优化驾驶员和车辆性能的系统的制作方法

本发明涉及一种用于优化驾驶员和车辆性能的系统，特别地但不限于用于计算到输入目的地的最经济路线并提供实时驾驶员引导的系统。

背景技术：

卫星导航系统通常为驾驶员提供选择到达给定目的地的最短或最快路线的选项。连接到网络的实时系统有时会提供自动路线规划以避开交通堵塞或事故，并且可以在行程中更新路线而无需驾驶员交互。驾驶员还有可能指示系统避开某些类型的道路，例如b道路或灰尘道路，否则所计算的路线可能会将驾驶员引导到不合适的道路上。

不同的路线可能需要不同的驾驶风格。例如，当在弯道或斜坡很多的道路上行驶时，驾驶员需要反复制动和加速，从而对车辆的燃料经济性产生负面影响。相反，当以稳定的速度行驶在多车道道路上时，如果以正确的方式行驶，则车辆具有更高的燃料经济性。

关于电动车辆也适用同样的原则。在车辆反复制动和加速的情况下，电池将比以大致连续速度行驶的车辆更快地耗尽。

此外，自主车辆(特别是电动自主车辆)可能具有非常有限的范围。因此，仔细规划这些车辆的路线以确保车辆具有足够的燃料或电池电量以完成其行程或停在加油站/充电点是非常重要的。当可能被监控的自动驾驶车辆不由个人驾驶，并且如果车辆路线未经过仔细规划，那么因此解决燃料短缺或耗尽电池的机会有限。

大多数路线规划算法提供的功能通常都非常基础，并且没有考虑驾驶员、车辆或环境特定因素。因此，驾驶员通常只接受由卫星导航系统计算出的最短或最快的路线。即使路线是最短或最快的路线，路线规划算法也不会自动转化为燃料经济性方面最便宜的路线。

本发明试图减轻上述问题。

技术实现要素：

本发明的一个方面提供了一种用于优化驾驶员和车辆性能的系统，所述系统包括路线优化模块，所述路线优化模块被配置为基于驾驶员优先级来计算到输入目的地的路线，其中所述路线优化模块被配置为在所述路线计算中利用模型化的车辆性能变量，其中所述路线优化模块进一步配置成使用驾驶员身份数据，并且其中所述路线优化模块进一步配置成利用车辆状态数据；以及驾驶员引导模块，驾驶员引导模块被配置为向驾驶员提供包括挡位选择和车辆速度的实时引导，其中驾驶员引导模块还被配置为基于观察到的驾驶员行为向驾驶员提供与车辆性能相关的实时反馈。

如何驾驶车辆会严重影响燃料经济性和排放以及其他性能变量。例如，在额外的城市驾驶期间，具有55英里每加仑的特定燃料经济性的车辆只有在车辆以特定速度在特定挡位行驶而不需要制动或加速时才能实现这一点。通过选择到输入目的地的路线，可以最大化车辆性能(即燃料经济性)的因素，这种选择到输入目的地的路线考虑了诸如用于选择路线的模型化的燃料经济性、车辆状态数据和驾驶员数据等因素。因此在计算中使用该信息来选择最合适的路线对于最大化车辆燃料经济性是有利的。即使有特定路线，根据驾驶风格和车型的不同，燃料经济性也会有所不同。一旦特定车辆的燃料经济性为特定路线被模型化，驾驶指令将传达给驾驶员，以便实时寻求尽可能接近模型化的燃料经济性的燃料经济性。

该系统还可以包括通信模块，该通信模块被配置为与网络连接并且接收与路线上的交通状况和事件相关的实时更新，其中通信模块可操作地连接到路线优化模块并且路线优化模块被配置为计算新的路线，以避开路线上的任何这种交通堵塞或事故，这种新的路线被模型化以提供比为原始路线所计算的车辆性能更高的车辆性能。

提供所选择的路线上的实时数据并使用这些数据来连续监测所选择的路线将提供最大性能还是满足驾驶员优先级使得系统在通信模块已经接收到与交通或者例如天气条件有关的实时信息时计算新路线。通信模块与路线优化模块一起使动态路线选择能够考虑环境变量。

本发明的另一方面提供了一种用于优化自动车辆性能的系统，该系统包括与多个自主车辆以及与多个自主车辆中的每一个相关联的相应路线优化模块通信的控制中心，其中每个路线优化模块被配置基于驾驶员优先级计算到输入目的地的路线，其中每个路线优化模块被配置为在路线计算中利用模型化的车辆数据，并且其中每个路线优化模块还被配置成利用车辆状态数据，并且其中车辆被配置为沿着路线保持目标性能。

为了优化自动驾驶车辆的运行时间，仔细规划车辆的路线以最大限度地延长运行时间同时保留足够的燃料/电池电量以应对规划外的变量(例如事故)是重要的。例如，通过使用模型化的燃料经济性，可以计划车辆的路线，以利用车辆的燃料/电池电量的大部分，而不会由于燃料短缺/电池耗尽而导致故障风险。此外，通过沿着路线驾驶车辆来保持目标燃料经济性，车辆的行程可以最大化。

本发明的另一方面提供了一种用于优化驾驶员和车辆性能的系统，所述系统包括路线优化模块，所述路线优化模块被配置为基于驾驶员优先级来计算到输入目的地的路线，其中所述路线优化模块被配置为在路线计算中利用所述模型化的车辆数据；以及驾驶员引导模块，所述驾驶员引导模块被配置为显示实时车辆性能和模型化的车辆数据，并且其中，所述驾驶员引导模块还被配置为提供驾驶员指令，以便辅助驾驶员将所述实时车辆性能与所述模型化的车辆数据相匹配。

提供与实时车辆性能和模型化的车辆数据有关的数据为车辆驾驶员和驾驶员力争的目标提供了简单比较。在许多应用中已经证明，游戏化(gamification)充当了鼓励某些动作的激励。因此，本发明的这个方面以具有最佳燃料经济性的方式为驾驶员提供了驾驶车辆的动机。

本发明的另一方面提供了一种优化驾驶员和车辆性能的方法，该方法包括：i)模型化一个或多个车辆性能变量，ii)使用模型化变量计算到输入目的地的一条或多条路线，iii)选择对于给定变量具有最大性能的被模型化的路线，iv)将驾驶指令传达给驾驶员以优化对于给定变量的车辆性能。

对车辆性能进行模型化的步骤可以包括利用从包括车辆参数、用户输入变量、用户优先级、用户路线输入和实时数据输入的组中选择的一个或多个参数。

该方法可以进一步包括将与实际车辆性能和/或相关驾驶参数有关的数据发送给远程服务器的步骤。

关于与特定路线或特定路线的一部分相关的实际车辆性能的数据可用于改进根据本发明用于计算路线的算法。此外，可以使用相关的驾驶参数来排除与例如在车辆具有自然较差的燃料经济性或者车辆以性能不是优先级的方式驾驶的情况下的异常值性能读数相关的数据。

附图说明

现在将通过参考以下附图来描述本发明：

图1示出了根据本发明实施例的用于优化驾驶员和车辆性能的系统；

图2示出了根据本发明实施例的优化驾驶员和车辆性能的方法。

具体实施方式

包括根据本发明的用于优化驾驶员和车辆性能的系统的车辆包括用于基于输入目的地计算路线的路线优化模块(12)、用于向驾驶员传达建议的驾驶指令以满足目标燃料经济性的驾驶员引导模块(14)和用于使实时交通更新能够被转发到路线优化模块(12)的通信模块(16)。例如，在确定所计算的路线上的交通堵塞或事故时，系统连续监测替代路线以确定哪条路线提供最快行程时间和/或最大的模型化燃料经济性。如果替代路线与行程中选定的变量更接近匹配，则系统将重新计算路线，以沿着重新计算的路线引导驾驶员。

路线优化模块(12)使用许多因素来计算到输入目的地的路线。这些因素可以分组如下：车辆变量、驾驶员输入变量、驾驶员优化优先级、驾驶员路线输入、实时交通数据输入以及对上述任何事项的实时变化。

车辆变量包括车辆型号和车身样式(即掀背车或轿车)、启动/停止技术的存在、变速器类型(即手动或自动)、轮胎类型、轮胎深度、轮胎压力、燃料水平、电池荷电状态、环境外部温度、空调状态(即开/关)、智能加速控制状态和限速器状态。

驾驶员输入变量包括乘客数量、估计的乘客重量、估计的行李重量、拖车装载量、行李架装载量、自行车架装载量。

驾驶员优化优先级包括燃料经济性，nox(氮氧化物)、hc(碳氢化合物)和/或co(一氧化碳)颗粒物排放，到达目的地的时间，开始时间，结束时间，终点。

驾驶员路线输入包括起点、路标点、终点、开始时间和结束时间。

实时数据输入类别包括交通状况、加油站位置和价格、电池充电位置和价格、路线地形、天气状况和交通事故。

车辆变量和驾驶员输入变量由路线优化模块组合以生成车辆的cae(计算机辅助工程)模型，包括车辆重量，燃料类型和水平，nox(氮氧化物)、hc(碳氢化合物)和/或co(一氧化碳)排放，传动效率和燃料效率。

路线优化模块使用上述特征(当前存在)中的每一个来计算到达输入目的地的提供最大的模型化的燃料经济性的路线。

路线优化模块(12)可操作地连接到驾驶员引导模块(14)。驾驶员引导模块(14)在其基本水平上以常规卫星导航系统的方式提供到输入目的地的引导。此外，为了帮助驾驶员满足模型化的燃料经济性，驾驶员引导模块(14)还提供以下输出或驾驶辅助中的一个或多个：sdm模式推荐、速度目标、挡位目标、加速率目标、计划或推荐的休息(或测速计)停靠站、需要的加油停靠站或电池再充电停靠站、驾驶员分数与目标以及优化选择的状态。

驾驶员引导模块(14)可操作地连接到通信模块(16)。除了接收实时交通更新之外，通信模块(16)将由驾驶员引导模块(14)(或路线优化模块(12))收集的数据上传到可以是基于云的远程服务器(18)。由通信模块(16)上传的数据的示例包括：驾驶员风格、车辆使用模式、道路燃料经济性和排放物、驾驶员适应性和驾驶员优先级。

在某些实施例中，基于驾驶员将驾驶风格与传达的驾驶指令进行匹配的能力，系统在完成行程之后分配性能分数。有效地，分数是基于模型化的燃料经济性与实时燃料经济性的相关性。

本发明也适用于代替驾驶员引导模块而将数据从路线优化模块(12)传输到车辆控制单元(未示出)的自主车辆。这些数据的例子包括：路线、速度、充电、充电/加油停靠站以及向中央车辆控制中心的反馈。中央控制中心控制每个自主车辆的输入目的地和行程参数。

前面的说明书并不是为了限制本发明的范围，而是仅以举例的方式给出。说明书应仅用于解释权利要求而没有不适当的限制。