CN113788024A

CN113788024A - 带动力传动系势能指示的驾驶员报警系统和控制逻辑

Info

Publication number: CN113788024A
Application number: CN202110340949.6A
Authority: CN
Inventors: F·C·瓦莱里; G·皮蒂拉; A·P·奥本海瑟; 迪亚兹 M·A·马丁内兹
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2020-05-26
Filing date: 2021-03-30
Publication date: 2021-12-14
Anticipated expiration: 2041-03-30
Also published as: CN113788024B; US20210370967A1; DE102021105824A1; US11396306B2

Abstract

本发明涉及带动力传动系势能指示的驾驶员报警系统和控制逻辑。在本文中提出具有用于动力传动系的驾驶员警报系统、用于制造/使用这种系统的方法以及电驱动车辆。操作用于电驱动车辆的驾驶员警报系统的方法包括车辆控制器接收动力传动系操作模式的选择。响应于接收到的选择，车辆控制器确定经由电动牵引马达产生的输出扭矩累积以用于与选定动力传动系操作模式相关联的即将发生的车辆操纵。控制器访问存储器存储的基于扭矩的查找表以便检索校准到车辆内感觉输出装置并与用于确定的扭矩累积的输出扭矩值对应的输出水平。控制器之后将命令感觉输出装置产生基于检索到输出水平的驾驶员可感知的视觉、听觉和/或触觉提示。

Description

带动力传动系势能指示的驾驶员报警系统和控制逻辑

技术领域

本公开大体涉及电驱动车辆。更具体地，本公开的方面涉及用于监控混合电动或全电动车辆动力传动系中的扭矩生成的系统和方法。

背景技术

目前生产的机动车辆（诸如现代车辆）最初装备有操作成推动车辆并给车辆车载电子器件供电的动力传动系。在汽车用于中，例如车辆动力传动系通常以原动机为代表，该原动机通过自动或手动换档的动力变速器将驱动扭矩传输到车辆的最终驱动系统（如差速器、车轴、车轮等）。历史上，由于往复活塞型内燃发动机（ICE）组件的随时可用性以及相对便宜的成本、轻的重量和整体效率的原因，汽车由其供电。作为一些非限制示例，这样的发动机包括压缩点火（CI）柴油机发动机、火花点火（SI）汽油发动机、二、四和六冲程架构和旋转发动机。另一方面，混合电动和全电动（电驱动）车辆利用替代能源来推进车辆且因此最小化或消除牵引动力对基于矿物燃料的燃烧发动机的依赖。

全电动车辆（FEV）（被俗称“电动汽车”）是电驱动车辆配置的类型，其将内燃发动机和相关的外围部件从动力传动系系统完全移除，从而仅依靠电动牵引马达来推进和支撑附件负载。基于ICE车辆的发动机组件、燃料供应系统和排气系统在FEV中被单个或多个牵引马达、牵引电池组和电池冷却和充电硬件替换。相比之下，混合电动车辆动力传动系使用多个牵引动力源来推进车辆，最常见的是与电池供电或燃料电池供电的牵引马达一起操作内燃发动机组件。因为混合型电驱动车辆能够从除发动机之外的源获取其动力，所以在车辆由电动马达推进的同时HEV发动机可以全部地或部分地被关停。

可用FEV和HEV动力传动系架构的扩展促进了不同车辆操作模式的发展和实施，其提高车辆效率、里程和驾驶性能。例如，HEV动力传动系可以配备有电动马达发电机单元（MGU），其在“启动模式”下操作以向内燃发动机提供起动功能，在“发动模式”下操作以用于使电动为主的车辆从停止或怠速发动，在“增强模式”下操作以便在动态车辆操纵期间随着车辆快速加速而补充发动机输出，以及在“再生模式”下操作以用于通过在发电机模式下操作MGU以给电池组重新充电来重新获得制动能量。在较新的FEV动力传动系中，一些高性能的操作模式，诸如主动牵引控制（“性能发动”）和扭矩增强控制（“攀岩”），可用于由驾驶员手动选择，或由车辆的动力传动系控制模块（PCM）自动执行。为了消除驱动系间隙和任何伴随的噪声、振动和不平顺性（NVH），这些操作模式可能在车辆移动之前在推进系统中累积势能（扭矩）的增加。

发明内容

在本文中提出具有用于动力传动系能量跟踪和报告的控制逻辑的驾驶员警报系统、用于制造这种系统的方法和用于操作这种系统的方法，以及具有用于提供驾驶员提示以指示动力传动系中的实时势能的常驻警报系统的电驱动车辆。通过举例说明，提出了向车辆驾驶员提供听觉、视觉和/或触觉提示的方法，这些提示响应于操作模式选择而指示推进系统中的潜在能量积聚。例如，一旦用户选择车辆校准的EV操作模式，则推进系统可以开始针对即将发生的车辆操纵来增加驱动系扭矩。同时，常驻驾驶员警报系统跟踪势能的累积，并逐渐增加与EV推进系统扭矩的动态增加相匹配的听觉或触觉提示。触觉提示可以被触觉换能器（transducer）施加到驾驶员界面，诸如驾驶员座椅、方向盘、踏板、中控台、扶手等；换能器的振动输出可以与被施加到驱动系的增加扭矩相关地连续调制。这样，通过提供与实时动力传动系操作状态直接相对应的用户可感知的反馈，驾驶员警报系统增强了驾驶员认知和响应时间。

本公开的方面涉及带有用于动力传动系能量跟踪和报告的伴随的控制逻辑的车辆内驾驶员警报系统。在示例中，提出用于电驱动车辆的驾驶员警报系统，该车辆诸如是由带有一个或多个电动牵引马达的动力传动系推进的混合电动或全电动车辆。驾驶员警报系统包括一个或多个感觉输出装置，其安装到电驱动车辆并且产生可被车辆的驾驶员感知的视觉、听觉和/或触觉输出。常驻或远程存储器装置或存储器装置的网络存储一个或多个基于扭矩的查找表，其中每个查找表将感觉输出装置的一系列经校准输出水平（例如，触觉信号增益、声音文件增益、声音文件音高等）与电动牵引马达的一连串经校准扭矩值相关联。

继续讨论上面的示例，驾驶员警报系统也包括通信地连接到感觉输出装置和存储器装置的常驻或远程控制器。控制器被编程以例如从驾驶员或PCM接收来自操作模式的预定义集的动力传动系操作模式的选择。响应于这个选择，控制器确定经由电动牵引马达产生并被存储在动力传动系中的扭矩的输出扭矩累积以预期与选定动力传动系操作模式相关联的即将发生的车辆操纵。控制器然后访问存储器存储的基于扭矩的查找表并从中检索与用于确定的输出扭矩累积的输出扭矩值对应的经校准输出水平。控制器然后将一个或多个命令信号传输到感觉输出装置以产生基于检索到输出水平的视觉、听觉和/或触觉提示。

本公开的附加方面涉及配备有常驻警报系统以用于提供驾驶员提示以指示动力传动系中的实时势能水平的机动车辆。如本文中所使用的，术语“车辆”和“机动车辆”可以被互换且同义地使用以包括任何相关的车辆平台，诸如乘用车辆（ICE、HEV、FEV、燃料电池、全自主和部分自主等）、商用车辆、工业车辆、履带车辆、越野和全地形车辆（ATV）、摩托车、农用设备、船只、飞机等。在示例中，电驱动车辆包括具有乘客舱、多个车轮和其它标准原始设备的车辆主体。对于电驱动车辆应用，一个或多个电动牵引马达单独地（例如对于FEV动力传动系）或与内燃发动机组件结合地（例如，对于HEV动力传动系）操作以选择性地驱动车轮中的一个或多个以由此推进车辆。车辆也包括被附接到车辆主体且位于乘客舱内部的一个或多个感觉输出装置。每个感觉输出装置可操作成产生驾驶员可感知的视觉、听觉和/或触觉输出。此外，一个或多个存储器装置存储一个或多个基于扭矩的查找表，其中每个查找表将感觉输出装置的一系列经校准输出水平与电动牵引马达的一连串经校准扭矩值相关联。

继续讨论上面的示例，车辆也包括通信地连接到感觉输出装置和存储器装置的一个或多个控制器。控制器中的至少一个被编程为执行存储器存储的指令以执行选定操作，包括：例如经由中央堆栈信息娱乐单元或PCM接收动力传动系操作模式的选择；监测经由电动牵引马达输出并被存储在动力传动系中的扭矩的累积以预期与选定动力传动系操作模式相关联的即将发生的车辆操纵；从一个或多个存储器存储的基于扭矩的查找表检索与对应于所确定的输出扭矩累积的经校准扭矩值相关联的经校准输出水平；以及命令感觉输出装置产生基于检索到输出水平的一个或多个视觉、听觉和/或触觉提示。

在本文中也提出了用于制造任何公开的车辆、系统和装置的方法以及用于操作任何公开的车辆、系统和装置的方法。在示例中，提出用于操作用于电驱动车辆的驾驶员警报系统的方法。该代表性方法包括以任何顺序和与上述和以下公开的选项和特征进行任何组合的以下各者：经由车辆控制器接收针对车辆动力传动系的动力传动系操作模式的选择；经由车辆控制器响应于接收到选定动力传动系操作模式，确定针对选定动力传动系操作模式的经由电动牵引马达产生并存储在动力传动系中的扭矩的输出扭矩累积；访问存储在存储器装置中的基于扭矩的查找表，该基于扭矩的查找表将感觉输出装置的一系列经校准输出水平与电动牵引马达的一连串经校准扭矩值相关联；经由控制器从基于扭矩的查找表检索与对应于所确定的输出扭矩累积的一连串经校准扭矩值中的扭矩值相关联的来自一系列经校准输出水平的输出水平；以及经由控制器向感觉输出装置传输命令信号，以生成基于检索到输出水平的驾驶员可感知的视觉、听觉和/或触觉提示。

对于任何公开的系统、方法和车辆，控制器可以被编程为通过确定电驱动车辆的实时车辆速度来响应于选定动力传动系操作模式，并且确定实时速度是否近似等于零。在这种情况下，控制器响应于确定实时车辆速度近似等于零而将命令信号传输到感觉输出装置。作为另一选择，确定电驱动车辆的实时速度可以包括经由控制器局域网（CAN）总线从车辆速度传感器接收传感器数据。而且，确定动力传动系中的输出扭矩的累积可以作为对实时车辆速度近似等于零的直接响应被执行。响应于实时车辆速度不为零或不是大约为零，控制器可以初始化默认驾驶员反馈模块，其可操作成增强动力传动系系统声音的预定义集。

对于任何公开的系统、方法和车辆，控制器可以被编程为通过确定与选定操作模式相关联的经校准动力传动系设定的集来响应于选定动力传动系操作模式的接收；并且确定分配给经校准动力传动系设定的该集的一组调谐系数。在这种情况下，用于感觉输出装置的检索到的输出水平至少部分基于该组调谐系数。作为另一选择，存储器存储的查找表可以包括：声音音调基于扭矩的增益表，其将一系列音调与一连串经校准扭矩值相关联；声音文件基于扭矩的增益表，其将一系列声音文件增益与一连串经校准扭矩值相关联；以及声音文件基于扭矩的音高表，其将一系列声音文件音高与一连串经校准扭矩值相关联。

对于任何公开的系统、方法和车辆，感觉输出装置可以包括触觉换能器，其响应于命令信号可操作成生成指示输出扭矩累积的动态变化的动态触觉提示。作为另一选择，感觉输出装置可以包括音频系统部件，其响应于命令信号可操作成生成指示输出扭矩累积的动态变化的动态声音输出。同时，感觉输出装置可以包括电子显示装置，其响应于命令信号可操作成生成指示输出扭矩累积的动态变化的动态视觉输出。确定动力传动系中的输出扭矩的累积可以包括经由CAN总线从轮轴/马达扭矩传感器接收传感器数据。动力传动系操作模式的选择可以由驾驶员手动执行并且经由适当的人机界面（HMI）被输入。

本公开的附加方面涉及算法和控制逻辑，其用于利用车辆信息娱乐和碰撞避免系统来提供选择的听觉和触觉警报以响应驾驶员模式选择针对预期车辆操纵而指示推进系统中正累积的势能的增加量。由车辆的音频系统提供的增加的听觉脉冲提示指示了EV推进系统扭矩的增加。当因为车辆静止不动而不存在声音时，警报产生一种基本上会产生声音的表示动力状态的听觉呈现。由触觉系统施加到驾驶员界面的增加的触觉提示指示了EV推进系统扭矩的增加。在本文中也提出了非瞬时性计算机可读介质，其存储可由一个或多个可编程控制单元（诸如电子控制单元（ECU）或者控制模块）的一个或多个处理器来执行以管理公开的系统的操作的指令。

本发明还提供了以下方案：

方案1. 一种用于电驱动车辆的驾驶员警报系统，所述电驱动车辆包括带有电动牵引马达的动力传动系，该驾驶员警报系统包括：

感觉输出装置，其被构造成安装到所述电驱动车辆并且产生可被所述电驱动车辆的驾驶员感知的视觉、听觉和/或触觉输出；

存储器装置，其存储基于扭矩的查找表，该查找表将所述感觉输出装置的一系列经校准输出水平与所述电动牵引马达的一连串经校准扭矩值相关联；以及

控制器，其通信地连接到所述感觉输出装置和所述存储器装置，所述控制器被编程为：

接收针对所述动力传动系的动力传动系操作模式的选择；

确定经由所述电动牵引马达生成并被存储在所述动力传动系中的扭矩的扭矩累积以预期与选定动力传动系操作模式相关联的即将发生的车辆操纵；

从存储在所述存储器装置中的所述基于扭矩的查找表检索与对应于所确定的输出扭矩累积的一连串经校准扭矩值中的扭矩值相关联的来自一系列经校准输出水平的输出水平；以及

将命令信号传输到所述感觉输出装置以产生基于检索到输出水平的视觉、听觉和/或触觉提示。

方案2. 根据方案1所述的驾驶员警报系统，其中，所述控制器进一步被编程为：

响应于接收到所述动力传动系操作模式的选择，确定所述电驱动车辆的实时车辆速度；以及

确定所述实时车辆速度是否近似等于零，

其中，响应于确定所述实时车辆速度近似等于零，将所述命令信号传输到所述感觉输出装置。

方案3. 根据方案2所述的驾驶员警报系统，其中，确定所述电驱动车辆的所述实时车辆速度包括经由控制器局域网（CAN）总线从车辆速度传感器接收传感器数据。

方案4. 根据方案2所述的驾驶员警报系统，其中，响应于确定所述实时车辆速度近似等于零，确定存储在所述动力传动系中的扭矩的扭矩累积。

方案5. 根据方案2所述的驾驶员警报系统，其中，所述控制器进一步被编程为：响应于确定所述实时车辆速度不是近似等于零，初始化默认驾驶员反馈模块，所述默认驾驶员反馈模块可操作成产生被配置成增强自然动力传动系系统声音的预定义集的补充声音。

方案6. 根据方案1所述的驾驶员警报系统，其中，所述控制器进一步被编程为：

响应于接收到所述动力传动系操作模式的所述选择，确定与所述选定动力传动系操作模式相关联的经校准动力传动系设定的集；以及

确定被分配给所述经校准动力传动系设定的集的一组调谐系数，

其中，用于所述感觉输出装置的检索到的输出水平至少部分基于所确定的一组调谐系数。

方案7. 根据方案1所述的驾驶员警报系统，其中，所述基于扭矩的查找表包括：

声音音调集基于扭矩的增益表，其将一系列音调信号与一连串经校准扭矩值相关联；

声音文件基于扭矩的增益表，其将一系列声音文件增益与一连串经校准扭矩值相关联；以及

声音文件基于扭矩的音高表，其将一系列声音文件音高与一连串经校准扭矩值相关联。

方案8. 根据方案1所述的驾驶员警报系统，其中，所述感觉输出装置包括触觉换能器，并且其中，所述命令信号导致所述触觉换能器产生指示扭矩累积的动态变化的动态触觉提示。

方案9. 根据方案1所述的驾驶员警报系统，其中，所述感觉输出装置包括音频系统部件，并且其中，所述命令信号导致所述音频系统部件产生指示扭矩累积的动态变化的动态声音输出。

方案10. 根据方案1所述的驾驶员警报系统，其中，所述感觉输出装置包括电子显示装置，并且其中，所述命令信号导致所述电子显示装置产生指示扭矩累积的动态变化的动态视觉输出。

方案11. 根据方案1所述的驾驶员警报系统，其中，确定所述电动牵引马达的扭矩累积包括经由控制器局域网（CAN）总线从轮轴/马达扭矩传感器接收传感器数据。

方案12. 根据方案11所述的驾驶员警报系统，其中，所述动力传动系操作模式的选择是经由人机界面（HMI）从所述驾驶员接收的。

方案13. 一种电驱动车辆，包括：

车辆主体，其具有乘客舱和多个车轮；

动力传动系，其被附接到所述车辆主体且包括电动牵引马达，所述电动牵引马达可操作成将扭矩输出到所述车轮中的一个或多个并由此推进所述车辆；

感觉输出装置，其被附接到所述车辆主体并且位于所述乘客舱内部，所述感觉输出装置被构造成产生可被所述电驱动车辆的驾驶员感知的视觉、听觉和/或触觉输出；

接收针对所述动力传动系的动力传动系操作模式的选择；

方案14. 一种操作用于电驱动车辆的驾驶员警报系统的方法，所述电驱动车辆包括带有电动牵引马达的动力传动系，所述方法包括：

经由车辆控制器接收针对所述动力传动系的动力传动系操作模式的选择；

经由所述车辆控制器响应于接收到选定动力传动系操作模式，确定针对所述选定动力传动系操作模式的经由所述电动牵引马达产生并存储在所述动力传动系中的扭矩的扭矩累积；

访问存储在存储器装置中的基于扭矩的查找表，该基于扭矩的查找表将感觉输出装置的一系列经校准输出水平与所述电动牵引马达的一连串经校准扭矩值相关联；

经由所述控制器从所述基于扭矩的查找表检索与对应于所确定的扭矩累积的一连串经校准扭矩值中的扭矩值相关联的来自一系列经校准输出水平的输出水平；以及

经由所述控制器向所述感觉输出装置传输命令信号，以生成基于检索到输出水平的驾驶员可感知的视觉、听觉和/或触觉提示。

方案15. 根据方案14所述的方法，进一步包括：

经由所述车辆控制器，响应于接收到所述动力传动系操作模式的选择，确定所述电驱动车辆的实时车辆速度；以及

确定所述实时车辆速度是否近似等于零，

方案16. 根据方案15所述的方法，其中，响应于确定所述实时车辆速度近似等于零且在所述实时车辆速度近似等于零的同时，确定经由所述电动牵引马达生成的扭矩的扭矩累积。

方案17. 根据方案15所述的方法，进一步包括：响应于确定所述实时车辆速度不是近似等于零，初始化默认驾驶员反馈模块，所述默认驾驶员反馈模块可操作成增强动力传动系系统声音的预定义集。

方案18. 根据方案14所述的方法，进一步包括：

确定被分配给该所述经校准动力传动系设定的集的一组调谐系数，

方案19. 根据方案14所述的方法，其中，所述基于扭矩的查找表包括：

声音音调基于扭矩的增益表，其将一系列音调信号与所述一连串经校准扭矩值相关联；

声音文件基于扭矩的增益表，其将一系列声音文件增益与所述一连串经校准扭矩值相关联；以及

声音文件基于扭矩的音高表，其将一系列声音文件音高与所述一连串经校准扭矩值相关联。

方案20. 根据方案14所述的方法，其中，所述感觉输出装置包括触觉换能器，并且其中，所述命令信号导致所述触觉换能器产生指示扭矩累积的动态变化的动态触觉提示。

上述的发明内容不代表本公开的每个实施例或每个方面。而是，当结合附图和所附权利要求获得时，由用于实施本公开的说明性示例和模式的以下详细描述，本公开的以上特征和优点及其它特征和伴随优点将容易理解。而且，本公开明确地包括上文和下文提出的元件和特征的任何和所有组合和子组合。

附图说明

图1是示出根据本公开的方面的装备有混合动力传动系的代表性电驱动马达车辆的示意图，该混合动力传动系具有由可重新充电牵引电池组供电的电动牵引马达。

图2是图示根据所公开概念的方面的用于电驱动动力传动系系统的代表性扭矩累积跟踪和报告协议的流程图，其可以对应于存储在存储器上的指令，该指令由车载或远程控制器、控制逻辑电路、可编程电子控制单元或者其它集成电路（IC）装置或装置的网络来执行。

本公开可修改成各种改进和替代性形式，并且在附图中借助于示例方式示出且在下文将具体描述一些代表性实施例。但是，应该理解的是，本公开的新颖性方面不限于以上列举的附图中所图示的具体形式。而是，本公开将覆盖落入到例如由所附权利要求涵盖的本公开的范围内的所有修改、等同物、组合、子组合、排列、分组和替代物。

具体实施方式

本公开容许许多不同形式的实施例。本公开的代表性示例在附图中示出并且将在本文中被详细描述，应理解这些实施例被提供作为所公开的原理的举例说明，对本公开的广泛方面无限制。为此，例如在摘要、引言、发明内容和具体实施方式部分中描述的、但在权利要求书中并未明确阐述的元件和限制不应单独地或共同地通过隐含、推断或其它方式并入到权利要求中。

为了本具体实施方式的目的，除非明确地放弃保护，否则：单数包含复数且反之亦然；词语“和”和“或”应两者都为联合的和非联合的；词语“任何”和“所有”应两者都意指“任何和所有”；并且词语“包含（including）”、“含有（containing）”、“包括（comprising）”、“具有”等等应各自意指“包含但不限于”。此外，例如，诸如“约”、“几乎”、“基本上”、“大体上”、“近似地”等等的近似词语在本文中均可以在“为……、接近……或接近为……”或“在……的0％到5％以内”或“在可接受制造公差内”或其任何逻辑组合的意义上使用。最后，方向性形容词和副词，诸如，前侧、后侧、内侧、外侧、右舷、左舷、竖直、水平、向上、向下、前、后、左、右等，可相对于机动车辆，诸如当机动车辆可操作地定向在水平驾驶表面上时该车辆的向前驾驶方向。

现在参考附图，其中贯穿多个视图，类似附图标记指代类似特征，图1中示出了代表性汽车的示意图，其大体由10指代并且在本文中为了讨论的目的被描绘为具有并联双离合器（P2）混合电动动力传动系的客用车辆。所图示汽车10（在本文中也被称为“机动车辆”或者被简称为“车辆”）仅是利用其能够实践本公开的新颖性方面和特征的示例性应用。同样，将本概念实现为混合电动动力传动系也应该被认为是在本文中公开的新颖原理的示例性应用。因此，将理解的是，本公开的方面和选项可以被应用到其它车辆动力传动系架构并可以被结合到任何逻辑相关类型的机动车辆中。最后，附图中仅示出了选择的部件且将在本文中附加地具体描述选择的部件。但是，下文讨论的车辆和警报系统可以包括许多附加和替代特征以及其它可用的外围部件，以用于执行本公开的各种方法和功能。

图1中示出了具有原动机的代表性车辆动力传动系系统，该原动机在本文中由可重起内燃发动机（ICE）组件12和电动马达/发电机单元14表示且通过多速自动动力变速器16被驱动地连接到最终驱动系统11的驱动轴15。发动机12将动力（优选地借助于经由发动机曲轴13（“发动机输出构件”）的扭矩）传递到变速器16的输入侧。根据所图示示例，ICE组件12驱动扭矩阻尼器组件26，并且通过扭矩阻尼器组件26驱动发动机断开装置28。当被可操作地接合时，该发动机断开装置28借助于阻尼器26将从ICE组件12接收的扭矩传递到变矩器（TC）组件18的输入结构。如名字所暗示的，发动机断开装置28可以选择性脱离以使得发动机12从马达14、TC组件18和变速器16驱动地断开。

变速器16进而适于接收、选择性地操纵和分配来自发动机12和马达14的牵引动力至车辆的最终驱动系统11（在本文中由驱动轴15、后差速器22和一对后车轮20表示）且从而推进混合车辆10。图1的动力变速器16和变矩器18可以共用公共的变速器油盘或“油槽”32以供应液压流体。共用的变速器泵34为流体提供足够的液压压力以便选择性地致动变速器16、TC组件18以及对于一些实施方式而言发动机断开装置28的由液压激活的元件。对于至少一些实施例，优选的是发动机断开装置28包括主动离合机构（诸如控制器致动的可选单向离合器（SOWC）或者摩擦片离合器）或者被动离合机构（诸如棘轮棘爪或者楔块型自由轮OWC组件）。

ICE组件12操作成独立于电动牵引马达14（例如，在“仅发动机”操作模式中）或者与马达14配合地（例如，在“马达增强”操作模式中）推进车辆10。类似地，马达14可操作成独立于发动机12（例如，在“仅马达”操作模式中）推进车辆10并且提供辅助功能性，例如诸如发动机启动操作和再生制动操作。在图1所描绘的示例中，ICE组件12可以是任何可用或之后被发展的发动机，例如压缩点火柴油发动机或者火花点火汽油或柔性燃料发动机，其容易地适于通常以多种每分钟转数（rpm）提供其可用功率输出。虽然图1中没有明确描绘，不过应该理解，最终驱动系统11可以呈现任何可用配置，包括前轮驱动（FWD）布局、后轮驱动（RWD）布局、四轮驱动（4WD）布局、全轮驱动（AWD）布局、六乘四（6X4）布局等。

图1也描绘了电动马达/发电机单元14，其经由马达支撑毂、轴或带29（“马达输出构件”）可操作地连接到变矩器18，且经由变矩器18可操作地连接到变速器16的输入轴17（“变速器输入构件”）。马达/发电机单元14可以被直接地联接到TC输入轴或者驱动地安装到变矩器18的外壳部分。电动马达/发电机单元14由环绕圆柱形转子组件23且与其同心的环状定子组件21构成。电动力通过电导体或线缆27被提供给定子21，该电导体或线缆27经由适当密封和绝缘馈通件（未图示）穿过马达外壳。相反地，电动力可以从MGU 14例如通过再生制动被提供给车载牵引电池组30。任何图示动力传动系部件的操作可以由车载或远程车辆控制器（诸如可编程电子控制单元（ECU）25）控制。虽然被示为P2混合电动架构且其中单个马达与单个发动机组件并联动力流连通，不过车辆10也可以采用其它动力传动系配置，诸如P0、P1、P2.5、P3和P4混合动力传动系，其中任何一者可以适于HEV、PHEV、增程混合车辆、燃料电池混合车辆、FEV等。

动力变速器16可以使用差速传动装置24来相应地实现在变速器输入和输出轴17和19之间的选择性可变扭矩和速度比，例如在通过可变元件发送其动力的全部或一部分时。差速传动装置的一种形式是行星齿轮布置。行星传动装置提供如下优点：紧凑以及在行星传动装置子集的所有构件之间的不同扭矩和速度比。传统上，液压致动的扭矩建立装置（诸如离合器和制动器）可选择性接合以激活上述齿轮元件来建立在变速器的输入轴17和输出轴19之间的期望前向和反向速度比。虽然设想为8速自动变速器，不过动力变速器16还可以可选地采取其它功能上适当的配置，包括无级变速器架构、自动-手动变速器等。

图1的流体动力变矩器组件18操作为流体联接件以用于将发动机12和马达14与动力变速器16的内部行星传动装置24可操作地连接。被置于变矩器组件18的内部流体腔室内的是与带叶片涡轮机38并置的带叶片叶轮36。叶轮36坐落成与涡轮机38串联地动力流流体连通，且定子（未示出）插入叶轮36和涡轮机38之间以便选择性改变其间的流体流。从发动机和马达输出构件13、29经由TC组件18将扭矩传递到变速器16是通过由叶轮和涡轮机36、38叶片的旋转导致的在TC的内部流体腔室内部的液压流体（诸如变速器油）的搅拌激励来实现的。为了保护这些部件，变矩器组件18被构造成具有TC泵外壳，其主要地通过变速器侧泵壳40被限定，该变速器侧泵壳40例如经由电子束焊接、MIG或MAG焊接、激光焊接等被固定附接到发动机侧泵盖42，以致其间形成工作液压流体腔室。

在图1的车辆10的操作期间，动力传动系可以在被校准到动力传动系的推进硬件和架构的各种不同操作模式之间进行切换。单独动力传动系操作模式之间的差别可以通过例如规则集来分型，该规则集限定可用变速器齿轮中的哪些可以被使用或不可以被使用以及在车辆操作期间的哪些时刻这些齿轮的换挡可以发生。此外，动力传动系操作模式可以改变驾驶体验的其它特征，诸如通过改变在HEV或者FEV车辆中电动马达使用的定时和水平、动力转向响应性和制动系统性能以及提供特定的高级驾驶员辅助系统（ADAS）和控制器自动（“自主”）特征等。一些车辆品牌、型号和装饰包允许乘客在不同的可用操作模式之间进行切换，例如，响应与个人喜好、变化的驾驶条件、交通等。车辆乘客通过其改变操作模式的界面可采用各种合适的界面，诸如按钮、旋钮、拨号盘、开关、轨迹板、触摸屏、智能手机、键盘、语音识别模块等。

在HEV和FEV动力传动系系统的操作模式之间的过渡可能产生哐啷声（听觉噪声）和猝然一动（例如，物理突然急动），因为由于从驱动系中消除了齿轮系中的驱动系间隙导致的松弛，并且驱动系内的扭矩传递部件会相互碰撞。“驱动系间隙”指的是在驱动系部件的旋转位置之间的余隙或游隙，诸如在变速器花键、交错齿轮齿等之间的松弛。例如，当牵引马达从施加正扭矩过渡到施加负扭矩时，变速器、差速器、驱动桥或分动箱中的齿轮可能在零扭矩过渡点处分离。然后，在通过零扭矩点之后，齿轮再次接触以传递扭矩。这样的间隙通常是适应动力传动系部件的构造变化和热膨胀所必需的。

在本文中提出了驾驶员警报系统和方法，其例如利用车辆信息娱乐单元和操作者反馈碰撞避免系统来提供听觉、触觉和/或视觉警报，该警报表示针对与用户选择的或车辆选择的操作模式相关联的预期车辆操纵的在推进系统中累积的势能的增加量。一旦选择了车辆校准的EV操作模式，则动力传动系牵引马达可以开始针对预期车辆操纵来增强驱动系扭矩。能量从电动马达被递送到驱动轮，但是该轮并不转动，例如这是由于施加的制动或轮被压靠物体，如越野情况下的岩石或倒下的树木。常驻驾驶员警报系统伴随地跟踪势能的累积，并逐渐增加与EV推进系统扭矩的动态增加相匹配的听觉或触觉提示。对于至少一些实施方式，车辆音频系统逐渐增加听觉脉冲或声音文件以指示EV推进系统扭矩的动态增加。与听觉提示同时地或作为其替代，触觉系统可以向驾驶员界面应用触觉提示，系统地增加来自触觉系统的振动输出以跟踪驱动系扭矩的动态增加。

之后参考图2的流程图，大体上以200描述了根据本公开的方面的用于跟踪和报告机动车辆的动力传动系系统中的扭矩累积的改进方法或控制策略，该动力传动系系统诸如是图1的HEV型电驱动动力传动系，该机动车辆诸如是图1的汽车10。图2中所图示并在以下进一步详细描述的操作中的一些或全部可以代表对应于处理器可执行指令的算法，该指令可以例如被存储在主要或辅助或远程存储器中，并且例如由车载或非车载控制器、处理单元、控制逻辑电路或其它模块或装置或模块/装置的网络来执行，以执行与所公开的构思相关联的上面或以下描述的功能中的任何一个或所有。应该意识到，所图示的操作框的执行的次序可以改变，可以添加附加的操作框，并且所描述的操作框中的一些可以被改变、组合或消除。

图2的方法200在终端框201开始，其使用用于可编程控制器或控制模块或类似合适处理器的处理器可执行指令来调用用于势能指示协议的初始化程序。这个例程可以在正在进行的车辆操作期间实时地、连续地、系统地、偶发地和/或以规则间隔被执行。作为另一选择，终端框201可以响应于用户命令提醒或者从动力传动系控制模块接收的广播提醒信号而初始化。方法200从终端框201前进到选择输入框203，并接收从校准到目标车辆的动力传动系架构的操作模式的预定义集进行的动力传动系操作模式的选择。如上所述，任何这样的选择可以通过驾驶员经由合适的HMI来手动做出。驾驶员可选择的动力传动系操作模式（诸如旅行、运动、赛道（Track）、生态（Eco）、天气、性能发动、攀岩、越野、地形等）可以更改用于动力传动系系统、转向系统、悬架系统和声音增强系统的经校准系统设定和操作规则集。

一旦动力传动系操作模式被选择，则方法200继续到数据输入框205以确定目标车辆的当前实时车辆速度。实时车辆速度可以由在控制器局域网（CAN）通信总线上从车辆速度传感器（VSS）接收的传感器数据推导出，该传感器诸如为驱动桥输出传感器或者车轮速度传感器。在判定框207处，方法200确定实时车辆速度是否处于零处或大约为零（例如，0±10 mph）处。如果不是（框207=否），则方法200通过执行子例程框209来响应，并且初始化默认驾驶员反馈模块。根据所图示示例，默认设定可以对应于“正常EVSE&正常CAS触觉反馈”设定，其可操作成增强动力传动系系统声音的预定义集并提供选择驾驶员反馈提示。例如，正常电动车辆声音增强（EVSE）模块可以在车辆加速和减速期间为自然的EV推进系统声音提供听觉增强，例如，为驾驶员提供精细而强大的发声推进系统。而且，正常碰撞避免系统（CAS）触觉反馈模块可以向驾驶员提供触觉提示以有助于例如在意外车道偏离、前/后/横向碰撞、行人碰撞等情况下预先防止车辆碰撞。

在确认车辆的当前速度近似等于零（框207=是）时，方法200通过在处理框211处初始化用于动力传动系扭矩累积的跟踪和报告协议来响应。触发指示协议可以需要提示系统传感器的预定义集以开始生成所需的传感器数据，调用警报系统反馈回路的查找表，并对警报系统的感觉输出装置进行初步准备和调节。前进到子例程框213，方法200开始程序指令的序列来执行调谐选择，以便将警报系统提示调制到选定操作模式和车辆的当前操作状态。调谐选择可以包含读取选定操作模式，且同时引导适当的调谐系数和车辆速度（RPM）数据，以从专用的基于扭矩的音调、增益和音高表识别反馈提示系数，如下文将进一步详细描述的。调谐选择可以利用经由车内CAN总线来自轮轴/马达扭矩传感器的扭矩数据的连续流，以便连续改变来自音调集和声音文件回放的驾驶员反馈声音输出。

为了有助于调谐选择，方法200执行输入数据框215，以检索与选定动力传动系操作模式相关联的经校准动力传动系设定的集，并且确定分配给这些经校准动力传动系设定的一组调谐系数。标准动力传动系操作模式（诸如生态、正常、旅行等）均具有独特的相对受限的调谐参数的集，以提供更精细的驾驶体验。相反地，高性能动力传动系操作模式（诸如运动、越野、攀岩等）可以均具有独特的相对激进的调谐系数的集，以提供更强烈的驾驶体验。例如，如果驾驶员选择生态或旅游模式，则将检索和加载用于选定模式的基础调谐系数集，以确保驾驶员反馈提示相对敏锐，并且可选地最小化用于降低声音增强的复杂性和水平的阶集（order set）和/或声音文件的数量。相反，当驾驶员选择运动或越野模式时，调谐选择中可以包含更多听觉内容，这些内容可以以较高水平播放，以便在较低的车速和加速条件下变得更明显。

继续参考图2，调谐选择可以直接取决于在车辆动力传动系中累积的实时当前马达扭矩。就这一方面而言，在输入数据框217处提供的处理器可执行的指令导致车辆控制器（诸如图1的可编程ECU 25）主动地监测由动力传动系的电动牵引马达已经产生的和被临时存储在驱动系内以用于与选定动力传动系操作模式相关联的一个或多个即将发生的车辆操纵的扭矩的累积。实时输出扭矩累积可以源自在车辆的CAN通信总线上从势能（扭矩）传感器（诸如安装在车轴或马达轴上的旋转换能器）接收的传感器数据。

在汇集、处理和融合在图2的框211、213、215和217处输入的所有必需数据之后，方法200随后访问存储在常驻或远程存储器中的基于扭矩的查找表的集合，如数据库存储框219处所指示的。每个查找表为驾驶员反馈感觉输出装置（诸如触觉驾驶员座椅202、音频扬声器204或电子扭矩计206）提供一系列经校准输出水平，并将每个输出水平与用于动力传动系的一连串经校准扭矩值中的对应扭矩值相关联。借助于图2中的示例提供四个代表性的基于扭矩的查找表：一阶集基于扭矩的增益表231，其将触觉装置的振动输出信号增益与逐渐增加的扭矩累积值相关联；N阶集基于扭矩的增益表233，其将音频部件的声学输出信号增益与逐渐增加的扭矩累积值相关联；声音文件（例如，波形（WAV）音频文件格式）基于扭矩的增益表235，其将声音文件增益与逐渐增加的扭矩累积值相关联；以及声音文件基于扭矩的音高表237，其将声音文件音高与逐渐增加的扭矩累积值相关联。对于至少一些实施方式，针对EVSE操作同时地加载、访问和轮询所有可用的存储在存储器中的基于扭矩的查找表。

一旦完成在子例程框213处的调谐选择和在数据库存储框219处的基于扭矩的信号调制，方法200前进到处理框221并且将一个或多个命令信号输出到一个或多个感觉输出装置以便产生驾驶员可察觉的视觉、听觉和/或触觉提示。如上所述，感觉输出装置可以包括触觉换能器，诸如分布式触觉换能器阵列，其被封装在触觉驾驶员座椅202内部，并且输出指示车辆动力传动系系统中累积的扭矩的动态变化的可变幅值触觉提示。应该意识到，触觉换能器可以位于任何合适的乘客界面内，诸如车辆座椅、方向盘、制动或加速踏板、中控台、扶手等。作为另一选择，感觉输出装置可以包括音频系统部件，诸如音频扬声器204，其输出指示车辆动力传动系系统中累积的扭矩的动态变化的可变音量和可变类型声音提示。同样，感觉输出装置可以包括电子显示装置，诸如电子扭矩计206，其输出指示车辆动力传动系系统中累积的扭矩的动态变化的各种视觉提示。

发送到可用的感觉输出装置的命令信号可以采用任何合适的形式，包括期望的占空比、期望的电压和期望的时间信号转换。占空比可以被定义为在可用时间窗口内的预定时间段，在其期间，感觉输出装置是激活的（即，“开启时间”）。可以调制馈送到感觉输出装置的电压以管理装置强度、音量、亮度等。时间信号转换可被表征为使用存储在存储器中的转换表以便将一种类型的刺激信号（触觉）转换为另一类型的刺激信号（听觉）。转换表可以收用声学输出的时域流，并且在每个采样处，将相应频率和幅值集转换为对应于声学信号幅值的特定电压，并且然后基于声学信号的频率分配相应的占空比。一旦这些操作完成，则图2的方法200可以从处理框211前进到终端框并暂时中断，或者可以通过连续触发循环223循环回到终端框201并在连续循环中运行。

在一些实施例中，可通过计算机可执行的指令程序（诸如，程序模块）来实现本公开的方面，所述程序模块总体上被称为由本文中所描述的控制器或控制器变型中的任一个执行的软件应用或应用程序。在非限制性示例中，软件可包含执行特定任务或实现特定数据类型的例程、程序、对象、部件和数据结构。软件可形成界面以允许计算机根据输入源做出反应。软件还可与其它代码段协作以响应于结合接收到的数据的源所接收到的数据来起始各种任务。软件可存储在多种存储器介质中的任一种上，所述多种存储器介质诸如为CD-ROM、磁盘、和半导体存储器（例如，各种类型的RAM或ROM）。

此外，可利用多种计算机系统和计算机网络构造来实践本公开的方面，所述计算机系统和计算机网络构造包含多处理器系统、基于微处理器的或消费者可编程的电子设备、小型计算机、大型计算机等等。另外，可在分布式计算环境中实践本公开的方面，在所述分布式计算环境中，由通过通信网络链接的常驻和远程处理装置来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可位于包含存储器存储装置的本地和远程计算机存储介质两者中。因此，可在计算机系统或其它处理系统中结合各种硬件、软件或其组合来实现本公开的方面。

本文中所描述的方法中的任一种均可包含机器可读指令用于由以下各者执行：（a）处理器，（b）控制器和/或（c）任何其它合适的处理装置。本文中所公开的任何算法、软件、控制逻辑、协议或方法均可被实施为存储在诸如以下各者的有形介质上的软件：例如，快闪存储器、固态存储器、硬盘驱动器、CD-ROM、数字通用光盘（DVD）、或其它存储器装置。完整的算法、控制逻辑、协议或方法和/或其部分可替代地由除控制器之外的装置执行和/或以可获得的方式被实施在固件或专用硬件中（例如，由专用集成电路（ASIC）、可编程逻辑装置（PLD）、现场可编程逻辑装置（FPLD）、离散逻辑等实现）。进一步地，尽管参考本文中所描绘的流程图描述了特定算法，但是可替代地使用许多其它方法来实现示例机器可读指令。

已参考所图示的实施例详细地描述了本公开的方面；然而，本领域技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围的情况下可对其进行许多修改。本公开不限于本文中所公开的精确构造和组成；从前述描述显而易见的任何和所有修改、改变和变型均在如由所附权利要求限定的本公开的范围内。此外，本概念明确地包含前述元件和特征的任何和所有组合和子组合。

Claims

1.一种用于电驱动车辆的驾驶员警报系统，所述电驱动车辆包括带有电动牵引马达的动力传动系，该驾驶员警报系统包括：

接收针对所述动力传动系的动力传动系操作模式的选择；

2.根据权利要求1所述的驾驶员警报系统，其中，所述控制器进一步被编程为：

确定所述实时车辆速度是否近似等于零，

3.根据权利要求2所述的驾驶员警报系统，其中，确定所述电驱动车辆的所述实时车辆速度包括经由控制器局域网（CAN）总线从车辆速度传感器接收传感器数据。

4.根据权利要求2所述的驾驶员警报系统，其中，响应于确定所述实时车辆速度近似等于零，确定存储在所述动力传动系中的扭矩的扭矩累积。

5.根据权利要求2所述的驾驶员警报系统，其中，所述控制器进一步被编程为：响应于确定所述实时车辆速度不是近似等于零，初始化默认驾驶员反馈模块，所述默认驾驶员反馈模块可操作成产生被配置成增强自然动力传动系系统声音的预定义集的补充声音。

6.根据权利要求1所述的驾驶员警报系统，其中，所述控制器进一步被编程为：

7.根据权利要求1所述的驾驶员警报系统，其中，所述基于扭矩的查找表包括：

8.根据权利要求1所述的驾驶员警报系统，其中，所述感觉输出装置包括触觉换能器，并且其中，所述命令信号导致所述触觉换能器产生指示扭矩累积的动态变化的动态触觉提示。

9.根据权利要求1所述的驾驶员警报系统，其中，所述感觉输出装置包括音频系统部件，并且其中，所述命令信号导致所述音频系统部件产生指示扭矩累积的动态变化的动态声音输出。

10.根据权利要求1所述的驾驶员警报系统，其中，所述感觉输出装置包括电子显示装置，并且其中，所述命令信号导致所述电子显示装置产生指示扭矩累积的动态变化的动态视觉输出。