用于车队中的车辆和车队管理系统之间的双向数据通信的远程信息处理系统、方法和装置与流程

发明背景

本发明涉及使车队中的车辆和车队管理系统之间能够进行双向数据通信的远程信息处理(telematics)系统、方法和装置。本发明使属于车队的车辆中的远程信息处理部件能够被编程从而不同的功能能够被提供给车队中的不同车辆。此外，用于给定车辆的编程能够在不同的时间点被改变，从而使车队中的单个车辆能够在不同时间点利用多种车辆程序，用于每种程序的相应功能通过远程信息处理部件被提供。

背景技术：

现在几乎所有车辆都包括用于监控车辆系统和部件的运行状态和性能的传感器和计算机系统。一些车辆还包括用于捕获传感器数据和系统信息以及用于将这些数据和信息传送到外部数据中心的远程信息处理单元。然而，现有系统具有许多限制。例如，一些系统由于蜂窝数据传输的成本、将这种技术并入车队中的每辆车辆的复杂性以及与这种通信能力相关联的功率需求而避免使用蜂窝通信能力。

现有的系统寻求通过使用有限距离的rf通信能力而不是蜂窝通信能力来克服这些困难。例如，美国专利us8,370,268描述了一种系统，其中远程信息处理数据通过车辆中的发射器/接收器和位于设备周围的传感器从车辆被传送到中央数据库。这种系统仅包括中等程度的通信能力，并且当它位于设备外部时不能与车辆通信。同样，美国专利us7,356,494针对一种采用具有存储和处理能力的单独安装的无线基础设施的无线通信系统。这个系统使得车辆中的无线设备能够与无线基础设施进行本地通信，无线基础设施此后定期地与管理系统进行通信。在这个系统中，车辆仅在位于智能无线基础设施附近时通信，并且安装和维护无线基础设施的成本是昂贵的。

市场中的其他系统需要复杂的安装，例如将远程信息处理单元手动线连接到每辆车辆中的传感器和系统。不幸的是，这种手动安装所需的时间和劳动力使得其在车队中使用的成本昂贵且不切实际，特别是在其中车队包含不同车辆制造(make是)和型号(modules)以及车队车辆每两或三年更换一次的情况下。

在现有系统中描述的技术也不允许车队所有者在数据收集和车辆系统功能在车队车辆之间彼此不同或者在单个车辆中在不同的时间点需要不同的数据收集功能和车辆系统功能时容易地管理车辆运行。这意味着目前的技术不能使车队所有人能够管理可以参与多个车辆程序的车队车辆。

技术实现要素：

本发明指向用于车辆和车队管理系统之间数据和信息的通信的方法、系统和装置。本发明采用被安装在车辆中并且被连接至车辆的车载诊断ii端口("obdπ")的远程信息处理控制单元("tcu")。通过将tcu连接至obdii端口，tcu能够通过车辆能源供电。此外，obdii连接使得tcu能够从现有的车辆传感器和计算系统接收数据和信息。这种连接能力使得tcu能够作为售后设备容易且快速地被安装在车队车辆中，而不需要从tcu连接到车辆传感器和系统的耗时的手动直接接线，包括控制器区域网络(“can总线”)。

将tcu直接连接到obdii端口使tcu能够通过obdii端口与oem安装的传感器、电子设备和操作系统进行通信，从而使tcu能够与某些现有的车辆部件进行双向通信。当被安装在车辆中并且被编程用于与特定车辆和其连接的obdii设备一起运行时，tcu可以在车辆内执行特定动作，例如激活车辆系统和部件，包括灯、喇叭和门锁等。tcu也可以被编程为禁用或停用某些车辆系统和组件，例如车辆点火或起动机。这种能力在车辆可以在不同的车辆程序例如租赁程序、共享程序和公司或市政车队程序中被不同的人使用时是非常有用的。

本发明的tcu包括使其能够经由现有的蜂窝电话网络与远程车队管理系统进行双向数据通信的硬件和软件。双向蜂窝通信使得管理系统可以直接从tcu接收数据和信息，并将数据和信息直接传输到tcu，而无论车辆位于何处。这使得管理系统能够简单地传输tcu的运行所需的固件更新和软件。双向蜂窝通信还使得管理系统能够确定正确和完整的编程信息是否已经被tcu接收到，并且能够连续或周期地接收来自车辆的运行数据和信息。由于通信硬件和软件是tcu的部分，当，例如tcu被断开连接或从车辆中被移除时，tcu还可以与管理系统进行通信。

tcu与车辆obdii端口的连接使得tcu能够读取车辆vin，并且传输车辆vin，使得车队管理系统能够将tcu与特定车辆关联。一旦这个信息被管理系统接收到，该特定车辆的tcu正常运行所需的固件和软件更新能够从管理系统被传输到tcu。只要管理系统包括用于车队中的每个制造和型号的车辆的编程，则tcu能够被用于车队中的任何车辆。此外，该设备可以容易地从一个车辆中被移除并且在后续时间点被重新安装在另一个车队车辆中。一旦tcu被重新安装，车队管理系统能够更新固件和软件以使tcu被适当地配置来用于第二(或后续的)车辆。此外，tcu可以被编程来检测和报告从车辆的obdii端口的移除，这意味着管理系统能够检测tcu的未经授权的动作或篡改。

tcu可以通过车队管理系统进行编程或重新编程的简便提供了许多优点。除了在tcu被安装在随后的车辆中时改变编程之外，tcu编程可以在不同的时间点被改变，使得tcu能够在不同的时间点在单个车辆中以不同的可运行“模式”来运行。例如，在一种模式中，tcu可以被编程为以某种方式运行，允许或禁止某些车辆动作，并且以特定的时间间隔传输某些车辆数据和信息。在不同的模式中，tcu可以允许不同的车辆动作、发送不同的车辆数据和信息或以不同的时间间隔(或，例如在特定事件发生时)发送车辆数据和信息。这使得单个车辆能够被用于多个车队程序中，例如车队租赁程序、车队共享程序、公司车辆程序或市政车辆程序。在每种模式下，不同的数据和信息被传输到和传输自管理系统的不同的操作能够被允许。车队管理系统能够通过通知tcu并且发送适用的程序来设置车辆模式，这意味着车辆能够在预先选择的时间或根据管理员的指令从一个车队或程序被切换到另一个车队或程序。从一个模式到另一个模式的变化将通过被传输给tcu的指令来启动。tcu还可以被预编程以响应于某些动作来自动地改变模式，例如其中车辆通过经由无线设备例如移动电话传送的指定的卡密钥或访问代码来被访问。

根据车辆模式，tcu可以以不同的方式控制某些车辆功能，例如用于车辆访问的方法。该模式还可以控制被传输给车队管理系统的车辆数据，包括用于这种传输的时间。例如，tcu可以被编程来在某些事件发生时，例如在车辆访问时、在车辆移动时或在租赁或共享期间的开始或结束时，自动地传送与当前模式相关的数据和信息。

本发明的另外的优点将在随后的具体实施方式和权利要求中进行阐述。应当理解，上述总体描述和下面的详细描述仅仅是示例性和解释性的，并不意味着限制。

附图说明

被并入并且构成本说明书的部分的附图，示出了实施例并且与说明书一起用于解释本发明的系统、方法和装置：

图1是根据本发明的实施例的tcu的示例性图示；

图2是根据本发明的实施例的被安装在车辆中的tcu的示例性图示；

图3是根据本发明的实施例的包括车辆、tcu和车队管理系统的网络环境的示例性图示；

图4是根据本发明的实施例与车辆租赁模式有关的示例性的运行方法的流程图；

图5是根据本发明的实施例与车辆共享模式有关的示例性的运行方法的流程图；

图6是安装tcu的示例性方法的流程图；

图7是再安装tcu的示例性方法的流程图；

图8a和图8b示出了示例性运行方法中的数据传输；

图9是示出一种运行模式中的指令-响应通信的流程图。

具体实施方式

应当理解，本发明的系统、方法和装置不限于本文中描述和公开的特定组件、网络连接或装置，其本身可以变化。还应当理解，本文使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不是限制性的。

如在说明书和权利要求书中所使用的，单数形式“一(a或an)和“该(the)”包括复数指示物，除非上下文另有明确规定。此外，术语“附加(additional)”、“可选(optional或optionally)”、“可以(may)”等意味着随后描述的操作、事件或功能可以是或可以不是必需的，并且该描述包括其中该操作、事件或功能发生和不发生的情况。单词“包括(comprise)”及该单词的变体以及单词“包括(include)”和该单词的变体意味着“包括但不限于(includingbutnotlimitedto)”，并不旨在排除例如其他组件、步骤或操作。“例如(forexample)”和“示例性(exemplary)”是指“...的示例(anexampleof)”并且不旨在传达理想的实施例。

本发明的系统、方法和装置包括用于通过将tcu连接到车辆的obdii端口来在车辆中进行安装的可编程的tcu。tcu包括用于提供蜂窝通信能力的至少一个处理器和芯片集，从而使tcu能够经由现有的蜂窝电话网络进行双向数据通信。通过这种通信能力，tcu可以使其自身和安装其的车辆识别到管理系统，并且从管理系统接收编程，使得tcu可以在安装其的特定车辆中使用。安装后，tcu将检测车辆鉴别信息，并且将这个信息发送到管理系统。管理系统或与管理系统联网的后端(backend)或子系统(subsetsystem)，能够在其后为通过tcu识别的车辆制造和型号选择适当的编程，并且使管理系统向tcu传输固件更新和编程，使其可以被适当地配置在其所安装的车辆中使用。

如图1中所示，tcu包括用于执行程序指令的至少一个处理器10。处理器10能够被耦接至可移动/不可移动的、易失/非易失的系统内存(memory)20和计算机数据存储器(storage)60，用于永久存储或临时存储编程以及系统和传感器数据。内存能够存储计算机代码、计算机可读指令、数据结构、程序模块以及其他数据。例如，但不意味着限制，数据存储器60能够是硬盘、固态驱动器、磁盘、光盘、磁带盒或其他磁存储设备、闪存卡、cd-rom、数字通用磁盘(dvd)或其他光存储器、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)等。还可以提供有多处理器和多核心处理器。

tcu包括通过obdii端口经由35处的连接与车辆通信的i/o通道30。这些通信信道可以是单向或双向的，使得经由obdii设备与车辆传感器、处理系统和总线进行通信成为可能。这些信道提供控制例如门锁定/解锁、喇叭激活以及启用或禁用车辆起动机等特性的激活的离散信号。这些信道还将被用于经由直接连接或无线连接控制那些不存在于汽车的obdii端口上的激活。

tcu还包括使得能够与车队管理系统进行双向蜂窝通信的调制解调器40和相关的天线45。调制解调器40可包括一个或多个通信部件或通信模块，其能够提供蜂窝数据通信能力或移动数据通信能力。调制解调器40能够在运行的国家(country)中在可用的任何频率下工作。尽管3g或4g能力是优选的，但通信类型可包括，但不限于，gprs、edge、umts、1xrtt或ev-do、wimax、hspat、lte和lte-advanced标准。作为可选方案，tcu和调制解调器可以经由卫星通信网络使双向卫星数字音频无线电服务成为可能。

tcu经由obdii端口连接而由车辆供电。作为可选地，或另外地，tcu能够包括与车辆电源的直流12v电力连接。tcu还包括具有电池50的电源供应，以提供备用电力。电池使车辆在停电的情况下或设备与电源断开连接的情况下在有限的时间内使tcu能够运行，包括数据的蜂窝传输。tcu被配置来检测功率损耗或数据丢失，和确定功率损耗或数据丢失是否是由于tcu与obdii端口断开连接或车载电池的问题。例如，tcu和obdii端口之间的电缆可包括连接插头上的推式开关(push-typeswitch)，这将使tcu能够确定电缆是否被插拔，以及检测其何时被拔下。tcu还能够连续地监控电池电压，并且能够被编程来报告逐步的电压衰减。tcu还能够检查tcu电源输入引脚处的功率损耗，以确定tcu是否接收到电力。因此，如果功率损耗发生，tcu将利用来自电池50的电力来通知管理系统。如果tcu报告obdii电缆被断开连接，则管理系统能够在其后确定是否tcu的断开连接被授权，例如其中车辆被计划用于维修，或是否该断开连接未被授权。如果电缆保持连接，并且没有检测到电压衰减，则该系统能够通过检查tcu输入引脚处的电源来确定功率损耗是否是在tcu内或车辆内。

tcu还可以包括在设备外面可见的一个或多个指示灯55，以提供连接状态和电源的指示。其还可以包括蜂鸣器或类似类型的报警器，其能够被编程来在tcu被安装时或在数据或功率连接丢失的情况下激活。不同颜色或图案的灯能够被利用来指示设备的各种问题，并且向安装者提供关于安装成功或失败的指示。

虽然tcu主要地被设计为经由obdii端口从现有车辆传感器接收数据和信息，但是tcu可以本身包括附加的传感器65和其他技术以向车队管理系统提供附加信息。tcu可以包括gps单元70，gps单元70包括接收来自卫星星座的位置信息的接收器，如gps技术中已知的。附加的技术能够被合并入gps接收器中以在车辆位于大都市区和隧道内时提高设备的准确性。例如，能够利用蜂窝三角测量、wifi三角测量和蓝牙三角测量。来自gps单元的数据能够连续地或周期性地，或在特定事件发生时，通过tcu来读取并且被报告给车队管理系统。

tcu还可以包括加速度计80，例如三轴加速度计，以检测和报告车辆碰撞和驾驶习惯。这种传感器能力使tcu能够设置可编程的阈值，并且在加速度计读数超过这些阈值时检测和报告。该阈值能够被设置来检查和报告车辆碰撞、攻击性刹车(aggressivebraking)或加速或tcu的不当处理。这些数据可以被管理系统使用来监控、评估或评价驾驶员行为，以检测事故或触发对车辆的维护。加速度计数据还可以与倾斜度测量值结合起来以检测车辆拖曳或篡改。这些传感器可以被编程为常开传感器以便即使在车辆未使用时检测碰撞、拖曳等。被安装在tcu中的传感器还可以包含其自身的处理器能力。能够被并入至tcu中的附加的传感器包括例如光传感器、占用传感器(occupancysensors)、运动传感器和振动传感器。

附加的传感器和设备还可以被安装在车辆中，并且被直接地连接至tcu以提供附加的系统功能。例如，tcu可以被连接至被安装在车辆上或车辆中的读卡器90以使得使用访问卡的人能够访问车辆。读卡器可以被安装在挡风玻璃上或仪表板中以允许没有钥匙能够进入车辆。读卡器能够经由i/o通道30、专用接口例如串行接口或wiegand接口或通过无线接口例如蓝牙来连接至tcu。还可以包括认证用户或者允许访问车辆或激活车辆的其他设备，包括例如指纹读取器、触摸板传感器或键盘、视网膜扫描设备、呼吸测试仪(或其他清醒测试设备)等。能够在售后市场的基础上被安装在车辆上用于与tcu进行通信的附加的传感器和设备包括占用传感器、烟雾探测器以及用于检测危险或非法物质的传感器。如果车辆包括钥匙存储隔间或锁箱，则用于检测钥匙存在的传感器或用于控制访问该隔间的设备，还可以被安装和放置来与tcu进行通信。

tcu还可以包括专用短距离通信能力，经由通信设备100内建。这种技术将使得能够与tcu进行无线本地通信。例如，如果专用短距离通信技术包括蓝牙能力，则tcu能够例如经由启用蓝牙的移动设备例如智能手机或平板来使车辆无钥匙访问成为可能。为了利用这种技术，授权用户能够按下按钮、提供代码或参与经由移动设备的其他认证方案，从而使无线信号在短距离内被传输并且通过tcu专用短距离通信设备被接收。其后，tcu确认信号是否有效，如果是，则经由obdii接连来指令车辆解锁门。能够被利用于这种类型的通信的无线短距离通信能力、标准和格式包括例如蓝牙、蓝牙le、zigbee、rfid、nfc和wi-fidirect。

短距离通信技术还可以被利用来监控设施处的车辆位置或者检查车辆何时被返回到设施或被从设施中移走。在一个实施中，tcu可以用作发射器(信标(beacon))，并且被放置在场地周围的接收器接收发射的信号并使用内置于设施中的有线或无线协议和通信能力来向管理系统通知车辆的位置。接收器还可以位于设施的出口门处，以允许授权的车辆的外出，并且通知管理系统车辆正在离开该场地。该系统还能够被配置来使得当车辆接近出口门时，管理系统将合同数据传输给门代理，使得门代理能够检查适当的身份证明。在可选的实施中，tcu能够用作接收器，其接收来自位于设施处的信标的信息并且经由tcu蜂窝连接将位置数据传输给管理系统。

附加的功能还能够被提供，其中tcu包括短距离通信能力。例如，具有启用蓝牙的移动设备的用户能够激活车辆部件，例如闪烁灯或吹动汽车喇叭，以便识别场地中的车辆。用户还能够经由移动设备来远程地激活车辆远程启动技术。作为信标运行的启用短距离rf的tcu，能够由用户移动设备来感测，并且在用户的设备上以示出用户相对于车辆的位置的地图来显示，从而帮助用户定位车辆。类似地，当tcu未被安装在车辆中时，启用短距离rf的tcu将允许tcu作为库存中的一件设备被定位和跟踪。专用的短距离通信能力还将使tcu能够接收车对车、车对基础设施和积极的列车控制技术警告和通信，其能够经由tcu被转发给车辆占用人或被传输到管理系统。

具有短距离通信能力的tcu还将使不同车辆中的tcu之间能够进行点对点(peer-to-peer)通信。这在管理车队中是有用的，因为一辆车中的tcu能够经由被安装在附近车辆中的一个或多个tcu与车队管理系统进行通信。以这种方式，当车辆因为故障或信号丢失而不具有蜂窝通信能力时，能够在车辆和车队管理系统之间保持双向通信。通过这种通信链，车队管理系统能够经由附近的tcu或tcu服务，从不能通信的车辆接收数据并且能够将编程和指令传输给这个车辆。

如图1中所示，tcu还包括数据端口110。该数据端口使得能够访问obdii数据用于车辆维护和诊断目的，而不需要断开与tcu的连接。

为了便于安装和编程，tcu的所有部件优选地被封装在单独的、刚性的、防篡改的箱体中，该箱体被设计为牢固地安装在车辆的仪表板下面，具有与车辆obdii端口的电缆连接。然而，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，tcu的某些部件能够被封装在其他地方。例如，tcu能够依赖于位于tcu外部的加速度计或gps单元，包括例如由车辆制造商安装的系统。然而，这种配置增加了编程和安装的复杂性。此外，对外部系统和传感器的依赖使得跟踪tcu和与其运输相关联的状况变得更加困难，因为这些传感器不能在tcu从车辆中被移除的情况下向管理系统提供数据。

tcu优选地包括单个处理器。然而，可选的配置可以利用两个或更多处理器，每个处理器被编程为以不同的车辆模式来运行。例如，一个处理器可以被预编程来在车辆租赁模式下运行，而第二处理器被预编程来在车辆共享模式下运行。在双处理器配置中，控制器120能够被包括以根据由管理系统或通过本文中所描述的其它装置设置的活动模式来激活适当的处理系统。

图1中所示的装置是示例性的，并且不旨在对运行架构的使用范围或功能提出任何限制。该设备也不必被解释为具有与其中所示的组件中的任何一个或其组合有关的任何依赖或要求。

被安装在车辆中的tcu的示例性图示被示出在图2中。obdii被连接到车辆传感器125和车辆网络，例如控制器区域网络或can总线130。附加的车辆传感器、微控制器、主计算机和其他系统135也被连接到can总线。tcu140通过有线连接145从obdii端口接收数据和信息。由于obdii端口被连接到can总线，因此tcu将能访问can总线数据、信息、系统和传感器。tcu还可以被连接至增加到车辆上的外部传感器和设备，例如读卡器150。tcu140经由蜂窝数据网络160与车队管理系统170进行通信。

根据tcu编程，经由obdii端口与车辆连接的tcu，根据tcu编程，能够监控各种车辆系统和传感器，确定车辆状况，并且将指示车辆状态和性能的数据报告给车队管理系统。这包括，例如车辆vin、燃料油位、里程表读数、车辆电池电量、门状态、点火状态、轮胎压力、前灯感应、窗口向上/向下状态、座椅调节状态、电台预设、操作温度、操作压力、车速、发动机燃料空气混合物、油质量、刮水器使用情况、刹车垫状态、气囊布置以及来自车辆传感器和车辆计算机系统的其它数据。tcu还能够从车载通信设备和警告系统例如车对车的和车对基础设施的通信设备和通信系统以及积极的列车控制技术接收和传送通信数据。tcu还能够监控和报告dtc代码(诊断故障代码)和故障指示灯。tcu还监控和报告从tcu部件和传感器得到的数据，包括gps数据、加速度计数据以及imei和sim卡号。根据tcu编程，tcu处理器监视所有这些数据和信息，设置适用的数据并且将适用的数据存储在内存和/或数据存储设备中，并且将数据传输到管理系统。数据的传输可以被编程为在连续的、周期性的或事件驱动的或其组合的基础上发生。不同传输时间选择还能够根据特定的车辆tcu运行模式来设置。tcu处理器还能够采用数据压缩协议和方法，例如mqtt协议，以便限制所需的内存数量或将数据传输以与其相关联的成本最小化。

图3示出了一个采用本发明的网络环境的示例。如其中所示的，管理系统300包括多个子系统，该多个子系统包括例如车队管理服务器305、移动和网络管理服务器310以及预订和租赁应用服务器315。每个子系统可以被连接至一个或多个数据库和处理器。管理系统还可以包括后端系统，其中与不同车队车辆相关联的obdii代码和协议可以被管理和存储。管理系统经由蜂窝网络320和手机信号塔325与被安装在车队车辆330中的tcu进行通信。这些通信系统使管理系统300和每个tcu335之间能够进行双向通信。tcu335包括各种硬件部件，这些硬件部件包括例如处理器、内存(memory)和数据存储能力、传感器以及gps技术。tcu335还包括用于与被安装在车辆上且在tcu外面的传感器进行通信的i/o通道，以及用于将tcu连接至安装车辆传感器和系统的工厂的装置，例如将tcu连接至车辆obdii端口的电缆。tcu335还包括调制解调器和天线，其使tcu和蜂窝网络之间能够经由蜂窝塔进行通信。最后，tcu335可以包括使移动设备340例如用户的移动电话能够进行本地通信的短距离通信技术。短距离通信能力可以如上所述的使tcu能够与被放置在设施周围的传感器、与被安装在附近车辆上的tcu进行通信。使用移动设备，被授权的人可以与车辆tcu330/335进行通信并且远程地启动某些车辆动作。单独地，被授权的人可以经由蜂窝网络连接345、350，经由具有蜂窝通信技术的移动设备340与管理系统300进行通信。

如图9中所示的，tcu可以从车队管理系统接收请求-响应命令。响应于这种命令，tcu能够从车辆传感器和系统获得数据，并且提供响应数据通信给车队管理系统。其中命令必需激活车辆系统，例如，闪亮灯或打开门锁的命令，tcu可以与合适的系统或设备进行通信，启动所请求的动作，通知管理系统该命令被执行，并且在执行命令后(例如，门现在已被解锁)确认这种系统的状态。

tcu还可以监控用于事件触发操作例如低电量指示或碰撞指示的传感器。当这些指示被注意到时，tcu自动地将具有适当数据的信号传输给车队管理系统，其中适当的响应例如计划车辆用于维护或修理能够被启动。

整个车队的车辆可以依据本发明被装备以tcu，使车队管理系统能够监控车辆、收集数据、执行车辆内的命令和管理车辆车队。管理系统能够被配置为集中式系统或分布式系统。其能够在完全地或部分地在云端中或一系列服务器上运行。车队管理系统能够包括多个子系统，包括车辆租赁预订管理、车辆共享预订管理、车队管理以及车辆维护管理。

tcu处理器能够控制tcu部件以允许容易集成到不同类型的车辆中。因而，尽管本发明的tcu明确地预期用于汽车，但其也能够被安装在其他类型的设备，例如但不限于摩托车、卡车、公共汽车、火车、船舶、飞机等。

处理器还能够监视tcu功率损耗并且在需要时限制功率损耗。例如，当车辆正在经历正常运行时，tcu收集数据、将数据传输给管理系统并且从管理系统接收指令。然而，当车辆较长时期未使用被检测到时，tcu可以启动低功率模式，其中tcu使数据收集最小化的，并且蜂窝通信被缩减以便限制车辆电池耗尽的风险。然而，即使在低功率模式中，蜂窝通信应当被周期性地启动以使设备能够接收编程和相关的信息。在tcu断开与obdii端口的连接的情况下，tcu可以进入极限低功率模式，例如其中其仅与管理系统进行通信以报告其位置以及其已经与obdii端口断开连接的指示。

本发明的tcu可以被编程以使车辆能够以不同的车辆模式来运行。本发明的系统、方法和装置使设备能够通过若干不同动作，包括经由预编程的指令或由管理系统发出的命令或者响应于被授权人的某些动作，来在这些不同的模式之间切换。因此，装备有这些tcu的车辆可以被用于多种车队程序，或响应于需求从一个程序切换至另一个程序。在这些不同模式中，不同的车辆运行可以被允许或消减。例如，tcu可以被编程来在其中车辆可用作租赁程序的部分的“租赁模式”中运行。tcu可以被编程，当车辆首先进入这种模式时，使得门被解锁，起动机被启动，并且警报被断开连接，同时车辆将正常地位于租赁实施处，受到车队管理员控制。这辆车可以由持有租赁预订的用户访问，用传统的车钥匙启动，并且在驾驶员的身份证明被确认后驶离场地。在这种模式中，车辆数据例如里程和气量(gaslevel)被监控并且被周期性地传输给车队管理系统。在租赁期完成，当车辆被归还至租赁场地时，tcu可以被编程来将最终的里程和燃料油位传输给管理系统用于开具发票/开具账单目的。租赁预订的完成可以在车辆到达场地时经由启动rf的tcu或经由gps系统自动地记录，或由场地服务员手动记录。

tcu还可以被切换至“共享模式”。在共享模式中，tcu可以被编程来使得车门锁定，车辆起动机被禁用，并且警报被激活，同时地在共享程序中的车辆典型地被存储在不受车队管理员控制的位置中。在共享模式中，用户可以访问车辆并且例如通过在车辆读卡器上挥动访问卡钥匙来启用起动机，而不用钥匙。其他访问方法也可以被利用。tcu通过将所接收到的数据与管理系统在共享预订期间之前传输给tcu的数据进行匹配来确认访问动作。

图4示出了其中车辆tcu被切换至租赁模式(400)的示例性流程图。在这种模式中，车辆被存储在租赁场地中，其典型地是受控位置。在此，车辆可以保持解锁，起动机被启用，以使用户可以方便访问和启动车辆。在这种模式中，tcu启用引擎起动机(410)，禁用访问控制设备(420)例如读卡器，并且解锁门(430)。当租赁期开始时，用户访问车辆(440)，并且发动引擎(450)。tcu记录门被访问且车辆被发动，并且将这个数据传输给管理系统(460)。tcu还可以通知管理系统车辆燃料油位和里程表读数以及系统所有者期望车队管理系统收集的任何其他有关数据。如果场地包括出口代理，数据可以被传输至这个代理以使驾驶员的身份证明可以被核对。在可选的方案中，出口门可以经由先前所描述的本地通信能力来打开。tcu结合gps单元的运行还可以报告车辆正在离开租赁场地位置。

在租赁预订期间，依据租赁模式编程，数据可以通过tcu被收集、监控和传输。在租赁期结束时(470)，例如当gps单元检测到车辆已经进入租赁设施时，tcu将通知管理系统车辆位置，并且将报告车辆里程表读数和燃料油位读数(480)。这些数据可以被管理系统在其生成用于租赁合同的发票时使用。一旦租赁期结束，tcu将检查车辆是否保持在租赁模式中，或是否将要切换至共享模式(490)。如果车辆用于保留在租赁模式中，tcu可以确认门已经保持解锁。如果门已经锁定，tcu可以自动地解锁门。

图5示出了其中车辆tcu被切换至共享模式并且在共享模式中运行的示例性流程图。首先，共享预订(500)通过系统来接收。在适当的时间，典型地在用户寻找访问车辆之前，与预订有关的信息被下载到与预订相关联的车辆的tcu(505)。以这种方式，与该预订相关联的用户能够在适当时间用卡钥匙(或其他访问设备)来访问车辆，甚至其中tcu断开与管理系统的连接。如果车辆已经被置于共享模式中，tcu锁定门并且禁用起动机(510)。在适当时间时，tcu启用共享模式访问功能(515)，例如读卡器。当指定的用户使用适当的访问方法寻找访问车辆(520)时，预订开始。访问车辆被提供并且起动机被启用(525)。在预订期间，依据共享模式编程，数据可以通过tcu被收集、监控和传输。当共享期结束，并且用户离开车辆(530)时，tcu确保门被锁定并且其禁用起动机(535)。tcu还将某些数据例如车辆里程、燃料油位和预订开始和结束时间传输至管理系统(540)。其后，管理系统确定车辆是否将停留在共享模式(545)。如果是，该过程在下一个共享预订中重复。如果确定车辆将被切换至租赁模式(550)，与租赁模式相关联的编程被传输给tcu以使车辆可运行功能以及期望的tcu数据收集和预订协议能够被发起。一旦租赁模式结束(560)，管理系统再次确定车辆是否将要停留在租赁模式的过程，或被切换至共享模式。

用户可以通过卡钥匙、移动设备或其他技术例如指纹扫描或在访问面板上输入适当的代码来访问车辆并且开始共享预订。一旦tcu确定访问尝试是有效的并且与预订相关联，访问将被允许。用户其后能够将车辆驶离。如果访问尝试未被授权，例如其中卡钥匙未被授权，访问将不被允许并且起动机将保持禁用。如果访问被允许，tcu将通知管理系统访问经由所利用的方法被获得，和车辆已经离开存储位置。如果车辆在车库中，tcu可能由于蜂窝连接不可用而不能与管理系统通信。在这种情况下，tcu可以被编程来允许与所接收到的预订信息相关联的持卡者访问和车辆运行，并且一旦通信被重新建立就将向管理系统报告访问和运行。如果通信在访问和运行开始后的一定时间段内未被重新建立，则车辆的进一步运行可以被剥夺。

当共享预订结束时，tcu将通知管理系统车辆所处的位置，并且将确认门已经锁定。在门没有被锁定的情况下，或如果行李箱被打开，则tcu可以被编程来闪烁车灯和/或鸣叫喇叭以提醒用户关闭行李箱和/或锁门。如果汽车被设置为保持共享模式，并且tcu确定它们已被解锁，则门也可能由tcu自动地锁定。

车辆tcu能够以各种方式被切换到不同的模式。车队管理系统能够根据需求为不同的程序指定不同的车辆，预订不同的程序或依据已知的需求模式提前进行预订。例如，在纽约市，商务旅客在工作日利用租赁车辆，而当地居民在周末期间利用共享车辆。依据本发明，车辆能够在两个程序之间进行切换以通过指定某些车辆在周末期间用于共享程序并且在工作日期间用于租赁程序来适应这种需求。

车队管理系统可以例如在没有预订的用户到达设施处来租赁或共享车辆时根据命令切换tcu。tcu还可以响应于用户动作，例如当具有某些权限的车队管理雇员尝试经由读卡器来访问车辆时被切换。如果持卡者具有适当的权限，则车辆可以通过tcu被自动地切换至适当的模式，并且立即提供访问。该模式还能够通过车队成员经由启用蓝牙或nfc的移动技术来进行改变。此外，该模式能够经由tcu与设施或管理系统之间的rf或蜂窝通信基于车辆的位置，例如当车辆达到与特定程序相关联的位置时进行自动地设置。

据设想，tcu能够被设置用于其他的模式，包括本文中未描述的模式。在每种情况下，传感器数据和适合于这种模式的通信可以通过tcu进行收集和传输。例如，车辆可以被切换为使用公司或市政池一段时间。在这些模式中，tcu能够经由访问卡来启用(或防止)车辆访问。编程可以不需要将燃料油位数据传输给管理系统，因为此种数据可能对于分配给公司池一段时间的车辆不是必要的。另一方面，模式能够被创建来用于特定的实体，其中燃料油位数据在每个车辆的每次使用后被电子地报告给这个实体以使该实体能够管理车队中的所有车辆的加油。如果车辆作为公司车队的部分来运行，或在国家或世界的被限制进入某些区的区域中例如靠近边界的位置运行，则tcu模式能够利用地理围栏(geo-fencing)来确保车辆仅在允许的区域内运行。在此种编程被实施，并且用户寻求将车辆进入不被允许的区域的情况下，管理系统将经由gps单元提供的位置来检测这种移动，并且“围栏”区域的侵犯能够被触发。此外，经由与tcu的双向通信，管理系统能够在用户进入禁止领域时例如通过使车辆不动来禁止此种行程。地理围栏在足够的存储或处理能力被提供时能够在tcu内被执行，或当与tcu所供应的gps数据结合工作时能够在车队管理系统内被执行。对于某些类型的车队，gps能够符合适用的法律和公开要求地被使用，以监控或跟踪驾驶者采用的路线或某些活动的时间安排，这可以是公司程序或市政程序中的重要信息。

如果车辆将在美国境外被使用，在世界上的某些地区例如欧洲共同体，则法律和现行惯例可能需要不同的编程。例如，在某些国家，无论车辆何时被停放，车门必须保持锁定。在其他国家中，用户可以用卡钥匙访问车辆，并且随后用被存储在车内的存储隔间中的钥匙来访问车辆。此外，某些预订数据、位置数据或驾驶习惯的收集和传输可能在世界上的某些地区被限制。通过将车辆tcu切换至为了在这些国家或地区使用车辆而特定地创建的模式，本发明使车辆管理员能够遵循所要求的这些法律和惯例，同时不限制车辆用于这些位置或程序。可以看出，通过车辆依据(vehiclebasis)的车辆中的可编程tcu的使用，使单个车队的车辆能够被用于各种的不同车辆程序，该可编程tcu能够在不同的车辆模式中运行以在不同的时间点提供不同的tcu功能。这使车队所有者能够更有效地管理车队车辆的使用。

图6提供了示出被采取来安装和激活tcu的步骤的示例性流程图。首先，tcu被连接在车辆仪表板下面并且被插入至车辆中(600)。接着，tcu将启动电源自检(605)。如果装置故障，则故障灯或警报被启动(610)。如果tcu通过检测，则tcu将读取车辆vin信息(615)。接着，tcu将tcuimei和sim信息与vin一起传输给管理系统(620)。在可选方案中，系统可以检查该vin和被记录在tcu中的最后的vin的差异。如果vin没有变化，不需要进行下一步动作。

在管理系统中，确定是否存在对应于车队库存中的vin的车辆(625)。如果是，管理系统将tcu与适当的车辆进行关联(630)，并且传输适当的指令来在其所被安装的车辆制造和型号(vehiclemakeandmodel)中运行tcu。如果vin不被识别，或者如果imei或sim不被识别，则系统将标记tcu数据用于进一步评估并且通知安装者该不符(635)。其后，管理系统设置tcu模式(640)，并且通知安装者安装完成(645)。tcu可以经由车中的某些动作例如闪灯、改变tculed的状态或启用汽车喇叭来通知安装者安装完成。

图7是示出卸载tcu的图示。当tcu将要被断开连接，服务人员将正常地通知管理系统车辆将要进入服务模式(700)。当tcu从车辆中被拔掉(710)时，tcu将通知其已被拔掉的信号与记录上的最后的vin、tcuimei、当前时间、电池电压和gps位置一起传输给管理系统(720)。管理系统其后核实是否意图断开连接。如果是，则该tcu被列在当前未被安装tcu的表格中。其中预期的，与tcu相关联的sim可以被置于空闲模式中，以使另外的数据费用被限制(725)。如果tcu断开连接未被授权，则断开连接可被标记以进一步操作。

图8a和图8b分别示出了根据模式切换或根据需要可以通过tcu来通信的代表性数据。如图8a中所示的，tcu可以被编程以使当其被切换至一种模式例如租赁模式或共享模式时(800)，其将传输下列数据和信息(810)：imei、里程表读数、车辆电池电压、燃料油位、故障指示灯。tcu能够被编程来在tcu首次进入新的模式中时，根据系统需要或在这种模式中所需要的数据来传输相同或不同的数据。如图8b中所示的，tcu可以被编程来在事件驱动的基础上传输某些数据和信息。在850中，tcu检测新的事件。根据tcu编程，tcu确定该事件是否需要被传输给管理系统(860)。如果该事件需要被传输，则tcu将传感器数据(包括编程需要其发送的任何附加的数据)与tcuimei信息或车辆vin一起发送给管理系统(870)。tcu可以发送附加的相关数据，例如门状态、点火状态、轮胎气压、前灯感应、诊断故障代码和故障指示灯状态。

图9示出了本发明所采用的与命令-响应通信相关的示例性步骤，用户或系统管理员通过该命令-响应通信可以远程地命令tcu采取某些动作。在这个示例中，请求能够经由用户和车队管理系统910之间的通信，或经由用户和具有管理员权限的人915之间的通信，由用户900经由与tcu905通信的移动设备提出。具有适当权限的人915还可以经由车队管理系统910或经由rf命令来启动命令。一旦命令被启动，则其经由本地通信或经由蜂窝网络连接920/925被直接地传达给tcu930。tcu然后经由obdii端口连接940或经由线连接电路连接935来执行该命令。这些连接使tcu能够获得传感器数据或启动车辆设备或系统945，例如门锁、车灯、喇叭等。一旦命令被激活，则tcu还可以确认命令已经被激活并且向管理系统提供响应信息或确认信息例如传感器数据或系统状态。因此，tcu可以报告门被锁定/被解锁，灯已闪，喇叭启用等。

命令-响应动作可以依据可操作的tcu模式进行限定。例如，在租赁模式中，用户可以被禁止激活命令，或某些管理员命令例如锁门或启用警报可以被禁止。车队管理系统还可以按位置禁止某些命令-响应动作。例如，在一个位置处的设施管理员可以被阻止启动某些动作或从位于远处的车辆中的tcu获得数据。

通过tcu进行传达的数据使车队操作员能够以多种方式来管理车队。例如，传感器状态和数据能够经由蜂窝网络通过tcu调制解调器来传输给车队管理系统，其中其能够被存取、被分析以及与其他系统共享。对于租赁车队中车辆，或当车辆正在租赁模式中运行时，能够确保访问容易，并且适当的数据例如燃料油位和里程数能够被自动地检测到和传输给管理系统，被整合至车辆租赁记录中，以及被合并至在租赁结束时生成的租赁发票中，而不需要租赁系统雇员手动检查燃料状态和里程数。

其中车辆传感器检测需要维护的车辆部件例如低电量指示，车队管理系统能够与电子维护和修理系统连接来为车辆计划适当和及时的维护或修理。该系统还能够确保在计划的维护期间不会对该车辆作出预订。需要立即注意的维修通知还能够被提供给用户。

如果某些传感器指示车辆紧急情况例如碰撞已经发生，则管理系统能够检测这些情况并且通知车队管理员以便能够采取适当的行动，例如通知各机构。在紧急情况被检测到的情况下，gps位置数据能够被自动地传输，或被请求和从tcu中获取，以使本地紧急情况响应器能够被派遣至gps系统所报告的车辆位置处。

其中加速度计读数超过阈值，则tcu能够将这个信息传送至管理系统，其中传感器数据的进一步分析能够被采取来确定用户在何处采取了不合适的驾驶行为。如果是，则管理系统其后可以标记该车辆用于物理检查，以证明车辆的不当使用或损坏。车队管理系统还可以存储传感器数据和其他信息以便评估驾驶员行为和驾驶特点用于多个目的。例如，这个数据能够被用于评估系统，在该系统中将来的车辆定价或保险覆盖要求是基于被指出的特定类型的车辆、在给定位置处、在年的给定时间中的行为模式。根据现行法律和公开要求，这类数据能够被用于对展现安全驾驶特点的驾驶员的优选定价、折扣和其他奖金。类似地，展现某些行为的驾驶员可以被禁止将来的车辆使用，或可以被通知不适当的或不恰当的使用已经被检测到。

传感器数据还可以被用于监控车辆性能以使车队经济性最大化。车辆可运行数据和信息例如燃油传感器数据和燃油经济性读数，可以联系车队车辆维护一起被利用。车辆使用状态还能够被监控以使在交通繁忙时或在具有过多灰尘的地理区域中驾驶的车辆能够被计划更频繁的维护。传感器数据还能够与经济决策一起被利用，例如确定哪辆车遭受更大的不当使用或更高的事故率。这些信息能够由车队所有者结合车辆使用定价决策、车辆和用户保险决策被使用，并且被用于确定某些车辆是否应当在车队中被停用。

tcu和管理系统之间的可编程双向通信使车队操作员能够为车队消费者提供许多增殖服务。例如，对于车队中的电动车辆，tcu能够监控电池电平并且在需要充电时经由移动设备提醒用户。如果是，则系统可以将用户指向到附近的充电位置。tcu还能够向管理系统报告电池电平，使管理系统能够确定车辆是否在其被提供给下一个用户前需要被重新充电。在共享模式中，管理系统可以利用电池电平信息来在车辆归还时将用户指向到可用的充电位置以确保在车辆下次使用之前对车辆进行充电。如果用户不能够定位车辆，则tcu能够被命令来激活车灯或喇叭。在共享消费者寻求归还车辆而没有停车位可用时，tcu和/或管理系统可用gps系统来检测用户的位置，并且将用户指向附近的可选场地。管理系统还能够在租赁期间或共享期间利用通过tcu所传输的车辆gps数据来将用户指向附近的可用停车位。该系统能够对于可用的附近车队设施例如清洁设施或维护设施，提供类似通知。最后，车载系统例如卫星无线电系统、gps/导航系统或娱乐系统可以经由与tcu通信的管理系统来被远程激活，例如其中车载系统和tcu之间存在的有线连接或无线连接，包括车辆can总线和obdii端口。

本领域的技术人员将理解，本文中所描述的车队管理系统能够利用位于一个或多个计算机上和存储介质中的服务器和数据库，以及包括中央计算系统例如主机计算系统或其中各种任务由通过通信网络进行链接的远程处理设备来执行的分布式计算环境的位于一个或多个位置处的设备。这些能够包括公共的、私有的或混合云计算的网络环境。在分布式计算环境中，程序模块能够位于本地和远程计算机系统以及存储介质和设备中。管理系统能够使用与一个或多个远程计算设备例如个人计算机、便携式计算机、大型机计算机、服务器、网络计算机、基于云的应用程序或计算设备、移动设备、对等设备(peerdevice)或另一公共网络节点等的逻辑连接在网络环境中运行。计算机与远程计算设备之间的逻辑连接能够通过局域网(lan)、广域网(wan)或互联网进行。

虽然上述系统、方法和装置已经结合优选实施例和具体示例进行描述，但是其并不旨在将范围限制于本文中阐述的特定实施例，因为这些实施例旨在将所有方面进行说明而不是限制。此外，对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以进行各种修改和变化。考虑到本文所公开的说明书和实践，其他实施例对于本领域技术人员是显而易见的。

除非另有明确说明，否则本文所阐述的任何方法绝不旨在被解释为要求以特定顺序来执行其步骤。因此，如果方法权利要求没有实际上列举其步骤遵循的顺序，或者在权利要求书或说明书中没有具体地说明步骤被限制为特定的顺序，那么这在任何方面都绝不能推断一个顺序。这适用于任何可能的非明确的解释基础，包括：有关于步骤或可操作流程的安排的逻辑问题；源于语法组织或标点符号的普通意义；以及说明书中所描述的实施例的数量或类型。