專利名稱：用于指示機動車輛的能量使用的效率水平的系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于向車輛中的乘客指示機動車輛的能量使用的效率水平的系 統(tǒng)和方法。
背景技術：
眾所周知，需要減少車輛的能量使用。減少車輛的能量使用可改善車輛的發(fā)動機 燃料經濟性同時延長以電池為動力的車輛中的蓄電池(例如，輸出電能的高電壓電池)的 壽命。此外，減少車輛的能量使用可減少來自車輛的不期望的排放。

發(fā)明內容
提供一種用于向車輛中的乘客指示機動車輛的能量使用的效率水平的系統(tǒng)和方 法。所述系統(tǒng)包括計算機可讀的存儲介質、與存儲介質連通的控制器、與控制器電連通的顯 示單元和內部照明系統(tǒng)?？刂破鹘邮斩鄠€能量使用信號并且處理能量使用信號，以獲得能量使用量的指 示。在保持車輛的給定的操作模式期間能量使用量的指示可受車輛中的乘客控制。能量使 用量可表示用于使機動車輛加速的能量、用于保持機動車輛的速度的能量、用于提供機動 車輛中的空氣調節(jié)的能量、用于滿足機動車輛中的附件負載的能量以及機動車輛減速所產 生的電能中的至少一個?？刂破骰谟糜谲囕v的給定的操作模式的能量使用量確定車輛的能量使用的效 率水平。效率水平可表示建立給定的操作模式所需要的能量使用的最小量與被消耗以建立 給定的操作模式的能量使用量的關系。控制器可處理能量使用量，以獲得歸一化的量，歸一化的量表示與機動車輛的給 定的操作模式有關的能量使用量的總和?？刂破骰跉w一化的量與預定的極值之間的比較 獲得效率水平?？刂破骺稍诒３謾C動車輛的給定的操作模式期間控制機動車輛中的一個或多個 操作，以改變至少一個能量使用量。內部照明系統(tǒng)使用環(huán)境光照亮乘客艙的至少一部分。環(huán)境光具有包括亮度和顏色 的限定的特性。環(huán)境光的特性中的至少一個特性指示效率水平。當乘客專注于控制機動車 輛從一個地點到另一個地點時，環(huán)境光的特性中的至少一個特性可允許向乘客告知效率水 平。內部照明系統(tǒng)可包括門燈、車頂燈、擱腳空間燈、儀表面板燈、飲料保持器燈、旋鈕燈、按 鈕燈或者裝飾燈?？刂破骺苫谛仕娇刂骗h(huán)境光的亮度和顏色中的至少一個。當控制器確定效 率水平低于預定的效率水平時，控制器可使環(huán)境光的顏色從表示保守的能量使用的顏色變 成表示積極的能量使用的顏色?？刂破骺苫诒硎居糜谑管囕v加速的能量、用于保持車速 的能量、用于提供車輛中的空氣調節(jié)的能量或者它們的組合的能量使用量中的一個能量使 用量改變環(huán)境光的亮度和顏色中的至少一個。此外，控制器可基于表示車輛減速所產生的電能的能量使用量中的一個能量使用量改變環(huán)境光的亮度和顏色中的至少一個。顯示單元顯示車輛的效率水平的圖形表示。顯示單元可顯示相對于圖形測量的至 少一個能量使用量的圖形表示，以顯示效率水平的圖形表示。圖形測量可指示預定的極值。另外，一旦乘客已被告知由環(huán)境光的特性中的至少一個特性指示的效率水平，則 顯示單元可允許乘客查看圖形表示。所述方法包括處理多個能量使用信號，以獲得能量使用量的指示。每個能量使用 量表示在保持機動車輛的給定的操作模式期間乘客可控制的能量的量。基于用于車輛的給 定的操作模式的能量使用量確定車輛的能量使用的效率水平。所述方法還包括使用環(huán)境 光照亮車輛乘客艙的至少一部分并且顯示車輛的效率水平的圖形表示。環(huán)境光具有包括亮 度和顏色的限定的特性。環(huán)境光的特性中的至少一個特性指示效率水平。例如，所述方法 可包括基于效率水平控制環(huán)境光的亮度和顏色中的至少一個。所述方法可包括顯示相對于圖形測量的至少一個能量使用量的圖形表示，以顯 示效率水平的圖形表示。改變這一個能量使用量會改變相對于圖形測量的能量使用量的圖 形表示。另外，所述方法可包括處理能量使用量，以獲得歸一化的量，并且將歸一化的量與 預定的極值進行比較，以獲得效率水平。歸一化的量表示與機動車輛的給定的操作模式有 關的能量使用量的總和。


圖1是示出用于指示機動車輛的能量使用的效率水平的系統(tǒng)的示意圖，所述系統(tǒng) 包括內部照明系統(tǒng)、顯示單元以及用于確定效率水平的控制器；圖2是示出車輛的具有顯示單元和至少一部分內部照明系統(tǒng)的乘客艙的立體示 圖；圖3是示出系統(tǒng)的具有效率水平的至少一個圖形表示的顯示單元的示意圖；圖4是示出指示效率水平的方法的流程圖；圖5是示出獲得能量使用量的方法的流程圖；圖6是示出獲得極值的方法的流程圖；圖7是示出確定效率水平的方法的流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明的實施例總體上提供了用于向車輛中的乘客指示機動車輛的能量使用的 效率水平的系統(tǒng)和方法。當車輛在使用能量時，車輛中的乘客可期望或需要基于車輛的操 作模式實時指示車輛使用能量的效率如何。環(huán)境光(ambient light)和至少一個圖形表示 被用于向乘客指示效率水平。參照圖1，提供系統(tǒng)10，用于指示機動車輛的能量使用的效率水平。系統(tǒng)10包括 計算機可讀的存儲介質12 (在下文中，稱為“存儲器”)、控制器14或一些其它類型的可編 程邏輯裝置、內部照明系統(tǒng)16以及顯示單元18。系統(tǒng)10及其操作方法以一體的方式描述， 以易于理解本發(fā)明的各方面。繼續(xù)參照圖1，存儲器12存儲系統(tǒng)10使用的用于指示效率水平的信息或數據。例 如，存儲器12可存儲嵌入了該方法或將該方法編碼的計算機程序或算法?？刂破?4與存儲器12連通，以訪問存儲在存儲器12中的信息或數據。如圖1所示，存儲器12可以是控 制器14的一部分。然而，存儲器12可被設置在系統(tǒng)10的控制器14可訪問的任何合適的 部分中。系統(tǒng)10的存儲器12除了存儲計算機程序或算法之外，系統(tǒng)10的存儲器12還可 存儲關于車輛中的各部件的信息或數據，以實施該方法。如圖1所示，控制器14總體上被示出為車輛系統(tǒng)控制器20(在下文中，稱為 “VSC”)。然而，控制器14可以是與VSC 20分開的控制器。此外，盡管控制器14被示出為單 個硬件裝置，但是控制器14可包括多個硬件裝置形式的多個控制器，或者包括一個或多個 硬件裝置內的多個軟件控制器。例如，控制器14可包括VSC 20、動力系控制模塊(PCM) 22、 環(huán)境控制模塊24、附件(accessory)控制模塊26、照明控制模塊28、顯示控制模塊30或者 這些的組合，這取決于系統(tǒng)10的構造。如圖1所示，控制器14被構造成接收多個能量使用信號。能量使用信號嵌入在指 示車輛已使用的能量或者即將使用的能量(例如，在獲得能量使用信號的200毫秒內)的 信息或數據中或者使用所述數據或信息編碼?？刂破?4可接收來自控制器14內的內在的 能量使用信號、來自車輛中的一個或多個部件的外在的能量使用信號，或者內在的能量使 用信號和外在的能量使用信號兩者，這取決于系統(tǒng)10的構造。例如，VSC 20, PCM 22、環(huán)境 控制模塊24、附件控制模塊26、照明控制模塊28、顯示控制模塊30、制動踏板傳感器32、加 速踏板傳感器34或者這些的組合可向控制器14提供能量使用信號。例如，加速踏板傳感 器34可提供與用于使車輛加速的能量有關的信息或數據。類似地，PCM 22可提供與動力 系輸出功率、車輛的燃料消耗、電池功率消耗或者這些的組合有關的信息或數據?？刂破?4處理能量使用信號，以獲得能量使用量的指示?？刂破?4可周期性地 (例如，每50毫秒至60秒)獲得能量使用量的指示，這取決于系統(tǒng)10的構造。至少一些能 量使用量表示在保持車輛的給定的操作模式的同時車輛中的乘客可控制或影響的能量，因 此，所述至少一些能量使用量可被稱為“主動”能量的量。其他能量使用量可指示在駕駛車 輛從一個地點到另一個地點的過程中車輛的駕駛者不能直接且立刻控制的能量或者不能 指望車輛的駕駛者直接控制的能量，因此，所述其他能量使用量可被稱為“被動”能量的量。 能量使用量的指示可指示車輛已使用或者在接下來的200毫秒內將使用多少燃料或電能。 另外，控制器14可在保持車輛的給定的操作模式的同時控制車輛中的一個或多個操作，以 改變至少一個主動能量的量，這是基于被動能量使用。被動能量使用確定車輛的給定的操作模式，而主動能量使用與乘客在車輛的給定 的操作模式期間可控制的能量使用有關?？刂破?4可基于被動能量使用確定車輛的給定 的操作模式。由于控制器14可基于被動能量使用確定車輛的給定的操作模式，所以給定的 操作模式是基于具有各種信息或數據的一個或多個信號，所述各種信息或數據諸如胎壓信 息、動力系操作溫度信息、PRNDL位置信息(即，用于駐車檔、倒車檔、空擋、驅動檔以及低速 驅動檔的換擋選擇)、地形信息、坡度信息、環(huán)境信息、車輛的其他操作模式信息或者這些的 組合。增加的被動能量使用降低了車輛的能量使用效率，而降低的被動能量使用提高了能 量使用效率。駕駛者在駕駛過程中可能不能控制車輛的胎壓。因此，胎壓影響車輛的被動能量 使用，從而影響車輛的給定的操作模式。當胎壓信息指示車輛的至少一個輪胎處于低胎壓 時，控制器14可將車輛的給定的操作模式確定為降低的效率模式。低胎壓可增加車輛的滾動阻力，因此，可增加車輛的被動能量使用，并且可改變車輛的給定的操作模式?？刂破?4可基于動力系操作溫度信息確定車輛的給定的操作模式。動力系操作 溫度信息指示至少一個動力系部件(例如，車輛中的發(fā)動機或電機)在合適的溫度范圍之 外操作。動力系的次優(yōu)(sub-optimal)操作溫度增加了寄生阻力(例如，粘性油阻力、密封 阻力等)。由于不指望駕駛者在車輛操作的過程中直接控制動力系的操作溫度以提高車輛 的能量使用效率，所以增加的寄生阻力增加了車輛的被動能量使用。因此，動力系操作溫度 可改變車輛的給定的操作模式。車輛的給定的操作模式可基于PRNDL位置信息?？刂破?4可基于換擋選擇(例 如，車輛是否在駐車檔、倒車檔、空擋、驅動檔以及低速驅動檔)確定車輛的給定的操作模 式。由于在車輛操作的過程中不指望駕駛者換檔以提高車輛的能量使用效率，所以換檔選 擇被認為是被動能量使用因素。 此外，控制器14可基于地形、坡度和/或環(huán)境信息確定車輛的給定的操作模式。控 制器14可從與系統(tǒng)10連通的任何數量的合適的裝置或控制器接收這樣的信息。例如，與 基于定位的系統(tǒng)或導航系統(tǒng)連通的附件控制模塊26可向系統(tǒng)10提供地形、坡度以及環(huán)境 fn息ο地形信息指示在其上操作車輛的行駛表面或地形的類型。地形信息可包括車輛是 否在鋪裝路、泥路或其他類型的路面上。與車輛行駛在不規(guī)則或顛簸的行駛表面上相比，通 常車輛使用更少的能量行駛在平滑的行駛表面上。地形信息可以是被動能量使用因素，這 取決于情況，這是因為可能不指望駕駛者改變車輛行駛的地形。坡度信息指示行駛表面的斜度或坡度。例如，坡度信息可指示車輛在斜坡上或者 在相對陡峭的斜坡上上坡/下坡。上坡坡度需要來自車輛的更多的功率，以使車輛加速。 同樣地，保持車輛上坡的速度需要比保持車輛緩慢下坡的速度更多的能量。此外，用于驅動 車輛上坡的額外的能量可能不會在車輛下坡時全部恢復，這降低了車輛的整體能量使用效 率。與地形信息一樣，坡度信息可以是被動能量使用的因素。環(huán)境信息指示車輛的行駛表面的狀況。例如，環(huán)境信息可包括車輛被暴露所處的 基于天氣的信息。例如，基于天氣的信息可指示行駛表面是否潮濕、干燥、滑、熱、冷等。行駛 表面的狀況影響車輛的被動能量使用。例如，差的道路狀況可增加車輛的滾動阻力，因此， 降低了車輛的能量使用效率。另外，行駛在極冷或極熱的環(huán)境中可降低車輛的最優(yōu)能量使 用效率。例如，極冷的電池提供能量的效率可能比在室溫下的電池提供能量的效率低。由 于可能不指望車輛的駕駛者改變車輛被暴露所處的環(huán)境，所以環(huán)境信息可被認為是確定車 輛的給定的操作模式的被動能量使用的因素?？刂破?4可在車輛操作的過程中周期性地(例如，每50-200毫秒)確定或更新 車輛的操作模式，這取決于系統(tǒng)10的構造。周期性地更新車輛的操作模式可給系統(tǒng)10提 供用于指示在操作車輛時能量使用的效率水平的更新的信息。例如，系統(tǒng)10可每50毫秒 或更短的時間來更新車輛的操作模式，以提供效率水平的實時指示。控制器14可處理能量使用量，以獲得歸一化的量(normalized amount)。該歸一 化的量表示與車輛的給定的操作模式有關的能量使用量的總和。例如，控制器14可對主動 能量的量求和，以獲得歸一化的量。能量使用量的指示中的一個指示可表示用于使車輛加速的能量。由于車輛中的乘客可控制用于使車輛加速的能量，所以用于使車輛加速的能量可被認為是主動能量的量。 當車輛進行更大的加速時，車輛使用更多的能量。因此，車輛在高加速度時(例如，在6秒內 從0加速到60mph)的能量效率變得比在低加速度時(例如，在15秒內從0加速到60mph) 的能量效率低?？刂破?4可基于加速踏板位置、動力系輸出功率、車輛的燃料消耗、電池功 率消耗或者這些的組合確定用于使車輛加速的能量。能量使用量中的另外一個能量使用量可表示用于保持車速的能量。由于車輛中的 乘客可控制用于驅動車輛的能量，所以用于保持車速的能量可被認為是主動能量的量。當 車輛處于更大的速度時，車輛需要更多的能量來保持車速。因此，當車輛保持高速度時(例 如，70英里/小時(mph))的能量效率變得比當車輛保持低速度時(例如，35mph)的能量效 率低?？刂破?4可基于動力系輸出功率、車輛的燃料消耗、電池功率消耗、車輛的氣動阻力 或者它們的組合確定用于保持車速的能量。例如，控制器14可以以與車速的平方成比例地 確定車輛的氣動阻力。能量使用量中的至少一個能量使用量可表示用于提供車輛中的空氣調節(jié)的能量。 車輛中的空氣調節(jié)可包括加熱、冷卻或者選擇性地加熱和冷卻乘客艙中的空氣。另外，車輛 中的空氣調節(jié)可包括通風、過濾或者對車輛中的空氣的其他改善。由于車輛中的乘客可控 制用于調節(jié)車輛中的空氣的能量，所以用于提供車輛中的空氣調節(jié)的能量可被認為是主動 能量的量。當車輛提供更大的空氣調節(jié)時，車輛使用更多的能量。以更大的速率進行空氣 調節(jié)可以是或大或小的能量效率，這取決于車輛中的空氣調節(jié)系統(tǒng)。例如，以最大水平設置 環(huán)境控制可比中間環(huán)境控制設置消耗的能量多并且能量效率更低?？刂破?4可基于電池 功率消耗或能量使用信息(來自環(huán)境控制模塊24、附件控制模塊26或者環(huán)境控制模塊24 和附件控制模塊26兩者)確定用于提供車輛中的空氣調節(jié)的能量。能量使用量中的一個或多個能量使用量可表示用于滿足車輛中的附件負載的能 量。例如，附件負載可包括娛樂系統(tǒng)、導航系統(tǒng)、插入式出口負載、信息系統(tǒng)、收音機、座椅加 熱器、音頻系統(tǒng)、音頻/視頻系統(tǒng)以及車輛中的其他能量使用系統(tǒng)。由于車輛中的乘客可控 制用于滿足車輛中的附件負載的能量，所以用于滿足車輛中的附件負載的能量可被認為是 主動能量的量?？刂破?4可基于電池功率消耗或來自附件控制模塊26的能量使用信息確 定用于滿足車輛中的附件負載的能量。能量使用量中的另外一個能量使用量可表示車輛減速所產生的電能。例如，可在 車輛的再生制動期間獲得車輛減速所產生的能量，在車輛的制動期間車輛的動能被轉換成 電能。由于車輛中的乘客可控制車輛的制動作用或車輛制動的速率，所以車輛減速所產生 的電能可被認為是主動能量的量?？刂破?4可基于來自動力系控制模塊22、制動踏板傳感 器32或者動力系控制模塊22和制動踏板傳感器32兩者的信息或數據確定車輛減速所產 生的電能?？刂破?4基于獲得的能量使用量和車輛的給定的操作模式確定車輛的能量使用 的效率水平?？刂破?4可基于建立給定的操作模式所需要的能量使用的最小量以及已經 被消耗以建立給定的操作模式的能量使用量確定效率水平。例如，如果操作處于駐車檔的 車輛所需要的能量使用的最小量是70能量單位并且用于操作處于駐車檔的車輛的能量的 量是100能量單位，則效率水平是70%。類似地，如果操作以65mph行駛的車輛所需要的能 量使用的最小量是90能量單位，并且用于操作以65mph行駛的車輛的能量的量是100能量單位，則效率水平是90%?？刂破?4可將歸一化的量與預定的極值進行比較，以獲得能量使用的效率水平。 預定的極值可以是可用于實現車輛的給定的操作模式的能量的最大或最小水平。取決于系 統(tǒng)10的構造，能量的最大或最小水平可用作歸一化的量的參照，以獲得效率水平。例如，如 果在給定的操作模式期間歸一化的量是150能量單位，并且以給定的操作模式操作車輛只 需要100能量單位(即，能量的最小水平)，則控制器14可確定車輛的效率水平處于降低的 效率水平(例如，50%)，這是因為使用了比需要的能量更多的能量。在另一個示例中，如果 在給定的操作模式期間歸一化的量是99能量單位，并且車輛可在給定的操作模式下使用 100能量單位(即，能量的最大水平)來操作車輛，則控制器14可確定車輛的效率水平處 于降低的效率水平，這是因為在保持給定的操作模式期間正在使用的量(即，99能量單位) 在可使用的能量的最大水平(即，100能量單位)的預定范圍內(例如，10能量單位)?？刂破?4可利用存儲器12中的最大和最小能量水平?？蛇x地，控制器14可從存 儲在存儲器12中的等式計算極值或者從存儲在存儲器12中的查找表查找極值。另外，控制 器14可將每個能量使用量分類或分組成用于顯示單元18以圖形顯示的一組能量使用量。如圖1所示，內部照明系統(tǒng)16與控制器14電連通。圖1示出了將控制器14和內 部照明系統(tǒng)16電連接的照明控制模塊28。然而，控制器14可直接連接到內部照明系統(tǒng)16 并且包括照明控制模塊28的功能，以控制內部照明系統(tǒng)16。參照圖2，車輛中的內部照明系統(tǒng)16可包括門燈40、車頂燈42、擱腳空間燈 (foot-well light)44、儀表面板燈46、飲料保持器燈48、旋鈕燈50、按鈕燈52、開關燈54、 裝飾燈56、方向盤燈58、柱燈60或者這些燈的組合。門燈40可包括地圖袋燈62、刮擦面 板燈(scuff panel light)64或者在車輛的門上的其他燈。車頂燈42可包括天窗燈66、 頂燈68或者在車輛的頂蓬上的任何其他燈。裝飾燈56可包括車輛中的強光燈或儀表板 (dash)-裝飾燈。柱燈60可包括在A柱70、B柱72、C柱(未示出)上的燈或者這些燈的 組合。此外，內部照明系統(tǒng)16的燈可給從乘客艙可見的多個部件提供背光。在操作中，內部照明系統(tǒng)16利用環(huán)境光照亮乘客艙的至少一部分。圖2示出了從 內部照明系統(tǒng)16發(fā)出的環(huán)境光，所述環(huán)境光具有包括亮度和顏色的限定的特性。例如，亮 度可在0. 001cd/m2和300000cd/m2之間。顏色可以是紅色、橙色、黃色、綠色、藍色、紫色，或 者任何其他顏色，或者可從可見光譜得到的顏色的組合。內部照明系統(tǒng)16的環(huán)境光的特性中的至少一個特性指示效率水平。更具體地，環(huán) 境光的亮度、環(huán)境光的顏色或者環(huán)境光的亮度和顏色兩者可用于指示車輛的能量使用的效 率水平。另外，環(huán)境光可根據存儲在存儲器12中的預定的模式脈動或變化，以向車輛中的 一個或多個乘客指示效率水平。再次參照圖2，控制器14可基于效率水平控制環(huán)境光的亮度和顏色中的至少一 個。例如，當控制器14確定效率水平低于預定的效率水平時，控制器14可使環(huán)境光的顏色 從表示保守的能量使用的顏色變成表示積極的能量使用的顏色。在這樣的示例中，表示保 守的能量使用的顏色可以是綠色，而表示積極的能量使用的顏色可以是紅色。此外，當效率 水平低于效率閾值或預定的效率水平(例如，95%)時，控制器14可使環(huán)境光從綠色變成 紅色?？蛇x地，控制器14可隨著效率水平改變而逐漸地改變環(huán)境光的顏色。因此，取決于 系統(tǒng)10的構造，車輛中的乘客可看見環(huán)境光的顏色從一個顏色不連續(xù)地或連續(xù)地變成另一個顏色。例如，顏色可沿預定的顏色梯度連續(xù)地改變。當控制器14確定效率水平低于預定的效率水平時，控制器14可使環(huán)境光的亮度 從表示保守的能量使用的低亮度變成表示積極的能量使用的更高的亮度。在這樣的示例 中，表示保守的能量使用的亮度可以是暗淡的，而表示積極的能量使用的亮度可以是明亮 的。此外，當效率水平低于效率閾值或預定的效率水平時，控制器14可使環(huán)境光的亮度從 暗淡變成明亮?？蛇x地，控制器14可隨著效率水平改變而逐漸地改變環(huán)境光的亮度。因 此，取決于系統(tǒng)10的構造，車輛中的乘客可看見環(huán)境光的亮度從一個亮度不連續(xù)地或連續(xù) 地變成另一個亮度。例如，亮度可沿預定的亮度梯度連續(xù)地改變?？刂破?4可基于一個或多個能量使用量改變環(huán)境光的亮度和顏色中的至少一 個。能量使用量可表示在保持車輛的給定的操作模式期間用于使車輛加速的能量、用于保 持車速的能量、用于提供車輛中的空氣調節(jié)的能量、車輛減速所產生的電能或者車輛中的 乘客可控制的其他主動能量的量。來自內部照明系統(tǒng)16的環(huán)境光允許向車輛中的乘客告知在車輛操作期間的效率 水平。更具體地，內部照明系統(tǒng)16可允許乘客專注于駕駛或控制車輛從一個地點到另一個 地點，同時對環(huán)境光具有周邊觀察，因此，看見車輛的能量使用的效率水平。再次參照圖1，顯示單元18與控制器14電連通。圖1示出了顯示控制模塊30將 控制器14和顯示單元18電連接。然而，控制器14可直接連接到單元18并且包括顯示控 制模塊30的功能，以控制顯示單元18。參照圖3，顯示單元18向車輛中的乘客顯示效率水平的一個或多個圖形表示74。 一旦乘客已基于來自內部照明系統(tǒng)16的環(huán)境光被通知、被警告、理解或者以其他方式被告 知效率水平，則顯示單元18可允許車輛中的乘客查看圖形表示74。如圖3所示，顯示單元18可將效率水平的圖形表示74顯示成能量使用圖形76和 圖形測量78的組合。能量使用圖形76是至少一個能量使用量的圖形表示。當顯示時，圖 形76和圖形測量78之間的相對位置指示效率水平，以向乘客告知效率水平。圖3示出了四種不同類型的能量使用圖形76 加速能量使用圖形80、速度能量使 用圖形82、空氣調節(jié)能量使用圖形84以及附件負載能量使用圖形86。圖3的每個圖形測量78被示出為從標有“最差”的一端到標有“最佳”的相對端 的范圍內的滑動標尺88。取決于顯示單元18的構造，滑動標尺88可具有或可不具有文字。 圖形測量78可以是相對于能量使用圖形76可見的任何類型的圖形參照，以顯示效率水平 的圖形表示74。圖形測量78可指示預定的極值，以顯示效率水平的圖形表示74。更具體地，在保 持車輛的給定的操作模式期間滑動標尺88的標有“最差”的端部可將預定的極值指示為可 由車輛中的諸如空氣調節(jié)系統(tǒng)的裝置使用的能量的最小水平。因此，顯示單元18可在保持 車輛的給定的操作模式期間允許車輛中的乘客查看效率水平的圖形表示74，以向乘客示出 可改變哪個能量使用量，從而減少歸一化的量。繼續(xù)參照圖3，至少一個光源(可以是內部照明系統(tǒng)16的一部分)可照亮顯示單 元18中的圖形測量78的照明部分90或者給照明部分90背光。圖3的照明部分90可包 括標有“最差”的端部、標有“最佳”的相對端以及圖形測量78的大體上位于標有“最差”的 端部與標有“最佳”的端部之間的中間部分92。圖3的照明部分90從標有“最差”的端部朝著圖形測量78的中間部分92向內逐漸變細。類似地，照明部分90從標有“最佳”的相 對端朝著圖形測量78的中間部分92向內逐漸變細。參照圖4，流程圖100示出了指示機動車輛的能量使用的效率水平的方法的步驟。 除了圖4中示出的步驟之外，諸如控制器14的可編程邏輯裝置可編程有附加步驟，以提供 附加功能。參照圖4，在討論指示能量使用的效率水平的方法以及其他方法的整個過程中參 照圖1-3中示出的系統(tǒng)10及其部件，以易于理解本發(fā)明的各方面?？赏ㄟ^計算機算法、機器 可執(zhí)行代碼或者編程到車輛的合適的可編程邏輯裝置(例如，控制器14、VSC 20、PCM 22、 環(huán)境控制模塊24、附件控制模塊26、照明控制模塊28、顯示控制模塊30或者它們的組合) 中的軟件程序實現指示效率水平的方法。在流程圖100的步驟102，獲得能量使用信號。控制器14可從車輛中的任何合適 的部件或部件的組合獲得能量使用信號。例如，控制器14可內在地或從VSC 20、PCM 22、環(huán) 境控制模塊24、附件控制模塊26、照明控制模塊28、顯示控制模塊30、制動踏板傳感器32、 加速踏板傳感器34或者它們的組合接收能量使用信號。在步驟104，處理能量使用信號?？刂破?4可實時地或基于周期(例如，每50毫 秒)處理能量使用信號，以提供能量使用的效率水平的實時指示。控制器14可處理能量使 用量，以獲得表示與車輛的給定的操作模式有關的能量使用量的總和的歸一化的量。在步驟106，獲得至少一個能量使用量。控制器14可從VSC 20,PCM 22、環(huán)境控制 模塊24、附件控制模塊26、照明控制模塊28、顯示控制模塊30獲得能量使用量，或者從執(zhí)行 步驟104的控制器14獲得能量使用量。在流程圖100的步驟108，獲得至少一個極值?？刂破?4可基于在給定的操作條 件期間可使用的能量的最大量或者保持給定的操作條件所需要的能量的最小量計算或查 找極值。在步驟110，確定至少一個效率水平?？刂破?4可基于在步驟106中獲得的能量 使用量以及車輛的給定的操作模式確定車輛的能量使用的效率水平。例如，可基于建立給 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給定的操作模式的能量使 用量確定效率水平。在步驟112，將在步驟110中確定的效率水平與預定的效率水平進行比較?？刂?器14可從存儲器12獲得預定的效率水平或基于車輛的給定的操作模式計算預定的效率水 平。在步驟114，照亮乘客艙的至少一部分。內部照明系統(tǒng)16可使用環(huán)境光照亮乘客 艙的至少一部分。環(huán)境光具有包括亮度和顏色的限定的特性。環(huán)境光的特性中的至少一個 特性指示效率水平。環(huán)境光的亮度、顏色或者亮度和顏色兩者可指示效率水平。在步驟116，顯示效率水平的圖形表示。顯示單元18可向車輛中的乘客顯示效率 水平的一個或多個圖形表示78。盡管順序地示出了流程圖100中的各步驟，但是在實際應用中，可以以不同的順 序執(zhí)行(包括同時執(zhí)行)這些步驟的一些或全部步驟。此外，預期的是，考慮到車輛的各種 情況，可重復執(zhí)行該方法。參照圖5，流程圖118示出了獲得能量使用量的方法的步驟。獲得能量使用量的方法可用在流程圖100的步驟106中。取決于系統(tǒng)10的構造，控制器14可周期性地(例如， 每50毫秒至60秒)獲得每個能量使用量。在流程圖118的步驟120，確定用于車輛加速的能量使用量?？刂破?4可基于加 速踏板位置、動力系輸出功率、車輛的燃料消耗、電池功率消耗或者它們的組合確定用于使 車輛加速的能量。例如，控制器14可從加速踏板傳感器34接收與用于使車輛加速的能量 有關的信息或數據，以確定用于使車輛加速的能量。在步驟122，確定用于保持車速的能量使用量?？刂破?4可基于動力系輸出功率、 車輛的燃料消耗、電池功率消耗、車輛的氣動阻力或者它們的組合確定用于保持車速的能 量。例如，控制器14可以與車速的平方成比例地計算車輛的氣動阻力。在步驟124，確定用于空氣調節(jié)的能量使用量。控制器14可基于電池功率消耗或 來自環(huán)境控制模塊24和/或附件控制模塊26的能量使用信息確定用于提供車輛中的空氣 調節(jié)的能量。在步驟126，確定用于附件負載的能量使用量?？刂破?4可基于電池功率消耗或 來自附件控制模塊26的能量使用信息確定用于滿足車輛中的附件負載的能量。在流程圖118的步驟128，確定用于產生電能的能量使用量?？刂破?4可基于來 自動力系控制模塊22、制動踏板傳感器32或者動力系控制模塊22和制動踏板傳感器32兩 者的信息或數據確定車輛減速所產生的能量。參照圖6，流程圖130示出了獲得一個或多個能量使用極值的方法的步驟。獲得能 量使用極值的方法可用在流程圖100的步驟108中。在流程圖130的步驟132，基于車輛的給定的操作模式獲得指示用于使車輛加速 的最大或最小能量使用的極值?？刂破?4基于車輛的給定的操作模式獲得用于車輛加速 的極值。在步驟134，基于車輛的給定的操作模式獲得指示用于保持車速的最大或最小能 量使用的極值。控制器14基于車輛的給定的操作模式獲得用于保持車速的極值。在步驟136，基于車輛的給定的操作模式獲得指示用于提供車輛中的空氣調節(jié)的 最大或最小能量使用的極值?？刂破?4基于車輛的給定的操作模式獲得用于提供車輛中 的空氣調節(jié)的極值。在步驟138，基于車輛的給定的操作模式獲得指示用于滿足車輛中的附件負載的 最大或最小能量使用的極值?？刂破?4基于車輛的給定的操作模式獲得用于附件負載的 極值。在步驟140，基于車輛的給定的操作模式獲得指示車輛減速所產生的最大或最小 能量的極值?？刂破?4基于車輛的給定的操作模式獲得用于產生電能的極值。車輛的再 生制動可用于產生用于車輛的電能。繼續(xù)參照圖6，控制器14可訪問存儲器12，以查找在流程圖130的步驟132、134、 136、138以及140中獲得的極值中的至少一個?？蛇x地，控制器14可基于獲得的能量使用 量以及車輛的給定的操作模式計算在步驟132、134、136、138以及140中獲得的極值中的至 少一個。參照圖7，流程圖150示出了確定至少一個效率水平的方法的步驟。確定至少一個 效率水平的方法可用在流程圖100的步驟110中。
在步驟152，處理能量使用量?？刂破?4可同時或以任何合適的順序處理能量使 用量。另外，取決于系統(tǒng)10的構造，控制器14可周期性地(例如，每50毫秒至60秒)處
理能量使用量。在步驟154，獲得歸一化的量。歸一化的量表示與車輛的給定的操作模式有關的能 量使用量的總和。例如，歸一化的量可表示用于使車輛加速的能量、用于保持車速的能量、 用于提供空氣調節(jié)的能量、用于滿足附件負載的能量、車輛減速所產生的能量的總和或者 這些能量的組合的總和。控制器14可在執(zhí)行步驟152之后獲得歸一化的量或者從控制器 14的另一個操作獲得歸一化的量。在步驟156，可基于歸一化的量和在步驟108中獲得的極值確定效率水平?？刂破?14可將歸一化的量與極值進行比較，以獲得能量使用的效率水平。預定的極值可以是可用 于實現車輛的給定的操作模式的能量的最大或最小水平。盡管在流程圖118、130以及150中示出的各步驟似乎是按時間順序發(fā)生，但是這 些步驟中的至少一些步驟可以以不同的順序發(fā)生，并且可同時執(zhí)行或者根本不同時執(zhí)行一 些步驟。另外，可通過計算機算法、機器可執(zhí)行代碼或者編程到車輛的合適的可編程邏輯裝 置(例如，控制器14或者車輛中的其他控制器)中的軟件程序實施獲得能量使用量的方法 (圖5)、獲得能量使用極值的方法(圖6)、確定至少一個效率水平的方法(圖7)或者這些 方法的組合。用于向乘客指示車輛的能量使用的效率水平的系統(tǒng)和方法具有很多優(yōu)點(包括 未在此提到的優(yōu)點)。一個優(yōu)點可包括使用環(huán)境光向乘客告知車輛的能量使用的效率并且 提供效率水平的圖形表示。環(huán)境光的特性中的一個或多個特性指示效率水平。因此，乘客 可看見環(huán)境光，并且可基于環(huán)境光的特性向乘客告知效率水平。環(huán)境光允許乘客被告知效 率水平，而不需要乘客將其視線從路面移開。此外，效率水平的圖形表示可向乘客告知是什 么影響能量使用的效率水平。在保持車輛的給定的操作模式期間乘客可基于圖形表示控制 車輛中的一個或多個操作，以改變至少一個主動能量的量。雖然已經示出并描述了本發(fā)明的實施例，但是意圖不是這些實施例示出并描述了 本發(fā)明的所有可能的形式。相反，說明書中使用的詞語是描述性的詞語而不是限制性的詞 語，并且應理解的是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可進行各種改變。
權利要求
1.一種用于向乘客指示具有乘客艙的機動車輛的能量使用的效率水平的系統(tǒng)，所述系 統(tǒng)包括計算機可讀的存儲介質；控制器，與存儲介質連通，所述控制器被構造成在保持機動車輛的給定的操作模式期 間接收多個能量使用信號，并且處理能量使用信號，以獲得乘客能夠控制的能量使用量的 指示，并且基于用于機動車輛的給定的操作模式的能量使用量確定機動車輛的能量使用的 效率水平；內部照明系統(tǒng)，與控制器電連通，以使用環(huán)境光照亮乘客艙的至少一部分，所述環(huán)境光 具有包括亮度和顏色的限定的特性，所述環(huán)境光的特性中的至少一個特性指示效率水平；顯示單元，與控制器電連通，以向乘客顯示機動車輛的效率水平的圖形表示。
2.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，當乘客專注于控制機動車輛從一個地點到另一 個地點時，所述環(huán)境光的特性中的至少一個特性允許向乘客告知效率水平，一旦乘客已被 告知由所述環(huán)境光的特性中的至少一個特性指示的效率水平，則顯示單元允許乘客查看圖 形表示。
3.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，效率水平表示建立給定的操作模式所需要的能 量使用的最小量與被消耗以建立給定的操作模式的能量使用量的關系。
4.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，顯示單元顯示相對于圖形測量的至少一個能量 使用量的圖形表示，以顯示效率水平的圖形表示。
5.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，控制器還被構造成處理能量使用量，以獲得歸一 化的量，并且將所述歸一化的量與預定的極值進行比較，以獲得效率水平，所述歸一化的量 表示與機動車輛的給定的操作模式有關的能量使用量的總和。
6.根據權利要求5所述的系統(tǒng)，其中，顯示單元顯示相對于指示預定的極值的圖形測 量的至少一個能量使用量的圖形表示，以顯示效率水平的圖形表示，所述顯示單元在保持 機動車輛的給定的操作模式期間允許乘客查看效率水平的圖形表示，從而減小歸一化的 量。
7.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，能量使用量表示用于使機動車輛加速的能量、用 于保持機動車輛速度的能量、用于提供機動車輛中的空氣調節(jié)的能量、用于滿足機動車輛 中的附件負載的能量以及機動車輛減速所產生的電能中的至少一個。
8.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，控制器被構造成在保持機動車輛的給定的操作 模式期間控制機動車輛中的一個或多個操作，以改變至少一個能量使用量。
9.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，控制器被構造成基于效率水平控制所述環(huán)境光 的亮度和顏色中的至少一個。
10.一種用于向乘客指示具有乘客艙的機動車輛的能量使用的效率水平的系統(tǒng)，所述 系統(tǒng)包括計算機可讀的存儲介質；控制器，與存儲介質連通，所述控制器被構造成在保持機動車輛的給定的操作模式期 間接收多個能量使用信號并且處理能量使用信號，以獲得乘客能夠控制的能量使用量的指 示，乘客能夠控制所述能量使用量使機動車輛加速、保持機動車輛的速度、提供機動車輛中 的空氣調節(jié)、滿足機動車輛中的附件負載以及從機動車輛減速產生電能，所述控制器還被構造成處理能量使用量，以獲得歸一化的量，并且將所述歸一化的量與預定的極值進行比 較，以獲得機動車輛的能量使用的效率水平，所述歸一化的量表示與車輛的給定的操作模 式有關的能量使用量的總和；內部照明系統(tǒng)，與控制器電連通，以使用環(huán)境光照亮乘客艙的至少一部分，所述環(huán)境光 具有包括亮度和顏色的限定的特性，所述環(huán)境光的特性中的至少一個特性指示效率水平；顯示單元，與控制器電連通，以向乘客顯示機動車輛的效率水平的圖形表示，所述圖形 表示包括相對于向乘客指示預定的極值的圖形測量的所述歸一化的量的圖形表示， 其中，控制器被構造成基于效率水平控制所述環(huán)境光的亮度和顏色中的至少一個。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于向車輛中的乘客指示機動車輛的能量使用的效率水平的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括計算機可讀的存儲介質、控制器、內部照明系統(tǒng)以及顯示單元。控制器處理能量使用信號，以獲得車輛的給定的操作模式以及乘客可控制的能量使用量的指示?？刂破骰谀芰渴褂昧亢徒o定的操作模式確定車輛的能量使用的效率水平。內部照明系統(tǒng)使用環(huán)境光照亮乘客艙的至少一部分，環(huán)境光具有包括亮度和顏色的限定的特性，環(huán)境光指示效率水平。顯示單元顯示效率水平的圖形表示。
文檔編號B60K35/00GK102126472SQ20111000977
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月12日 優(yōu)先權日2010年1月18日
發(fā)明者史蒂文·A·達萊登, 吉米·H·卡帕迪亞, 威廉·保羅·伯金斯, 理查德·M·艾薩克斯, 艾倫·丹尼斯·多不里登, 阿蘭·麥克唐納德, 雷納塔·邁克拉·阿森奧特 申請人:福特全球技術公司