CN103162700A - 多种能量路径选择系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多种能量路径选择系统。提供用于为机动车辆提供从第一地点到第二地点的路径选择的方法、系统和机动车辆。该机动车辆构造成使用一级能量源和二级能量源而运行。能量指示器构造为提供来自机动车辆上的一级能量源的可用能量的度量。处理器联接到能量指示器，并构造为确定连接第一地点和第二地点的多个路段的特征，并且利用可用能量的度量和多个路段的特征而选择第一地点和第二地点之间的优化路径。

Description

多种能量路径选择系统

技术领域

本公开总体上涉及机动车辆的领域，更具体地涉及具有选择优化的行驶路径的路径选择系统的机动车辆。

背景技术

许多机动车辆包含导航系统，该导航系统为车辆提供行驶到期望目的地的推荐路径。然而，采用现有技术的期望路径选择可能不会总是为使用多种能量源的车辆(举例来说，例如混合动力电动车辆)提供真正的最佳路径。

因此，期望提供为使用多种能量源的机动车辆提供路径选择的方法。还期望提供用于提供这种路径选择的改进的系统和车辆。而且，从后面的详细说明和所附权利要求并结合附图及前面的技术领域和背景技术，本发明的其它期望的特点和特征将变得显见。

发明内容

根据一个示例性实施例，提供一种为机动车辆提供从第一地点到第二地点的路径选择的方法，该机动车辆构造成使用机动车辆上的一级能量源和二级能量源而运行。该方法包括：确定来自一级能量源的可用能量的度量，确定连接第一地点和第二地点的多个路段的特征，以及利用可用能量的度量和多个路段的特征来选择第一地点和第二地点之间的优化路径。

根据另一个示例性实施例，提供一种为机动车辆提供从第一地点到第二地点的路径选择的系统；该机动车辆构造成使用机动车辆上的一级能量源和二级能量源而运行。该系统包括能量指示器和处理器。能量指示器构造成提供来自一级能量源的可用能量的度量。处理器联接到能量指示器，并构造成确定连接第一地点和第二地点的多个路段的特征，并且利用可用能量的度量和多个路段的特征来选择第一地点和第二地点之间的优化路径。

根据又一个示例性实施例，提供一种机动车辆。该机动车辆包括能量指示器、驱动系统和处理器。能量指示器构造成提供来自机动车辆上的一级能量源的可用能量的度量。驱动系统构造成如果一级能量源在机动车辆上当前是可利用的则使用一级能量源在第一地点和第二地点之间推进机动车辆，如果一级能量源在机动车辆上当前是不可利用的则使用二级能量源在第一地点和第二地点之间推进机动车辆。处理器联接到能量指示器，并构造成确定连接第一地点和第二地点的多个路段的特征，并且利用可用能量的度量和多个路段的特征来选择第一地点和第二地点之间的优化路径。

本发明提供以下技术方案：

1. 一种用于为机动车辆提供从第一地点到第二地点的路径选择的方法，所述机动车辆构造成使用所述机动车辆上的一级能量源和二级能量源而运行，所述方法包括：

确定来自所述一级能量源的可用能量的度量；

确定连接所述第一地点和所述第二地点的多个路段的特征；以及

利用可用能量的度量和所述多个路段的特征，选择在所述第一地点与所述第二地点之间的优化路径。

2. 如方案1所述的方法，还包括：

估计使用所述一级能量源在所述第一地点与所述第二地点之间行驶的启发式能量成本；

其中，选择所述优化路径的步骤包括：

      如果所述启发式能量成本小于可用能量的度量，则使用所述一级能量源的第一函数来选择所述优化路径；以及

      如果所述启发式能量成本大于可用能量的度量，则使用所述二级能量源的第二函数来选择所述优化路径。

3. 如方案2所述的方法，其中，选择所述优化路径的步骤还包括：

如果所述启发式能量成本小于可用能量的度量，则根据所述第一函数使用第一比例因子来选择所述优化路径；以及

如果所述启发式能量成本大于可用能量的度量，则根据所述第二函数使用第二比例因子来选择所述优化路径。

4. 如方案1所述的方法，其中，选择所述优化路径的步骤包括：

识别在所述优化路径中可能使用的当前节点；

识别与所述当前节点相邻的多个相邻节点；以及

利用所述当前节点与所述多个相邻节点的各节点之间的距离以及下列两个函数之一来选择所述多个相邻节点中的一个：

      如果可用能量的度量足以用于所述机动车辆在所述第一地点与所述当前节点之间行驶，则使用所述一级能量源的第一函数；以及

      如果可用能量的度量不足以使所述机动车辆在所述第一地点与所述当前节点之间的行驶，则使用所述二级能量源的第二函数。

5. 如方案1所述的方法，其中，选择所述优化路径的步骤包括：

利用可用能量的度量和所述多个路段的各路段的限制速度，选择所述优化路径。

6. 如方案1所述的方法，其中，选择所述优化路径的步骤包括：

利用可用能量的度量和所述多个路段的各路段的交通信号灯的密度，选择所述优化路径。

7. 如方案1所述的方法，其中，选择所述优化路径的步骤包括：

利用可用能量的度量和所述多个路段的各路段的交通图的实时度量，选择所述优化路径量。

8. 一种用于为机动车辆提供从第一地点到第二地点的路径选择的系统，所述机动车辆构造成使用所述机动车辆上的一级能量源和二级能量源而运行，所述系统包括：

能量指示器，所述能量指示器构造为提供来自所述一级能量源的可用能量的度量；以及

处理器，所述处理器联接到所述能量指示器并且构造为：

      确定连接所述第一地点和所述第二地点的多个路段的特征；以及

      利用可用能量的度量和所述多个路段的特征，选择在所述第一地点与所述第二地点之间的优化路径。

9. 如方案8所述的系统，还包括：

输入装置，所述输入装置联接到所述处理器并且构造为获得来自所述机动车辆用户的关于所述第二地点的输入；以及

接收器，所述接收器联接到所述处理器并且构造为确定所述第一地点。

10. 如方案8所述的系统，其中，所述处理器还构造为：估计使用所述一级能量源在所述第一地点与所述第二地点之间行驶的启发式能量成本；以及

使用下列两个函数之一来选择所述优化路径：

      如果所述启发式能量成本小于可用能量的度量，则使用所述一级能量源的第一函数；以及

      如果所述启发式能量成本大于可用能量的度量，则使用所述二级能量源的第二函数。

11. 如方案10所述的系统，其中，所述处理器还构造为：

如果所述启发式能量成本小于可用能量的度量，则根据所述第一函数使用第一比例因子来选择所述优化路径；以及

如果所述启发式能量成本大于可用能量的度量，则根据所述第二函数使用第二比例因子来选择所述优化路径。

12. 如方案8所述的系统，其中，所述处理器还构造为：

识别有可能在所述优化路径中使用的当前节点；

识别与所述当前节点相邻的多个相邻节点；以及

利用所述当前节点与所述多个相邻节点的各节点之间的距离以及下列两个函数之一来选择所述多个相邻节点中的一个节点：

      如果可用能量的度量足以使所述机动车辆在所述第一地点与所述当前节点之间行驶，则所述一级能量源的第一函数；以及

      如果可用能量的度量不足以使所述机动车辆在所述第一地点与所述当前节点之间行驶，则所述二级能量源的第二函数。

13. 如方案8所述的系统，其中，所述处理器还构造为利用可用能量的度量和所述多个路段的各路段的限制速度而选择所述优化路径。

14. 如方案8所述的系统，其中所述处理器还构造为利用可用能量的度量和所述多个路段的各路段的交通信号灯的密度而选择所述优化路径。

15. 一种机动车辆，包括：

能量指示器，所述能量指示器构造为提供来自所述机动车辆上的一级能量源的可用能量的度量；

驱动系统，所述驱动系统构造为使用：

      如果所述一级能量源目前是可利用的，则使用一级能量源；以及

      如果在所述机动车辆上一级能量源目前是不可利用的，则使用二级能量源来在第一地点和第二地点之间推进所述机动车辆；以及

处理器，所述处理器联接到所述能量指示器并且构造为：确定连接所述第一地点和所述第二地点的多个路段的特征；以及，利用可用能量的度量和所述多个路段的特征而选择在所述第一地点与所述第二地点之间的优化路径。

16. 如方案15所述的机动车辆，其中，所述处理器还构造为：

估计使用所述一级能量源在所述第一地点与所述第二地点之间行驶的启发式能量成本；以及

如果所述启发式能量成本小于可用能量的度量，则使用所述一级能量源的第一函数；以及

如果所述启发式能量成本大于可用能量的度量，则使用所述二级能量源的第二函数来选择所述优化路径。

17. 如方案16所述的机动车辆，其中，所述处理器还构造为：

如果所述启发式能量成本小于可用能量的度量，则基于所述第一函数使用第一比例因子来选择所述优化路径；以及

如果所述启发式能量成本大于可用能量的度量，则使用基于所述第二函数使用第二比例因子来选择所述优化路径。

18. 如方案15所述的机动车辆，其中，所述处理器还构造为：

识别有可能在所述优化路径中使用的当前节点；

识别与所述当前节点相邻的多个相邻节点；以及

利用所述当前节点与所述多个相邻节点中的各节点之间的距离，以及：

      如果对于所述机动车辆在所述第一地点和所述当前节点之间行驶可用能量的度量是足够的，则利用所述一级能量源的第一函数；以及

      如果可用能量的度量不足以使所述机动车辆在所述第一地点与所述当前节点之间行驶，则利用所述二级能量源的第二函数来选择所述多个相邻节点中的一个节点。

19. 如方案15所述的机动车辆，其中，所述处理器还构造为利用可用能量的度量和所述多个路段的各路段的限制速度而选择所述优化路径。

20. 如方案15所述的机动车辆，其中，所述处理器还构造为利用可用能量的度量和所述多个路段的各路段的交通信号灯密度来选择所述优化路径。

附图说明

在下文中将结合以下附图对本公开进行描述，其中相同的附图标记代表相同的元件，其中：

图1是根据一个示例性实施例的具有路径选择功能的机动车辆的平面图，所述路径选择功能是基于车辆所使用的多种能量源的特征。

图2是根据一个示例性实施例的、基于车辆所使用的多种能量源的特征而为车辆提供路径选择功能并且可以结合图1的车辆实施的方法的流程图。

图3和图4是根据示例性实施例的图2的方法的示例性实施例的图示说明。

具体实施方式

下面的详细说明在本质上只是示例性的，并非意图限制本公开或者其应用和使用。而且，并非意图受前述背景技术或以下详细说明中提出的任何理论的约束。

图1示出了根据一个示例性实施例的机动车辆100(或者汽车或车辆)。车辆100靠一级能量源101和二级能量源102而运行。车辆100基于车载的一级能量源101的可用性的度量、一级能量源101和二级能量源102的成本函数、以及对于车辆100的起点与预定目的地之间各路段的特征而使用节能路径选择，如下面更详细的提供的。如图1中所示，该车辆包括车身103、底盘104、多个车轮106、驱动系统108、和导航系统110。

车身103设置在底盘104上，车身103基本上封闭车辆100的其它部件。车身103和底盘104可共同地构成车架。车轮106各自在车身103的各个角部附近旋转地联接到底盘104，以便于车辆100的运动。在一个优选实施例中，车辆100包括四个车轮106，尽管在其它实施例中车轮的数量可变化(例如对于卡车和某些其它机动车辆)。

驱动系统108安装在底盘104上，经由联接到车轮106的一个或多个传动轴112来驱动车轮106。驱动系统108包括推进系统，该推进系统使用一级能量源101和二级能量源102在第一地点(车辆100目前所处在的地点、或者当前驾驶或点火循环从该地点开始)和第二地点(即，车辆用户选择的目的地)之间推进车辆100。假如车辆100上一级能量源101是可利用的，那么驱动系统108优选地使用一级能量源101(例如，电能)而运行，当车辆100上一级能量源是不可利用时使用二级能量源102(例如汽油或柴油燃料)而运行。

在某些示例性实施例中，驱动系统108包括与其变速器相联接的燃烧发动机和/或电动机/发电机。在某些实施例中，驱动系统108可以变化，并且/或者可使用两个或两个以上的驱动系统108。举例来说，车辆100也可包含任意数量的不同类型的电推进系统，例如以汽油或柴油为燃料的燃烧发动机、“灵活燃料车辆”(FFV)发动机(即，使用汽油与乙醇的混合物)、以气体化合物(即，氢气和/或天然气)为燃料的发动机、燃烧/电动机混合动力发动机、以及电动机。

导航系统110为车辆乘客提供信息，包括基于车辆100上车载的一级能量源101和二级能量源102的可用性和特征以及附近路段的特征而为车辆提供到达期望目的地的推荐行驶路线。在某些实施例中，导航系统110构造成直接或间接地与远程服务器130和/或车辆乘客的用户无线装置132(例如移动电话和/或短程无线装置)相互作用。在某些其它实施例中，远程服务器130和/或用户无线装置132可包括导航系统110的一些或所有部件，并且/或者执行导航系统110的一些或所有功能。

导航系统110优选地布置在车辆100上，并联接到第一能量指示器114和第二能量指示器116。第一能量指示器114测量关于一级能量源101的可用性的度量的指示值。第二能量指示器116测量关于二级能量源102的可用性的度量的指示值。例如，在一个实施例中，一级能量源包括经由可充电储能系统(RESS)(例如蓄电池)所利用的电能，第一能量指示器114包括用于测量RESS荷电状态的传感器和/或系统。另外，在一个这样的示例性实施例中，二级能量源包括汽油，第二能量指示器116包括测量车辆燃料箱中汽油水平的传感器。

输入装置120构造为获得来自用户(优选来自车辆的一名或多名乘客)的输入，该输入包括关于在车辆的当前车辆驾驶(或者点火循环)期间车辆行驶期望目的地的信息。仅通过举例，输入装置120可包括一个或多个按钮、开关、旋钮、触摸屏、触摸面板、电容式触摸屏、刷卡操作、以及/或者一个或多个其它类型的装置。如下面更详细的说明，导航系统110基于一级能量源101的可用性的度量以及连接车辆100的当前位置与期望目的地位置的各路段特征而确定车辆100的推荐行驶路径。

接收器122构造为接收与车辆有关的信号和/或信息。接收器122接收关于一级能量源101和二级能量源102的可用性的信息，优选分别从第一和第二能量指示器114、116(例如，经由车辆通信和/或无线连接)接收信息。接收器122从一颗或多颗卫星131或者作为全球定位系统(GPS)的一部分接收关于车辆的当前地理位置或定位的信号和信息。在某些实施例中，接收器122经由第一无线连接134(例如蓝牙或其它短程无线连接)接收来自用户无线装置132的信号。此外，在某些示例性实施例中，接收器122从远程服务器130经由第二无线连接136(例如移动无线网络)接收信号和信息。在一个实施例中，无线连接134、136包括不同类型的无线连接。在另一个实施例中，无线连接134、136包括一个或多个共同或相同的无线连接。接收器122把信号和/或信息提供至计算机系统126进行处理，最终用于为车辆100选择最佳(或推荐)的行驶路径。

发射器124构造为发射关于车辆的信号和/或信息。在一个示例性实施例中，发射器124把关于车辆的当前地理位置或定位的信号和信息传送至远程服务器130。此外，发射器124也可发送关于车辆的当前地理位置和/或车辆的期望行驶路径的信号和信息。

计算机系统126联接在输入装置120、接收器122、发射器124、显示和通知单元128之间。计算机系统126接收来自接收器122、发射器124和输入装置120的上述信号、信息和用户输入。计算机系统126对各种信号、信息和用户输入进行处理并且提供用于显示和通知单元128和/或发射器124的指令，从而基于一级能量源101和二级能量源102的可用性和特征以及通向目的地的各路段的特征而为车辆提供到达期望目的地的推荐行驶路径。此外，在某些实施例中，计算机系统126还提供用于由发射器124传送信号和信息至远程服务器130进行远程、非车载存储或处理的指令，并且也可经由接收器122接收来自远程服务器130的信息和/或指令。

如图1中所示，计算机系统126包括处理器140、存储器142、计算机总线144、接口146、和存储设备148。处理器140执行计算机系统126或其各部分的计算和控制功能，并可以包括任何类型的处理器或多个处理器、单片集成电路例如微处理器、或者任意适当数量的相互配合以实现处理单元功能的集成电路装置和/或电路板。在操作期间，处理器140执行一个或多个程序149(优选地存储在存储器142内)，因此控制计算机系统126的总的操作。

处理器140接收来自接收器122和输入装置120(在某些实施例中，来自远程服务器130、无线装置132和/或一个或多个其它装置和/或系统)的上述信号、信息和用户输入。处理器140对信号、信息和用户输入进行处理，并且向显示和通知单元128和/或发射器124提供指令从而为车辆乘客提供推荐的行驶路径。此外，在某些实施例中，处理器140还提供用于由发射器124传送信号和信息至远程服务器130进行远程存储或处理的指令。处理器140优选地根据下面结合图2-图4作进一步描述的方法200的步骤而执行这些功能。此外，在一个示例性实施例中，处理器140通过执行存储在存储器142中的一个或多个上述程序149而执行这些功能。

存储器142中存储一个或多个程序149，用于执行下面结合图2作进一步描述的方法200。此外，存储器142中存储其它值150；值150包括与一级能量源101的成本和/或其它特征有关的第一函数151、以及与二级能量源102的成本和/或其它特征有关的第二函数152。在一个实施例中，第一和第二函数151、152分别与使用一级和二级能量源101、102运行车辆100的货币成本有关。在另一个实施例中，第一和第二函数151、152分别与一级和二级能量源101、102有关的能量利用有关。在又一个实施例中，第一和第二函数151、152分别与一级和二级能量源101、102的含碳量和/或排放特征有关。在又一个实施例中，第一和第二函数151、152分别与一级和二级能量源101、102可再生性的度量有关。

存储器142可以是任何类型的合适的存储器。这将包括各种类型的动态随机存取存储器(DRAM)例如SDRAM、各种类型的静态RAM(SRAM)、以及各种类型的非易失性存储器(PROM、EPROM、和闪速存储器)。在某些实施例中，存储器142位于计算机芯片上并且/或者共同位于与处理器140相同的计算机芯片上。应当理解的是，存储器142可以是单一类型的存储元件，或者存储器142可由许多不同类型的存储元件组成。此外，存储器142和处理器140可以分布在若干不同的计算机上，这些计算机共同地组成计算机系统126。例如，一部分的存储器142可存在于特定的装置或过程内的计算机上；另一部分的存储器142可存在于非车载且远离车辆的远程计算机上，例如作为远程服务器130的一部分。

计算机总线144的作用是在计算机系统126的各种部件之间传输程序、数据、状态以及其它信息或信号。计算机总线144可以是任何合适的连接各计算机系统和各部件的物理手段或逻辑手段。这包括但不限于：直接硬连线连接、光纤、红外和无线总线技术。

接口146允许例如从车辆乘客、系统操作者、远程非车载数据库或处理器和/或另一个计算机系统到计算机系统126的通信，该接口可以采用任何合适的方法和装置实现。在某些实施例中，接口146接收来自车辆乘客的输入，优选地经由图1的输入装置120。

存储设备148可以是任何适当类型的存储装置，包括直接存取存储元件(例如硬盘驱动器)、闪速存储系统、软盘驱动器和光盘驱动器。在一个示例性实施例中，存储设备148包含程序产品，存储器142可以从该程序产品中接收执行图2的方法200和/或其步骤的程序149，如下面更详细的描述。这种程序产品可以作为导航系统110的一部分而实施，插入导航系统110，或者联接到导航系统 110。在另一个示例性实施例中，该程序产品可以直接地存储在存储器142和/或磁盘(例如，磁盘154)中并且/或者由存储器142和/或磁盘(即，磁盘154)存取，如下所述。

如图1中所示，存储设备148可以包括用磁盘154存储数据的磁盘驱动装置。作为一个示例性实施例，计算机系统126也可应用非车载/车辆外的互联网网站，例如用于提供或维护数据或者在其上执行操作。

应当理解的是，虽然本示例性实施例是以全功能的计算机系统为背景而描述，但本领域技术人员将认识到本公开的某些机制能够通过一种或多种类型的非暂时性计算机可读信号承载介质而作为程序产品分配，所述非暂时性计算机可读信号承载介质是用于存储程序及其指令并且执行其分配，例如非暂时性计算机可读介质承载程序并且包含存储在其中的计算机指令，用以使计算机处理器(例如处理器140和/或处理器170)实施和执行该程序。这种程序产品可采用多种形式，无论用于执行分配的计算机可读信号承载介质的具体类型如何，本公开都同样适用。信号承载介质的例子包括：可记录介质，例如软磁盘、硬盘驱动器、存储卡和光盘(例如，磁盘154)；以及传输介质，例如数字和模拟通信连接。相似地，应当理解的是计算机系统126也可不同于图1中所示的实施例，例如其中计算机系统126可以联接到一个或多个远程非车载的计算机系统和/或其它导航系统或者可以使用一个或多个远程非车载的计算机系统和/或其它导航系统，例如作为远程服务器130的一部分。本申请全文中使用的“远程计算机系统”是指非车载并且在车辆外部的计算机系统。例如，在其它可能的实例中，远程计算机系统可以在用于与许多不同车辆一起使用的中央处理设施处。

显示和通知单元128联接到计算机系统126。在一个优选实施例中，显示和通知单元128包括：视觉部件160(优选为显示屏，例如液晶显示(LCD)屏)，其生成对车辆乘客可看见的图像；以及听觉部件162(例如扬声器)，其产生由车辆乘客可听见的声音。应当理解的是，显示和通知单元128可包括一个或多个视觉部件160和/或听觉部件162一起作为一个系统和/或作为各自独立的系统。

如上所述，在某些实施例中，可由远程服务器130和/或无线装置132来执行导航系统110的各种功能。远程服务器130包括：处理器170、存储器172、发射器 174和接收器176。在某些实施例中，远程服务器130的远程处理器170、存储器172、发射器174和接收器 176分别类似于导航系统110的处理器140、存储器 142、发射器124和接收器122并且可以执行导航系统110的处理器140、存储器 142、发射器124和接收器122的各自功能中的一些或所有功能(或者类似功能)。在某些实施例中，无线装置132也可包括类似的部件、特征和功能。另外，在某些实施例中，远程服务器130(或其部件)、无线装置132、和/或导航系统110(或其部件)可一起形成单个系统。

图2是根据一个示例性实施例的、为车辆提供从第一地点到第二地点的路径选择的方法200的流程图。在一个优选实施例中，方法200可以连同图1的车辆100、导航系统110、远程服务器130、和/或无线装置132一起实施。下面也将结合图3和图4对方法200进行描述，图3和图4提供对根据示例性实施例的图2的方法200的某个示例性实施例的图示说明。

如图2中所示，方法200包括获得用户信息的步骤(步骤202)。用户信息包括关于在车辆的当前车辆驾驶(或者点火循环)期间的优选的车辆行驶目的地的信息。本文中在步骤202中所获得的期望车辆行驶目的地称为“目的地”或“第二地点”。在一个实施例中，通过图1的输入装置120从车辆的驾驶员或其它用户获得用户信息。在另一个实施例中，从图1的无线装置132获得用户输入。本文中步骤202中所获得的车辆行驶的期望目的地称为“目的地”或“第二地点”。同样在一个优选实施例中，接收器122将表示出目的地的信号提供至图1的计算机系统126的处理器140进行处理。参照图3和图4的示例性实施例，图3中的节点302和图4中的节点420代表目的地。

此外，确定车辆位置(步骤204)。在一个优选实施例中，车辆位置包括当前车辆驾驶或点火循环开始时的车辆地理位置、和/或用户提供关于步骤202的期望目的地的输入时的车辆地理位置。本文中步骤204的车辆位置称为“起点”或“第一地点”。优选地由图1的接收器122，最优选通过图1的一颗或多颗卫星131所提供的卫星信号，而获得有关的车辆位置和/或信息，其中一颗或多颗卫星131作为全球定位系统的一部分联接到那儿。在某些实施例中，图1的接收器122可从另一个来源，例如从图1的无线装置132和/或远程服务器130，接收车辆有关的位置和/或信息。同样在一个优选实施例中，接收器122将表示起点的信号提供至图1的计算机系统126的处理器140进行处理。参照图3和图4的示例性实施例，图3中的节点301和图 4中的节点416(如在下面更详细的描述)代表起点。

此外，获得正在驾驶的车辆的特征(步骤206)。在一个优选实施例中，步骤206的车辆特征包括：用于给车辆提供动力的一级和二级能量源的类型、以及关于一级和二级能量源的用于车辆的能量利用的经济性的度量。例如，在一个这种优选实施例中，步骤206的车辆特征包括在不同车速下和在不同类型路段(例如高速公路驾驶、市区驾驶等)上对一级和二级能量源的每一个的车辆能量经济性的度量。优选地把车辆特征存储在图1的存储器142中并且由图1的处理器140从存储器142中检索出车辆特征。

获得关于车辆上的一级能量源的可用性的度量(步骤208)。在一个实施例中，步骤208的度量包括在车辆上用于运行车辆可获得的一级能量源的能量的量。在另一个实施例中，步骤208的度量包括当车辆使用车辆上的一级能量源的可利用能量运行时车辆可以行驶的估计距离。优选地由图1的第一能量指示器114提供步骤208的度量，并且/或者由图1的处理器140基于测量值和/或由图1的第一能量指示器114所提供的其它信息来计算步骤208的度量。例如，在一个实施例中，如果一级能量源包括电能，如经由RESS而利用，那么可基于RESS的荷电状态来确定步骤208的度量。通过进一步的举例，在另一个实施例中，如果一级能量源包括汽油，那么可基于车辆燃料箱中的汽油水平来确定步骤208的度量。

确定在步骤204的起点与步骤202的目的地之间的启发式成本(步骤210)。在一个优选实施例中，步骤210的启发式成本包括关于仅使用一级能量源并在对于一级能量源使用的理想状态下车辆从起点行驶到目的地所使用的能量的量的“最合适的”估计。具体地，在一个优选实施例中，通过计算欧几里德几何学的起点与目的地之间的直线距离(例如，“沿直线地”，不考虑起点和目的地之间各路段的方向)，以及通过假设标出的速度限值、交通信号灯密度、和沿着此距离的交通图对于一级能量源使用的能量经济性是理想的而确定车辆使用一级能量源沿着此距离行驶所需的能量利用的量，来确定步骤210的启发式成本。优选地由图1的处理器140计算出步骤210的启发式成本。

然后，在步骤210的启发式假设下判定是否存在足够的用于从起点行驶到目的地的车载一级能量源的可用性(步骤212)。优选地基于步骤208的一级能量源可用性的度量和步骤210的启发式成本而作出步骤212的判定。具体地，在一个实施例中，步骤212的判定是基于步骤208的一级能量源可用性的度量是否大于或等于步骤210的启发式成本。优选地由图1的处理器140作出步骤212的判定。

如果判定在步骤210的启发式假设下存在用于车辆从起点行驶到目的地的车载一级能量源的足够的可用性，那么所述方法的比例因子设定为等于假设对于一级能量源的理想行驶状态(例如标出的速度限值、交通信号灯的密度、和对于一级能量源是最节能的交通图)并且使用图1的第一函数151的情况下每单位距离的一级能量源的最合适(即，最低或最节能)的能量利用(例如，千瓦/英里) (步骤214)。相反，如果判定在步骤210的启发式假设下不存在足够的用于从起点行驶到目的地的车载一级能量源的可用性，那么所述方法的比例因子改为设定为等于假设对于二级能量源的理想行驶状态(例如标出的速度限值、交通信号灯的密度和对于二级能量源是最节能的交通图)并且使用图1的第二函数152的情况下每单位距离的最合适的(即，最低或最节能的)二级能量源的能量利用(例如，千瓦/英里)(步骤216)。步骤214或步骤216的比例因子(无论哪个被计算)被用于评估有可能包含在推荐的车辆行驶路径中的用于考虑的附近行驶节点，如下面进一步的论述。

初始化一个开集的可能节点(步骤218)。该开集的节点通过各种迭代改变。在任何特定时间点，该开集包括将被检查的可能被包含在推荐路径中的一组节点。在第一次迭代期间，初始化开集以便包括步骤204的起点。优选地由图1的处理器140初始化和更新该开集。

也初始化一个闭集的可能节点(步骤220)。该闭集的节点也通过各种迭代变化。在任何特定时间点，该闭集包括已被考虑为可能包含在推荐路径中的一组节点(如本文中使用的，术语“推荐的路径”、“最佳路径”、和“选择的路径”相互是同义词)。在第一次迭代期间，初始化闭集以便包括空集。在一个实施例中，每个节点代表路径或道路中与在前节点具有预定距离的一个点，或者代表从在前节点的路段的方向上的转向或者道路中的岔路。在一个这种实施例中，预定距离等于100英尺；然而，在其它实施例中该预定距离可变化。优选地由图1的处理器140初始化和更新该闭集。

识别出满足对于推荐行驶路径包含作为候选者的标准的节点(步骤222)。优选地，利用存储于图1的存储器142中的地图以便，使用从步骤214或步骤216中获得的合适的比例因子，识别在步骤204的起点与步骤202的目的地之间并且/或者可能足够接近起点和/或目的地之一或两者从而在推荐行驶路径的可行性边界内的各种行驶节点。具体地，如果在步骤212中判定在步骤210的启发式假设下存在足够的用于从起点行驶到目的地的车辆上一级能量源的可用性，那么在步骤222中应用步骤214的比例因子(利用图1的第一函数151)。相反，如果在步骤212中判定在步骤210的启发式假设下不存在足够的用于从起点行驶到目的地的车辆上一级能量源的可用性，那么在步骤222中改为应用步骤216的比例因子(使用图1的第二函数152)。优选地由图1的处理器140进行步骤222的识别。

计算在步骤222中所识别的各节点的启发式距离(步骤224)。在一个优选实施例中，对于各节点而言，启发式距离是欧几里德几何学的起点与该节点之间的直线距离(例如，“沿直线地”，不考虑起点与该节点之间的各路段的方向)。优选地由图1的处理器140计算启发式距离。

然后，对于步骤222中所识别的各节点进行分别的判定：在一级能量源使用的最适合情况下(优选地，类似于步骤210的启发式假设，例如包括最佳标出的速度限值、交通信号灯的密度，交通图等)，是否存在从起点行驶到该节点的车辆上一级能量源的足够的可用性(步骤226)。优选地基于来自步骤208的一级能量源可用性的度量、步骤224的距离、以及用于一级能量源的图1的第一函数151而作出步骤226的判定。

在下述的步骤228和步骤230中，然后对于在步骤222中识别出并存储在存储器中的各节点确定第一分值(在本文中称为“G-分值”)。特定节点的G-分值代表从起点行驶到特定节点的估计的能量成本。特定节点的G-分值的计算取决于步骤224的距离以及各节点的步骤226的判定。具体地，如果在步骤226中判定存在足够的用于从起点行驶到考虑中的节点的车辆上一级能量源的可用性，那么基于步骤224的对于特定节点的距离以及图1的用于一级能量源的第一函数151而计算G-分值(步骤228)。相反，如果在步骤226中判定没有足够的用于从起点行驶到考虑中的节点的车辆上一级能量源的可用性，那么取代地基于步骤224的特定节点的距离和图1的用于二级能量源的第二函数152而计算G-分值(步骤230)。优选地由图1的处理器140计算G-分值并将其存储在存储器142中用于后续在所述方法中的使用(例如，在步骤248中，如下进一步的描述)。

从步骤222中所识别的一系列节点中选择一个当前节点(步骤232)。在步骤232的第一次迭代中，当前节点包括步骤204的起点、或者车辆当前所在的节点。在随后的迭代中，当前节点包括沿步骤204的起点与步骤202的目的地之间的路径的、目前在考虑中的节点。优选地由图1的处理器140选择当前节点。

作出关于步骤232的当前节点是否代表步骤202的目的地的判定(步骤234)。优选地由图1的处理器140作出此判定。如果判定当前节点代表目的地，那么所述方法进入步骤262和步骤264，如下面进一步的描述。相反，如果判定当前节点不代表目的地，那么所述方法进入步骤236，如下面直接的描述。

进行识别在步骤232的当前节点附近的每个相邻节点(步骤236)。具体地，在步骤236期间，对紧邻步骤232的当前节点或者通过单个路段连接到步骤232的当前节点的步骤222的各节点进行识别。举例而言，参照图4，图4的起点416具有四个相邻节点，即节点409、节点 415、节点417、和节点 423。优选地由图1的处理器140识别出相邻节点。

然后选择步骤236的相邻节点中的一个节点，进行分析(步骤238)。优选地，对每个相邻节点进行分析，一次分析一个，每个都在不同的迭代中。步骤238中相邻节点的选择可以是随机选择、或者基于方向(例如，东或西、北或南、顺时针或逆时针等)。优选地由图1的处理器140进行相邻节点的选择。

作出步骤238中所选择的相邻节点是否是步骤220的闭集中的一员的判定(步骤240)。优选地由图1的处理器140作出此判定。如果判定所选择的相邻节点是在该闭集中(亦即，所选择的相邻节点已被分析为可能包含在最佳路径中)，那么所述方法返回至步骤238，并且选择不同的相邻节点。以此方式重复步骤238和步骤240直到选择出不在该闭集中的相邻节点。一旦在步骤240的迭代中判定步骤238中最近一次迭代中所选择的相邻节点不在该闭集中，那么所述方法进入步骤241，如下面直接的描述。

在步骤241期间，获得关于步骤238的最近一次迭代中所选择相邻节点的各种特征。这些特征优选地与连接步骤238中所选择的相邻节点与步骤232中的当前节点的路段的各种特征有关。这些特征优选地包括路段的距离、该路段的坡度或角度，标示速度限值(和/或平均标示速度限值)、沿该路段交通信号灯的密度的度量、沿该路段的历史交通图(例如历史平均驾驶速度)、和/或沿该路段的实时驾驶状态(即，沿该路段的当前平均速度、沿该路段的天气条件、沿该路段的任何事故或交通堵塞等)。优选地由图1的处理器140获得这些特征。可由图1的处理器140从存储在图1的存储器142中的数据中获得这些特征中的某些特征(例如，历史数据)，同时可从图1的远程服务器130和/或无线装置132中获得这些特征中的某些其它(例如，实时数据)。

作出关于是否存在用于从起点经过步骤232的当前节点行驶到步骤238的相邻节点的一级能量源的足够的可用性的判定(步骤242)。优选地，在步骤242中，从以前的从起点行驶到步骤232的当前节点所需的能量利用的量的计算(在以前的迭代中)中应用一级能量源可用性的更新估计。然后，把图1的第一函数151应用于步骤241的路段特征，以判定从步骤232的当前节点行驶到步骤238的相邻节点的增加的能量成本。

如果在到达步骤232的当前节点之后增加的能量成本小于或等于一级能量源可用性的更新估计，那么判定存在足够的用于行驶到步骤238的相邻节点的一级能量源的可用性。因此，基于一级能量源的使用而计算相邻节点的暂时G-分值(步骤244)。在步骤244期间，基于当前节点与相邻节点之间的路段的步骤241的特征以及与一级能量源有关的图1的第一函数151而计算暂时G-分值。优选地由图1的处理器140计算步骤244的暂时G-分值。

相反，如果在到达步骤232的当前节点之后增加的能量成本大于一级能量源的可用性的更新估计，那么判定不存在足够的用于行驶到步骤238的相邻节点的一级能量源的可用性。因此，取代地基于二级能量源的使用而计算相邻节点的暂时G-分值(步骤246)。在步骤246期间，基于当前节点与相邻节点之间的路段的步骤241的特征以及与二级能量源有关的第二函数152而计算暂时G-分值。优选地由图1的处理器140计算步骤246的暂时G-分值。

作出关于步骤244或步骤246的暂时G-分值 (在特定的迭代中无论哪个被计算，基于步骤242的判定，如上所述)是否小于步骤228或步骤230的存储的G-分值(对于该特定节点，无论哪个被计算)的判定(步骤248)。优选地，由图1的处理器140作出此判定。

如果对于被考虑作为特定迭代的步骤238的相邻节点的特定节点而言判定步骤244、246的暂时G-分值大于或等于步骤228、230的存储的G-分值，那么所述方法返回至步骤238，选择也邻接步骤232的当前节点的一个新的相邻节点。此后，对于此新选择的相邻节点在新迭代中重复步骤238-248。

相反，如果对于考虑作为特定迭代的步骤238的相邻节点的特定节点而言判定步骤244、246的暂时G-分值小于步骤228、230的存储G-分值，那么把考虑中的特定节点的G-分值重新设定成等于步骤244或步骤246的暂时G-分值(对于考虑中的特定节点，无论哪个被计算)(步骤250)。优选地，由图1的处理器140执行此步骤。

此外，还计算此节点的第二分值(在本文中称为“H-分值”)(步骤252)。如本文中所述，H-分值代表用于车辆从考虑中的节点行驶到步骤202的目的地的预计的能量成本，优选为启发式预计能量成本。类似于步骤224-230的启发式G-分值，H-分值的计算优选地包括在考虑中的节点与目的地之间的启发式距离的确定(最优选为欧几里德几何学的或者直线的距离“沿直线地”)，是否存在足够的用于完成该节点与目的地之间行驶的车辆上一级能量源的可用性的判定，以及如果存在足够的用于车辆在该节点与目的地之间行驶的一级能量源的可用性则应用(i)图1的第一函数151，或者如果不存在足够的用于车辆在该节点与目的地之间行驶的一级能量源的可用性则应用(ii)图1的第二函数152。优选地由图1的处理器140计算H-分值。

还计算此节点的第三分值(在本文中称为“F-分值”)(步骤254)。如本文中所述，F-分值代表用于车辆从起点经过考虑中的节点行驶到目的地(优选地经由经过考虑中节点的在起点与目的地之间行驶的那些可能路径中的最节能行驶路径)的预计能量成本。优选地由图1的处理器140通过把G-分值(如步骤250中的更新)加到H-分值中(如步骤252中计算)而计算F-分值。

此外，将步骤232的当前节点识别为考虑中的相邻节点的“母”节点，并将其存储在存储器中(步骤256)。优选地，此识别由图1的处理器140作出并存储在图1的存储器142。

然后，作出关于是否存在剩余的对于步骤232的当前节点可考虑的步骤236的任何另外的相邻节点的判定(步骤257)。优选地，由图1的处理器140作出此判定。如果在步骤257中判定存在任何另外的相邻节点仍然要被考虑，那么所述方法返回至步骤238，选择一个新的相邻节点。在新迭代中重复步骤238-257直到在步骤257的迭代中判定对于当前节点所有相邻节点已被考虑。

一旦判定当前节点的每个相邻节点已被考虑，那么判定对于当前节点的考虑中的相邻节点中的哪个相邻节点具有最低的F-分值(步骤258)。优选地由图1的处理器140做出此判定。然后，使步骤258中所选择的具有最低F-分值的相邻节点移动至闭合步骤，并且将其识别为新的“当前节点”(步骤260)。优选地，由图1的处理器140执行步骤258和步骤260。

然后，所述方法返回至步骤232，并且在使用在步骤258中所选择的用作下一次迭代中“当前节点”的节点的新的迭代中重复步骤232-260。对于各种其它迭代(各迭代具有新的更新的“当前节点)以此方式重复步骤232-260，直到在步骤234的迭代中判定当前节点是步骤202的期望目的地。一旦在步骤234的迭代中判定当前节点与目的地相同，那么所述方法已找出车辆从起点行驶到目的地的最佳路径。

因此，通过相继地把所选择的各当前节点的“母”节点连接到一起而重建最佳路径(步骤262)。优选地由图1的处理器140执行此重建。此外，把最佳(或推荐)路径呈现给车辆用户(步骤264)。具体地，优选地经由图1的导航系统 110通过由图1的处理器140所提供的指令而显示在显示和通知单元128(例如，经由视觉部件160和听觉部件162)把最佳路径提供给车辆驾驶员和/或其它乘客或用户。在某些实施例中，取代地通过图1的无线装置132把最佳(或者推荐的)路径提供给用户。

参照图3的第一示例性实施例，如果不存在足够的用于车辆在图3的起点301与目的地302之间行驶的一级能量源的可用性，那么最佳路径将包括使用一级能量源的第一部分308和使用二级能量源的第二部分310。图3还示出了各种其它搜索的替代物312、以及成本的启发式估计306，如上所述。

参照图4的第二示例性实施例，如上所述，最佳行驶路径将取决于各节点之间的路段的特征以及车辆上的一级能量源的可利用量。例如，如果存在相对较大的一级能量源(例如，电能)的供给，那么更直接的路径可通过在节点416、417、418、419和420之间延伸的城市道路并且利用使用一级动力源的第一部分431和使用二级动力源(例如，汽油)的第二部分432而连接起点416和目的地420。通过进一步的举例，如果存在相对较小的一级能量源(例如，电能)供给，那么更间接的路径可通过在节点416、409、410、411、412、413和420之间延伸的高速公路并且利用使用一级动力源的第一部分441和使用二级动力源(例如，汽油)的第二部分442而连接起点416和目的地420。

因此，本发明提供为机动车辆提供路径选择的改进方法；该方法根据一级能量源(例如电能)的可用性并根据一级能量源和二级能量源(例如汽油或柴油燃料)的不同的各自功能 而优化能量效率并且/或者使能量相关的成本最小化。此外，提供用于提供这种改进的路径选择的改进的系统和车辆。

应当理解的是，所公开的车辆、系统和方法可不同于附图中所描绘和/或以上描述的车辆、系统和方法。例如，导航系统110和/或其各种零件和/或部件(和/或车辆100的)可不同于图1中所示和/或以上描述的。类似地，方法200的某些步骤可以是不必要的并且/或者可不同于图2和/或图3中所示和/或以上描述的。同样，应当理解的是方法200的各种步骤可同时地进行或者以不同于图2和图/3 中所示和/或以上描述的顺序进行。同样，应当理解的是虽然所公开的上述方法和系统是用于汽车，例如轿车、卡车、厢式车、和运动型多用途车，但所公开的方法和系统也可连同许多不同类型车辆并连同车辆的许多不同系统和从属于其的环境而使用。

虽然已在前面的详细说明中给出了至少一个示例性实施例，但应该认识到的是还存在大量的变形。也应理解的是，一个或多个示例性实施例仅仅是例子而并非以任何方式意图限制本发明的范围、应用或配置。相反，前面的详细说明将为本领域技术人员提供方便的用于实施一个或多个示例性实施例的路线图。应当理解的是，在不背离所附权利要求所阐述的本发明范围及其法律等同物的情况下可以在各元件的功能和布置作出各种变化。

Claims (10)

1.一种用于为机动车辆提供从第一地点到第二地点的路径选择的方法，所述机动车辆构造成使用所述机动车辆上的一级能量源和二级能量源而运行，所述方法包括：

确定来自所述一级能量源的可用能量的度量；

确定连接所述第一地点和所述第二地点的多个路段的特征；以及

利用可用能量的度量和所述多个路段的特征，选择在所述第一地点与所述第二地点之间的优化路径。

2.如权利要求1所述的方法，还包括：

估计使用所述一级能量源在所述第一地点与所述第二地点之间行驶的启发式能量成本；

其中，选择所述优化路径的步骤包括：

      如果所述启发式能量成本小于可用能量的度量，则使用所述一级能量源的第一函数来选择所述优化路径；以及

      如果所述启发式能量成本大于可用能量的度量，则使用所述二级能量源的第二函数来选择所述优化路径。

3.如权利要求2所述的方法，其中，选择所述优化路径的步骤还包括：

如果所述启发式能量成本小于可用能量的度量，则根据所述第一函数使用第一比例因子来选择所述优化路径；以及

如果所述启发式能量成本大于可用能量的度量，则根据所述第二函数使用第二比例因子来选择所述优化路径。

4.如权利要求1所述的方法，其中，选择所述优化路径的步骤包括：

识别在所述优化路径中可能使用的当前节点；

识别与所述当前节点相邻的多个相邻节点；以及

利用所述当前节点与所述多个相邻节点的各节点之间的距离以及下列两个函数之一来选择所述多个相邻节点中的一个：

      如果可用能量的度量足以用于所述机动车辆在所述第一地点与所述当前节点之间行驶，则使用所述一级能量源的第一函数；以及

      如果可用能量的度量不足以使所述机动车辆在所述第一地点与所述当前节点之间的行驶，则使用所述二级能量源的第二函数。

5.如权利要求1所述的方法，其中，选择所述优化路径的步骤包括：

利用可用能量的度量和所述多个路段的各路段的限制速度，选择所述优化路径。

6.如权利要求1所述的方法，其中，选择所述优化路径的步骤包括：

利用可用能量的度量和所述多个路段的各路段的交通信号灯的密度，选择所述优化路径。

7.如权利要求1所述的方法，其中，选择所述优化路径的步骤包括：

利用可用能量的度量和所述多个路段的各路段的交通图的实时度量，选择所述优化路径量。

8.一种用于为机动车辆提供从第一地点到第二地点的路径选择的系统，所述机动车辆构造成使用所述机动车辆上的一级能量源和二级能量源而运行，所述系统包括：

能量指示器，所述能量指示器构造为提供来自所述一级能量源的可用能量的度量；以及

处理器，所述处理器联接到所述能量指示器并且构造为：

      确定连接所述第一地点和所述第二地点的多个路段的特征；以及

      利用可用能量的度量和所述多个路段的特征，选择在所述第一地点与所述第二地点之间的优化路径。

9.如权利要求8所述的系统，还包括：

输入装置，所述输入装置联接到所述处理器并且构造为获得来自所述机动车辆用户的关于所述第二地点的输入；以及

接收器，所述接收器联接到所述处理器并且构造为确定所述第一地点。

10.一种机动车辆，包括：

能量指示器，所述能量指示器构造为提供来自所述机动车辆上的一级能量源的可用能量的度量；

驱动系统，所述驱动系统构造为使用：

      如果所述一级能量源目前是可利用的，则使用一级能量源；以及

      如果在所述机动车辆上一级能量源目前是不可利用的，则使用二级能量源来在第一地点和第二地点之间推进所述机动车辆；以及

处理器，所述处理器联接到所述能量指示器并且构造为：确定连接所述第一地点和所述第二地点的多个路段的特征；以及，利用可用能量的度量和所述多个路段的特征而选择在所述第一地点与所述第二地点之间的优化路径。

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