CN103717452A - 用于向驾驶员通报机动车运行状态信息的方法和具有用于实施该方法的控制装置的机动车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于向驾驶员通报关于机动车（1）的运行状态的信息的方法，所述机动车（1）包括至少一个以固定的传动比工作用以驱动所述机动车（1）的电机（2），其中在所述电机（2）运行时持续由至少一个描述所述机动车（1）运行状态的第一运行参数确定出虚拟转速和虚拟档位级，并且根据所述虚拟转速和虚拟档位级进行声学输出，特别是进行发动机噪声的输出。

Description

用于向驾驶员通报机动车运行状态信息的方法和具有用于实施该方法的控制装置的机动车

技术领域

本发明涉及一种用于向驾驶员通报关于机动车的运行状态的信息的方法，所述机动车包括至少一个以固定的传动比工作用以驱动所述机动车的电机。

背景技术

在现代机动车例如混合动力机动车或电动车中使用电机，其以固定的传动比驱动机动车。在此电机例如可以在0至12000转/分钟的转速范围内覆盖全部期待的速度范围。

为了使驾驶员获悉电机的运行状态，建议使用所谓的“功率计”，其可以与速度显示装置（车速表）一起例如在一个组合显示装置上示出。该功率计根据电机的运行参量、例如根据其实际转速而显示一个未详细说明的值，但是考虑到，电机例如在低转速下具有较差的效率，而改善的效率大多在较高的转速和/或较高的速度下才会得到，该值对于习惯使用手动换挡器或自动变速器的驾驶员而言，一方面不习惯并难以理解，但另一方面也难以进行解释。

发明内容

因此本发明的目的在于提供一种方法，该方法为用户提供对于机动车运行状态的改善的反馈，特别是可直观理解的反馈。

为了实现该目的，在开始所述类型的方法中根据本发明规定，在电机运行时持续由描述机动车运行状态的至少一个第一运行参数确定出虚拟转速和虚拟档位级并且根据所述虚拟转速和虚拟档位级进行声学输出，特别是输出发动机噪声。

为了向用户提供改善的在具有电机的机动车中关于行驶状态的反馈，因此建议：将由至少一个第一运行参数描述的当前运行状态转换为虚拟转速和虚拟档位级，即对驾驶员而言已经从具有变换的传动比、即不同的行驶速度级的机动车类型中已知的概念。例如可以描摹（abbliden）自动变速器的行为。如果现在产生相应的声学输出，即特定的噪声背景，特别是驾驶员也可以特别有利地在由所述电机驱动的机动车中“收听”在虚拟换档时的变化，也就是说随着时间流逝驾驶员可以越来越清楚地意识到机动车处于何种运行状态下。在此特别有利的是，发动机噪声在机动车内部和/或外部由相应的声学输出装置、特别是扬声器产生。由此多种运行状态、至少是其顺序分配有随着时间的流逝可以由驾驶员识别出或做出解释的噪声背景。特别是驾驶员在无需查看仪表的情况下被通报信息，随后驾驶员也经常依照听觉进行驾驶。因此产生令人愉快的并可再现的电子行驶噪音，这种行驶噪音依赖于档位变速器、特别是自动变速器中的发动机噪声，其方法是：确定并观察虚拟转速和虚拟档位级。

根据本发明的方法可以特别有利地在电动车中使用，但是也可以在混合动力车辆中使用，其中通过固定的即不可变的传动比联接电机。

优选的是额外还进行虚拟转速和/或所述虚拟档位级的光学显示，特别是以转速计的形式进行所述虚拟转速的光学显示。因此例如可以在组合显示装置上除了车速表外（如特别是由具有内燃机的机动车已知的）还示出使驾驶员获悉虚拟转速的转速计。也可以相应地例如相邻于转速计地和/或集成在转速计中地示出档位级。因此在转速计中例如可以根据特定的虚拟转速匹配指针位置。所述特定的虚拟转速所处的范围例如可以在0至9000转/分钟之间。这进一步改善了对于运行状态的反馈，之后驾驶员可以将在待换档的机动车、特别是自动档机动车中的已知概念移用到由电机驱动的机动车上，并且声学以及光学地相应地复述出来。

在本发明的具体设计方案中可以规定，考虑电机的当前转速和/或机动车的当前速度和/或油门踏板位置作为确定虚拟转速和虚拟档位级的运行参数。特别有利的是，所有这三个参数都被视为第一运行参数。这些运行参数足够精确地描述所述机动车的当前运行状态并且最终通过油门踏板位置也可以实现驾驶员的意愿。但是当然也可以设想可以被观察的其它第一参数，例如电机的当前功率消耗等。

在本发明的改进方案中可以规定，在确定虚拟转速和虚拟档位级时考虑所述运行参数中的至少一个的时间变化过程和/或至少一个特征曲线族。虽然原则上可以设想仅使用一个特征曲线族，其中为每组第一运行参数分配一种特定的虚拟运行状态、即特定的虚拟档位级和虚拟转速，但根据本发明优选的是，在所述第一运行参数中的至少一个的时间变化过程期间也描摹换档行为的动力学，例如又模仿自动变速器，因为由此可以向驾驶员通报另外的信息。因此在本发明的另一设计方案中例如可以设想，为每个虚拟档位级分配一个特征曲线族，该特征曲线族为当前的第一运行参数分配一个虚拟转速。除了这些特征曲线族以外，还可以设置虚拟换档条件（该虚拟换档条件也可以考虑所述第一运行参数的变化过程）并因此最终可以在虚拟档位级之间并进而特征曲线族之间进行切换。

如上所述，特别优选的是，通过虚拟转速和虚拟档位级模仿自动变速器的换档行为。因此例如可以规定，在超过阈值的虚拟转速在一个预定的时间跨度内保持在公差范围内之后提高虚拟档位级并且降低虚拟转速。通过这种方式可以描摹在一个加速阶段之后自动变速器的换档过程。例如如果在第四虚拟档位级中加速到虚拟的8000转/分钟，并且然后在一个预定的时间段（例如2至8秒）内保持该转速，则然后可以切换到虚拟的第六档并且将虚拟转速降低到4000转/分钟。该虚拟换档过程将通过声学方式并且必要时也可以通过光学方式相应被示出并且因此可以被驾驶员获悉。当然也可以设想其它场景，其中自动变速器的这种换档行为被描摹，例如在在较低虚拟转速下剧烈踩踏油门的情况下降档。这特别有利地可在与以下设计方案相关联时使用，在该设计方案中虚拟参数与一特定的、考虑该虚拟参数的控制相结合，其中然后最终可以实现，由驾驶员传输的、虚拟转速和虚拟档位级的信息内容也转换为例如与机动车效率相关的相应结果，对此下面还将详细描述。在任何情况下，自动变速器的换档行为的这种模仿可以以前述实现方式特别合宜地实现，在所述实现方式中为不同的虚拟档位级连同换档条件（该换档条件也能基于所述运行参数的历史变化过程）设置了特征曲线族。

在本发明的一种特别有利的设计方案中可以规定，根据虚拟转速和/或虚拟档位级和/或所述虚拟转速的时间变化过程和/或虚拟档位级的时间变化过程实现对至少一个车辆系统的控制。显然，车辆系统的行为可以根据所述虚拟转速和/或虚拟档位级被影响，例如以便也可以在与所述虚拟参数相对应的运行状态下实际实现驾驶员直觉期待的行为，从而驾驶员的与此相关的有价值的经验可以移用到以电机驱动的机动车上。另一方面通过对车辆系统的控制可以改善向驾驶员的信息通报。

因此例如可以规定，在虚拟档位级发生变化时，特别通过短期降低电机的实际转速产生对驾驶员而言可感知的机动车纵向冲击/加加速度/急动度（Ruck）。切换虚拟档位级时，也向驾驶员提供——最终由其期待的——触觉反馈，这种理想方式不会妨碍驾驶舒适度，并且尽管如此仍给出此时切换虚拟档位级的清晰信息。在这方面适合于通过控制电机来实现这一点，但是也可以短期控制其它系统，例如制动系统和/或主动底盘系统，如果该系统也允许产生纵向冲击的话。因此最终在这种设计方案中模仿换档冲击。

在另一种特别有利的实施例中可以规定，根据虚拟转速和/或虚拟档位级和/或所述虚拟转速的时间变化过程和/或所述虚拟档位级的时间变化过程而设置或取消电机的至少一个功率界限。例如如果将上述所实现的加速的示例与由第四档换为第六档的虚拟升档联系起来，则得到较低的虚拟转速。此时驾驶员的印象是行驶更高效。通常电机具有其中给出特别高的效率的特定的工作范围。如果电机输送最大功率，则效率通常急剧下降。在根据本发明的方法的范围内此时可以设想，例如在低于特定的、特别是取决于虚拟分级（Teilstufe）的转速阈值时，这样限制电机的运行，使得不低于效率截面的阈值，亦即例如保持在最佳工作范围内。因此实际上可以实现其印象被驾驶员获悉的效率。如果驾驶员期望强烈加速，那么无论如何都会例如通过换档条件实现虚拟换档，例如再次切换回较低档位，从而在此实施或设置的电机功率界限再次被取消。当然，也可以设想其它场景，其中进行驾驶员的期待行为和机动车的实际行为之间的这种平衡/匹配。

在这方面同样特别有利的是，根据至少一个描述机动车运行状态的另外的运行参数，连同对电机运行状态的限制和/或扩展一起修改对虚拟转速和虚拟档位级的确定。在这种情况下例如也可以通过机动车的特定运行状态使驾驶员获悉或理解关于虚拟转速和虚拟档位级的已给定的限制。例如在此可以设想，使用给所述电机供电的电池的荷电状态作为另外的运行参数。通过电机驱动的机动车例如可以在给所述电机供电的电储能器的荷电状态较低时被设置成另一运行状态，在该另一运行状态中尽可能节能地运行，例如电机须仅在预定范围内、特别是最佳工作范围内运行。然后例如必要时不再能够进行急剧的加速等。例如如果驾驶员在超车之前需要强烈的加速，则驾驶员也可以通过下述方式获悉由于剩余能量很低导致的运行限制，即不进行驾驶员所期望的虚拟换档，而是保持在低虚拟转速下的高档位（即高效行驶方式）上。在这种情况下例如可能在电机的运行状态受限的情况下修改上述换档条件等。

在根据本发明思想的另一设计方案中可以规定，在确定虚拟转速和虚拟档位级和/或所述声学输出时考虑至少一个可由驾驶员调整的参数、特别是运行模式和/或再生值/回收值。

因此可以设想，根据多种驾驶员界面实现确定所述虚拟参数或信息的方式和方法，例如根据被设定的运行模式（例如运动、经济或舒适）或例如可以通过转动方向盘实现的被调整的再生级/回收级。相应地，提供与机动车的当前运行模式相协调的、与驾驶员对该运行模式的期望相应的整体方案。

在此还需指出的是，也可以根据所考虑的机动车的类型各自设置特定于机动车类型的个性化的声学输出（“声音方案”），这些声学输出可以与必要时设置的光学显示相联接。因此与赛车等相比在城市车辆中可以希望和期待另一噪声背景。此外也可以设想，驾驶员可另外配置地设计声学输出和/或对虚拟档位级和虚拟转速的确定，例如其方法是：在机动车上演奏例如可在因特网上得到的相应的声音方案或整体方案。

除了上述方法，本发明还涉及一种机动车，其包括至少一个以固定的传动比工作用以驱动所述机动车的电机、至少一个声学输出装置和被设计用于实施本发明方法的控制装置。关于本发明方法的所有实施方式都可以类似地移用到根据本发明的机动车上，利用这些实施方式也可以实现上述优点。

附图说明

本发明的其它优点和细节可以由下述实施例以及借助附图得出。其中：

图1示出根据本发明的机动车的原理图，

图2示出根据本发明的方法的流程图，

图3示出虚拟转速和虚拟档位级的可能的时间变化过程，和

图4示出本发明框架内的可能的光学显示装置。

具体实施方式

图1示出根据本发明的机动车1的原理图。机动车1是具有电机2的机动车，具体地在本实施例中是电动车。电机2以固定的、即不可变的传动比驱动所述机动车1的至少一个未详细示出的车轮，以使该机动车向前运动。设置有高压电池3作为用于电机2的储能器。电机2和高压电池3均各自配设有控制装置4、5。电机2的转速可以通过相应的转速传感器6测得。另一传感器7测量机动车1的当前速度。

电机2的控制此外根据油门踏板8的操作得以实现，该油门踏板同样配设有测量油门踏板位置的传感器9。

为了向驾驶员通报关于机动车运行状态的信息，机动车1此外还包括组合显示装置10（通常也被称为组合显示器）以及声学输出装置11、12，该声学输出装置能够以人工的发动机噪声的形式声学输出机动车1的运行状态。组合显示装置10和声学输出装置11、12的运行由控制装置13进行控制，该控制装置也设计用于实施根据本发明的方法。

就是说，本实施例中的控制装置13设计用于在考虑电机2的当前转速、机动车1的当前速度和油门踏板8的位置作为第一运行参数的情况下确定虚拟转速和虚拟档位级，其中自动变速器的换档行为被模仿。控制装置13在组合显示装置10上产生虚拟转速和虚拟档位级的光学显示并在声学输出装置11、12上产生声学输出，在此为发动机噪声的输出。

这要由图2中的本发明方法的流程图更详细地进行阐述。在此要再次强调的是，图2中的图示仅是一种示例，自然也可以设想所述虚拟转速和虚拟档位级的具体计算和应用的其它实现方式，特别是其它依据和计算规则。

如果在步骤14中计算当前的虚拟转速和当前的虚拟档位级，则在此使用车辆速度15、电机2的转速16和油门踏板位置17作为基本输入值、即第一运行参数。现在在控制装置13内部在存储器装置中首先存储特征曲线族18，确切地说为每个虚拟档位级存储特征曲线族，其中例如可以设有六个虚拟档位级，其中每个特征曲线族使得第一运行参数的至少一部分与一个虚拟转速建立关联。最后确定出哪个虚拟档位级进而哪个虚拟转速，取决于换档条件19，该换档条件同样也可以存储在控制装置13的存储器装置中。这些换档条件不仅考虑第一运行参数15、16和17的当前值，还考虑其时间变化过程，为此在控制装置13中提供所述时间变化过程。在此这样选择特征曲线族18以及换档条件19，即：模仿自动变速器的换档行为。

图3中示出的关于虚拟参数、即虚拟档位级和虚拟转速的变化过程的示例所针对的情况是，驾驶员在高速公路上急剧加速直到一个特定速度。然后油门踏板位置17、速度15和转速16几乎不发生变化。相应地，虚拟转速即变化过程20首先也保持恒定。如果在一个预定时间段内，在此示例性地例如为3秒，没有发生超过公差范围的变化，则在时刻22换档到虚拟第六档位级，如由变化过程23可看出的。相应地，虚拟转速即变化过程20降低。也就是说，虚拟转速和虚拟档位级的行为像驾驶员通过自动变速器所期待的那样进行。为了可以高效地进行加速，首先在低档位中在高转速下工作，直到达到驾驶员所期望的目标速度，紧接着调高档位以实现高效的行驶并因此转速降低，从而机动车1也较为安静地行驶。

如果驾驶员随后再次剧烈地踩踏油门踏板8，则可以通过模仿自动变速器而例如向下调低档位和进行类似操作。这相应地由换档条件19得出。所确定的虚拟转速和所确定的虚拟档位级在图2所示的实施例中在步骤24中不仅用于借助组合显示装置10和声学输出装置11、12向驾驶员通报关于机动车1的运行状态的信息，而且也可以在步骤25中实现对电机2的变化的控制，具体地说，其方法是：在特定的虚拟转速值和虚拟档位级值下进行在其运行方面的限制，这些限制可以在出现其它虚拟档位级和虚拟转速时再次取消。由此应该也可以描摹自动变速器的效率特性。

因此可以规定，当在特定的虚拟档位级下低于一特定的虚拟转速时，总是不离开一特定的高效工作范围（在该工作范围中例如效率超出一预定的限值）。通过这种方法描摹驾驶员的预期行为。于是当显示出低转速下的高档位级时，驾驶员判断出：车辆1特别高效地行驶。驾驶员驾驶行为中的限制与此无关，因为该驾驶员例如在给油时必然会设置下述换档条件，即：虚拟换档过程发生，限制因此再次被取消。

然而，电机2还可以在步骤25中以另一方式方法被控制，具体地说，以便当已经发生了虚拟档位级的切换时总是再次给出换档冲击。具体而言，对此可以规定，短时间内略微降低电机2的转速，从而在机动车1中产生纵向冲击，这种纵向冲击可以为驾驶员提供关于已发生的虚拟档位级变换的提示，而不会影响其舒适度。因此可以进一步改善向驾驶员的信息通报。

总之根据本发明的方法因此可以实现关于机动车1的运行状态的不同的、更易懂的和直观的信息通报。在通过模仿自动变速器为驾驶员描摹了原则上已知的过程之后，驾驶员例如可以轻易地“收听”机动车1的行为（这涉及声学输出），从而该驾驶员也可以无需查看组合显示装置10或其中恰好显示机动车1的运行状态的其它显示装置。

在此还需注意的是，根据本发明的方法也可以用于考虑其它运行参数的变化，这些变化例如随之带来机动车1运行中的各种限制。例如在本例中规定，在低于高压电池3的预定剩余能量的情况下电机2仅还可以在某一特定的受限的工作范围内运行，例如再次在其中效率超过所述阈值或某一阈值的工作范围内运行。关于剩余能量的信息26此时也可以被用于这样修改换档条件19，即：例如不再发生虚拟回档，这会被驾驶员直觉认为是较慢的加速。

特别有利的是，在步骤25中本来就要对电机2的运行实施所述限制，因为这样本发明方法已经完全足以原则上实施这些限制。如果根据当前的换档条件19就不会发生回档，则限制不会被取消并且电机2必然会高效运行，而不需要另一功能性。

在此还需要注意的是，除了关于高压电池3的荷电状态的影响（信息26）外也可以将在步骤14中的确定或在步骤24中的输出与可由驾驶员调节的参数的相关性设置作为另一运行参数、即第二运行参数。例如可以根据机动车1的被设定的运行模式来不同地设计所产生的发动机噪声以及由换档条件19和特征曲线族18描述的行为，例如，其方法是：在被设定的运动运行模式中提前并快速虚拟换档并且产生较大的发动机噪声，而该发动机噪声可以在舒适运行模式下小声地再现并且可以发生平稳的换档。也可以使用例如可通过转动方向盘来调节的再生值/回收值作为另一可由驾驶员调节的、可以影响虚拟档位级和虚拟转速的确定或输出的参数。

但是也可以设想，允许驾驶员在控制装置13中存入并选出不同的“声音方案”。

最后，图4示出一种在组合显示装置10上光学显示虚拟转速和虚拟档位级的示例性的可能方案。在此示出转速计27，在该转速计上可以通过指针28的位置读出转速。在集成在转速计27中的信息域29中显示出当前的虚拟档位级。因此在视觉上也可以使虚拟自动变速器的印象变完备。

Claims (12)

1.一种用于向驾驶员通报关于机动车（1）运行状态的信息的方法，所述机动车（1）包括至少一个以固定的传动比工作用以驱动所述机动车（1）的电机（2），

其特征在于，

在所述电机（2）运行时持续由至少一个描述所述机动车（1）运行状态的第一运行参数确定出虚拟转速和虚拟档位级，并且根据所述虚拟转速和虚拟档位级进行声学输出，特别是进行发动机噪声的输出。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

额外还进行对虚拟转速和/或虚拟档位级的光学显示，特别是以转速计（27）的形式实现对虚拟转速的光学显示。

3.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于，

考虑电机（2）的当前转速（16）和/或机动车（1）的当前速度（15）和/或油门踏板位置作为用于确定虚拟转速和虚拟档位级的运行参数。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，

在确定虚拟转速和虚拟档位级时考虑所述运行参数中的至少一个的时间变化过程和/或至少一个特征曲线族（18）。

5.根据权利要求4所述的方法，

其特征在于，

通过虚拟转速和虚拟档位级模仿自动变速器的换档行为。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，

根据虚拟转速和/或虚拟档位级和/或虚拟转速的时间变化过程和/或虚拟档位级的时间变化过程对至少一个车辆系统进行控制。

7.根据权利要求6所述的方法，

其特征在于，

在虚拟档位级发生变化时，产生对驾驶员而言可感知的机动车（1）纵向冲击，特别是通过短期降低电机（2）的实际转速来产生所述纵向冲击。

8.根据权利要求6或7所述的方法，

其特征在于，

根据虚拟转速和/或虚拟档位级和/或虚拟转速的时间变化过程和/或虚拟档位级的时间变化过程设置或取消电机（2）的至少一个功率限制。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，

根据至少一个描述机动车（1）运行状态的另外的运行参数，连同对电机（2）运行状态的限制和/或扩展一起修改对虚拟转速和虚拟档位级的确定。

10.根据权利要求9所述的方法，

其特征在于，

将给电机（2）供电的电池（3）的荷电状态用作为所述另外的运行参数。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，

在确定虚拟转速和虚拟档位级和/或进行声学输出时考虑至少一个能由驾驶员调整的参数，特别是运行模式和/或再生值或回收值。

12.一种机动车（1），包括至少一个以固定的传动比工作用以驱动所述机动车（1）的电机（2）、至少一个声学输出装置（11，12）和被构造成用于实施根据前述权利要求中任一项所述方法的控制装置（13）。

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