用来检测停放的车辆是处于封闭空间还是开放空间的系统和方法与流程

本发明总体上涉及检测车辆是处于封闭空间(比如封闭车库)还是开放空间。更具体地，本发明涉及使用温度对比来检测封闭空间或开放空间。

背景技术：

电动车辆通常不同于传统的机动车辆，因为电动车辆使用由牵引电池供电的一个或多个电机选择性地驱动。电机可以代替内燃发动机来驱动电动车辆，或除了内燃发动机之外电机可以驱动电动车辆。示例电动车辆包括混合动力电动车辆(hev)和插电式混合动力电动车辆(phev)。

在结合有内燃发动机的许多电动车辆中，发动机可以用来给牵引电池充电。在一些示例中，内燃发动机可以自主起动以给电池充电。

技术实现要素：

根据本发明的示例性方面的一种用于停放的电动车辆的定位方法，除了别的以外包括，使用电动车辆充电系统来将停放的车辆外部的预期温度与停放的车辆外部的实际温度进行比较以确定停放的车辆是处于开放空间还是封闭空间。

在前述定位方法的又一非限制性实施例中，该方法包括从气象站接收预期温度。

在前述定位方法的又一非限制性实施例中，该方法包括在具有至少一个预期温度的信号未被接收或具有低于阈值的信号强度的情况下，提供车辆处于封闭空间的指示。

在任意前述定位方法的又一非限制性实施例中，预期温度包括在一段时间内的不同时间各自采取的多个预期温度，并且实际温度包括在一段时间内的不同时间各自采取的多个实际温度。

在任意前述定位方法的又一非限制性实施例中，该定位方法包括当将多个预期温度与多个实际温度进行比较时使用频谱分析。

在任意前述定位方法的又一非限制性实施例中，该定位方法包括在用于多个实际温度的频谱不同于用于多个预期温度的频谱而变化的情况下，提供停放的车辆处于开放空间的指示。

在任意前述定位方法的又一非限制性实施例中，该定位方法包括在多个预期温度的第一频谱和多个实际温度的第二频谱之间的误差信号小于阈值变化水平变化的情况下，提供停放的车辆处于开放空间的指示。该定位方法进一步包括在误差信号处在阈值变化水平或超过阈值变化水平的情况下，提供停放的车辆处于封闭空间的指示。

在任意前述定位方法的又一非限制性实施例中，该定位方法包括在多个预期温度和多个实际温度之间的误差信号小于阈值的情况下，提供停放的车辆处于开放空间的指示。该定位方法进一步包括在误差信号处在阈值或超过阈值的情况下，提供停放的车辆处于封闭空间的指示。

在任意前述定位方法的又一非限制性实施例中，该定位方法包括在多个预期温度和多个实际温度之间的相关系数小于阈值相关值的情况下，提供停放的车辆处于开放空间的指示。该定位方法进一步包括在相关系数处在阈值相关值或超过阈值相关值的情况下，提供停放的车辆处于封闭空间的指示。

在任意前述定位方法的又一非限制性实施例中，开放空间是车库外部或车库中的区域，其中车库门处于打开位置。

在任意前述定位方法的又一非限制性实施例中，开放空间是对于起动内燃发动机可接受的区域，并且封闭空间是对于起动内燃发动机不可接受的区域。

在任意前述定位方法的又一非限制性实施例中，该方法进一步包含使用电动车辆充电系统来将邻近停放的车辆的照明与从气象站接收的天气状况进行比较以确定停放的车辆是处于开放空间还是封闭空间。

在任意前述定位方法的又一非限制性实施例中，该定位方法包括在邻近停放的车辆的照明小于基于天气状况的预期照明水平的情况下，提供车辆处在封闭空间的指示。

根据本发明的另一个示例性方面的一种电动车辆充电系统，除了别的以外包括，控制器、接收器和温度传感器，该控制器被配置为将停放的车辆外部的至少一个预期温度与停放的车辆外部的至少一个实际温度进行比较以确定停放的车辆是处于开放空间还是封闭空间，该接收器与气象站通信以收集至少一个预期温度，该温度传感器感测至少一个实际温度。

在前述系统的又一非限制性实施例中，接收器和温度传感器被安装到停放的车辆。

在任意前述系统的又一非限制性实施例中，至少一个预期温度与停放的车辆的位置相关联。

在任意前述系统的又一非限制性实施例中，该系统进一步包含照明传感器和控制器，该照明传感器被安装到停放的车辆，该控制器被配置为在来自照明传感器的照明读数小于基于来自气象站的天气状况的预期照明水平的情况下，提供车辆处于封闭空间的指示。

在任意前述系统的又一非限制性实施例中，该控制器被配置为在至少一个预期温度的第一频谱和至少一个实际温度的第二频谱之间的误差值信号小于阈值变化水平而变化的情况下，提供停放的车辆处于开放空间的指示，并且在误差误信号处在阈值变化水平或超过阈值变化水平的情况下，提供停放的车辆处于封闭空间的指示。

在任意前述系统的又一非限制性实施例中，该控制器被配置为在至少一个预期温度和至少一个实际温度之间的误差信号小于阈值的情况下，提供停放的车辆处于开放空间的指示，并且在误差信号处在阈值或超过阈值的情况下，提供停放的车辆处于封闭空间的指示。

在任意前述系统的又一非限制性实施例中，该控制器被配置为在至少一个预期温度和至少一个实际温度之间的相关系数小于阈值相关值的情况下，提供停放的车辆处于开放空间的指示，并且在相关系数处在阈值相关值或超过阈值相关值的情况下，提供停放的车辆处于封闭空间的指示。

附图说明

从具体实施方式，对于本领域的技术人员而言，所公开的示例的各种特征和优点将变得显而易见。伴随具体实施方式的附图可以简要描述如下：

图1示出了混合动力电动车辆的示例动力传动系统的高度示意图；

图2示出了具有图1的动力传动系统且处于开放空间的车辆；

图3示出了处于另一个开放空间的图2的车辆；

图4示出了处于封闭空间的图2的车辆；

图5示出了结合有图1的动力传动系统的混合动力电动车辆的控制系统的示意图；

图6示出了用于给具有图1的动力传动系统的电动车辆充电的示例方法的流程图；

图7示出了用于给具有图1的动力传动系统的电动车辆充电的另一个示例方法的流程图。

具体实施方式

本发明总体上涉及确定车辆是否处于封闭空间。如果车辆处于封闭空间，则内燃发动机的自主起动或远程起动通常被避免。在封闭空间内起动且操作发动机经常是不期望的。废气例如可以在封闭空间内积聚。

参照图1，混合动力电动车辆(hev)的动力传动系统10包括具有多个电池单元14的牵引电池12。hev是一种类型的电动车辆。

动力传动系统10包括辅助电池16和起动机18。来自辅助电池16的电力可以给起动机18供电以用曲柄起动或起动动力传动系统10的内燃发动机20。牵引电池12可以通过转换器22给辅助电池16充电。

在本示例中，辅助电池16是用于起动、照明和点火的12伏特电池。当与辅助电池16相比时，牵引电池12是高电压电池。

动力传动系统10进一步包括马达24和发电机26。马达24和发电机26是电机的类型。马达24和发电机26可以是单独的或具有组合的马达-发电机的形式。

在本实施例中，动力传动系统10是采用第一驱动系统和第二驱动系统的动力分配动力传动系统。第一和第二驱动系统产生扭矩来驱动一组或多组车辆驱动轮28。第一驱动系统包括发动机20和发电机26的组合。第二驱动系统至少包括马达24、发电机26和牵引电池12。马达24和发电机26是动力传动系统10的电驱动系统的部分。

发动机20和发电机26可以通过动力传输单元30(比如行星齿轮组)连接。其他类型的动力传输单元——包括其他齿轮组和变速器——可以用来将发动机20连接到发电机26。在一个非限制性实施例中，动力传输单元30是包括环形齿轮32、中心齿轮34和行星齿轮架总成36的行星齿轮组。

发电机26可以通过动力传输单元30被发动机20驱动以将动能转换成电能。发电机26可以供选择地作为马达运行来将电能转换成动能，从而输出扭矩到连接到动力传输单元30的轴38。

动力传输单元30的环形齿轮32连接到轴40，轴40通过第二动力传输单元44连接到车辆驱动轮28。第二动力传输单元44可以包括具有多个齿轮46的齿轮组。其它动力传输单元可以使用在其它示例中。

齿轮46将扭矩从发动机20传递到差速器48以最终提供牵引力给车辆驱动轮28。差速器48可以包括使扭矩能够传递到车辆驱动轮28的多个齿轮。在本实施例中，第二动力传输单元44通过差速器48机械地连接到车桥50以将扭矩分配到车辆驱动轮28。

马达24可以通过输出扭矩到也连接到第二动力传输单元44的轴54用来选择性地驱动车辆驱动轮28。在本实施例中，马达24和发电机26合作作为再生制动系统的一部分，在再生制动系统中，马达24和发电机26可以用作马达来输出扭矩。例如，马达24和发电机26可以各自输出电力以给牵引电池12的电池单元14再充电。

现在参照图2-4并继续参照图1，示例hev车辆60包括动力传动系统10。在图2中，车辆60被停放在停车场62外部。在图3中，车辆60被停放在车库64中，其中车库门66处于打开位置。在图4中，车辆60被停放在车库64中，其中车库门66处于关闭位置。在图2和3中，车辆60处于开放空间。在图4中，车辆60处于封闭空间。

为了本发明的目的，当车辆60被封闭在一结构内时车辆60被认为处在封闭空间内。当围绕车辆60的区域具有与大气的足够空气循环时，车辆60处于开放空间。

在图3中，车辆60未处于封闭空间，因为车库门66处于打开位置。开放空间通常被认为是对于操作发动机20可接受的区域。封闭空间通常被认为是对于操作发动机20不可接受的区域。废气(例如，来自操作发动机20)可以在封闭空间中积聚。为了本发明的目的，开放空间是可以起动发动机20的空间，并且封闭空间是应该避免发动机20的自主和远程起动的空间。

在继续参照图2至4的情况下，现在参照图5，示例充电系统70与车辆60一起使用。当车辆60在非行驶周期期间被停放时，充电系统70保持电池12有足够的电荷以起动发动机20。在本示例中，来自电池12的电力用来给辅助电池16充电，辅助电池16然后给起动机18供电。在另一个示例中，起动机18用来自电池12的电力而不是移动到辅助电池16的电力供电。在本示例中，辅助电池16需要一些电力以当起动车辆时控制接触器的关闭。

系统70包括控制器72、牵引电池12、辅助电池16、起动机18和发动机20。在本示例中，辅助电池16通常给起动机18供电以当起动发动机20时用曲柄起动发动机20。

示例控制器72至少包括存储器部分、处理部分和内部计时器。控制器72接收来自辅助电池16和牵引电池12两者的荷电状态信息。在另一个示例中，控制器72接收仅来自辅助电池16或仅来自牵引电池12的荷电状态信息。

示例处理器可操作地连接到存储器部分和内部计时器。处理器可以被编程以执行存储在存储器部分中的程序。该程序可以被存储在存储器部分中作为软件代码。

存储在存储器部分的程序可以包括一个或多个附加或单独的程序，这些程序中的每个包括用于实施与电动车辆的充电方法相关联的逻辑功能的可执行指令的有序列表，如将在下面所描述的。

在行驶周期结束时，车辆60被停车且点火开关断开。这开始车辆60的非行驶周期。

在非行驶周期期间，牵引电池12的荷电状态和辅助电池16的荷电状态可以随时间而降低。例如，如果牵引电池12是具有在行驶周期结束时15％荷电状态的25ah电池，则牵引电池12的荷电状态可以在随后的非行驶周期期间下降到5％。下降可以由于当车辆60被停放持续延长的一段时间时牵引电池12的自放电。

在非行驶周期期间，控制器72周期性地被唤醒并且再评估牵引电池12的荷电状态和辅助电池16的荷电状态。控制器72可以依靠内部计时器来评估何时被唤醒。在另一个示例中，控制器72不定期性地被唤醒。唤醒之间的时间可以改变。唤醒的计时可以基于电池12和16的一个或两者的温度，或电池12和16的电压。

在非行驶周期期间，在接收牵引电池12的荷电状态信息和辅助电池16的荷电状态信息之后，控制器72将荷电状态与阈值荷电状态进行比较。例如，存储器部分可以存储阈值荷电状态。

如果辅助电池16的荷电状态低于阈值，且牵引电池12的荷电状态低于阈值，则控制器72可以起动发动机20以给牵引电池12充电。因为控制器72可以起动发动机20而不响应于用户输入，所以起动被认为是发动机20的自主起动。

值得注意的是，控制器72在起动发动机20之前验证车辆60处在适合起动发动机20的区域。在本示例中，控制器72执行程序以评估车辆60是处于封闭空间还是开放空间。

如果车辆60处于开放空间，则发动机20驱动发电机26以产生用于给牵引电池12充电的电力。来自牵引电池12的电力可以用来给辅助电池16充电，以使起动机18可以用曲柄起动发动机20。

充电将牵引电池12的荷电状态带到阈值荷电状态或超过阈值荷电状态。在充电之后，控制器72关闭发动机20并且睡眠持续一段时间。控制器72然后被唤醒且再评估电池12和16的荷电状态。

当操作员返回到车辆60以开始另一个行驶周期时，发动机20可以用曲柄起动，因为在非行驶周期期间，控制器72已将电池12和16的荷电状态保持在阈值或超过阈值。

如上面所提到的，控制器72验证在起动发动机20之前车辆处在适合于起动发动机20的区域。在某些情况下，发动机20自主起动是不期望的。例如，车辆60可能被停放在封闭空间中，其中与操作发动机20相关联的废气是不期望的。如果车辆60处于开放空间而不是封闭空间，则控制器72开始发动机20的自主起动。如果车辆60处于封闭空间，则控制器72避免起动发动机20。

系统70比较温度以确定车辆60是处于封闭空间还是开放空间。在本示例中，控制器72可操作地连接到接收器76和传感器78。

接收器68可以接收通过全球定位系统(gps)卫星80传送的温度信息。气象站可以提供温度信息。其它示例可以包括从天气网(weather.com)、本地天气广播或另一互联网可访问介质提供用于区域的温度信息给接收器76。

如果车辆60处于开放空间，则温度信息是用于围绕车辆60的区域的预期温度。预期的温度可以基于车辆60的gps坐标。例如，如果车辆60处在特定城市，则卫星80将该城市的外部空气温度信息传送到车辆60。本领域技术人员和本发明的益处将理解如何使用例如气象站、gps卫星或两者来获取用于特定位置的预期温度。

传感器78为控制器72提供车辆外部的实际温度。传感器78可以被安装到车辆60并且被配置为监测车辆60周围的实际温度。

实际和估算的温度测量可以同时采取以使测量同步。同步可以通过要求车辆控制器按照gps时间戳进行。

控制器72将车辆60外部的预期温度与车辆60外部的实际温度进行比较以确定车辆60是处于开放空间还是在封闭空间。如果车辆60处在封闭空间内，则控制器72避免自主起动发动机20。

通常，如果车辆60处于开放空间，则预期温度和实际温度将彼此追踪。然而，如果车辆60处于封闭空间，则预期温度和实际温度可以不彼此追踪。封闭空间可以与周围区域隔离，这可以使预期温度和实际温度不同。封闭空间还可以具有通过例如暖通空调(hvac)系统调节的它的温度，这可以使预期温度和实际温度不同。

现在参照图6并继续参照图2至5，通过控制器72使用的示例方法100使用信号频率响应谱分析来将预期温度与实际温度进行比较。该比较使方法100能够评估车辆60是处于开放空间还是封闭空间。方法100在开始步骤104开始并且移动到步骤108以评估车辆60是否已点火开关断开。如果车辆60尚未点火开关断开，则方法100返回到开始104。如果是，则方法100认为车辆60被停放且移动到步骤112。

在步骤112，方法100读取通过接收器76获取的来自气象站的预期温度和通过传感器78获取的实际温度。预期温度可以通过使用车载车辆60的gps定位器来获取。gps定位器可以确定车辆60的位置作为车辆60的点火开关断开周期的一部分。接收器76然后检索用于那个位置的温度信息以提供预期温度。

控制器72可以用在设定时间段内以一定间隔用预期温度和实际温度读数填充数据库。例如，间隔可以是每小时，并且时间段可以是二十四小时。在二十四小时之后，数据库将用二十四预期温度和二十四实际温度填充。

控制器72可以将预期温度和实际温度与时间戳相关联以确保预期温度和实际温度同时采取。

在一些示例中，气象站每隔一设定的间隔(比如，每十五分钟)更新用于给定区域的预期温度。控制器72测定其唤醒的时间以与来自气象站的更新同步。

如果预期温度和实际温度不同时采取，则可以要求重新采样预期温度、实际的温度或两者。重新采样或重新收集温度信息确保预期温度和实际温度同时被收集。

方法100接下来从步骤112移动到步骤116。在步骤116，方法100确定预期温度和实际温度的足够读数是否可用于频谱分析。如果不是，则该方法返回到步骤112以收集附加预期温度和实际温度。如果是，则方法从步骤116移动到步骤120。

认为适合用于频谱分析的读数的量可以变化。在本示例中，每隔一小时间隔的二十四预期温度读数和二十四实际温度读数被认为足够用于频谱分析。方法100可以改变读数的量、所需的间隔和总的时间段。增加这些和其它变量中的一个或多个可以增加频谱分析的置信度。

在步骤120，方法100执行每个一小时间隔的预期温度和实际温度之间的差的频谱分析。

方法100然后从步骤120移动到步骤124。在步骤124，方法100评估在步骤120来自频谱分析中的差是否小于阈值变化水平。如果是，则方法100在步骤128提供车辆处在开放空间内的指示。如果误差信号不小于阈值变化水平，则方法100在步骤132提供车辆处在封闭空间内的指示。

在步骤124，决策逻辑可以包括停止步骤128和步骤132之间频繁切换的增量(delta)值。例如，在不同频率点比较振幅之后，如果差小于第一阈值，则对象被认为在开放空间内。如果该差大于第一阈值和增量值，则对象被认为在封闭空间内。否则，步骤124继续步骤128或步骤132的现有初始决策。增量值技术可以通过本领域的技术人员和本发明的益处来理解。

应当理解的是，如果车辆60处于开放空间，则预期温度和实际温度之间的差将具有平坦的、接近于零的振幅频率，因为车辆测量温度将由于不受限制的热交换而追踪外部温度。另一方面，如果车辆60处在封闭空间，则在预期温度由于封闭空间内的区域和封闭空间外的区域之间的热交换的限制而随时间变化的情况下，预期温度和实际温度之间的差将具有显著值。因此，如果来自气象站的预期温度随时间变化，并且在不同的时间预期温度和实际温度之间的差小于阈值变化水平，则车辆60被认为处于开放空间。否则，车辆60被认为处于封闭空间。

阈值变化水平124可以被校准且是可调节的。应当理解的是，相对高的误差信号表示预期温度读数和实际温度读数之间的变化的高水平，这通过方法100被解释为车辆处在封闭空间内。

响应于步骤124，如果多个预期温度的第一频谱和多个实际温度的第二频谱之间的误差信号小于阈值变化水平而变化，则控制器72提供车辆60处于开放空间的指示。该指示可以包括允许车辆60的自主起动。

响应于步骤124，如果误差信号处在阈值变化水平或超过阈值变化水平，则控制器72提供车辆60处于封闭空间的指示。该指示可以包括阻止车辆60的自主起动。

在一些示例中，控制器72包括将关于车辆60自主启动已被允许或阻止的通知发送给操作员的收发器。

在一些示例中，车辆60可以进一步使用时间温度的差来评估。如结合方法100所解释的，如果车辆60处在开放空间，则预期温度和实际温度之间的温度误差信号在设定时间之后将是平坦的并接近于零误差。设定时间可以是校准时间，即，二或三小时。因此，在一些示例中，方法100可以仅核查温度误差信号的尾部，以确定车辆60是处于封闭空间还是开放空间。

响应于误差信号分析，如果多个预期温度和多个实际温度之间的误差信号小于阈值，则控制器72可以提供车辆60处于开放空间的指示。该指示可以包括允许车辆60的自主起动。

响应于误差信号分析，如果误差信号处在阈值变化水平或超过阈值变化水平，则控制器72提供车辆60处于封闭空间的指示。该指示可以包括阻止车辆60的自主起动。

在一些示例中，控制器72包括将关于车辆60自主起动已被允许或阻止的通知发送给操作员的收发器。

现在参照图7并继续参照图2至5，将预期温度与实际温度进行比较的另一个示例方法200使用相关分析来确定车辆60是处于封闭空间还是开放空间。例如，相关分析可以确定用来估算存储在控制器72的存储器部分中的预期温度和实际温度之间的皮尔逊相关的样品相关系数。

方法200在开始204开始，并且然后移动到步骤208，步骤208评估车辆60是否点火开关断开。如果车辆60尚未点火开关断开，则方法200返回到开始204。如果是，则方法200认为车辆60被停放且移动到步骤212。

如果车辆60点火开关断开，则方法200从步骤208移动到步骤212，步骤212读取预期温度和实际温度。控制器72可以收集一段时间内的预期和实际温度，如关于图6的方法100进行描述的。

方法200然后从步骤212移动到步骤216，步骤216评估是否足够的读数已被收集来执行相关分析。足够用于相关分析的读数的量可以变化。应当理解的是，增加的读数的数量导致相关分析中较高的置信度。如果足够的读数未被收集，则方法200从步骤216移动到步骤212以收集附加预期温度和实际温度。

如果足够的读数存储用于相关分析，则方法200移动到步骤220，步骤220执行相关分析。相关分析提供步骤212中收集的预期温度读数和实际温度读数之间的相关系数。

方法200然后移动到步骤224，步骤224确定相关系数是否小于阈值相关值。如果相关系数小于阈值相关值，则方法200在步骤228提供车辆处于开放空间的指示。该指示可以包括允许车辆60的自主起动。

如果相关系数不小于阈值相关值，则方法200在步骤232提供车辆处于封闭空间的指示。这个指示可以包括阻止车辆60的自主起动。在步骤224，增量值可以并入到决策中以避免步骤232和步骤228之间的频繁切换。

在一些示例中，控制器72包括将关于车辆60自主起动已被允许或阻止的通知发送给操作员的收发器。

与实际温度良好相关的预期温度表示车辆60处在开放空间内，因为封闭空间相对于预期温度没有影响实际温度。当处于封闭空间时，车辆60可以读取非常高于车库外部温度的实际温度。例如，在用于特定区域的预期温度范围从90度至100度的一天，通过传感器78收集的实际温度可以从90度增加到120度。来自传感器72的实际温度读数因此不与预期温度读数良好相关，并且方法200将这个相关的缺乏解释为车辆停留在封闭空间内。

使用频谱分析的图6的方法100和使用相关分析的图7的方法200可以通过控制器72单独或一起使用。也就是说，控制器72可以执行频谱分析、时间温度分析和相关分析或这些的一些组合。如果方法100和200所有都表示车辆60处于封闭空间，则车辆停留在封闭空间内的置信度被增加。

在一些示例中，方法100或方法200可以进一步包括将用于车辆周围的实际照明条件与用于车辆周围的区域的预期照明条件进行比较的步骤。例如，车辆可以包括照明传感器，该照明传感器与控制器72一起检测对应于邻近车辆60的区域的照明水平。

控制器72利用通过卫星80从气象站接收的天气状况来评估通过照明传感器提供给控制器72的照明水平是否对应于预期照明水平。如果，例如，提供给控制器72的天气状况表示车辆60在晴天期间被停放，但照明传感器提供对于车辆周围60的区域的照明水平很低的信息给控制器，则方法100或200可以利用这种差异作为车辆60停留在封闭空间的进一步表示。车库64例如可以在晴天具有比车库64外部的开放空间更少的光。

如果车辆60被停放在开放空间，则通过照明传感器提供给控制器72的照明水平应该紧密匹配用于停放的车辆的天气状况。

在一些其它示例中，方法100或方法200可以包括评估通过车辆60接收的视频信号或蜂窝信号是否特别弱或小于振幅阈值的步骤。控制器72可以将弱的或不存在的视频或蜂窝信号解释为车辆60处在封闭空间(例如地下停车场)的指示。在这样的示例中，控制器72不能够获取揭露车辆60的gps位置和外部温度的通信信号。

上述所公开的示例性实施例的一些的特征包括自主地给电动车辆充电以避免用曲柄起动内燃发动机的不足的电荷，其可以导致无起动。然而，如果电动车辆处在封闭空间，则自主充电不发生。本文所描述的方法可以使用温度信息来评估车辆是处于封闭空间还是开放空间。

本质上，前面的描述是示例性的而不是限制性的。对于本领域技术人员而言，不一定脱离本发明的实质的所公开的示例的变化和修改变得显而易见。因此，给予本发明的法律保护的范围只能通过研究下面的权利要求来确定。