一种用于减少车辆产生的二氧化碳排放的系统和方法与流程

本发明涉及公路车辆，特别涉及一种包括提供减少二氧化碳（CO2）排放可能性的综合乘用车辆的系统。

背景技术：
由于城市和大都市中的车辆拥堵，来自乘用车辆，特别是CO2排放的污染是一个日益严重的问题。世界上许多地方政府已经通过要么直接向车辆制造商引入所谓的烟尘排放税或环境税，要么通过基于用户的车辆产生的CO2向他们征税来实施法律，以试图减少来自乘用车辆的二氧化碳的排放。此外，在一些国家，在各大城市正引入拥堵费来阻止乘用车辆的使用。因此，许多政策的讨论和研究集中于常常被称为“最后一英里的问题（thelastmileproblem）”，也就是，如果在市中心阻止市民使用私人车辆，那么他们如何从最后的外围停车场或最后的公共运输节点（例如有轨电车站或公交车站）到达他们的最终目的地。还已知的是，政府机构正通过规定日益严格的强制性的平均排放目标，以及生态创新信用和过量排放处罚来控制针对汽车制造商的车队-平均排放量（fleet-averageemissions）。已知提供一种具有产生CO2的主车辆和能够被该主车辆运输而在使用时实质上产生零CO2的副车辆的复合车辆。这种复合车辆的一个示例是具有用于运输自行车的自行车车架的乘用车辆。如果自行车由乘用车辆运输，并且每当这样做是可行时被使用，那么CO2排放的显著减少和减少拥堵是潜在有效的。然而，目前没有机制或使用指南可用以鼓励两辆车辆的最佳可能的使用。因此，存在一种能够协助减少CO2排放和城市拥堵的复合车辆和一种鼓励更智能的车辆使用的方法的需要。

技术实现要素：
本发明的目的是提供一种减少公路车辆产生CO2排放，从而潜在地减少个人车主和/或用户、车辆制造商和环境的成本，并克服了最后一英里的问题的系统和方法。本发明的第一方面是提供一种用于减少车辆产生的二氧化碳排放的系统，该系统包括由主车辆和副车辆组成的复合车辆，该主车辆具有产生二氧化碳排放的发动机，该副车辆产生低于主车辆的二氧化碳排放，并可由主车辆运输；至少一个检测副车辆是否从主车辆移除的装置；如果从主车辆移除了副车辆则固定主车辆的固定装置；用于存储关于主、副车辆的使用的信息的数据存储装置；用于显示关于主、副车辆的使用的信息的用户界面装置；用于提供关于副车辆的使用的潜在机会的用户提示装置以及用于传递关于两辆车辆的使用的信息给第三方的装置。数据存储装置可包括至少一个用于存储关于主、副车辆的使用的数据的存储器单元。可安排所述至少一个存储器单元存储主车辆行驶的距离、主车辆运动的时间印记、主车辆的开关接通事件的时间印记、主车辆消耗的能量、通过使用主车辆产生的二氧化碳、副车辆行驶的距离、副车辆运动的时间印记、副车辆的开关接通事件的时间印记、副车辆消耗的能量和通过使用副车辆产生的二氧化碳中的至少一个。用于显示关于主、副车辆的使用的信息的用户界面装置可以包括显示主车辆行驶的距离和副车辆行驶的距离的显示器、提供与目标使用相比主车辆的实际使用的指示的显示器、显示基于主、副车辆的实际使用的主车辆的补偿使用的显示器中的至少一个。该系统可包括固定主车辆的固定装置和检测副车辆是否已经从主车辆移除的装置。该检测副车辆是否已经从主车辆移除的装置可包括检测副车辆是否已经从主车辆移除的物理传感器、在主、副车辆之间的可操作以确定副车辆何时远离主车辆的非接触式通信链路和以下电子系统中的至少一个；该电子系统用于追踪主、副车辆的地理位置，比较主、副车辆的位置，并且如果主、副车辆各自的地理位置相差超过预定量，则提供指示副车辆移除的输出。该非接触式通信链路可以通过射频识别和近场通信中的一个实现，以及包括在每辆车辆上的有源射频标签和无源射频标签中的一个和读取该射频标签的输出的射频读取器。该系统可进一步包括用于存储关于主、副车辆的使用的信息的数据存储装置和用于显示关于主、副车辆的使用的信息的用户界面装置。该系统可进一步包括用于显示关于副车辆的使用的潜在机会的信息的用户提示装置。该系统可进一步包括导航系统和用户提示装置，该导航系统能够基于用户的输入确定机动车辆的当前位置和主车辆的目的地；该用户提示装置包括显示器，该显示器能够基于关于主车辆的目的地、主车辆距它的目的地的接近程度和目的地附近的停车场的位置的信息，为主车辆的用户指示副车辆的使用时机何时出现。副车辆的使用时机可包括使用副车辆的成本优势、使用副车辆的行驶时间优势和使用副车辆的环境优势中的至少一个。为了在副车辆上使用，主车辆的导航系统和用户提示装置中的至少一个可从主车辆上移除，以使副车辆能够继续行进到目的地并指导该副车辆返回到主车辆。目的地信息可从主车辆传递到副车辆，以使副车辆能够继续行进到目的地并指导该副车辆返回到主车辆。用于存储关于主、副车辆的使用的信息的数据存储装置、用于显示关于主、副车辆的使用的信息的用户界面装置和用于提供关于副车辆的使用的潜在机会的信息的用户提示装置中的至少一个可通过便携式通信设备形成。射频读取器可以是形成为便携式通信设备的整体的一部分和可操作地连接于该便携式通信设备的其中一种。使用副车辆可实质上地产生零CO2排放。使用的信息可无线传递。作为选择，使用的信息可通过物理连接传递。根据本发明的第二方面，提供了一种操作复合机动车辆的方法，该复合机动车辆具有产生二氧化碳排放的主车辆和对于同样的行程使用其产生显著低于主车辆的二氧化碳排放的副车辆，其中该方法包括只要副车辆与主车辆嵌套在一起则允许主车辆的常规操作的步骤，以及如果副车辆被从主车辆移除则固定主车辆的步骤。使用副车辆可实质上地产生零CO2排放。根据本发明的第三方面，提供了一种用于减少车辆产生的二氧化碳排放的方法，其中该方法包括：提供产生二氧化碳排放的主车辆和产生显著低于该主车辆的二氧化碳排放的副车辆，提供用于监控主、副车辆的使用的装置，提供用于存储关于主、副车辆的使用的信息、显示关于主、副车辆的使用的信息和显示关于副车辆的使用的潜在机会的信息的装置。使用副车辆可实质上地产生零CO2排放。该方法可进一步包括提供如果副车辆从主车辆移除则固定该主车辆的固定装置。附图说明现将通过举例的方式，参照附图描述本发明，其中：图1是根据本发明的第一方面的包括复合车辆的系统的第一实施例的方框图；图2是根据本发明的第一方面的包括复合车辆的系统的第二实施例的方框图；图3是根据本发明的第一方面的包括复合车辆的系统的第三实施例的方框图；图4是形成图3所示的复合车辆的一部分的组合的电池和电动机单元的侧视图；图5是类似于图4的图，但显示了连接于车轮的组合的电池和电动机单元；图6是根据本发明的第一方面的包括复合车辆的系统的第四实施例的方框图；图7是根据本发明的第二方面的操作复合机动车辆的方法的流程图；以及图8是根据本发明的第三方面的减少乘用车辆产生的二氧化碳排放的方法的流程图。具体实施方式首先，参见图1，显示了系统5，该系统5包括由四轮公路车辆、例如汽车的形式的主车辆或主体车辆6和自行车7的形式的副车辆7组成的复合机动车辆。此处术语“复合车辆”意味着由形成具有不同CO2产生水平的两个部分的运输系统的两辆车辆组成的车辆。车辆中的一辆可被另一辆运输，且它的使用产生更低水平的CO2排放。术语“复合车辆”不涉及制备两车辆中的任何一个的材料。还应理解的是，“复合车辆”能够由设计并制造用作复合车辆的两辆车辆组成，或者能够是独立设计并制造的两辆车辆，其能够通过使用适当的附加部件如硬件、软件和固件来结合，以形成复合车辆。这样的一个示例可以是传统的或混合动力的车辆与能够通过车架被该车携带并安装附加的部件以产生复合车辆的功能的自行车。还应理解的是，能够存在不止一个被主车辆运输的副车辆。当副车辆7不使用时，主车辆6运输该副车辆7，在这一情况下，副车辆7被携带在安装于主车辆6的后面的车架上。该车架具有两个用于在主车辆6上安装或嵌套该副车辆7的支架13。副车辆7分别具有前车轮和后车轮16F和16R和脚踏板（未示出），当使用时，其能通过该脚踏板被用户推动。主车辆6具有由产生CO2的发动机10通过变速器（未示出）驱动的前车轮和后车轮8F、8R。发动机10可以是产生CO2排放的任何形式的发动机，而在这个实例中，发动机10是火花点火的汽油发动机。主车辆6包括作为系统5的一部分的如图所示包含单个单元的电子单元20，然而作为选择，该电子单元可包括连接在一起以提供所需功能的数个单元。因此，电子单元20能包括发动机控制单元，安全和保障单元，一个或多个存储操作数据的存储器，一个或多个微处理器以及一个或多个提供信息以向主车辆6的用户显示的单元。在所示的示例中，电子单元20可操作地连接于系统5的其他部件，该其他部件为以下形式：用于测量主车辆6的行驶距离的距离传感器11、用户界面12、用户控制的超驰控制装置19、连接器15，并且该电子单元20通过连接器15可操作地连接于安装在副车辆7上的副电子单元21。应理解的是，作为对距离测量传感器11的替代或附加，主车辆6可以具有计算每千米行程的实际CO2排放量的能量使用传感器和/或测量来自主车辆6或来自主车辆6和副车辆7的瞬间和累积的CO2排放量的CO2排放传感器。用于测量副车辆7的行驶距离的距离传感器22可操作地连接于副电子单元21。副电子单元21向主电子单元20提供关于副车辆7的使用，特别是副车辆7行驶的距离的信息。副电子单元21还可向主电子单元20提供能够被电子单元10使用的识别信号，以确定副车辆7是与主车辆6嵌套还是已经移除。应理解的是，当副车辆7从主车辆6移除时，副车辆7和电子单元20之间通过连接器15的连接被破坏，这能够被用于指示副车辆7已经从主车辆6移除。连接器15的断开能够以多种方式被感应，可以使用接近传感器感应连接器15的两部分是否连接，或者没有信号正从副电子单元21被接收的事实能够被电子单元20用作指示副车辆7已经被移除。还应理解的是，可以以不依赖于连接器15的状态的其他方式感应副车辆7的移除。例如，在主、副车辆6和7之间的非接触式通信链路能够被用以确定副车辆7何时远离主车辆6。也就是说，副车辆7能够传送低功率的红外线或射频信号，并且当该信号不能被主车辆6接收时，假定副车辆7已经被移除。作为选择，能够提供电子系统以追踪主、副车辆6和7的地理位置，比较主、副车辆6和7的位置，并且如果主、副车辆6和7的各自地理位置相差超过预定量，则提供指示副车辆7移除的输出。在本发明的一个实施例中，只要副车辆7移除，就使主车辆6固定，以便阻止两辆车辆6、7的平行或双重使用。为此，提供包括电子控制器的固定装置作为系统5的一部分，如果副车辆7从主车辆6移除，那么该固定装置可操作以阻止发动机10的运行。该电子控制器能够被形成作为电子单元20的一部分，或者能够是独立的单元并能够使用现有车辆的功能。例如，如果需要固定主车辆6，那么当其被锁定时用于固定主车辆6的同样的装置，例如安全和保障单元，能够被用于进行固定，从而减少任何额外的与使用本发明关联的成本。本发明的另一方面的优点是存储关于主、副车辆6和7的使用的信息。因此，系统5包括用于存储关于主、副车辆6和7的使用的信息的数据存储装置。在一实施例中，数据存储装置包括一个或多个形成作为电子单元20的一部分的存储设备。存储的信息能够用于向复合车辆的用户提供关于主、副车辆6和7的使用的信息，或者该信息能够被监管机构通过所谓的检查端口（未示出）从电子单元20提取，以用于包括征税的其他用途。当前行程的数据能够可选地仅在主车辆6中临时地存储，随后为累积车辆历史存储被传送到监管机构和/或主车辆6的制造商。例如，如果在电子单元20中存储的数据指示主车辆6已行驶了9500km，并且副车辆已行驶了500km，那么这能够被用于调整应付税费以便鼓励更多地使用副车辆7。例如，在英国公路，消费税目前基于每千米排放的CO2的克数，各种范围和消费税率生效。下表1提供了当前的排放范围和征收的税款。表1例1，假设用户在一年内使用主车辆6完成了9500km以及使用副车辆7完成了500km。然后，如果主车辆6引用的CO2级别为105g/km，那么用户当前将需要支付公路税费20英镑。但是，如果考虑到两辆车辆的总的使用，那么20英镑的潜在节约将被提供给驾驶者：(9500*105)/10000=99.75g/km。例2，假设主车辆6是180g/km的车辆，并且被用于行驶5500km，以及副车辆7被用于行驶600km。在这种情况下，由于重新计算排放量为：(5500*180)/6000=165g/km，潜在的税费节约为45英镑。应理解的是，这些节约是基于当前的税收系统，并且该系统能够被改变以进一步地提高这种节约，例如为增加副车辆的使用提供增加的节约。例如，如果从主车辆6的使用中扣除副车辆7的使用，而保持总的距离不变，然后使用以上例1和例2的数值：-例3((9500-500)*105)/10000=94.5g/km例4((5500-500))*180/10000=90.0g/km结果分别潜在地节约了￡20和￡210。车辆制造商能够要么通过直接地影响他们的车队-平均排放量，要么通过接收使用生态创新技术的信用潜在地受益于这一减少。因此，由于减少城市中心拥堵和污染水平的他们的连带利益，车队-平均排放量目标能够被用以激励复合车辆的提升。有利地，系统5包括作为主车辆6的一部分的用于显示关于主、副车辆6和7的使用的用户界面12。这可以是显示使用的简单计量器或计算器，或者可以是在其上显示关于使用的信息的显示屏。例如，用户界面12能够显示主车辆和副车辆行驶的距离、与目标使用相比的用以满足征税或其他使用标准的主车辆的实际使用的指示、或者基于例如以上例1至4给出的主车辆和副车辆的实际使用的主车辆补偿使用中的一个或多个。这将给复合车辆的用户带来修改他们的使用模式的机会，以最小化CO2排放和/或最大化税费节约。另一种可能是为主车辆6提供导航系统（未示出）作为系统5的一部分，该导航系统能够确定主车辆6的当前位置以及基于用户的输入确定主车辆6的目的地。在这种情况下，还将提供用户提示装置（未示出）以分析来自导航系统的位置信息并通过显示器向主车辆6的用户提供“输出”，该显示器可以是用户界面12或者可以是单独的显示器，例如导航系统的显示屏。应理解的是，用户提示装置能够包括形成作为电子单元20的一部分或者作为导航系统的一部分的电子处理器，以产生“输出”。基于关于主车辆的目的地、主车辆6到它的目的地的接近程度和目的地附近的停车场的位置的信息，显示的信息能够被用于为主车辆6的用户指示副车辆7的“使用时机”何时出现。该“使用时机”还能包括提供整个行程的全部成本的权衡计算，包括燃料使用、停车场的可选方案、拥堵费等等，覆盖相应的行驶时间，以向驾驶者提供最佳方案，例如最便宜的行程、最快的行程、最环保的行程等等。例如，如果主车辆6的目的地位于城市内，那么用户提示装置能够计算距目的地的“使用距离”，针对该“使用距离”，使用副车辆7将是合理的或由于拥堵使用副车辆7将有意义，并且随后找出由目的地和该“使用距离”限定的区域内的停车场，该停车场能够被用以停放主车辆6。然后，当从导航系统感应到要到达由“使用距离”限制的区域时，提示装置会通过显示器发出建议讯息，例如：“建议使用副车辆。您希望使用副车辆吗？”。如果回答为“是”，则用户提示装置将自动选择最近的停车场并重置导航系统的目的地为该停车场。如果驾驶者决定不换到副车辆7，从而忽略用户提示装置的建议，则会发出许多提醒和进一步的警告以鼓励使用副车辆7。在一些实施例中，系统5包括超驰控制装置19，当副车辆7移除时，为了超驰控制主车辆6的固定，超驰控制装置19能够被主车辆6的用户操作。这将允许在一些情况下车辆的双重使用，例如，主车辆6在维修或保养或者存在使用车辆6、7两者的需要的情况。尽管显示和描述了主车辆6涉及由发动机10驱动的传统机动车辆，但应理解的是，主车辆也可以是混合动力车辆，该混合动力车辆具有发动机和用于驱动主车辆6的一个或多个电动机以及相关联的电池。尽管，目前为止描述了本发明涉及的优选实施例，在该优选实施例中当副车辆移除时，主车辆是固定的，但应理解的是，可以不必这样，假如提供一个或多个鼓励使用副车辆的装置，那么可能产生复合车辆的更智能的使用。也就是说，系统5应当包括至少一个固定装置，以便如果副车辆7从主车辆6移除，固定主车辆6；数据存储装置20，用于存储关于主、副车辆6和7的使用的信息；用户界面装置12，用于显示关于主、副车辆6和7的使用的信息；和用户提示装置，用于提供关于使用副车辆7的潜在机会的信息。现参见图2，显示了包括复合车辆的系统105的第二实施例，该复合车辆由许多方面类似于之前相对图1所描述的主、副车辆106和107组成。如前述，当副车辆107不使用时，该副车辆107由主车辆106运输，且在这一情况下其在主车辆106的负载或行李区中被运输。副车辆107分别具有前车轮和后车轮116F和116R，以及组合的电池和电动机单元125，当使用时，副车辆107通过组合的电池和电动机单元125被驱动。应理解的是，电池和电动机不必形成为单一的组合的电池和电动机单元，该电池和电动机能够是分离的部件。在该示例中，显示的组合的电池和电动机单元125通过输出轴驱动地连接于后轮116R，但将理解的是，能够使用其他的驱动连接，例如皮带传动或链条传动。在这一情况下，副车辆107为电动自行车，但将理解的是，它也可以是电动滑板车或其他的能够在主车辆106的负载区域中方便地装载的小型电动车辆。被发动机110驱动的交流发电机109形式的发电机用于给主车辆106提供电能，并且为了给组合的电池和电动机单元125的电池再充电，还给副车辆107提供电能。通过连接器115给副车辆107提供电能。将理解的是，当主车辆106通过再生制动减速时，副车辆107的电池优选仅使用发电机109充电。使用再生制动从主车辆106回收本来将损失的动能。主车辆106具有前车轮和后车轮108F、108R，且在这一情况下，由产生CO2的发动机110通过变速器（未示出）驱动两前车轮108F。该发动机110能够是产生CO2排放的任何形式的发动机，但在这一实例中该发动机110是柴油发动机。系统105包括作为主车辆106的一部分的电子单元120，其可包括单个单元或可包括连接在一起以提供所需功能的若干个单元。如前述，因此，电子单元120能够包括发动机控制单元，安全和保障单元，一个或多个存储操作数据的存储器，一个或多个微处理器以及一个或多个提供信息以向主车辆106的用户显示的单元。电子单元120可操作地连接于系统105的其他部件，该其他部件为以下形式：用于测量主车辆106的行驶距离的距离传感器111、用户界面112、用户控制的超驰控制装置119、连接器115，并且该电子单元120通过连接器115可操作地连接于安装在副车辆107上的副电子单元121。应理解的是，作为对距离测量传感器111的替代或附加，主车辆106可以具有计算每千米行程的实际CO2排放量的能量使用传感器和/或测量来自主车辆106或来自主车辆106和副车辆107的瞬间和累积的CO2排放量的CO2排放传感器。用于测量副车辆107的行驶距离的距离传感器122可操作地连接于副电子单元121。副电子单元121向主电子单元120提供关于副车辆107的使用，特别是副车辆107行驶的距离的信息。副电子单元121还可向主电子单元120提供能够被电子单元10使用的识别信号，以确定副车辆107是与主车辆106嵌套还是已经移除。应理解的是，当副车辆107从主车辆106移除时，在副车辆107和电子单元120之间通过连接器115的连接被破坏，这能够被用于指示副车辆107已经从主车辆106移除。如前述，通过主、副车辆106和107之间的非接触式通信链路能够独立于连接器115的状态感应副车辆107的移除。作为选择，能够提供电子系统以追踪主、副车辆106和107的地理位置，比较主、副车辆106和107的位置，并且如果主、副车辆106和107各自的地理位置相差超过预定量，则提供指示副车辆107移除的输出。优选地，只要副车辆107移除，就使主车辆106固定，以便阻止两辆车辆106、107的平行或双重使用。因此，主车辆106配有包括电子控制器的固定装置，如果副车辆107从主车辆106移除，那么该固定装置可操作以阻止发动机110的运行。该电子控制器能够被形成作为电子单元120的一部分，或者能够是独立的单元并能够使用现有车辆的功能。例如，如果需要固定主车辆106，那么当其被锁定时用于固定主车辆106的同样的装置，例如安全和保障单元，能够被用于进行固定，从而减少任何额外的与使用本发明关联的成本。系统105也包括用于存储关于主、副车辆106和107的使用的信息的数据存储装置。该存储的信息能够被用于向复合车辆的用户提供关于使用的信息，或者该信息能够被监管机构通过所谓的检查端口（未示出）从电子单元120提取，以用于包括征税的其他用途。用户界面112显示关于主、副车辆106和107的使用的信息，并能够在主车辆106中采取显示使用的简单...