CN109383505A

CN109383505A - 峰值效率推荐和分享

Info

Publication number: CN109383505A
Application number: CN201810905269.2A
Authority: CN
Inventors: G·D·盖瑟; J·D·佩恩
Original assignee: Toyota Engineering and Manufacturing North America Inc
Current assignee: Toyota Motor Engineering and Manufacturing North America Inc
Priority date: 2017-08-11
Filing date: 2018-08-10
Publication date: 2019-02-26
Anticipated expiration: 2038-08-10
Also published as: JP2019059462A; US20190049260A1; US10317908B2; JP6802222B2; CN109383505B

Abstract

本公开涉及峰值效率推荐和分享。系统包括检测当前速度的速度传感器，检测图像数据的相机，和检测位置数据的GPS传感器。系统还包括保存把高效车速映射到道路速度限制的查寻表的存储器。系统还包括输出设备和电子控制单元(ECU)。ECU确定当前道路的当前速度限制，并在车辆的当前速度的波动在预定时间段内小于预定速度阈值时，确定车辆在稳定的速度范围内。ECU还比较当前速度限制和查寻表，以确定与当前速度限制对应的至少一个高效车速，并且在车辆在稳定速度范围内时，控制输出设备输出所述至少一个高效车速。

Description

峰值效率推荐和分享

技术领域

本公开涉及用于根据当前或即将到来的道路的速度限制和车辆的当前负荷，确定高效车速的系统和方法。

背景技术

对车辆制造商来说，最近存在由于诸如减少碳排放、降低营运车辆的成本、增强车辆吸引力之类的各种原因而改善车辆效率的推动。找到了多种方法来改善车辆效率。一种这样的方法控制车辆的气候控制设定的操作，以减少车辆加速期间的功率消耗。另一种这样的方法使用混合动力车辆来重新获得一般在车辆减速期间失去的能量。由于车辆的复杂性，众多的选项可用于进一步改善车辆的能量效率。

世界上的多数道路包括速度限制，以控制交通流量，和保护市民不受可能危及道路沿线的驾驶员或财产的车辆速度影响。速度限制一般是相对于道路的可用空间和曲率设定的。尽管速度限制目的是保护人员和财产，不过，它们的设计未考虑到燃料效率。因而，当车辆按给定的速度限制或接近给定的速度限制行驶时，由于所述给定的速度限制，车辆可能以相对低效的速度运行。

因而，理想的是确定相对接近速度限制的高效车速，并把这些高效的速度通知驾驶员。

发明内容

记载在本文中的是一种确定车辆的高效驾驶速度的系统。该系统包括设计为检测车辆的当前速度的速度传感器。系统还包括设计为检测对应于当前道路的图像数据的相机。系统还包括设计为检测与车辆的当前位置对应的位置数据的全球定位系统(GPS)传感器。系统还包括设计为保存把高效车速映射到多个道路速度限制的查寻表的存储器。系统还包括设计为输出数据的输出设备。系统还包括耦接到速度传感器、相机、GPS传感器和存储器的电子控制单元(ECU)。ECU设计为根据图像数据或位置数据至少之一，确定当前道路的当前速度限制。ECU还设计为当车辆的当前速度的波动在预定时间段内小于预定速度阈值时，确定车辆在稳定的速度范围内。ECU还设计为比较当前速度限制和查寻表，以确定与当前速度限制对应的至少一个高效车速。ECU还设计为当车辆在稳定速度范围内时，控制输出设备输出所述至少一个高效车速。

另外记载的是一种确定车辆的高效驾驶速度的系统。该系统包括设计为检测对应于当前道路的图像数据的相机。系统还包括设计为检测当前道路的当前坡度的坡度传感器，或配置成接收当前道路的当前坡度的网络接入设备至少之一。系统还包括设计为检测与车辆的当前位置对应的位置数据的全球定位系统(GPS)传感器。系统还包括设计为保存把高效车速映射到多个道路速度限制和多个道路坡度的查寻表的存储器。系统还包括设计为输出数据的输出设备。系统还包括耦接到相机、坡度传感器或网络接入设备至少之一、GPS传感器和存储器的电子控制单元(ECU)。ECU设计为根据图像数据或位置数据至少之一，确定当前道路的当前速度限制。ECU还设计为比较当前道路的当前速度限制及当前坡度和查寻表，以确定对应于当前速度限制和当前坡度的至少一个高效车速。ECU还设计为控制输出设备输出所述至少一个高效车速。

另外记载的是一种确定车辆的高效驾驶速度的方法。该方法包括通过速度传感器检测车辆的当前速度。方法还包括通过相机检测对应于当前道路的图像数据。方法还包括通过全球定位系统(GPS)传感器检测与车辆的当前位置对应的位置数据。方法还包括将把高效车速映射到多个道路速度限制的查寻表保存在存储器中。方法还包括通过电子控制单元(ECU)，根据图像数据或位置数据至少之一，确定当前道路的当前速度限制。方法还包括通过ECU，当车辆的当前速度的波动在预定时间段内小于预定速度阈值时，确定车辆在稳定的速度范围内。方法还包括通过ECU，比较当前速度限制和查寻表，以确定与当前速度限制对应的至少一个高效车速。方法还包括当车辆在稳定速度范围内时，通过ECU控制输出设备输出所述至少一个高效车速。

附图说明

参考下面的附图和详细说明，对本领域的普通技术人员来说，本发明的其他系统、方法、特征和优点将变得明显。所有这样的额外系统、方法、特征和优点包含在本说明内，在本发明的范围之内，并受附加的权利要求书保护。附图中所示的组件未必是按比例的，可能被放大，以更好地图解说明本发明的重要特征。附图中，相同的附图标记指示相同的部分，附图中：

图1是图解说明按照本发明的实施例的能够确定高效车速、确定高效车辆加速模式，并控制动力源按所述高效车速和高效车辆加速模式加速和行驶的车辆的各个组件的方框图；

图2A和2B是图解说明按照本发明的实施例的对于给定速度限制和给定车辆负荷，确定高效车速的方法的流程图；

图3A和3B是图解说明按照本发明的实施例的根据目标速度和当前车辆负荷，确定高效车辆加速模式的方法的流程图；

图4是图解说明按照本发明的实施例的图1的车辆100对图2A和2B的方法，以及图3A和3B的方法的例证使用的示图。

具体实施方式

本公开说明了对于给定速度限制，确定高效车速的系统和方法。所述系统提供一些益处和优点，比如向驾驶员推荐节能车速，所述节能车速比当前车速或道路的速度限制更节能。所述系统提供额外的益处，比如输出每个节能车速的效率差，所述效率差指示每个节能速度的能量效率的潜在增加。这样的信息可为驾驶员提供按推荐的速度之一行驶的动机。

有利的是，系统可进一步确定用于把当前车速提高到节能速度的节能加速模式。系统随后可自主实现所述节能加速模式，以使车辆节能地加速到节能速度，从而提供更大地提高能量效率的优点。系统还可按巡航控制模式操纵车辆，以使车辆保持在节能速度，从而有益地允许车辆获得最大能量效率。

例证的系统包括可检测与车辆的负荷对应的数据(比如车辆的质量、道路的坡度等等)的多个传感器，和能够检测车辆的当前速度的速度传感器。系统还包括能够检测当前或即将到来的速度限制的传感器，或者能够根据车辆的当前位置，提供当前或即将到来的速度限制的网络接入设备或存储器中的至少一个。系统还包括保存把速度限制和车辆负荷映射到节能车速的查寻表。系统还包括电子控制单元(ECU)。ECU可根据检测的数据，确定车辆的负荷，并且可确定当前或即将到来的速度限制。ECU随后可比较车辆的负荷及当前或即将到来的速度限制和查寻表，并取回与负荷和速度限制对应的一个或多个高效车速。系统还包括输出由ECU确定的高效车速的输出设备。

参见图1，车辆100包括用于提高车辆100的效率的系统101的组件。特别地，车辆100和系统101包括ECU 102、存储器104、全球定位系统(GPS)传感器106、惯性测量单元(IMU)传感器108和网络接入设备110。车辆100和系统101还包括动力源111，动力源111可包括发动机112或电池114和电动发电机116的组合中的一个或多个。车辆100和系统101还可包括把机械动力从发动机112或电动发电机116施加给车轮，以推进车辆100的传动装置118。

车辆100和系统101还包括一个或多个传感器，包括相机120、负荷传感器122、坡度传感器124、质量或重量传感器126、温度计或其他温度传感器128、高度计130、速度传感器132、和无线电探测和测距(雷达)传感器134。车辆100和系统101还包括输入设备136和输出设备138。

ECU 102可耦接到车辆100的每个组件，可包括一个或多个处理器或控制器，所述一个或多个处理器或控制器可以是专门为汽车系统设计的。ECU 102的功能可以在单个ECU或者多个ECU中实现。ECU 102可从车辆100的组件接收数据，可以根据接收的数据进行判定，可以根据所述判定控制组件的操作。

在一些实施例中，车辆100可以是全自动或者半自动的。在这点上，ECU 102可控制车辆100的各个方面(比如转向、制动、加速等)，以操纵车辆100从开始位置到目的地。

存储器104可包括本领域中已知的任何非临时性存储器。在这点上，存储器104可保存ECU 102可用的机器可读指令，可保存ECU 102请求的其他数据。

GPS传感器106能够检测与车辆100的位置对应的位置数据。IMU传感器108可检测车辆100的速度或定向。GPS传感器106和/或IMU传感器108可被称为位置传感器，可被用于确定车辆100的当前位置、航向和/或定向。在一些实施例中，GPS传感器106和/或IMU传感器108能够检测车辆100的速度，从而可被称为速度传感器。

速度传感器128可以是能够检测可用于确定车辆100的速度的数据的任何速度传感器。例如，如上所述，速度传感器128可包括GPS传感器或IMU传感器。速度传感器128还可或者可改为包括被配置成检测车辆100的车轮或发动机的角速度的角速度传感器，速度计，等等。

网络接入设备110可包括能够通过诸如Wi-Fi、蓝牙、蜂窝协议、车辆间通信之类的有线或无线接口进行通信的任意端口或设备。例如，ECU 102可控制网络接入设备110与云、外部车辆或者任何其他物体或设备通信。特别地，网络接入设备110可直接或间接与另一个车辆通信。在这点上，网络接入设备100可通过车辆间(V2V)协议通信，从而可被称为V2V网络接入设备。在一些实施例中，网络接入设备110可把车辆100的当前车速或当前加速度或减速度传送给附近的车辆。

发动机112可把燃料变换成机械动力。在这点上，发动机112可以是汽油发动机、柴油发动机、燃料电池发电机，等等。

电池114可保存电能。在一些实施例中，电池114可包括任意一个或多个储能设备，包括电池、飞轮、超级电容器、储热设备等。电动发电机116可把保存在电池中的(或者由燃料电池发电机产生的)电能变换成传动装置118可用的机械动力。电动发电机116还可把从传动装置118接收的机械动力变换成电能，所述电能可作为能量被保存在电池114中，和/或由车辆的其他组件使用。在一些实施例中，电动发电机116还可包括或者可改为包括涡轮机或者能够产生推力的其他设备。

传动装置118可耦接到发动机112和电动发电机116。传动装置118可包括动力分配器，可把从发动机112和/或电动发电机116接收的机械动力传递给车辆100的车轮。传动装置118可控制从发动机112和电动发电机116每一个传递多少机械动力。例如，ECU 102可控制传动装置118实现从发动机112和电动发电机116中的每一个的期望动力传递。传动装置118还可把从发动机112和/或车辆100的车轮接收的机械能量传递给电动发电机116，以便变换成电能。

尽管本说明涉及具有混合动力源111的车辆100，不过，本领域的技术人员会认识到车辆可包括发动机、燃料电池发动机、电动发电机和电池任意之一或它们的组合，而不脱离本公开。

相机120可包括按照以致能够检测与车辆100的环境对应的图像数据的方式定向的一个或多个相机。例如，相机120可被置于车辆100的前面，能够检测与附近的车辆或路标对应的图像数据。

负荷传感器122可包括能够检测与施加于车辆100的负荷对应的负荷数据的任意传感器。负荷可被定义为施加于车辆100的或者车辆100经历的导致动力源111产生更多或更少的动力，以使车辆100相对于当不施加负荷时保持恒定速度的阻力或其他作用力或现象。例如，负荷可包括车辆的重量或质量(包括货物或乘客的重量)、道路的坡度、道路的高度、逆风或顺风的速度、车辆100外部的环境温度，等等。负荷传感器122检测的负荷数据可用于确定施加于车辆100的负荷。

在一些实施例中，负荷数据也可接收自网络接入设备110或保存在存储器104中。例如，网络接入设备110可通过云，接收诸如当前温度之类的天气信息。类似地，导航信息可接收自网络接入设备110或保存在存储器104中。ECU 102可传送或比较车辆100的当前位置和导航信息，以找出与当前位置或即将到来的位置对应的道路的当前坡度。

坡度传感器124可包括能够检测当前道路的坡度的任何传感器。例如，坡度传感器124可包括能够确定与道路的坡度对应的数据的IMU传感器108或另外的设备。

重量或质量传感器126可包括能够检测与车辆的质量对应的数据的任何传感器。例如，质量传感器126可包括耦接到车辆100的车轮或悬架的能够检测车辆100的当前质量的一个或多个传感器。再例如，质量传感器126可包括置于车辆100的货厢或座位之下的能够检测位于货厢中或座位上的物体或人员的质量的一个或多个传感器。

温度计128能够检测对应于当前温度的数据。例如，温度计128可以位于车辆100之外，检测车辆外部的环境温度，可以位于车辆100的发动机室中，检测发动机室内的温度，等等。

高度计130可包括能够检测车辆100的当前高度的任何传感器或组件。在一些实施例中，高度计130可直接检测高度，或者可通过比较车辆的当前位置与位置和对应高度的数据库，来计算高度。

雷达传感器134可包括按照能够检测与车辆100的环境对应的雷达数据的方式定向的一个或多个雷达设备。例如，雷达传感器134可发射雷达波束，接收雷达波束的反射，并分析雷达波束的反射，以确定车辆100的环境中的物体，比如附近的车辆的存在和特征。在一些实施例中，代替或者除了雷达传感器134以外，车辆100可包括光成像、检测和测距(LIDAR)传感器。LIDAR传感器可按照和雷达传感器134类似的方式起作用，不过发射和接收光，而不是雷达波束。LIDAR传感器或雷达传感器134可检测与当前道路上的交通状况，包括周围车辆的速度对应的数据。

输入设备136可包括能够接收来自用户的输入的任何输入设备。例如，输入设备可包括触摸屏、触控板、键盘、按钮，等等。输出设备138可包括能够向用户输出数据的任何输出设备。例如，输出设备可包括触摸屏、显示器、扬声器，等等。

系统101可用于控制车辆100按相对节能的方式运行。在这点上，ECU 102可接收来自车辆100的传感器的数据，根据检测的数据，确定提供改善的能量效率的车辆的高效车速或者车辆的节能加速模式。ECU 102还可向驾驶员提供关于如何实现改善的能量效率的指令，或者可直接控制动力源111，以改善能量效率。

现在参见图2A和2B，图中表示了确定车辆，比如图1的车辆100的高效驾驶速度的方法200。在方框202，车辆的各个组件可检测或接收数据。例如，数据可包括通过速度传感器检测的当前速度，通过相机检测的图像数据，通过GPS或IMU传感器检测的位置数据，通过一个或多个负荷传感器检测的负荷数据，和通过相机检测的、保存在存储器中的、或者通过网络接入设备接收的道路的当前速度限制。

在方框204，车辆的ECU可判定车辆是否在稳定速度范围内。稳定速度范围指示车辆正在以相对恒定的速度移动。当车辆的当前速度的波动在预定时间段内小于预定速度阈值时，车辆可被认为在稳定的速度范围内。预定的速度阈值可对应于在巡航或恒速运行期间正常的速度波动，比如2英里/小时(2mph)、3英里/小时、5英里/小时，等等。预定时间段对应于足够长以致ECU可推断车速将保持恒定的时间量。例如，预定时间量可以是3秒、5秒、10秒，等等。

例如，预定的速度阈值可以是3mph，预定时间段可以是5秒。车辆可能连续5秒，在71-73英里/小时之间行驶。在所述连续5秒期满之后，ECU可确定车辆在稳定速度范围内，因为车速在较长一段时间内波动较小。这指示车辆可能正在以稳定速度，沿着道路巡航。

在方框206，可在存储器中保存查寻表。所述查寻表可把高效车速映射到道路速度限制和车辆负荷。在这点上，ECU可确定当前道路的速度限制和车辆的当前负荷。ECU可比较速度限制及当前负荷和查寻表，以确定与速度限制和当前负荷对应的一个或多个高效车速。所述一个或多个高效车速可对应于对给定速度限制来说可接受、并且导致动力源相对节能(即，与以其他速度相比，动力源使用较少的能量，以高效的速度移动车辆)的车速。

在一些实施例中，查寻表可由车辆制造商创建，并在车辆的分销之前保存在存储器中。在一些实施例中，查寻表可在车辆被驱动时，由ECU创建。例如，ECU可确定在各种速度和车辆负荷下的动力源的效率，并保存结果。ECU可用速度、效率和车辆负荷填充查寻表。在一些实施例中，查寻表可由车辆制造商创建，并在车辆被驱动时，由ECU更新。

在方框208，ECU可根据检测或接收的数据，确定车辆的当前负荷。例如，车辆的当前负荷可以基于负荷数据，所述负荷数据包括当前道路的坡度、车辆的总重量或质量、当前道路的高度，逆风或顺风的速度、车辆之外的当前环境温度等等中的一个或多个。

负荷数据可以用车辆的各种传感器(比如坡度传感器或质量传感器)检测，可以通过网络接入设备接收自周围车辆或者云，或者可以基于检测的数据和接收的数据的组合。

在方框210，ECU可确定车辆的当前效率。例如，ECU可分析用于把车辆移动一定距离的动力或能量的数量。动力或能量的数量可对应于发动机燃烧的燃料的数量，电动发电机使用的电能的数量，等等。例如，可按英里/加仑、英里/千瓦时等等，测量车辆的当前效率。

在方框212，ECU可用车辆的当前效率，以及车辆的当前速度和负荷，更新查寻表。在这点上，通过利用新近检测和确定的数据更新查寻表，可以不断提高查寻表的准确性。这是有益的，因为效率、速度和车辆负荷之间的关联可能由于各种原因而随着时间变化。例如，如果在车辆上安装新的轮胎，如果新近对发动机进行了调整，等等，那么对于给定的负荷，车辆的高效速度可能变化。

在方框214，ECU可确定对道路的当前速度限制来说可接受的上限阈值速度和下限阈值速度。上限阈值速度和下限阈值速度可对应于相对接近于速度限制、并且被认为安全且合法的速度。在一些实施例中，上限阈值速度和下限阈值速度每个可能高于或低于当前速度限制预定速度，比如3mph或5mph。例如，当前速度限制可能是70mph，而所述预定速度可能是3mph。在这个例子中，上限阈值速度可为73mph，而下限阈值速度可为67mph。

在一些实施例中，上限阈值速度和下限阈值速度可能高于或低于当前速度限制预定百分率。例如，预定百分率可能是10％，而当前速度限制可能是50mph。在这个例子中，上限阈值速度可为55mph，而下限阈值速度可为45mph。在一些实施例中，上限阈值速度可能高于速度限制第一速度或百分率，而下限阈值速度可能低于速度限制第二速度或百分率。例如，上限阈值速度可能高于速度限制3英里/小时，而下限阈值速度可能低于速度限制8英里/小时。

在一些实施例中，可根据当前道路上的最小和最大速度限制，确定上限阈值速度和下限阈值速度。例如，在给定公路上，允许的最小速度为55mph，而速度限制为70mph。在这个例子中，上限阈值速度为70mph，而下限阈值速度为55mph。

在方框216，ECU根据当前速度限制、车辆负荷、以及上限和下限阈值速度，确定一个或多个高效车速。如上所述，高效车速可对应于与非高效车速相比，车辆的动力源更加节能的速度。ECU确定的每个高效车速可在上限阈值速度和下限阈值速度之间(包含阈值速度或者不包含阈值速度)。

在一些实施例中，上限阈值速度可能超过速度限制标称值。在这些实施例中，ECU可控制输出设备指示在一些情况下，超过速度限制的任何高效车速可能不被推荐。在任何情况下，ECU不输出与给定速度限制相比，存在任何更大风险的任意高效车速。

在一些实施例中，通过比较当前速度限制和车辆负荷与保存在存储器中的查寻表，ECU可确定所述一个或多个高效车速。例如，ECU可比较当前速度限制和车辆负荷与查寻表，确定在上限阈值速度和下限阈值速度之间的所有高效速度。在一些实施例中，ECU可以另外根据或者改为根据当前速度限制和车辆负荷，而不是访问查寻表，计算一个或多个高效车速。

在方框218，ECU可计算当前车速和在方框216确定的每个高效车速之间的能量差。所述能量差可对应于动力源的当前效率和在所述一个或多个高效车速每一个下的动力源的可能效率之间的差异。

例如，动力源可包括把燃料变换成机械能量的发动机。ECU可根据车辆负荷和高效车速，计算或以其他方式预测在每个高效车速下的发动机的可能效率。在一些实施例中，查寻表可包括这样的可能效率，或者ECU可计算所述可能效率。在确定在高效车速下的可能效率之后，ECU可确定当前效率和可能效率之间的差异。

在方框220，ECU可确定为了达到多个高效车速中的每一个，车辆要扩大的能量的数量。ECU可进一步确定在需要减速之前(比如归因于速度限制的减小，或者车辆从出口驶出)，车辆按速度限制或接近速度限制能够行驶的距离。例如，可根据车辆的已知或预测路线，确定所述距离。

为了确定达到多个高效速度所需的能量的数量，ECU可首先确定当前速度和每个高效车速之间的速度差。ECU随后可确定为了车辆把速度改变成每个高效车速而需要的能量的数量。

如果高效车速小于当前速度，并且车辆能够在减速期间回收能量，那么为达到高效车速所需的能量的数量可能为负。负的能量数量可对应于车辆的总能量的增益。另一方面，如果高效车速大于当前速度，那么为达到高效车速所需的能量的数量可能为正。正的能量数量指示车辆将利用能量，以达到该高效车速。

ECU可按照多种方式，确定或预测车辆按速度限制或接近速度限制能够行驶的距离。例如，ECU可比较车辆的当前位置和保存在存储器中或者通过网络接入设备取回的地图数据，以确定当前速度限制保持不变的距离。ECU还可比较车辆的路线和地图数据，以判定车辆是否会或者何时会转到具有不同的速度限制的另一条道路。在一些实施例中，ECU可能知道或预测车辆的路线，并可比较所述已知或预测的路线和地图数据。

在方框222，ECU可计算多个高效车速中的每个高效车速的总效率。ECU可根据在方框218确定的效率差，以及在方框220确定的为达到多个高效车速中的每个高效车速所需的能量数量和车辆按速度限制或接近速度限制能够行驶的距离，来计算所述总效率。

例如，如果为了达到高效车速需要较大量的能量，并且车辆只能按高效车速行驶较短一段时间，那么按高效车速行驶的总效率可能较低。相反，如果为了达到高效车速需要较小量的能量，并且车辆能够按高效车速行驶较长一段时间，那么按高效车速行驶的总效率可能较高。

再例如，如果为了达到高效车速需要较大量的能量，并且该高效车速的能量差较低，那么按高效车速行驶的总效率可能较低。相反，如果为了达到高效车速需要较小量的能量，并且该高效车速的能量差较高，那么按高效车速行驶的总效率可能较高。

在方框224，ECU可比较每个高效车速的总效率。ECU可消除总效率较低的一个或多个高效车速。例如，速度限制可能是70mph，对应的高效车速可能是65mph、69mph和72mph。ECU可能确定如果车辆按65mph行驶，会节省半加仑汽油，如果车辆按69mph行驶，会节省3/5加仑汽油，而如果按72mph行驶，则不节省任何汽油。在这个例子中，ECU可消除作为高效车速的72mph，因为它不节省任何汽油。

在方框226，ECU可对一个或多个高效车速排序。例如，ECU可根据在方框218确定的能量差，根据在方框222确定的总效率，或者根据能量差和总效率的组合，对一个或多个高效车速排序。ECU可根据效率的次序，对高效车速排序。例如，与能量差或总效率较低的高效车速相比，能量差或总效率较高的高效车速可以排名较高。

在方框228，在车辆在稳定的速度范围内(即，在巡航状态下)时，ECU可控制输出设备输出高效车速和对应的能量差或总效率。在一些实施例中，ECU可以只在车辆未已按高效车速行驶时，才输出高效车速。在一些实施例中，如果车辆已经在按高效车速行驶，那么ECU可控制输出设备输出指示车辆正在按高效车速行驶的数据。

驾驶员可查看高效车速和对应的能量差或总效率，可决定按高效车速之一驾驶车辆。在一些实施例中，当驾驶员正在按高效车速之一驾驶时，ECU可控制输出设备输出核实正在按高效车速之一驾驶车辆的数据。在一些实施例中，在自从输出高效车速以来过去了一段时间之后，而车辆未按高效车速之一行驶的情况下，ECU可控制输出设备输出对应的能量差或总效率。

在一些实施例中，车辆可能是自主的。在这点上，ECU可在不存在来自用户或驾驶员的核实的情况下，控制动力源，以按高效车速之一，比如最高效的车速移动车辆。

在一些实施例中，在方框230，ECU可控制网络接入设备把高效车速，或者车辆的当前速度输出给附近的车辆。通过输出高效车速或当前速度，ECU可向其他车辆识别车辆的当前或未来速度。在这点上，附近的车辆可知道当前车辆的驾驶速度。ECU可传送该信息，以提高认识或者当前车速背后的推理。在一些实施例中，具有类似效率曲线的另一个车辆可根据传送的速度，跟随当前车辆，以改善交通流量和燃料效率。

在方框232，在当前道路的即将到来的坡度从当前坡度变更超过预定坡度阈值时，ECU可控制输出设备停止输出高效车速。预定坡度阈值可对应于足够大的坡度变化，所述足够大的坡度变化足够地改变车辆负荷，以致高效车速计算可能变化。例如，0％的坡度的高效速度可能为70mph。车辆可能正在接近坡度变成5％的小山。5％的坡度变化可能足够大，以致70mph对车辆来说不再是高效速度。在这点上，当车辆接近小山时，ECU可控制输出设备停止输出高效车速。

在一些实施例中，ECU可根据5％坡度施加的新的负荷，对于即将到来的小山，计算或确定一个或多个新的高效车速。在一些实施例中，当车辆到达小山的起点时，ECU可控制车辆变更成新的高效车速之一。

在方框234，车辆的驾驶员可能偶尔请求车辆按巡航控制模式运行。巡航控制模式对应于其中ECU控制车辆按稳定速度运行的模式。在方框236，如果驾驶员请求巡航控制模式，那么ECU可控制车辆按高效车速之一运行。

在一些实施例中，ECU能够计算从车辆的当前速度到目标车速，比如高效车速之一的节能加速模式。在这点上，ECU可利用节能加速模式，控制动力源把车辆加速到目标速度。例如，ECU可确定一个或多个高效车速，并通过输出设备，输出所述一个或多个高效车速。

用户可利用输入设备，选择所述一个或多个高效车速之一。在一些实施例中，响应高效车速的用户选择，ECU可利用节能加速模式，控制车辆加速到选择的高效车速。在一些实施例中，用户可通过输入设备提供请求ECU加速到高效车速的输入，并且响应该用户输入，ECU可控制车辆加速到选择的高效车速。

现在参见图3A和3B，图中表示了控制车辆，比如图1的车辆100高效地加速的方法300。在方框200，车辆的各个组件可检测和保存以前的加速数据。在车辆被驱动之时，可以检测和保存以前的加速数据。在一些实施例中，至少一些的以前的加速数据可由车辆制造商在车辆测试周期内检测和保存。以前的加速数据可包括多个最终车速，开始加速的起始位置，和车辆达到最终车速的加速后位置。每个最终车速对应于在车辆完成加速之后的车辆的最终速度。在一些实施例中，以前的加速数据可包括额外的数据，比如车辆的负荷和每次加速的对应效率。

在方框304，车辆的各个组件可检测或接收数据，包括车辆的当前速度、与车辆的道路对应的图像数据、与车辆的当前位置对应的位置数据、和与车辆的负荷对应的负荷数据。负荷数据可包括与车辆的当前负荷，以及车辆的可能未来负荷对应的数据。例如，车辆可能正在沿着坡度较低(比如1％或2％)的城市道路行驶，而路线可能指出车辆将驶入即将到来的公路入口匝道。ECU可能确定该公路入口匝道坡度较大(比如5％)。在这点上，负荷数据可包括当前道路的坡度和即将到来的公路入口匝道的坡度。

在方框306，ECU可根据检测或接收的数据，预测车辆的即将到来的加速。例如，当相机检测到与指示道路的当前速度限制将增大的速度限制标志对应的图像数据时，ECU可预测加速即将到来。类似地，ECU可比较车辆的当前位置和保存的开始加速的起始位置。如果车辆的当前位置接近保存的起始位置之一，那么ECU可确定当车辆到达即将到来的保存的起始位置时，车辆将加速。

又例如，ECU可能知道或预测车辆的路线。根据已知或预测的路线和车辆的当前位置，ECU可进一步确定车辆将驶入公路入口匝道或者转向，从而将在入口匝道上加速，或者在转向之后加速或减速。可以使用类似的策略来确定当前道路的速度限制何时变化。

在一些实施例中，ECU可优先考虑以前以相对低效的方式进行过的预测加速。例如，如果以前检测的数据指出驾驶员相对低效地进行过预测的加速，那么ECU可以只进行方法300的剩余步骤。例如，ECU可能知道3种车辆加速。在第一种加速中，ECU可能确定最大高效控制只能使效率提高10％；在第二种加速中，ECU可能确定效率可被提高5％；在第三种加速中，ECU可能确定效率可被提高50％。

在一些实施例中，对于第三种加速，ECU将只进行方法300的剩余步骤。在一些实施例中，如果效率可被提高与可向驾驶员提供足够的能源节省的效率对应的效率阈值，那么ECU可进行方法300的剩余步骤。例如，所述效率阈值可能为25％、50％，等等。换句话说，当节能加速模式的效率比以前对于相同位置进行的加速模式的在先效率至少高能量阈值百分率时，ECU可控制动力源加速车辆。

在一些实施例中，如果车辆的用户已通过输入设备请求加速帮助，那么ECU可以只进行方法的剩余步骤。

在一些实施例中，方法300可能只应用于到比车辆的当前速度大的目标速度的加速。因而在方框308，ECU可确定比车辆的当前速度大的目标车速。目标车速可对应于在进行了即将到来的加速之后的车辆的最终速度。

目标车速可根据检测的数据、接收的数据、保存在存储器中的数据等来确定。例如，相机可检测与速度限制标志对应的数据，ECU可确定目标车速是新的速度限制。再例如，如果车辆的当前位置正在接近保存的起始位置之一，那么ECU可确定目标车速是与即将来到的保存的起始位置对应的保存的最终速度。

又例如，ECU可确定当前或即将到来的速度限制的一个或多个高效车速，并且可进一步根据所述一个或多个高效车速，确定目标车速。

在方框310，ECU可控制输出设备输出指示即将到来的加速的预测和确定的目标车速的数据。在一些实施例中，ECU可进一步控制输出设备输出请求即将到来的加速和目标车速的确认的数据。例如，输出设备可输出诸如“预计你将在四分之一英里内加速到405入口匝道。你想让加速被自主处理吗？”之类的信息。

在一些实施例中，如果在方框308，ECU确定多个高效车速，那么ECU可控制输出设备输出所述多个高效车速，并请求车辆的驾驶员或用户选择所述多个高效车速之一。在一些实施例中，ECU还可输出预计将用于所述多个高效车速中的每一个的能量差或能量的总量，以便为驾驶员或用户提供选择高效车速之一的动机。

如果ECU控制输出设备输出确认请求，那么在方框312，ECU可通过输入设备接收来自用户的确认。在一些实施例中，确认可包括多个高效车速之一的选择。

在一些实施例中，如果驾驶员响应确认请求所用的时间超过预定时间，那么系统会超时。在一些实施例中，系统可改为不经确认而继续进行，如果驾驶员以前请求过加速帮助的话。

在方框314，ECU可确定车辆应开始加速的起始位置。ECU可另外或改为确定车辆应达到目标车速，或者正在按目标车速行驶的加速后位置。ECU可根据检测的或接收的数据，确定起始位置。例如，ECU可比较车辆的当前位置和以前保存的起始位置，可确定以前保存的起始位置是即将到来的加速的起始位置。再例如，ECU可分析检测的图像数据，以确定具有提高的速度限制的速度限制标志的位置，并可确定起始位置是速度限制标志的位置。

ECU还可根据检测的或接收的数据，确定加速后位置。例如，ECU可分析检测的图像数据，以确定具有提高的速度限制的速度限制标志的位置，并可确定加速后位置是速度限制标志的位置。再例如，ECU可比较车辆的当前位置和保存在存储器中的数据，并确定车辆正在接近的以前保存的加速后位置是即将到来的加速的加速后位置。

在一些实施例中，ECU可根据加速后位置，确定起始位置。例如，ECU可能确定车辆正在接近公路入口匝道，并且可确定加速后位置是车辆并入该公路之处的位置。ECU可确定起始位置在该加速后位置之前预定距离，比如100码、200码，等等。所述预定距离可对应于为动力源提供足够的时间，以高效加速到目标车速的距离。在一些实施例中，所述预定距离可根据当前车速和目标车速变化，以致当前或目标车速越大，所述预定距离越大。

在方框316，ECU可预测在动力源加速到目标车速之后的动力源的未来能量使用。未来能量使用的预测可以基于诸如目标车速、车辆将按目标车速行驶的距离、和包括所行驶道路的当前和未来坡度的负荷信息之类的信息。预测的未来能量使用可包括诸如在车辆减速之前将使用的燃料或电能的数量，在路线的任何即将到来的部分内电动发电机是否能够发电之类的信息。

在方框318，ECU可计算把车辆加速到目标速度的节能加速模式。节能加速模式可对应于与其他加速模式相比，提供更高的能量效率的加速模式。在这点上，通过利用节能加速模式加速，而不是利用不同的加速模式加速，车辆可节约燃料或电能。

ECU可根据各种信息，比如车辆的当前速度、车辆的目标速度、车辆的负荷(道路的当前坡度和道路的即将到来部分的即将到来坡度)、预测的未来能量使用、车辆将按目标车速行驶的距离、电池的当前充电状态(SOC)或燃料水平、当前交通状况、和加速的起始位置与加速后位置之间的距离中的一个或多个，计算节能加速模式。

ECU可利用车辆的当前速度和车辆的目标速度，来确定从当前速度达到目标速度所需的加速量。负荷数据可包括诸如车辆的质量、逆风或顺风的大小、道路的高度、道路上的交通量或者加速后位置、道路的当前坡度、和道路的未来坡度之类的信息。

在计算中可以使用坡度信息，因为当车辆处于第一负荷下时，动力源可能在给定的动力输出水平下更加高效，而当车辆处于不同的负荷下时，动力源可能在另一个动力输出水平下更加高效。

节能加速模式还可包括诸如向发动机请求的动力量和向电动发电机请求的动力量之类的信息。例如，在一些加速中，可能有利的是只利用来自电动发电机的动力，可能有利的是只利用来自发动机的动力，或者可能有利的是利用来自发动机和电动发电机的混合动力。在这点上，可能的未来能量使用会影响是利用来自电动发电机的动力，来自发动机的动力，还是混合动力的决策。

例如，如果可能的未来能量使用指出电动发电机在加速之后不久能够发电，那么ECU可控制电动发电机产生用于加速的大部分动力。类似地，如果目标车速是电动发电机可提供所有动力的巡航速度，那么如果控制发动机产生用于加速的大部分动力的话，则加速可能更高效。这类控制可为电池和电动发电机保留足够的SOC，以便在巡航速度持续时间内推进车辆。

车辆将按目标车速行驶的距离会影响目标速度或节能加速模式。例如，如果车辆正在接近公路入口匝道，但是将只在公路上行驶半英里，那么与如果车辆将在公路上行驶许多英里相比，ECU可把目标车速设定成较低。这是因为用于把车辆加速到较高速度的额外能量可能被浪费，因为在达到目标速度之后不久，车辆就要减速。

在方框320，ECU可在车辆到达加速的起始位置时，从车辆的驾驶员获取动力源的控制。在一些实施例中，ECU可在较早的时刻，比如在驾驶员确认即将到来的加速时，从驾驶员获取动力源的控制。ECU可在任意时刻，向驾驶员提供取消动力源的自主控制的选项。例如，用户可借助输入设备，通过压下制动踏板，等等，取消自主控制。

在一些实施例中，车辆可能正在按自主巡航控制方式运行。在这点上，ECU可能已获得车辆的动力源的控制，从而不需要从驾驶员获取控制。

在方框322，ECU可利用在方框318确定的节能加速模式，控制动力源把车辆加速到目标速度。在一些实施例中，如果在已经过起始位置之前，驾驶员未能确认加速帮助请求，那么ECU可根据当前位置更新计算，以确定更新后的节能加速模式。随后当在新的起始位置收到确认时，ECU可获取动力源的控制，并实施更新的节能加速模式。

在方框324，ECU可在当前速度达到目标速度之时，放弃动力源的控制。在一些实施例中，ECU可首先输出指示动力源的控制将在不久之后被放弃，并向驾驶员请求驾驶员想要获取动力源的控制的确认的数据。在一些实施例中，驾驶员可能指出希望ECU继续控制动力源，即，ECU按巡航控制或自主模式控制车辆的偏好。在这点上，在车辆达到目标车速之后，ECU可继续控制动力源。

在方框326，ECU可确定加速的效率。在一些实施例中，ECU可在加速期间确定加速的效率，而在一些实施例中，ECU可在加速完成之后，确定加速的效率。ECU可通过确定加速期间使用的能量(包括燃料和电能)的数量，并比较能量的使用量和加速模式，来确定加速的效率。在一些实施例中，ECU可利用任何其他可用的方法来确定加速的效率。

在方框328，如果在方框326确定的效率不同于预期效率，那么ECU可更新节能加速模式的计算。例如，所述计算可以基于包括以前检测的效率数据的一组数据。在一些实施例中，ECU可通过更新所述计算所基于的一组数据，来更新计算。在一些实施例中，ECU可通过在加速中变更加速模式，更新或调整计算(或按不同的方式实施计算)。例如，如果电动发电机正在使用比预期更多的电能，那么ECU可通过控制电动发电机产生较少的动力，更新计算。

现在参见图1和4，车辆100可能正在沿着道路系统行驶，并且可能利用图2A和2B的方法200，以及图3A和3B的方法300。车辆100可能最初沿着方向404，行驶在城市道路402上。城市道路402可能具有45mph的速度限制。车辆100的ECU 102可能预测车辆将驶入公路入口匝道，以进入公路408。ECU 102可能进一步确定公路408的速度限制为60mph。ECU可能确定加速的起始位置是入口匝道406的入口410，加速后位置是入口匝道406的出口412。

ECU 102可控制输出设备138输出指示预测车辆100将起始于公路入口匝道406的入口410，加速到60mph的数据。ECU 102可进一步控制输出设备138向驾驶员请求ECU 102将控制该加速的确认。输入设备可接收来自驾驶员的这类确认。

ECU 102可根据检测的或接收的数据，确定当前车速和车辆的负荷(包括入口匝道406的坡度)。根据当前车速、车辆的负荷、60mph的目标速度、和入口410与出口412之间的距离，ECU 102可计算节能加速模式。当车辆100接近入口410时，ECU 102可从驾驶员获取动力源111的控制，随后可利用节能加速模式，控制车辆100加速到60mph。

当车辆100到达入口匝道406的出口412时，ECU 102可把动力源111的控制让与驾驶员。ECU 102随后可比较60mph的当前速度限制及当前车辆负荷和查寻表，以取回一个或多个高效车速。ECU 102可能确定第一高效车速是57mph，第二高效车速是62mph。在一些实施例中，ECU可在计算节能加速模式之前，确定高效车速，随后可选择高效车速之一(或者请求驾驶员选择高效车速之一)，作为沿着入口匝道406的加速的目标车速。

ECU 102随后可计算并控制输出设备138输出每个高效车速的能量差。驾驶员可查看高效车速，并控制动力源111，以按选择的高效车速移动车辆。

公路408的速度限制可能在位置414提高到70mph。当车辆100接近速度限制标志416时，相机120可检测到速度限制标志416。ECU 102可输出指示ECU 102预测车辆将加速到70mph，并向驾驶员请求加速的核实的数据。当收到所述核实时，ECU 102可利用查寻表，确定关于在速度限制标志416之后的那部分公路408的一个或多个高效车速。例如，ECU 102可能确定67mph和72mph是高效速度。ECU 102可进一步预测在加速到70mph之后的较短距离，车辆100将驶入到另一条城市道路420的出口匝道418。由于车辆100将在公路408上以70mph的速度只行驶较短的一段时间，因此ECU 102可从高效速度列表中除去72mph。

当车辆100接近位置414时，ECU 102可获取动力源111的控制，并控制动力源111把车辆加速到67mph。ECU 102随后可把动力源111的控制让与驾驶员，或者根据驾驶员请求，可按照自主或巡航控制模式，控制车辆保持在67mph。

在整个说明书和权利要求书中使用的“A或B至少之一”包括仅仅“A”、仅仅“B”或者“A和B”。举例说明地公开了方法/系统的例证实施例。因而，应非限制性地理解本文中采用的术语。尽管本领域的技术人员会想到对本文中的教导的微小更改，不过应明白，拟在基于本文授权的专利的范围内加以限制的，都是合理地属于据此带来的技术进步的范围内的这类实施例，除了根据附加的权利要求及其等同物之外，本发明的范围不受限制。

Claims

1.一种用于确定车辆的高效驾驶速度的系统，包括：

被配置成检测车辆的当前速度的速度传感器；

被配置成检测对应于当前道路的图像数据的相机；

被配置成检测与车辆的当前位置对应的位置数据的全球定位系统(GPS)传感器；

被配置成保存把高效车速映射到多个道路速度限制的查寻表的存储器；

被配置成输出数据的输出设备；和

耦接到速度传感器、相机、GPS传感器和存储器的电子控制单元(ECU)，ECU被配置成：

根据图像数据或位置数据至少之一，确定当前道路的当前速度限制，

当车辆的当前速度的波动在预定时间段内小于预定速度阈值时，确定车辆在稳定的速度范围内，

比较当前速度限制和查寻表，以确定与当前速度限制对应的至少一个高效车速，和

当车辆在稳定速度范围内时，控制输出设备输出所述至少一个高效车速。

2.按照权利要求1所述的系统，还包括被配置成检测与车辆的当前负荷对应的负荷数据的负荷传感器，其中：

查寻表还被配置成把高效车速映射到多个道路速度限制和车辆负荷；和

ECU还被配置成根据负荷数据确定车辆的当前负荷，和比较当前速度限制及车辆的当前负荷和查寻表，以确定所述至少一个高效车速。

3.按照权利要求2所述的系统，其中车辆的当前负荷基于当前道路的坡度、车辆的总质量、当前道路的高度，逆风或顺风的速度、或车辆之外的当前环境温度中的至少一个。

4.按照权利要求1所述的系统，还包括被配置成产生加速车辆的动力的动力源，其中ECU还被配置成：

计算与在车辆的当前速度下的动力源的当前效率和在所述至少一个高效车速下的动力源的可能效率之间的差异对应的动力源的效率差；和

控制输出设备进一步输出关于所述至少一个高效车速的效率差。

5.按照权利要求4所述的系统，其中：

所述至少一个高效车速包括多个高效车速；和

ECU还被配置成根据多个高效车速中的每一个的效率差，对多个高效车速排序，并控制输出设备进一步输出关于多个高效车速中的每一个的效率差。

6.按照权利要求5所述的系统，其中ECU还被配置成：

确定为达到多个高效车速中的每一个而需要的能量的数量；

预测在不改变速度的情况下，车辆按速度限制或接近速度限制能够行驶的距离；

根据效率差、在不改变速度的情况下车辆按速度限制或接近速度限制能够行驶的距离、以及为达到多个高效车速中的每一个的对应高效车速而需要的能量数量，计算多个高效车速中的每一个的总效率；和

消除多个高效车速中的至少一个高效车速，所述至少一个高效车速具有比剩余的多个高效车速中的每一个都低的总效率。

7.按照权利要求1所述的系统，其中ECU还被配置成确定车辆的当前效率，和当车辆在稳定的速度范围内时，用车辆的当前效率和车辆的当前速度更新查寻表。

8.按照权利要求1所述的系统，还包括耦接到ECU的输入设备，所述输入设备被配置成接收对车辆的按巡航控制模式运行的请求，其中ECU还被配置成：

从输入设备接收与对车辆的按巡航控制模式运行的请求对应的巡航控制请求；和

当从输入设备收到巡航控制请求时，控制动力源按至少一个高效车速移动车辆。

9.按照权利要求1所述的系统，其中ECU还被配置成确定与对于当前道路的当前速度限制来说可接受的最大高效车速和最小高效车速对应的上限阈值速度和下限阈值速度，以及其中至少一个高效车速中的每个高效车速小于或等于最大高效车速并大于或等于最小高效车速。

10.按照权利要求1所述的系统，还包括被配置成接收与当前道路的当前坡度和当前道路的即将到来的坡度对应的坡度数据，其中ECU还被配置成在当前道路的即将到来的坡度从当前道路的当前坡度变化超过预定坡度阈值时，停止控制输出设备输出至少一个高效车速。

11.一种用于确定车辆的高效驾驶速度的系统，包括：

被配置成检测对应于当前道路的图像数据的相机；

被配置成检测当前道路的当前坡度的坡度传感器或者被配置成接收当前道路的当前坡度的网络接入设备的至少之一；

被配置成保存把高效车速映射到多个道路速度限制和多个道路坡度的查寻表的存储器；

被配置成输出数据的输出设备；和

耦接到相机、坡度传感器或网络接入设备至少之一、GPS传感器和存储器的电子控制单元(ECU)，ECU被配置成：

比较当前道路的当前速度限制及当前坡度和查寻表，以确定对应于当前速度限制和当前坡度的至少一个高效车速，和

控制输出设备输出所述至少一个高效车速。

12.按照权利要求11所述的系统，还包括被配置成产生加速车辆的动力的动力源，其中ECU还被配置成：

计算与在车辆的当前速度下的动力源的当前效率和在所述至少一个高效车速下的动力源的可能效率之间的差异对应的动力源的效率差；和控制输出设备进一步输出关于所述至少一个高效车速的效率差。

13.按照权利要求12所述的系统，其中：

所述至少一个高效车速包括多个高效车速；和

14.按照权利要求13所述的系统，其中ECU还被配置成：

确定为达到多个高效车速中的每一个而需要的能量的数量；

15.按照权利要求11所述的系统，还包括耦接到ECU的输入设备，所述输入设备被配置成接收对车辆的按巡航控制模式运行的请求，其中ECU还被配置成：

16.一种用于确定车辆的高效驾驶速度的方法，包括：

通过速度传感器检测车辆的当前速度；

通过相机检测对应于当前道路的图像数据；

通过全球定位系统(GPS)传感器检测与车辆的当前位置对应的位置数据；

将把高效车速映射到多个道路速度限制的查寻表保存在存储器中；

通过电子控制单元(ECU)，根据图像数据或位置数据至少之一，确定当前道路的当前速度限制；

通过ECU，当车辆的当前速度的波动在预定时间段内小于预定速度阈值时，确定车辆在稳定的速度范围内；

通过ECU，比较当前速度限制和查寻表，以确定与当前速度限制对应的至少一个高效车速；和

当车辆在稳定速度范围内时，通过ECU控制输出设备输出所述至少一个高效车速。

17.按照权利要求16所述的方法，还包括通过负荷传感器检测与车辆的当前负荷对应的负荷数据，其中：

保存查寻表还包括保存把高效车速映射到多个道路速度限制和车辆负荷的查寻表；和

比较当前速度限制和查寻表还包括比较当前速度限制及车辆的当前负荷和查寻表，以确定所述至少一个高效车速。

18.按照权利要求16所述的方法，还包括：

通过动力源产生加速车辆的动力；

通过ECU，计算与在车辆的当前速度下的动力源的当前效率和在所述至少一个高效车速下的动力源的可能效率之间的差异对应的动力源的效率差；和

通过ECU，控制输出设备进一步输出关于所述至少一个高效车速的效率差。

19.按照权利要求16所述的方法，还包括：

通过ECU确定车辆的当前效率；和

通过ECU，当车辆在稳定的速度范围内时，用车辆的当前效率和车辆的当前速度更新查寻表。

20.按照权利要求16所述的方法，还包括：

利用输入设备接收与对车辆的按巡航控制模式运行的请求对应的巡航控制请求；

通过ECU从输入设备接收巡航控制请求；和

通过ECU，当从输入设备收到巡航控制请求时，控制动力源按至少一个高效车速移动车辆。