CN104567901A - 用于在家中进行路径规划的车辆***和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为用于在家中进行路径规划的车辆***和方法。根据本公开的一个示例性方面的一种方法，除其他以外还包括在与车辆分离的计算装置上预规划车辆的路径，包括选择用于在该路径的每一阶段操作车辆的蓄电池模式和显示该路径的每一阶段的蓄电池充电状态。该车辆是基于与所预规划的路径相关的路径信息进行控制。

Description

用于在家中进行路径规划的车辆***和方法
技术领域
本公开涉及电气化车辆，且更具体但不排除性地涉及在预规划路径的每一阶段期间提供对蓄电池模式操作的用户控制的车辆***和方法。
背景技术
混合动力车辆(HEV)、插电式混合动力车辆(PHEV)、电池电动车辆(BEV)、燃料电池车辆及其他已知的电气化车辆因它们由一个或多个电机(即电动机和/或发电机)替代或者辅助内燃机提供动力而不同于常规的机动车辆。通常由存储用于向(一个或多个)电机提供动力的电力的一个或多个蓄电池提供高电压电流。
因为电气化车辆对于减少的排放和提高的燃料效率的潜力，近年来它们日益受到欢迎。随着普及度已上升，用户偏好和需要已变得更加精细化。例如，许多电气化车辆消费者已表示了对何时车辆以仅电动模式(即仅由电机的驱动力驱动)和蓄电池节电模式(即在常规的内燃机的帮助下驱动)操作进行更大控制的要求。对于消费者来说，确定在操作期间什么时候电气化车辆在蓄电池模式之间转换是可取的。
发明内容
根据本公开的示例性方面的一种方法除其他之外还包括在与车辆分隔的计算装置上预规划车辆的路径，其包括在该路径的每一阶段期间选择用于操作该车辆的蓄电池模式和显示该路径的每一阶段的蓄电池充电状态。基于与预规划的路径相关的路径信息控制该车辆。
在前述方法的进一步的非限制性实施例中，预规划的步骤包括访问计算装置上的软件应用或网站。
在任一前述方法的进一步的非限制性实施例中，选择蓄电池模式的步骤包括选择用于该路径的第一阶段的纯电动的EV模式、选择用于该路径的第二阶段的蓄电池节电的BS模式和选择用于该路径的第三阶段的蓄电池充电模式。
在任一前述方法的进一步的非限制性实施例中，显示蓄电池充电状态的步骤包括产生描绘蓄电池充电状态对距离的曲线。
在任一前述方法的进一步的非限制性实施例中，显示蓄电池充电状态的步骤包括显示在该路径的每一阶段上方的柱，该柱数字地表明蓄电池充电状态。
在任一前述方法的进一步的非限制性实施例中，预规划该路径的步骤包括显示地图和在地图上选择起点和终点，用于产生预规划的路径。
在任一前述方法的进一步的非限制性实施例中，该方法包括在选择蓄电池模式的步骤之前输入初始蓄电池充电状态和车辆的燃料液位。
在任一前述方法的进一步的非限制性实施例中，该方法包括基于在预规划步骤期间产生的预规划路径自动产生返回路径的步骤。
在任一前述方法的进一步的非限制性实施例中，该方法包括回应于表明电量不足以完成该路线的蓄电池充电状态显示的步骤而调整与该路径的每一阶段相关的蓄电池模式的步骤。
在任一前述方法的进一步的非限制性实施例中，该车辆为自主驾驶的电气化车辆。
根据本公开的另一个示例性方面的方法，除其他以外还包括，预规划车辆的路径、选择沿该路径的每一阶段的蓄电池模式转变点、在预规划和选择的步骤之后自动产生该车辆的返回路径、及基于包括蓄电池模式转变点的路径信息在路径和返回路径期间控制该车辆。
在前述方法的进一步的非限制性实施例中，该方法包括在该选择步骤之前输入初始蓄电池充电状态和该车辆的燃料液位。
在任一前述方法的进一步的非限制性实施例中，选择步骤包括针对路径的每一阶段在纯电动的EV模式、蓄电池节电的BS模式和自定义模式之间选择。
在任一前述方法的进一步的非限制性实施例中，该方法包括显示该路径和该返回路径的每一阶段的蓄电池充电状态的步骤。
在任一前述方法的进一步的非限制性实施例中，该方法包括在控制步骤之前将该路径信息下载至车辆的步骤。
根据本公开的另一个示例性方面的车辆***，除其他以外还包括计算装置，其与车辆分离，且被设置为针对路径的每一阶段选择蓄电池模式转变点和显示蓄电池充电状态。车辆通信***被设置于该车辆上且被设置为从该计算装置下载包括蓄电池模式转变点的路径信息。车辆控制器被设置为基于该路径信息操作该车辆。
在前述***的进一步的非限制性实施例中，该计算装置为智能装备或个人电脑。
在任一前述***的进一步的非限制性实施例中，该车辆通信***包括用于和该计算装置通信的收发器。
在任一前述***的进一步的非限制性实施例中，导航***和该车辆通信***通信。
在任一前述***的进一步的非限制性实施例中，该车辆***是自主驾驶的电气化车辆的一部分。
该前述段落的实施例、实例和备选、权利要求书或下述说明及附图，包括任意它们的各种方面或各单独的特征，可被独立地或以任意组合采用。与一个实施例相关的所述特征可适用于所有的实施例，除非这样的特征是不兼容的。
由以下详细说明本领域技术人员将更加清楚此公开的各种特征和优点。附属于该详细说明的附图可简要描述为如下。
附图说明
图1示意性地说明了电气化车辆的动力***。
图2是与电气化车辆相关的车辆***的高度示意性描述。
图3、4、5、6、7、8和9示意性地说明了用于使用图2的车辆***操作电气化车辆的方法。
具体实施方式
本公开涉及用于在家中进行的路径规划和基于预规划的路径控制电气化车辆的车辆***和方法。将提出的***和方法设置为允许消费者规划、分析、选择和控制该电气化车辆在预规划路径的每一阶段期间的蓄电池模式。可向用户显示该路径的每一阶段的蓄电池充电状态的显示。然后可使用该显示以确定是否有充足的蓄电池电力可用于沿该路径利用所选择的蓄电池模式，或是否蓄电池模式或该路径自身将需要修改。本文中更具体地讨论了这些及其他特征。
图1示意性地说明了用于电气化车辆12的动力***10，例如HEV。尽管描述为HEV，应理解本文中描述的概念并不限于HEV且可扩展至其他电气化车辆，包括但不限于PHEV、BEV和燃料电池车辆。该电气化的车辆12可由客户操作或可为自主驾驶的电气化车辆。
在一个实施例中，动力***10为利用包括发动机14和发电机16(即第一电机)的组合的第一驱动***和包括至少电动机36(即第二电机)、发电机16和蓄电池50的第二驱动***的功率分流式***。例如，电动机36、发电机16和蓄电池50可构成该动力***10的电驱动***25。第一和第二驱动***产生扭矩以驱动电气化车辆12的一组或多组的车辆主动轮30，如以下更详细地讨论的。
可通过动力传输单元18将发动机14(例如内燃机)和发电机16连接。在一个非限制性实施例中，动力传输单元18是行星齿轮组。当然可使用其他类型的动力传输单元，包括其他齿轮组和传动装置来连接发动机14至发电机16。该动力传输单元18可包括环形齿轮20、太阳齿轮22和托架组件24。当充当发电机以将动能转化为电能时，由动力传输单元18驱动发电机16。该发电机16可选择地充当发动机以将电能转化为动能，由此向连接至动力传输单元18的托架组件24的轴26输出扭矩。因为将发电机16操作性地连接至发动机14，所以可通过发电机16控制发动机14的速度。
可通过第二动力传输单元32将动力传输单元18的环形齿轮20连接至与车辆主动轮30相连的杆轴28。第二动力传输单元32可包括具有多个齿轮34A、34B、34C、34D、34E及34F的齿轮组。其他动力传输单元也可以是适合的。齿轮34A-34F可将来自发动机14的扭矩传输至差动齿轮速器38以向车辆主动轮30提供牵引力。该差动齿轮速器38可包括多个能够传输扭矩至车辆主动轮30的齿轮。通过差动齿轮速器38以将第二动力传输单元32与轴车桥40机械耦合，以分配扭矩至车辆主动轮30。
还可利用电动机36通过输出扭矩至也连接于第二动力传输单元32的轴46以驱动该车辆主动轮30。在一个实施例中，电动机36和发电机16是再生制动***的一部分，其中可将电动机36和发电机16用作电动机以输出扭矩。例如，电动机36和发电机16可分别输出电能至高电压总线48和蓄电池50。蓄电池50可为能够输出电能以操作电动机36和发电机16的高电压蓄电池。还可纳入其他类型的储能装置和/或输出装置，以和电气化车辆12一起使用。
电动机36、发电机16、动力传输单元18和动力传输单元32总体上可被称为电气化车辆12的变速驱动桥42或传动装置。因此，当驾驶员选择特定的换档杆位置时，适当地控制变速驱动桥42以提供相应的档位，用于通过向车辆主动轮30提供牵引力以使电气化车辆12前进。
动力***10可额外地包括用于监控和/或控制该电气化车辆12的各方面的控制***44。例如，控制***44可与电驱动***25、动力传输单元18、32或其他部件通讯，以监控和/或控制该电气化车辆12。控制***44包括电子装置和/或软件以进行用于操作该电气化车辆12的必需的控制功能。在一个实施例中，该控制***44是车辆***控制器和动力***控制模块的组合(VSC/PCM)。尽管将其显示为单一硬件装置，该控制***44可包括处于多硬件装置形式的多个控制器或一个或多个硬件装置内的多个软件控制器。
控制器区域网络(CAN)52允许控制***44与变速驱动桥42通讯。例如，控制***44可从变速驱动桥42接收表明是否出现换档杆位置之间的转换的信号。控制***44还可与蓄电池50的蓄电池控制模块或其他控制装置通讯。
额外地，电驱动***25可包括一个或多个控制器54，例如逆变器***控制器(ISC)。该控制器54被设置为控制变速驱动桥42内的具体部件，例如发电机16和/或电动机36，例如用于支持双向功率流。在一个实施例中，控制器54为与可变变压器组合的逆变器***控制器(ISC/VVC)。
图2说明了可被用于编程和/或控制电气化车辆(例如图1的电气化车辆12)的车辆***60的高度示意性模块图。车辆***60包括能够向/自其他部件——例如可由用户(即电气化车辆的物主/操作员)操作的计算装置62——发送或接收信息的车辆通信***64。在一个实施例中，计算装置62被设置为与电气化车辆12分离，且车辆通信***64是该电气化车辆12的一部分或位于该电气化车辆12上。
计算装置62可为以下形式：个人电脑、平板电脑、智能手机或任何其他的便携式计算装置。该计算装置62可装备有能够执行位于程序存储器(MEM)70中的软件应用(APP)68的中央处理器(CPU)66。数据库(DB)72在计算装置62上本地存储用户数据。用户可使用APP68或通过网页浏览器访问一个或一系列网站(例如www.syncmyride.com)而将信息输入到计算装置62。该计算装置62可额外地包括用于向用户显示信息的显示器69。
可通过云74(即互联网)将输入计算装置62上的用户数据传输至服务器76。可通过有线、无线或蜂窝式网络从计算装置62传达此数据。该服务器76分辨、收集且存储来自计算装置62的用户数据，用于后面的验证目的。在授权的要求时，随后可通过蜂窝式塔78或一些其他已知的通信技术将数据传输至车辆通信***64。
在另一个实施例中，可通过存储装置，例如通用串行总线(USB)闪存存储器，将输入至计算装置62上的数据下载至电气化车辆12。应理解，可以任何方式将用户数据下载至电气化车辆12上。
如以下更详细地说明的，可以一些方式将被传输至车辆通信***64的数据用于控制电气化车辆12的操作。在一个非限制性实施例中，用户可利用该计算装置62以预规划电气化车辆12的路径。如下更详细地讨论的，用户可选择路径且选择用于在所选择的路径的每一个阶段期间操作该电气化车辆12的蓄电池模式。例如，可在如由用户在计算装置62上所定义的预规划的路径的每一阶段期间通过在规定蓄电池模式(即纯电动的EV模式或蓄电池节电的BS模式)之间转换而操作电气化车辆12。
在一个实施例中，车辆通信***64包括由福特汽车公司制造的SYNC***。但是，此公开并不限于此示例性***。该车辆通信***64可包括用于和蜂窝式塔78或其他装置双向通信的收发器80。例如，该收发器80可通过蜂窝式塔从服务器76接收数据，或可将数据传达回服务器76。尽管并不必需在此高度示意性的实施例中显示或描述，但该车辆通信***64在本公开的范围内可包括大量的其他部件。
通过收发器80(初始输入计算装置62上)接收的数据可被通信至车辆控制器82。在一个实施例中，采用必需的硬件和软件将车辆控制器82编程，用于控制电气化车辆12的多种***。例如，与由用户在计算装置62上制备的预规划的路径相关的信息可被通信至导航***84且由其显示。该导航***84可包括位于电气化车辆12中的界面86，其除了其他信息之外还用于显示该预规划的路径。用户可通过触屏、按钮、语音、语音合成等与界面86互动。
可额外地将由车辆控制器82接收的数据用于控制发动机控制模块(ECM)88、传输控制模块(TCM)90和/或蓄电池50(参见图1)的蓄电池电子控制模块(BECM)。在一个非限制性实施例中，与导航***84组合，可将由车辆控制器82接收的用户数据用于控制该蓄电池50在预规划的路径的每一阶段的电气化车辆12操作期间的蓄电池模式。例如，用户数据会向车辆控制器82表明，预规划的路径的哪个阶段应以纯电动的EV模式操作且预规划的路径的哪个阶段可以蓄电池节电的BS模式(发动机运行)而操作。回应于来自导航***84的信号，该ECM88、TCM90和/或BECM92能够在路径中进行这样的操作，该信号表明电气化车辆12已达到将出现蓄电池模式转变的路径中的位置。
在另一个非限制性实施例中，车辆控制器82可基于由用户以以上所述的方式选择的蓄电池模式控制自主车辆。例如，用户可选择在规划的路径中什么时候自动车辆将以EV模式操作和什么时候以BS模式操作，以改善燃油经济性、安静性，且消除来自自主车辆的不期望的过度反应(例如防止自动混合动力车辆当仅离家短距离时不期望地启动发动机)。
图3-9示意性地说明了使用在以上图2中描述的车辆***60控制车辆的方法。应理解，该示例性方法可包括比以下所述更少的或额外的步骤。此外，本公开的创造性的方法并不限于本文中描述的实施例中所述的确切次序和/或顺序。
参考图3，用户(即该电气化车辆的物主/操作员)可通过APP、网站等访问在计算装置62上显示的地图94。此通常在与该电气化车辆12分隔的位置处，在其操作之前进行。在一个非限制性实施例中，用户可在家里在操作该电气化车辆12之前访问该地图94。但是，可在计算装置62能够访问APP、网站等的任何位置处访问该地图94。
用户可在地图94上选择起点P和终点D。使用该起点P和终点D以确立用户想要在其上操作电气化车辆12的预规划的路径96。可向用户提供用于选择路径96的大量的选项，包括但不限于最快的路径、最短路径、最好的燃油经济性路径和/或历史路径。在一个非限制性实施例中，历史路径是基于用户已规划/行驶的在先路径。这样的历史路径可存储于计算装置62、APP、网站等上。前述路径仅作为非限制性实例而提供。一旦选择了路径选项，在地图94上自动画出该路径96。
接着，如图4所说明的，用户可输入蓄电池50的估计的充电状态(SOC)，以及该电气化车辆12的估计的燃料液位。可将该SOC和燃料液位输入到位于计算装置62的显示器69上地图94附近的数据字段98中。在一个非限制性实施例中，数据字段98是允许用户选择估计的SOC和燃料液位——例如100％、75％、50％或25％或任何其他值——的下拉菜单。在另一个实施例中，用户可手动地将SOC和燃料液位输入数据字段98中。可将其他类型的数据字段呈现给用户。如果没有被该用户特别地输入，该SOC和燃料液位可默认为100％或完全的。
在SOC和燃料液位已被输入之后，用户可选择在路径96的S1-Sn的每一阶段期间用于操作该电气化车辆12的蓄电池模式。这由图5解释。阶段S1-Sn对应于将在路径96期间被行驶的多种道路、街道或高速公路。在一个非限制性实施例中，用户可选择纯电动的EV模式(由虚线表示)或蓄电池节电模式(由实线表示)，用于在S1-Sn每一阶段期间操作电气化车辆12。
还可在本公开的范围内使用其他模式。例如，可额外地向用户提供选择蓄电池充电模式的选项，其包括将蓄电池充电以使对于EV模式操作可获得的距离最大化。这可允许甚至当用户已忘记将电气化车辆12完全充电时他/她实现所需的范围。
可以多种方式执行该蓄电池模式选择，包括但不限于在该路径96的一部分上右键点击(或轻击，如果该计算装置62的显示器69是触屏显示器)以选择EV或BS。可呈现选择字段100以允许用户在路径96的任意S1至Sn的阶段处选择蓄电池模式之间的转变点。还可向用户提供其他的选项(由选择字段100中的“CUSTOM”表示)，包括但不限于“当速度极限小于25mph时总是EV”、“在高速公路是总是BS”和/或“恢复为标准蓄电池操作”。但用户的另一个可能的选项是选择“仅当EV已耗尽时为BS”。鉴于这些非限制性实例，用户具有对在路径96期间，何时和何处出现EV和BS模式之间的转变点的完全控制。
可在选择蓄电池模式转变点之后以许多种方式在计算装置62上向客户呈现在S1至Sn的每一阶段期间在SOC方面产生的效果。在图6中描述的第一实施例中，在描绘了SOC(作为百分比％)对距离(以英里)的地图94附近的曲线102中呈现了该SOC水平。在横轴上还显示了S1至Sn的每一阶段以向用户证明与S1至Sn的每一阶段相关的距离。例如，在此实施例中，在路径96的约第2英里处该第一阶段S1转变为第二阶段S2。
通过以此方式显示SOC信息，该用户可确定他们所需的模式在沿路径96的先前选择的方式中是否是可行的或实用的。例如，用户可研究曲线102以确定是否有充足的蓄电池电量供沿路径96使用所选择的蓄电池模式，或是否将需要修改路径96的蓄电池模式自身。然后用户可参考图5以以上所述的方式改变与S1至Sn的任一阶段相关的蓄电池模式转变点。
在图7中说明了用于在S1至Sn的每一阶段期间用于显示该SOC的第二实施例。在此实施例中，将SOC显示为在路径96的S1至Sn的阶段之间的每一转变点TP上方的柱104。柱104的高度和颜色可与预料的在路径96的具体点处的SOC成比例。以此方式，将与第一阶段S1相关的柱104呈现为比与第六阶段S6和最终阶段Sn之间的转变点TP相关的柱104大且处于与之不同的颜色，后者可显示为小得多且处于红色(例如)，以向用户表示低SOC。此外，用户还可点击S1至Sn的任何阶段的任何点以产生表明SOC的柱104。
其中可向用户呈现SOC的方式的额外的非限制性的实施例分别包括，呈现沿路径96的SOC的数字显示，呈现用于较大的SOC的相对较粗的线和用于较低的SOC的相对较细的线，或呈现用于表示高和低SOC的不同颜色的线。
参考图8，在已以上述方式规划了路径96之后，在低于或靠近地图94处自动产生和显示返回旅程地图106。可使用来自路径96的预计的SOC和燃料液位信息以规划返回路径108。或者，用户可规定不同的起点和终点以规划返回路径108。返回路径108可在路径96的初始终点D处具有或不具有蓄电池充电站的情形下规划。尽管并未显示于图8中，还可在返回路径108期间向用户呈现SOC的显示。
最后，如图9所描述的，可将被输入到计算装置62上的路径信息110下载至电气化车辆12。可以与图2中描述的类似的方式下载该路径信息至电气化车辆12。例如，该车辆通信***64接收该路径信息110，包括蓄电池模式转变点，且将信息通信至导航***84。当电气化车辆12处于用于命令蓄电池模式转变的预规划的路径中规定的位置处时，导航***84通过车辆控制器82和ECM88、TCM90和/或BECM92通信。换句话说，如112处示意性显示的，基于沿预规划路径的路径信息110且根据由示例性车辆***60所选择的蓄电池模式控制该电气化车辆12的操作。
可在沿路径96的操作期间，任选地追踪电气化车辆12。例如，车辆***60可追踪电气化车辆12经过之处及SOC和燃料液位信息。可通过云74将此信息上传且由用户在计算装置62上访问该信息，用于规划随后的路径。
尽管将不同的非限制性实施例描述为具有特定的部件或步骤，但此公开的实施例并不限于这些特定的组合。可将来自任意非限制性实施例的一些部件或特征与来自其他的非限制性实施例的特征或部件组合使用。
应理解，在整个几幅附图中相似的附图标记标识相应的或相似的要素。应理解，尽管在这些示例性实施例中公开和描述了特定的部件设置，但其他设置也可受益于本公开的教导。
应将前述说明解释为说明性的，而不是限制性的。本领域的技术人员会理解可在本公开的范围内作出某些改变。由于这些原因，应研究下述权利要求书以确定本公开的真实范围和内容。

Claims (10)

1.一种方法，其特征在于，包括：
在与车辆分离的计算装置上预规划车辆的路径，其包括选择用于在路径的每一阶段期间操作该车辆的蓄电池模式和显示用于该路径的每一阶段的蓄电池充电状态；以及
基于与所预规划的路径相关的路径信息控制该车辆。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预规划的步骤包括访问计算装置上的软件应用或网站。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，选择蓄电池模式的步骤包括：
选择用于路径的第一阶段的纯电动的EV模式；
选择用于路径的第二阶段的蓄电池节电的BS模式；及
选择用于路径的第三阶段的蓄电池充电模式。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，显示蓄电池充电状态的步骤包括产生描绘蓄电池充电状态对距离的曲线。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，显示蓄电池充电状态的步骤包括显示在路径的每一阶段上方的柱，该柱数字地表明蓄电池充电状态。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预规划路径的步骤包括：
显示地图；以及
在地图上选择起点和终点以产生预规划的路径。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括在选择蓄电池模式的步骤之前输入初始蓄电池充电状态和车辆的燃料液位。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括基于在预规划步骤期间产生的预规划的路径自动产生返回路径的步骤。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括响应于显示表明电量不足以完成该路线的蓄电池充电状态的步骤而调整与路径的每一阶段相关的蓄电池模式的步骤。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该车辆是自主驱动的电气化车辆。
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