用於車輛的顯示系統的製作方法

2023-10-22 07:20:42 2

專利名稱：用於車輛的顯示系統的製作方法
技術領域：
本公開的一個或多個實施例涉及一種用於指示由車輛的再生制動系統所回收的 能量的系統和方法。
背景技術：
車輛，無論是客車還是商用車都包括很多儀表、指示器和各種其他顯示器，以便向 車輛駕駛員提供有關車輛及其周圍環境的信息。隨著諸如混合動力電動車輛(HEV)之類的 新技術的出現，產生了各種新的儀表和信息顯示器，以幫助駕駛員更好地了解這些使用新 技術的車輛的操作。例如，很多HEV包含有試圖給駕駛員提供關於各種混合動力驅動狀態 的信息的儀表。這些儀表指示給駕駛員車輛何時由發動機單獨驅動、何時由電動機單獨驅 動或者何時由兩者混合驅動。類似地，顯示器可指示電動機何時以發電機的形式工作，並給 諸如電池之類的能量存儲裝置再充電。對於HEV來說，已知一些駕駛員可能不能達到期望的總的燃油經濟性，部分原因 是由駕駛習慣造成的。在很多情況下，駕駛員願意修正其行為，但是他們不能將推薦的技術 轉化成其駕駛習慣中的實際變化。此外，對於可如何將與在制動過程中回收的能量相關的 信息與車輛的未來燃油經濟性(futurefuel economy)相關聯，傳統的儀表或者顯示器可能 會使人誤導。這樣，駕駛員可能不能採用現有的駕駛習慣來提高車輛的未來燃油經濟性。

發明內容
混合動力車輛可包括傳統的信息顯示器或者儀表，目的在於通知駕駛員混合動力 驅動狀態。混合動力驅動狀態可被顯示，從而駕駛員可修正車輛的操作以提高車輛的燃油 經濟性(「FE」)。但是，與傳統的瞬時燃油經濟性儀表相結合，在制動時，這種傳統的信息 顯示器可給駕駛員一種效率提高了的錯覺。那就是在制動時，相對高的瞬時燃油經濟性值 可能被顯示出來，同時指示電池正在使用再生制動系統回收能量。另外，傳統的信息顯示器 不向駕駛員指示由再生制動系統所回收的能量已經被耗盡以及能量正在通過使用摩擦制 動而被消耗，導致駕駛員相信即使是緊急制動也能提高總體的燃油經濟性。為了解決上述問題，本發明提供一種用於車輛的顯示系統，該顯示系統包括包括 能量回收指示器的信息顯示器；控制器，該控制器被配置成至少部分基於與制動系統相 關的信息來確定能量回收率；傳送指示能量回收率的信號，以便信息顯示器基於該能量回 收率顯示能量回收指示器。


圖1顯示了根據本公開的實施例的包括信息顯示器的混合動力電動車輛的示意 圖；圖2詳細地顯示了圖1中示出的信息顯示器；圖3顯示了信息顯示器的另一視圖4是示出在此描述的本公開的一個或多個實施例的簡化的示例性流程圖。
具體實施例方式混合動力車輛可包括傳統的信息顯示器或者儀表，目的在於通知駕駛員混合動力 驅動狀態。混合動力驅動狀態可被顯示，從而駕駛員可修正車輛的操作以提高車輛的燃油 經濟性(「FE」)。例如，很多混合動力車輛提供傳統的「動力輔助儀表」來指示車輛何時操 作電動機以輔助加速混合動力車輛。另外，傳統的「動力輔助儀表」可指示在再生制動過程 中電動機何時用於給車輛的電池充電。與傳統的瞬時燃油經濟性儀表相結合，在制動時，這種傳統的信息顯示器可給駕 駛員一種效率提高了的錯覺。燃油經濟性提高的錯覺可歸因於這樣的事實，那就是在制動 時，相對高的瞬時燃油經濟性值可能被顯示出來，同時指示電池正在使用再生制動系統回 收能量。瞬時FE值高是因為車輛不再消耗燃油。儘管再生制動可幫助提高混合動力車輛 的FE，但是如果駕駛員以較溫和的方式(例如，溫和地加速和減速)操作混合動力車輛，則 可獲得較好的FE。另外說明的是，傳統的信息顯示器不向駕駛員指示由再生制動系統所回收的能量 已經被耗盡以及能量正在通過使用摩擦制動而被消耗。相反，在減速過程中由於傳統的瞬 時燃油經濟性儀表可能出現過衝(spike)、飽和(saturate)或者呈最大(max-out)，所以傳 統的信息顯示器可導致駕駛員相信即使是緊急制動也能提高總體的燃油經濟性。針對上述情況，圖1顯示了根據本公開的一個或多個實施例的車輛10的示意圖。 車輛10可包括發動機12和第一電機或者發電機14。發動機12和發電機14可通過動力傳 遞裝置相連接，在本實施例中，該動力傳遞裝置是行星齒輪裝置16。當然，包括其他齒輪組 和變速箱的其他類型的動力傳遞裝置也可被用於連接發動機12和發電機14。此外，行星齒 輪裝置16可包括齒圈18、行星架20、行星齒輪22和太陽輪24。發電機14也能將扭矩輸出到連接到太陽輪24的軸26。類似地，發動機12能將扭 矩輸出到通過被動式離合器32與軸30相連的曲軸28。在過扭矩(over-torque)的情況 下，離合器32可提供保護。軸30可被連接到行星齒輪裝置16的行星架20，齒圈18可被連 接到軸34，軸34通過齒輪組38連接到第一組車輛驅動輪或主驅動輪36。車輛10可包括第二電機或者電動機40，其用於將扭矩輸出到連接到齒輪組38的 軸42。在本公開的範圍之內的其他車輛可具有不同的電機裝置，例如，多於或者少於兩個電 機。在圖1所示的實施例中，電機裝置(即，電動機40和發電機14)都能用作電動機來輸 出扭矩。可選地，它們中的每個還能用作發電機，用於將電功率輸出到高電壓總線44以及 包括電池48和電池控制模塊(BCM) 50的能量存儲系統46。電池48可以是能夠輸出電功率以操作電動機40和發電機14的高電壓電池。BCM 50用作電池48的控制器。其他類型的能量存儲系統可用於諸如車輛10之類的車輛。例如， 可使用諸如電容器之類的裝置，該裝置類似於高電壓電池，既能存儲電能又能釋放電能。可 選地，諸如燃料電池之類的裝置可與電池和/或電容器聯合使用來向車輛10提供電功率。如圖1所示，通常可把電動機40、發電機14、行星齒輪裝置16和齒輪組38的一部 分稱為變速箱52。為了控制發動機12和變速箱52的組件(即，發電機14和電動機40)， 可設置總體上被顯示為控制器54的車輛控制系統。儘管控制器54被顯示為單個控制器，但是它可包括可用於控制多個車輛系統的多個控制器。例如，控制器54可以是車輛系統控 制器/動力傳動系控制模塊(VSC/PCM)。控制器區域網(CAN) 56可允許控制器與變速箱52和BCM 50通信。正如電池48 具有BCM 50 —樣，其他裝置可擁有它們自己的控制器。例如，發動機控制單元(ECU)可與 控制器54通信並可在發動機12上執行控制功能。此外，變速箱52可包括變速箱控制模塊 (TCM)，該模塊被配置成協調控制變速箱52中的具體組件，例如，發電機14和/或電動機 40。這些各種各樣的控制器中的一些或者全部控制器可組成根據本公開的控制系統。儘管 在上下文中示出和描述的車輛10是HEV，但是應該理解的是，本公開的實施例可在其他類 型的車輛上實施，例如那些由電子電動機單獨驅動的車輛。還應該理解的是，本公開的實施 例可在包括有諸如飛輪裝置、液壓裝置或者氣動裝置之類的至少一種可選的能量回收和存 儲裝置的車輛上實施。最後，本公開設想可選的能量回收和存儲裝置可與或可不與諸如液 體燃料發動機或者電機之類的第二驅動裝置集成。圖1還顯示了制動系統58、加速踏板60和空調系統62的簡化的示意圖。制動系 統58可包括這樣的裝置，例如，制動踏板、位置傳感器、壓力傳感器或者這兩種傳感器的結 合、以及連接到(例如)車輪36的車輛車輪的機械連接裝置，以使摩擦制動起作用。本公 開的一個或多個實施例還設想制動系統58還可包括再生制動系統，在該再生制動系統中， 制動能量被捕獲並以電能的形式存儲在電池48中。當然，應該注意的是，不同於電力再生 制動系統的再生制動系統(例如，液壓再生制動系統或機械再生制動系統等)也可作為制 動系統58的一部分而被包括在內。類似地，加速踏板60可包括一個或多個傳感器，其類似 於制動系統58中的傳感器，用於與控制器54通信。空調系統62也與控制器54通信。空調系統的開/關狀態能被傳送至控制器54， 並且能基於(例如)駕駛員致動的開關的狀態，或者基於(例如)窗戶除霜的相關功能的 空調系統62的自動控制。除前面所述之外，車輛10還包括顯示系統64，如在下面更詳細地 說明的，顯示系統64可向車輛10的駕駛員提供指示能量回收的信息。圖2總體上示出了根據本公開的一個或多個實施例的顯示系統64。顯示系統64 可包括包含軟體的電子部件，這在圖2中未示出。此外，本公開設想顯示系統64可被包含 在儀錶盤顯示器、中控顯示器、頭頂顯示器或者用於向車輛10的駕駛員顯示指示車輛操作 狀態的信息的車輛內的其他顯示器之內。顯示系統64還可包括一個或多個信息顯示器66，以顯示指示車輛操作狀態的信 息。此外，信息顯示器66可使用任何數量的模擬顯示器和/或儀表來指示與車輛操作狀態 相關的信息。可選地，信息顯示器66可使用任何數量的數字顯示器和/或儀表來顯示指示 車輛操作狀態的信息。例如，信息顯示器66可使用液晶顯示器(IXD)、等離子顯示器、有機 發光顯示器(OLED)或者適合顯示燃料車輛操作狀態的其他顯示器來顯示指示車輛操作狀 態的信息。顯示系統64還可包括控制器，供參考之用，該控制器可以是圖1中描述的控制器 54。控制器54可被配置成接收與車輛10的當前的操作狀態相關的感測到的和/或非感測 到的輸入。此外，控制器54可將輸出提供給顯示系統64，從而指示車輛操作狀態的信息可 使用信息顯示器66顯示出來。本公開還設想信息顯示器66可顯示指示在車輛10的操作過程中制動系統58已經回收了多少能量的信息。更具體地說，信息顯示器66可使用總的能量回收指示器68來 顯示指示總的能量回收率的值。本公開還設想信息顯示器66可被這樣配置，以使總的能量 回收率可被顯示為長期的、旅程的或者平均的能量回收率。例如，控制器54可使用預定的 一段時間來確定長期的能量回收率。另外，控制器54可使用車輛10的行駛距離來確定旅 程能量回收率。最後，控制器54可使用預定的滾動平均數(rolling average)來確定平均 的能量回收率。控制器54可發送確定的總的能量回收率，以便信息顯示器66基於總的能 量回收率來調整總的能量回收指示器68。為了確定總的能量回收率，控制器54可使用再生制動所回收的能量與總體制動 所需要的能量之間的比率。在這點上，總的能量回收率可被設置為能量回收的百分比。本 公開設想控制器54可使用下列示例性等式來確定總的能量回收率
權利要求
一種用於車輛的顯示系統，包括包括能量回收指示器的信息顯示器；控制器，該控制器被配置成至少部分基於與制動系統相關的信息來確定能量回收率；傳送指示能量回收率的信號，以便信息顯示器基於該能量回收率顯示能量回收指示器。
2.根據權利要求1所述的顯示系統，還包括包含摩擦制動系統和再生制動系統的制動 系統。
3.根據權利要求2所述的顯示系統，其中，控制器還被配置成確定製動系統何時使用 再生制動系統來使車輛減速。
4.根據權利要求3所述的顯示系統，其中，控制器還被配置成接收指示在車輛減速過 程中使用再生制動系統回收的能量的量以及再生制動系統和摩擦制動系統需要的制動能 量的總量的信息。
5.根據權利要求4所述的顯示系統，其中，能量回收率基於使用再生制動系統回收的 能量的量和需要的制動能量的總量。
6.根據權利要求5所述的顯示系統，其中，能量回收率是回收的能量的量與需要的制 動能量的總量之比。
7.根據權利要求5所述的顯示系統，其中，需要的制動能量的總量部分基於加速踏板 位置和制動踏板位置。
8.根據權利要求5所述的顯示系統，其中，由能量回收指示器所顯示的能量回收率是 在預定的時間段內的平均值。
9.根據權利要求5所述的顯示系統，其中，由能量回收指示器所顯示的能量回收率是 在車輛所行駛的距離內的平均值。
10.根據權利要求4所述的顯示系統，其中，能量回收率與由再生制動系統用於使車輛 減速所使用的總的制動扭矩的瞬時值相對應。
11.根據權利要求4所述的顯示系統，其中，能量回收率與施加到再生制動系統用於使 車輛減速的總的制動功率的瞬時值相對應。
全文摘要
一種用於車輛的顯示系統，該顯示系統被配置成顯示車輛的一個或多個能量效率值。所述顯示系統可包括信息顯示器，該信息顯示器被配置成顯示與使用再生制動系統所回收的制動能量的比率相對應的能量回收指示器。該信息顯示器可包括總的能量回收指示器和瞬時能量回收指示器兩者。
文檔編號H04N7/18GK101985282SQ20101023595
公開日2011年3月16日 申請日期2010年7月22日 優先權日2009年7月28日
發明者戴爾·斯科特·克勞姆貝茲 申請人:福特全球技術公司