用于自主车辆乘客客舱的节能补偿策略的制作方法

本公开总体上涉及自主车辆。更具体地说，本公开涉及用于在自主车辆中节能的乘客客舱气候控制策略。
背景技术：
：也不同地称为无人驾驶车辆、自动驾驶车辆、和机器人车辆的自主车辆是在不需要人类输入或控制的情况下能够经由导航系统感测其环境并且在目的地之间导航的已知的车辆。导航系统通常包含车载和远程位置系统和/或服务项目的组合，并且可以不同地基于雷达、激光、全球定位卫星(gps)、测距法、和计算机视觉技术。自主车辆还包括控制系统，该控制系统能够分析感知数据以区分在行驶路径上遇到的不同车辆，以允许在位置之间绘制路线。尽管完全自主车辆(即，缺少任何驾驶员输入装置的车辆)当前不允许在公共道路上行驶，但是这种技术在完全研制出并且实施时将提供许多优点，包括但不限于减少交通堵塞和改善交通流量，包括减少交通碰撞及相关联的伤害和经济成本、增加残障人士的出行选择、减少对停车能力的要求、减少犯罪等。自主车辆技术的另一潜在优点是促进运输服务的新的商业模式，尤其是在共享经济中。事实上，可以预计，第一代自主车辆技术的最初应用将用于营利性车队。期望从她的当前位置到达目的地的用户只需发出(并且支付)对来自营利性企业的驾乘的请求，并且在适当的时候自主车辆将抵达用户的位置来接她。伴随营利性自主车辆车队而来的其他担忧是能量消耗，这是因为对于任何车队而言，自主或其他方式，增加的车辆能量消耗直接转化为增加的成本和降低的利润。对于车队所有者来说，可能的战略是提供现有技术所允许的节能高效的自主车辆。然而，即使是非常节能高效的车辆的运行方式也能够正向或负向影响能量消耗，并且也是车队所有者/运营商要考虑的因素。例如，对于未占用的自主车辆，当然可以在车辆未在有效使用中或服务中时简单地将车辆暖通空调(hvac)系统从“开启”设置变为“关闭”设置，以减少能量消耗。然而，在使自主车辆恢复服务(即，搭载乘客)之前，hvac系统将不得不被启动以将车辆乘客客舱恢复到舒适的温度和/或湿度设置点。没有这一步骤，乘客客舱可能太热或太冷而不适合乘客的喜好，并且会导致乘客不满。以不变的设置运行hvac系统以使乘客客舱保持在期望的温度等设置点，即使当车辆未被有效使用(即“待命”)时也会增加能量消耗。类似地，在车辆待命期间关闭hvac系统并且在将车辆恢复服务之前打开hvac系统以将车辆乘客客舱条件恢复到期望的温度水平等，将需要增加的能量消耗水平，特别是在非常热或非常冷的环境下，并且将会增加将乘客客舱带回到期望的舒适度水平所需的时间，从而减少车辆的付费使用时间。因此，本领域中确定需要减少自主车辆的能量消耗的方法。本公开通过提供用于根据所确定的车辆运行状态来控制自主车辆气候控制系统，并且由此减少自主车辆的能量消耗的方法和相应系统来解决该问题和其他问题。技术实现要素：根据本文所描述的目的和益处，在本公开的一个方面，提供了一种用于控制自主车辆的气候控制系统的方法，包含确定车辆运行状态并且根据所确定的车辆运行状态来操作气候控制系统。根据所确定的车辆运行状态操作气候控制系统的步骤由控制模块执行，该控制模块包含传感器阵列和可操作地连接至传感器阵列和气候控制系统的至少一个控制器。该至少一个控制器从包含车辆被占用-使用中、车辆未占用-请求使用、和车辆未占用-待命组成的群组中选择车辆运行状态。该至少一个控制器在确定车辆运行状态是车辆被占用使用或请求使用车辆中的一个时在第一运行设置下操作气候控制系统，并且在确定车辆运行状态是车辆待命时在第二运行设置下操作气候控制系统，第二运行设置提供比第一运行设置更低的能量消耗。第二运行设置可以由控制器通过根据预定的补偿值调节第一运行设置来确定。在实施例中，第一运行设置由至少一个控制器根据不变的补偿值来调节以提供第二运行设置。在替代实施例中，第一运行设置由至少一个控制器根据可变的补偿值来调节以提供第二运行设置。在实施例中，提供了包含车辆外部环境温度传感器的传感器阵列，并且该至少一个控制器根据由车辆外部环境温度传感器提供的所确定的车辆外部环境温度输入来确定可变的补偿值。在替代或另外的实施例中，传感器阵列还包括乘客客舱太阳照度传感器和乘客客舱湿度传感器，并且该至少一个控制器根据由乘客客舱太阳照度传感器提供的乘客客舱太阳照度输入和/或由乘客客舱湿度传感器提供的乘客客舱湿度输入来确定可变的补偿值。在本公开的另一方面，提供了一种用于控制自主车辆中的能量消耗的系统，包含气候控制系统和可操作地连接至气候控制系统的控制模块。控制模块包含传感器阵列和至少一个控制器，该至少一个控制器被配置用于确定车辆运行状态并且根据所确定的车辆运行状态和来自传感器阵列的一个或多个输入来操作气候控制系统。该至少一个控制器被配置用于从包含车辆被占用-使用中、车辆未占用-请求使用、和车辆未占用-待命的群组确定车辆运行状态。该至少一个控制器被配置用于在由控制器模块确定车辆运行状态是车辆被占用或请求使用车辆中的一个时在第一运行设置下操作气候控制系统。相应地，该至少一个控制器被配置用于在由控制器模块确定车辆运行状态是车辆待命时在第二运行设置下操作该系统，第二运行设置提供比第一运行设置更低的能量消耗。该至少一个控制器还被配置用于通过根据预定的补偿值调节第一运行设置来确定第二运行设置。在实施例中，该至少一个控制器被配置用于根据不变的补偿值来调节第一运行设置。在替代实施例中，该至少一个控制器被配置用于根据可变的补偿值来调节第一运行设置。在实施例中，传感器阵列包含车辆外部环境温度传感器，并且至少一个控制器被配置用于根据由车辆外部环境温度传感器提供的所确定的车辆外部环境温度输入来更改可变的补偿值。在替代或另外的实施例中，传感器阵列还包含乘客客舱太阳照度传感器和乘客客舱湿度传感器，并且该至少一个控制器还被配置用于根据由太阳照度传感器提供的所确定的乘客客舱太阳照度输入和/或由乘客客舱湿度传感器提供的乘客客舱湿度输入来更改可变的补偿值。在下面的描述中，示出和描述了用于控制自主车辆的气候控制系统的所公开的方法和系统实施例。应该认识到，所描述的方法和相关联的系统能够是其他、不同的实施例和其中的一些细节能够进行多种、显而易见的方面的修正，而不超出以下权利要求中所阐述的装置和方法。因此，附图和说明书实质上应该被看作是说明性的并非限制性的。附图说明包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图说明了用于控制自主车辆的气候控制系统的所公开的方法和系统的几个方面，并且连同说明书用于说明其中的特定原理。附图中：图1以示意性形式示出了包括气候控制系统和根据本公开适于控制气候控制模块的控制模块的自主车辆；图2示出了根据本公开的用于控制自主车辆的气候控制系统的方法的实施例；和图3示出了根据本公开的用于确定自主车辆的乘员状态的方法的实施例。现在将详细参考用于控制自主车辆的气候控制系统的所公开的方法和系统的实施例，实施例的示例在附图中说明。具体实施方式初步地，用于控制自主车辆的导航和其他功能的各种方法和系统是已知的。这些方法和系统的完整描述超出了本公开的范围，并且不在本文中进行描述。此外，主要在控制车辆的暖通空调(hvac)系统的背景下描述用于控制自主车辆的气候控制系统的当前描述的方法和相应系统。然而，如已知的那样，其他车辆系统可以形成车辆气候控制系统的一部分，例如适于在某些预定的温度、湿度、空气污染物颗粒等乘客客舱条件下自动打开或关闭的电动车窗。更何况，本领域技术人员将会理解，用于控制自主车辆的气候控制系统的当前描述的方法和相应系统同样适用于完全自主车辆、部分自主车辆、和常规或非自主车辆。因此，本公开将不被视为在这方面进行限制。图1示出了可以通过其实施用于控制包括乘客客舱102的自主车辆100的气候控制系统的当前描述的方法的系统。如上所述，车辆100还包括导航控制系统，该导航控制系统具体的机械和操作细节超过了本公开的范围，该导航控制系统总体上由附图标记104表示，但是其可以至少包括用于确定车辆100的地理位置的系统，诸如全球定位卫星系统。车辆100还包括气候控制系统106，该气候控制系统106至少包括hvac系统108，该hvac系统108又至少包含hvac蒸发器芯110。hvac系统108还包括与hvac空气分配门114流体连通的hvac鼓风机112。hvac空气分配门114又将hvac鼓风机112置于与hvac风道系统116流体连通，经由该hvac风道系统116通过调风器118将经调节的空气流引入乘客客舱102内。气候控制系统120与hvac系统108可操作地通信。通过气候控制系统120，hvac系统108可以自动地或通过用户命令控制引入乘客客舱102的空气流的量和温度。由气候控制模块(ccm)122提供有效控制，该气候控制模块122包含至少一个配备有一个或多个处理器、一个或多个存储器、以及包含被配置用于控制车辆的hvac系统108的逻辑的存储装置的控制器124。气候控制系统120还可以与其他车载车辆控制器(例如车身控制模块(bcm)126、其他电子控制单元(ecu；未示出)等)进行有效通信。气候控制模块122和/或至少一个控制器124还与包含各种车载传感器的传感器阵列127进行通信并且接收来自该传感器阵列127的输入，各种车载传感器包括但不限于一个或多个hvac蒸发器芯温度传感器128、一个或多个hvac风道排放空气温度传感器130、一个或多个车辆外部环境温度传感器132、一个或多个乘客客舱太阳照度传感器134、一个或多个占用传感器136、一个或多个车轮传感器138、一个或多个发动机转速传感器140、一个或多个车辆内部温度传感器141、一个或多个车辆内部湿度传感器143等。还预计了其他传感器的实施方式，例如确定车辆100车门的打开或关闭状态的车门传感器145。这种传感器的具体机制和操作细节在本领域中是已知的，并且其全部描述超出了本公开的范围。应当理解，上面在图1中描述的对各种传感器的说明仅仅是为了方便，并且不一定反映这种传感器在车辆100中的实际位置。本公开还提供了用于控制气候控制系统120以积极影响各种相关因素的方法，各种相关因素包括但不限于减少从乘客约定车辆到车辆可用的时间(随乘客客舱102温度变化)、减少将乘客客舱102加热/冷却至预定舒适度水平c所需的时间、减少自主车辆100的能量消耗等。在高水平上，这些方法包含确定车辆100的运行状态，并且根据该状态操作气候控制系统106。为了本文描述的方法的目的，三个运行状态条件被认为是相关的。第一个是“车辆100被占用”，即，车辆100在乘客客舱102中具有至少一名乘客并且可能主动将该乘客运送到目的地。在这种情况下，期望使乘客客舱102处于乘客满意的预定舒适度水平(温度、湿度等)。下一相关的运行状态是“请求使用车辆100”。在这种情况下，自主车辆100当前未占用，但是已经被呼叫和/或派遣以搭载一个或多个乘客。在此，还期望使乘客客舱102处于乘客满意的预定舒适度水平(温度、湿度等)。第三相关运行状态是“车辆100待命”。在这种情况下，自主车辆100未占用，并且还没有被预定来行驶到搭载乘客的地点。此时，将乘客客舱102设置为预定舒适度水平，同时可能将导致不必要的能量消耗。然而，将气候控制系统120切换至“关闭”设置将同样需要不必要的能量消耗，以在车辆100被预定来行驶以搭载乘客和/或搭载该乘客时达到预定的舒适度水平，尤其是在炎热或寒冷的环境条件下。为了解决该问题，提供了用于控制气候控制系统120以减少自主车辆100的能量消耗的方法200，该方法的实施例以图2中的流程图形式示出。对于所描述的方法，假定自主车辆100“已发动”，即处于准备好驾驶状态并且可用于运送乘客。在步骤202处，气候控制模块122查询车辆100的运行状态，如上所述，例如“车辆100被占用”(步骤202a)、“请求使用车辆100”(步骤202b)、或“车辆100待命”(步骤202c)中的一个。替代地，诸如bcm126的不同的控制模块可以提供这种查询并且相应地将命令传递至气候控制模块122。有很多方法可以实现这一步骤。例如，“车辆被占用”的确定可以由气候控制模块122和/或bcm126从占用传感器136接收输入来实现。该输入可以由多种传感器类型提供，例如安装至车辆座椅的压力传感器，包括但不限于与安全气囊、安装至车辆仪表板或车顶衬里的摄像机、安装至车辆仪表板或车顶衬里的接近传感器、红外线或其他运动传感器、以及适于检测在乘客客舱102中存在乘客并且发送指示该存在的输入的其他传感器。同样地，通过接收来自一个或多个车轮传感器138和/或发动机传感器140等的输入(指示自主车辆100正在行驶)，可以由气候控制模块122或其他模块(bcm126等)来确定“请求使用车辆100”的确定。在其他实施例中，车辆乘员状态可以由预编程的逻辑来确定。由预编程的逻辑来确定车辆乘员状态的实施例在图3中示出，图3示出了用于根据由气候控制模块122和/或至少一个控制器124和/或bcm126和/或其他专用控制器接收到的各种输入来确定车辆乘员状态(即，车辆100被占用)的方法300。在步骤302处，确定车辆100乘员状态(即，是否被占用)以解决车辆是否已经搭载一名或多名乘客。在步骤304处，确定车辆100是否已经到达期望的搭载位置。这可以通过任何合适的方法来完成，例如车辆导航控制系统104与气候控制模块122和/或至少一个控制器124和/或bcm126和/或其他专用控制器中的一个或多个进行通信，以将车辆100的当前位置与一个或多个乘客将被搭载的所确定的地理搭载位置匹配。在步骤306a处，确定车辆100车门是否已经打开，这将指示一个或多个乘客进入车辆。如果没有，则系统等待“车门已打开”状态的指示。可以理解，这可以通过多种机构来提供，该多种机构包括但不限于与车辆车门相关联的合适的电子或机械(压力)车门传感器145。在步骤308a处，做出车辆100车门是否已经关闭的确定，该确定指示一个或多个乘客已经进入车辆并且准备好前往他们所选择的目的地。如果不是，则系统等待“车门已关闭”状态的指示。如果是，则在步骤310处，系统实施已被确定为乘客至少足够满意的预定/预设舒适度水平c(温度、湿度等)。回到图2，如果气候控制模块122和/或bcm126分别在步骤204/206处确定车辆100的运行状态是“车辆100被占用”或“请求使用车辆100”中的一个，则气候控制模块122操作诸如hvac系统108的气候控制系统120中的一个或多个元件，以使乘客客舱102到提供已经被确定为乘客至少足够满意的预定/预设舒适度水平c(温度、湿度等)的第一运行设置处或将乘客客舱102维持在第一运行设置处。可以理解，这可以是根据车辆外部环境温度通过根据需要来操作hvac系统108以加热或冷却乘客客舱102的内部提供的，已经被确定为乘客至少足够满意的预定的乘客客舱102的温度。另一方面，如果气候控制模块122/bcm126的查询确定车辆100的运行状态是“车辆100待命”(步骤202c)，则在步骤208处，气候控制模块122/bcm126通过补偿值调节预定/预设舒适度水平c，以将乘客客舱102内部加热或冷却(根据需要)到预定的待命舒适度水平c'(步骤210)。这些补偿值将在下面更详细地讨论。可以理解，通过操作气候控制系统106/hvac系统108来充分地加热或冷却(根据需要)乘客客舱102内部来提供该预定的待命舒适度水平c'，从而当车辆100的运行状态随后被确定为“车辆100被占用”或“请求使用车辆100”中的一个时，使乘客客舱达到预定/预设舒适度水平c所需的能量消耗将小于在气候控制系统106/hvac系统108已经被简单地关闭的情况下所需的能量消耗。预定/预设的舒适度水平c可以通过不变的补偿值来调节，以将乘客客舱102内部加热或冷却(根据需要)到预定的待命舒适度水平c'。当环境温度是“温暖”时，该系统允许乘客客舱102通过所确定的补偿值(如由正补偿值所指示的)变得更暖。当环境温度是“凉爽”时，该系统允许乘客客舱102通过所确定的补偿(如由负补偿值所指示的)而变得更冷。表1中示出了仅依赖于所确定的车辆外部环境温度的一个可能的实施例。表1.不变的补偿值。周围环境>15℃+4℃周围环境<15℃-4℃在另一可能的实施例中，预定/预设舒适度水平c可以通过考虑所确定的太阳照度的不变的补偿来调节，该所确定的太阳照度通过一个或多个乘客客舱太阳照度传感器134来提供给气候控制模块122/bcm126。一个可能的实施例在下面的表2中示出。表2.利用太阳照度的不变的补偿值。这里，标志符“-”指示提供比预定舒适度设置(在一个可能示例中为23℃)更冷的设置的补偿。标志符“+”指示提供比预定舒适度设置更暖的设置的补偿。在又一可能实施例中，可以通过可变或变化的补偿值来调节预定/预设舒适度水平c，以将乘客客舱102内部加热或冷却(根据需要)至预定的待命舒适度水平c'。表3中示出了一个可能的实施例，其中补偿值根据车辆外部环境温度的范围在变化的比例上确定。表3.可变的补偿值。这里，可变的补偿值的应用由车辆外部环境温度确定，车辆外部环境温度又由气候控制模块122和/或bcm126根据由一个或多个车辆外部环境温度传感器132提供的输入来确定。可以理解，还可以根据影响乘客客舱102内部温度的其他因素来进一步校准特定的一组可变或变化的补偿值，例如，不限于通过由一个或多个乘客客舱太阳照度传感器134、一个或多个车辆内部湿度传感器143等提供的输入。这种实施例在下面的表4中示出。表4.利用太阳照度的可变的补偿值。在上述实施例中，>25℃将被认为是“温暖”的环境温度。对于乘客客舱102中的高湿度和高太阳照度的情况，冷却负载和“成为舒适的时间”将增加，从而最小化温暖环境条件下的补偿机会。“低太阳照度和高湿度”的条件将需要更温和的乘客客舱102冷却状态，从而允许在温暖的环境条件下增加补偿。反过来，低太阳照度和低湿度的条件将需要乘客客舱102的最低冷却负载，从而允许在温暖的环境条件下对预定舒适度设置c的最大补偿。在低于0℃的环境温度下，环境湿度将不是一个因素，这是因为车辆空调系统将不会被用于干燥乘客客舱102的空气。在凉爽的环境温度下，高太阳照度允许增加的补偿，这是因为太阳照度将减缓客舱102的冷却并且加快乘客客舱变暖。另一方面，在凉爽的环境温度下，低太阳照度将允许降低的补偿，这是因为乘客客舱102将以较快的速率变冷并且以较慢的速率升温。应当理解，上述补偿值仅是代表性的，并且根据所考虑的环境因素来说明可能的趋势。具体的补偿值将根据车辆尺寸和型号、影响乘客客舱102的太阳照度和/或温度的特征(例如车窗窗帘、有色车窗、隐私玻璃等)的存在或不存在而变化。在一个实施例中，补偿值可以根据以下公式例如由气候控制模块122和/或bcm126来确定：温度补偿＝∫(t所编程的舒适度设置c,t周围环境,湿度,太阳照度,到下一旅客的时间,位置)。在一个具体实施例中，特别是在表示过热或过冷状况的环境温度下，当重视将处于待命运行状态的自主车辆的乘客客舱102内部迅速加热或冷却达到可能极端的温度时，上述方法200在控制自主车辆100的能量消耗上大有可为。然而，本领域技术人员将容易地认识到，所描述的方法200在不太极端的环境条件下同样具有实用性，并且因此在极端高温或寒冷期间应用该方法和系统不应被视为限制。根据上述教导，明显的改变以及变化是可能的。当根据其公平地、合法地以及同等地享有的范围解释时，所有这样的变化和改变都在由所附权利要求所确定范围之内。当前第1页12