利用最佳速度曲线的路线导航制造技术

本发明专利技术涉及利用最佳速度曲线的路线导航。当穿过在第一位置与目的地之间的路段所整合的路线时，对车辆的能量消耗进行最佳化。速度曲线发生器至少部分地位于车辆外并利用车辆的能量消耗模型以及对应于该路径路线的道路等级数据以计算最佳的速度曲线。该速度曲线指明路线上的各位置的目标速度以利用最佳能量消耗穿过路线。速度曲线发生器比较在最大轨迹和最小轨迹之间的多个可行速度曲线轨迹的能量消耗，以确定最佳速度曲线。速度更新器响应于车辆的当前位置和最佳速度曲线，以启动当前位置的目标速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及用于控制运输车辆的速度以最佳化能量效率的方法和装置，并且更具体地，涉及在确定的路线和相应的道路状况例如道路等级的基础上基于云计算以限定最佳速度曲线。
技术介绍
车辆制造商不断地努力以最小化用于驱动车辆（例如，使用于汽油车辆的每单位汽油或用于电驱动车辆的单位电荷所驱动的距离最大化）的能量消耗。影响效率的重要因素包括车辆被驱动的速度、驱动路线的道路等级变化以及交通状况。自动速度控制（即，巡航控制）系统通过降低加速车辆所消耗的时间量，能够对燃油经济产生有益影响，尤其在高速公路行驶时。但是，与如果车速被允许变化从而利用道路等级的变化以最佳化燃料消耗相比，在上坡和下坡道路等级时维持单一速度设置会消耗更多的燃料。如果道路等级的未来变化是提前已知的（例如，从基于GPS的地图和高级指路（routing）），则暂时偏移能被引入在速度设置中，因此改善能量消耗。随着接近新的等级拓扑，速度变化能够被确定并实施以降低穿过它的能量。然而，由于其有限的范围或视野，用基于附近的等级变化改变车速的现有技术系统实现有限的效率提高。
技术实现思路
在一些实施例中，本专利技术提供了一种速度控制系统，其利用驾驶员的信息（例如，目的地和所选路线）以及从车载和车外数据库（例如，地理和交通数据）的可用的其它可用信息资源来提供汽车前方的路径的电子视野或预观和最佳化速度曲线，从而降低路线上的能量消耗。可访问外部信息资源例如V2V、智能交通系统（ITS）以及公共互联网网站以获得所需信息（例如，实时交通）。由于高的计算负荷，车外计算资源被用于将数据应用至汽车能量消耗的预测模型。结合所有的这些可用信息源以及有关驾驶员的目的地和优选行程时间的信息，创建在本位置和目的地之间导致最佳燃料效率的推荐车速曲线。路线选择可基于评估用于不同的可能路线的燃料消耗。本专利技术利用动态编程计算最佳车辆速度曲线，所述动态编程通过考虑沿着应用于车辆燃料消耗模型的路径的关于道路（例如，道路等级）的当地交通量、速度以及各种特征的确定性信息确定预限定路径上的最佳车辆速度曲线。由于动态编程是计算密集型的，其超出可用在车载车辆上的计算能力。本专利技术无线地利用可用资源（例如，通过互联网）并将结果下载至车辆，用于速度控制系统。最佳速度曲线提高燃料经济性，其远超过目标在于恒速的传统速度控制系统可用的燃料经济性。在本专利技术的一个方面中，用于最佳化车辆能量消耗的系统包括用于将路段整合为从第一位置至目的地的路线的路线计算器。速度曲线发生器至少部分地位于车辆外并利用车辆的能量消耗模型以及对应于该路线的道路等级数据来计算最佳速度曲线。该速度曲线指明路线上各位置的目标速度以利用最佳能量消耗穿过路线。速度曲线发生器比较最大轨迹和最小轨迹之间的多个可行速度曲线轨迹的能量消耗，从而确定最佳速度曲线。速度更新器响应于车辆的当前位置和最佳速度曲线，以启动用于当前位置的目标速度。在另一个实施例中，用于最佳化车辆的能量消耗的方法包括：将路段整合为从第一位置至目的地的路线；评估车辆的能量消耗模型以及对应于该路线的道路等级数据以计算最佳速度曲线，其指明路线上用于各位置的目标速度从而利用最佳化能量消耗穿过路线，其中针对最大轨迹和最小轨迹之间的多个可行速度曲线轨迹比较能量消耗，从而确定最佳速度曲线；以及响应于车辆的当前位置和最佳速度曲线启动目标速度。在另一个实施例中，所述方法进一步包括以下步骤：确定由驾驶员导致的目标速度的接受率；以及如果所确定的接受率低于阈值，则利用被选定以提高接受率的修改的最大和最小轨迹重新计算最佳速度曲线。在另一个实施例中，根据如下公式依次确定用于每个依次的目标速度k的接受率R(k)：R(k)=(1-α)R(k-1)+α  如果vmin<v(k)<vmax，且R(k)=(1-α)R(k-1)  如果v(k)<vmin或v(k)＞vmax其中α为常数遗忘因子，0＜α≤1，且vmin和vmax限定目标速度周围的接受区域。在另一个实施例中，最大轨迹响应于对应路段的法定速度限制被确定。在另一个实施例中，最小轨迹响应于沿着路段的交通控制站被确定。在另一个实施例中，评估能量消耗模型的步骤在远程服务器上车辆外被执行，且其中车辆与远程服务器无线通信，以接收最佳速度曲线。在另一个实施例中，所述方法进一步包括以下步骤：监测能量消耗以利用最佳速度曲线产生由车辆产生的能量使用数据；将能量使用数据无线地发送至远程服务器；并响应于能量使用数据改善能量消耗模型。在另一个实施例中，所述方法进一步包括驾驶员手动输入目的地的步骤。在另一个实施例中，所述方法进一步包括以下步骤：跟踪车辆的当前位置；以及将车辆的当前路径与车辆经常穿过的多个存储路线进行比较以选择当前路线。在另一个实施例中，响应于评估针在第一位置和目的地之间的多个可能路线计算的最佳能量消耗，选择被整合为路线的路段。在另一个实施例中，能量消耗模型进一步响应于选自于交通密度、天气状况、路面状况、高度、变速器换档计划以及变矩器操作的组的路线状况，计算最佳速度曲线。在另一个实施例中，最佳速度曲线进一步指明变速器设置。在另一个实施例中，最佳速度曲线进一步指明悬挂设置。在另一个实施例中，整合该路线包括基于车辆位置历史、一天内的时间以及驾驶状况确定多个经常行驶路线，其中针对该经常行驶路线计算多个最佳速度曲线，且其中所述方法进一步包括在相应的一天内的时间和驾驶状况下沿经常行驶路线之一检测车辆行驶并选择相应的最佳速度曲线以确定目标速度的步骤。在另一个实施例中，本文提供了一种方法。该方法包括：将路段整合为车辆路线；根据道路等级评估在路线上行驶的能量消耗，以计算路线上的各位置的目标速度，其中比较最大轨迹和最小轨迹之间的多个可行速度曲线轨迹的能量消耗；以及启动车辆的当前位置的目标速度。附图说明图1是示出相比变化的道路等级的速度曲线的绘图，其中速度曲线产生比恒定速度更好的燃料经济性。图2示出用于向驾驶员提供建议的速度曲线信息的人机界面的显示器。图3是示出本专利技术的一个优选实施例的框图。图4是示出包含可行的速度曲线的空间的图形绘图。图5是示出用于比较的几种潜在的速度曲线的图形绘图部分。图6是示出用于包括沿路线的预期交通站的速度曲线的上下限的图形绘图。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于最佳化车辆能量消耗的系统，包括：用于将路段整合至从第一位置至目的地的路线的路线计算器；速度曲线发生器，其至少部分地位于所述车辆外并利用所述车辆的能量消耗模型以及对应于所述路线的道路等级数据来计算最佳速度曲线，其指明所述路线上各位置的目标速度以利用最佳能量消耗穿过所述路线，其中所述速度曲线发生器比较最大轨迹和最小轨迹之间的多个可行速度曲线轨迹的能量消耗，从而确定所述最佳速度曲线；且速度更新器，其响应于所述车辆的当前位置和所述最佳速度曲线以启动所述当前位置的所述目标速度。

【技术特征摘要】
2013.03.13 US 13/799,9341.一种用于最佳化车辆能量消耗的系统，包括：
用于将路段整合至从第一位置至目的地的路线的路线计算器；
速度曲线发生器，其至少部分地位于所述车辆外并利用所述车辆的
能量消耗模型以及对应于所述路线的道路等级数据来计算最佳速度曲
线，其指明所述路线上各位置的目标速度以利用最佳能量消耗穿过所述
路线，其中所述速度曲线发生器比较最大轨迹和最小轨迹之间的多个可
行速度曲线轨迹的能量消耗，从而确定所述最佳速度曲线；且
速度更新器，其响应于所述车辆的当前位置和所述最佳速度曲线以
启动所述当前位置的所述目标速度。
2.根据权利要求1所述的系统，其中当穿过所述路线时，所述速度
曲线发生器周期性地更新所述最佳速度曲线。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述速度更新器包括将所述当
前位置的所述目标速度用作速度设定点的适应性巡航控制系统。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述速度更新器包括用于向驾
驶员指示所述目标速度或为获得所述目标速度所做出的速度变化的HMI
装置。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述HMI装置是显示所述目标
速度的数值的图形显示器。
6.根据权利要求4所述的系统，其中所述HMI装置是具有用于指示
是否需要速度增加或速度降低以获得所述目标速度的视觉特征的图形显
示器。
7.根据权利要求4所述的系统，进一步包括：
用于确定由所述驾驶员对所述目标速度的接受率的监视器；
其中，如果所述确定的接受率低于阈值，则所述速度曲线发生器利用
被选定以提高所述接受率的修改的最大和最小轨迹重新计算所述最佳速
度曲线。
8.根据权利要求7所述的系统，其中根据公式依次确定用于每个
依次目标速度k的所述接受率R(k)：
R(k)=(1-α)R(k-1)+α  如果vmin<v(k)<vmax，且
R(k)=(1-α)R(k-1)  如果v(k)<vmin或v(k)＞vmax其中α为常数遗忘因子，0＜α≤1，且vmin和vmax限定所述目标速
度周围的接受区域。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述速度曲线发生器响应于
对应所述路段的法定速度限制确定所述最大轨迹。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述速度曲线发生器响应于沿
所述路段的交通控制站确定所述最小轨迹。
11.根据权利要求1所述的系统，进一步包括用于与远程服务器通信
的所述车辆内的无线数据收发器，其中所述远程服务器包括所述速度曲线
发生器的至少一部分。
12.根据权利要求11所述的系统，进一步包括产生由所述最佳速度
曲线导致的生成能量使用数据的能量消耗监视器，其中所述能量使用...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·P·菲莱夫，J·O·米凯利尼，S·J·斯沃波博斯基，P·R·麦克尼尔，S·D·马里亚诺，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US