CN106989752A - 对具有有限的车载能量的车辆规划旅程的方法和*** - Google Patents

对具有有限的车载能量的车辆规划旅程的方法和*** Download PDF

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CN106989752A CN201610628575.7A CN201610628575A CN106989752A CN 106989752 A CN106989752 A CN 106989752A CN 201610628575 A CN201610628575 A CN 201610628575A CN 106989752 A CN106989752 A CN 106989752A
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Abstract

本发明公开一种对具有有限的车载能量的车辆规划旅程的方法和***。本发明关于具有有限的车载能量的车辆，尤其是对于具有有限的车载能量的车辆上的旅程的规划。实施例揭露一种方法和***，其可以让具有有限的车载能量的车辆的一使用者，规划一旅程，该旅程曾被使用该车辆的该使用者执行过，其中该计划考虑多种因素包括车辆数据(可用能量、该车辆的重量、目前的速度、加速度率等等)，道路资料(道路性质、交通状况、天气状况)等等。

Description

对具有有限的车载能量的车辆规划旅程的方法和***
技术领域
本发明关于具有有限的车载能量的车辆，尤其是对于具有有限的车载能量的车辆上的旅程的规划、准备和现场指导。
背景技术
目前，由于社会上的环保意识持续增加，使用替代能源作为动力的车辆已广泛流行。使用替代能源作为动力的车辆例如电动车、氢动力车、太阳能车等等。然而，该些车辆的限制是，该车辆内所储存的可用的能源量是有限的(通常储存在该车辆所承载的电池内)。一旦该使用者要对该车辆加燃料/充能，该使用者必须寻找可对该车辆加燃料/充能的地点(而这些地点并不如加油站广泛)。为了寻找这样的地点，该车辆需要耗费很长的时间才能充能(通常介于15分钟到数小时的范围内)。其可证明对该使用者造成不便，尤其如果该使用者必须先得知该些可供使用者充能的地点，以便使用者对应得规划旅程。该使用者也必须把该车辆充电的时间因素，考虑进该旅程的时间。而且，该车辆的该能源消耗会被许多因素影响，例如路线特色、道路等级、天气等等。所以，对使用替代能源作为动力的车辆规划旅程，会让使用者产生显著负担。
现有的解决方式让一使用者，根据其他曾经规划过同样旅程的使用者的纪录而规划旅程。根据先前执行过的使用者，该使用者可以观看和规划他的旅程。然而，这无法考虑到该使用者使用的该车辆的种类、该使用者的驾驶特色、该车辆的负载等等。因此，这无法对该使用者提供精确的状况。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种方法和***，其可以让具有有限的车载能量的车辆的一使用者，规划一旅程，该旅程曾被使用该车辆的该使用者执行过，其中该规划考虑多种因素，包括车辆资料(可用能量、该车辆的重量、目前的速度、加速度率等等)，道路资料(道路性质、交通状况、天气状况)等等。
附图说明
本发明图绘在附图中，整篇内容类似的标号字母表示在各图中的相对应组件。从底下的说明以及所附图式，将可更好地了解本发明的具体实施例，其中：
图1是根据本发明的一实施例，所显示的一车辆，其被组态以使一使用者使用一电动车辆规划旅程。
图2a、2b、2c、2d、2e和2f是根据本发明的实施例，所描绘的让一使用者使用一电动车辆规划旅程的***。
图3是根据本发明的一实施例所描绘的该旅程管理件。
图4是根据本发明的一实施例，描绘一使用者在该车辆上规划旅程的该过程的一流程图。
图5是根据本发明的一实施例，描绘在该车辆上预先规划旅程的方法的一流程图。
图6是根据本发明的一实施例，描绘在该车辆上预先规划旅程的节流阀的计算方法的一流程图。
图7是根据本发明的一实施例，描绘在该车辆上预先规划旅程的整体力矩模仿人类的驾驶模式的估计方法的一流程图。
图8是根据本发明的一实施例，描绘在该车辆上预先规划旅程的该车辆的惯性力的估计方法的一流程图。
图9是根据本发明的一实施例，描绘在该车辆上预先规划旅程的该车辆的惯性力的计算方法的一流程图。
图10是根据本发明的一实施例，描绘在该车辆上预先规划旅程的该车辆的速度的预测方法的一流程图。
图11是根据本发明的一实施例，描绘估计一车辆的范围的过程的一流程图。
图12是根据本发明的一实施例，描绘该旅程运行时间。
其中，附图标记
车辆101 旅程管理件201
使用者相互作用装置202 车辆数据203
数据采集引擎301 建模引擎302
通讯接口303 记忆体304
电源接口305
具体实施方式
于此所示的实施例及其特征与优点的详细内容，搭配所附图式及以下的说明，参考非用以限制的实施例将有更完整的解释说明。熟知组件和制程技术的说明将被省略，以免不必要地混淆本文的具体实施例。在此所用的实例仅是想要提供一种可理解的方法途径，其可实现具体实施例而且可使本技术领域的人能实现具体实施例。因此，实例不应被用来限制具体实施例的范围。
于此所示的具体实施例提供一种方法和***，其可以让具有有限的车载能量的车辆的一使用者，规划一旅程，该旅程曾被使用该车辆的该使用者执行过。现在参考图式，尤其是图1至12，其中类似的标号表示在所有图中一致的相对应特征，也被显示在具体实施例。
于此所示的实施例揭露一种方法和***，其可以让具有有限的车载能量的车辆的一使用者，规划一旅程，该旅程曾被使用该车辆的该使用者执行过。该车辆可以是以电力、氢动力、太阳能或任何其他种类的能源提供动力的车，并且该车辆利用储存于该车辆的一能量储存***(例如电池、超级电容器、可充电牵引电池、双电层电容器或飞轮储能(flywheel energy storage)等等)的该能量。该规划可考虑复数因素包括车辆数据、路线数据、该使用者的驾驶风格、目前的充能状况等等。该规划可以对该使用者呈现该些资料如，完成该旅程所需对该车辆车充能的时间，或是旅程全程的最佳距离、该旅程消耗的时间、沿着该路线上的充能地点、该旅程中消耗的充能时间、行进的距离、必须进行充能的次数、关于使用该车内的配件/辅助物(auxiliary)的数据、一速度/加速度限制、再生利用(use of regeneration)等等。
图1是根据本发明的一实施例，所显示的一车辆，其被组态以使一使用者使用一电动车辆规划旅程。该车辆101可以是一轿车、一货车、一卡车、一巴士、一农用车、一重型车、一类卡丁车(kart-like vechile)、一赛车，或可以被储存在车载能量储存装置(例如一电池)的能源提供能量的任何其他车辆。该车辆101可以连接到至少一外部实体(externalentity)，其中该外部实体可以是一旅程管理件、一地图应用程序(其使用适当的应用程序接口(Application Programming Interfaces，APIs))以提供地形数据、一使用者装置(例如一手机、一平板计算机、一讯息娱乐***、一仪表板、一导航装置等等)、一天气应用程序、交通监控应用程序等等中的至少一者。该车辆101可使用一适当的装置如一蜂窝网络(cellular network)(藉由使用该车辆的一通用集成网络卡/使用者身份模块卡(Universal Integrated Circuit Card/Subscriber Identity Module，UICC/SIM)卡而连通)或任何其他适合的装置以沟通该些外部实体。该车辆101可以藉由一适当的通讯工具(例如一讯息娱乐***、一导航装置、一手机、一平板计算机等等，以和该车辆产生联系，其中该车辆使用一适当的装置如一有线装置(音源传输线(AUX cable))、该车辆内的端口、蓝牙(Bluetooth)、Wi-Fi直连(Wi-Fi Direct)、近场通讯(Near Field Communication，NFC)等等)，直接连上该些外部实体(其中该通讯工具可以被整合进该车辆101)或和该车辆有关连的任何其他装置。
图2a、2b、2c、2d、2e和2f是根据本发明的实施例，所描绘的让一使用者使用一电动车辆规划旅程的***。该使用者相互作用装置202可包括至少一装置，其让该使用者输入该使用者制作的关于该旅程的数据。该输入数据可包括该旅程的起点、该旅程的终点、一航点/中间点(必要的话)、该使用者计划欲进行该旅程的时期(一日期、时间等等)、乘客的数量和其他路线相关参数。该装置202可以是一信息娱乐设备、一导航装置、一手机、一平板计算机、一桌面计算机、一笔记本电脑等装置中的至少一者。该装置202可以藉由至少一合适的装置如一物理端口、一无线装置例如蓝牙、Wi-Fi直连、紫蜂(ZigBee)、Wi-Fi等等，以联系该车辆101并且连接至该车辆101。该装置202可以被配置在(be present with)该使用者旁边，其中该使用者藉由至少一合适的连接装置如蓝牙、Wi-Fi直连、紫蜂、Wi-Fi、一物理有线连接(例如通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)线、一音源传输线等等)等等，将该装置202连接至该车辆101。该使用者可以使用该装置202上运作的一应用程序。该使用者也可以使用一网页接口以提供该输入，且该输入可以藉由一合适装置而和该车辆沟通。
该车辆数据203可包括车辆数据和该使用者藉由该相互作用装置而传送的输入数据。该车辆数据203可包括对该电池充能的当下状况、电池特性(电流、电压、温度、该电池维持在最大电量时的电量、电池电量的降低速率(在复数场景时)等等)、车厢和环境温度、轮胎压力、马达特性(一马达地图(motor map)包括每分钟转速(RPM)、力矩、电流、输出动力、输入动力、温度等等中的至少一者)、牵引控制器(Traction Controller，TC)设定等等。该车辆数据203也可包括该使用者的该以往历史的数据，如驾驶习惯、习惯的驾驶速度、和该车辆的相互作用、使用额外车辆***如音乐***、空调/暖气、和先前的旅程相关的资料等等。
一旅程管理件201可以接收和该旅程相关的数据以及和该装置202相关的参数。该旅程管理件201可以藉由合适的装置如一物理端口、一无线装置如蓝牙、Wi-Fi直连、紫蜂、Wi-Fi等等中的至少一者，而连接至该装置202。该旅程管理件201可接收从车辆数据203传来的数据。该旅程管理件201可以藉由合适的装置如一物理端口、一无线装置如蓝牙、Wi-Fi直连、紫蜂、Wi-Fi等等中的至少一者，而连接至该车辆数据203。该旅程管理件201可以连接到至少一外部来源，该外部来源可以是一地图应用程序(其使用适当的应用程序接口(Application Programming Interfaces，APIs))以提供地形数据、一使用者装置(例如一手机、一平板计算机、一导航装置等等)、一天气应用程序、交通监测应用程序等等中的至少一者。该旅程管理件201可使用一适当的装置如一蜂窝网络(藉由使用该车辆的一通用集成网络卡/使用者身份模块卡(Universal Integrated Circuit Card/Subscriber IdentityModule，UICC/SIM)卡而连通)或是任何其他适合的装置以沟通该些外部实体、装置、一手机、一平板计算机等等)。
在图2a中，该旅程管理件201和装置202和该车辆整合。
在图2b中，该旅程管理件201和该车辆整合，且该装置202(例如，一手机、一平板计算机等等)在该车辆的外部并位在该使用者的旁边。
在图2c中，该旅程管理件202和该装置202位在该车辆101的外部。该旅程管理件202可以位在该车辆101的远程，例如因特网、一专用网(局域网络(LAN)，广域网(WAN)等等)、云端等等。该装置202(例如，一手机、一平板计算机等等)位在该使用者的旁边。
在图2d中，该旅程管理件202位在该车辆101的外部且该装置202和该车辆101整合。该旅程管理件202可以位在该车辆101的远程，例如因特网、一专用网(局域网络(LAN)、广域网(WAN)等等)、云端等等。
在图2e中，该旅程管理件202部分位于该车辆101内且部分在该车辆101的远程。至少一部分的该旅程管理件202可以位在该车辆101的远程，例如因特网、一专用网(局域网络(LAN)、广域网(WAN)等等)、云端等等。该装置202位在该车辆101的外部。
在图2f中，该旅程管理件202被部分位于该车辆101内且部分在该车辆101的远程。至少一部分的该旅程管理件202可以位在该车辆101的远程，例如因特网、一专用网(局域网络(LAN)，广域网(WAN)等等)、云端等等。该装置202和该车辆101整合。
图3描绘该旅程管理件。该旅程管理件202包括一数据采集引擎301、一建模引擎302、通讯接口303、记忆体304，和一电源接口305。
该通讯接口303让该旅程管理件202和至少一其他实体(如该车辆内的探测器、数据库、包含天气数据的数据库、地形数据等等)沟通。该通讯接口303可包括物理接口/接口如通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)、辅助物、一音频插孔(其可以是一适当的尺寸如3.5mm、2.5mm等等)等等、无线界面如Wi-Fi直连、紫蜂、蓝牙，近场通讯等等。该通讯接口303可以让该旅程管理件202沟通其他的外部实体(例如云端、属于该使用者的在线储存装置、道路救援、车辆服务中心/车库、个人联系等等)并藉由至少一合适的装置如电子信件、简讯(Short Messaging Service，SMS)、多媒体短训(Multimedia Messaging Service，MMS)、实时通讯(Instant Messaging，IM)，或任何其他等效装置以提供数据和/或讯息。该数据采集引擎301可以藉由该通讯接口303从复数来源获得数据。
该记忆体304可包括一内部存储器。该记忆体206也可包括一可扩充储存装置如闪存(Compact Flash，CF)卡、一安全数字(Secure Digital，SD)卡、一高速缓存管理芯片卡(micro SD card)等等。该电源接口305包括该旅程管理件202的一装置，以接收来自于一来源如该车辆的该电池、一车载电池、该车辆内的能源储存***等等的动力。
该记忆体304可包括复数模型如一驾驶员模型、一马达模型、一牵引力控制模型、一热模型、一路线模型(道路概述、根据坡度的预测速度、负载等等)等等。该建模引擎302可管理该些模型。
该驾驶员模型可包括因素如制动(brake)踏板和/或加速踏板的预计踏板行程。来自于该制动踏板和/或加速踏板行程侦测器的使用者输入，可以被用来预计踏板行程。该驾驶员模型可包括该驾驶员的驾驶性质(nature of driving)、来自于该驾驶员的该输入程度(input levels)(从接口如加速器、制动、离合器、手煞等等而接收)。随着时间进展，该建模引擎302可以根据，从该驾驶员而接收的输入，以改良该驾驶员模型。该驾驶员模型更可以包括一节流阀百分比(throttle value percentage)。该马达地图可包括一图表，该图表是关于该车辆内的该马达的速度、该车辆需要的踏板百分比、马达动力消耗和效率，和该等效力矩。
在旅程完成后，该旅程管理件202可以让该使用者记录他的旅程，不论是用该记忆体304或其他由使用者指示的装置。该记录的旅程可以被用来规划未来的旅程。
在本实施例中，该旅程管理件201可以储存该路线至一合适的储存位置(例如该车辆101内的一记忆体、一网络地址、该云端、该记忆体304等等)，使得该使用者可在任何地点、藉由任何装置(其可连接至该储存位置)而存取该路线。
图4是根据本发明的一实施例，描绘一使用者在该车辆上规划旅程的该过程的一流程图。该使用者藉由该装置202而提供关于该旅程的输入(401)。该输入可包括该旅程的起点、该旅程的终点、至少一航点/中间点、该使用者计划欲进行该旅程的时期(一日期、时间等等)、乘客的数量和其他路线相关参数。该旅程管理件201接收该使用者提供的输入(402)。该旅程管理件201也从该车辆101和该外部来源，取得关于该车辆、历史数据和该路线的数据(403)。来自于该外部来源的该数据可以是静态的或动态的。来自于该外部来源的该数据可以包括沿着该路线的至少一点的坐标(其中该坐标可以是经度、纬度的形式，或任何其他合适的可辨明该坐标的形式)、沿着该路线的地标或任何其他等效的形式、沿着该路线的考虑交通状况的车辆速度、沿着该路线的道路海拔、连续两个坐标之间的距离、连续两个坐标之间的旅行时间、天气状况等等。该旅程管理件201决定该路线(404)，并藉由比对该旅程的距离和复数因素，以确认是否能透过该电池内的电流充能等级而完成该旅程(405)。该复数因素可包括该车辆101的该电池统计数据(电压等级、电流等级、温度等等)、该车辆101的模式(驾驶、充能、待机等等)、历史数据(例如该使用者的驾驶性质)、该路线沿途的状况(例如距离、交通、天气、时间、室外温度、坡度等等)、车厢和环境温度、轮胎压力、速度概述等等。该旅程管理件201可以考虑该电池是否需要预先处理，该旅程管理件201也可以考虑该使用者是否需要在该旅程前，让该车先准备好，例如预先冷却该车至一舒服的温度、预热该车等等。如果透过该电池内的电流充能等级可以让该旅程被完成，该旅程管理件201提供该路线给该使用者(406)。如果透过该电池内的电流充能等级，该旅程不能被完成，该旅程管理件201决定沿着该路线上的至少一充能地点(407)。该旅程管理件201将该路线，和该使用者可以对该电池充能的充能地点，提供给该使用者(408)。在本实施例中，该旅程管理件201可以提供一指示给该使用者，用一额外量的时间对该车辆充能，如此一来该车辆可以完成该旅程，不需要在其他地点进行充能。该使用者可以藉由该装置202和/或其他装置(例如一笔记本电脑、桌面计算机、平板计算机、手机等等)而观看该路线。该使用者可观看用文字指示方向和/或路线迭加在地图或卫星图像上的该地图。方法400内的多个行动可以用以上所呈现的顺序、不同的顺序或同时的方式而进行。进一步的，在一些实施例里，图4所示的一些行动可以被省略。
图5是根据本发明的一实施例，描绘在该车辆上预先规划旅程的方法的一流程图。该旅程管理件201接收数据(501)，其包括车辆数据203和该使用者藉由该使用者互动装置202而输入的数据。该使用者输入数据可包括该旅程的该起点、该旅程的该终点、至少一航点/中间点、该使用者计划欲进行该旅程的时期(一日期、时间等等)、乘客的数量、其他路线相关参数等等。该旅程管理件201藉由该些模型(驾驶员模型、牵引力控制模型、热模型等等)，预测完成该旅程所需的该充能状况(502)。该旅程管理件201侦测该车辆101的电池的当下的充能状况(state of charge，SOC)(503)。该当下的充能状况可被考虑为该旅程的起点的充能状况(如果该旅程立即开始，其可以是该瞬间的时间上的充能状况，或是如果该旅程在稍后的时间点起程，则其可以是稍后的时间点上的充能状况)。在侦测当下的充能状况的该瞬间，该旅程管理件201判断该当下的充能状况和预测充能状况之间的差异(504)。该旅程管理件201检察该判断出的差异是否大于一预定义的门坎(505)。如果该判断出的差异大于门坎，该旅程管理件201提供一指示给该使用者(506)。该指示可以是一视觉指示、一听觉指示、视觉和听觉指示的结合、或任何其他可提供指示给该使用者的等效手段的形式，使用该使用者装置并且可指示该使用者，藉由当下的充能状况和沿着该路线上的可用的充能地点是否能完成该旅程。该指示是根据沿着该形成的该路线上的可用的合适充能地点等等。如果该旅程不能藉由根据该当下充能状况的该电池内的剩余能量而被完成，该旅程管理件201会定位在该路线上的至少一充能点，并且更提供该相关数据给该使用者。该旅程管理件201可产生结论以评估，藉由被给予的能量、产生的力矩、该车辆动力(其对于每一车辆是独特的)，和距离限制，而完成该旅程的可能性。该使用者可以在该使用者互动装置202上，观看该数据如充电状态、电池参数(例如电压、电流、温度等等)、道路参数(例如距离、海拔高度等等)、对该车辆101充能的路线点、该路线沿途的交通、变更路线的可能性、对该旅程变更路线的选择、到达终点的可能性、天气状况等等。该显示的数据可以被测量为公尺、公里、英哩、每小时公里、每小时英哩、安培、每小时安培、电压、百分比等等，其可被该使用者(依照要求)而配置。在本实施例中，该旅程管理件201让该车辆的模式被自动得或手动得变换，以使能量消耗最小化。方法500内的多个行动可以用以上所呈现的顺序、不同的顺序或同时的方式而进行。进一步的，在一些实施例里，图5所示的一些行动可以被省略。
在本实施例中，该旅程管理件201可以调整该车辆当下的模式，其中该些模式会调节该车辆的表现和能料消耗，例如运动模式、经济模式等等。该旅程管理件201可以根据因素如道路坡度、交通状况、车辆负载等等，而决定模式。该使用者可以藉由推动/松开该加速踏板，而控制传送到该马达的该动力。该加速踏板可以控制该节流阀(throttle value)，其顺带控制该动力至该马达，其中该动力取决于该车辆采用的该当下的模式。
在本实施例中，该旅程管理件201可以藉由数据如空气动力、梯度力、轧制力和轮胎造成的力矩，而计算车辆动态力。为了计算空气动力、梯度力、轧制力和轮胎造成的力矩，该管理件201会搜集资料如变速比、估计力矩、轮胎半径、制动指令、估计力矩、该车辆101在该道路上的预测速度、该车辆101的迎风面积、空气密度、阻力系数、该车辆101的重量、道路坡度、滚动摩擦系数等等。该旅程管理件101可以预计该车辆101在该旅程的速度。该旅程管理件201可考虑驾驶行为、该使用者输入、该车辆的状态、电池能源和距离限制，而预先计划该车辆的一旅程。该车辆102的行驶范围可取决于来自于该电池的该剩余的可用能量、未来旅行状况和未来车辆能量消耗。
图6是根据本发明的一实施例，描绘在该车辆上预先规划旅程的节流阀的计算方法的一流程图。该旅程管理件201接收该车辆101的速度的预测值(601)。该预测速度可取决于驾驶习惯、习惯的驾驶速度、和该车辆的互动、使用的额外车辆***如音乐***、空调/暖气、和先前旅程有关的数据、该使用者输入、该车辆的状态、电池能量和距离限制等等。该旅程管理件201比较该车辆的假设速度和该车辆的预测速度(602)，以判断该偏差(603)。当该偏差为正数时，该旅程管理件201可以判断该车辆正在加速。当该偏差为负数时，该旅程管理件201可以判断该车辆正在减速。该旅程管理件201更估计欲达成该预测速度所需的该踏板百分比(604)。该旅程管理件201可以使用一PI控制器以估计该踏板百分比。接着该旅程管理件201检查该节流阀的饱和度(605)，和藉由过去的驾驶员模型计算该节流阀百分比(606)。当该使用者踩上该加速踏板，连接该踏板的电位器传送该踏板上的位置的数据至该旅程管理件201。当该加速踏板没有被推动且没有动力从该电池被传送至该马达时，该节流阀百分比可以被计算为0％。当该使用者推动该踏板至它的最大位置时，该节流阀百分比可以被计算为100％，且最大的可用动力可从该电池被传送到该马达。该最大的可用动力可以取决于该车辆的该当下模式。在本实施例中，该旅程管理件201可以重新计算检测到该车辆正在制动时的充能状况(若是制动所产生的能量可用以对该车辆内的可用的能量***充能)。该车辆101的驾驶距离取决于该电池的剩余可用能量、未来旅行状况和未来车辆能量消耗。该使用者可以观看该计算数值如当下的速度、该预测速度、踏板行程(pedal travel)等等，其可被测量为公尺、公里、英哩、每小时公里、每小时英哩、安培、每小时安培、电压、百分比等等。方法600内的多个行动可以用以上所呈现的顺序、不同的顺序或同时的方式而进行。进一步的，在一些实施例里，图6所示的一些行动可以被省略。
图7是根据本发明的一实施例，描绘在该车辆上预先规划旅程的整体力矩模仿人类的驾驶模式的估计方法的一流程图。该旅程管理件201接收用以预先计划该车辆101的旅程的数据(701)。该数据可包括车辆数据203，和透过该使用者互动装置202，来自于使用者的输入数据。该使用者输入可包括该旅程的起点、该旅程的终点、至少一航点/中间点、该使用者计划欲进行该旅程的时期(一日期、时间等等)、乘客的数量和其他路线相关参数。接收到的该车辆数据报括马达特性(每分钟转速(rpm)、力矩、电流、输出功率、输入功率、温度等等)、电池特性(电压、电流、温度等等)、车辆在该路线上的预测速度等等。该旅程管理件201估计制动力矩(702)并计算该制动***在制动时的效率(703)。该旅程管理件201也估计加速力矩(704)和计算加速度时的效率(705)。节流阀控制传送至该马达的该动力。该节流阀可以是电子的节流阀、可变电阻器、电位器、中继器等等。从(604,606)计算出的制动和加速效率，该管理件201考虑马达效率而估计该总体力矩(706)。该方程式可以如以下所示：
driveeff＝Torqueest for acc*dcom
brakeeff＝Torqueest for brake*bcom
Estimated torqueoverall＝(driveeff)-(brakeeff)*motoreff
其中；
Estimated torqueoverall是以牛顿(Newton)为单位而估计的整体力矩
Torqueest for acc是以牛顿米(Nm)为单位，而估计在加速器被推动时的力矩
dcom是从踏板控制器而来的驾驶指令(模仿人类输入)
Driveeff是加速时的驾驶效率
Torqueest for brake是以牛顿米为单位，而估计在制动踏板被推动时的力矩需求
bcom是从踏板控制器而来的制动指令(模仿人类输入)
Brakeeff是制动时的驾驶效率
Motoreff是马达效率
该估计的整体力矩可以被用来预先规划该车辆的该旅程。该整体力矩可以用来在驾驶前的预先规划该旅程时，模仿在对该车辆制动和加速的使用者行为。该使用者驾驶行为的该数据也可以用作该目的。方法700内的多个行动可以用以上所呈现的顺序、不同的顺序或同时的方式而进行。进一步的，在一些实施例里，图7所示的一些行动可以被省略。
图8是根据本发明的一实施例，描绘在该车辆上预先规划旅程的该车辆的惯性力的估计方法的一流程图。该旅程管理件201接收数据，其包括车辆数据203如变速比、估计力矩、轮胎半径、制动指令、该车辆101在该道路上的预测速度、该车辆101的迎风面积、空气密度、阻力系数、该车辆101的重量、道路坡度、滚动摩擦系数等等(801)。该旅程管理件201估计整体力(802)。该整体力可以被称为净车辆动力(net vehicle dynamic force)。净车辆动力可以藉由接收到的数据而被估计，接收的数据例如变速比、估计力矩和轮胎半径。该旅程管理件201基于该车辆轮胎使用数据如轮胎半径、变速比、估计力矩和制动指令，而估计力矩(803)。该旅程管理件201藉由数据如该车辆在该道路上的预测速度、该车辆的迎风面积、空气密度和阻力系数，而估计该车辆101对抗的空气动力(804)。该旅程管理件101藉由运用数据如该车辆重量、基于重力的加速度、路线坡度等等而估计梯度力(805)。藉由数据如滚动摩擦系数、该车辆重量、基于重力的加速度和路线坡度等等，该旅程管理件201估计该车辆101对抗的轧制或摩擦力(806)。透过结合净车辆动力的估计数值、基于该车辆101轮胎的力矩、空气动力、梯度力和该车辆101对抗的轧制或摩擦力，该管理件201计算出惯性力，其可帮助该车辆101向前移动(807)。方法800内的多个行动可以用以上所呈现的顺序、不同的顺序或同时的方式而进行。进一步的，在一些实施例里，图8所示的一些行动可以被省略。
图9是根据本发明的一实施例，描绘在该车辆上预先规划旅程的该车辆的惯性力的计算方法的一流程图。该旅程管理件201可以估计整体力(901)。整体力可以被称为净车辆动力(901)。净车辆动力可以藉由变速比(909)、估计力矩(907)和轮胎半径(908)、变速比、轮胎半径、车辆重量、该车辆的迎风面积等等，而被估计。该方程式可以如以下所示：
其中；
Foverall是以牛顿为单位而估计的净车辆动力
G是变速比
Estimated torque是以牛顿米为单位，基于加速度和制动的整体力矩
Wheel radius是以米(meter)为单位，该车辆的轮胎的半径
该旅程管理件201估计该车辆轮胎的旋转力(902)，该估计是藉由运用车辆资料203如轮胎半径(913)、变速比(912)、估计力矩(911)和制动指令(910)。该方程式可以如以下所示：
Ftorque＝G*brake command*Estimated torque*(wheel radius)2
其中；
Ftorque是以牛顿为单位的该轮胎的旋转力
G是变速比
brake command是当使用者推动该制动踏板时所所接收的讯号
Estimated torque是以牛顿米为单位，基于加速度和制动的整体力矩
Wheel radius是以米为单位，该车辆的轮胎的半径
该旅程管理件201估计该车辆101对抗的空气动力(903)，该估计是藉由使用车辆数据203如该车辆101在该道路上的预测速度(914)、该车辆的迎风面积(915)、空气密度(915)和阻力系数(Cd)(915)。该方程式可以如以下所示：
Faerodynamic＝0.5*Cd*frontal area*air density*（vspdnew）2
其中；
Faerodynamic是以牛顿为单位的车辆对抗的空气动力
Cd是拖动车列设计性质系数(Coefficientofdragve hicledesignproperty)
Frontal area是以米平方(meter2)为单位的该车辆的迎风表面积
vspdnew是以每秒几米(meter/second)为单位的车辆在该路线上的预计新速度
该旅程管理件101估计梯度力(904)，该估计是藉由利用车辆数据203如该车辆101重量(916)、基于重力(g)的加速度(916)和正弦(sine)(918)路线坡度值(917)。该方程式可以如以下所示：
Fgrade＝Sin（θ）*vehicle wight*g
其中；
Fgrade是以牛顿为单位的梯度(坡度)力或爬坡力
Θ是以度(degree)为单位的两个坐标点之间的角度
vehicle weight是以公斤(Kg)为单位的该车辆的重量
g是基于重力的加速度，9.8m/s2
藉由利用车辆数据203如滚动摩擦系数(Crr)(919)、该车辆101重量(919)、基于重力的加速度(919)和余弦(cosine)(921)路线坡度值(920)，该旅程管理件201估计该车辆101对抗的轧制或摩擦力(905)。该方程式可以如以下所示：
Froll＝Cos（θ）*Crrr*车辆weight*g
其中；
Froll是以牛顿为单位的该轮胎对抗的轧制力
θ是以度为单位的两个坐标点之间的角度
Crrr是滚动摩擦系数(车辆车轮性质)
vehicle weight是以公斤为单位的该车辆的重量
g是基于重力的加速度(假定为9.8m/s2)
透过结合净车辆动力的估计数值(901)、该车辆轮胎的旋转力(902)、空气动力(903)、梯度力(904)和该车辆101对抗的轧制或摩擦力(905)，该旅程管理件201计算出惯性力(906)，其可帮助该车辆101向前移动。该方程式可以如以下所示：
Finertia＝Foverall-(Ftorque+Faerodynamic+Fgrade+Froll)
其中；
Finertia是以牛顿为单位的帮助向前移动的惯性力(质量*加速度)
Foverall是以牛顿为单位所估计的净车辆动力
Ftorque是以牛顿为单位的该轮胎的力矩旋转力
Faerodynamic是以牛顿为单位的车辆对抗的空气动力
Fgrade是以牛顿为单位的梯度(坡度)力或爬坡力
Froll是以牛顿为单位的该轮胎对抗的轧制力
方法900内的多个行动可以用以上所呈现的顺序、不同的顺序或同时的方式而进行。进一步的，在一些实施例里，图9所示的一些行动可以被省略。
图10是根据本发明的一实施例，描绘在该车辆上预先规划旅程的该车辆的速度的预测方法的一流程图。该旅程管理件201藉由接收到的数据(1001)如惯性力、车辆重量和转动惯量，而计算车辆加速度(1002)。该方程式可以如以下所示：
其中；
Vehicle acceleration是以米每平方秒(m/s2)为单位的车辆的加速度(理论值的)
Finertia是以牛顿为单位的帮助向前移动的惯性力(质量*加速度)
Vehicle weight是以公斤为单位的该车辆的重量
Rotorin是以牛顿为单位的转动惯量
在计算车辆加速度后，该旅程管理件201检查该加速度限制是否被突破(1003)。该加速度的限制值取决于该车辆101的该模式。该管理件201整合在间隔的(over intervals)车辆加速度的计算值(1004)，并估计该车辆101的新速度(1005)。该估计新速度被视为该假设速度，如同步骤502。方法1000内的多个行动可以用以上所呈现的顺序、不同的顺序或同时的方式而进行。进一步的，在一些实施例里，图10所示的一些行动可以被省略。
图11是根据本发明的一实施例，描绘估计一车辆的范围的过程的一流程图。该使用者提供的数据是关于一旅程如该终点、该起点、该旅程的该时间等等，该旅程管理件202辨明该旅程所采用的该路线(1101)。该旅程管理件202可以藉由导航应用(其可是内建式的或是外部式的)，而辨明该路线。该旅程管理件202创造该旅程的一概述(1102)，其中该概述包括道路梯度概述、天气概述、交通格局概述等等。该旅程管理件202更创造一可能的速度概述给该使用者(1103)，其假设该使用者将会驾驶该车辆。该速度概述可取决于该路线、该旅程的该时间、该车辆的种类等等。该旅程管理件202产生该旅程的一加速度和制动概述(1104)，其是透过该驾驶模型、该使用者的驾驶历史(该使用者的驾驶风格例如制动的频率和类型、加速的频率和类型、在再生模式的频率(其中从制动所产生的能量被馈送到该车载能源***)等等)。该旅程管理件202藉由该马达转速–力矩曲线(来自于该力矩控制器模型)，而估计该旅程所需的该力矩(1105)。在本实施例中，该旅程管理件202可以藉由调节该车辆的该模式，在该旅程中的任何时间点上，限制可获得的该力矩。该旅程管理件202可以根据基于用者历史、速度、充能状况等等的预测，而限制该力矩。该旅程管理件202估计该估计力矩的等效力(force equivalent)(1106)。该旅程管理件202估计力平衡(1107)和推导(deduce)惯性力(1108)。该旅程管理件202从该惯性力估计该加速度(1109)，并预测该车辆在下一瞬间的速度(1110)。该旅程管理件202藉由扣除该充能状况所需的估计能量，以预测在每个点的该充能状况(1111)。当预测该充能状况时，该旅程管理件202可以考虑该车辆内所运用的辅助设备和配件。方法1100内的多个行动可以用以上所呈现的顺序、不同的顺序或同时的方式而进行。进一步的，在一些实施例里，图11所示的一些行动可以被省略。
传送至该马达的控制动力可以控制该车辆101的速度。藉由该方法800，该旅程管理件201考虑使用者输入、该车辆的状况、电池能量和距离限制，以预先计划该车辆的一旅程。该车辆102的行驶范围可取决于来自于该电池的该剩余的可用能量、未来旅行状况和未来车辆能量消耗。该方法800可产生结论以评估，藉由被给予的能量、产生的力矩、该车辆动力(其对于每一车辆是独特的)，和距离限制，而完成该旅程的可能性。该使用者可以在该使用者互动装置202上，观看该数据如充能状况、电池参数(例如电压、电流、温度等等)、道路参数(例如距离、海拔等等)、对该车辆101充能的路线点、该路线沿途的交通、变更路线的可能性、对该旅程变更路线的选择、到达终点的可能性、天气状况等等。该显示的数据可被测量为公尺、公里、英哩、每小时公里、每小时英哩、安培、每小时安培、电压、百分比等等。
在本实施例中，如果需要的话，该旅程管理件201可以让该使用者修改该路线，并且该旅程管理件201可以重新计算该路线，如以上所述。
在沿着该旅程的该路线的每个定点上，该以上所述的步骤被重复进行。该定点可以沿着该路线而被等距离得设置。该定点可以被该使用者配置，其中该使用者可以增加/减少沿着该路线上的定点的数量。该定点的数量是用来影响该准确性，数量较高的定点会造成水平较高的准确性。
于此所示的实施例揭露，在该使用者确认计划和该旅程开始的时间之间，该旅程管理件202执行一预处理阶段。如果该旅程管理件201判断预处理是必要的，该旅程管理件201计算一最佳时间，用以将启动的该车辆和电池预处理切换至相同的最小能量消耗。该车辆的预处理包括，在旅程时间之前，对该车辆充能至该所需的充能状况，加热该能量储存装置以便在零下温度的气候状况充能(从而提高该衍生范围(derivative range))，并加热该车辆车厢至该旅程的一最佳数量(根据外部温度、该使用者的历史等等)。该使用者可以远程得规划预处理。
图12是根据本发明的一实施例的一流程图，描绘该旅程运行时间。该旅程管理件202执行该旅程运行时间，该旅程运行时间发生在该使用者开始该旅程到当他/她完成该旅程的定点的期间内。该旅程管理件202监控该车辆的该位置(以检查该使用者是否位在该起点)(1201)。该旅程管理件202追踪该车辆里程表(其可用来检查行驶距离)(1202)。该旅程管理件202监控该车辆的当下的充能状况(1203)，并检查该当下的充能状况和该估计的充能状况之间的差异是否位于一安全区段里(1204)。该位置可以是一预先储存的位置列表里的一位置。如果该差异不位在一安全区块里，该旅程管理件202藉由该使用者装置以显示建议给该使用者(1205)，例如使用一较低的暖通空调(HVAC)等级、用经济模式驾驶、对该车辆充能、最小化得使用该节流阀、使用再生模式等等。该旅程管理件202更重复执行如图11所示的步骤(1206)。方法1200内的多个行动可以用以上所呈现的顺序、不同的顺序或同时的方式而进行。进一步的，在一些实施例里，图12所示的一些行动可以被省略。
藉由运作在至少一硬件装至上的至少一软件程序，以及实行网络管理功能以控制该网络组件，于此所示的实施例可以被实施。该网络组件如图2a-2f所示，包括区块，其可以是至少一硬件装置，或是硬件装置和软件模块的一组合。
以上具体实施例的描述将充分揭示本说明书的实施例的一般特性，他人可在不脱离一般整体概念下，藉由应用现有知识而对特定具体实施例的各种应用进行修改及/或改编，因此，这样的改编和修改应预期被包含在所揭露实施例的均等意义和范围内。也应了解，本说明书所采用的措辞或术语是为了说明而非限制目的。因此，尽管已针对较优选的具体实施例来说明本发明的实施例，但本领域的技术人员，当可以在不违背本发明精神及范围的前提下进行各种变动，其范围是界定在所附的权利要求书中。

Claims (20)

1.一种规划旅程的方法，其中该旅程是运用具有有限的车载能量储存装置的一车辆而进行，其特征在于，该方法包括：
藉由关于一旅程的一旅程管理件取得数据，以接收来自于使用者的关于该旅程的数据，该数据报括该车辆的相关数据、该旅程的相关数据，以及该车辆、该旅程和该使用者中的至少一者的相关历史数据；
藉由该旅程管理件对该旅程进行预先规划，其中预先规划包括：
藉由该旅程管理件，计算由该使用者提供的在该旅程中的至少一瞬间的节流阀；
藉由该旅程管理件，估计在该旅程中的至少一瞬间的整体力矩；
藉由该旅程管理件，估计在该旅程中的至少一瞬间的惯性力；
藉由该旅程管理件，预测在该旅程中的至少一瞬间的该车辆的假设速度；
以及
藉由该旅程管理件，提供该预先规划旅程的细节给该使用者。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该方法更包括：在该旅程里，提供在一路线上的至少一充能地点。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中计算由该使用者提供的在该旅程中的节流阀包括：
检查在该当下的一瞬间的车辆的一预测速度和该车辆的一假设速度之间的偏差；
估计踏板推动百分比；
检查节流阀的饱和度；以及
藉由节流阀的该饱和度和驾驶员模型，计算该节流阀。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该其中藉由该旅程管理件，估计在该旅程中的整体力矩包括：
估计制动力矩；
藉由该估计的制动力矩，在该车辆制动时，计算制动***的效率；
估计加速度力矩；
藉由该估计的加速度力矩，在该车辆加速时，计算效率；以及
藉由该计算的制动***的效率和该效率，在该车辆加速时，估计考虑到马达效率的整体力矩。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中藉由该旅程管理件，估计在该旅程中的惯性力包括：
估计该车辆上所作用的净车辆动力；
估计基于该车辆的轮胎的力矩；
估计该车辆对抗的空气动力；
估计该车辆对抗的梯度力；
估计该车辆对抗的摩擦力；以及
藉由减去该估计的空气动力、该估计的基于该车辆的轮胎的力矩、该估计的梯度力，以及来自于该估计的净车辆动力的该估计的摩擦力的一总和，而计算惯性力。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中藉由该旅程管理件，预测在该旅程中的该车辆的假设速度包括：
判断该车辆在该当下的一瞬间的加速度；
检查该计算的加速度是否大于一加速度限制；以及
藉由该车辆的当下速度和该计算的加速度，估计该假设速度。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该方法更包括：
检查该车辆当下的充能状况，是否在该车辆在当下的瞬间的一预测的充能状况的一门坎限制内；以及
若是该车辆当下的充能状况，不在该车辆在当下的瞬间的一预测的充能状况的一门坎限制内，则提供一警报给该使用者。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该方法更包括：该旅程管理件控制该车辆的一模式。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该方法更包括：该旅程管理件对该车辆执行预处理。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该方法更包括：
藉由该旅程管理件，辨明该旅程的至少一路线，以提供一起点、一终点和该旅程的一时间；
藉由该旅程管理件，创造一道路梯度概述、天气概述和交通概述；
藉由该旅程管理件，根据该使用者、该旅程的该时间和该车辆，创造该旅程的一速度概述；
藉由该旅程管理件，运用该使用者的历史和驾驶员模型，制造加速度和制动概述；
藉由该旅程管理件，运用该马达每分钟转速(RPM，Revolutions Per Minute)-力矩曲线，估计该车辆所需的力矩；
藉由该旅程管理件，估计驱动力矩的等效力；
藉由该旅程管理件，运用一估计的力平衡，推导惯性力；
藉由该旅程管理件，运用该判断的惯性力，判断该车辆的加速度；
藉由该旅程管理件，判断在该下一瞬间的该车辆的假设速度；以及
藉由该旅程管理件，预测在该车辆内的能量储存***的充能状况(SOC，State ofCharge)。
11.一种运用具有有限的车载能量储存装置的一车辆而规划一旅程的***，其特征在于，该***被配置以进行：
取得关于一旅程的数据，以接收来自于一使用者的关于该旅程的数据，该数据报括该车辆的相关数据、该旅程的相关数据，以及该车辆、该旅程和该使用者中的至少一者的相关历史数据；
对该旅程进行预先规划，其中预先规划包括：
计算由该使用者提供的在该旅程中的至少一瞬间的节流阀；
估计在该旅程中的至少一瞬间的整体力矩；
估计在该旅程中的至少一瞬间的惯性力；
预测在该旅程中的至少一瞬间的该车辆的假设速度；以及
提供该预先规划旅程的细节给该使用者。
12.如权利要求11所述的***，其特征在于，其中该***更被配置成，在该旅程里，提供在一路线上的至少一充能地点。
13.如权利要求11所述的***，其特征在于，其中该***更被配置成，计算由该使用者提供的在该旅程中的节流阀，是透过：
检查在该当下的一瞬间的车辆的一预测速度和该车辆的一假设速度之间的偏差；
估计踏板推动百分比；
检查节流阀的饱和度；以及
藉由节流阀的该饱和度和驾驶员模型，计算该节流阀。
14.如权利要求11所述的***，其特征在于，其中该***更被配置成，估计在该旅程中的整体力矩，是透过：
估计制动力矩；
藉由该估计的制动力矩，在该车辆制动时，计算制动***的效率；
估计加速度力矩；
藉由该估计的加速度力矩，在该车辆加速时，计算效率；以及
藉由该计算的制动***的效率和该效率，在该车辆加速时，估计考虑到马达效率的整体力矩。
15.如权利要求11所述的***，其特征在于，其中该***更被配置成，估计在该旅程中的惯性力，是透过：
估计该车辆上所作用的净车辆动力；
估计基于该车辆的轮胎的力矩；
估计该车辆对抗的空气动力；
估计该车辆对抗的梯度力；
估计该车辆对抗的摩擦力；以及
藉由减去该估计的空气动力、该估计的基于该车辆的轮胎的力矩、该估计的梯度力，以及来自于该估计的净车辆动力的该估计的摩擦力的一总和，而计算惯性力。
16.如权利要求11所述的***，其特征在于，其中该***更被配置成，预测在该旅程中的该车辆的假设速度，是透过：
判断该车辆在该当下的一瞬间的加速度；
检查该计算的加速度是否大于一加速度限制；以及
藉由该车辆的当下速度和该计算的加速度，估计该假设速度。
17.如权利要求11所述的***，其特征在于，其中该***更被配置成：检查该车辆当下的充能状况，是否在该车辆在当下的瞬间的一预测的充能状况的一门坎限制内；以及
若是该车辆当下的充能状况，不在该车辆在当下的瞬间的一预测的充能状况的一门坎限制内，则提供一警报给该使用者。
18.如权利要求11所述的***，其特征在于，其中该***更被配置成，控制该车辆的一模式。
19.如权利要求11所述的***，其特征在于，其中该***更被配置成，对该车辆执行预处理。
20.如权利要求11所述的***，其特征在于，其中该***更被配置成：辨明该旅程的至少一路线，以提供一起点、一终点和该旅程的一时间；
创造一道路梯度概述、天气概述和交通概述；
根据该使用者、该旅程的该时间和该车辆，创造该旅程的一速度概述；
运用该使用者的历史和驾驶员模型，制造加速度和制动概述；
藉由该旅程管理件，运用该马达每分钟转速-力矩曲线，估计该车辆所需的力矩；
估计驱动力矩的等效力；
运用一估计的力平衡，推导惯性力；
运用该判断的惯性力，判断该车辆的加速度；
判断在该下一瞬间的该车辆的假设速度；以及
预测在该车辆内的能量储存***的充能状况。
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