控制车辆系统的方法与流程

控制车辆系统的方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求美国临时申请no.63/303,151(2022年1月26日提交)的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
3.本文描述的主题涉及车辆系统的控制方法。


背景技术：

4.多燃料发动机可由不同类型的燃料提供动力，诸如碳基燃料(例如，柴油、汽油等)和非碳基燃料(例如，氢、氨等)。每种不同类型的燃料的不同量可基于车辆系统的功率挡位设置。例如，在第一挡位(notch)设置处，发动机可由第一燃料相对于第二燃料的第一比率提供动力，并且在第二功率挡位设置处，发动机可由第一燃料相对于第二燃料的第二比率提供动力。第一燃料与第二燃料之间的比率可响应于车辆系统的功率挡位设置改变而改变。当车辆系统沿着行程的路线移动时，发动机可由对应于功率挡位设置的预定比率提供动力，并且预定比率可以跨多个操作路线限定。
5.然而，对应于功率挡位设置的预定比率，不能优化可用于为发动机提供动力的不同类型的燃料的使用。例如，多燃料发动机在较低功率挡位设置下可能效率较低(例如，可能消耗更多的碳基燃料)，相对而言在较高功率挡位设置下更有效。然而，预定比率未能考虑备选非碳基燃料，也未考虑基于发动机在不同功率水平下的效率的替代率(alternative ratio)。例如，基于预定的固定比率，发动机可产生不必要量的co2排放，而不是优化备选非碳基燃料的使用。
6.可能期望具有与当前可用的系统和方法不同的系统和方法。


技术实现要素：

7.根据一个示例或方面，一种方法可包括确定在沿路线的第一位置处操作车辆系统的第一比率，所述车辆系统沿所述路线移动。第一比率可基于第一燃料源的第一燃料的量相对于第二燃料源的第二燃料的量。车辆系统可由第一燃料源或第二燃料源中的一个或多个提供动力。可基于第一燃料源与第二燃料源之间的第一比率来确定在沿路线的第一位置处控制车辆系统的第一操作设置。在沿路线的第一位置处可按照第一操作设置来控制车辆系统的操作，以便按照第一比率移动车辆系统。
8.根据一个示例或方面，一种系统可包括具有一个或多个处理器的控制器，所述一个或多个处理器可确定在沿路线的第一位置处操作车辆系统的第一比率。第一比率可基于第一燃料源的第一燃料的量和第二燃料源的第二燃料的量。车辆系统可由第一燃料源或第二燃料源中的一个或多个提供动力。控制器可基于第一燃料源与第二燃料源之间的第一比率来确定在沿路线的第一位置处控制车辆系统的第一操作设置。控制器可将命令消息传送到车辆系统，以在沿路线的第一位置处根据第一操作设置来控制车辆系统的操作，以根据
第一比率来移动车辆系统。
9.根据一个示例或方面，一种方法可包括确定在沿路线的一个或多个位置操作车辆系统的可变比率。可变比率可基于第一燃料源的第一燃料的量相对于第二燃料源的第二燃料的量。车辆系统可由第一燃料源的第一燃料或第二燃料源的第二燃料中的一个或多个提供动力。在沿路线的一个或多个位置处，可基于可变比率来确定控制车辆系统的可变操作设置。在沿路线的一个或多个位置中的第一位置处，可基于第一燃料源的第一燃料量相对于第二燃料源的第二燃料量之间的可变比率中的第一比率，根据第一操作设置来控制车辆系统。在沿路线的一个或多个位置中的第二位置处，可基于第一燃料源的第一燃料的量相对于第二燃料源的第二燃料的量之间的可变比率中的不同的第二比率，根据不同的第二操作设置来控制车辆系统。在沿路线的一个或多个位置处，可按照可变操作设置来控制车辆系统的操作，以便按照可变比率来移动车辆系统。
附图说明
10.通过参照附图，阅读以下非限制实施例，可对主题加以理解，其中：
11.图1示出了根据一个实施例的车辆系统的示意图；
12.图2示出了根据一个实施例的车辆系统的示意图；
13.图3示出了根据一个实施例的车辆系统在不同功率水平下操作时的发动机效率的曲线图的一个示例；
14.图4示出了第一燃料与第二燃料的替换比率相对于车辆系统的功率需求的曲线图的一个示例；
15.图5示出了车辆系统的功率需求随车辆系统的使用时间变化的曲线图的一个示例；
16.图6示出了第一燃料与第二燃料的替换比率关于车辆系统的使用时间的曲线图的一个示例；以及
17.图7示出了根据一个实施例的控制车辆系统的操作的方法的流程图。
具体实施方式
18.本文描述的主题的实施例涉及车辆控制系统和操作方法。车辆控制系统可用于控制包括多个或多燃料发动机的车辆系统的操作。例如，发动机可由来自第一燃料源的第一燃料提供动力，由第二燃料源的第二燃料提供动力，和/或由第一燃料和第二燃料的组合提供动力。在一个实施例中，第一燃料可以是碳基燃料，并且第二燃料可以是非碳基燃料。第一燃料源和第二燃料源可设置在车辆系统上，可设置在多车辆系统的不同车辆上等。
19.关于燃料，在一个实施例中，燃料可以是单一燃料类型，而在其它实施例中，燃料可以是多种不同燃料的混合物。在燃料混合物的一个示例中，第一燃料可以是液体并且第二燃料可以是气体。合适的液体燃料可以是柴油(常规柴油、生物柴油、hdrd等)、汽油、煤油、二甲醚(dme)、醇等。合适的气体燃料可以是天然气(甲烷)或短链烃、氢、氨等。在一个实施例中，燃料可包括在此使用的存储能量。在此角度，可包括电池荷电状态或压缩气体源、飞轮、燃料电池和其他类型的非传统燃料源。
20.车辆系统可包括控制器，控制器可基于操作车辆系统的第一燃料的量和第二燃料
的量来确定比率。在一个实施例中，比率可在车辆系统的不同操作时间、在路线上的不同位置、在发动机的不同功率要求下等改变或变化。控制器可在由一种或多种不同类型的燃料提供动力的多燃料发动机的车辆系统的行程中确定不同的比率和不同的功率水平(例如，操作设置)。可在车辆系统的整个行程或一部分行程中确定不同的比率，以控制可由发动机产生的碳排放，例如二氧化碳(co2)排放。可选地，可确定不同的比率以控制提供到发动机中并供应到发动机的汽缸的第一燃料(例如，碳基燃料)的量。在一个或多个实施例中，可基于发动机的不同效率操作点来确定不同的比率。例如，相对于在较高功率水平下操作，发动机在较低功率水平下操作时可能效率较低(例如，消耗增加量的碳基燃料)。
21.虽然结合轨道车辆系统描述了一个或多个实施例，但并非所有实施例都限于轨道车辆系统。除非另有明确放弃或说明，否则本文描述的主题扩展到其他类型的车辆系统，例如汽车、卡车(具有或不具有拖车)、公共汽车、船舶、飞机、采矿车、农用车辆或其他非公路车辆。本文描述的车辆系统(轨道车辆系统或不在轨道或轨道上行驶的其它车辆系统)可由单个车辆或多个车辆形成。关于多车辆系统，车辆可以彼此机械耦接(例如，通过耦接器)或逻辑耦接但不机械耦接。例如，当单独的车辆彼此通信以协调车辆彼此的移动使得车辆作为一组一起行驶时，车辆可在逻辑上但不机械地耦接。车辆组可被称为车队、车辆组、车辆群、车辆集、车辆排和列车。
22.图1示出了根据一个实施例的车辆系统100的一个实施例。车辆可包括控制器104，控制器104表示包括一个或多个处理器114(例如，一个或多个集成电路、一个或多个微处理器、一个或多个现场可编程门阵列等)和/或可与一个或多个处理器114连接的硬件电路，其执行和/或控制本文描述的操作的执行。控制器还可包括或电耦接到一个或多个传感器116。所述一个或多个传感器可以是速度传感器、基于推进的传感器、基于制动系统的传感器、运动传感器、燃料水平传感器、基于全球定位系统的传感器等，其可用于确定速度数据和信息、与确定燃料和/或燃料成分相关的数据和信息、与油门设置、制动设置或挡位设置相关的数据和信息等。
23.控制器可经由通信装置106与非车载控制系统(未示出)或一个或多个通信系统通信地耦接。通信设备表示无线通信信号的通信电路，诸如一个或多个天线、调制解调器等。
24.控制器可生成信号并将信号传送到车辆系统的输出装置112(例如，显示器)、推进系统108和/或制动系统110。信号能够发送到输出装置，以向操作员呈现关于如何按照行程计划来控制车辆的指令或规则。信号可被发送到推进系统(例如，一个或多个发动机、马达等)和/或制动系统，以允许控制器自动控制车辆的移动的操作。
25.在一个或多个实施例中，行程计划可根据沿路线的距离、时间和/或位置来指定车辆系统在行程期间实现或执行的一个或多个操作设置。操作设置可包括用于车辆系统的牵引力和/或制动力。例如，操作设置可针对沿车辆系统所经过的路线的不同位置、时间和/或距离来规定车辆系统的不同速度、油门设置、制动器设置、加速度等。行程计划可由车载控制器、非车载控制系统的控制器等确定。在一个实施例中，行程计划可在车辆系统开始沿路线(例如朝目的地位置)移动的行程之前确定。在另一个实施例中，行程计划可在车辆系统开始行程之前确定，但是可在车辆系统沿路线移动时调整或修改。例如，行程计划可基于路线的一个或多个非预期状况或特性、环境状况、其它车辆拥塞等来修改。
26.车辆系统可包括一种或多种不同类型的燃料的一个或多个源。不同类型的燃料可
被用于为车辆系统的发动机和/或其它系统提供动力。在一个或多个实施例中，车辆系统可被称为多燃料车辆，使得车辆系统的发动机可以是多燃料发动机。例如，多燃料车辆可包括设置在车辆上的多个不同的燃料源，其向多燃料发动机供应不同类型的燃料以向发动机提供动力。车辆系统可包括可保持或容纳第一燃料的第一燃料源120，并且车辆系统可包括可保持或容纳第二燃料的第二燃料源122。第一燃料可以是液体和/或气体燃料，诸如但不限于柴油、汽油、醇、煤油、二甲醚。第二燃料可为液体和/或气态燃料，诸如但不限于天然气、合成气体、氢、氨等。例如，第一燃料可以是碳基燃料源，并且第二燃料可以是低碳或非碳基燃料源。任选地，第一或第二燃料中的一种或多种可以是乙醇、甲醇、甲烷等。在一个示例中，当车辆系统使用第一燃料的至少一部分为车辆系统提供动力时，第一燃料产生的二氧化碳(co2)排放量或体积可大于第二燃料源产生的co2排放量。
27.车辆系统被示出为陆基车辆，诸如汽车、轨道车辆、采矿车辆、农用车辆或其他非公路车辆，但是可选地可以表示另一种类型的车辆，诸如船舶或飞行器。车辆系统被示出为单个车辆，但是可以由彼此机械地和/或逻辑地耦接的若干车辆形成。机械地耦接的车辆可作为车辆系统一起行驶，同时车辆彼此连接(例如，通过联接器、拖车挂钩等)。通过彼此通信以协调各个车辆的移动，使得车辆作为一组移动，逻辑地耦接的车辆可作为车辆系统一起行驶。车辆系统可由彼此逻辑地但不是机械地耦接的两个或更多个车辆形成。
28.作为一个示例，图2示出车辆系统200的一个示例，其包括可沿着路线210移动的机械地耦接在一起的多个车辆202a、202b、202c。在一个实施例中，车辆202a可表示图1中所示的车辆系统100。一个或多个车辆可以是推进生成车辆，其可提供推进力以沿着路线移动推进生成车辆和耦接到其上的非推进生成车辆。
29.车辆系统可与非车载控制系统204通信地耦接。非车载控制系统可包括控制器206，该控制器可表示硬件电路，该硬件电路包括和/或连接执行非车载控制系统的操作的一个或多个处理器。在一个实施例中，非车载控制系统可经由通信装置208与车辆系统通信以控制和/或限制车辆系统的移动。例如，非车载控制系统可与车辆系统的车载控制器通信以通知车辆系统以下：车辆系统被允许在哪里行驶、车辆系统被允许多快地行驶、车辆系统的一个或多个发动机如何被提供动力(例如，通过不同量的第一燃料和第二燃料)等。
30.在一个实施例中，非车载控制系统可表示正车辆控制(pvc)系统的后台服务器。pvc系统是一种控制系统，其中，仅响应于接收到或继续接收到满足指定标准的一个或多个信号(例如，从车辆外接收到的)(例如，信号具有指定特性(例如，指定波形和/或内容))和/或在指定时间(或根据其他指定时间标准)和/或在指定条件下被接收，车辆系统被允许移动和/或被允许以指定受限方式(例如，高于指定惩罚性速度限制)移动。这与负车辆控制系统相反，在负车辆控制系统中，除非接收到信号(限制移动)，否则允许车辆系统移动。后台服务器可以是重要的或非重要的系统，使得存储、包含、维护、在它们之间通信等的数据可以是重要的(例如，受保护的)和/或非重要的(例如，未受保护的)数据。替代地，非车载控制系统表示与本文描述的车辆系统通信的另一计算机化系统。
31.在一个或多个实施例中，车辆系统可由设置在车辆系统的不同车辆上的不同燃料源提供动力。例如，如图2所示，第一车辆202a可包括第一燃料源和第二燃料源。另外，第二车辆202b可包括第三燃料源224。两个或更多个燃料源可以容纳或包含相同类型的燃料。例如，第一燃料源和第三燃料源均可以包含第一燃料(例如，柴油、汽油等)，并且第二燃料源
可以包含第二燃料。多个不同的燃料源可以与车辆系统的一个或多个发动机流体耦接，并且可提供燃料以为一个或多个发动机提供动力。在一个示例中，设置在第一车辆上的第一燃料源和第二燃料源可提供燃料以向设置在第一车辆上的第一发动机提供动力，并且设置在第二车辆上的第三燃料源可提供燃料以向设置在第二车辆上的第二发动机提供动力。
32.返回图1，可使用不同量的不同类型的燃料来为多燃料发动机(和/或车辆系统的其他系统)提供动力。不同类型的燃料的不同量可以基于路线的一个或多个不同状况(例如，地形特性、天气状况、拥堵状况等)、发动机的状况(例如，年龄、类型、自维修以来的时间、维护或清洁、发动机的功率要求等)、车辆系统的状况(例如，车辆系统的尺寸，诸如长度、重量等)等。车辆系统可包括能量管理系统102，能量管理系统102可表示包括和/或可连接与控制器相同或不同的一个或更多个处理器的相同或不同的硬件电路。
33.能量管理系统可被配置为作出与可用来对车辆系统供能的第一燃料和/或第二燃料的不同量相关的确定。能量管理系统可生成和/或修改车辆系统的行程计划，其指示多少第一和/或第二燃料可被用于在沿路线的不同位置操作车辆系统。例如，车辆系统可由第一燃料源的第一燃料或第二燃料源的第二燃料中的一者或两者提供动力。能量管理系统可确定操作车辆系统的第一燃料与第二燃料之间的不同比率，其中，不同比率基于第一燃料源的第一燃料的不同量相对于第二燃料源的第二燃料的量。可选地，能量管理系统可基于不同的比率确定用于控制车辆系统的操作的不同操作设置。
34.能量管理系统可确定替换比率(substitution rate)，其指示可被用于为车辆系统提供动力的不同燃料源的不同量。在一个实施例中，替换比率可称为第二燃料(例如，氢、氨等)的量，并且限定为第二燃料的能量含量除以对所有燃料计算的总能量。例如，80％的替换比率可以指示用于为车辆系统提供动力的能量的约80％(例如，在1％、2％、10％等内)来自第二燃料(例如，氢、氨等)，并且能量的约20％来自第一燃料(例如，柴油、汽油、醇、煤油、二甲醚等)。作为另一示例，大约50％的替换比率可指示50％的能量来自第二燃料，并且大约50％的能量来自第一燃料。作为另一示例，100％的替换比率可指示为车辆系统提供动力的能量的大约100％来自第二燃料，并且大约0％来自第一燃料。
35.在一个实施例中，能量管理系统可在车辆系统开始沿路线移动之前确定用于操作车辆系统的替换比率和/或操作设置(例如，功率设置、推进设置、制动设置等)。在另一实施例中，能量管理系统可在车辆系统沿路线移动时动态地确定替换比率。可选地，非车载控制系统(在图2中示出)可以确定车辆系统的行程中的替换比率和功率水平，并且可经由非车载控制系统的通信装置将替换比率和功率水平传送到能量管理系统。在一个实施例中，能量管理系统可在沿着路线的不同位置处以已知的替换比率开始与车辆系统的行程，并且可以可选地在车辆系统沿着路线移动时改变替换比率。该比率可在车辆系统沿路线移动时基于天气状况、车辆拥堵、对象和/或行人拥堵、添加到车辆系统或与车辆系统分离的附加车辆、携带与预期不同的货物等而改变。
36.在一个或多个实施例中，替换比率可指示用以操作车辆系统的比率。该比率可基于第一燃料源的第一燃料的量相对于第二燃料源的第二燃料的量。在一个实施例中，能量管理系统和/或非车载控制系统可通过对于沿路线的不同位置确定第一燃料相对于第二燃料的不同比率来确定行程计划。例如，沿着路线的第一位置可包括路线中的斜坡(例如，相对于水平)，并且可基于第一位置的地形特性来确定第一比率。第一比率可基于第一燃料源
的第一燃料的量相对于第二燃料源的第二燃料的量。可选地，可确定第一比率，以便基于车辆系统移动所沿路线的一个或多个特性来控制第一燃料的使用和第二燃料的使用。替代地，沿着路线的第二位置可包括路线中的斜坡，并且可基于第二位置的地形特性来确定第二比率。第一比率(例如，第一燃料相对于第二燃料的比率)可与第二比率相同或不同。
37.能量管理系统和/或非车载控制系统可基于为车辆系统提供动力的不同比率来确定用于控制车辆系统的操作的操作设置。例如，可基于不同燃料源之间的第一比率，在沿路线的第一位置处根据第一操作设置来控制推进系统和制动系统。另外，可基于不同燃料源之间的第二比率，在沿路线的第二位置处根据不同的第二操作设置来控制推进系统和/或制动系统。
38.在一个实施例中，能量管理系统和/或控制器可调整第一燃料相对于第二燃料之间的比率，以便实现供应到车辆系统的发动机的气缸中的总燃料量的确定的碳含量。在另一个实施例中，能量管理系统和/或控制器可调整第一燃料相对于第二燃料的比率，以实现在操作期间由车辆系统的发动机产生的排气流的确定的碳含量。例如，可确定比率或替换比率以控制提供到发动机中的第一燃料(例如，碳基燃料)，并且控制发动机的排气中的碳含量(例如，碳或co2排放)。可选地，可调节该比率以控制备选的排放物类型，例如但不限于氮氧化物(nox)、颗粒物质(pm)、碳氢化合物、一氧化碳、二氧化碳等的组合。
39.操作车辆系统的替换比率和不同的功率水平(例如，推进挡位水平、制动设置等)可在多燃料车辆系统的整个行程中为车辆系统计划。替换比率可基于一个或多个因素来确定，例如但不限于控制由车辆系统的发动机生成的co2排放(例如，通过车辆系统使用第一燃料来为车辆系统的发动机提供动力)、基于可用的第一燃料和第二燃料的不同量、基于整个行程(例如，沿路线从车辆系统的第一位置到第二位置或目的地)所需的功率量、基于沿路线的不同位置处所需的不同功率量、基于行程的行驶时间(例如，车辆系统可能必须在确定的时间或定时窗口内到达目的地)等。在一个实施例中，车辆系统可行驶通过路线的一段，其包括对允许车辆系统在路线的该段内排出的co2量的限制(例如，上限或最大阈值量)。替换比率可基于路线段的限制来预先确定，以控制从车辆系统排放的碳排放量。
40.在一个实施例中，车辆系统可基于第一燃料和第二燃料的可用量、不同的发动机设置点、不同发动机设置点处的发动机效率或其中的两个或更多个的组合以变化的替换比率操作。作为一个示例，在发动机的更有效的操作点处，车辆系统可以以较低的替换比率操作以节省第二燃料(例如，氢、氨等)并使用更多的第一燃料(例如，柴油、汽油等)。作为另一示例，车辆系统可以基于车辆系统的整体效率以较低的替换比率操作。例如，第二燃料(例如，低碳或非碳燃料)可保存用于行程，其可稍后用于另一行程或行程的另一部分。碳排放量可高于或低于在车辆系统的不同总效率下以较高替换比率操作的车辆系统。作为另一个示例，可控制车辆系统以更高的替换比率操作，以便减少由车辆系统生成的碳排放量。作为另一示例，可基于车辆系统在特定条件(例如，路线条件、操作参数条件等)下的效率来控制车辆系统以更高的替换比率操作。例如，车辆系统的效率可被确定为比根据其他条件或参数操作的车辆系统的效率提高或更好。替换比率可基于车辆系统的改进的效率(例如，改进的效率和/或改进的碳减少)而更高或增加。可选地，可基于车辆系统的其他因素、路线、要求、限制等来确定替换比率。
41.相对于在较低效率的操作点以较低替换比率运行，在发动机的较高效率的操作点
以较低替换比率为发动机提供动力可产生减少量的碳和/或co2排放。备选地，在发动机的效率较低的操作点处，发动机可以以更高的替换比率运行以节省第一燃料，并且使用更多的第二燃料。在发动机的较低效率操作点以较高替换比率为发动机提供动力可基于用于为车辆系统提供动力的减少量的第一燃料产生减少量的co2排放。
42.图3示出了根据一个实施例的车辆系统在不同功率水平下操作时的发动机效率的曲线图300。该曲线图包括表示增加发动机功率的水平轴线302和表示增加发动机燃料消耗的竖直轴线304。数据线306指示发动机在增加的操作功率水平下可能消耗的第一燃料(例如，柴油、汽油等)的量。当发动机以最低功率设置316操作时，发动机可消耗最大量的第一燃料310。例如，当发动机在最低功率设置下操作时，发动机效率最低(例如，消耗最大量的第一燃料)。备选地，发动机具有改进的效率，并且在发动机以最高功率设置314操作时消耗减少量的第一燃料318。例如，当发动机在最低功率设置下操作时，发动机效率最低。虽然发动机在最高功率设置下操作时消耗增加的燃料量，但是发动机以比发动机在最低功率设置下操作的效率更有效的方式消耗增加的燃料量。当发动机以小于最高功率设置的降低的功率设置312操作时，发动机可以是最有效的(例如，消耗最少量的第一燃料)。由发动机消耗的第一燃料的变化量可指示发动机可响应于发动机由第一燃料提供动力而产生的co2排放量。
43.发动机可由第一燃料和第二燃料的组合提供动力，以便控制发动机的效率(例如，减少发动机可产生的co2排放量)。例如，在沿路线的不同位置处，在发动机的不同功率水平下，发动机可由不同量的第一燃料和不同量的第二燃料提供动力，以控制发动机的效率，并且控制发动机消耗的第一燃料的量。第一燃料的不同量和第二燃料的不同量可基于第一燃料与第二燃料的不同比率，以及为车辆系统提供动力的替换比率。可以确定第一燃料和第二燃料之间的不同比率，以控制由第一燃料和/或第二燃料提供动力的发动机产生的排放量。
44.图4示出了第一燃料和第二燃料之间的替换比率相对于车辆系统的功率需求的曲线图400。该曲线图包括表示增加发动机功率的水平轴线402和表示替换比率的竖直轴线404，其指示可用于为车辆系统提供动力的第二燃料的量除以来自所有燃料源的总能量。数据线406指示不同功率水平下的替换比率。例如，替换比率可较高(例如，在点412处)，而发动机功率水平要求较低(例如，在点408处)，并且替换比率可较低(例如，在点414处)，而发动机功率水平要求较高(例如，在点410处)。参考图3，当发动机在较低功率设置下操作时，发动机相对于在较高功率设置下操作的发动机效率较低。替换比率可以被确定为较高(例如，相对于第一燃料，更多的第二燃料可以用于为发动机提供动力)，以控制由在较低功率水平下操作的低效发动机产生的排放量，并且替换比率可以被确定为较低(例如，较少的第二燃料可以用于为发动机提供动力)，同时发动机在更有效的功率水平下操作。
45.图5示出了车辆系统的功率需求关于车辆系统的使用时间的曲线图500。该曲线图包括表示时间的水平轴502和表示车辆系统的增加的功率需求的竖直轴504。时间可指车辆系统的行进时间(例如，以秒、分钟、小时等为单位)、车辆系统的操作时间(例如，静止和/或移动)等。数据线506可以指示车辆系统在车辆系统的不同操作时间的功率需求。在所示实施例中，车辆系统可具有第一功率需求512达第一时间长度514，可具有大于第一功率需求的第二功率需求510达第二时间长度516，并且可具有大于第一和第二功率需求的第三功率
需求508达第三时间长度518。
46.利用来自第一燃料源和第二燃料源的动力来操作车辆系统的替换比率可基于车辆系统的功率要求、可用的第一燃料和第二燃料的不同量、排放要求等。例如，图6示出了用于随车辆系统的使用时间为车辆系统的发动机提供动力的确定的替换比率的一个示例的曲线图600。图6中所示的曲线图可对应于图5中所示的曲线图。例如，曲线图600包括表示时间的水平轴502和表示增加的替换比率的竖直轴604。车辆系统可被以第一替换比率608提供动力达第一时间长度514(例如，当功率要求低时，如图5所示)，可被以第二替换比率610提供动力达第二时间长度516，以及可被以第三替换比率612提供动力达第三时间长度518(例如，当功率要求高时，如图5所示)。例如，第一燃料与第二燃料之间的可变比率或可变替换比率可在沿路线的不同位置处改变。可变比率或可变替换比率可基于沿路线的不同位置、不同操作时间、沿路线的不同距离、车辆系统的不同功率要求等而改变。
47.第一、第二和第三替换比率可以是基于车辆系统的功率需求的上限阈值。例如，当车辆系统以第二功率水平(例如，图5中所示的第二功率需求510)操作时，替换比率的上限可以是第二替换比率610。在一个或多个实施例中，可控制车辆系统以可低于上限阈值的替换比率操作。例如，当发动机可能更有效时，替换比率可被确定为低于上限阈值，并且发动机可以用比上限阈值替换比率将允许的更多的第一燃料提供动力。可选地，可以基于车辆系统的行程的一个或多个目标来确定替换比率或比率低于上限，诸如控制第一燃料的使用、控制第二燃料的使用等。
48.在一个实施例中，车辆系统可被以低于第二替换比率610的备选第二替换比率614提供动力达第二时间长度。例如，发动机可以以较低的替换比率操作，而发动机以更有效的功率水平操作。发动机可在根据第一操作设置以第二替换比率(例如，以比率610)操作时具有某一效率，但是车辆系统能够根据不同的第二操作设置以备选第二替换比率(例如，以比率614)控制，同时基于车辆系统的功率要求基本上保持该效率。可选地，考虑到发动机在增加的功率水平下具有提高的效率(例如，第一燃料的较少燃料消耗)，发动机可以以较低的备选第二替换比率运行以节省第二燃料。
49.在一个或多个实施例中，可控制车辆系统的功率设置以控制碳排放的产生。例如，车辆系统可以被控制为在备选功率设置(alternative power setting)下操作以提供减少的碳排放。车辆系统可被控制为基于行程的条件或要求(例如，诸如增加的环境温度和湿度条件的环境条件，以达到目标替换比率等)在降低的功率水平下以较高的替换比率操作。可选地，车辆系统可以基于特定目标排放量、区域内的地理法规等在特定地理区域内以备选功率设置操作。
50.在一个或多个实施例中，可基于预期或预计的环境条件(例如，温度、压力、湿度等)来调整车辆系统的路线规划。例如，如果预期车辆系统在热天在具有高海拔的区域内移动，则可基于车辆系统正在操作的一天中的时间来控制替换比率。例如，替换比率可以在一天中环境温度较低的时间(例如，清晨、傍晚、夜晚等)期间增加，并且替换比率可以在一天中环境温度较高的时间期间降低。备选地，如果第二燃料是氨，则替换比率可以在一天中环境温度较高的时间期间增加，并且在一天中环境温度较低的时间期间降低。例如，可基于车辆系统沿路线的位置、基于一天中的时间、基于第一燃料和/或第二燃料的类型等来调整替换比率。
51.图7示出了根据一个实施例的控制车辆系统的操作的方法的流程图700的一个示例。在步骤702，对于沿路线的第一位置，可确定第一燃料相对于第二燃料的第一比率。第一比率可指示可用于为车辆系统的发动机和/或系统提供动力的第一燃料量相对于第二燃料量。例如，发动机可为多燃料发动机，使得发动机能够以第一燃料、第二燃料或第一燃料和第二燃料的组合操作。第一比率可表示不同燃料的替换比率。作为一个示例，约80％的替换比率可以指示用于为发动机提供动力的能量的约80％可以来自第二燃料源(例如，非碳基燃料)，并且用于为发动机提供动力的能量的约20％可以来自第一燃料源(例如，碳基燃料)。第一比率可基于第一燃料和第二燃料的可用量、推进车辆系统所需的功率、发动机效率、路线特性、当前天气状况等来确定。
52.在步骤704，可基于第一比率确定用于控制车辆系统的操作的第一操作设置。例如，第一操作设置可指示车辆系统的推进挡位设置、制动设置等。在步骤706，车辆系统可在车辆系统处于和/或处于沿路线的第一位置时按照第一操作设置来操作。当车辆在路线的第一位置处或第一位置内时，诸如当车辆系统沿路线朝第二位置移动时，车辆系统可被控制成根据第一操作设置来操作。
53.在步骤708，确定第一比率是否需要改变。作为一个示例，第一比率可需要基于车辆系统到达第二位置并且第二位置具有与第一位置不同的路线特性而改变。作为另一示例，第一比率可需要基于第二位置处或第二位置内的车辆系统的不同功率要求而改变。作为另一示例，第一比率可需要基于当地政府或其他法律限制而改变，诸如车辆系统在第二位置处或在第二位置内移动时可能发出的co2排放量的限制、噪音条例等。如果用于为车辆系统提供动力的第一比率不需要改变，则方法的流程返回到步骤706，并且车辆可以继续根据第一操作设置进行操作。备选地，如果第一比率不需要改变，则所述方法的流程进行到步骤710。
54.在步骤710处，可确定在第二位置处和/或第二位置内操作车辆系统和为发动机提供动力的第一燃料和第二燃料之间的第二比率。第二比率可不同于第一比率。例如，第一比率或第一替换比率可为约80％，使得用以对发动机供能的能量的约80％来自第二燃料源，并且用以对发动机提供动力的能量的约20％来自第一燃料源。控制器、能量管理系统和/或非车载控制系统可确定为车辆系统的发动机提供动力的不同的第二比率。例如，第二比率或第二替换比率可为约50％，使得用以对发动机提供动力的能量的约50％来自第二燃料源，并且用以对发动机提供动力的能量的约50％来自第一燃料源。
55.在步骤712，可基于第二比率确定用于控制车辆系统的操作的第二操作设置。第二操作设置可指示车辆系统的推进挡位设置、制动设置等。第二操作设置或第二操作设置的一部分可以与第一操作设置不同或相同。在步骤714，当车辆系统处于第二位置和/或在第二位置内移动时，可根据第二操作设置来操作车辆系统。
56.在一个或多个实施例中，控制器和/或能量管理系统可基于车辆系统的发动机的效率来确定车辆系统可以以不同的比率或替换比率操作。例如，第二比率可以是在发动机的给定功率要求下替换比率的最大或上限阈值。控制器可确定发动机可在发动机的更有效的操作点以低于第二比率或第二替换比率的替换比率操作，以便节省第二燃料。例如，控制器可确定发动机可根据较低的比率(例如，低于第二比率)操作，同时基本上保持发动机的效率(例如，在阈值百分比内等)。在一个实施例中，保存的第二燃料可以存储在第二燃料源
内，并且可在发动机的效率较低的操作点处使用。
57.在一个实施例中，控制器可具有部署的本地数据收集系统，其可使用机器学习来实现基于导数的学习成果。控制器可通过根据数据集进行数据驱动的预测和调整来从数据集(包括由各种传感器提供的数据)中学习并对其做出决定。在实施例中，机器学习可涉及由机器学习系统执行多个机器学习任务，诸如监督学习、无监督学习和强化学习。监督学习可包括向机器学习系统呈现一组示例输入和期望输出。无监督式学习可包括通过诸如模式检测和/或特征学习的方法来构建其输入的学习算法。强化学习可包括机器学习系统在动态环境中执行，然后提供关于正确和不正确决策的反馈。在示例中，机器学习可包括基于机器学习系统的输出的多个其他任务。在示例中，任务可以是机器学习问题，诸如分类、回归、聚类、密度估计、降维、异常检测等。在示例中，机器学习可包括多种数学和统计技术。在示例中，许多类型的机器学习算法可包括基于决策树的学习、关联规则学习、深度学习、人工神经网络、遗传学习算法、归纳逻辑编程、支持向量机(svm)、贝叶斯网络、强化学习、表示学习、基于规则的机器学习、稀疏字典学习、相似性和度量学习、学习分类器系统(lcs)、逻辑回归、随机森林、k均值、梯度提升、k最近邻(knn)、先验算法等。在实施例中，可使用某些机器学习算法(例如，用于求解可以基于自然选择的约束和无约束优化问题)。在示例中，所述算法可用于解决混合整数编程的问题，其中一些分量限于整数值。算法和机器学习技术和系统可用于计算智能系统、计算机视觉、自然语言处理(nlp)、推荐系统、强化学习、构建图形模型等。在示例中，机器学习可以用于车辆性能和行为分析等。
58.在一个实施例中，控制器可包括可应用一个或多个策略的策略引擎。这些策略可以至少部分地基于设备或环境的给定项目的特性。关于控制策略，神经网络可以接收多个环境和任务相关参数的输入。这些参数可包括车辆组的确定的行程计划的标识、来自各种传感器的数据以及地点和/或位置数据。神经网络能够被训练成基于这些输入来生成输出，其中输出表示车辆组应当采取以完成行程计划的动作或动作序列。在一个实施例的操作期间，可以通过经由神经网络的参数处理输入以在输出节点处生成将该动作指定为期望动作的值来进行确定。该动作可转换成使车辆操作的信号。这可以经由反向传播、前馈过程、闭环反馈或开环反馈来实现。备选地，控制器的机器学习系统可以使用演进策略技术来调谐人工神经网络的各种参数，而不是使用反向传播。控制器可以使用神经网络架构，其具有可能不总是使用反向传播可求解的功能，例如非凸的功能。在一个实施例中，神经网络具有表示其节点连接的权重的一组参数。生成该网络的多个副本，然后对参数进行不同的调整，并且进行模拟。一旦获得来自各种模型的输出，就可以使用确定的成功度量来评估它们的性能。选择最佳模型，并且车辆控制器执行该计划以实现期望的输入数据以反映预测的最佳结果场景。另外，成功度量可以是优化结果的组合，其可以相对于彼此加权。
59.根据一个示例或方面，一种方法可包括确定在沿路线的第一位置处操作车辆系统的第一比率，所述车辆系统沿所述路线移动。第一比率可基于第一燃料源的第一燃料的量相对于第二燃料源的第二燃料的量。车辆系统可由第一燃料源或第二燃料源中的一个或多个提供动力。可基于第一燃料源与第二燃料源之间的第一比率来确定在沿路线的第一位置处控制车辆系统的第一操作设置。在沿路线的第一位置处可按照第一操作设置来控制车辆系统的操作，以便按照第一比率移动车辆系统。
60.可选地，可确定在沿路线的第二位置处操作车辆系统的第一燃料源与第二燃料源
之间的第二比率。第一燃料源的第一燃料量与第二燃料源的第二燃料量之间的第一比率可不同于第一燃料源的第一燃料量与第二燃料源的第二燃料量之间的第二比率。
61.可选地，车辆系统可包括沿路线一起行驶的两个或更多车辆。第一燃料源可以设置在车辆系统的第一车辆上，并且第二燃料源可以设置在车辆系统的第二车辆上。
62.可选地，可确定在沿路线的不同位置处操作车辆系统的第一燃料源与第二燃料源之间的可变比率。可变比率可基于沿路线的不同位置、不同时间或不同距离中的一个或多个而改变。
63.可选地，可确定车辆系统沿路线移动的行程计划。行程计划可基于沿路线的不同位置处第一燃料源与第二燃料源之间的可变比率。
64.可选地，可在车辆系统开始沿路线移动之前确定车辆系统的行程计划。
65.可选地，行程计划可在车辆系统沿路线移动时基于路线的一个或多个特性、车辆系统的一个或多个特性或者一个或多个要求来修改。
66.可选地，第一比率可基于行程的一个或多个目标来确定，以便在行程期间控制车辆系统对第一燃料源的使用并且控制车辆系统对第二燃料源的使用。
67.可选地，可确定第一比率，以便基于车辆系统沿其移动的路线的一个或多个特性来控制第一燃料源的使用和第二燃料源的使用。
68.可选地，第一燃料源或第二燃料源中的一个可以是碳基燃料源，并且第一燃料源或第二燃料源中的另一个可以是非碳基燃料源。
69.可选地，第二燃料可以是氢或氨中的一种或多种。
70.可选地，确定第一比率可包括控制由第一燃料源或第二燃料源中的一个或多个产生的排放量。
71.可选地，可确定根据第一操作设置操作车辆系统的效率。车辆系统可以根据不同的第二操作设置操作，同时保持效率。
72.可选地，根据第二操作设置来控制车辆系统的操作可包括在沿路线的第二位置处根据第一燃料源与第二燃料源之间的第二比率控制车辆系统。
73.可选地，控制车辆系统的第一操作设置可在车辆系统开始沿路线移动之前确定。
74.可选地，确定第一比率可至少部分基于实现第一燃料和第二燃料的组合的确定的碳含量和/或实现车辆系统的发动机的排气流的确定的碳含量。
75.根据一个示例或方面，一种系统可包括具有一个或多个处理器的控制器，所述一个或多个处理器可确定在沿着路线的第一位置处操作车辆系统的第一比率。第一比率可基于第一燃料源的第一燃料的量和第二燃料源的第二燃料的量。车辆系统可由第一燃料源或第二燃料源中的一个或多个提供动力。控制器可基于第一燃料源与第二燃料源之间的第一比率来确定在沿路线的第一位置处控制车辆系统的第一操作设置。控制器可将命令消息传送到车辆系统，以在沿路线的第一位置处根据第一操作设置来控制车辆系统的操作，以根据第一比率来移动车辆系统。
76.可选地，控制器可确定第一燃料源与第二燃料源之间的第二比率，在沿路线的第二位置处按该第二比率操作车辆系统。第一燃料源的第一燃料量与第二燃料源的第二燃料量之间的第一比率可不同于第一燃料源的第一燃料量与第二燃料源的第二燃料量之间的第二比率。
77.可选地，车辆系统可包括可沿路线一起行驶的两个或更多车辆。第一燃料源可以设置在车辆系统的第一车辆上，并且第二燃料源可以设置在车辆系统的第二车辆上。
78.可选地，控制器可确定第一燃料源与第二燃料源之间的可变比率，在沿着路线的不同位置处以该可变比率操作车辆系统。可变比率可基于沿路线的不同位置、不同时间或不同距离中的一个或多个而改变。
79.可选地，控制器可基于行程的一个或多个目标来确定第一比率，以便在行程期间控制车辆系统对第一燃料源的使用并且控制车辆系统对第二燃料源的使用。
80.可选地，控制器可确定第一比率，以控制由第一燃料源或第二燃料源中的一个或多个产生的排放物的量。
81.根据一个示例或方面，一种方法可包括确定在沿路线的一个或多个位置处操作车辆系统的可变比率。可变比率可基于第一燃料源的第一燃料的量相对于第二燃料源的第二燃料的量。车辆系统可由第一燃料源的第一燃料或第二燃料源的第二燃料中的一个或多个提供动力。可在沿路线的一个或多个位置处基于可变比率来确定控制车辆系统的可变操作设置。可基于第一燃料源的第一燃料量相对于第二燃料源的第二燃料量之间的可变比率中的第一比率，在沿路线的一个或多个位置中的第一位置处，根据第一操作设置来控制车辆系统。可基于第一燃料源的第一燃料量相对于第二燃料源的第二燃料量之间的可变比率中的不同的第二比率，在沿路线的一个或多个位置中的第二位置处，根据不同的第二操作设置来控制车辆系统。在沿路线的一个或多个位置处，可按照可变操作设置来控制车辆系统的操作，以便按照可变比率来移动车辆系统。
82.如本文所使用的，以单数形式叙述并且以单词“一”或“一个”开头的元件或步骤不排除多个所述元件或操作，除非明确说明了这种排除。此外，对本发明的“一个实施例”的引用不排除存在包含所述特征的附加实施例。此外，除非明确地相反陈述，否则“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或“拥有”具有特定性质的元件或多个元件的实施例可包含不具有所述性质的额外此类元件。在所附权利要求中，术语“包括”和“其中”用作相应术语“包含”和“在
……
中”的简明英语等同物。仅用作标注，并且不对其对象施加数字要求。此外，以下权利要求的限制不是以装置加功能的格式撰写的，并且不旨在基于35u.s.c.
§
112(f)来解释，除非且直到这样的权利要求限制明确使用短语“装置用于”，后面是没有进一步结构的功能的陈述。
83.诸如
“……
和
……
中的一个或多个”、
“……
或
……
中的一个或多个”、
“……
和
……
中的至少一个”以及
“……
或
……
中的至少一个”之类的短语的使用旨在涵盖仅包括结合该短语使用的项目中的单个项目、结合该短语使用的项目中的每一个中的至少一个、或者结合该短语使用的项目中的任何一个或每一个中的多个。例如，“a、b和c中的一个或多个”、“a、b或c中的一个或多个”、“a、b和c中的至少一个”以及“a、b或c中的至少一个”各自可以意指(1)至少一个a，(2)至少一个b，(3)至少一个c，(4)至少一个a和至少一个b，(5)至少一个a、至少一个b和至少一个c，(6)至少一个b和至少一个c，或(7)至少一个a和至少一个c。
84.以上描述是说明性的而非限制性的。例如，上述实施例(和/或其方面)可以彼此组合使用。另外，在不脱离本主题的范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应本主题的教导。虽然本文描述的材料的尺寸和类型限定了主题的参数，但是它们是示例性实施例。在回顾以上描述时，其他实施例对于本领域普通技术人员将是显而易见的。因
此，本主题的范围应当参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定。
85.本书面描述使用示例来公开主题的若干实施例，包括最佳模式，并且使本领域普通技术人员能够实践主题的实施例，包括制造和使用任何装置或系统，以及执行任何结合的方法。本主题的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域普通技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例具有不异于权利要求的字面语言的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构要素，则它们意于处在权利要求的范围之内。

技术特征：
1.一种控制车辆系统的方法，包括：确定在沿路线的第一位置处操作车辆系统的第一比率，所述车辆系统沿所述路线移动，所述第一比率基于第一燃料源的第一燃料的量相对于第二燃料源的第二燃料的量，所述车辆系统由所述第一燃料源或所述第二燃料源中的一个或多个提供动力；基于所述第一燃料源与所述第二燃料源之间的所述第一比率来确定在沿所述路线的所述第一位置处控制所述车辆系统的第一操作设置；以及在沿所述路线的所述第一位置处根据所述第一操作设置来控制所述车辆系统的操作，以根据所述第一比率来移动所述车辆系统。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：确定在沿所述路线的第二位置处用以操作所述车辆系统的、所述第一燃料源与所述第二燃料源之间的第二比率，其中，所述第一比率不同于所述第二比率。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述车辆系统包括沿所述路线一起行驶的两个或更多个车辆，所述第一燃料源设置在所述车辆系统的第一车辆上，并且所述第二燃料源设置在所述车辆系统的第二车辆上。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：确定在沿所述路线的不同位置处操作所述车辆系统的、所述第一燃料源与所述第二燃料源之间的可变比率，所述可变比率被配置为基于沿所述路线的不同位置、不同时间或不同距离中的一个或多个而改变。5.根据权利要求4所述的方法，还包括：确定所述车辆系统沿所述路线移动的行程计划，所述行程计划基于沿所述路线的所述不同位置处所述第一燃料源与所述第二燃料源之间的所述可变比率。6.根据权利要求5所述的方法，还包括：在所述车辆系统开始沿所述路线的移动之前，确定所述车辆系统的所述行程计划。7.根据权利要求5所述的方法，还包括：基于所述路线的一个或多个特性、所述车辆系统的一个或多个特性或者一个或多个要求，在所述车辆系统沿所述路线移动时修改所述行程计划。8.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于行程的一个或多个目标来确定所述第一比率，以便在所述行程期间控制所述车辆系统对所述第一燃料源的使用并且控制所述车辆系统对所述第二燃料源的使用。9.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述第一比率，包括：控制由所述第一燃料源或所述第二燃料源中的一个或多个产生的排放物的量。10.根据权利要求9所述的方法，其中，由所述第一燃料源或所述第二燃料源中的一个或多个产生的排放物的至少一部分包括碳。

技术总结
一种控制车辆系统的方法，可包括确定在沿路线的第一位置处操作车辆系统的第一比率，所述车辆系统沿所述路线移动。第一比率可基于第一燃料源的第一燃料的量相对于第二燃料源的第二燃料的量。所述车辆系统可由所述第一燃料源或所述第二燃料源中的一个或多个提供动力。可基于所述第一燃料源与所述第二燃料源之间的第一比率来确定在沿所述路线的所述第一位置处控制所述车辆系统的第一操作设置。在沿所述路线的所述第一位置处可按照第一操作设置来控制车辆系统的操作，以便按照第一比率移动车辆系统。车辆系统。车辆系统。


技术研发人员：T
受保护的技术使用者：IP传输控股公司
技术研发日：2023.01.28
技术公布日：2023/7/31