CN106585616A - 车辆仪表盘计量表系统及其校准方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆仪表盘计量表系统及其校准方法。校准和控制混合动力电动车辆(HEV)的仪表盘中的应用了步进电机的计量表的方法包括：从特定的控制器接收与电动机的操作状态对应的信息；以及控制由计量表的指针指示的计量表角度，使其与由接收到的信息指示的目标计量表角度对应。控制步骤包括：当目标计量表角度比之前的计量表角度低时，设置下降标志；以及，在设置了下降标志的状态下，当目标计量表角度与不同于计量表的最低点值的角度值对应时，校准目标计量表角度，使其下降基准角度。

Description

车辆仪表盘计量表系统及其校准方法
技术领域
本发明涉及一种布置在车辆仪表盘中的计量表及其校准(calibrating)方法，且更具体地，涉及一种应用步进电机的刻度盘式计量表及其校准方法。
背景技术
近来，混合动力电动车辆(HEV)作为环境友好车辆已备受关注。
通常，HEV指的是同时使用两种动力源(通常对应于发动机和电动机)的车辆。当与仅包括内燃机的车辆相比，HEV不仅具有优良的燃料效率和动力性能，而且还有利于减少废气，因此，最近正积极开发HEV。在多种HEV车辆中，插电式混合动力电动车辆(PHEV)可以与插头连接，以外部电力对驱动电动机电池进行充电。
一种指示电动机是否正在充电，或电动机是否正在驱动车轮及其程度(level)的模拟刻度盘式计量表(为便于描述，在下文中称作“经济性计量表(eco-gauge)”)被布置在HEV的仪表盘中。经济性计量表从混合控制器获取与由指针指示的位置有关的信息。此处，混合控制器可以指代在HEV中控制是否在仅使用电动机的行驶模式与同时使用发动机和电动机的行驶模式之间进行切换的控制器。
将参考图1和图2描述经济性计量表的配置、操作和问题。
图1A至图1E是用于描述普通的HEV中的刻度盘式计量表的配置和问题的视图。
参考图1A，HEV的经济性计量表100可以大体上包括指针110和指针110移动的区域。指针110移动的区域包括以零点120为基准位于左侧的、指示电动机充电的充电区域130以及位于右侧的、指示电动机驱动的驱动区域140。当点火开关关断(IG OFF)时，指针110保持在最低点150。
当点火开关接通(准备/怠速停止)时，指针110以上升模式操作，指示零点120，如图1B所示。
随着行驶开始，指针110根据行驶条件以上升模式或下降模式操作，如图1C所示。
此外，当车辆在行驶过程中再次停止(即，进入准备/怠速停止模式)时，指针110需要以下降模式操作并停在零点120处。然而，实际上，如图1D所示，由于误差，指针110可能没有准确地停在零点120处。图1E中示出出现这一现象的实际的经济性计量表的图片。
当指针110以下降模式返回到零点120时，因指针110移动的方法而导致指针110可能无法准确地停在零点120处。将参考图2A至图2C描述此种现象。
图2A至图2C是用于描述应用到刻度盘式计量表的步进电机的构造，以及步进电机中发生的磁滞现象(hysteresis)的图示。
可以向普通HEV的经济性计量表应用步进电机。此处，步进电机指的是逐步移动来迅速找到准确位置，并保持在该位置而不是继续旋转的电动机。
图2A示出步进电机的配置。步进电机可以包括：线圈210；转子磁铁220；转子齿轮230，通过从线圈210产生的电磁力来绕着转子磁铁220旋转；输出齿轮250，与指针110连接；和惰轮(idle gear)240，在转子齿轮230和输出齿轮250之间传输扭矩。该配置是示意性的，并且根据配置可以省略惰轮240或可以包括更多惰轮。
这种类型的齿轮在结构上具有磁滞现象，并且，通常考虑到磁滞现象设计容差，这是因为当未应用该容差设计时，计量表将响应于输入的微小变化而振动。
更具体地，如图2B所示，当电动机正向旋转时电动机停止的位置与当电动机反向旋转时电动机停止的位置不同。步进电机的磁滞现象指的是此时停止位置的差别。
通常，如图2C所示，停止位置的差别对应于步进电机的一步，即，齿轮的一个锯齿241。
这种因步进电机的磁滞现象导致的误差发生在计量表的中间位置(即，零点)。因此，在诸如最低点与零点相对应的速度计量表或温度计量表的计量表中，不会发生因指示误差导致的问题。然而，对于诸如零点位于中间的经济性计量表的计量表而言，指针不能准确地指示位于中间的零点。因此，消费者已经提出与指示零点有关的抱怨，这是最敏感的问题。如此一来，质量问题已经发生。
发明内容
因此，本发明涉及一种能够更有效地确保电池传感器的正常操作的车辆及其控制方法，其能基本避免因现有技术的限制和缺陷导致的一个或多个问题。
具体地，本发明的一个目标是提供一种能够通过迅速重置电池传感器，来确保怠速停止和起步(ISG)功能的正常操作的车辆及其控制方法。
通过本发明解决的技术问题不限于上述技术问题，并且本领域技术人员将从下文描述中清楚地理解到本文未提及的其他技术问题。
根据本发明的示例性实施例，一种校准和控制混合动力电动车辆(HEV)的仪表盘中的应用了步进电机的计量表的方法包括：从控制器接收与电动机的操作状态对应的信息；以及控制由计量表的指针指示的计量表角度，使其与由接收到的信息指示的目标计量表角度对应。控制步骤包括：当目标计量表角度比之前的计量表角度低时，设置下降标志；以及在设置了下降标志的状态下，当目标计量表角度与不同于计量表的最低点的角度值对应时，校准目标计量表角度，使其下降基准角度。
根据本发明的另一示例性实施例，一种混合动力电动车辆(HEV)包括：第一控制器，用于确定并控制使用电动机和发动机中的至少一者的行驶模式；和第二控制器，用于从第一控制器接收与电动机的操作状态对应的信息，并且控制应用了步进电机的计量表，使得由计量表的指针指示的计量表角度与由接收到的信息指示的目标计量表角度对应。此处，当目标计量表角度比之前的计量表角度低时，第二控制器设置下降标志，并且在设置下降标志的状态下，当目标计量表角度与不同于计量表的最低点的角度值对应时，校准目标计量表角度，使其下降基准角度。
应当理解的是，本发明的上文一般性描述连同下文详细描述均为阐释性和示例性的，并且其意图于提供所要求的本发明的进一步的解释。
附图说明
包括来提供本发明的进一步地理解、且被包括在并构成本申请的一部分的附图，示出了本发明的实施例，并且其与描述一起用于解释本发明的原理。
图1A至图1E是用于描述普通的HEV的刻度盘式计量表的配置和问题的图示。
图2A至图2C是用于描述应用到刻度盘式计量表的步进电机的配置以及在步进电机中出现的磁滞现象的图示。
图3是示出根据本发明的示例性实施例的校准HEV中的经济性计量表的过程的示例的流程图。
图4是示出根据本发明的示例性实施例的HEV的系统配置的示例的框图。
具体实施方式
现将参照附图来详细地参考在本说明书中所公开的实施例。相同的附图标记应用到相同或相似的部件，并且其重复的描述将被省略。本文中元件的后缀“模块”和“单元”用来方便描述，因此可交替地使用，并且不具有任何区别意思或功能。
此外，当确定与说明书中所公开的实施例的描述有关的已知技术将模糊本说明书中所公开的实施例的主题时，其详细描述将被省略。此外，附图仅用于帮助理解说明书中所公开的实施例，而并不限制说明书中所公开的技术精神。此外，应当理解的是，本发明包括本发明的精神和范围内的所有修改、等效和替换。
根据本发明，当在混合动力电动车辆(HEV)中控制应用步进电机的经济性计量表时，并且当计量表的指针在下降时需要指示特定角度而不是计量表的最低点时，目标计量表角度将下降(drop)因磁滞现象导致的误差。
此处，因磁滞现象导致的误差可以对应于与步进电机的一步对应的角度。此外，目标计量表角度可以指的是：经济性计量表的指针根据电动机的操作状态，响应于从混合控制器接收到的计量表信息，需要指示的计量表角度。
此外，当确定指针是否下降时，可以通过将指针的之前的计量表角度与当前的目标计量表角度进行比较，来设置或取消指示指针是否下降的下降标志。因此，下降时的目标计量表角度对应于特定的角度(即，与零点对应的角度)的情况是指，在设置了下降标志的状态下，从混合控制器接收到的计量表信息指示与零点对应的角度的情况。在此种情况下，当未执行根据本发明的校准时，如在图1D和1E中示出的普通的经济性计量表中，指针指示与零点隔开因磁滞现象导致的误差(即，一步)的点。然而，当通过控制目标计量表角度使其下降一步时，指针可以准确地指示零点。
将使用如图3中的流程图，从控制经济性计量表的控制器的视角来描述上述计量表校准方法。
图3示出根据本发明的示例性实施例的校准HEV中的经济性计量表的过程的示例。
在图3中，将控制经济性计量表的控制器示意性地假设为仪表盘控制器。本领域技术人员清楚的是，除仪表盘控制器以外，其他控制器，例如用于控制经济性计量表的单独的控制器可以控制经济性计量表。
参考图3，首先，在S310中从混合控制器获取计量表信息。在此种情况中，可以通过车辆通信，例如控制器局域网络(CAN)/本地互联网络(LIN)/以太网通信，将计量表信息从混合控制器传输到包括经济性计量表的仪表盘控制器。此外，可以实时或以预定间隔获取计量表信息。此外，尽管未在图3中示出，除非另有提及，假定经济性计量表的指针指示由计量表信息所指示的目标计量表角度。
仪表盘控制器在S320中将当前的目标计量表角度与之前的计量表角度进行比较，当目标计量表角度比之前的计量表角度低时，在S330A中设置下降标志，否则在S330B中取消下降标志。
在S340中，在设置了下降标志的状态下，当由计量表信息指示的目标计量表角度对应于零点时，仪表盘控制器可以在S350中校准目标计量表角度，使其下降一步，从而使指针实际地指示零点。
接下来，将参考图4给出本应用本发明的上述实施例的车辆系统配置的说明。
图4示出根据本发明的示例性实施例的HEV的系统配置的示例。
参考图4，根据本发明的HEV可以包括：混合控制器410，用于确定并控制使用电动机和发动机中的至少一者的行驶模式；和仪表盘控制器420，通过从混合控制器410接收根据电动机的操作状态的计量表信息来控制经济性计量表。仪表盘控制器420可以包括处理器421、步进电机驱动电路422和步进电机423。此处，处理器421执行包括经济性计量表在内的仪表盘的全部操作所必须的操作和控制，并且步进电机423执行移动经济性计量表的指针的功能。此外，步进电机驱动电路422根据处理器421的控制指令驱动步进电机423，使得指针可以指示由计量表信息指示的目标计量表角度。
在图4中仅示出参与本发明的实施的部件。因此，本领域的技术人员清楚的是，实际的车辆可包括更多部件。
根据本发明的至少一个实施例，具有下列效果。
当电池传感器不能正常操作时，可以通过重置来更有效地恢复电池传感器。
具体地，可以防止因电池的异常操作导致的怠速停止和起步(ISG)功能的暂停。
从本发明中获得的效果不限于上述效果，并且中本领域的技术人员可从上文描述清楚地理解未提及的其他效果。
上述发明可实施为记录程序的介质中的计算机可读代码。一种非暂时性计算机可读介质包括所有类型的储存有可由计算机系统读取的数据的记录设备。计算机可读介质的示例包括硬盘驱动(HDD)、固态硬盘(SSD)、硅磁盘驱动(SDD)，只读存储器(ROM)，随机存取存储器(RAM)，在CD-ROM，磁带，软盘，光学数据存储设备等。此外，计算机可读介质也可以载波(例如，在互联网上传输)的形式实现。
上述示例性示例因此在所有方面都被解释为阐释性的而非限制性的。本发明的范围应当由所附权利要求和其法律等效进行确定，而不由上述说明确定，并且包括在所附权利要求的意义和等效范围内的所有变化都被包括在本文当中。

Claims (19)

1.一种校准和控制混合动力电动车辆(HEV)的仪表盘中的应用了步进电机的计量表的方法，所述方法包括以下步骤：
由控制器接收与电动机的操作状态对应的信息；以及
由所述控制器控制由所述计量表的指针指示的计量表角度，使其与由接收到的信息指示的目标计量表角度对应；
其中，控制步骤包括：
当所述目标计量表角度比之前的计量表角度低时，设置下降标志；以及
在设置了下降标志的状态下，当所述目标计量表角度具有与计量表的最低点值不同的角度值时，校准所述目标计量表角度，使其下降基准角度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述计量表包括：
从最低点开始的第一计量区，指示电动机被充电；和
第二计量区，指示电动机驱动车轮。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述角度值与所述第一计量区和所述第二计量区之间的边界点对应。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基准角度与所述步进电机的一步对应。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，控制步骤还包括：
当所述目标计量表角度比之前的计量表角度高或与之相等时，取消所述下降标志的设置。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制器被配置为：确定并控制使用电动机和发动机中的至少一者的行驶模式。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，当HEV的点火开关接通时，当在HEV的行驶期间模式切换成怠速停止模式时，所述控制器将接收到的信息指示的目标计量表角度设置成与所述角度值对应。
8.一种混合动力电动车辆(HEV)，包括：
第一控制器，被配置为：确定并控制使用电动机和发动机中的至少一者的行驶模式；和
第二控制器，被配置为：从所述第一控制器接收与电动机的操作状态对应的信息，并控制应用了步进电机的计量表，使得由所述计量表的指针指示的计量表角度与由接收到的信息指示的目标计量表角度对应，
其中，所述第二控制器在所述目标计量表角度比之前的计量表角度低时，设置下降标志，并且在设置了下降标志的状态下，当所述目标计量表角度对应于与计量表的最低点值不同的角度值时，校准所述目标计量表角度，使其下降基准角度。
9.根据权利要求8所述的HEV，其中，所述计量表包括：
从最低点开始的第一计量区，指示电动机被充电；和
第二计量区，指示电动机驱动车轮。
10.根据权利要求9所述的HEV，其中，所述角度值与所述第一计量区和所述第二计量区之间的边界点对应。
11.根据权利要求8所述的HEV，其中，所述基准角度与所述步进电机的一步对应。
12.根据权利要求8所述的HEV，其中，当所述目标计量表角度比之前的计量表角度高或与之相等时，所述第二控制器取消所述下降标志的设置。
13.根据权利要求8所述的HEV，其中，所述第二控制器包括仪表盘控制器。
14.一种混合动力电动车辆(HEV)的仪表盘控制器，所述仪表盘控制器包括：
处理器；
步进电机，用于按多个划分步进移动计量表的指针；和
步进电机驱动电路，根据所述处理器的控制指令控制所述步进电机的旋转，
其中，所述处理器被配置为：
从所述控制器接收与电动机的操作状态对应的信息；
控制所述步进电机驱动电路，使得由指针指示的计量表角度与由接收到的信息指示的目标计量表角度对应；
当所述目标计量表角度比之前的计量表角度低时，设置下降标志；以及
在设置了下降标志的状态下，当所述目标计量表角度对应于与计量表的最低点不同的角度值时，校准所述目标计量表角度，使其下降基准角度。
15.根据权利要求14所述的仪表盘控制器，其中，所述计量表包括：
从最低点开始的第一计量区，指示电动机被充电；和
第二计量区，指示电动机驱动车轮。
16.根据权利要求15所述的仪表盘控制器，其中，所述角度值与在所述第一计量区和所述第二计量区之间的边界点对应。
17.根据权利要求14所述的仪表盘控制器，其中，所述基准角度与所述步进电机的一步对应。
18.根据权利要求14所述的仪表盘控制器，当所述目标计量表角度比之前的计量表角度高或与之相等时，所述处理器取消所述下降标志的设置。
19.根据权利要求14所述的仪表盘控制器，其中，所述控制器被配置为：确定并控制使用电动机和发动机中的至少一者的行驶模式。
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