專利名稱：用于車輛的駕駛模式引導系統及其方法
技術領域：
本發明涉及駕駛模式引導系統及其方法，且更特別地，涉及用于電動車輛的駕駛模式引導系統以及使用該系統的駕駛模式引導輸出方法。
背景技術：
一般而言，電動車輛設置有用于車輛運行的多種駕駛模式。具體地，駕駛模式包括使車輛根據用戶的加速要求行駛的通用模式、控制車輛保持最佳燃油效率的回應模式、以及配置用以增加車輛的動態性能的運動模式。駕駛模式在考慮車輛系統，例如設置有電動機或動力系統的車輛的基礎上設定。然而，當車輛在道路上行駛時，由于某些路況(如，道路的斜度或曲率)和/或行駛環境(如，側風等)所引起的車輛速度的變化和車輛載荷的變化，在道路上實際行駛期間能量消耗量是變化的。特別地，對于電動車輛，車輛的能耗根據車輛行駛狀態、再生制動、空調系統的運行、用戶駕駛習慣和空氣阻力而快速變化。因此，盡管駕駛者選擇這些駕駛模式之一，然而如果這些因素沒有也納入考慮，則車輛不能總是執行這些駕駛模式中的任一種。在本背景技術部分中公開的上述信息僅僅用于加強對本發明背景的理解，因此其可能包含不構成本國內本領域普通技術人員公知的現有技術的信息。
發明內容
本發明已致力于提供一種協助用戶基于特定的車輛行駛路徑選擇最佳駕駛模式的駕駛模式引導系統及其輸出方法。更特別地，本發明的示例性實施方式提供了一種用于設置有多種駕駛模式的車輛的駕駛模式引導系統。具體地，駕駛模式引導系統包括配置用于接收用戶的與行駛目的地有關的輸入數據的輸入單元、配置用于存儲與道路狀態有關的信息的道路信息存儲單元、配置用于實時接收和存儲環境信息的實時信息存儲單元、配置用于存儲與車輛有關的信息的車輛信息存儲單元、配置用于提取車輛的可能行駛路徑和駕駛模式的控制單元、以及配置用于輸出從控制單元接收的可能行駛路徑和駕駛模式的輸出單元。具體地，控制單元根據從輸入單元接收的行駛目的地提取車輛的可能行駛路徑，根據從道路信息存儲單元、實時信息存儲單元和車輛信息存儲單元接收的信息提取可能行駛路徑的預期消耗能量流，并且從多種駕駛模式中提取適合于可能行駛路徑的預期消耗能量流和行駛信息的駕駛模式。控制單元可根據輸入至輸入單元的信息提取車輛的多條可能行駛路徑，提取多條可能行駛路徑中每條路徑的預期消耗能量流，并且提取適合于每條可能行駛路徑的預期消耗能量流和行駛信息的駕駛模式。預期消耗能量流可通過以下方式提取:根據從道路信息存儲單元、實時信息存儲單元和車輛信息存儲單元接收的信息，計算在通過可能行駛路徑虛擬行駛期間施加于車輛的動態負荷狀態；根據從實時信息存儲單元和車輛信息存儲單元接收的信息，計算在通過可能行駛路徑虛擬行駛期間施加于車輛的流體阻力狀態；根據關于所計算的車輛的動態負荷狀態和流體阻力狀態的信息，計算在通過可能行駛路徑虛擬行駛期間車輛的燃油消耗狀態；以及考慮車輛中的能量流，根據從車輛信息存儲單元接收的信息計算車輛的熱負荷狀態。在本發明的一些示例性實施方式中，存儲在道路信息存儲單元中的道路狀態信息可包括道路的地理特征和道路的交通規則信息。存儲在實時信息存儲單元中的環境信息可包括實時道路交通狀況信息和天氣信息。存儲在車輛信息存儲單元中的車輛狀態信息可包括車輛的熱負荷狀態信息。本發明的另一示例性實施方式提供了一種用于包括多種駕駛模式的車輛的駕駛模式引導系統的駕駛模式引導輸出方法，其包括:在輸入單元中輸入用戶的行駛目的地；根據所輸入的行駛目的地，通過控制單元提取車輛的可能行駛路徑；通過控制單元采集關于所提取的車輛的可能行駛路徑的道路狀態信息、實時環境信息和車輛信息；根據所采集的道路狀態信息、實時環境信息和車輛信息，通過控制單元提取預期消耗能量流；通過控制單元從多種駕駛模式中提取適合于可能行駛路徑的預期消耗能量流和行駛信息的駕駛模式；以及通過控制單元輸出所提取的駕駛模式。當提取車輛的多條可能行駛路徑時，也可通過控制單元對每條可能行駛路徑提取預期消耗能量流。該方法還可包括，考慮對每條可能行駛路徑所提取的預期消耗能量流，通過控制單元從多條可能行駛路徑中提取具有最小能量消耗的可能行駛路徑。預期消耗能量流的提取可包括:根據道路狀態信息、實時環境信息和車輛信息，通過控制單元計算在通過可能行駛路徑虛擬行駛時施加于車輛的動態負荷狀態；根據實時環境信息和車輛信息，通過控制單元計算在通過可能行駛路徑虛擬行駛期間施加于車輛的流體阻力狀態；根據關于所計算的車輛的動態負荷狀態和流體阻力狀態的信息，通過控制單元計算在通過可能行駛路徑虛擬行駛期間車輛的燃油消耗狀態；以及考慮車輛中的能量流，根據車輛信息計算車輛的熱負荷狀態。道路狀態信息可包括道路的地理特征和道路的交通規則信息中的至少任一種。實時環境信息可包括實時道路交通狀況信息和天氣信息中的至少任一種。車輛狀態信息可包括車輛的熱負荷狀態信息。根據本發明的示例性實施方式，能夠引導用戶使用車輛行駛路徑的最佳駕駛模式，并且提供在車輛行駛時具有最小能量消耗的駕駛模式。
圖1是示意性示出根據本發明的示例性實施方式的用于車輛的駕駛模式引導系統的視圖。圖2和圖3是示出根據本發明的示例性實施方式的用于車輛的駕駛模式引導方法的流程圖。附圖標記說明:1:用于車輛的駕駛模式引導系統10:輸入單元20:道路信息存儲單元
30:實時信息存儲單元40:車輛信息存儲單元50:控制單元60:輸出單元
具體實施例方式以下，為使本領域技術人員易于實施本發明，將參照附圖基于本發明的示例性實施方式說明本發明。可以理解的是，本文所使用的名詞“車輛”或“車輛的”或者其他相似名詞包括普通的機動車輛，例如包括運動型多用途車(SUV)、公共汽車、卡車、各種商用車輛在內的載客車輛、包括各種艇和船在內的水運工具、以及飛行器等等，并且包括混合動力車、電動車、插電式混合電動車、氫動力車輛和其他代用燃料車輛(例如，從石油以外的資源獲得的燃料)。此外，用于執行本發明的示例性實施方式的控制邏輯可實施為包含由處理器、控制器等執行的可執行程序指令的計算機可讀介質上的非暫時性計算機可讀介質。計算機可讀介質的實例包括但不限于ROM、RAM，光盤(CD)-ROM、磁帶、軟盤、閃存、智能卡和光學數據存儲裝置。計算機可讀記錄介質還可分布在網絡連接的計算機系統中，以便計算機可讀介質以分布方式，例如通過遠程信息處理服務器或控制器局域網(CAN)存儲并執行。此外，在不偏離本發明的示意性實施方式的總體構思和意圖的情況下，本文所公開的控制單元可實施為單個控制單元或多個控制單元。示例性實施方式是本發明的一個示例性實施方式，且可由本領域的技術人員以各種方式實現，因此本發明的范圍不限于以下將說明的實施方式。圖1是示意性示出根據本發明的示例性實施方式的用于車輛的駕駛模式引導系統I的視圖。用于車輛的駕駛模式引導系統I在設置有多種駕駛模式的車輛中考慮根據可能行駛路徑的預期消耗能量，提取且引導/建議駕駛模式。參照圖1，用于車輛的駕駛模式引導系統I包括輸入單元10、道路信息存儲單元20、實時信息存儲單元30、車輛信息存儲單元40、控制單元50、和輸出單元60。當通過用戶的操作輸入目的地時，輸入單元10將目的地傳送至控制單元50。道路信息存儲單元20存儲關于道路狀態的信息，并將根據輸入至輸入單元10的行駛目的地的道路狀態信息傳送至控制單元50。道路狀態信息可包括道路的地理特征，例如道路的位置、傾斜度和曲率，以及與道路的交通規則有關的信息，例如速度限制和/或信號系統。道路信息存儲單元20可以是行駛路徑引導裝置，例如車輛中的導航裝置的地圖數據。地圖數據可以是提供三維道路狀態信息，例如道路傾斜度的三維地圖數據。實時信息存儲單元30可配置為實時接收并存儲環境信息，并將根據輸入至輸入單元10的行駛目的地的環境信息傳送至控制單元50。即，實時環境信息可包括與道路交通狀況有關的信息，例如由于交通事故或道路建設引起的擁堵路段，以及天氣信息，例如雪、雨或風向及風速。車輛信息存儲單元40存儲與車輛有關的信息。車輛信息存儲單元40可存儲例如驅動系統信息、空調系統信息、排氣系統信息、車身結構信息等，且提供例如車輛自身的動態負荷、流體阻力和熱負荷的負荷信息，以協助計算車輛的實際燃料消耗。
控制單元50基于輸入至輸入單元10的目的地信息提取車輛的可能行駛路徑。作為車輛的可能行駛路徑，提供車輛可到達行駛目的地所通過的路徑，并且還可提供多種多樣的路徑，例如最小距尚路徑和最少時間路徑。此外，控制單元50可配置為基于從道路信息存儲單元20、實時信息存儲單元30和車輛信息存儲單元40接收的信息，提取可能行駛路徑的預期消耗能量流。可能行駛路徑的預期消耗能量流是假設車輛行駛通過可能行駛路徑時會消耗的能量，并且基于車輛的動態負荷狀態、流體阻力狀態、燃油消耗狀態和熱負荷狀態而提取出來。車輛的動態負荷狀態指在車輛行駛時車輛自身所產生的動態負荷以及除車輛外由于環境的變化所產生的動態負荷，并且取決于例如道路的位置、傾斜度和曲率的道路狀態以及道路交通狀況。因此，控制單元50根據從道路信息存儲單元20和實時信息存儲單元30接收的信息，計算在通過可能行駛路徑虛擬行駛期間施加于車輛的動態負荷狀態。車輛的流體阻力狀態指在車輛行駛時由于車輛周圍的流體(如，空氣)的流動所引起的阻力，并且取決于交通和天氣信息。因此，控制單元50根據從實時信息存儲單元30接收的信息和車輛信息，計算在通過可能行駛路徑虛擬行駛期間施加于車輛的流體阻力狀態。此外，控制單元50還可配置為根據所計算的車輛的動態負荷和流體阻力狀態，計算在通過可能行駛路徑虛擬行駛期間所消耗的燃油量。因此，通過上述處理提取車輛中的能量流。在此處理中，控制單元50根據從車輛信息存儲單元40接收的車輛的空調系統信息和車輛中的能量流，提取在通過可能行駛路徑虛擬行駛期間車輛中所產生的熱負荷狀態。控制單元50可根據關于車輛的動態負荷狀態、流體阻力狀態、燃油消耗狀態和熱負荷狀態的信息，提取在通過可能行駛路徑虛擬行駛期間的預期消耗能量流。此外，控制單元50可配置為基于可能行駛路徑的行駛信息，即，上述的道路狀態信息或實時環境信息，提取適合于可能行駛路徑的預期消耗能量流的駕駛模式。詳細而言，控制單元50使用基于車輛信息的各種駕駛模式控制車輛。例如，駕駛模式可以是使車輛以通常方式基于用戶要求的加速行駛的通用模式，配置為與用戶要求的加速無關地保持車輛的最佳燃油效率的回應模式，以及配置為增加車輛的動態性能的運動模式。有利地，控制單元50在所提供的駕駛模式中提取適合于可能行駛路徑的預期消耗能量流的駕駛模式，以向用戶建議最佳的可能駕駛模式。輸出單元為用戶提供從控制單元50接收的可能行駛路徑和駕駛模式。詳細而言，輸出單元輸出適合于可能行駛路徑的駕駛模式和可能行駛路徑，從而為用戶提供可用于選擇適宜的路線和用于該路線的駕駛模式的信息。使用上述用于車輛的駕駛模式引導系統I的引導方法如下。圖2和圖3是示出根據本發明的示例性實施方式的用于車輛的駕駛模式引導方法的流程圖。參照圖2和圖3，用于車輛的駕駛模式引導方法計算多條可能行駛路徑的預期能量流，并提供適合于這些可能行駛路徑的能量流的駕駛模式。當用戶將目的地輸入至輸入單元10中時(SI 10)，控制單元50根據從輸入單元10接收的目的地提取車輛的可能行駛路徑(S120)。可能行駛路徑被分為多個區間。控制單元50然后可從道路信息存儲單元20、實時信息存儲單元30和車輛信息存儲單元40提取與車輛的可能行駛路徑相關的道路狀態信息、實時環境信息和車輛信息(S130)。詳細而言，為行駛路徑上的每一劃分的區間提取道路狀態信息、實時環境信息和車
輛信息。當提取出道路狀態信息時，控制單元50確定用戶是否之前已使用過該路徑，并且當用戶已使用過該路徑或者路徑已預先存儲時，可通過存儲的數據庫提取道路狀態信息。然而，當用戶未使用過該路徑或者路徑未預先存儲時，則從道路信息存儲單元20提取道路狀態信息。控制單元50根據可能行駛路徑的道路狀態信息、實時環境信息和車輛信息提取預期消耗能量流(S200)。如上所述，預期消耗能量流是根據車輛的動態負荷狀態、流體阻力狀態、燃油消耗狀態和熱負荷狀態而提取的。詳細而言，控制單元50根據道路狀態信息、實時環境信息和車輛信息計算在可能行駛路徑上虛擬行駛期間施加于車輛的動態負荷狀態(S210)，并且根據實時環境信息和車輛信息計算在通過可能行駛路徑虛擬行駛期間施加于車輛的流體阻力狀態(S220)。此外，控制單元50根據關于在通過可能行駛路徑虛擬行駛期間所產生的車輛的動態負荷狀態和流體阻力狀態的信息，計算車輛的燃油消耗率(S230)。控制單元50可通過這些數據提取車輛中的能量流。在此處理完成后或同時，控制單元50可考慮車輛中的能量流而確定車輛中所產生的熱負荷狀態，并可提取在該可能路徑的車輛上的最小熱負荷(S240)。通過此處理，控制單元50可評估當車輛行駛通過可能行駛路徑時所消耗的最小能量流。因此，能夠提取預期消耗能量流(S200)。控制單元50提取適合于可能行駛路徑的預期消耗能量流和行駛信息的駕駛模式(S300)。詳細而言，當車輛在可能行駛路徑上行駛時，控制單元50基于例如在該路徑上消耗的能量流、道路狀態信息和實時環境信息等行駛信息，提取適合的駕駛模式。即，基于提供給控制單元50的信息的最適宜的駕駛模式被提取出來。輸出單元隨后通過輸出從控制單元50接收的可能行駛路徑和駕駛模式，向用戶提供信息(S400)。以上說明了具有一條可能行駛路徑的示例性實施方式。然而，本發明不限于此，且可適用于提供多條可能行駛路徑的情況。當提供多條可能行駛路徑時，能夠通過提取用戶從多條可能行駛路徑中選擇的可能行駛路徑的預期消耗能量流，向用戶提供建議的駕駛模式。此外，能夠提取所有多條可能行駛路徑的預期消耗能量流和駕駛模式，然后相應地向用戶提供這些信息。此外，能夠提取多條可能行駛路徑的預期消耗能量流，并根據能量流提取具有最小能量消耗的路徑，然后向用戶提供適合于具有最小能量消耗的路徑的建議駕駛模式。示例性實施方式可適用于設置有多種駕駛模式的車輛。特別地，示意性實施方式可應用于使用來自電池的電機動力行駛的電動車輛。盡管已結合目前被認為實際的示例性實施方式說明了本發明，然而應當理解是，本發明不限于所公開的實施方式，而是相反，其意在涵蓋包括在所附權利要求的精神和范圍內的各種改型和等同設置。
權利要求
1.一種用于設置有多種駕駛模式的車輛的駕駛模式引導系統，包括: 輸入單元，配置為接收用戶輸入的數據，其中用戶輸入的所述數據為目的地數據； 道路信息存儲單元，配置為存儲與道路狀態有關的信息； 實時信息存儲單元，配置為實時接收并存儲環境信息； 車輛信息存儲單元，配置為存儲與車輛有關的信息； 控制單元，配置為基于實時信息、車輛信息和道路狀態信息提取車輛的可能行駛路徑和駕駛模式；以及 輸出單元，配置為輸出從所述控制單元接收的所述可能行駛路徑和所述駕駛模式， 其中，所述控制單元配置為: 根據從所述輸入單元接收的所述目的地數據提取車輛的所述可能行駛路徑， 根據從所述道路信息存儲單元、所述實時信息存儲單元和所述車輛信息存儲單元接收的信息，提取所述可能行駛路徑的預期消耗能量流，以及 從所述多種駕駛模式中提取適合于所述可能行駛路徑的預期消耗能量流和行駛信息的駕駛模式。
2.如權利要求1所述的系統，其中所述控制單元進一步配置為: 根據輸入至所述輸入單元的信息提取車輛的多條可能行駛路徑， 提取所述多條可能行駛路徑中的每條路徑的預期消耗能量流， 考慮每條可能行駛路徑的預期消耗能量流，從所述多條可能行駛路徑中提取具有最小能量消耗的可能行駛路徑，以及 提取適合于所述具有最小能量消耗的可能行駛路徑的行駛信息的駕駛模式。
3.如權利要求1所述的系統，其中所述控制單元進一步配置為: 根據輸入至所述輸入單元的信息提取車輛的多條可能行駛路徑， 提取所述多條可能行駛路徑中的每條路徑的預期消耗能量流，以及 提取適合于每條可能行駛路徑的預期消耗能量流和行駛信息的駕駛模式。
4.如權利要求1所述的系統，其中所述預期消耗能量流通過以下方式提取: 根據從所述道路信息存儲單元、所述實時信息存儲單元和所述車輛信息存儲單元接收的信息，計算在通過所述可能行駛路徑虛擬行駛期間施加于車輛的動態負荷狀態； 根據從所述實時信息存儲單元和所述車輛信息存儲單元接收的信息，計算在通過所述可能行駛路徑虛擬行駛期間施加于車輛的流體阻力狀態； 根據關于所計算的車輛的動態負荷狀態和流體阻力狀態的信息，計算在通過所述可能行駛路徑虛擬行駛期間車輛的燃油消耗率；以及 基于車輛中的預期能量流，根據從所述車輛信息存儲單元接收的信息，計算車輛的熱負荷狀態。
5.如權利要求4所述的系統，其中: 存儲在所述道路信息存儲單元中的道路狀態信息包括道路的地理特征和道路的交通規則信息。
6.如權利要求4所述的系統，其中: 存儲在所述實時信息存儲單元中的環境信息包括實時道路交通狀況信息和天氣信息。
7.如權利要求4所述的系統，其中:存儲在所述車輛信息存儲單元中的車輛狀態信息包括車輛的熱負荷狀態信息。
8.一種用于包括多種駕駛模式的車輛的駕駛模式引導系統的駕駛模式引導輸出方法，所述方法包括: 輸入目的地； 通過控制單元，根據所輸入的目的地提取車輛的可能行駛路徑； 通過所述控制單元，采集與所提取的車輛的可能行駛路徑有關的道路狀態信息、實時環境信息和車輛信息； 通過所述控制單元，根據所采集的道路狀態信息、實時環境信息和車輛信息提取預期消耗能量流； 通過所述控制單元，從所述多種駕駛模式中提取適合于所述可能行駛路徑的預期消耗能量流和行駛信息的建議駕駛模式；以及 通過所述控制單元，輸出所述建議駕駛模式。
9.如權利要求8所述的方法，其中當提取出車輛的多條可能行駛路徑時，對每條可能行駛路徑提取預期消耗能量流。
10.如權利要求9所述的方法，還包括: 考慮對每條可能行駛路徑提取的預期消耗能量流，通過所述控制單元，從所述多條可能行駛路徑中提取具有最小能量消耗的可能行駛路徑。
11.如權利要求8所述的方法，其中預期消耗能量流的提取包括: 通過所述控制單元，根據所述道路狀態信息、所述實時環境信息和所述車輛信息，計算在通過所述可能行駛路徑虛擬行駛期間施加于車輛的動態負荷狀態； 通過所述控制單元，根據所述實時環境信息和所述車輛信息，計算在通過所述可能行駛路徑虛擬行駛期間施加于車輛的流體阻力狀態； 通過所述控制單元，根據關于所計算的車輛的動態負荷狀態和流體阻力狀態，計算在通過所述可能行駛路徑虛擬行駛期間車輛的燃油消耗狀態；以及 通過所述控制單元，考慮車輛中的能量流根據所述車輛信息計算車輛的熱負荷狀態。
12.如權利要求8所述的方法，其中所述道路狀態信息選自道路的地理特征和沿所述可能行駛路徑的交通規則信息。
13.如權利要求8所述的方法，其中所述實時環境信息選自實時道路交通狀況信息和天氣信息。
14.如權利要求8所述的方法，其中所述車輛狀態信息包括車輛的熱負荷狀態信息。
15.一種包含由處理器或控制器執行的程序指令的非暫時性計算機可讀介質，所述計算機可讀介質包括: 根據輸入的目的地提取至少一條車輛的可能行駛路徑的程序指令， 采集與所提取的車輛的可能行駛路徑有關的道路狀態信息、實時環境信息和車輛信息的程序指令； 根據所采集的道路狀態信息、實時環境信息和車輛信息提取預期消耗能量流的程序指令； 從多種駕駛模式中提取適合于所述可能行駛路徑的預期消耗能量流和行駛信息的建議駕駛模式的程序指令；以及輸出所述建議駕駛模式的 程序指令。
全文摘要
本發明公開了一種用于設置有多種駕駛模式的車輛的駕駛模式引導系統及其方法。更具體地，在該駕駛模式引導系統中，輸入單元輸入目的地，道路信息存儲單元存儲與道路狀態有關的信息，實時信息存儲單元實時接收并存儲環境信息，車輛信息存儲單元存儲與車輛有關的信息，控制單元隨后基于存儲在道路信息存儲單元、實時信息存儲單元和車輛信息存儲單元中的信息，提取可能行駛路徑和駕駛模式，并且輸出單元輸出從控制單元接收的可能行駛路徑和建議駕駛模式。
文檔編號B60W30/14GK103158704SQ20121028078
公開日2013年6月19日 申請日期2012年6月29日 優先權日2011年12月12日
發明者催承吉, 李政雨, 奇廷度 申請人:現代自動車株式會社, 起亞自動車株式會社