[發明專利]利用最佳速度曲線的路線導航

有效

• 申請號: 201410091530.1
• 申請日: 2014-03-13
• 公開（公告）號: CN104044593B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: D·P·菲萊夫;J·O·米凱利尼;S·J·斯沃波博斯基;P·R·麥克尼爾;S·D·馬里亞諾
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: B60W40/105
• 分類號: B60W40/105;G01C21/26
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 趙蓉民

技術領域

本發明一般涉及用于控制運輸車輛的速度以最佳化能量效率的方法和裝置，并且更具體地，涉及在確定的路線和相應的道路狀況例如道路等級的基礎上基于云計算以限定最佳速度曲線。

背景技術

車輛制造商不斷地努力以最小化用于驅動車輛（例如，使用于汽油車輛的每單位汽油或用于電驅動車輛的單位電荷所驅動的距離最大化）的能量消耗。影響效率的重要因素包括車輛被驅動的速度、驅動路線的道路等級變化以及交通狀況。自動速度控制（即，巡航控制）系統通過降低加速車輛所消耗的時間量，能夠對燃油經濟產生有益影響，尤其在高速公路行駛時。但是，與如果車速被允許變化從而利用道路等級的變化以最佳化燃料消耗相比，在上坡和下坡道路等級時維持單一速度設置會消耗更多的燃料。如果道路等級的未來變化是提前已知的（例如，從基于GPS的地圖和高級指路（routing）），則暫時偏移能被引入在速度設置中，因此改善能量消耗。隨著接近新的等級拓撲，速度變化能夠被確定并實施以降低穿過它的能量。然而，由于其有限的范圍或視野，用基于附近的等級變化改變車速的現有技術系統實現有限的效率提高。

發明內容

在一些實施例中，本發明提供了一種速度控制系統，其利用駕駛員的信息（例如，目的地和所選路線）以及從車載和車外數據庫（例如，地理和交通數據）的可用的其它可用信息資源來提供汽車前方的路徑的電子視野或預觀和最佳化速度曲線，從而降低路線上的能量消耗。可訪問外部信息資源例如V2V、智能交通系統（ITS）以及公共互聯網網站以獲得所需信息（例如，實時交通）。由于高的計算負荷，車外計算資源被用于將數據應用至汽車能量消耗的預測模型。結合所有的這些可用信息源以及有關駕駛員的目的地和優選行程時間的信息，創建在本位置和目的地之間導致最佳燃料效率的推薦車速曲線。路線選擇可基于評估用于不同的可能路線的燃料消耗。

本發明利用動態編程計算最佳車輛速度曲線，所述動態編程通過考慮沿著應用于車輛燃料消耗模型的路徑的關于道路（例如，道路等級）的當地交通量、速度以及各種特征的確定性信息確定預限定路徑上的最佳車輛速度曲線。由于動態編程是計算密集型的，其超出可用在車載車輛上的計算能力。本發明無線地利用可用資源（例如，通過互聯網）并將結果下載至車輛，用于速度控制系統。最佳速度曲線提高燃料經濟性，其遠超過目標在于恒速的傳統速度控制系統可用的燃料經濟性。

在本發明的一個方面中，用于最佳化車輛能量消耗的系統包括用于將路段整合為從第一位置至目的地的路線的路線計算器。速度曲線發生器至少部分地位于車輛外并利用車輛的能量消耗模型以及對應于該路線的道路等級數據來計算最佳速度曲線。該速度曲線指明路線上各位置的目標速度以利用最佳能量消耗穿過路線。速度曲線發生器比較最大軌跡和最小軌跡之間的多個可行速度曲線軌跡的能量消耗，從而確定最佳速度曲線。速度更新器響應于車輛的當前位置和最佳速度曲線，以啟動用于當前位置的目標速度。

在另一個實施例中，用于最佳化車輛的能量消耗的方法包括：將路段整合為從第一位置至目的地的路線；評估車輛的能量消耗模型以及對應于該路線的道路等級數據以計算最佳速度曲線，其指明路線上用于各位置的目標速度從而利用最佳化能量消耗穿過路線，其中針對最大軌跡和最小軌跡之間的多個可行速度曲線軌跡比較能量消耗，從而確定最佳速度曲線；以及響應于車輛的當前位置和最佳速度曲線啟動目標速度。

在另一個實施例中，所述方法進一步包括以下步驟：確定由駕駛員導致的目標速度的接受率；以及如果所確定的接受率低于閾值，則利用被選定以提高接受率的修改的最大和最小軌跡重新計算最佳速度曲線。

在另一個實施例中，根據如下公式依次確定用于每個依次的目標速度k的接受率R(k)：

R(k)=(1-α)R(k-1)+α 如果v_min<v(k)<v_max，且

R(k)=(1-α)R(k-1) 如果v(k)<v_min或v(k)＞v_max

其中α為常數遺忘因子，0＜α≤1，且v_min和v_max限定目標速度周圍的接受區域。

在另一個實施例中，最大軌跡響應于對應路段的法定速度限制被確定。

在另一個實施例中，最小軌跡響應于沿著路段的交通控制站被確定。