CN110663260B

CN110663260B - 用于监督和修改车辆操作的系统和方法

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Publication number: CN110663260B
Application number: CN201780076525.5A
Authority: CN
Inventors: 布莱恩·E·布兰特; 拉塞尔·G·奥尔森; 大卫·G·希勒; 特雷沃尔·J·拉茹瓦; 卡尔·J·格拉伊科夫斯基; 斯科特·D·泰勒
Original assignee: Polaris Industries Inc
Current assignee: Polaris Inc
Priority date: 2016-12-15
Filing date: 2017-12-11
Publication date: 2023-08-22
Anticipated expiration: 2037-12-11
Also published as: MX2023003191A; WO2018111736A1; CA3234305A1; CA3046712A1; MX2019006876A; CN116243678A; US20180170342A1; CN116224962A; CN110663260A; US11390262B2; US20220306070A1

Abstract

公开了用于修改车辆操作的车辆控制系统并且该车辆控制系统包括具有至少一个处理器的发动机控制单元。提供了车辆网络以及具有GPS模块、本地无线通信模块和远程无线通信模块的第一手持无线装置。仪表具有可操作以与第一手持无线装置通信的无线通信模块和用于向用户传送关于车辆操作参数的信息的至少一个显示器。提供了可由处理器访问的存储器和其上存储有软件的存储器，该软件被配置成用于由处理器执行并且包括用于提供边界图的指令，在边界图内车辆可以在正常操作条件下操作。如果车辆移动到边界外，则车辆被置于降级操作模式下。

Description

用于监督和修改车辆操作的系统和方法

本公开内容的技术领域

本公开内容一般涉及监督和修改车辆操作。本公开内容更具体地涉及允许监督者改变预期在受监督者的控制下的车辆的操作并且用于监督这样的使用的装置和方法。

背景技术

诸如ATV、四轮车等的休闲车辆在移动中提供了一定程度的独立性。越野场地、减速能力(相对于公路汽车)以及其他因素有助于为不被允许操作公路汽车的驾驶员/操作员提供合法且适当的场所。这样的一群驾驶员/操作者是那些低于具有驾驶员执照/驾驶员许可证所要求的年龄的人。许多个人例如父母认为监督和/或约束由这样的其他用户控制的车辆操作是谨慎的。

因此，需要一种便于监视车辆使用和允许改变车辆能力的装置和方法。

在本发明的第一实施方式中，公开了一种用于修改车辆操作的车辆控制系统，该车辆控制系统包括：具有至少一个处理器的发动机控制单元；车辆网络；第一手持无线装置，其具有GPS模块、本地无线通信模块和远程无线通信模块；仪表，其具有能够操作以与第一手持无线装置通信的无线通信模块和用于向用户传送关于车辆操作参数的信息的至少一个显示器；以及能够由处理器访问的存储器和其上存储有软件的存储器，该软件被配置成用于由处理器执行并且包括用于提供边界图的指令，在边界图内车辆能够在正常操作条件下操作，从而当GPS模块在禁止边界区域内时，第一手持无线装置与发动机控制单元通信并且发送指示符合边界条件的信号。

在本发明的另一实施方式中，公开了一种控制和修改车辆操作的方法，该方法包括以下步骤：提供具有至少一个处理器的发动机控制单元；提供车辆网络；提供具有GPS模块、本地无线通信模块和远程无线通信模块的第一手持无线装置；提供具有能够操作以与第一手持无线装置通信的无线通信模块的仪表；提供用于向用户传送关于车辆操作参数的信息的至少一个显示器；提供能够由处理器访问的存储器和其上存储有软件的存储器，该软件被配置成用于由处理器执行；在软件上提供边界图，在该边界图内车辆能够在正常操作条件下操作；以及当GPS模块不在禁止边界区域内时，进入以某种方式限制车辆的操作的降级车辆模式。

在又一实施方式中，一种用于修改车辆操作的车辆控制系统，该车辆控制系统包括：具有至少一个处理器的发动机控制单元；车辆网络；第一手持无线装置，其具有GPS模块、本地无线通信模块和远程无线通信模块；仪表，其具有能够操作以与第一手持无线装置通信的无线通信模块和用于向用户传送关于车辆操作参数的信息的至少一个显示器；以及能够由处理器访问的存储器和其上存储有软件的存储器，该软件被配置成用于由处理器执行并且包括用于提供边界图的指令，在边界图内车辆能够在正常操作条件下操作，从而当GPS模块不在禁止边界区域内时，车辆进入以某种方式限制车辆的操作的降级车辆模式。

附图的简要描述

图1是示出示例性车辆控制系统和环境的示意图；以及

图2是作为图1的车辆控制系统的一部分的示例性速度设定装置。

在这几个视图中，对应的附图标记指示对应的部分。本文中阐述的范例说明了本发明的实施方式，并且这样的范例不应被解释为以任何方式限制本发明的范围。

附图的详细描述

本文中公开的实施方式并不意在是穷举的或是将本公开内容限制为以下详细描述中公开的确切形式。确切地说，选择和描述实施方式使得本领域其他技术人员可以运用它们的教导。

本文中使用的术语“逻辑”或“控制逻辑”可以包括在一个或更多个可编程处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、硬连线逻辑或这些的组合上执行的软件和/或固件。因此，根据实施方式，可以以任何适当的方式实现各种逻辑并且将根据本文中公开的实施方式保留各种逻辑。

图1示出了车辆控制系统10。系统10包括电子控制单元例如发动机控制单元(ECU)12、控制器区域网络(CAN)14、仪表16、以及耦接至CAN 14的各种其他控制器和装置。ECU 12包括至少一个处理器，该至少一个处理器可操作以解释指令以指导车辆的操作。控制器区域网络(CAN总线)14是被设计成允许微控制器和装置在没有主计算机的应用中彼此通信的车辆总线标准。仪表16说明性地经由CAN 14耦接至ECU 12。在一个实施方式中，仪表16包括一个或更多个显示器，该一个或更多个显示器向用户传送关于一个或更多个车辆操作参数的信息。在其他实施方式中，智能电话可以用作显示器。仪表16还包括无线通信模块18。在一个实施方式中，无线通信模块18根据蓝牙协议进行操作。在另一实施方式中，无线通信模块18通过Wi-Fi或其他无线协议进行操作。

无线通信模块18可操作以与无线装置——在该实施方式中无线装置为手持无线装置20——通信。在一个实施方式中，无线装置20是智能电话。无线装置可以是任何无线装置，例如平板电脑或笔记本电脑。智能电话20说明性地包括GPS模块22、本地无线通信模块24和远程无线通信模块26。GPS模块22是能够输出关于装置位置的信息的标准GPS模块。本地无线通信模块24类似于无线通信模块18并且说明性地使用蓝牙标准操作。远程无线通信模块26说明性地是允许通过包括语音和数据协议的任何已知协议进行蜂窝通信的模块。因此，远程无线通信模块26能够与蜂窝通信系统例如包括天线28的蜂窝通信系统通信。同样，智能电话20能够与其他智能电话20'通信。

无线装置20、20'还可操作以运行一个或更多个应用(app)。一个这样的应用是被设计成专门与车辆控制系统10接口连接的应用。

地理围栏

在一个实施方式中，电话20通信地链接至车辆10(经由蓝牙或其他方式)，并且车辆的用户在操作车辆10的同时携带电话。在这样的示例中，例如通过密码或其他方式选择性地限制对用于与车辆10接口连接的电话20上的应用的访问。应当理解，这样的限制可以是针对应用整体或针对个别特征。应用提供了用于建立边界的接口。在一个实施方式中，应用提供了图接口。用户例如父母能够在图上绘制以建立边界(地理围栏)。应当理解，在某些实施方式中，设定边界限于与车辆10蓝牙连接的智能电话20。在其他实施方式中，可以从远处设定边界，例如经由智能电话20'上的应用。在从远处进行设定的实例中，智能电话20'经由应用与智能电话20链接。还设想了这样的实施方式，其中在应用内设定边界的权限是密码保护功能，使得监督者可以设定边界并且不知道密码的受监督者不能改变所设定边界。还应当理解，可以限定多个边界以及边界内的边界。例如，限定了乘坐者可以进入的主要边界，其中还限定了主要边界内的其他边界，例如围绕湖泊或池塘等。因此，禁止区域可以在边界内部或边界外部。

因此，智能电话20知道禁止边界区域，并且经由GPS模块22知道其自身的位置。当GPS模块22在禁止边界区域内时，智能电话20(经由仪表16、经由无线通信模块18)与ECU 12通信并且发送指示符合边界条件的信号。只要ECU 12继续接收到符合指示，ECU 12就继续车辆10的正常操作。在某些实施方式中，ECU 12周期性地检查符合指示。如果ECU 12未接收到符合指示，则ECU 12进入以某种方式限制车辆10的操作的降级模式。在一个实施方式中，降级模式是降低车辆被允许向车辆提供动力以达到的最大速度的模式。在一些实施方式中，降低的速度可以为零。此外，应当理解，在某些示例中，在ECU 12处未接收到符合信号可以由以下引起：1)车辆(智能电话20及其GPS模块)离开边界区域使得未有符合信号被产生，2)智能电话20被关闭或失去电力使得智能电话20不能产生符合信号，和/或3)智能电话20与无线通信模块18分离使得与无线通信模块18的通信丢失。

当ECU 20不能确定车辆在地理围栏内时，ECU 12保持车辆10在降级模式下操作直到再次确定符合信号。一旦ECU 12再次获得符合报告，(例如经由车辆10回到边界内或通信链路被恢复，ECU 12指示恢复非降级状态(即，恢复期望速度能力，其中，期望速度能力可以小于车辆10的全部能力，如果由监督者/父母如下所述这样设定的话)。

在一个实施方式中，ECU 12通过限制被发送以控制节流阀体30的位置的信号来实施降级模式。车辆10进行操作使得加速器32(例如拇指杆、扭转节流阀或其他)输出表示其设定的电信号。这样的设置通常被称为“线控驱动”。在其他实施方式中，加速器32的设定通过鲍登线(bowden cable)等传送。不管由加速器32采用的传送方法如何，加速器32的设定均被传送至ECU 12。在降级模式下，ECU 12对节流阀30施加最大设定使得当接收到的加速器32的设定通常地将要求在设定(降级)最大以上的节流阀30的设定时，ECU 12替代地仅要求节流阀30的降级最大设定。

在一个实施方式中，ECU 12使用诸如美国专利第8,534,397号中描述的操作系统进行操作，该美国专利的公开内容通过引用并入本文中。在一个实施方式中，车辆10的速度由车轮速度传感器34确定并且报告给ECU 12。因此，用于限制速度的节流阀30的设定不是预定的静态节流阀设定，而是动态设定，该动态设定至少部分地是从车轮速度传感器34接收到的信号的函数。例如，如果车辆10正在上坡，则对于给定的节流阀位置、相对于横穿平坦地形，车辆的速度将较慢。因此，速度的实施基于检测到的车辆10的实际速度。

虽然关于控制节流阀讨论了上述速度控制，但是应当理解，可以设想通过监视和控制发动机空气、燃料和火花供应以影响可用扭矩来控制速度的其他实施方式。

事件警报

在一个实施方式中，车辆10被配置成向远程智能电话20'(经由智能电话20)或其他所选远程装置发送数据或警报。因此，在某些实施方式中，仅将数据发送至智能电话20并且由智能电话20生成任何警报。使用智能电话20的远程无线通信模块26，通过电子邮件、文本、专用通信或者发生预设事件时选择的无论什么来发送预定消息。这样的事件可以包括跨界检测、达到给定速度、车辆不活动达给定时间量或者与车辆10和/或智能电话20相关联的任何其他可检测事件。另外，仪表16、智能电话20或其他元件可选地包括用于发出警报的按钮。

跟踪

在一个实施方式中，在远程电话20'上运行的应用包括图并且提供了该图上的车辆10(智能电话20)的位置的指示。因此，监督者(父母)可以查看图并且看到受监督者(儿童)所在的位置。应当理解，智能电话20'可以链连接至另一车辆(例如父母的车辆)的智能电话。在一个实施方式中，图和车辆10的位置可以显示在监督者车辆的仪表16上，而不是电话20'上。在一个实施方式中，受监督者不能看到图或看到监督者的位置，但是监督者可以查看并且看到受监督者车辆10的位置。

另外，应当理解，跟踪功能进行操作的能力取决于电话20保持开启和被供电。受监督者不能在智能电话20上的应用内将其停止或关闭。如果受监督者关闭电话20或者电话失去电力或失去与车辆10(仪表16)的连接，则该电话将在电话20'处触发警报。因此，受监督者不能关闭电话20或将其留在某处并且离去，而没有这样的事件报告回给监督者电话20'。

在一个实施方式中，该跟踪特征是可用的其他跟踪特征的子集。这样的附加跟踪特征在2016年2月10日提交的题为“RECREATIONAL VEHICLE GROUP MANAGEMENT SYSTEM”的美国临时申请序列号62/293,471中公开，该美国临时申请的公开内容通过引用并入本文中。

锁闭

在一个实施方式中，车辆10允许设定码以选择性地锁定和解锁其操作。该特征允许输入码以“锁定”车辆。这样的码可以经由仪表16、经由智能电话20、20'输入。当已经输入了码以锁定车辆时，锁定状态被存储在ECU 12中。启动车辆的尝试——包括使用车辆钥匙启动车辆的尝试——是不成功的。一个实施方式使得例如通过仪表16、智能电话20、20'(例如经由应用)或其他方式提供锁定状态的指示，以启动和操作车辆。一旦输入了码，车辆就被解锁并且能够经由正常手段来启动。一旦车辆被解锁，则车辆保持被解锁直到用户再次主动将车辆锁定。

乘坐统计

ECU 12可以访问记录关于车辆10的操作的信息的存储器(车载的或经由app在智能电话20、20'上)。这样的信息的示例包括车辆行驶的距离、车辆行驶的速度、车辆在各种位置处停止的时间。

速度控制

参照图2，示出了用于设定操作速度限制的装置。如前所述，ECU 12与加速器32和节流阀体30通信。ECU 12还包括电压输出36。电压输出36提供恒定电压源。在输出36处还存在电流检测器以监测由输出36提供的电流。速度设定装置38包括耦接至输出36的输入40、耦接至输入40的四个电阻器(42、44、46、48)以及耦接至相应电阻器(42、44、46、48)的四个输出(52、54、56、58)。输出(52、54、56、58)耦接至跨接器壳体70的相应凸耳(lug)(62、64、66、68)。跨接器壳体70还包括至少一个接地凸耳72、74。

在操作中，提供了可以将凸耳(62、64、66、68)耦接至接地凸耳72、74的一个或更多个跨接器(未示出)，例如线或其他导电元件。四个电阻器(42、44、46、48)各自具有不同的电阻值(Ω)。当用户在接地凸耳72、74与另一凸耳62、64、66、68之间附接跨接器时，这样做会创建通过电阻器42、44、46、48中之一至地的路径。由于每个电阻器具有不同的电阻，因此在输出36处感测的电流根据跨接器的设定而不同。因此，ECU 12获取检测到的电流值并且将其用作设定指示器。所示的跨接器壳体70说明性地提供了五个设定(耦接至地的凸耳62、64、66、68中的每一个提供一个设定，以及由没有耦接至地的凸耳指示的设定)。在一个实施方式中，最高设定允许车辆10以最高达每小时30英里进行操作并且最低设定(例如，没有凸耳耦接至地的设定)是每小时10英里。替选地，凸耳72、74可以耦接至DC电压，例如3伏至5伏。

还设想了经由智能电话20上的应用实现速度控制的实施方式。在这样的实施方式中，智能电话20与ECU 12通信以获得ECU 12中保持的当前最大速度设定。然后，智能电话20可以发送一个或更多个信号以增量(增加或减少)速度设定。ECU 12接收这样的信号并且然后适当地增量其中的设定。发送增量信号的能力说明性地是智能电话20上的应用内的密码保护特征，使得监督者可以改变设定但是不知道密码的受监督者不能改变设定。在所提供的实施方式中，通过使用智能电话20(或20')上的应用设定的ECU内的速度设定取代由速度设定装置38实现的任何速度设定。

加速器图(Accelerator Maps)

除了设定速度上限之外，还设想了这样的实施方式，其中跨接器壳体70的设定还影响ECU 12如何限定加速器32的位置与节流阀体30的位置之间的关系。该关系通常被称为“踏板图”(“pedal map”)。在一个实施方式中，具有较低最大速度的跨接器设定与较不“激进”的踏板图配对。踏板图的“激进性”通常由针对给定量的加速器移动限定的节流阀体移动量限定。类似地，具有较高最大速度的跨接器设定与较激进的踏板图配对。更进一步地，较高速度设定可以与对数踏板图配对，而较低速度可以与线性或指数图配对。

虽然已经将本发明描述为具有示例性设计，但是本发明可以在本公开内容的精神和范围内被进一步修改。因此，本申请旨在涵盖本发明的使用其一般原理的任何变型、用途或适应性修改。此外，本申请旨在涵盖落入本发明所属领域的已知或惯常实践内的与本公开内容的这样的偏离。

Claims

1.一种用于修改车辆的操作的车辆控制系统，包括：

电子控制单元ECU，其具有至少一个处理器；

车辆网络；

第一无线装置，其与所述车辆分离，并且具有GPS模块、本地无线通信模块和远程无线通信模块；

仪表，其具有能够操作以与所述第一无线装置无线通信的无线通信模块；以及

能够由所述处理器访问的存储器和其上存储有软件的存储器，所述软件被配置成用于由所述处理器执行并且包括用于提供至少一个边界图的指令，

其中，响应于所述仪表从所述第一无线装置接收到符合信号，所述ECU允许所述车辆在正常操作条件下操作，所述符合信号指示所述车辆在所述至少一个边界图内部；并且

当未从所述第一无线装置接收到所述符合信号时，所述ECU将所述车辆限制为在降级操作条件下操作。

2.根据权利要求1所述的车辆控制系统，其中，所述仪表包括用于向用户传送关于车辆操作参数的信息的至少一个显示器。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的车辆控制系统，其中，当所述GPS模块在所述至少一个边界图之外时，所述第一无线装置与所述电子控制单元通信并且所述电子控制单元进入以某种方式限制车辆的操作的降级模式。

4.根据权利要求3所述的车辆控制系统，其中，所述降级模式是预定最大速度限制。

5.根据权利要求4所述的车辆控制系统，其中，所述电子控制单元控制所述车辆上的节流阀设定以限制速度。

6.根据权利要求1至2中任一项所述的车辆控制系统，其中，所述软件是设置在所述第一无线装置上的应用。

7.根据权利要求6所述的车辆控制系统，其中，所述第一无线装置是第一智能电话。

8.一种控制和修改车辆操作的方法，包括以下步骤：

提供具有至少一个处理器的电子控制单元ECU；

提供车辆网络；

提供与所述车辆分离并且具有全球定位系统GPS模块、本地无线通信模块和远程无线通信模块的第一无线装置；

提供具有能够操作以与所述第一无线装置无线通信的无线通信模块的仪表；

提供能够由所述处理器访问的存储器和其上存储有软件的存储器，所述软件被配置成用于由所述处理器执行；

在所述软件上提供边界图，在所述边界图内从所述第一无线装置接收指示符合边界条件的符合信号，响应于所述符合信号所述ECU允许所述车辆在正常操作条件下操作；

未从所述第一无线装置接收到符合信号，从而指示所述车辆在所述边界图之外；以及

响应于指示所述车辆在所述边界图之外，进入以某种方式限制车辆的操作的降级车辆模式。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，将所述第一无线装置提供为智能电话。

10.根据权利要求8至9中任一项所述的方法，还包括以下步骤：提供用于向用户传送关于车辆操作参数的信息的至少一个显示器。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，将所述显示器设置在所述仪表上。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，将所述第一无线装置提供为智能电话。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，将所述显示器设置在所述智能电话上。

14.根据权利要求8至9中任一项所述的方法，其中，将所述软件设置在智能电话app上。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述智能电话app受密码保护。

16.根据权利要求8至9中任一项所述的方法，还包括以下步骤：提供与所述第一无线装置通信的第二无线装置。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述第二无线装置能够监视与所述边界图的符合。

18.根据权利要求16所述的方法，其中，能够从所述第二无线装置改变所述边界图。

19.根据权利要求16所述的方法，其中，当所述车辆不符合所述边界图时，向所述第二无线装置发送警报。

20.根据权利要求16所述的方法，其中，在所述第二无线装置上设置显示所述边界图和所述边界图上的车辆位置的app。

21.一种用于修改车辆操作的车辆控制系统，包括：

电子控制单元ECU，其具有至少一个处理器；

车辆网络；

第一无线装置，其与所述车辆分离，具有全球定位系统GPS模块、本地无线通信模块和远程无线通信模块；

无线通信模块，其能够操作以与所述第一无线装置无线通信；

能够由所述处理器访问的存储器和其上存储有软件的存储器，所述软件被配置成用于由所述处理器执行并且包括用于提供边界图的指令，在所述边界图内所述ECU允许所述车辆在正常操作条件下操作，从而当未从所述第一无线装置接收到指示所述第一无线装置的GPS模块在所述边界图内的符合信号时，所述车辆进入以某种方式限制车辆的操作的降级车辆模式。

22.根据权利要求21所述的车辆控制系统，其中，当GPS模块在禁止边界区域内时，第一无线装置与所述电子控制单元通信并且发送指示符合边界条件的信号。

23.根据权利要求21或22所述的车辆控制系统，以及，用于向用户传送关于车辆操作参数的信息的至少一个显示器。

24.根据权利要求21至22中任一项所述的车辆控制系统，其中，所述降级车辆模式是预定最大速度限制。

25.根据权利要求24所述的车辆控制系统，其中，所述电子控制单元控制所述车辆上的节流阀设定以限制速度。

26.根据权利要求21至22中任一项所述的车辆控制系统，包括具有所述无线通信模块的仪表。

27.根据权利要求26所述的车辆控制系统，其中，所述仪表还包括用于向用户传达关于车辆操作参数的信息的至少一个显示器。

28.一种用于修改车辆的操作的车辆控制系统，包括：

至少一个处理器；以及

能够由所述处理器访问并且其上存储有软件的存储器，所述软件在由所述至少一个处理器执行时使所述车辆控制系统执行一组操作，所述一组操作包括：

从与所述车辆分离的无线装置接收指示所述无线装置位于边界图内部的符合指示；

基于从所述无线装置接收到所述符合指示，使所述车辆在车辆操作的正常模式下操作；

确定不再从所述无线装置接收到所述符合指示；以及

响应于确定不再接收到所述符合指示，使所述车辆在车辆操作的降级模式下操作。

29.根据权利要求28所述的车辆控制系统，其中，所述车辆操作的降级模式包括所述车辆的预定最大速度限制。

30.根据权利要求29所述的车辆控制系统，其中，所述一组操作还包括：控制所述车辆的节流阀设定，以根据所述预定最大速度限制来限制速度。

31.根据权利要求28所述的车辆控制系统，其中，确定不再接收到所述符合指示包括以下中之一：

从所述无线装置接收到关于所述无线装置未位于所述边界图内部的指示；或者

在经过预定时间量之后，确定尚未从所述无线装置接收到符合指示。

32.根据权利要求28所述的车辆控制系统，其中：

在预定时间段内未从所述无线装置接收到所述符合指示之后，确定未再从所述无线装置接收到所述符合指示，从而使所述车辆在所述车辆操作的降级模式下操作；并且

所述一组操作还包括：

重新建立与所述无线装置的通信，从而从所述无线装置接收所述符合指示；以及

响应于重新建立与所述无线装置的通信，恢复所述车辆在所述车辆操作的正常模式下的操作。

33.根据权利要求28所述的车辆控制系统，其中，所述无线装置是所述车辆的操作者的智能电话。