用于提供针对充电状态指示器的刻度盘的系统及具有该系统的混合动力车辆

摘要

一种用于提供车辆电池的电力充电的刻度盘(11)的系统以及包括这样的系统的混合动力车辆包括车辆电池的充电状态的刻度盘(11)。该刻度盘(11)包括最小值(14)参数和最大值(15)参数以及控制器，如果刻度盘(11)取决于电池使用参数，则该控制器用于选择最小值(14)参数和最大值(15)参数，其中电池使用参数取决于以下中的至少一个：车辆的操作模式；电池的充电状态；以及电池的健康状态。用于指示量的显示器(10)由刻度盘(11)以及关于刻度盘(11)可移动的指示器(12)组成。出于不同的目的来设置不同的刻度盘(11)，并且在无需改变指示器(12)的瞬时位置的情况下刻度盘(11)是可改变的。显示器(10)可以指示混合动力车辆的电池的充电状态，该混合动力车辆具有内燃机和马达/发电机，不同的刻度盘(11)具有对应于不同的标称充电状态或最优充电状态的最大值(15)。

说明书

技术领域

本发明涉及用于显示最小值和最大值之间的量的显示器，例如用于指 示充电状态的指示器，尤其是用于指示混合动力车辆的电池的充电状态。

背景技术

混合动力车辆是众所周知的，并且一般包括：内燃机；电动马达；电 池；以及控制系统，用于确定车辆是由引擎、马达还是引擎和马达的组合 来驱动。可以通过车辆发电机或者通过充当发电机的马达例如在再生车辆 制动期间对电池进行充电。在某些情况下，引擎可以驱动马达(作为发电 机)来对电池进行充电。

当车辆使用时，许多因素影响车辆电池应该如何以及何时充电。例如， 必须考虑电池充电的最佳状态，以及可能的机会性再充电的可用性，例如 通过再生制动(没有油耗)。标称充电状态可以根据车辆驾驶员是否已经 选择了针对最大燃料经济性、最大范围或最大性能进行优化的程序而变 化。电池的充电可以由扭矩控制系统来控制，该扭矩控制系统具有针对每 个车辆操作模式的多个充电图。在混合动力车辆中，操作模式可以包括正 常、电动(在电力下给出扩展的范围)和运动(给出增加的加速度)。

充电图可以凭经验地针对特定车辆类型或规格来确定，并且因此不是 本发明的主题。

在混合动力车辆中使用的电池具有相对高的电压和某些特征，尤其 是，它们通常应该既不被完全放电(0％)也不应该重复地被完全充电 (100％)，因为这可能对电池寿命不利。理论上的充电范围小于0-100％， 并且可使用的充电范围可能还要更小，通常是25-75％。

在一个实施例中，电池的标称充电状态可以在50％左右。这允许机 会性再充电的余量上升至最大可使用充电状态的大约70％，并且也允许 电池在其最有效的充电状态下操作。

标称充电状态可以根据车辆的操作模式和对应的充电图而变化。

充电状态一般借助于仪表盘或仪表板显示器来指示给车辆驾驶员，该 仪表盘或仪表板显示器可以显示对应于由扭矩控制系统许可的充电范围 的最大值和最小值。

通常地，不向车辆驾驶员呈现完整的理论上的充电范围的指示器，因 为这样做会给出电池无法达到期望的“最大化”充电的误导性印象。如上 提及的最大化理论充电是不可取的。

因此，一般向车辆驾驶员呈现表示实际上缩小的范围的显示器或指示 器，在该显示器或指示器中，显示的最小值可以对应于25％的充电，并 且显示的最大值对应于75％的充电。

然而，考虑到针对机会性再充电而包括了控制裕量并且为了允许标称 充电的不同程度，传统的充电指示器通常仅有很少可以达到最大化充电指 示。

本发明提供了一种显示充电状态的方法和处理这种情况的显示器，并 且向车辆驾驶员给出充电状态的适当指示。

发明内容

本发明的方面在所附权利要求书中进行限定。

根据本发明的方面，提供了一种用于提供车辆电池的电荷的刻度盘的 系统，该系统包括：

车辆电池的充电状态的刻度盘，该刻度盘包括最小值参数和最大值参 数；以及

控制器，其被布置成取决于电池使用参数而选择刻度盘的最大值参数 和最小值参数，其中，电池使用参数取决于以下中的至少一个：车辆的操 作模式；电池的充电状态；以及电池的健康状态。

在实施例中，该系统包括：

充电状态检测器，用于检测车辆电池的充电状态；以及

显示器，其被布置成显示所检测的电池的充电状态和电池的充电状态 的刻度盘，

其中，控制器被布置成取决于所检测的电池的充电状态来控制显示器 以显示刻度盘。

这是有利的，因为在不影响链接至电池的充电状态的指示器的情况下 可以选择刻度盘的最大值参数和最小值参数。例如，指示器相对于刻度盘 可以是可移动的，用于指示刻度盘上充电状态的瞬时值，其中，该刻度盘 的范围适于在无需移动所述指示器的情况下发生改变。

根据本发明的方面，提供了一种用于显示最小值和最大值之间的量的 显示器，所述显示器包括刻度盘和关于所述刻度盘可移动的指示器，所述 刻度盘用于指示从最小值递增至最大值，所述指示器用于指示所述刻度盘 上的瞬时值，其中，所述刻度盘的范围适用于在无需移动所述指示器的情 况下发生改变。

可以使刻度盘更长或更短，并且可以将其不对称地加长或缩短。在这 样的显示器中，刻度盘例如可以适用于显示某些情况下的扩展，其中，不 管提供了扩展还是没有提供扩展，指示器的瞬时位置基本上不变。

扩展例如可以被隐藏，并且仅在情况允许时被显示。刻度盘和扩展可 以是真实的或者虚拟的。在电子显示器的情况下，如根据功率是否被施加 至特定显示元件所要求的，可以使扩展出现和消失。刻度盘可以是发光的 或被投影的，并且因此扩展可以被隐藏或显示。可以设置机械致动的挡板， 从而在需要时显示扩展。

本发明的重要方面是指示器(其例如可以是实指针或虚指针)，当刻 度盘的范围发生改变时，该指示器的位置不变。

在刻度盘有扩展(其可以在最小值或最大值处)的情况下，该扩展可 以有区别地进行表示，以便可区分。扩展例如可以由不同刻度盘标记和/ 或刻度盘标记的不同频率和/或不同颜色来表示。

在本发明的实施例中，在混合动力车辆中，显示器是电池充电的指示 器，并且包括渐进式充电显示器，该渐进式充电显示器具有：充电电平的 第一指示器；充电电平高于第一指示器的第二指示器；以及在第一指示器 和第二指示器之间的范围，其中，设置了所述范围的扩展，所述扩展被表 示成不同于所述范围。在第一指示器和第二指示器之间提供可以递增的刻 度盘，第一指示器和第二指示器可以分别地表示正常最小化充电和正常最 大化充电。扩展可以表示扩展的充电，其在某些使用情况下可用。正常最 大化充电可以是电池的标称充电状态。

根据本发明的方面，提供了一种方法，其中，在预定充电条件下启用 所述扩展。

该方法可以包括：当由车辆的驾驶员选择与不同于电池标称充电状态 相关的模式时，改变所述刻度盘的范围。

本发明的方面涉及显示器，涉及车辆仪表盘，并且涉及仪表盘中包含 有显示器的车辆。

根据本文所附的权利要求书，渐进式充电显示器的特征将是显而易见 的。

在本申请的范围内，明确地设想：在前述段落、权利要求书和/或后 面的描述和附图中阐述的各种方面、实施方式、示例和替选方案并且特别 是其单独的特征可以被独立采用或组合采用。结合一个实施方式描述的特 征可适用于所有实施方式，除非这样的特征不兼容。

附图说明

根据通过仅在附图中的示例来描述的本发明的实施方式的下面描述， 本发明的方面的其它特征将变得明显，在附图中：

图1表示根据本发明的方面的显示器的实施例。

图2和3表示根据本发明的方面的替代实施例。

具体实施方式

参考附图，混合动力车辆的充电状态指示器或显示器10包括传统的 圆形仪表盘，该圆形仪表盘具有弧形刻度盘11和指针12，如箭头13指 示，所述指针12可以跨过刻度盘而从最小值摆动至最大值。刻度盘和指 针各自可以是真实的或者虚拟的。

弧形刻度盘11包括具有较大分度的第一部分以及具有紧密分度的第 二部分。

在图示的示例中，最小值14由刻度盘的左手端来表示，而最大值15 由第一刻度盘部分的右手端来表示。第二刻度盘部分表示充电范围的扩 展，并且终止于刻度盘最右手端处的扩展的最大值16处。

最小值14和最大值15例如可以被标记为“MIN”和“MAX”，并且 对应于由充电控制程序选择的标称充电范围。例如范围可以表示如混合动 力车辆的电池的理论最大化充电的30％至50％，并且针对车辆的整体燃 料经济性进行优化。

最小值14和/或最大值15的调节以及/或者扩展的提供由控制器(未 显示)来执行。控制器取决于以下中的至少一个来确定充电控制程序或电 池使用参数：车辆的操作模式；电池的充电状态；以及电池的健康状态。

扩展表示通常用于机会性再充电的裕量，其允许充电状态达到例如理 论最大化充电的70％，例如，用于针对仅在电功率下的城市驾驶来进行 优化。例如，可以选择城市驾驶模式。

车辆驾驶员将会因此意识到最大值标称充电在正常的使用中是可实 现的，并且将不会考虑车辆电池是故障的或者已经产生充电故障。充电范 围的扩展表示扩展的充电，其在某些与车辆驾驶员的动作相关的使用条件 下是可用的。

通过其使得扩展区别于正常范围的装置要求差异较大。差异可以包括 颜色差别，并且扩展的颜色例如可以是蓝色，其是已成为在大众心目中与 动力车辆或动力车辆行驶相关的颜色。

指示器可以通过电子的方式来生成，或者指示器可以是传统的仪器， 也可以是组合体。

在一个实施例中，扩展仅在充电状态超过正常的最大值15的情况下 是可见的，并且其中，作为可见的扩展的变化量可以对应于已经达到的充 电状态。

在实施例中，扩展仅在激活某些车辆程序时是可见的。例如，车辆驾 驶员可以在电动模式下通过激活“E”程序来为驾驶的延长时期做准备。 在这样的情况下，可以使得扩展是可见的，并且引擎可以被命令成给电池 充电至由扭矩控制系统允许的程度，以便仅在电力驱动的情况下增加可用 范围。在上面给出的示例中，电池的标称充电状态将会从50％增加至 70％，并且车辆驾驶员将会由于指针12进入扩展范围而意识到增加的充 电。

同样地，车辆驾驶员可以在运动模式下要求快速加速时期，并且激活 “S”程序，在“S”程序中，引擎和电动马达完全致力于使车辆加速。结 果可能需要更多的充电，并且因此在驾驶员没有命令显著扭矩时，引擎将 会用于驱动车辆并将电池充电至70％的扩展限制。从以下意义上来说， 这样的充电是机会性的：如果车辆驾驶员命令来自车辆引擎的显著扭矩， 则在这种模式下的电池充电将被暂停。

将理解的是，前述示例引用范例充电限制和范围，该充电限制和范围 当然可以根据车辆和使用条件发生改变。具体地，可以根据车辆使用的模 式来确定优化充电和充电扩展的不同程度。

在图2和图3中图示了刻度盘之间的变化的示例。图2的线性刻度盘 21具有最小值标记22和最大值标记23，以及在最小值标记22和最大值 标记23之间的渐进式标记(其可以表示电池的理论充电的30％至50％的 范围)，该渐进式标记用于指示标称充电容量范围的25％、50％和75％。 用于刻度盘的指示器24指示了当前的充电值。在指针的位置，可以使用 渐进的颜色变化、一系列的光或任何其它渐进式指示器。

在图3中，MAX识别器由高频带25来代替，该高频带25对应于图 1的充电扩展。

从图2的刻度盘至图3的刻度盘的转换中，指示器24的位置没有改 变，但是刻度盘被扩展至例如以下：根据车辆驾驶员的偏好为城市驾驶或 运动驾驶做准备，显示增加的充电状态的可能性(例如增加至电池的理论 充电的70％)。

当用于图3的扩展的刻度盘的条件停止时，显示器恢复至图2的刻度 盘，并且尽管实际的充电状态对应于区域25以内的值，但可以指示最大 化充电。

在本文所附的权利要求的范围之内，对本发明的改变和改进是可能 的。

本发明的方面从以下标号的段落中将是显而易见的：

1.一种显示器，用于显示最小值和最大值之间的量，所述显示器包括用 于指示从最小值递增至最大值的刻度盘以及关于所述刻度盘可移动的指 示器，所述指示器用于指示所述刻度盘上的瞬时值，其中，所述刻度盘的 范围适用于在无需所述指示器移动的情况下发生改变。

2.根据方面1的显示器，用于渐进地指示电池的电力充电的状态，所述 显示器具有：第一指示器；高于第一指示器的第二指示器；以及在所述第 一指示器和所述第二指示器之间指示的递增范围，其中，提供了对所述范 围的扩展，所述扩展被表示成不同于所述范围。

3.根据方面2的显示器，还包括高于所述第二指示器的第三指示器，所 述扩展处在所述第二指示器和所述第三指示器之间。

4.根据方面3的显示器，其中，所述第一指示器对应于最小值，所述第 二指示器对应于最大值，而所述第三指示器对应于扩展的最大值。

5.根据方面2的显示器，其中，在预定充电条件下启用所述扩展。

6.根据方面5的显示器，其中，所述扩展仅在所述预定充电条件下是可 见的。

7.根据方面2的显示器，其中，所述扩展颜色不同于所述范围。

8.根据方面2的显示器，其中，所述范围包括第一线性刻度盘，而所述 扩展包括第二线性刻度盘。

9.根据方面8的显示器，其中，所述第一线性刻度盘包括第一频率下的 标记序列，并且其中所述第二线性刻度盘包括第二频率下的标记序列。

10.根据方面9的显示器，其中，第二频率至少是第一频率的二倍。

11.根据方面8的显示器，其中，所述第一线性刻度盘和所述第二线性刻 度盘包括单弧，并且其中指示器指针居于所述弧的中心。

12.根据方面2的显示器，还包括仪表，所述仪表具有：表盘；所述表盘 上的标记，用于指示所述范围和所述扩展；以及指示器指针，其沿着所述 范围和所述扩展可移动，以渐进地指示充电状态。

13.一种具有根据方面1的显示器的混合动力车辆，所述车辆包括驾驶员 可选择的混合使用模式，并且适用于在显示器上提供由选择的模式确定的 指示范围。

14.根据方面13的车辆，还具有适用于优化燃料经济性、电动模式下的 距离和车辆加速度中的一个的驾驶员可选择模式。

15.一种通过提供刻度盘和指示器来显示最小值和最大值之间的量的方 法，其中，所述指示器用于在所述刻度盘上指示所述量的瞬时值，所述方 法包括：

使用所述指示器设置用于逐一显示的多个所述刻度盘，并且 在刻度盘之间进行切换，同时保持所述指示器的瞬时位置。

16.根据方面15的方法，还包括显示混合动力车辆的电池的充电状态， 所述方法包括：从优化的燃料经济性、仅在电功率下优化的距离以及优化 的车辆加速度中选择车辆操作的模式，

并且显示具有适于所选择的模式的最大值的刻度盘。

17.根据方面16的方法，还包括显示第一操作模式下的标称刻度盘，以 及显示第二操作模式下的所述标称刻度盘的扩展。

18.根据方面17的方法，其中，所述标称刻度盘处在最小值和最大值之 间，并且所述扩展高于所述最大值。

19.根据方面18的方法，其中，在对应于电功率下的最大距离的模式下 或在对应于最大值性能的模式下提供所述扩展。

20.根据方面17的方法，其中，所述扩展不同于所述标称刻度盘来进行 显示。