專利名稱：車輛的尿素監(jiān)測(cè)和補(bǔ)給規(guī)劃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)，且更具體地說涉及提供為了在一些裝備有柴油機(jī)的車輛上補(bǔ)給排氣后處理所需的尿素的車輛的路線規(guī)劃和程序設(shè)定。
背景技術(shù)：
從2010年開始，在美國(guó)裝備有柴油機(jī)的公路車輛需要滿足嚴(yán)厲的排放標(biāo)準(zhǔn)。一種為減小柴油機(jī)排放的后處理技術(shù)、即可選催化還原(SCR)需要尿素。美國(guó)環(huán)境保護(hù)協(xié)會(huì)已要求如果柴油機(jī)污染控制系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行的話車輛將不能使用。裝備有SCR的車輛上的車載尿素供給的耗盡會(huì)是需要使車輛停用的狀況。存在確保尿素合理可用性的需要，以使商用車的使用者能在存有較少的尿素分布基礎(chǔ)設(shè)施的條件下對(duì)車載尿素供給進(jìn)行補(bǔ)給。巴頓和朗斯代爾的2003年8月M-28日的柴油機(jī)減排(DEER)會(huì)議所寫的陳述尿素成本會(huì)由分布成本所控制而非主要由生產(chǎn)成本或原材料成本所控制。在液態(tài)測(cè)量的尿素消耗等于約5%的燃油消耗的條件下，根據(jù)通常用于重型卡車的6. 5米每加侖的平均燃油經(jīng)濟(jì)性，25加侖的尿素儲(chǔ)罐支持車輛3250米的行程。 在生產(chǎn)設(shè)備附近的尿素補(bǔ)給便于使其成本最小，以保證一定的成本節(jié)約。然而，由于技術(shù)發(fā)展會(huì)致使基于尿素的SCR系統(tǒng)報(bào)廢，因而可能會(huì)抑制尿素分配系統(tǒng)的發(fā)展。如果車輛須停止運(yùn)行等待尿素補(bǔ)給，則由于車輛不能使用并需要將尿素緊急輸送至車輛，因而其所有者會(huì)產(chǎn)生大量費(fèi)用。有利的是，預(yù)計(jì)補(bǔ)給供給的需求并且能夠有效地將車輛路線設(shè)計(jì)在現(xiàn)存供給的附近，預(yù)先規(guī)劃補(bǔ)給和/或預(yù)先定位供給以使車輛的停工時(shí)間最小。本發(fā)明的受讓人操作國(guó)際智型車輛智能系統(tǒng)、即增強(qiáng)型車輛遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)， 該增強(qiáng)型車輛遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)通過車載電子設(shè)備和離車電子設(shè)備的混合提供車輛性能追蹤、診斷功能以及測(cè)繪能力。車輛的作用在會(huì)接收該系統(tǒng)。離車電子設(shè)備包括無(wú)線通信系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)(GPS)。

發(fā)明內(nèi)容
對(duì)于裝備有內(nèi)燃機(jī)和使用尿素的SCR排氣后處理系統(tǒng)的車輛，本發(fā)明將可得到的尿素供給信息與車輛位置、路線以及尿素消耗信息整合，以引導(dǎo)駕駛員獲得尿素再供給，或者至少自動(dòng)產(chǎn)生命令以將尿素供給定位在目標(biāo)位置處。定位信息系統(tǒng)提供當(dāng)前的車輛位置。車輛追蹤燃料消耗和尿素儲(chǔ)罐充填水平。該數(shù)據(jù)通過通信線路發(fā)送至中央數(shù)據(jù)處理服務(wù)器，該中央數(shù)據(jù)處理服務(wù)器能訪問沿可能的線路的當(dāng)前的和計(jì)劃的尿素可用性，且將數(shù)據(jù)返回至車輛的駕駛員。在下面的書面描述中，附加的效果、特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得顯而易見。


在所附的權(quán)利要求書中描述了認(rèn)為是本發(fā)明特征部分的新穎性特征。然而，下面結(jié)合附圖參照一示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，將最佳地理解本發(fā)明自身和較佳使用模式及其另外的目的和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中圖1是適合于用以增強(qiáng)商用車服務(wù)時(shí)間的數(shù)據(jù)狀況的數(shù)據(jù)收集和集成系統(tǒng)的遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)的示意圖。圖2是適合于用在圖1所示的數(shù)據(jù)收集和集成系統(tǒng)中的車輛控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的框圖。圖3是與用于尿素供給的車輛識(shí)別和路線相關(guān)的簡(jiǎn)化流程圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參見附圖并具體參見圖1，示出概括性車輛遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)100，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)用于車輛管理的中央支持。可使用一個(gè)或多個(gè)車輛、通常是大量的車輛來實(shí)施車輛遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)100。這些車輛由車輛102所指代，使用任何便利的裝置使車輛與制造商的服務(wù)器或車輛操作員服務(wù)器114進(jìn)行通信。通常通過蜂窩電話線108實(shí)施該鏈接，以與蜂窩電話基站112或短程RF線路相鏈接。車輛102包括基于控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)系統(tǒng)104的電子控制系統(tǒng)。該控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)104鏈接裝在商用車102上的各種控制器以進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，并且允許對(duì)例如通過電話線106的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信服務(wù)進(jìn)行中央致動(dòng)和控制，以及允許使用例如采用讀取GPS 衛(wèi)星110的全球定位單元108的全球定位服務(wù)。蜂窩電話基站112由陸線所鏈接，該陸線(如果較佳地話)包括互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器，用以將來自蜂窩電話鏈接108的數(shù)據(jù)傳送給服務(wù)器114。如下文詳細(xì)描述，來自車輛102的數(shù)據(jù)可包括與發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷、極端制動(dòng)使用以及由CAN系統(tǒng)104所收集的其它車輛運(yùn)行變量有關(guān)的信息。轉(zhuǎn)發(fā)自車輛102的記錄數(shù)據(jù)被表示成時(shí)間、日期、位置以及里程。數(shù)據(jù)可通過連接裝置115(例如短程RF或直接手持線連接)經(jīng)由蜂窩電話線從車輛轉(zhuǎn)發(fā)至服務(wù)器114，該服務(wù)器訪問統(tǒng)計(jì)處理服務(wù)器124，用以根據(jù)其與車輛102的燃油消耗的歷史關(guān)聯(lián)確定所預(yù)計(jì)的尿素供給持續(xù)?？稍L問包括地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)128，以根據(jù)車輛路線來預(yù)計(jì)燃油消耗(如果可行的話)，并且更新尿素供點(diǎn)列表用以向上傳輸至車輛102上的駕駛員。服務(wù)器 114維護(hù)具有用于每輛車102的網(wǎng)頁(yè)的網(wǎng)點(diǎn)，該網(wǎng)點(diǎn)可包括具有車輛位置和符號(hào)、以及可得到的尿素供給的供給位置的地圖，強(qiáng)調(diào)供給沿所預(yù)計(jì)的車輛路線定位，并且潛在地提供諸如價(jià)格、站點(diǎn)運(yùn)行小時(shí)等等其它信息。服務(wù)器114維護(hù)由數(shù)據(jù)庫(kù)1 上的里程所索引的車輛統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)，以及在地理分布的尿素加注設(shè)備190處的尿素的可用性。在尿素使用中所允許的這些記錄傾向于由比較運(yùn)算所檢測(cè)出，且結(jié)果被放在網(wǎng)點(diǎn)122上的固定網(wǎng)頁(yè)上，用于管理使用?，F(xiàn)在參照?qǐng)D2，示出例如用在車輛102上的控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)104的特征。該控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)104具有作為功能元件的、基于微處理器272和存儲(chǔ)器274的可編程主體計(jì)算機(jī)230。存儲(chǔ)器274還可既包括易失性部分又包括非易失性部分(未示出)。微處理器 272通過傳統(tǒng)總線與可編程主體計(jì)算機(jī)230的其它部件進(jìn)行通信。計(jì)算機(jī)的其它部件是用于處理網(wǎng)絡(luò)通信的輸入/輸出裝置，包括第一(公用)控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)界面250和第二(私人)控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)界面250。車輛電力系統(tǒng)245為所有部件提供動(dòng)力。 微處理器272直接連接于安裝在車輛駕駛室中的輸入裝置和輸出裝置。
CAN系統(tǒng)104包括兩個(gè)不同的基于第一總線和第二總線的控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，第一總線使用用于J1939網(wǎng)絡(luò)的汽車工程協(xié)會(huì)(SAE)標(biāo)準(zhǔn)的公用代碼，而第二總線使用私人代碼，且該私人代碼能在該標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行定義?！八饺恕眱H僅意味著標(biāo)準(zhǔn)格式的J1939數(shù)據(jù)塊可由OEM根據(jù)需要來限定。公用總線首先將CAN界面250連接于多個(gè)系統(tǒng)控制器，這些系統(tǒng)控制器包括儀器和轉(zhuǎn)換開關(guān)組212、儀表盤214、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)控制器219、傳動(dòng)控制器216 以及發(fā)動(dòng)機(jī)控制器220。這些控制器中的任何控制器還可連接于與特定控制器相關(guān)聯(lián)的一個(gè)傳感器或傳感器組。例如，ABS控制器219從傳感器231收集數(shù)據(jù)，這些傳感器至少包括用于確定側(cè)滑的輪速傳感器。傳動(dòng)控制器216可追蹤傳動(dòng)液水平或者包括來自驅(qū)動(dòng)鏈傳感器217的驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速計(jì)。然而，最重要的傳感器集合是連接于發(fā)動(dòng)機(jī)控制器230的發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器組件221，該傳感器組包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)、進(jìn)氣溫度計(jì)(提供環(huán)境溫度的合理讀數(shù))、 冷卻劑溫度以及發(fā)動(dòng)機(jī)油的溫度、高度和介電常數(shù)的讀數(shù)。該發(fā)動(dòng)機(jī)控制器220提供用于尿素水平傳感器270的便利的連接點(diǎn)，該尿素水平傳感器270監(jiān)測(cè)尿素儲(chǔ)罐271的充填水平。微處理器/主體計(jì)算機(jī)230本身是控制器并且可用于直接監(jiān)測(cè)車輛部件，例如連接于電子系統(tǒng)233的燈的工作狀況。主體計(jì)算機(jī)230作為控制器而在兩個(gè)不同的CAN總線上操作。使用私人代碼的裝置聯(lián)接于第二總線，且在此包括GPS接收單元對(duì)2、特制控制器 244以及蜂窩電話收發(fā)單元M0，且每個(gè)裝置都包括CAN界面250。收發(fā)單元MO附加地包括微控制器Ml、調(diào)制單元對(duì)3以及連接于天線247的收發(fā)單元M5。由主體計(jì)算機(jī)230、多數(shù)通過第一 CAN網(wǎng)絡(luò)所收集的數(shù)據(jù)使用為該功能而限定的代碼塊、通過第二 CAN網(wǎng)絡(luò)傳送至蜂窩電話單元對(duì)0，在該蜂窩電話單元240處這些數(shù)據(jù)用于調(diào)制作為信號(hào)傳輸?shù)妮d體。主體計(jì)算機(jī)230具有通至例如里程的數(shù)據(jù)以及計(jì)時(shí)信息、燃油消耗和尿素儲(chǔ)罐充填水平以及 GPS數(shù)據(jù)的通路，使得主體計(jì)算機(jī)能將數(shù)據(jù)記錄值壓制成與傳感器讀數(shù)相關(guān)聯(lián)的、落在正常讀數(shù)范疇之外的時(shí)間、日期、里程以及位置，或者滿足由操作者所限定的一定標(biāo)準(zhǔn)。這基于為維持用于中央服務(wù)器114使用的記錄的需求或愿望。參照?qǐng)D3，示出用于描述車輛和支持本發(fā)明系統(tǒng)和處理的服務(wù)器水平的操作的流程圖。在車輛啟動(dòng)時(shí)和此后的周期性循環(huán)時(shí)，從GPS單元303或等價(jià)物獲得車輛102的位置(步驟301)。在步驟305更新車輛的目的地列表。GPS定位信息可用于從列表頂部關(guān)鍵地排除目的地，并且接下來可重新安排和添加目的地。每次更新該目的地列表，則所預(yù)計(jì)的路線改變(步驟307)?？稍L問地理信息系統(tǒng)309以得出包括諸如繞道或甚至臨時(shí)交通狀況之類考慮的路線?？稍O(shè)想在一些車輛上，可根據(jù)路線的可用性和擁堵狀況交互性地做出路線和目的地命令。可根據(jù)為所選路線而預(yù)計(jì)的燃油經(jīng)濟(jì)性和基于預(yù)計(jì)使用和目前的尿素儲(chǔ)罐充填水平而估計(jì)的范圍來預(yù)計(jì)尿素消耗311。一旦完成該步驟，則會(huì)產(chǎn)生顯示給駕駛員的尿素補(bǔ)給選項(xiàng)(步驟313)，強(qiáng)調(diào)沿所預(yù)計(jì)路線定位的尿素加注設(shè)備190。如果該選項(xiàng)并不是較佳的，則可考慮在尿素加注設(shè)備190預(yù)先集結(jié)尿素(步驟31 ，并進(jìn)行供給定位(步驟 317)。本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員現(xiàn)在應(yīng)理解，可存在本發(fā)明的替代實(shí)施例。盡管本發(fā)明僅以其一個(gè)形式來示出，但并不因此受限制，而是可不脫離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)和范圍作出各種改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于裝備有內(nèi)燃機(jī)和使用尿素的排氣后處理系統(tǒng)的車輛的尿素補(bǔ)給管理系統(tǒng)， 所述尿素補(bǔ)給管理系統(tǒng)包括位置確定單元，所述位置確定單元安裝在所述車輛上； 尿素儲(chǔ)罐和尿素儲(chǔ)罐充填水平傳感器；遠(yuǎn)程服務(wù)器，所述遠(yuǎn)程服務(wù)器具有通至地理信息的通路，且所述地理信息包括用于車輛的提供尿素補(bǔ)給位置；主體計(jì)算機(jī)，所述主體計(jì)算機(jī)安裝在所述車輛上并連接成從所述位置確定單元和所述尿素充填水平傳感器接收數(shù)據(jù)，并且接收來自駕駛員輸入/輸出界面上的輸入，并將信息顯示在所述駕駛員輸入/輸出界面上；通信系統(tǒng)鏈接，所述通信系統(tǒng)鏈接位于所述遠(yuǎn)程服務(wù)器和所述主體計(jì)算機(jī)之間； 所述遠(yuǎn)程服務(wù)器響應(yīng)于所述車輛位置和所述尿素儲(chǔ)罐充填水平，以通過所述通信系統(tǒng)鏈接將尿素供給位置提供給所述主體計(jì)算機(jī)，以顯示在所述駕駛員的輸入/輸出界面上。
2.如權(quán)利要求1所述的尿素補(bǔ)給管理系統(tǒng)，其特征在于，還包括所述遠(yuǎn)程服務(wù)器還利用所述車輛位置、車輛目的地以及路線信息來提供對(duì)所述尿素補(bǔ)給位置的分析，從而為所述駕駛員提供駕駛引導(dǎo)，以獲得顯示在所述駕駛員輸入/輸出界面上的尿素再供給。
3.如權(quán)利要求2所述的尿素補(bǔ)給管理系統(tǒng)，其特征在于，還包括還對(duì)所述遠(yuǎn)程服務(wù)器進(jìn)行編程，以產(chǎn)生將尿素輸送至可從車輛的所預(yù)計(jì)路線達(dá)到的位置的命令。
4.如權(quán)利要求3所述的尿素補(bǔ)給管理系統(tǒng)，其特征在于，還包括所述遠(yuǎn)程服務(wù)器對(duì)照所述尿素儲(chǔ)罐充填水平追蹤燃油消耗，并且根據(jù)尿素儲(chǔ)量來評(píng)估車輛運(yùn)行范圍。
5.如權(quán)利要求4所述的尿素補(bǔ)給管理系統(tǒng)，其特征在于，還包括提供所述主體計(jì)算機(jī)以除去、添加和重新安排目的地列表。
6.一種對(duì)裝備有柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的、使用尿素來進(jìn)行之后排氣處理的車輛上的尿素補(bǔ)給進(jìn)行管理的方法，所述方法包括如下步驟周期性地更新用于所述車輛的目的地列表；從所述目的地列表和地理信息系統(tǒng)中確定用于所述車輛的路線；監(jiān)測(cè)尿素儲(chǔ)罐充填水平，并根據(jù)尿素消耗和尿素儲(chǔ)量來評(píng)估車輛的剩余運(yùn)行范圍；以及為所述車輛駕駛員顯示連接到確定路線的供給站列表。
7.如權(quán)利要求6所述的管理尿素補(bǔ)給的方法，其特征在于，所述方法包括以下附加步驟響應(yīng)于無(wú)供給站可用的指示，命令將尿素供給輸送至用于補(bǔ)給所述車輛的指定位置。
8.一種用于機(jī)動(dòng)車輛尿素補(bǔ)給服務(wù)的數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)，包括橫貫地理區(qū)域定位的尿素加注設(shè)備和這些尿素加注設(shè)備處尿素可用性的中央數(shù)據(jù)庫(kù)；在穿過所述地理區(qū)域時(shí)需要周期地尿素加注的多個(gè)車輛；以及通信系統(tǒng)，所述通信系統(tǒng)將多個(gè)車輛鏈接于所述中央數(shù)據(jù)庫(kù)，使所述車輛能指示尿素補(bǔ)給的需求，且使所述中央數(shù)據(jù)庫(kù)向車輛分配預(yù)期尿素加注設(shè)備的個(gè)性化列表。
9.如權(quán)利要求8所述的數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括所述多個(gè)車輛包括數(shù)據(jù)處理設(shè)備，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生和更新目的地列表。
10.如權(quán)利要求9所述的數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括所述中央數(shù)據(jù)庫(kù)基于所述目的地列表并響應(yīng)于對(duì)于尿素補(bǔ)給的預(yù)測(cè)需求而為每個(gè)車輛提供路線。
11.如權(quán)利要求10所述的數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括 用于指令用于車輛的尿素定位的裝置。
全文摘要
尿素供給信息與車輛位置、路線以及尿素消耗信息結(jié)合以引導(dǎo)駕駛員獲得尿素再供給，或者至少自動(dòng)產(chǎn)生命令以將尿素供給定位在目標(biāo)位置處。
文檔編號(hào)F01N3/20GK102216581SQ200980145667
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2009年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月13日
發(fā)明者P·查博尼奧 申請(qǐng)人:萬(wàn)國(guó)卡車知識(shí)產(chǎn)權(quán)有限公司