CN102024339B - 用于机动车辆的辖区感知功能控制及其配置 - Google Patents

Abstract

一种用于机动车辆的装置，包含：位置监控器，用于在预设参考系统内确定车辆即时位置的车辆坐标。提供辖区地图数据库以使多个辖区与预设参考系统中的相应坐标范围相关联。提供规章数据库以使多个车辆功能与各辖区的相应参数限制值相关联。用户界面连接于规章数据库用以配置至少一个参数限制值。控制器连接于位置监控器、辖区地图数据库和规章数据库，用于响应车辆坐标识别当前辖区，识别至少一个当前辖区的具有参数限制值的车辆功能，并修改被识别车辆功能的行为以符合各参数限制值。

Description

用于机动车辆的辖区感知功能控制及其配置

技术领域

本申请总体上涉及用于机动车辆管制功能的自动控制系统，更具体地，涉及基于位置的控制系统，其可以设置为防止机动车辆的某些功能采用与政府规章或用户实施规则不一致的方式进行操作。

背景技术

机动车辆的某些功能和特征的操作由不同辖区的不同政府机关管制。其规章经常不一致，使得在一个辖区可被接受的具体功能或应用到该功能的参数的使用在其它辖区可能不被许可。因此，车辆功能往往根据总是符合大多数限制性规章的参数进行设计，尽管车辆用户在较少限制性的辖区可能需要不同级别的性能。例如，一个辖区可能对使用、音量、运行时间和车辆安全警报的声音报警的持续期间进行限制。别的辖区可能具有相似但不同的要求，有的限制更多也有的限制更少。为了应付这些管辖规章的冲突，车辆制造商必须在单一的设计和复杂的设计之间进行选择，单一的设计提供“最低共同标准”的性能以满足每个辖区的规章，复杂的设计要接受高成本，并与维持不同辖区的不同设计和管理额外的库存后勤(inventory logistics)相关联。

通过另一个例子进行说明，远程发动机启动正成为一种广泛的选择，因为它可以在炎热和寒冷气候下预设车舱、座位和方向盘表面的温度，也可以在寒冷气候下对车窗进行除雾/除冰。然而，远程启动的使用被一些地方、州和国家政府所禁止。

目前来说，当车主在很多旅行目的地使用远程车辆发动机启动器时，没有办法轻易地跟踪并知道他们接受管制的规章的细节。由于辖区之间的差异和具有这些规章的自治市规模通常较小，车辆制造商目前也没有简单且有效率的方式通过已知的手段解决该问题。在销售或维修代理商处允许或禁止远程启动功能是不实际的，因为车辆不会被期望在其使用寿命内保持在同一个辖区，甚至在日常生活中就要穿过这种边界。

一些现有技术的车辆系统使用位置系统如全球定位系统(GPS)以监测车辆的位置，并将其与已知辖区对比以允许或停用某些功能。例如，美国专利5,724,440公开了导航系统的使用以确定车辆行驶位置，使得如白天前大灯照明的功能可以被操作从而符合地方规章。同样地，美国专利6,040,766使用GPS接收器确定车辆所位于的国家，以便采用相应的车辆特征，如速度测量单元、燃油量表和照明系统开关状态。然而，已知系统只依赖于位置和相应规章间的预设的、固定的关系。制造商或一些其它的第三方必须首先确定性能极限，然后对所有可能涉及的辖区的知识的准确性承担责任，尽管其规章可能随时间改变。此外，现有系统没有考虑到车辆使用者的可能要求，以对它们的车辆特征提供准辖区限制(如当远离住所时允许正常的车辆警报性能，但当车辆在其住所时在某些时段禁止操作)。

现有技术的另一限制是，为了遵守规章根据车辆的位置受影响的功能主要关联到驾驶操作(例如，位置/辖区随着车辆的移动改变)。然而，很多车辆功能的管制方面涉及停放的车辆，如前面提到的声音安全警报的规章。其它例子包括柴油发动机空转停机(停放的车辆在规定的发动机空转时间后必须关掉)以及制动变速器换档联锁装置(BTSI)的手动超控(在一些辖区不被允许)。

以上是现有技术的一些缺点，这些缺点本发明可以克服。

发明内容

本发明的一方面，用于机动车辆的装置包含位置监控器，用以在预设参考系统中确定车辆即时位置的车辆坐标。提供辖区地图数据库以使多个辖区与预设参考系统中的相应坐标范围相关联。提供规章数据库以使多个车辆功能与各辖区的相应参数限制值相关联。用户界面连接到规章数据库以设定至少一个参数限制值。控制器连接到位置监控器、辖区地图数据库和规章数据库，用以响应车辆坐标识别当前辖区、识别至少一个具有当前辖区参数限制值的车辆功能并修改被识别车辆功能的行为以符合各参数限制值。

附图说明

图1是一个地理空间内的辖区及其边界的实施例。

图2是显示本发明一优选实施例的硬件和系统元件的方框图。

图3是显示本发明一个示例性方法的流程图。

具体实施方式

参考图1，其给出了限定在使用地图参考系统(例如纬度-经度)的主地图数据库中的各辖区的图形说明。各个辖区根据其边界进行确定(例如，作为在参考系统的坐标值范围的函数，或通过另外指定二维封闭曲线)。图1显示辖区10-15，其可以是采用各自管制要求的政府领土，或者是为了具体特定目的由具体用户确定的其它用户定制区域。辖区11和12相邻以使得它们共享部分边境。辖区13整体被包含在辖区12中。在辖区12和13之间可能具有排他的关系，以使得在辖区13内的位置不能出现在辖区12中(作为在一个城市内的另一个城市)或者可以具有包含性的关系，其中在辖区13内的位置也被辖区12支配(作为在一个州或一个国家内的城市)。

为了在确定车辆的位置坐标时解决任何不准确度，主地图数据库优选为各辖区限定一个或多个缓冲区。当位置监控系统使车辆位于缓冲区时，该缓冲区与相应的辖区外部相比具有更多限制性的规章，然后这些更多限制性的规章被车辆采用以确保符合更多限制性的辖区。辖区12周围的缓冲区域根据外围16限定。取决于辖区的类型(例如，州或国家)、具体辖区的重要性或由辖区管制的具体功能，缓冲区的规模可以更大或更小，以最好地减轻不符合的风险。因此，辖区10周围由外围线17限定的缓冲区具有较大的规模，外围线17与辖区10具有较大距离。

在地图数据库中各辖区的数据表示可以包括预设的数据结构以代表主要的实体，例如提供在传统导航数据库中的实体。地图数据库可以还包括与政府实体或具体用户感兴趣的个人限定区域对应的用户限定辖区。例如，区域15可以是定制辖区，表示在用户住所周围的一个小的地区，或者用户希望根据本发明对要控制的车辆功能实现特定性能的任何其它区域。

本发明的一个优选实施例更详细地显示在图2中。机动车辆系统20包括用于实现本发明辖区感知功能控制和配置的控制器21。虽然控制器21总体上显示为一个单独的单元，但相应的控制功能可以被合并到车辆内的一个或多个电子模块中(一些可以与车辆内的其它系统或位置结合)。控制器21结合有或连接到地图数据库22、规章数据库23和用户定制数据库24。地图数据库22使多个辖区与预设参考系统中的相应坐标(或坐标范围)相关联。规章数据库23使多个车辆功能与各辖区的相应参数限制值相关联，其中参数限制值限定性能级别(例如，开、关、或一些应用到具体车辆功能的管制限制如最大空转时间)。用户定制数据库24可以包括用户限定辖区的限定和用户限定参数限制值。提供用户界面25以使得允许用户将数据输入到控制器21，该数据限定辖区或区域和限制(可以应用于用户限定辖区或预置辖区)。用户界面25可以包括触摸屏、键区、键盘、文本显示器、声音识别单元、声音合成单元或其它公知用户界面装置。

位置监控器包含GPS接收器26和GPS天线27。通过响应从GPS卫星28接收的信号，GPS接收器26在预设参考系统(例如，纬度/经度)内计算车辆即时位置的车辆坐标。为了增强GPS获取的位置，优选使用惯性测量单元启用的航位推算法功能(inertial-measurement-unit-enableddead-reckoning function)或其它附加装置，以改进位置监控的准确度和覆盖范围(如当GPS卫星由于阻碍物而不能接收时)。因此，用于监控方向变化的加速度信号从包含在限制控制模块30中的加速度仪中获取，速度信号从传动系控制模块(PCM)31中获取。这些信号连接至GPS接收器26上，使得车辆即时坐标在即使没有GPS信号时也可以连续被更新。

要被本发明影响的控制功能可以在控制器21中实施，或者可以位于车辆内的不同模块中。例如，远程启动功能或柴油机空转停机功能可以通过PCM31(至少部分)执行。声音安全报警功能或远程启动功能可以使用远程无键进入(RKE)模块32控制。例如，辖区感知控制器21可以共同位于PCM31、RF接收模块(如RKE模块32)或车身控制模块(BCM)33上。可被控制的附加系统包括制动变速器换档联锁装置(BTSI)34和声音系统35。BTSI 34可以包括在一些辖区被允许而在另一些辖区不被允许的手动超控功能。声音系统35产生的音量可以在一些辖区服从声压级(SPL)的特定限制。

地图数据库22、规章数据库23和用户定制数据库24用虚线表示，表明它们在车辆系统20内可选择地在车上设置。可选择地，它们可以位于车外，由第三方维护和更新。在另一个可选择实施例中，在车上的数据库和在车外的数据库均被使用。优选地，在车上的数据库仅是完整的车外数据库的本地关联子集，以将车上的计算机的存储需求减少到最小。

车辆系统20包括用于连接无线网络37(例如Wi-Fi、GSM、CDMA2000、EV-DO或WiMAX网络)的通信网关36，以便在车辆系统20与远程设施之间数据通信，该远程设施可以包括连接到车外服务器40上的数据网络38(如英特网)。因此，用于本发明的控制器的一部分位于车外。该车外部分可以包括主地图数据库41、主规章数据库42、用户定制数据库43，这些都与前面说明的车上的数据库相似。工作站44连接到数据网络38上，可以提供给用户配置用户定制数据库43的通道，或提供给第三方制造商或服务提供商配置主地图数据库41和主规章数据库42的通道。在一个实施例中，车辆通信网关36可以将车辆坐标发送至服务器40使得辖区在车外被确定，与该辖区关联的任何相关的参数限制值在车外被识别并且被发送回车辆通信网关36，然后被控制器21或用于实施的被影响的系统存储。在一个可选择实施例中，车外数据库的内容可以通过通信网关36传送到相应的车上数据库中，使得辖区和参数限制值的识别在车上完成。通过用户界面25配置的参数限制值也可以经过通信网关36发送至车外数据库43并用于在服务器40上储存，或者可选择的还通过工作站44访问。

除了无线通信外，网关36还可选择地提供有线接口如USB连接。车外数据库或服务器相应地也可以包含USB连接设备如闪存驱动器或便携式导航单元。

现在将结合图3的流程图对一个优选实施例的操作进行说明。在步骤50中，系统进行初始化，钥匙关闭。在步骤51，完成检查以确定点火开关是否被调到开启位置。如果是，在步骤52，位置监控器(如增强GPS)确定车辆即时坐标。在步骤53，响应车辆坐标检测所有的当前辖区和缓冲区。在步骤54，如果在当前辖区时相应功能被访问，基于与被识别辖区相关的规章的参数限制值被获取，并作为主动条款被存储。当缓冲区被检测到时，如果没有更严格的已经为其它的辖区存储的限定性的限制，则仅存储参数限制值。

在步骤55，使用地图数据库确定从当前辖区到最接近出口点的距离和入口点到周围辖区的距离。这些距离的最小值被识别，然后在步骤56中被使用以检查车辆经过的距离与最短出口或入口距离相比是否变大。当已经经过该距离时，则返回步骤52以更新当前辖区和任何相应的参数限制值。在步骤57，进行检查以确定是否车辆已经停车和钥匙是否关闭。如果否，返回步骤56以继续监控当前辖区。如果钥匙关闭，该方法进行至步骤58。

当钥匙在步骤51或57检查为关闭时，图3的方法监控被存储的参数限制值影响的车辆功能的任何访问。然后，在步骤58，进行检查以确定当停车时是否有任何对车辆功能的试图启动。如果没有，在步骤51继续监控钥匙的位置。否则，在步骤59进行检查以确定车辆功能的活动状态或请求状态是否有任何在步骤54储存的参数限制值。如果否，则在步骤51继续监控钥匙的位置。否则，根据需要在步骤60修改车辆功能以在存储的参数限制值内继续车辆功能的操作。

当应用在远程车辆启动时，本发明执行确定驻停车辆GPS位置的步骤，将该GPS位置与远程启动管制数据库进行比较，基于比较的结果禁止或启用远程启动功能。功能的控制可以借助远程启动电路(例如，使用继电器)的物理中断，或者更优选地使用电子控制模块中的软件控制逻辑状态。GPS位置可以在车辆钥匙关闭事件期间被最后检测(以阻止远程启动钥匙开启判断延迟)，或者可选择地使用在检测到远程启动钥匙开启信号之后感知的GPS位置来检测。远程启动管制数据库可以在车上或在车外(通过车辆无线连接)。车上数据库的实现也可以使用无线连接以进行管制数据库的定期更新。比较算法可以在车上或车外(也经过车辆无线连接)执行。禁止或启用状态可以在钥匙关闭事件期间设定，也可以在钥匙关闭之后立即设定(以阻止远程启动钥匙开启判断延迟)或者在检测到远程启动钥匙开启信号之后设定。

应用到远程启动功能的本发明提供了显著的优点。由于在大多数配置了远程启动的车辆上本发明使用了已有的装备，所以制造成本可被减少到最小。对制造商和消费者而言都能获得改进的功能，也就是对管制违规及其后果的预防。通过以将建造复杂性和库存成本减少至最小的方式，本发明提供给制造商可选择地包装捆绑远程启动器的自由。

可以使用同样的控制方式以符合加州空气资源委员会(CARB)柴油发动机空转停机规章。目前，任何在加州运行的超过14,0001b GVW的柴油车辆必须具有发动机停机算法，以阻止过度空转和空气污染。制造商传统地会生产单独的加州版车辆和非加州版车辆，从而增加了制造复杂性和库存成本。有了基于GPS的发动机空转停机算法的起动，复杂性和额外的库存被消除。空转停机功能的参数限制值可以是开/关参数(例如，根本不管任何限制)或者最大许可空转时间(在不同的辖区规定了不同的时间的情况下)。

当应用到电子制动变速器换档联锁装置(BTSI)的手动超控功能时，相应的参数限制值涉及手动超控是否是允许的。

如前面所提到的，当利用服务供应商或车辆制造商提供地图和管制数据库并与其通信时，他们应对数据库的准确性承担责任。他们必须不断地监控本地法规和法令以确保信息是正确的。作为替换或补充，HMI GUI可以提供在车辆上以允许消费者通过选择地址、城市、州/省、县、邮政编码或国家以及指定相应的限制来对特征的失效进行编制。尽管允许消费者承担遵守责任，但进一步向消费者提供在任何实际政府规章范围内能够编制特征的便利。例如，用户可能不希望当车辆在他们的车库时警报一直关闭。另外的使用可以是货运公司，其决定在没有规章的地方实现空转停机功能，或者减少最大空转时间以使其少于规章的要求。本发明允许他们输入一个规则以阻止它。GUI也可以向用户提供提示到网络上的何处去查看法令/法规。

Claims (9)

1.一种用于机动车辆的装置，其特征在于，包含： 

位置监控器，用于在预设参考系统内确定车辆即时位置的车辆坐标； 

辖区地图数据库，使多个辖区与预设参考系统中的相应坐标范围相关联； 

规章数据库，使多个车辆功能与各辖区的相应参数限制值相关联； 

用户界面，连接于规章数据库用以配置至少一个参数限制值；以及 

连接于位置监控器、辖区地图数据库和规章数据库的控制器，用于响应车辆坐标识别当前辖区，识别至少一个当前辖区的具有参数限制值的车辆功能，并修改被识别车辆功能的行为以符合各参数限制值； 

其中，控制器检测对应于辖区地图数据库中的辖区边界的缓冲区，以及其中，当车辆坐标对应于缓冲区时，除非参数限制值比车辆坐标实际表示的当前辖区的限制更严格，控制器修改车辆功能的行为以符合参数限制值。 

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，用户界面连接于辖区地图数据库，以用于配置至少一个定制辖区。 

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包含： 

通信网关，用于在车辆和车外服务器间提供数据通信，其中控制器的至少一部分位于车外服务器中； 

其中辖区地图数据库在车外，并且连接于车外服务器，车辆坐标通过通信网关发送至车外服务器以识别一个或多个当前被识别的辖区。 

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包含： 

通信网关，用于在车辆和车外服务器间提供数据通信，其中控制器的至少一部分位于车外服务器中； 

其中规章数据库在车外，并且连接于车外服务器，其中参数限制值被控制器的车外服务器中的部分识别，然后通过通信网关发送至控制器的位于车内的部分。 

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，使用用户界面配置的参数限制值通过通信网关被发送至车外规章数据库。 

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，根据各个辖区或辖区各类型的特性，缓冲区具有多种各自的规模。 

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，控制器的至少一部分位于车上的模块中，所述模块选自包含RF接收模块、车身控制模块、GPS接收器模块和通信网关模块的群组。 

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，位置监控器包含用惯性测量单元启用的航位推算法功能增强的GPS接收器。 

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，控制器检测被识别车辆功能的使用，然后开始修改被识别车辆功能的行为以符合各参数限制值。