确定期望混合操作模式(例如，加速、制动、怠速、停止等)并可相应地执行电功率管理工作的系统的一部分或与其交互。车辆仪表42向车辆10的驾驶员显示或以其它方式说明电动模式状态。可使用任意数量的不同仪表或其它设备，包括本领域已知的各种类型的模拟和数字仪表。可根据特定的车辆应用改变所用仪表的类型；例如，尺寸限制、发光需要、供电、驾驶环境(高速、城市、寒冷天气、炎热天气等)和/或装饰性考量都会影响车辆仪表的设计。车辆仪表42还可为更大用户界面的一部分，例如那些在仪表板或信息娱乐中心中所用的那些，并包括类似于触摸屏显示、按钮或其它车辆控制、键盘、麦克风(例如，在输入是由人机界面(HMI)提供和说明的地方)的特征。在一个示例性实施例中，仪表42包括专门显示电动模式状态的部分或区段、以及专门显示发动机模式状态的另一部分或区段，如同传统的转速表。本文所述方法可与任意适当的仪表和/或用户界面一起使用，不限于附图中所示和下面描述的示例。现在参考图2，示出了用于显示可操作于电动模式和替代模式的车辆(例如车辆 10)的电动模式状态的方法100的示例性实施例。开始于步骤110，所述方法先确定发动机 22是否在运行或以其它方式在操作。如果发动机已经在运行，那么车辆可能不在电动模式， 方法100可绕过设计成向驾驶员显示电动模式状态的其余步骤。在一个实施例中，控制模块40通过从发动机控制模块或知道发动机操作状态的其它装置接收发动机状态信号来确定发动机22是否在运行。可在起动时、响应于控制模块40的请求、周期性地根据某些预定频率、或根据某些其它布置通过发动机控制模块来发送发动机状态信号。技术人员会认识到除发动机控制模块以外的部件、装置、模块、系统等也可发送发动机状态信号至控制模块 40。如果发动机正在运行(B卩，车辆已经在发动机模式)，那么方法100进行至步骤 112，确定发动机速度(例如，以转速每分(RPM))，使得它可被显示给驾驶员。在一个例子中， 发动机速度通过能够显示电动模式状态和发动机模式状态的车辆仪表42 (例如，以改进转速表的形式)被传送给驾驶员。这在下面将进行更加详细的说明。在该步骤中可利用许多已知技术来确定发动机速度，这是可选的。如果发动机未运行(因此，表明车辆处于电动模式或其它替代模式)，那么方法进行至步骤120。在描述步骤120之前，先提供有关车辆电动模式状态的一些说明是有益的。有许多能影响车辆电动模式状态的不同车辆需求；见图5中用于说明该概念的示例性车辆仪表 42。车辆仪表的总角度范围202表示车辆的总电动模式范围。如果指针204处在或接近该范围的第一端210，那么车辆在电动模式中运行良好，未接近至替代模式的转变，例如发动机模式。如果指针204处在或接近该范围的第二端212，那么车辆操作在更加接近于从电动模式转变为替代模式的点。就可操作于电动模式和发动机模式的车辆而言，例如，模式之间的转变阈值存在于第二端212，第二端212标记电动模式的结束和替代模式的开始(该转变阈值可包括非用户致动发动机起动)。本领域的技术人员会清楚，许多不同的车辆需求和状况(例如非节流或节流状况) 会影响车辆的电动模式状态。例如，如果电池20已经处于相对耗尽状态(例如，其具有低电量状态(S0C))，那么因为车辆会很快不得不转变至发动机模式以给电池充电，所以这会鼓励车辆仪表42朝着第二端212。另一方面，如果车辆以低速沿斜坡向下滑行并且驾驶员未接合加速踏板(即驾驶员未请求任何扭矩)，那么因为车辆的与加速相关的需求有点儿低， 所以这通常会鼓励车辆仪表42朝着第一端210。前面的例子仅仅是会影响车辆电动模式状态的一些可能需求或状况，还存在许多其它例子。从某种意义上说，车辆仪表42显示车辆的电动模式状态，使得驾驶员可知道距车辆退出电动模式而支持发动机模式有多近。应当清楚，车辆仪表42仅仅是示例性的，可使用具有不同设计和结构的其它车辆仪表来替代。现在转至步骤120，所述方法从非油门传感器接收非油门传感器读数，并使用非油门传感器读数来确定用于车辆仪表42的第一仪表分配。如本文所使用的术语“非油门传感器读数”广义地包括车辆中由非油门传感器提供的并会影响车辆的电动模式状态的所有传感器读数。例如，来自速度传感器24-30、传感器单元34或电池传感器52的任意传感器读数以及来自车辆中的其它装置、模块、子系统和系统的传感器读数可构成非油门传感器读数，如发动机控制模块或混合控制模块。在该步骤中被收集和使用的传感器读数表示会影响电动模式状态的车辆内的状况或对车辆的需求。因此，步骤120评估这些非油门传感器读数，并确定应当将总电动模式范围的多少分派给它们。如上所述，步骤120可收集和使用一个或多个非油门传感器读数，包括例如速度传感器读数、电池传感器读数和/或温度传感器读数。考虑步骤120接收速度传感器读数形式的非油门传感器读数的例子；即，表示车辆速度或速率的读数。根据一个示例性实施例，一个或多个速度传感器24-30向控制模块 40提供速度传感器读数。虽然车辆速度一定会受油门状态的影响，但是速度传感器读数被认为是该情形下的非油门传感器读数。如果车辆在处于电动模式时以高速行驶，那么这会鼓励或促使车辆更加靠近发动机模式。转向图3的曲线图，示出了仪表分配与车辆速度之间的示例性关系，总地来说，车辆行驶越快，需要越多的仪表分配。图3中，在y轴上表示仪表分配(％)，在X轴上表示车辆速度(mph)。某些混合电动车(HEV)可能具有最小速度阈值300 (例如，14 mph)，低于该速度阈值则对影响电动模式的车辆需求非常小(S卩，因为车辆速度非常之低，所以为0%的仪表分配)。同样，这些车辆可具有最大速度阈值320 (例如， 30 mph)，超过该速度阈值则对影响电动模式的车辆需求显著(S卩，因为车辆速度非常高，所以为100%的仪表分配)。因此，当车辆速度达到或超过最大速度阈值320时，发动机自动接通且车辆转变为发动机模式，而不管其它车辆状况。为示出起见，假定当前车辆速度为22 mph。使用图3的曲线，22 mph的车辆速度与30%的仪表分配相关联，其在图5中通过箭头220示出。如果车辆速度高于22 mph，那么指针204会在沿顺时针方向大于箭头220的位置；如果车辆速度低于22 mph，那么指针204 会在沿顺时针方向小于箭头220的位置；以及如果车辆速度大于最大速度阈值320，那么指针会一直移动至第二端212。应当清楚，图3中的曲线并不必需为精确的形状，它可为线性的、指数形的或一些其它形状。此外，图3中所示关系可通过查寻表、数学公式、方程等或任何其它方法来确定。例如，这些关系可以是静态的或动态的，并可通过研究和试验来开发。现在考虑其中步骤120接收电池传感器读数形式的非油门传感器读数的例子； 即，表示一个或多个电池状况的读数，例如电压、电流、电量状态(S0C)、健康状态(S0H)、温度等。根据一个示例性实施例，一个或多个电池传感器52向控制模块40提供电池传感器读数。如果当车辆处于电动模式时电池SOC处于低状态，那么这会鼓励或促使电动模式状态更加靠近其中可给电池补充的发动机模式。转向图4中的曲线，示出了仪表分配与电池 SOC之间的示例性关系，总地来说，电池SOC越低，需要越多的仪表分配。图4中，在y轴上表示仪表分配(％)，在X轴上表示车辆速度(mph)。与图3中车辆速度曲线相同，电池SOC曲线也具有最大和最小值。如果电池SOC低于最小SOC阈值400 (例如，42%的S0C)，那么在电池上具有非常少的电量，以致引起车辆自动地从电动模式变为发动机模式(即，因为电池 SOC太低，所以为100%仪表分配)。当电池SOC处于或低于最小SOC阈值400时，发动机自动接通且车辆变为发动机模式，而不管其它车辆状况。如果电池SOC高于最大SOC阈值420(例如，49%的S0C)，那么在电池上具有充足的电量，对于该状况不需要仪表分配。在示例性情形下，电池SOC为48%，其对应于10%的仪表分配，在图5中由箭头222 表示。如果电池SOC更高，那么指针204会在沿顺时针方向低于箭头222的位置；如果电池 SOC更低，那么指针会在沿顺时针方向超过箭头222的位置。技术人员会清楚，可能期望将电池20保持在特定SOC范围内，以维护电池的使用寿命或提高电池性能，图4中所示示例性曲线的值和形状可因不同电池和电池类型而改变。此外，图4中所示关系可通过查寻表、 数学公式、方程等或通过其它方法来确定。例如，这些关系可以是固定的或动态的，并可通过研究和试验来开发。电池传感器读数并非必需是电量状态(SOC)的形式，它们还可以电压、电流、健康状态(SOC)、电池温度等的形式来表示。非油门传感器读数的其它例子可包括电池温度、辅助泵温度、电动机温度、发动机温度、变速器温度、逆变器温度、可影响车辆电动模式状态的任意其它非油门传感器读数、 或者它们的一些组合。这些非油门传感器读数的每个都可具有它们自己的查寻表，类似于图3和图4中所示曲线，该查寻表将特定的非油门传感器读数关联至仪表分配。还可将两个或多个非油门传感器读数组合或彼此结合，然后组合的读数被分配一仪表分配。一旦接收、收集或以其它方式获得到所讨论的所有非油门传感器读数并已经确定其相应的仪表分配，那么步骤120可将这些仪表分配一起相加或求和，以确定车辆的总非油门仪表分配。参考图5中所示示例性车辆仪表42，步骤120确定总非油门仪表分配为40%(车辆速度的30% 加上电池SOC的10%)。如果有被分配仪表分配的任何其它非油门传感器读数(例如，各种温度读数)，那么它们也可被加至该总数。因此多种车辆状况会不同程度地影响车辆模式状态，因此可通过单独的查寻表或根据一些其它技术考虑这些非油门传感器读数中每个的加权。步骤130接收油门传感器的油门传感器读数，并使用油门传感器读数确定车辆仪表42的第二仪表分配。本文所用术语“油门传感器读数”广义地包括车辆中由传感器(或直接或间接地通过一些其它部件、装置、模块、系统等)提供的并表示扭矩需求的所有传感器读数。扭矩需求可来自驾驶员(例如，通过加速踏板)，或者在某些情形下，通过车辆中的部件、装置、模块、系统等(例如，通过某些自动车辆稳定性控制程序)。在任一情形下，油门传感器读数通常表示扭矩需求。例如，油门传感器32可向控制模块40提供构成油门传感器读数的传感器读数。在该步骤中收集和使用的传感器读数表示能影响电动模式状态的对车辆的扭矩需求。因此，步骤130评估这些油门传感器读数，并确定应当将总电动模式范围的多少分配给它们。根据图2中所示示例性实施例，步骤130可包括三个独立的子步骤 132-138。步骤132确定可用的最大扭矩(MTA)，其通常表示车辆10此时在电动模式能产生的最大扭矩量。MTA会受许多不同因素的影响或冲击，且可在车辆设计和制造期间被确定、 在车辆操作期间使用各种操作参数(例如，包括电池、电机和/或发动机能力的参数)确定、 或以某些其它方式被确定。因此，MTA可为不变的固定值、或随车辆的当前操作变化的动态值。在一个实施例中，MTA表示可用的瞬时最大扭矩，并存储在电子存储器装置70中。然后，步骤134确定当前扭矩需求(CTR)，其通常表示车辆当时正在请求的扭矩量。在一个实施例中，当驾驶员接合加速踏板时，油门传感器32将可用来确定CTR值的油门传感器读数发送至控制模块40。在另一实施例中，发动机控制模块(ECM)等将可用来确定CTR值的油门传感器读数发送至控制模块40。由于CTR可以许多不同方式来获得，因此步骤134不限于前面的例子。然后步骤136通过将当前扭矩需求(CTR)除以可用最大扭矩(MTA)来确定扭矩需求百分比(TRP)。例如，如果驾驶员将加速踏板踩下25% (即，加速踏板被推至其总踏板行程的四分之一位置的旋转位置)，并且MTA对应于50%的加速位置，那么这通常会导致约50% 的扭矩需求百分比(TRP)。换一种说法，驾驶员请求可用的总电动推进扭矩的大致50%。技术人员会清楚可影响该计算的其它因数，例如TRP可以或可以不简单地通过评估踏板位置来计算。现在已经确定了扭矩需求百分比(TRP)，所述方法可使用其来达到车辆仪表42的第二仪表分配。步骤138使用扭矩需求百分比(TRP)来确定车辆仪表42的第二仪表分配。这可以许多不同方式来执行，包括下面的示例性实施例，其中第二仪表分配如下确定第二仪表分配=[(100% -第一仪表分配)*扭矩需求百分比(TRP)]。因此，第二仪表分配会受前面步骤120中确定的第一仪表分配的影响。继续前面的例子，假定非油门情形的第一仪表分配为40% (车辆速度30%，SOC 10%);这留下60%的总角度范围202现在可用于油门情形或扭矩请求。因为在该实例中驾驶员请求50%的可用扭矩(S卩，50%的TRP )，仅留下60%的电动模式范围，所以步骤138确定第二仪表分配为30%(((100% - 40%) * 50%) = 30%)。如果步骤120已确定第一仪表分配为0% (即，没有影响电动模式的非油门状况)，并且TRP仍为50%，那么第二仪表分配为50% (((100%-0%) * 50%) = 50%)。应当清楚，可根据其它次序组合或布置步骤120-138的任意组合，图2简单地意味着示出一种可能实施方式。现在已经确定了第一和第二仪表分配，步骤140可将它们加在一起来确定总仪表分配。参考图5，箭头220和222的组合表示第一仪表分配(在前面的例子中为40%)，箭头 224表示第二仪表分配(在前面的例子中为30%)。因此，步骤140可将箭头220、222和224 加在一起来达到70%的总仪表分配，由指针204指示。技术人员会清楚，通过按照百分比、 分数或部分的形式表示总仪表分配，与绝对位置相对，可将总仪表分配应用至许多的不同仪表和仪表类型。步骤150使用总仪表分配来确定所讨论的具体车辆仪表的仪表位置。即便总仪表分配对于两个不同仪表是相同的，仪表位置也会根据仪表的特定设计和布置而变化。例如， 图5中的车辆仪表42具有约90的总角度范围202的弧形视野，但是该总仪表分配可应用至具有例如180 或360的角度范围的车辆仪表。步骤150使总仪表分配适应或将其应用至所讨论的特定仪表，根据图5中所示例子，它将70%的总仪表分配与90 的总角度范围202相乘，以达到在其中显示的指针204的位置。还可将总仪表分配应用至其它仪表，例如线性仪表等，包括根本不具有角度范围的仪表。图6-7中示出了这类仪表的一些例子，意图示出具有约70%的电动模式状态的其它可能车辆仪表。当然其它实施方式也是可能的， 车辆仪表可显示数值来替代指针型指示。在另一实施例中，既用指针也用数字显示来显示车辆的当前电动模式状态。然后步骤160通过车辆仪表42向驾驶员显示车辆的电动模式状态。在从控制模块40发送指令信号至车辆仪表42之前，该步骤可使用已知信号处理技术的任意组合，包括滤波。例如，步骤160可过滤掉仪表位置数据，以避免指针204的位置的不确定变化(例如， 对仪表位置数据应用移动平均)。在一个实施例中，可使用小的时间延迟来稳定显示指针的运动。当驾驶员接合加速踏板时，指针204会改变位置，以反映它们扭矩需求的变化。这可使驾驶员能控制或修改他们的加速度，使得车辆10保持在电动模式中更长的时间，从而提高车辆的总燃料经济性。参考图7，示出了包括电动模式部分510和发动机模式部分512的示例性车辆仪表 500。电动模式部分510可如上操作，使得其向驾驶员显示电动模式状态。然而，一旦车辆转变为发动机模式(例如，通过非用户致动的发动机起动)，那么发动机模式部分512可根据向驾驶员显示发动机速度的标准速度表来操作。其它特征、设计、结构等也是可能的，车辆仪表500仅表用来向驾驶员显电动模式和发动机模式状态的一种可能布置。应当理解，前面的描述不是本发明的定义，而是本发明一个或多个优选示例性实施例的描述。本发明不限于本文公开的特定实施例，而是仅由下面的权利要求来限定。另外，前面描述中所含的说明涉及特定实施例，并不被认为是对本发明范围的限制或权利要求中所用术语的定义，除了在上面明确定义的术语或段落的地方。各种其它实施例及对所公开实施例的各种改变和变型对本领域技术人员是显而易见的。例如，由于本方法可包括具有比本文所示更少、更多或不同步骤的步骤组合，所以具体组合和次序仅仅是一种可能性。所有这种其它实施例、改变和变型都意欲在所附权利要求的范围内。如本说明书和权利要求书中所使用的，当结合一个或多个部件或其它项目列举结合使用时，术语“例如”、“譬如”、“比如”和动词“包括”、“包含”、“具有”及其它动词形式被认为是开放式的，意味着该列举并不认为不包括其它、另外的部件或项目。其它术语被认为使用它们最广义的合理含义，除非它们被使用在需要不同解释的上下文中。
权利要求
1.一种用于显示车辆的电动模式状态的方法，包括如下步骤(a)从非油门传感器接收非油门传感器读数，并使用该非油门传感器读数来确定车辆仪表的第一仪表分配；(b)从油门传感器接收油门传感器读数，并使用该油门传感器读数来确定所述车辆仪表的第二仪表分配；(C)使用所述第一和第二仪表分配来确定所述车辆的电动模式状态；以及(d)使用所述车辆仪表显示所述车辆的电动模式状态，其中所述车辆可操作于电动模式和至少一个替代操作模式。
2.如权利要求I的方法，还包括如下步骤从发动机控制模块接收发动机状态信号，并使用该发动机状态信号来确定发动机是否在运行，并且仅在所述发动机未运行时进行步骤(a)-(d)。
3.如权利要求I的方法，其中步骤(a)还包括从速度传感器接收速度传感器读数，并使用该速度传感器读数来确定所述车辆仪表的第一仪表分配，其中所述速度传感器读数为非油门传感器读数且表示所述车辆的速度。
4.如权利要求3的方法，其中步骤(a)还包括使用查寻表将所述速度传感器读数关联至所述第一仪表分配，其中所述查寻表包括对应于约0%的仪表分配的最小速度阈值和对应于约100%的仪表分配的最大速度阈值，在最大速度阈值点，所述车辆自动从电动模式变为替代模式。
5.如权利要求I的方法，其中步骤(a)还包括从电池传感器接收电池传感器读数，并使用该电池传感器读数来确定所述车辆仪表的第一仪表分配，其中所述电池传感器读数为非油门传感器读数且表示一个或多个电池状况。
6.如权利要求5的方法，其中步骤(a)还包括使用查寻表将所述电池传感器读数关联至所述第一仪表分配，其中所述查寻表包括对应于约100%的仪表分配的最小电量状态SOC 阈值和对应于约0%的仪表分配的最大电量状态SOC阈值，在所述最小SOC阈值点，车辆自动从电动模式变为替代模式。
7.如权利要求I的方法，其中步骤(a)还包括从多个非油门传感器接收多个非油门传感器读数，并使用所述多个非油门传感器读数来确定多个仪表分配，其中所述多个仪表分配被加在一起，以确定表示所述车辆的总非油门仪表分配的第一仪表分配。
8.如权利要求7的方法，其中所述多个非油门传感器读数包括下列读数中的至少一种传感器读数表示车辆速度的速度传感器读数、表示电池状况的电池传感器读数、和表示车辆部件温度的温度传感器读数。
9.一种用于显示车辆电动模式状态的方法，包括如下步骤(a)从连接至用于车辆推进的高压电池的电池传感器接收电池传感器读数，并使用该电池传感器读数来确定所述车辆仪表的第一仪表分配，其中所述第一仪表分配受所述高压电池的电量的影响；(b)从连接至加速踏板的油门传感器接收油门传感器读数，并使用该油门传感器读数来确定所述车辆仪表的第二仪表分配，其中所述第二仪表分配受驾驶员请求的扭矩量的影响；(C)将所述第一和第二仪表分配加以一起来确定总仪表分配，其中所述总仪表分配总地表示距所述车辆从电动模式变为发动机模式还有多近；以及(d)通过使用所述总仪表分配产生的指令信号来控制所述车辆仪表。
10. 一种用于显不车辆电动模式状态的车辆仪表，包括表示电动模式范围的开始的第一端；表示所述电动模式范围的结束和替代操作模式的开始的第二端；从所述第一端延伸至所述第二端的总范围；以及沿着所述总范围在所述第一端与所述第二端之间移动的指针，其中所述指针的位置指示所述车辆的电动模式状态。
全文摘要
本发明涉及用于显示电动模式状态的车辆仪表及方法。一种用于显示可操作于电动模式及一个或多个替代模式的车辆的电动模式状态的车辆仪表和方法。根据一个示例性实施例，所述方法评估多个油门和非油门状况，并将车辆仪表的总范围的部分分配给这些状况。基于这些分配，所述方法确定表示车辆的电动模式状态的总车辆仪表位置，并将其提供给车辆仪表，使得可将电动模式状态显示给驾驶员。
文档编号B60K35/00GK102602293SQ20121001858
公开日2012年7月25日 申请日期2012年1月20日 优先权日2011年1月20日
发明者I.L.罕纳, J.R.施瓦斯, N.A.查佩伦 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司