[发明专利]改善燃料经济性的基于驾驶员的控制系统和方法

说明书

技术领域

本发明总体涉及改善机动车辆的燃料经济性，更具体地，本发明涉及使用车辆和驾驶员衡量标准实时反映驾驶员控制能力且主动补偿驾驶员输入，以实现实际驾驶中更好的燃料经济性。

背景技术

实际车辆燃料经济性内在地依赖于驾驶员能力和表现偏好。实际上，如何操作车辆大大影响燃料经济性。在许多情况下，如何操作车辆可以比技术改进更影响燃料经济性。导致燃料经济性降低的驾驶员行为包括高加速度和不断的启动和停止，这耗费燃料而没有节省时间。怠速是燃料经济性降低的另一原因。

通常应该了解，要实现理想的燃料经济性，驾驶员必须始终保持平稳的加速和减速，并且力图在“最有效点”操作车辆，“最有效点”指节省燃料的发动机速度和扭矩的最佳范围。现有技术的系统（例如在美国专利申请号2008/0120175和2007/0203625中公开的系统）教导处理来自之前车辆操作的操作数据以创建和显示驾驶建议，该驾驶建议可用于解决影响燃料经济性的特定驾驶行为，或者用于帮助驾驶员学习如何使车辆保持在其“最有效点”。其他系统（例如美国专利号6,687,602中公开的系统）使用编译的数据以描述驾驶员的特征并且选择在大排量发动机中切换的合适级别的发动机排量，在大排量发动机中在全排量下操作是极其低效的。

然而，这些类型的系统具有一些缺点，主要是这些系统不提供用于主动补偿的任何手段。这些系统没有考虑到一些驾驶员不会主动响应指导；其他驾驶员由于缓慢的反应时间或缺乏经验可能存在适应困难。此外，当前技术对驾驶员的动作或车辆的状态没有提供任何实时的指示、特征描述或反馈。因此，需要提供一种用于主动的驾驶员控制的方法和系统，所述方法和系统具有这些期望的特征。

发明内容

在各种示例实施方式中，本文所描述的本发明通过主动补偿驾驶员控制的输入来实现燃料经济性最优化。本发明还提供了实时驾驶衡量标准的指示和特征，包括产生驾驶员反馈。主动补偿功能用于随着驾驶员期望的性能缓和“最有效点”车辆响应。尤其是，主动补偿功能可用于缓和车辆响应以及减弱来自驾驶员输入的不期望的频率组成。该系统和方法的一个优点在于帮助所有驾驶员实现用于实际驾驶的更好的燃料经济性。另一优点在于驾驶员控制的输入的主动补偿可以减轻更为激进的驾驶风格的一些负面影响。

应当理解，这种功能不仅限于用于传统的（例如内燃或热力）发动机；该功能还可以用于混合电力、电力、和燃料电池车辆。在一个实施方式中，代替化学消耗品（如汽油），主动补偿功能可以被配置为监控电力消耗，例如，以缓和电动车辆中的电池使用。在另一示例实施方式中，主动补偿功能可以被配置为调整多个推进系统（例如，在具有电动发动机和汽油发动机的混合车辆中）的使用之间的平衡。

在一个示例实施方式中，所公开的本发明提供了指数计量器（下文称为“绿色驾驶员指数”），该指数计量器提取驾驶员所期望的性能目标和燃料经济性目标，并将其与驾驶员的控制能力的量化值进行比较。所述量化值基于潜在的加速目标和减速目标的提取、踏板位置、踏板位置的变化速率、和实际车辆速度和加速度。可替选地，绿色驾驶员指数可以基于对于给定的车辆的驾驶员控制能力和标准化的燃料经济性测量的比较。标准化实时量化的绿色驾驶员指数并优选输出到显示器用于驾驶员观察。还可以记录绿色驾驶员指数用于后续的下载和分析。

在另一示例实施方式中，所公开的本发明提供了驾驶员控制的输入（下文称为“主动绿色模式”）的主动补偿，以主动减弱来自驾驶员的踏板运动的不期望的频率组成，从而使得实际的车辆响应（速度和加速度）紧跟驾驶员预期的车辆控制目标。

在另一示例实施方式中，主动绿色模式用于结合驾驶员输入的偏好（下文称为“主动驾驶员命令管理器”），从而使得可以从在显示器上呈现给驾驶员的多个模式或设置中选择，或从滞后的绿色驾驶员指数数据分析或驾驶员控制能力的其他可量化的测量中得知驾驶员预期的性能目标和燃料经济性目标。在又一示例实施方式中，主动驾驶员命令管理器连接到车辆的其他控制和安全系统并接收来自车辆的其他控制和安全系统的输入，所述其他控制和安全系统包括电子稳定程序（ESP）系统、防抱死制动系统（ABS）、接近系统、导航系统和交通控制系统。

在另一示例实施方式中，所公开的本发明提供输出驾驶员反馈信息的显示器，驾驶员反馈信息包括实时绿色驾驶员指数，车辆的当前和滞后的燃料经济性。所述显示器还提供了用于主动驾驶员命令管理器的接口。