一种用于基于车辆的状态的确定来估计车辆的行驶时间的方法与流程

本发明涉及汽车领域，并且具体地涉及用于检测与车辆的运动和驾驶参数有关的数据的车载设备的技术领域。

具体地，本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于基于车辆的状态的确定来估计车辆的行驶时间的方法。

现有技术

已知车载检测设备特别地用于实时获取和远程传输车辆的运动和驾驶参数，这不仅有助于车载系统的操作以用于驾驶辅助，而且对于其他辅助系统的功能是必不可少的，所述其他辅助系统包括例如车辆的监视系统和动态记录系统，诸如在防盗设备中、在用于属于车队的车辆的监控设备中或在用于检测交通违规或道路事故动态（诸如用于执法或保险公司）的被称为黑匣子的设备中使用的系统。

通常，考虑到将车辆的驾驶状况传输到远程分析站，提供一种用于监控和记录车辆的使用的动态的系统，以检测车辆的驾驶状况（驾驶速度、总驾驶时间、发动机速度）。数据可以经由车载通信系统被周期性地传递到分析站，或者简单地记录到车辆上可用的不可侵犯的（inviolable）存储介质，之后例如当车辆经受预定的周期性维护干预时可以从所述存储介质取回数据。

在以上描述的两种情况下，监视系统被设计成无差别并且连续地记录车辆的每个驾驶事件和每个不活动的间隔。

车辆的状态，即车辆发动机的活动（运转中）或不活动的状况，是重要的信息，因为它与车辆的使用或非使用事件有关，所述事件表示在长期运行中检查车辆使用状况的重要数据，例如在检查属于车队的车辆的操作时。实际上，在车辆发动机在运转中的情况下，可以推断车辆正在运行（‘运行’意指车辆的驾驶状况，包括临时停止，但不包括长时间停车），而在其中车辆的发动机未在运转中的情况下，可以推断车辆被停车。

存在如下车辆，从它们的生产就集成了车载设备，以用于检测运动和驾驶参数，以通过与车辆的点火和钥匙启动开关设备或can总线的物理链接来确定车辆的状态。如果在车辆的生产时未提供这些设备，或者如果车辆未配备传统的点火和钥匙启动开关设备，则利用与钥匙信号或can总线的物理链接来确定车辆的状态并不总是可能或方便的（就干预的难度和可靠性而言）。

检测车辆行程的开始和结束，即确定车辆行驶时间，对于某些应用而言是重要的信息。在某些情况下，诸如在计算由车辆行驶的距离时，假如没有由于行程的错误细分或多次行程的错误合并而丢失行程信息，则知道该距离已经在单次行程中还是在两次或更多次单独行程内行驶并不重要。在其他情况下，特别是在提供车辆车队管理服务时，准确跟踪行程的开始和结束是基本的方面。单次行程将被视为两次单独行程的可能性，或者两次单独行程将被视为单次行程的可能性，被认为是由于评估车辆的使用的控制服务的效率和可靠性的主要性能指标，该控制服务通过使用车载设备来检测与车辆的运动和驾驶参数有关的数据来执行。

传统上，行程的开始对应于从不活动的发动机状态或车辆处于静止状态（下文中，off（关闭）状态）到活动发动机状态或运行车辆状态（下文中，on（开启）状态）的转变，这可以通过检测车辆的点火和钥匙启动开关设备的相应状态之间的转变来确定。

相反，行程的结束对应于从活动发动机状态或行驶车辆状态（on状态）到不活动发动机状态或车辆处于静止状态（off状态）的转变，这可以以类似的方式确定。

可以通过车载设备准确地检测行程的开始和结束，该车载设备用于检测与车辆的运动和驾驶参数有关的数据，所述车载设备被物理地连接到车辆的电气系统的节点，在该节点处，当且仅当点火和启动关闭开关设备的状态指示活动发动机或运行车辆状态时存在电压。当与车辆的电气系统的节点进行物理连接时，在该节点处的检测到的电压值不遵循点火和起动开关设备的状态，车辆的状态的错误确定可能是由于车载设备的安装中的人为错误。

然而，存在如下情况：其中安装车载设备，所述车载设备与点火和启动开关设备不具有物理连接，因为车辆安装更简单或者人们想要在连接到车辆的电气系统时避免可能的操作员错误。在该类型的设备中，通过检测车辆的移动或跨车辆的电荷蓄电池组件（电池）建立的电压来确定（估计）车辆的状态，该电荷蓄电池组件用于启动车辆的热力发动机和/或用于为车辆的附件设备供电并通过发动机的动能可再充电。

跨蓄电池组件的电压值高于在静止时跨蓄电池组件的已知电压值的检测和车辆的移动的确定，组合地提供了车辆的状态的可靠指标。然而，相同的指示的缺乏使人们不能确定地推断出车辆是不活动的或处于静止。

实际上，当车辆在短时间段内停止其操作时，例如关于道路标志或在交通状况或交通拥堵方面，点火和启动开关保持在驾驶状况中，即车辆处于有效使用中，尽管热力发动机活动的迹象可能不存在。行驶停止状况下的热力发动机的振动可能太小而无法被车辆动态传感器检测到，或者当车辆配备有所谓的启动/停止机构时该振动可能根本不存在，使得当车辆在短时间段内静止时，热力发动机停止工作，然后当它再次开始行驶时，热力发动机恢复工作。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于在没有与车辆的点火和起动开关设备的物理连接的情况下使用车载设备准确地确定行驶时间的方法，特别是用于解决上面描述的缺点的方法。

根据本发明，该目的通过一种用于确定具有权利要求1中所述特征的行驶时间的方法来实现。

特定实施例是从属权利要求的主题，其内容要被理解为本说明书的组成部分。

本发明的另外的主题是一种车载设备，用于检测与车辆的运动和驾驶参数有关的数据，以及可由如要求保护的车载设备的处理系统执行的计算机程序或程序的组。

总之，本发明基于如下原理：验证车辆的状态的确定（行程的开始或结束的确定依赖于该车辆的状态的确定）是否间接获得，例如通过分析跨车辆的蓄电池组件建立的电压值、通过分析由加速度计和/或陀螺仪传感器检测的车辆动态数据、或者通过分析由车辆的地理定位系统获取的定位数据，在预定滞后时间间隔内不变，该预定滞后时间间隔的目的是过滤虚假转变的检测任何可能的异常事件——因为虚假转变过短——从活动发动机状态或运行车辆状态到非活动发动机状态或车辆处于静止状态，或者反之亦然。

有利地，通过根据滞后时间间隔的选择分析错误概率来确定最佳滞后时间间隔。

参考在随后的段落中简明地描述的附图，通过非限制性示例给出的本发明的一个实施例的以下详细描述中将更详细地描述本发明的其他特征和优点。

附图说明

图1是本发明的应用的环境的示意性表示；

图2是根据现有技术的设备的车辆上的联接器（coupling）配置的示意图，该联接器配置用于通过与车辆的点火和钥匙起动开关设备的物理链接来检测与车辆的运动和驾驶参数有关的数据。

图3是根据本发明的车载设备的说明性非限制性实施例的功能框图，该车载设备用于检测与车辆的运动和驾驶参数有关的数据，车载设备被耦合到车辆的电荷蓄电池组件。

图4是示出了根据前述状况，跨蓄电池组件建立的电压的随时间的说明性趋势的图，该蓄电池组件用于启动车辆的热力发动机和/或用于向车辆的附件设备供电，并通过发动机的动能可再充电。

图5、6和7是表示基于根据本发明的行驶时间确定的优化的事件的概率的图。

具体实施方式

图1示出了本发明的应用的环境。

在图1中，以v指示通用车辆，诸如私人汽车或属于公司车辆的车队的车辆。车辆v配备有热力发动机e和电荷蓄电池组件，简称为电池，以b来指示，其控制热力发动机的启动和/或车辆的附件（诸如照明设备l）的电源，并且是通过发动机的动能（通常通过交流发电机a）可再充电的。

以u指示用于检测与车辆的运动和驾驶参数有关的数据、特别是用于所述数据的实时获取和远程传输的车载设备。该设备被布置用于处理与车辆的运动和驾驶参数有关的数据和用于例如通过公共电信网络n将所述数据传输到中央远程单元c。

作为示例并且对于本发明的目的，与车辆的运动和驾驶参数有关的数据是指示车辆的行驶时间的数据。从检测到的行驶开始时间到检测到的行驶结束时间计算的行驶时间是有用的数据的项——例如——用于检查车辆的使用的状况，并且可能用于提供与车辆的使用有关的各种服务。传统上，在车辆的状态从不活动或静止状态（下文中称为off）到活动或运行的状况（下文中称为on）的转变时检测行驶开始时间。同样地，在车辆的状态从活动或运行状态（on）到不活动或静止状态（off）的转变时检测行驶结束时间。

图2示出了用于检测与车辆的运动和驾驶参数有关的数据以便确定车辆的状态的设备的车辆上的联接器的现有技术的典型配置。

在已知的配置中，车载设备u通过专用线路被物理地连接到车辆的点火和钥匙启动开关设备k或者车辆的电气系统的类似节点，其中当且仅当车辆钥匙被转到活动位置，并且车辆（发动机及其附件）由充电电池供电，存在电压。

图3更详细地示出了根据本发明的车载设备u在本发明的车辆上的联接器配置中的说明性框图。

车载设备u包括微处理器10，该微处理器10被布置用于获取和处理与车辆的运动和驾驶参数有关的数据，该数据通过获取部分来获取，例如包括微控制器12，该微控制器12被连接到地理定位系统20，该地理定位系统20在图中与其天线22相关联地示出，该微控制器12被连接到车辆动态检测系统24，该车辆动态检测系统24例如包括一个或多个传感器（诸如位置、倾斜或加速度传感器），该传感器被布置成提供关于车辆在空间中的定位和取向以及关于其位移动态的准确信息，并且该微控制器12被连接到通信模块26，该通信模块26在图中与相关天线28相关联地示出，适于交换去往和来自电信网络n的数据。

车载设备u还包括连接到微控制器12的输入和输出接口30，用于连接到车辆的车载通信网络（如纯粹非限制性和非排他性示例中的can网络），以及连接到远程通信模块32、34，诸如wi-fi或蓝牙通信模块，用于将微处理器10连接到辅助设备，例如用于认证车辆的驾驶员和/或当驾驶员未被认证时禁止车辆的启动。

该图还示出了用于连接到车辆的电荷蓄电池组件b的物理连接模块36，其能够向微处理器带来指示跨蓄电池组件建立的电压值的信号。

为了表示中的完整性，蓄电池组件b结合充电交流发电机a（其由车辆的热力发动机e驱动）并且结合一些说明性负载（诸如车辆的仪表板i或车辆的前灯l）来示出。

图4是示出当蓄电池组件b被用于启动车辆的热力发动机和/或用于为车辆的附件设备供电并且是通过发动机e的动能（通过交流发电机a）可再充电时跨蓄电池组件b建立的电压的示例性时间上的趋势的图。

对于具有12v的标称电压vnom的蓄电池组件，跨处于车辆的不活动或静止的状态中的组件存在的电压值基本上等于或稍微高于标称电压vnom。当启动车辆的热力发动机时，大量的电能从蓄电池排出，并且在有限的时间内，几分之一秒的量级，跨蓄电池经历了急剧电压降，几伏的量级，直到达到值vstart。随后，当车辆正在运行并且热力发动机的动能被用于经由交流发电机a对蓄电池组件再充电时，跨蓄电池的电压的值高于标称值，例如约2伏的量级，平均值被表示为vmar，并受到噪声影响，直到车辆的发动机关闭并返回到不活动（或静止）的状态，由此跨蓄电池的电压降低到标称值vnom。

通过测量行驶的开始和行驶的结束之间的时间来执行车辆的行驶时间的确定，行驶的开始对应于从不活动发动机状态或车辆处于静止状态（下文中为off状态）到活动发动机状态或运行车辆状态（下文中为on状态）的转变，行驶的结束代之以对应于从活动发动机状态或运行车辆状态（on状态）到不活动发动机状态或车辆处于静止状态（off状态）的转变。

根据本发明，如果确定活动发动机状态或运行车辆状态在预定滞后时间间隔内保持不改变，则从不活动发动机状态或车辆处于静止状态（off状态）到活动发动机状态或运行车辆状态（on状态）的转变被识别为行程开始事件。

同样地，如果确定不活动发动机状态或车辆处于静止状态在预定滞后时间间隔内保持不改变，则从活动发动机状态或运行车辆状态（on状态）到不活动发动机状态或车辆处于静止状态（off状态）的转变被识别为行程事件的结束。

预定滞后时间间隔可以针对每个转变具有不同的值。

本发明旨在避免的在确定行驶时间时的可能错误与将实际单次行程划分为多个单独行程有关。

当车辆停止运行达长于滞后时间间隔的时间段时，该错误可能发生，尽管其实际状态在整个时段内为on。例如，对于在交通中暂时停止运行的行驶车辆，即使通过关闭发动机（启动/停止系统）情况就是这样。在该情况下，即使从on状态到off状态的转换尚未发生，也可能错误地检测到从on状态到off状态的转换。车辆的移动或发动机活动随后一被恢复，就将检测到从off状态到on状态的随后转换。因此，实际的单次行程（由此，例如，点火和启动钥匙从未真正地被改变到off位置）代之以被认为是两个单独的行程。

本发明旨在避免的在确定行驶时间时的另一个可能的错误与将多个实际单独的行程组合成单次行程有关。

当车辆实际停止其操作并结束行程（由此，例如，点火和启动钥匙实际上被移动到off位置）但是保持处于静止达小于滞后时间间隔的时间段时，该错误可能发生。

在该情况下，从on状态到off状态的转换——指示行程的结束——以及从off状态到on状态的随后的转换——指示单独行程的开始——可能被错误地检测到但不被认为有效，即使它实际上发生了。因此，两个实际的单独连续行程被认为是单次行程。

如果将滞后时间间隔设置为非常低的值，例如几秒，则在识别单独行程而不是实际单次行程时的错误的频率将非常高，因为可能车辆的操作的任何短暂停止将导致确定从on状态到off状态的转换。相反，在识别单次行程而不是实际单独行程时的错误的频率将大大降低，因为可能仅单独行程之间的几秒钟的分离（实际上很少见）可能被错误地忽略。

如果将滞后时间间隔设置为非常高的值，例如几分钟，则在识别单独行程而不是实际单次行程时的错的误频率将大大降低，因为可能仅车辆的操作的长时间停止将导致确定从on状态到off状态的转换。相反，在识别单次行程而不是实际单独行程时的错误的频率将大大增加，因为可能实际单独行程之间的几秒钟的分离（实际上很少见）可能被错误地忽略。

下面讨论作为滞后时间间隔的函数的上面描述的错误的发生的概率的评估，以便标识最佳滞后时间间隔。

在下面的描述中，车辆的“临时停止”应意指在不禁用车辆的发动机的情况下发生的停止，诸如在交通灯处或交通拥堵中的车辆的行驶的停止。短的和非常慢的移动，诸如当车辆在交通拥堵中前进时需要的移动，被认为等同于临时停止，因为车辆的实际移动基本上是可忽略的。此外，车辆的“最终停止”应意指结合发动机解激活执行的车辆停止，诸如停车。临时停止不是行程的结束；代之以最终停止是行程的结束。

pr（t<t|s=final)（pr（t<t|s=最终)）指示最终停止（s=final）（（s=最终））将持续达比预定参考时间间隔t短的时间间隔t的条件概率。

pr（t<t|s=temporary)（pr（t<t|s=临时)）指示临时停止（s=temporary）（（s=临时））将持续达比预定参考时间间隔t短的时间间隔t的条件概率。

pr（s=final,t<t)（pr（s=最终,t<t)）指示停止是最终的（s=final）并且停止将持续达比预定参考时间间隔t短的时间间隔t的联合概率。

pr（s=temporary,t<t)（pr（s=临时,t<t)）指示停止是临时的（s=temporary）并且停止将持续达比预定参考时间间隔t短的时间间隔t的联合概率。

pr（eb,t）指示在执行用于确定车辆的状态的算法时作为预定滞后时间间隔t的函数的实际单次行程将被细分为多次（两次）单独行程的概率。

pr（em,t）指示在执行用于确定车辆的状态的算法时作为预定滞后时间间隔t的函数的多次（两次）实际单独行程将被合并为单次行程的概率。

pr（e,t）指示在执行用于确定车辆的状态的算法时作为预定义的滞后时间间隔t的函数的实际单次行程将被细分为多次（两次）单独行程和多次（两次）实际单独行程将被合并为单次行程的概率。

根据本发明，考虑由多个车辆获取的行驶数据的集合，例如，多于1000辆车辆并且优选地多于10000辆车辆，对于超过100000次并且优选地超过1000000次的行驶的行程的数量，其中所述行驶数据表示由车辆行驶的行程的持续时间以及临时停止和最后停止间隔的持续时间。例如，所述行驶数据从车载设备获取，所述车载设备用于检测与在本发明中描述的类型的车辆的运动和驾驶参数有关的数据，所述车载设备优选地与车辆的点火和钥匙启动开关设备相关联，所述车载设备被安装在所述车辆上。

大量的行驶数据允许人们有重要的样本的集合来估计行程期间的临时停止事件的分布。

使用统计分布的插值的优化技术，针对在0和预定上限之间的滞后时间间隔t值，确定概率函数pr（t<t|s=final）和pr（t<t|s=temporary）。这些在图5中示出。基于由发明人获得的实验数据，曲线a显示最终停止事件将持续小于滞后间隔的预定上限的概率是非常低的，基本上在2％和8％之间。曲线b显示临时停止事件将持续小于滞后间隔的预定上限的概率是非常高的，对于相对小的滞后时间间隔值，该概率基本上高于30％，并且对于滞后时间间隔的较高值，该概率达到90％。

从相同的数据导出相应的联合概率pr（s=final,t<t）和pr（s=temporary,t<t），针对在0和所述预定上限之间的滞后时间间隔t的值，也确定了这些联合概率，其在图6中示出。

作为示例，图6用曲线a示出了停止事件将持续小于滞后时间间隔的预定上限并且它是最终停止事件的概率。例如，基于由发明人获得的实验数据，这样的概率约为3.6％。图6还用曲线b示出了停止事件将持续小于滞后时间间隔的预定上限并且它将是临时停止事件的概率。例如，基于由发明人获得的实验数据，这样的概率大约为5.3％。

联合性质允许人们估计错误的概率pr（eb,t）、pr（em,t）和pr（e,t），其在图7中示出。

图7显示，对于滞后时间间隔的低值（趋于零），错误地合并两个实际单独行程的概率趋于0（曲线a），而错误地将实际单次行程细分为两个单独行程的概率是高的（曲线b），因为它取决于以下事实：如果滞后时间间隔被设置为非常低的值，则每个临时停止确定将实际行程的细分解释为单独行程。

另一方面，滞后时间间隔的高值将导致识别较小数量的各个实际行程的细分（例如，基于由发明人获得的实验数据，对于滞后时间间隔，小于1％），然而，错误地合并为单次行程的实际单独行程的数量将相对高。

总错误概率在图7中由曲线c示出，其考虑了两个错误。该曲线的最小值允许人们确定最佳滞后时间间隔，该最佳滞后时间间隔在图中由t'所示。例如，这对应于最佳时间间隔，其需要最小的错误概率。

图7的曲线c是用于在用于基于适于间接确定车辆的状态的车载设备的使用（例如基于对车辆的跨蓄电池组件建立的电压值的分析、对由加速度计和/或陀螺仪传感器检测到的车辆动态数据的分析、或者对由车辆的地理定位系统获取的定位数据的分析）来确定车辆的行驶时间的方法中配置最佳滞后时间间隔的重要指示。

当在实际单次行程的情况下识别单独行程时的错误的重要性与在实际单独行程的情况下识别单次行程时的错误的重要性相同时，对应于实际单次行程被细分为多次（两次）单独行程以及多次（两次）实际单独行程被合并为单次行程的概率曲线的最小值的滞后时间间隔值是最佳滞后间隔值。

当由于识别行程的预期目的，与实际单次行程的细分有关的错误的重要性大于关于实际单独行程的合并的错误的重要性时，则滞后时间间隔可能以合并实际单独行程时的错误的更大可能性为代价而增加。相反，当实际单独行程的合并时的错误的重要性大于实际单次行程的细分时的错误的重要性时，滞后时间间隔可能以细分各个实际行程时的错误的更高概率为代价而减小。

值得注意的是，在本发明的用于估计车辆的行驶时间的方法的实现中，滞后时间间隔的应用不一定由用于检测与车辆的运动和驾驶参数有关的数据的车载设备发生。在替代实施例中，车载设备可以被编程以应用非常短的滞后时间间隔，接近于零或等于零，并且滞后时间间隔可以被应用于在中央远程单元处发生的数据处理。该可能性提供了超过在车载设备中设置有滞后时间间隔的操作灵活性，因为它允许根据具体车载设备或设备被安装在其上的车辆的预期用途来修改所述滞后时间间隔，例如，作为各个车辆及其驾驶员的函数，并且甚至可能随着时间的推移。

当然，在不改变本发明的原理的情况下，实施例和实现的细节可以相对于纯粹通过非限制性示例描述和说明的实施例和实现的细节变化很大，而不由此脱离由所附权利要求限定的本发明的保护的范围。