CN111038375A - 使用电动化车辆动力传动系发出的声音的警报方法和总成 - Google Patents

Abstract

本公开提供了“使用电动化车辆动力传动系发出的声音的警报方法和总成”。一种车辆警报方法除其他之外包括响应于警报事件，改动在电动化车辆的动力传动系统内输送的功率的至少一个特性以提供警报。一种车辆警报总成除其他之外包括功率特性控制系统，其响应于警报事件，改动在电动化车辆的动力传动系统内输送的功率的至少一个特性以提供警报。

Description

使用电动化车辆动力传动系发出的声音的警报方法和总成

技术领域

本公开总体上涉及通过调整从电动化车辆的动力传动系统发出的声音来提供警报。

背景技术

电动化车辆不同于常规的机动车辆，因为电动化车辆使用由动力电池供电的一个或多个电机来选择性地驱动。电机可以代替内燃发动机或者可以作为对内燃发动机的补充来驱动电动化车辆。示例性电动化车辆包括混合动力电动车辆(HEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)、燃料电池车辆(FCV)和电池电动车辆(BEV)。

电动化车辆可以包括电动传动系统，其除其他之外包括一个或多个电机和功率转换器。电动传动系统在操作时会发出声音。声音可以是可听见的，使得个人可以听到声音。个人可以替代地或另外地将声音感知为通过电动化车辆的结构传输的振动。

发明内容

根据本公开的一个示例性方面的一种车辆警报方法除其他之外包括响应于警报事件，改动在电动化车辆的动力传动系统内输送的功率的至少一个特性以提供警报。

在前述方法的另一个非限制性实施例中，所述改动包括当对所述功率进行脉冲宽度调制时，改变所述功率的开关模式。

在前述方法中的任一种的另一个非限制性实施例中，在所述改动期间维持来自所述电动化车辆的动力传动系统的功率输出。

在前述方法中的任一种的另一个非限制性实施例中，所述警报事件是检测到的内部车辆状况的变化。

在前述方法中的任一种的另一个非限制性实施例中，所述警报事件是检测到的在所述车辆外部状况的变化。

在前述方法中的任一种的另一个非限制性实施例中，所述警报事件由所述车辆的至少一个传感器感测。

在前述方法中的任一种的另一个非限制性实施例中，所述警报事件是从所述车辆外部的通信源到所述车辆的通信。

前述方法中的任一种的另一个非限制性实施例包括继续提供所述警报，直到消除了所述警报事件为止。

在前述方法中的任一种的另一个非限制性实施例中，所述警报由发出遵循预定序列的多个不同的音调的所述电动化车辆的动力传动系统的至少一个部件提供。

前述方法中的任一种的另一个非限制性实施例包括基于所述警报事件选择所述多个不同的音调、所述预定序列或两者。

前述方法中的任一种的另一个非限制性实施例包括基于所述警报事件的持续时间来改动所述多个不同的音调、所述预定序列或两者。

在前述方法中的任一种的另一个非限制性实施例中，所述预定序列包括至少两个不同的音调。

在前述方法中的任一种的另一个非限制性实施例中，所述预定序列包括在第一持续时间内发出的至少一个第一音调，以及在不同的第二持续时间内发出的至少一个不同的第二音调。

在前述方法中的任一种的另一个非限制性实施例中，所述不同的音调包括不同的听不见的声音。

根据本公开的另一个示例性方面的一种车辆警报总成除其他之外包括功率特性控制系统，所述功率特性控制系统响应于警报事件，改动在电动化车辆的动力传动系统内输送的功率的至少一个特性以提供警报。

在前述总成的另一个非限制性实施例中，响应于所述警报事件改动所述功率的所述至少一个特性使得所述电动化车辆的动力传动系统的至少一个部件发出遵循预定序列的多个不同的音调。

前述总成中的任一种的另一个非限制性实施例包括作为所述至少一个部件的电机。所述功率特性控制系统被配置为改动输送到所述电机的功率的所述至少一个特性。

前述总成中的任一种的另一个非限制性实施例包括为所述电机供电的动力电池。

在前述总成中的任一种的另一个非限制性实施例中，所述音调包括可听见的声音和听不见的声音。

在前述总成中的任一种的另一个非限制性实施例中，所述功率特性控制系统通过在对所述功率进行脉冲宽度调制时，改变所述功率的开关频率来改动所述功率的所述至少一个特性。

前述段落、权利要求或以下描述和附图的实施例、示例和替代方案(包括它们的各个方面或相应的各个特征中的任何一个)可以独立地或以任何组合方式采用。结合一个实施例描述的特征可应用于所有实施例，除非此特征是不兼容的。

附图说明

根据具体实施方式部分，所公开的示例的各种特征和优点对于本领域技术人员而言将变得显而易见。随附于具体实施方式部分的附图可简要描述如下：

图1示出了根据本公开的一个示例性方面的并入有电动化车辆的动力传动系统的电动化车辆的局部示意性侧视图。

图2示出了图1的车辆的选定部分的示意图。

图3示出了音调的预定序列。

图4至图6示出了在用于电机的扭矩和转速的各种组合下不同音调的开关频率的图。

图7示出了示例性声音控制方法的流程。

图8示出了根据本公开的一个示例性方面的利用图1的电动化车辆的动力传动系统的车辆警报方法。

图9示出了根据本公开的另一个示例性方面的利用图1的电动化车辆的动力传动系统的车辆警报方法。

图10示出了根据本公开的一个示例性方面的车辆警报选择方法。

图11示出了根据本公开的又一个示例性方面的利用图1的电动化车辆的动力传动系统的车辆警报方法。

具体实施方式

本公开总体上涉及有意地改变从电动化车辆的动力传动系统部件发出的声音。声音可以包括用户可以听见的可听声音。替代地或另外地，发出的声音可以包括听不见的声音，其被用户感知为通过电动化车辆的物理结构传输的振动。

声音可以变化，使得声音作为遵循预定序列的音调发出。然后，用户可以将声音感知为旋律或歌曲。

可以通过使功率的特性发生变化来改动输送到动力传动系统部件的功率的特性，以改变从动力传动系统部件发出的声音。改动功率特性可以包括当对功率进行脉冲宽度调制时，调整功率的开关模式。改动开关模式可以包括改动开关频率。从动力传动系统部件发出的改变的声音可以用作警报。在调整开关频率之前和调整开关频率之后，输送到动力传动系统部件的净功率可以保持不变。功率的其他特性可以包括电流、电压等。

参考图1，一种示例电动化车辆10包括动力电池14、功率特性控制系统18、电机22和车辆驱动轮26。在这个示例中，电动化车辆10是电池电动车辆(BEV)。

动力电池14为电机22供电。当被供电时，电机22产生扭矩以驱动车轮26，所述车轮推进电动化车辆10。功率特性控制系统18可以调整提供给电机22的功率。

在这个示例中，电机22是永磁(PM)同步马达。通常，电机22响应于来自功率特性控制系统18的命令而操作。命令可以包括电压命令、扭矩命令、转速命令等。

尽管电动化车辆10被描绘成BEV，但应当理解，本文描述的概念不限于BEV并且可以扩展到其他类型的电动化车辆，包括但不限于插电式混合动力电动车辆(PHEV)、混合动力电动化车辆(HEV)等。本公开的范围可以包括具有电机的任何车辆。即，电机22可以结合电动化车辆10使用或在另一种类型的使用PM同步马达的电动化车辆的动力传动系统内使用。在另一种类型的电动化车辆中，电机22可以用作发电机或组合式马达-发电机。

现在参考图2，电机22和功率特性控制系统18提供了电动化车辆的动力传动系统30。当电动化车辆的动力传动系统30正在操作时，电动化车辆的动力传动系统30可以发出声音34。声音可以包括可听见的声音、听不见的声音或两者。电动化车辆10的乘客舱中或在乘客舱外部的紧邻电动化车辆10处的用户可以感知声音。用户可以听到可听见的声音，并且将听不见的声音感知为振动。

电机22可以在操作中产生声音34。功率特性控制系统18可以替代地或另外地在操作期间产生声音34。

改动在电动化车辆的动力传动系统30内输送的功率的特性可以改变声音34。为了改动功率的特性，功率特性控制系统18可以对从电机22发送到动力电池14的功率进行脉冲宽度调制。脉冲宽度调制可以控制和整形前往和来自电动化车辆的动力传动系统30的各种部件的电功率流。脉冲宽度调制可以改变声音34，而不会对电动化车辆的动力传动系统30的可控制性、效率和扭矩产生的准确性产生显著的负面影响。

脉冲宽度调制可以使开关频率变化以调整功率。通常，在现有技术中，选择开关频率以减少声音的发出。与现有技术相反地，本公开描述了一个示例性实施例，其使在电动化车辆的动力传动系统30内输送的功率的特性变化以改变声音34，使得声音遵循预定序列。预定序列可以例如对应于旋律或歌曲。

功率特性控制系统18包括存储器部分42、处理器部分46和开关部分50。功率特性控制系统18可以是独立的控制器，或并入电动化车辆10的控制器系统，诸如发动机控制单元(ECU)或马达-发电机控制单元中。

为了调整开关频率，功率特性控制系统18可以包括采用多个硬件装置或在一个或多个硬件装置内的多个软件控制器的形式的多个单独的控制器系统。在一些示例中，功率特性控制系统18的至少一些部分可以远离电动化车辆10进行定位，诸如当存储器部分42的部分是基于云的时候。

如所解释的，存储器部分42可以是部分基于云的或完全基于云的。在其他示例中，存储器部分42完全位于功率特性控制系统18内。存储器部分42可以包括易失性存储器元件中的任一个或组合。

功率特性控制系统18的处理器部分46可以被编程为执行存储在存储器部分42中的程序。处理器可以是定制的或市售的处理器、中央处理单元(CPU)、与控制器系统相关联的几个处理器中的辅助处理器、基于半导体的微处理器(采用微芯片或芯片组的形式)或通常用于执行基于软件的指令的任何装置。

开关部分50可以包括一个或多个开关，其被打开和闭合以控制开关频率。开关可以是半导体开关，诸如绝缘栅双极晶体管(IGBT)，其通常用于脉冲宽度调制。

由处理器部分46执行的程序可以例如作为软件代码存储在存储器部分42中。存储器可以包括一个或多个附加或单独的程序，其中的每一个包括用于执行与功率特性控制系统18相关联的逻辑功能的可执行指令的有序列表。

逻辑功能可以包括根据存储在存储器部分42内的表来控制开关部分50。为了在脉宽调制期间调整功率的开关频率，处理器部分46可以根据需要命令开关部分50打开和闭合。

参考图3并且继续参考图1和图2，可以通过功率特性控制系统18来控制开关频率，使得来自电动化车辆的动力传动系统30的声音遵循音调的预定序列。如图所示，预定序列包括指定的音调和用于发出指定音调的指定的持续时间。通过脉冲宽度调制，由功率特性控制系统18来调整开关频率和持续时间。音调的预定序列可以存储在存储器部分42内并且根据需要进行访问。

在这个示例性非限制性实施例中，预定序列的音调对应于音符。特别地，当开关频率是5,250Hz时，用户将声音感知为A音符。当开关频率为4,750Hz时，用户将声音感知为G音符。当开关频率为4,250Hz时，用户将声音感知为F音符。当开关频率为6,250Hz时，用户将声音感知为A音符。

当根据图3中的音调的示例性预定序列调整开关频率时，用户将从电动化车辆的动力传动系统30发出的声音感知为旋律“玛丽有一只小羊羔(Mary Had a Little Lamb)”。

在图3中，开关频率的范围是从4000Hz到6500Hz。在其他示例中，范围可以是从1kHz到10kHz。

图3中的示例性音调的预定序列和相关联的开关频率为用于电机22的操作条件的代表，其中电机以相对恒定的转速操作并且提供相对恒定的扭矩。

导致来自电动化车辆的动力传动系统30的特定音调的开关频率可以响应于电机22的转速、由电机22产生的扭矩或两者而变化。因此，为了保持特定的音调，开关频率可能需要随着电机22的转速改变，由电机施加的扭矩改变或两者而变化。例如，随着电机22的转速增加，开关频率可能需要增加以继续保持A音符。

因此，参考图4至图6并且继续参考图2和图3，针对电机22的扭矩和转速的各种组合而发出特定的音调所必需的开关频率可以存储在功率特性控制系统18的存储器部分42内的查找表中。通过参考查找表，处理器部分46可以命令开关部分50提供与预定序列内的指定音调相对应的开关频率。产生指定音调的命令开关频率可以根据电机22的转速和扭矩而改变。例如，可以随着电机22的转速增加来调整开关频率，以确保继续发出指定的音调。

可以通过校准过程来聚集针对电机22的扭矩和转速的各种组合而发出特定的音调所必需的开关频率。图4至图6显示了三个特定音调的示例性图。用于产生填充查找表的图的校准过程可以包括在电机转速、电机扭矩和开关频率的各种组合中操作电动化车辆的动力传动系统30。测量通过校准过程发出的声音，将其与特定的音调相关联并且进行制图。

现在参考7并且继续参考图2，由功率特性控制系统18执行的一种示例性声音控制方法可以在步骤110处开始。所述方法接下来在步骤120处调整开关频率，使得从电动化车辆的动力传动系统30发出的声音对应于特定的音调。调整可以包括改变开关频率，使得随着电机22的转速或扭矩改变，继续发出特定的音调。

接下来，在步骤130处，所述方法评估是否需要改变特定的音调。当进行这种评估时，这种方法可以参考存储在存储器部分42中的预定序列。预定序列指示应该发出哪种音调并且应该在多长时间内发出音调。

如果改变音调的时间还没有到期，所述方法则返回到步骤120。如果改变音调的时间已经到期，方法则移至步骤140，其调整开关频率以将指定的音调改变成不同的指定音调。然后，方法返回至步骤120。

调整从电动化车辆的动力传动系统30发出的声音可能向电动化车辆10的用户，诸如驾驶员或接近电动化车辆10的个人提供警报。过去，车辆包括警报系统，其产生通过电动化车辆10的扬声器广播的可听见的声音。这些可听见的声音并非源自电动化车辆的动力传动系统。

可以响应于警报事件而提供来自电动化车辆的动力传动系统30的警报。警报事件可以是检测到的内部车辆状况的变化，检测到的外部车辆状况的变化或接收到外部通信。

内部车辆状况通常是针对警报事件进行监测的电动化车辆10的状况及其内部的状况。示例性内部车辆状况可以包括燃料水平或电池充电状态。在这种内部车辆状况下，警报事件可能是燃料水平或电池充电状态下降到阈值水平以下。可以提供警报事件的其他示例性内部车辆状况可以包括车辆故障、导航警报或智能装置警报。在又一个示例中，内部车辆状况是安全警报。安全警报提供的示例性警报事件可以包括检测到的车辆驾驶员的警觉性或健康状况的下降或自主车辆需要驾驶员采取动作/接管。

外部车辆状况通常是由电动化车辆10针对警报事件进行监测的电动化车辆10外部的状况。示例性的外部车辆状况可以包括监测电动化车辆10相对于行车道的位置。与这种状况相关联的警报事件将是检测到的电动化车辆10已经离开行车道。其他示例性的外部车辆状况可以包括监测即将到来的十字路口或障碍物，速度限制的改变或不良的驾驶状况，诸如雨或雪。可以经由传感器装置，诸如相机、激光雷达传感器等由电动化车辆10监测外部车辆状况。

外部通信通常是源自电动化车辆10的外部并且被通信至电动化车辆10的通信。由外部通信提供的警报事件可以包括从收费站、紧急车辆或气象站发送到电动化车辆10的消息。如所理解的，外部通信可以无线地发送到电动化车辆10。

现在参考图8并且继续参考图2，一种示例性的车辆警报方法200响应于警报事件调整从电动化车辆的动力传动系统30发出的声音以提供警报。方法200开始于步骤210a、210b和210c处，其中监测内部车辆状况、外部车辆状况和外部通信。

在步骤214a、214b和214c处，方法200评估监测是否已经检测到任何警报事件。如果是，方法200则移至步骤218，其中功率特性控制系统18改动在电动化车辆的动力传动系统30内输送的功率，以使电动化车辆的动力传动系统30的至少一个部件发出遵循预定序列的多个不同的音调。

因此，步骤218调整从电动化车辆的动力传动系统30发出的声音。调整的声音响应于警报事件提供警报。即，响应于警报事件而发出的遵循预定序列的不同音调可以警告驾驶员。在一个示例中，驾驶员感知到警报，并且作为响应，查看油量计以了解电动化车辆10具有低燃料水平。

音调的预定序列继续，直到方法200在步骤222处评估出预定序列已经结束为止。然后，方法200在步骤226处恢复至电动化车辆的动力传动系统30的默认功率输送。在这个示例中，默认功率输送不旨在提供警报。

现在参考图9并且继续参考图2，根据另一个示例性实施例的一种车辆警报方法300开始于步骤310a、310b和310c，其中方法300监测内部车辆状况、外部车辆状况和外部通信。在步骤314a、314b和314c处，方法300评估监测是否已经检测到任何警报事件。如果是，方法300则移至步骤318，其中功率特性控制系统18改动在电动化车辆的动力传动系统30内输送的功率的至少一个特性，以使电动化车辆的动力传动系统30的至少一个部件发出遵循预定序列的多个不同的音调。

与方法200相比，方法300然后继续预定序列，直到警报事件(即，警报事件)被消除。在步骤322处，监测警报事件以查看警报事件是否已被消除。如果否，方法300则移至步骤326，其中功率特性控制系统18继续改动至电动化车辆的动力传动系统30的功率的特性，以使电动化车辆的动力传动系统30继续发出遵循预定序列的多个不同的音调。

如果在步骤322处，警报事件已被消除，则在步骤330处，继续至电动化车辆的动力传动系统30的默认功率输送。在步骤322处，如果警报事件被消除，方法300则随后移至步骤330，其中方法300恢复至电动化车辆的动力传动系统30的默认功率输送。默认功率输送不旨在提供警报。

作为一个示例，如果在步骤310b处监测的外部车辆信息在步骤314b处检测到电动化车辆10从车道偏离的警报事件，则音调的预定序列将开始在步骤318处播放。如果车辆的用户校正电动化车辆10的位置，使得电动化车辆10返回到车道，则警报事件被消除。方法300随后移至步骤330，其有效地停止由遵循预定序列的不同音调所提供的警报。然而，如果电动化车辆10继续从车道偏离，遵循预定序列的不同音调则将继续播放。如果声学序列还没有结束，电动化车辆10的用户则将继续感知由声学序列提供的警报，直到电动化车辆10返回车道为止。

图9的方法300对于本质上是瞬间的并且相对难以预测的警报事件特别有用。如上所述，车道偏移就是一种这样的警报。另一个则是对应于接收到指示紧急车辆在附近的外部通信的警报事件。

现在参考图10，一种警报选择方法400可以通过播放多个不同音调的不同的预定序列来响应于不同的触发条件。基本上，可以基于警报事件选择特定的警报序列。

方法400开始于步骤410a、410b和410c，其中方法400监测内部车辆状况、外部车辆状况和外部通信。方法400还评估监测是否已检测到任何警报事件。为了清楚起见，这里省略了检测步骤。

如果检测到警报事件，方法400则移至步骤414，其中方法400通过选择遵循适当的预定序列的适当的多个不同音调来选择警报。可以基于警报事件选择音调、序列和两者。例如，如果电动化车辆10的燃料水平下降到阈值水平以下，步骤414则可以选择音调的第一预定序列。如果电动化车辆10接收到指示紧急车辆在附近的外部通信，步骤414则可以选择音调的第二预定序列。

然后，方法400移至步骤418，其中在步骤414中选择的音调的序列开始。然后，就图8的方法200或图9的方法300而言，方法400可以继续。

现在参考图11并且继续参考图1，方法500随时间调整响应于警报事件而播放的不同音调的预定序列。方法500开始于步骤510a、510b和510c，其中方法300监测内部车辆状况、外部车辆状况和外部通信。方法500还评估监测是否已检测到任何警报事件。为了清楚起见，这里省略了检测步骤。如果检测到警报事件，方法500则移至步骤520。

在步骤520处，方法500确定检测到的警报事件是否需要紧急行动。如果是，方法500则移至步骤530，其执行音调的预定序列。在一些示例中，可以省略步骤520。

从步骤520开始，方法500移至步骤540，其继续开始改动在电动化车辆的动力传动系统30内输送的功率的特性，以使电动化车辆的动力传动系统30发出遵循预定序列的多个不同的音调。

预定序列在步骤540处继续，其评估是否已消除警报事件。如果没有消除警报事件，方法500则移至步骤550，其中方法500可以在该步骤550处改变频率、声音、水平、模式或这些的某种组合。例如，可以通过增加其频率和粗糙度来调整音调和预定序列，以变得对于电动化车辆10的用户来说越来越易感知。如果用户没有通过消除警报事件而响应，这则是特别有利的。

如果未在步骤540处消除警报事件，方法500则移至步骤560，其中方法500恢复至电动化车辆的动力传动系统30的默认功率输送。默认功率输送不旨在提供警报。

所公开的示例的特征包括：响应于警报事件，改动输送到电动化车辆的动力传动系统的功率的至少一个特性，以使动力传动系统发出向车辆的用户提供警报的音调。

前面的描述在本质上是示例性的而不是限制性的。对所公开的示例进行的不需要脱离本公开的实质的变化和修改对于本领域技术人员而言会变得显而易见。因此，赋予本公开的法律保护范围只能通过研究所附权利要求书来确定。

Claims (15)

1.一种车辆警报方法，其包括：

响应于警报事件，改动在电动化车辆的动力传动系统内输送的功率的至少一个特性以提供警报。

2.如权利要求1所述的车辆警报方法，其中所述改动包括当对所述功率进行脉冲宽度调制时，改变所述功率的开关模式。

3.如权利要求1所述的车辆警报方法，其中在所述改动期间维持来自所述电动化车辆的动力传动系统的功率输出。

4.如权利要求1所述的车辆警报方法，其中所述警报事件是检测到的内部车辆状况的变化或检测到的所述车辆外部状况的变化，并且可选地，其中所述警报事件由所述车辆的至少一个传感器感测。

5.如权利要求1所述的车辆警报方法，其中所述警报事件是从所述车辆外部的通信源到所述车辆的通信。

6.如权利要求1所述的车辆警报方法，其还包括继续提供所述警报，直到消除了所述警报事件为止。

7.如权利要求1所述的车辆警报方法，其中所述警报由发出遵循预定序列的多个不同的音调的所述电动化车辆的动力传动系统的至少一个部件提供，并且可选地，所述车辆警报方法还包括基于所述警报事件选择所述多个不同的音调、所述预定序列或两者。

8.如权利要求7所述的车辆警报方法，其还包括基于所述警报事件的持续时间来改动所述多个不同的音调、所述预定序列或两者。

9.如权利要求7所述的车辆警报方法，其中所述预定序列包括至少两个不同的音调。

10.如权利要求7所述的车辆警报方法，其中所述预定序列包括在第一持续时间内发出的至少一个第一音调，以及在不同的第二持续时间内发出的至少一个不同的第二音调。

11.如权利要求7所述的车辆警报方法，其中所述不同的音调包括不同的听不见的声音。

12.一种车辆警报总成，其包括：

功率特性控制系统，所述功率特性控制系统响应于警报事件，改动在电动化车辆的动力传动系统内输送的功率的至少一个特性以提供警报。

13.如权利要求12所述的车辆警报总成，其中响应于所述警报事件改动所述功率的所述至少一个特性使得所述电动化车辆的动力传动系统的至少一个部件发出遵循预定序列的多个不同的音调，并且可选地，所述车辆警报总成还包括作为所述至少一个部件的电机，所述功率特性控制系统被配置为改动输送到所述电机的功率的所述至少一个特性。

14.如权利要求13所述的车辆警报总成，其中所述音调包括可听见的声音和听不见的声音，并且可选地所述车辆警报总成还包括为所述电机供电的动力电池。

15.如权利要求12所述的车辆警报总成，其中所述功率特性控制系统通过在对所述功率进行脉冲宽度调制时，改变所述功率的开关频率来改动所述功率的所述至少一个特性。

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