專利名稱：優(yōu)化沿路線行駛的車輛的能量消耗的系統(tǒng)、裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
各實(shí)施例涉及用于路線確定的系統(tǒng)和方法。在一些實(shí)施例中，確定的路線確保車輛能量消耗的高效利用。
背景技術(shù)：
路線的選擇在使機(jī)動車輛的能量消耗最小化方面起重要作用。雖然可能存在確定路線的各種標(biāo)準(zhǔn)，但最常見的是以確定從起始點(diǎn)到目的地的最短和/或最快的路線的方式來構(gòu)造導(dǎo)航系統(tǒng)。在一些情況下，最短的路線在能量消耗方面可能是最高效的。然而，如果最短路線引導(dǎo)穿過(例如)由于與交通有關(guān)的頻繁啟停導(dǎo)致能量消耗增加的市區(qū)，則所述路線的能量效率可能較低。此外，路線的屬性(例如，允許速度、由于交通規(guī)則(例如，交通燈、停車標(biāo)志、行人等)導(dǎo)致的交通流中斷、海拔的差異)以及車輛的特性和/或駕駛員的駕駛行為也可能影響車輛的能量消耗的效率。各種示例存在用于確定高能效路線的方法。例如，第5，913，917號美國專利公開了一種方法，該方法用于估計機(jī)動車輛在沿預(yù)定義的路線從起始點(diǎn)到目的地的行程中的能量消耗，以估計電動或者傳統(tǒng)操作的機(jī)動車輛的范圍。在這方面，所述預(yù)定義的路線被分成 (例如)最大速度、坡度等條件恒定的段，并且該段包括最大的一個十字路口或者交叉點(diǎn)。 基于與坡度、車速、預(yù)期的交通密度、天氣狀況等有關(guān)的數(shù)據(jù)，同時還考慮到駕駛員的預(yù)定義的駕駛風(fēng)格，為每個段確定燃料消耗值。為各個段所確定的消耗值的總和構(gòu)成了在所述預(yù)定義的路線上預(yù)測的總體燃料消耗。作為附加示例，DE 102007059120A1和DE 102007059121A1公開了用于確定從起
始點(diǎn)到目的地的能量消耗最優(yōu)的路線的方法，其中，能量消耗值被分配給模擬交通路線網(wǎng)絡(luò)并具有加速度相關(guān)和/或速度相關(guān)的成分的地圖數(shù)據(jù)的至少一部分元素。為了檢測特定駕駛員的影響，假設(shè)多種預(yù)定義的可能的駕駛風(fēng)格(運(yùn)動、保守或者防守或者節(jié)能)中的一種。

發(fā)明內(nèi)容
—方面涉及一種用于優(yōu)化沿路線行駛的車輛的能量消耗的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括至少一個車輛計算機(jī)，所述車輛計算機(jī)被構(gòu)造成接收定義一條或多條路線的數(shù)據(jù)。車輛計算機(jī)還被構(gòu)造成接收一個或多個消耗影響參數(shù)，所述消耗影響參數(shù)影響沿所述一條或多條路線行駛的車輛的能量源的消耗?？苫诼肪€數(shù)據(jù)和消耗影響參數(shù)確定使車輛的能量源的消耗最小化的至少一條路線?？梢愿鶕?jù)減少車輛能量源的消耗為所述至少一條路線確定由車輛中的車輛操作者執(zhí)行的一個或多個制動策略(例如，但不限于，再生制動、傳統(tǒng)制動、發(fā)動機(jī)制動、滑行以及當(dāng)車輛發(fā)動機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)時關(guān)閉車輛發(fā)動機(jī)中的至少一種)?？稍谲囕v中輸出所述一個或多個制動策略。另一方面包括一種用于優(yōu)化沿路線行駛的車輛的能量消耗的由計算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法。所述方法可包括在車輛計算機(jī)處接收定義一條或多條路線的數(shù)據(jù)。此外，可在車輛計算機(jī)處接收一個或多個消耗影響參數(shù)，所述消耗影響參數(shù)影響沿所述一條或多條路線行駛的車輛的能量源的消耗。可基于路線數(shù)據(jù)和消耗影響參數(shù)確定使車輛的能量源的消耗最小化的至少一條路線。可以根據(jù)減少車輛能量源的消耗在車輛處為所述至少一條路線確定由車輛中的車輛操作者執(zhí)行的一個或多個制動策略?？稍谲囕v中輸出所述一個或多個制動策略(例如，但不限于，觸覺輸出、聲學(xué)輸出或者光學(xué)輸出中的至少一種)。另一方面涉及一種用于優(yōu)化沿路線行駛的車輛的能量消耗的裝置。所述裝置可被構(gòu)造成接收定義一條或多條路線的數(shù)據(jù)。所述裝置還可被構(gòu)造成接收一個或多個消耗影響參數(shù)，所述消耗影響參數(shù)影響沿所述一條或多條路線行駛的車輛的能量源的消耗?？苫诼肪€數(shù)據(jù)和消耗影響參數(shù)確定使車輛的能量源的消耗最小化的至少一條路線?？梢愿鶕?jù)減少車輛能量源的消耗為所述至少一條路線確定由車輛中的車輛操作者執(zhí)行的一個或多個制動策略。可在車輛中輸出所述一個或多個制動策略。另一方面涉及一種用于優(yōu)化沿路線行駛的車輛的能量消耗的方法。所述方法可包括接收定義一條或多條路線的數(shù)據(jù)。所述方法還可包括接收一個或多個消耗影響參數(shù)，所述消耗影響參數(shù)影響沿所述一條或多條路線行駛的車輛的能量源的消耗?？苫诼肪€數(shù)據(jù)和消耗影響參數(shù)確定使車輛的能量源的消耗最小化的至少一條路線?？梢愿鶕?jù)減少車輛能量源的消耗為所述至少一條路線確定由車輛中的車輛操作者執(zhí)行的一個或多個制動策略。 可在車輛中輸出所述一個或多個制動策略。


下面所結(jié)合的

了本發(fā)明的一些實(shí)施例。這些附圖不意在限制權(quán)利要求中所述的本發(fā)明。參照以下結(jié)合附圖進(jìn)行的描述，實(shí)施例(關(guān)于實(shí)施例的組織和操作方式) 連同實(shí)施例的進(jìn)一步的目的和優(yōu)點(diǎn)會被最好地理解，附圖中圖1示出了根據(jù)各示例性實(shí)施例中的一個的用于確定特定駕駛員的駕駛風(fēng)格的車輛系統(tǒng)模塊和過程的框圖；圖2示出了兩種不同駕駛風(fēng)格的示例；圖3是能量消耗的各種影響變量及其關(guān)系的數(shù)據(jù)流圖；圖4是示出在確定能量消耗最優(yōu)的路線期間的數(shù)據(jù)流的系統(tǒng)框圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)需要，在此公開了本發(fā)明的詳細(xì)實(shí)施例；然而，應(yīng)該理解的是，公開的實(shí)施例僅僅是可以以各種和可選的形式實(shí)施的本發(fā)明的示例。附圖不一定成比例，一些特征可被夸大或最小化，以示出具體部件的細(xì)節(jié)。因此，在此公開的具體結(jié)構(gòu)和功能上的細(xì)節(jié)不應(yīng)該被解釋為限制，而僅僅被解釋為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域的技術(shù)人員以各種方式使用本發(fā)明的代表
性基準(zhǔn)。另外，附圖的公開和布置是非限制的。因此，可修改或者重新布置附圖的公開和布置，以最好地配合本發(fā)明的各實(shí)施例的具體實(shí)施。已認(rèn)識到的是，車輛駕駛員的制動習(xí)慣可顯著影響機(jī)動車輛的能量消耗，另外，其對高能效路線的識別有顯著影響。車輛駕駛員的制動習(xí)慣也可比加速策略更重要。在本申請的范圍內(nèi)，“能量”指的是車輛的能量源，其包括但不限于汽油、電池和電能。此外，車輛可包括內(nèi)燃機(jī)車輛(例如，以汽油為動力的車輛)、混合動力車輛、電動車輛寸。圖1示出了用于確定車輛駕駛員的駕駛風(fēng)格(其可能是確定高能效路線的一個因素)的系統(tǒng)模塊和過程的框圖。作為該確定的一部分，可根據(jù)路線的各個段對正在行駛 (或者將要行駛)的路線進(jìn)行分類(框100)?？捎蓮能囕v模塊和/或傳感器(如下所述) 獲得的數(shù)據(jù)來確定該分類。在一個實(shí)施例中，可基于導(dǎo)航(例如，地圖)數(shù)據(jù)來確定從起始點(diǎn)到目的地的路線。針對這些路線和/或針對多條可能的路線，可以為該路線確定/預(yù)測能量消耗狀態(tài)。在這方面，可考慮一個或多個可能的影響變量。各條路線可被分成單獨(dú)的元素或段，這些單獨(dú)的元素或段的信息分別被包含在地圖數(shù)據(jù)中。通過考慮影響變量，可在車輛行駛通過各個段時確定車輛的能量消耗?？蓪Ψ峙浣o路線的單獨(dú)的元素或段的能量消耗值中的每個進(jìn)行求和，以給路線提供能量消耗?；诒环峙浣o至少一條路線的能量消耗，可確定從能量消耗的角度來說該路線是否是最優(yōu)的。在一個實(shí)施例中，可以為多條可能的路線確定各自的預(yù)測的能量消耗，可基于對每條路線的能量消耗值的比較來確定能量消耗最優(yōu)的路線。高能效路線可以是在所確定的可能的路線中總體能量消耗最少的(例如，從起始點(diǎn)到目的地所確定的)路線。另外或者可選地，高能效路線可以是基于各種標(biāo)準(zhǔn)或者約束(如下所述)從能量消耗的角度來說最優(yōu)的路線。作為一個非限制性示例，可考慮行駛時間(例如，所需的最大時間)?？蛇x地或者另外，可考慮交通規(guī)則，使得(例如)交通方面的約束可被排除在該確定之外。例如，可排除繳納費(fèi)用的路段。在這方面，這樣的條件可被列為固定的排除標(biāo)準(zhǔn)， 和/或可被包括在與能量消耗結(jié)合的加權(quán)組合中。為了簡要，費(fèi)用作為示例被提供，然而， 除費(fèi)用之外或者作為費(fèi)用的替代的一個或多個其他約束可用于該確定中。參照圖1，可通過記錄作為相關(guān)參數(shù)的函數(shù)的駕駛數(shù)據(jù)來確定駕駛員的駕駛風(fēng)格。 可從作為示例的GPS輔助的導(dǎo)航系統(tǒng)(未示出，例如，從存儲在存儲介質(zhì)中的地圖數(shù)據(jù))獲得機(jī)動車輛行駛的當(dāng)前位置和當(dāng)前方向。地圖數(shù)據(jù)可展現(xiàn)交通路線網(wǎng)絡(luò)的機(jī)動車輛當(dāng)前所在的位置及其行駛方向的部分。對于路線的每個部分，地圖數(shù)據(jù)可包括用于定義路線的各個部分或?qū)β肪€的各個部分進(jìn)行分類的參數(shù)。這樣的參數(shù)的非限制性示例可包括但不限于，道路類別102(例如但不限于，交通的適宜性、道路的寬度、覆蓋物等)、速度限制104(基于各個路線部分、各行駛方向和/或其他交通規(guī)則)以及坡度106。另外，所述參數(shù)可包括與十字路口、交叉點(diǎn)、優(yōu)先通行規(guī)則、交通燈等有關(guān)的信息(框108)。如框110所示，還可包括其他參數(shù)。在一些實(shí)施例中，所述參數(shù)可另外包括地形信息(例如，海拔高度和彎曲半徑)。作為非限制性示例，所述參數(shù)可包括關(guān)于各個部分或段是否位于在某地區(qū)之內(nèi)或者在某地區(qū)之外的區(qū)域中的信息。如果路線部分包含一個以上彎道，則所述參數(shù)還可包括與彎道數(shù)量以及平均彎曲半徑或者最小彎曲半徑有關(guān)的信息。
基于路線參數(shù)，可獲得或者確定當(dāng)前正在行駛的道路的分類(其可以是一維或多維的)。因此，該分類可以是用于確定車輛駕駛員的駕駛風(fēng)格(框116)的至少一個輸入。確定駕駛風(fēng)格的其他輸入可包括從車輛的其他模塊和/或傳感器獲得的機(jī)動車輛的運(yùn)行參數(shù)(框11 ?？杀挥涗洖樾旭倕?shù)的這樣的參數(shù)可包括但不限于速度、加速度、 制動減速度、換檔、檔位選擇、怠速時間、乘客和/或貨物的數(shù)量等。另外的輸入可包括時間、日期以及機(jī)動車輛的目的地(框114)。還可收集與交通有關(guān)的參數(shù)或者環(huán)境參數(shù)，并且這些參數(shù)可用作確定駕駛員的駕駛風(fēng)格的基礎(chǔ)。由以上描述的可被連續(xù)記錄的數(shù)據(jù)的一個或多個非限制性示例來確定駕駛員的駕駛風(fēng)格。駕駛風(fēng)格可被構(gòu)造為(例如)函數(shù)、特性圖，或者可被構(gòu)造為一維或多維分類。 駕駛風(fēng)格可指示(例如)駕駛員表現(xiàn)出作為各種參數(shù)中的一個或多個參數(shù)的函數(shù)的哪種行為。作為非限制性示例，駕駛風(fēng)格可指示駕駛員試圖達(dá)到或設(shè)法保持哪種速度(假定特定的參數(shù)組合)以及駕駛員針對加速或減速采取哪些措施。因此，(例如)十字路口、停車標(biāo)志或者環(huán)島可能限定了特定駕駛員的制動行為或者加速行為。在制動和加速的情況下，特定駕駛員可表現(xiàn)出特定的換檔行為和檔位選擇行為。當(dāng)勻速駕駛時，特定駕駛員可能偏愛特定的變速箱傳動比，該傳動比在某地區(qū)之內(nèi)與在某地區(qū)之外可能是不同的。駕駛員還可表現(xiàn)出作為當(dāng)日時間或者目的地的函數(shù)的不同行為。因此，除一些影響變量之外，駕駛風(fēng)格(及相關(guān)的速度策略、加速策略和制動策略)還可基于道路分類。這樣，可有利于對駕駛員行為的切實(shí)的預(yù)測，并可確定對路線段和 /或路線上的消耗的估計?？苫谔囟{駛員的駕駛風(fēng)格來為路線確定預(yù)測的能量消耗。當(dāng)行駛了給定路線時，駕駛員的駕駛風(fēng)格可影響能量消耗。在不同的情況下，駕駛員的駕駛風(fēng)格可能對能量消耗產(chǎn)生不同的影響。例如，同一駕駛員在城鎮(zhèn)交通下與在鄉(xiāng)村道路或者高速公路上可能具有不同的駕駛風(fēng)格。為此，從能量消耗的角度來說對一個駕駛員有利的路線可能對另一個駕駛員來說是低能效的。因此，利用特定駕駛員的駕駛風(fēng)格來為路線確定預(yù)測的能量消耗可更加精確地確定能量消耗最優(yōu)的路線。作為示例，圖2提供了兩種不同的駕駛風(fēng)格的比較，以說明駕駛風(fēng)格對能量消耗的影響。細(xì)線201示出了駕駛員A的行為，粗線202表示駕駛員B的行為，這兩種行為均針對某地區(qū)內(nèi)的交通或者市區(qū)交通。虛線分別示出了在某地區(qū)之外的交通下的道路上或者在高速公路上駕駛員A的行為(線203)和駕駛員B的行為(線204)。如圖2所示，駕駛員 A在某地區(qū)之外的交通下比在某地區(qū)之內(nèi)的交通下加速得更快，而駕駛員B的行為正好相反。駕駛員A在某地區(qū)之內(nèi)的交通下制動的制動減速度與在某地區(qū)之外的交通下制動的制動減速度幾乎相同，而駕駛員B在某地區(qū)之外的交通下選擇的制動比在某地區(qū)之內(nèi)的交通下選擇的制動更強(qiáng)。不同的加速策略和制動策略不僅可根據(jù)位于某地區(qū)之內(nèi)或者位于某地區(qū)之外來進(jìn)行區(qū)分，而且可根據(jù)直接影響能量消耗和/或通過對駕駛風(fēng)格的影響而影響能量消耗的多種其他條件來進(jìn)行區(qū)分。將針對圖3進(jìn)一步詳細(xì)地描述這一方面?？苫谥苿硬呗詾槁肪€預(yù)測能量消耗?？稍诖_定路線的單獨(dú)的元素或段的能量消耗時考慮制動策略。因此，可提高能量消耗的估計精度以及高能效路線的確定精度。在一個實(shí)施例中，制動策略可包括確定要激活一種或多種類型的制動中的哪種。例如，制動類型可包括機(jī)動車輛的行車制動、發(fā)動機(jī)制動和/或電動制動。作為一個示例， 當(dāng)(例如)減小車速時，可確定要使用的制動類型。在一些情況下，使用從機(jī)動車輛的動能回收(例如，再生)能量的系統(tǒng)，而不是使用機(jī)動車輛的行車制動(通常通過制動踏板被激活)，能量效率可能更高。在這種情況下，可通過增加來自(例如)發(fā)電機(jī)的輸出電壓來使用所述系統(tǒng)以給車輛電池充電，或者可通過使用特定的電動制動來使用所述系統(tǒng)。在其他情況下，可將車輛在負(fù)坡度上的勢能轉(zhuǎn)換成機(jī)動車輛可用的能量可能是有益的。在另一情況下，發(fā)動機(jī)的制動效應(yīng)的使用(例如，“發(fā)動機(jī)制動”)可影響能量消耗。在這種情況下，內(nèi)燃發(fā)動機(jī)在發(fā)動機(jī)制動期間繼續(xù)運(yùn)行，而不消耗燃料(與例如怠速模式相反)。還可調(diào)節(jié)對燃燒效率來說很重要的發(fā)動機(jī)溫度。在另一情況下，車輛在減速期間或者在完全停止前滑行可能更為有利，而不是保持現(xiàn)有速度。對于能量消耗來說更高效的制動類型(例如，減速)可取決于(例如但不限于) 制動發(fā)生時的初始速度、制動發(fā)生后的目標(biāo)速度、制動階段的消耗以及與實(shí)現(xiàn)減速的行駛點(diǎn)之間的距離。制動策略可以是路線的一個或多個特性的函數(shù)。這些特性可包括道路的正坡度和 /或負(fù)坡度、速度和/或與可引起速度變化的行駛特征(例如但不限于彎道、速度限制或者交通燈)之間的距離。此外，這些條件可依賴于周圍的狀況(例如，環(huán)境因素)和/或交通狀況。例如，車輛在密集的交通下或者當(dāng)能見度低時滑行的能力比在稀疏的交通下更困難。在一些實(shí)施例中，行車制動可具有這樣的條件，在該條件下發(fā)動機(jī)可能會停止運(yùn)轉(zhuǎn)。這樣的條件可包括(例如)最小停車時間(standing time)，如果超過該時間，則導(dǎo)致車輛發(fā)動機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)?？纱嬖谄渌麠l件，為了簡要的目的，沒有明確地說明所述其他條件。當(dāng)為路線預(yù)測能量消耗時，可另外執(zhí)行識別要使用的制動類型。例如，可基于與該路線有關(guān)的地形信息(例如，彎道、負(fù)坡度和速度限制)來預(yù)測消耗，此外，可使用由地形信息確定的各種制動方法來預(yù)測消耗?？赏ㄟ^假設(shè)相應(yīng)的概率而被使用的附加信息可以是與交通有關(guān)的制動情況。因此，可確定預(yù)測的消耗以及消耗最優(yōu)的路線。圖3是表示在能量消耗的計算中起作用的各種影響變量的數(shù)據(jù)流的示例性圖示。 如圖3所示，為了清楚起見，各影響變量被分成車輛參數(shù)組300、道路參數(shù)組302、特定駕駛員參數(shù)和/或駕駛風(fēng)格組304、環(huán)境參數(shù)組306以及交通參數(shù)組308。圖3是非限制性的， 從而可重新布置和修改這些分組和/或這些分組的元素。此外，一個或多個參數(shù)(或者參數(shù)集)可被添加到圖3的參數(shù)集或者從圖3的參數(shù)集刪除。如虛線箭頭301所示，在各個影響變量之間和/或影響變量的組之間可能存在關(guān)系。例如，天氣狀況不僅可直接影響路線段上的燃料消耗(例如，由于即將到來的風(fēng)或者特別高的溫度或特別低的溫度)，而且可間接影響與駕駛員的駕駛風(fēng)格有關(guān)的燃料消耗。作為非限制性示例，駕駛風(fēng)格可依賴于天氣狀況(例如，能見度)。盡管未示出，但是一個或多個其他參數(shù)(例如，道路狀態(tài)、行駛相關(guān)的參數(shù)、路線相關(guān)的參數(shù)以及車輛參數(shù))也可直接影響能量消耗和/或通過駕駛員的駕駛風(fēng)格間接影響能量消耗。駕駛員的特定駕駛風(fēng)格可包括個性化的制動行為(組304)。例如，駕駛員可使用行車制動、發(fā)動機(jī)制動、再生制動或者當(dāng)車輛發(fā)動機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)時關(guān)閉發(fā)動機(jī)。因此，可考慮這種制動行為，使得這種制動行為可根據(jù)駕駛員或者駕駛風(fēng)格而在不同的情況下和以不同的頻率發(fā)生。因此，可基于特定駕駛員的制動行為來預(yù)測能量消耗。
在一個實(shí)施例中，特定駕駛員的駕駛風(fēng)格可基于(例如)作為當(dāng)車輛勻速行駛時的函數(shù)以及作為速度、在加速行駛期間的加速度和/或制動期間的減速度的函數(shù)的變速箱傳動比的選擇。變速箱傳動比還可影響發(fā)動機(jī)制動或者能量回收。另外，駕駛風(fēng)格可基于離合器的接合和分離，作為換檔過程的函數(shù)，離合器也可影響消耗。駕駛員的駕駛風(fēng)格還可基于靜止?fàn)顟B(tài)運(yùn)行模式信息或者怠速運(yùn)行模式信息。作為示例，可關(guān)于發(fā)動機(jī)在相對長的靜止?fàn)顟B(tài)下停止運(yùn)轉(zhuǎn)來提供所述信息。這樣的信息可為不同類型的車輛(尤其是具有手動變速箱的車輛)更精確地確定能量消耗最優(yōu)的路線。特定駕駛員的駕駛風(fēng)格可以是駕駛環(huán)境的函數(shù)。因此，駕駛員的駕駛風(fēng)格可受許多因素影響，所述因素可對路線的不同部分或段起不同的作用。在這種情況下，可在各個部分或段上以及在整條路線上獲得對能量消耗的更精確的估計。在一個實(shí)施例中，特定駕駛員的駕駛風(fēng)格可依賴于路線，例如，對于一條或多條路線的各個段，駕駛風(fēng)格可能是不同的。按照這種方式，考慮到(例如)在高速公路上的駕駛員的駕駛風(fēng)格可與在具有多個彎道的鄉(xiāng)村道路上、在狹窄的二級道路上或者在城鎮(zhèn)交通下的駕駛員的駕駛風(fēng)格不同，可以為駕駛員預(yù)測能量消耗和/或確定高能效路線。在一些實(shí)施例中，可由路線相關(guān)的信息來確定駕駛員是在上班的路上還是在下班的路上還是在其閑暇時間旅行。每種情況均可具有不同的時間壓力，結(jié)果，可影響駕駛員的駕駛風(fēng)格。因此，特定駕駛員的駕駛風(fēng)格可取決于時間。例如，當(dāng)日時間或者一周中的一天可確定駕駛員是否進(jìn)行與工作有關(guān)的旅行或者是否在其閑暇時間旅行。由于駕駛員的駕駛風(fēng)格在密集的交通下與在稀疏的交通下可能完全不同，所以駕駛風(fēng)格還可取決于預(yù)計機(jī)動車輛通過部分路線或者部分路線段的時間。可基于時間或者由當(dāng)前的交通狀況來確定這樣的信息。在另外或者可選的實(shí)施例中，天氣狀況和與天氣有關(guān)的道路狀況也可影響特定駕駛員的駕駛風(fēng)格。例如，歸因于霧或者降水，當(dāng)能見度低時，駕駛員可表現(xiàn)出與當(dāng)能見度良好時完全不同的駕駛風(fēng)格。同樣地，駕駛員的能見度可受雪或者雨影響。駕駛員可以分別以不同的方式使其駕駛風(fēng)格適應(yīng)這些狀況。因此，基于作為特定路線段的各自的狀況的函數(shù)的特定駕駛員的駕駛風(fēng)格，可實(shí)現(xiàn)能量消耗和/或路線的確定。另外，駕駛員的駕駛風(fēng)格還可取決于當(dāng)前的車輛參數(shù)。例如，車輛的貨物不僅對機(jī)動車輛在給定段上的消耗起作用而且對駕駛員的駕駛風(fēng)格起作用。例如，與當(dāng)車輛空載時相比，當(dāng)貨物增加時，駕駛員可使用允許的最大速度。此外，駕駛風(fēng)格還可取決于駕駛員是否獨(dú)自旅行或者車輛中的前排座椅乘客是否也在旅行。駕駛風(fēng)格可另外或者可選地取決于有多少其他乘客或者存在哪些其他乘客。這同樣也適用于拖車運(yùn)行模式，該模式不僅影響允許的最大速度而且影響駕駛員的駕駛風(fēng)格。檔位選擇也可取決于車輛參數(shù)。由于駕駛員可以以不同的方式對(例如)車輛的貨物的變化作出反應(yīng)，所以將駕駛風(fēng)格作為當(dāng)前車輛參數(shù)的函數(shù)進(jìn)行考慮為路線上預(yù)測的消耗提供更加精調(diào)的估計。相應(yīng)地，還可實(shí)現(xiàn)對消耗最優(yōu)的路線更加精調(diào)的確定?，F(xiàn)在參照圖4，圖4是用于確定高能效路線的數(shù)據(jù)流和系統(tǒng)的示例性圖示，在機(jī)動車輛運(yùn)行期間，可在車輛處記錄數(shù)據(jù)002)，以確定駕駛員的駕駛風(fēng)格。記錄的數(shù)據(jù)可以為行駛參數(shù)、環(huán)境參數(shù)、交通參數(shù)以及車輛參數(shù)中的一個或多個提供基礎(chǔ)，這些參數(shù)用于跟蹤 /監(jiān)控駕駛員的駕駛行為。
作為一個示例，可記錄由GPS系統(tǒng)404確定的機(jī)動車輛的當(dāng)前位置以及由地圖數(shù)據(jù)406確定的行駛段的行駛參數(shù)或特性。還可記錄或者可選地記錄當(dāng)前時間和/或環(huán)境參數(shù)、交通參數(shù)以及車輛參數(shù)。此外，可記錄駕駛風(fēng)格414，例如，駕駛員的加速和制動行為、 行駛速度以及換檔桿的激活，在一些實(shí)施例中，還可記錄機(jī)動車輛的與消耗有關(guān)的附加功能(例如，空調(diào)系統(tǒng)或者窗)。為了確定駕駛員的駕駛風(fēng)格(作為環(huán)境狀況的函數(shù))，可收集這樣的數(shù)據(jù)，以基于行駛段的特性和狀況確定駕駛員的行為?？稍诒M可能不同的情況下以及針對盡可能多的不同行駛參數(shù)來確定駕駛員的駕駛風(fēng)格。這種個人駕駛風(fēng)格可被存儲并用于估計在路線段或者路線上的預(yù)測的能量消耗。為了確定消耗最優(yōu)的路線，可通過存儲的地圖數(shù)據(jù)406為從起始點(diǎn)到目的地的可能路線的多個段確定相關(guān)的行駛參數(shù)。在這方面，可基于地圖數(shù)據(jù)406、由GPS接收器404 確定的當(dāng)前位置以及已(例如)通過駕駛員輸入的目的地來確定路線和路線段。將理解的是，在圖4中僅僅通過示例的方式詳細(xì)說明了一些相關(guān)參數(shù)。在由駕駛風(fēng)格確定的行駛路線段上，可利用記錄的機(jī)動車輛的運(yùn)行數(shù)據(jù)402(例如，檔位選擇以及速度)來識別駕駛員。在一些實(shí)施例中，幾百米的路線段可能足以識別駕駛員和/或駕駛風(fēng)格。當(dāng)然，不限制測量單位，可根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施使用其他測量單位。附加計算可基于存儲的與駕駛員的駕駛風(fēng)格有關(guān)的數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中，可通過記錄并評價運(yùn)行數(shù)據(jù)連同一個或多個參數(shù)(例如但不限于，行駛參數(shù))來另外或者可選地確定和/或更新駕駛員的駕駛風(fēng)格。如果確定偏離了存儲的駕駛風(fēng)格，則可基于改變的交通狀況觸發(fā)新的路線最優(yōu)化。作為示例，可基于交通密度的變化來確定新路線?？捎尚旭倕?shù)408連同駕駛員的駕駛風(fēng)格414來計算各個段的消耗值?？梢?例如，基于行駛參數(shù))為段確定加速或者制動是否是必需的，在一些實(shí)施例中，確定加速或者制動的概率是多大。此外，可確定允許速度。通過這種信息，可至少基于特定駕駛員的駕駛風(fēng)格來確定各個段的預(yù)測的消耗值。在一些實(shí)施例中，可基于附加數(shù)據(jù)/參數(shù)(例如，比方說車輛參數(shù)和當(dāng)前或者預(yù)測的環(huán)境狀況以及交通參數(shù)(未示出))進(jìn)行確定。個段的消耗值可被輸入到路線規(guī)劃算法，并且可確定消耗最優(yōu)的路線(410)。在一些實(shí)施例中，可考慮其他輸入(例如，預(yù)測的必要時間)。在一些實(shí)施例中，可基于之前行駛的路線段的數(shù)據(jù)來更新特定駕駛員的駕駛風(fēng)格?；诟碌男畔?，可確定從當(dāng)前位置到目的地的能量消耗最優(yōu)的路線。結(jié)果，可隨時為到目的地的剩余行程分別確定最新的能量消耗最優(yōu)的路線。在一個優(yōu)選實(shí)施例中，可將特定駕駛員的駕駛風(fēng)格數(shù)據(jù)從第一車輛傳輸或者傳送到第二車輛。這里，合適的傳輸/傳送方式是所有的數(shù)據(jù)傳輸方法(包括但不限于存儲裝置、線纜連接和/或無線連接)。例如，存儲裝置可以是U盤，駕駛員將該U盤連接到他在特定時間駕駛的第一車輛。然后，駕駛員還可通過將U盤連接到第二車輛并將在U盤上收集的數(shù)據(jù)傳送到第二車輛而將從第一車輛收集的數(shù)據(jù)用于第二車輛。其他非限制性存儲裝置可以是存儲這些特定駕駛員的駕駛風(fēng)格數(shù)據(jù)的駕駛員的鑰匙卡或者點(diǎn)火鑰匙。存儲裝置還可存儲訪問權(quán)限。在另外或者可選實(shí)施例中，可通過合適的遠(yuǎn)距離傳輸而在車輛之間直接傳輸駕駛風(fēng)格數(shù)據(jù)。在一個實(shí)施例中，如果同一駕駛員使用彼此獨(dú)立通信或者以(例如)通過駕駛員有意觸發(fā)的方式通信的多輛車，則可使用這樣的傳輸。在另外或者可選實(shí)施例中，例如， 當(dāng)游牧裝置在插座上充電時，可通過線纜連接進(jìn)行傳輸。如果兩個或更多個駕駛員駕駛車輛，則可通過(例如)相應(yīng)編碼的個人鑰匙或者當(dāng)機(jī)動車輛或者導(dǎo)航系統(tǒng)啟動時輸入的個人代碼來識別每個駕駛員。作為另一示例，可通過生物識別符(例如，但不限于，確定坐在駕駛員座椅上的人的重量)來識別駕駛員。作為另一示例，可基于可因人而異的車輛設(shè)置(例如，駕駛員座椅、方向盤、安全帶或者反射鏡)來識別駕駛員?；诳稍诼眯虚_始時進(jìn)行的所述設(shè)置，可從存儲的駕駛員資料(dirver profile)(用于確定預(yù)測的消耗)獲得個人的，在一些實(shí)施例中，為與狀況相關(guān)的駕駛員的駕駛風(fēng)格。在另一實(shí)施例中，可通過評價在之前行駛的路線(可包括當(dāng)前路線或者待行駛路線的一部分)上的駕駛風(fēng)格來可選或者另外地執(zhí)行對駕駛員的識別。在各種可能的駕駛員的駕駛風(fēng)格十分不同的情況下，相應(yīng)消耗值可依照每個駕駛員的駕駛風(fēng)格來被相對容易地識別?；谠撟R別可獲得為被識別的駕駛員預(yù)先確定的駕駛風(fēng)格及其對道路參數(shù)、環(huán)境參數(shù)以及車輛參數(shù)的依賴性。在一個實(shí)施例中，識別駕駛員可使駕駛員在旅行中的改變能夠被檢測到。駕駛員改變的另外的非限制性識別符可以是門的打開或者電動機(jī)的關(guān)閉。在識別新駕駛員之后， 優(yōu)選地，基于新駕駛員的駕駛風(fēng)格，為從當(dāng)前位置到目的地的旅程確定當(dāng)前能量消耗最優(yōu)的路線。如果不能識別駕駛員或者是首次駕駛機(jī)動車輛，則可基于之前行駛的路線的一部分來確定駕駛員的駕駛風(fēng)格。基于之前行駛的路線，可以為到目的地的剩余旅程確定高能效路線。本發(fā)明的各個實(shí)施例可被實(shí)施為用于確定機(jī)動車輛從起始點(diǎn)到目的地的能量消耗最優(yōu)的路線的裝置。該裝置可包括輸入裝置(例如，觸摸屏)，用于輸入至少一個目的地；存儲裝置，用于存儲地圖數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中，所述裝置可存儲附加數(shù)據(jù)，例如，路線數(shù)據(jù)、與特定駕駛員的駕駛風(fēng)格有關(guān)的數(shù)據(jù)(包括與相應(yīng)的制動策略有關(guān)的數(shù)據(jù))、與駕駛員的識別相關(guān)的數(shù)據(jù)、車輛數(shù)據(jù)和/或特性圖數(shù)據(jù)(作為各種參數(shù)的函數(shù)，用于確定任意期望的路線段的能量消耗值)。所述裝置可另外包括數(shù)據(jù)收集裝置，該數(shù)據(jù)收集裝置用于收集車輛的位置數(shù)據(jù) (例如，機(jī)動車輛的當(dāng)前位置或者起始點(diǎn))、天氣數(shù)據(jù)、與交通容量和/或交通狀況有關(guān)的數(shù)據(jù)、時間和日期以及與車輛有關(guān)的參數(shù)(例如，貨物、輪胎或者車頂結(jié)構(gòu))。另外，可通過傳感器來檢測其他乘客的存在情況，在一些實(shí)施例中，可通過生物特征數(shù)據(jù)來識別其他乘客的存在情況。根據(jù)數(shù)據(jù)的類型，可利用一個或多個無線電天線(例如，位于導(dǎo)航系統(tǒng)內(nèi))、內(nèi)置時鐘、一個或多個車輛傳感器，或者通過傳送系統(tǒng)(如上所述)來獲得數(shù)據(jù)。此外，所述裝置可包括處理器裝置，該處理器裝置用于評價存儲和收集的數(shù)據(jù)。非限制性示例可包括微控制器或者微計算機(jī)。所述裝置還可包括顯示裝置，該顯示裝置用于向機(jī)動車輛的駕駛員顯示能量消耗最優(yōu)的路線。非限制性示例包括顯示器或者聲學(xué)顯示器。處理器裝置可被構(gòu)造成確定能量消耗最優(yōu)的路線，該路線可以是在多種情況下從起始點(diǎn)到目的地的更加精調(diào)地確定的能量消耗最優(yōu)的路線。由于與段相關(guān)的消耗值以及機(jī)動車輛在路線上的能量消耗取決于機(jī)動車輛的類型和配置級別(駕駛員的駕駛風(fēng)格也取決于次)，所以可基于各機(jī)動車輛的類型和配置級別來確定存儲在存儲裝置中的數(shù)據(jù)。這樣的數(shù)據(jù)的非限制性示例可包括與特定駕駛員的駕駛風(fēng)格有關(guān)的數(shù)據(jù)、車輛數(shù)據(jù)和/或特性圖數(shù)據(jù)。在操作時，針對從起始點(diǎn)到目的地的至少一條可能的路線，可以為各路線確定產(chǎn)生最少(例如，高效)能量消耗的制動策略。為各條路線確定的能量消耗可用于確定能量消耗最優(yōu)的路線，可隨著車輛沿路線行駛來控制相應(yīng)的制動策略。例如，在具有自動變速箱的機(jī)動車輛中，可致動檔位選擇，以根據(jù)最優(yōu)制動策略利用發(fā)動機(jī)制動。另外，可通過合適的觸覺、光學(xué)和/或聲學(xué)輸出裝置將有利于實(shí)施相應(yīng)的最優(yōu)制動策略的資源傳輸給駕駛員。如果通過位置數(shù)據(jù)(可實(shí)時記錄或者近實(shí)時地記錄)識別出正在行駛的路線與確定的能量消耗最優(yōu)的路線不同，則可確定新的最優(yōu)制動策略，從而能夠減小實(shí)際的能量消耗。雖然上面描述了示例性實(shí)施例，但是這些實(shí)施例并不意在描述了本發(fā)明的所有可能的形式。而是，說明書中使用的詞語是描述性詞語而不是限制性詞語，應(yīng)該理解的是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可作出各種改變。另外，可結(jié)合實(shí)現(xiàn)的各個實(shí)施例的特征以形成本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于優(yōu)化沿路線行駛的車輛的能量消耗的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括至少一個車輛計算機(jī)，所述車輛計算機(jī)被構(gòu)造成接收定義一條或多條路線的數(shù)據(jù)；接收一個或多個消耗影響參數(shù)，所述消耗影響參數(shù)影響沿所述一條或多條路線行駛的車輛的能量源的消耗；基于路線數(shù)據(jù)和消耗影響參數(shù)確定使車輛的能量源的消耗最小化的至少一條路線； 根據(jù)減少車輛能量源的消耗，為所述至少一條路線確定由車輛中的車輛操作者執(zhí)行的一個或多個制動策略；在車輛中輸出所述一個或多個制動策略。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述制動策略包括再生制動、傳統(tǒng)制動、發(fā)動機(jī)制動、滑行以及當(dāng)車輛發(fā)動機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)時關(guān)閉車輛發(fā)動機(jī)中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述消耗影響參數(shù)包括車輛操作者的駕駛風(fēng)格。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個車輛計算機(jī)還被構(gòu)造成 基于車輛操作者識別符識別車輛操作者；當(dāng)識別出車輛操作者時獲得車輛操作者的駕駛風(fēng)格。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述駕駛風(fēng)格包括車輛操作者的制動行為，所述車輛計算機(jī)還被構(gòu)造成根據(jù)車輛操作者的制動行為確定所述一個或多個制動策略。
6.一種用于優(yōu)化沿路線行駛的車輛的能量消耗的由計算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，所述方法包括在車輛計算機(jī)處接收定義一條或多條路線的數(shù)據(jù)；在車輛計算機(jī)處接收一個或多個消耗影響參數(shù)，所述消耗影響參數(shù)影響沿所述一條或多條路線行駛的車輛的能量源的消耗；基于路線數(shù)據(jù)和消耗影響參數(shù)在車輛計算機(jī)處確定使車輛的能量源的消耗最小化的至少一條路線；根據(jù)減少車輛能量源的消耗，在車輛計算機(jī)處為所述至少一條路線確定由車輛中的車輛操作者執(zhí)行的一個或多個制動策略；在車輛中輸出所述一個或多個制動策略。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述消耗影響參數(shù)包括車輛操作者的駕駛風(fēng)格。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，所述方法還包括記錄車輛操作者的駕駛數(shù)據(jù)，以確定駕駛風(fēng)格。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括 接收與記錄的駕駛數(shù)據(jù)偏離的駕駛數(shù)據(jù)； 基于偏離的駕駛數(shù)據(jù)更新車輛操作者的駕駛風(fēng)格。
10.一種用于優(yōu)化沿路線行駛的車輛的能量消耗的裝置，所述裝置被構(gòu)造成 接收定義一條或多條路線的數(shù)據(jù)；接收一個或多個消耗影響參數(shù)，所述消耗影響參數(shù)影響沿所述一條或多條路線行駛的車輛的能量源的消耗；基于路線數(shù)據(jù)和消耗影響參數(shù)確定使車輛的能量源的消耗最小化的至少一條路線； 根據(jù)減少車輛能量源的消耗，為所述至少一條路線確定由車輛中的車輛操作者執(zhí)行的一個或多個制動策略；在車輛中輸出所述一個或多個制動策略。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中，所述消耗影響參數(shù)包括車輛操作者的駕駛風(fēng)格。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中，所述裝置還被構(gòu)造成記錄車輛操作者的駕駛數(shù)據(jù)，以確定駕駛風(fēng)格。
13.一種用于優(yōu)化沿路線行駛的車輛的能量消耗的方法，所述方法包括 接收定義一條或多條路線的數(shù)據(jù)；接收一個或多個消耗影響參數(shù)，所述消耗影響參數(shù)影響沿所述一條或多條路線行駛的車輛的能量源的消耗；基于路線數(shù)據(jù)和消耗影響參數(shù)確定使車輛的能量源的消耗最小化的至少一條路線； 根據(jù)減少車輛能量源的消耗，為所述至少一條路線確定由車輛中的車輛操作者執(zhí)行的一個或多個制動策略；在車輛中輸出所述一個或多個制動策略。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于優(yōu)化沿路線行駛的車輛的能量消耗的系統(tǒng)、裝置和方法。各實(shí)施例涉及確定高能效消耗的路線?？稍谲囕v計算機(jī)處接收定義一條或多條路線的數(shù)據(jù)以及一個或多個消耗影響參數(shù)，所述消耗影響參數(shù)影響沿所述一條或多條路線行駛的車輛的能量源的消耗?？苫诼肪€數(shù)據(jù)和消耗影響參數(shù)確定使車輛的能量源的消耗最小化的至少一條路線?？梢愿鶕?jù)減少車輛能量源的消耗為所述至少一條路線確定由車輛中的車輛操作者執(zhí)行的一個或多個制動策略。可在車輛中輸出所述一個或多個制動策略。
文檔編號B60W40/06GK102328658SQ20111017042
公開日2012年1月25日 申請日期2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月21日
發(fā)明者克里斯托弗·阿恩德特, 妮可·尼歐娜達(dá)·威赫明娜·艾克蘭伯格, 尤爾夫·柯克納, 瑟維特·普盧門 申請人:福特全球技術(shù)公司