在车辆中推荐节约燃料的驾驶风格的方法、系统和设备的制作方法

专利名称：在车辆中推荐节约燃料的驾驶风格的方法、系统和设备的制作方法
技术领域：
各实施例涉及一种用于辅助机动车辆的驾驶员形成节约燃料的驾驶风格的方法和装置。
背景技术：
驾驶员的驾驶风格至少是影响机动车辆的燃料消耗的一个变量。作为示例，节能驾驶可降低燃料消耗达25%。在这种情形下，为了给驾驶员提供帮助，WO 2009/063036 Al公开了一种机动车辆节能辅助系统，该机动车辆节能辅助系统包括永久地安装在机动车辆中并与电子车辆控制单元进行数据交换的电子装置。所述系统包括节能算法，其中，所述节能算法确定车辆的当前状态及其预测的未来状态，以确定节能措施。所述系统还包括车辆显示装置，所述车辆显示装置通过所述节能算法而动作，计算出来的驾驶策略通过所述车辆显示装置被传达给驾驶员。这允许帮助实现预期的驾驶风格(predictive driving style)并降低能耗。根据DE 2008 005 328 Al，在通过导航系统使机动车辆高能效地运行的方法中， 确定从起始位置到目的地的使机动车辆的能耗最小化的路线。此外，在机动车辆的行程中， 确定机动车辆的节能运行方法。通过光学或听觉消息或者通过调节机动车辆的加速踏板和传动比来输出机动车辆的节能运行方法。

发明内容
在节能咨询系统中，可使用多种参数来使整条路线上的能耗最小化。这样的系统使用更多的数据，并且在路线较长的情况下，例如，随着要被安装在机动车辆中的硬件产生的相应的需求增加，计算操作的复杂度必然增加。因此，确定节能运行方法所需要的时间增加。替代地，可能要容许相应的误差。在一方面，用于辅助机动车辆的驾驶员形成节约燃料的驾驶风格的方法在提供高能效的驾驶风格的过程中利用相对低级的计算复杂度。可通过确定可以以恒定的速度行驶的路段来确定节约燃料的驾驶风格。此外，对于这些确定的路段中的每条路段，可确定加速和/或减速对以高能效的方式行驶的路段是否是最佳的。替代地或另外地，可确定哪种加速度对高能效地行驶该路段是最佳的。在另一方面，用于辅助机动车辆的驾驶员形成节约燃料的驾驶风格的装置可包括控制单元，所述控制单元可获得用于确定机动车辆在当前时间的速度和/或加速度的传感器数据。此外，所述控制单元可被配置成(例如)通过具有导航系统的界面来获得关于预测的路段的数据。所述装置还可包括驾驶员界面，具体地讲，所述驾驶员界面可包括听觉、 光学和/或触觉界面。在WO 2007/140232々2专利文献和第7，603，228号美国专利(其内容通过引用被包含于此)中提供了触觉界面的非限制性示例。根据一方面，提供一种用于在车辆中推荐节约燃料的驾驶风格的方法，该方法包括在车辆计算系统接收限定一条或多条路线的输入；在车辆计算系统接收关于所述一条或多条路线的路线轮廓信息；基于所述路线轮廓信息识别路线中的车辆能够以恒定的速度行驶的一个或多个部分；确定所述恒定的速度；确定为了沿着所述路线达到所述恒定的速度而将由车辆驾驶员执行的一个或多个加速或减速行为，以相对于车辆的当前速度使车辆的能耗降低；在车辆中呈现所述一个或多个加速或减速行为。根据另一方面，提供一种用于在车辆中推荐节约燃料的驾驶风格的系统，该系统包括至少一个车辆计算系统，所述至少一个车辆计算系统被构造成接收限定一条或多条路线的输入；接收关于所述一条或多条路线的路线轮廓信息；基于所述路线轮廓信息识别路线中的车辆能够以恒定的速度行驶的一个或多个部分；确定所述恒定的速度；确定为了沿着所述路线达到所述恒定的速度而将由车辆驾驶员执行的一个或多个加速或减速行为， 以相对于车辆的当前速度实现车辆的高效能耗；在车辆中呈现所述一个或多个加速或减速行为。根据又一方面，提供一种设备，该设备被构造成接收限定路线的输入；接收关于所述路线的路线轮廓信息；基于所述路线轮廓信息识别路线中的车辆能够以恒定的速度行驶的部分；确定所述恒定的速度；确定用于达到所述恒定的速度的加速或减速行为，以使车辆相对于当前速度实现高效能耗；呈现所述加速或减速行为。


如下所结合的

本发明的一些实施例。附图并不意在成为权利要求中所述的本发明的限制。参照下面结合附图进行的描述，实施例(关于实施例的组织和操作方式两者)连同实施例的进一步的目的和优点会被最好地理解，附图中图1示出了根据本发明的一个或多个实施例的系统和方法的示例性实施例的流程图；图2示出了作为可以以恒定的设定点速度(setpoint speed)行驶通过的路段的长度的函数的瞬时速度、瞬时燃料消耗和平均燃料消耗；图3示出了根据一个实施例的取自图2的针对短路段的细节。图4对应于图2中的针对高设定点速度的图示；图5对应于图2中的针对低设定点速度的图示。
具体实施例方式根据需要，在此公开了本发明的详细实施例；然而，应该理解的是，公开的实施例仅仅是可以以各种及替代的形式实施的本发明的示例。附图不一定成比例；一些特征可被夸大或最小化以显示特定组件的细节。因此，在此公开的具体的结构和功能上的细节不应该被解释为限制，而仅仅被解释为用于教导本领域技术人员以各种方式使用本发明的代表
性基准。图1示出了用于推荐高能效的驾驶风格的系统以及用于确定高能效的驾驶风格的相应的操作。根据图1，控制单元可基于来自数字道路地图或导航系统1的数据确定即将行驶通过并且可以以恒定的设定点速度行驶的路段。还可由此确定该路段上的设定点速度(框100)。为此，可针对需要改变设定点速度的路段(例如但不限于，急弯、环行岛和/ 或与具有优先通行权的道路的交叉口)确定各自的当前距离(框10幻。例如，可通过速度极限或者通过可对各自的机动车辆的消耗最有利的速度来设置设定点速度。在一些实施例中，可使用附加的传感器数据来确定设定点速度，作为非限制性示例，所述附加的传感器数据可包括货物、冷却水温度和其他此类车辆参数。可以以预测的方式确定允许以恒定的设定点速度驾驶的路段。另外，可确定恒定的设定点速度。所述设定点速度可以是(例如)最大容许速度(例如，在某一地区内为 50km/h，在某一地区外为100km/h)，否则为由速度极限预先限定的另一最大速度。尽管使用测量单位km/h来描述并示出各实施例，但是也可使用其他测速单位，这些测速单位包括但不限于英里每小时。另外，所述值(例如，50和100)仅仅作为示例来提供，因此它们是非限制性的。在一些实施例中，可通过最大能效的要求或者通过其他标准(可包括，例如但不限于，需要的行驶时间)来预先限定设定点速度。下游连接的制动策略可导致较高或较低的设定点速度。设定点速度可以是机动车辆可以以与路线相关的最低能耗运动的速度。在机动车辆中，这样的速度的非限制性示例可以在大约60km/h的范围内。当然，就能量方面而言的最佳速度可取决于(例如)货物、地形(例如但不限于，具有正坡度和/或负坡度的路线)、 温度、空气运动或者取决于机动车辆的其他内部参数或外部参数。为了从比设定点速度低的速度开始达到设定点速度，必须要加速。在高能效的驾驶风格的情况下，加速度的大小可取决于可以以设定点速度行驶通过的路段的长度。与路段相对短的情况相比，达到设定点速度的不同的加速度在这种风格的长路段下可能将是最佳的(框114)。具体地讲，在相对短的路段上，在能量最优的驾驶风格下不一定总要达到设定点速度。可确定这样的最佳加速度或者设定点加速度，从而当车辆行驶通过该路段时平均燃料消耗为最低。可将所述设定点加速度(为高能效的驾驶风格所确定)呈现给驾驶员，以允许实施高能效的驾驶风格。为此，可通过(例如)光学、听觉或触觉指示器装置(例如，界面3) 来呈现这样的信息。在这方面，触觉指示器装置(例如，在其内容通过引用被包含于此的WO 2007/140232 A2专利文献和第7，603，2 号美国专利中所描述的触觉指示器装置)可能会是有利的。因此，辅助驾驶员形成节约燃料的驾驶风格。如在此所使用的术语“呈现”指的是听觉和/或视觉呈现。为了以预测的方式确定可以以恒定的速度沿其驾驶的路段，可使用来自数字道路地图或导航系统1的信息。来自数字道路地图或导航系统1的此类信息可包括(例如) 关于当前正在行驶的道路的进一步的轮廓的数据和/或地形数据(例如但不限于，海拔信 此外，在一个或多个实施例中，可以以预测的方式检测并考虑路线限制，例如但不限于，导致速度降低的弯道、可强制性地导致停车的交通灯和/或道路优先通行规则、有效的速度限制和施加于道路的进一步的行程的速度限制以及关于(例如)任何交通堵塞的当前的交通信息。可通过通信系统来检测路线信息，可通过所述通信系统在机动车辆之间和/或在机动车辆与交通基础设施(例如，交通灯)之间交换信息(例如，通过车辆间通信以及车辆与基础设施间通信)。替代地或另外地，可通过与固定的信息系统通信来以预测的方式检测路线限制信息，该固定的信息系统可提供关于各个机动车辆的运动的数据。雷达传感器、LIDAR传感器或其他类似的距离传感器可另外地或替代地提供关于与障碍物或前方行驶的机动车辆的距离的数据，在路段的计算中可将这些数据考虑在内。根据一些实施例，在任何时候，可将允许以恒定的设定点速度驾驶的以预测的方式确定的路段与预定路线(也被称为“基准路线”，其中，在该路段上，高于当前加速度的加速度导致较低的平均燃料消耗)进行比较。如果以预测的方式确定的路段比该基准路线长，则可确定比当前加速度高的设定点加速度。这可被呈现给驾驶员，以改善节约燃料的驾驶策略。也可贯穿整个行程并在整个路段中执行这种比较，以产生不断更新的最佳的驾驶风格。如果在路段的行程中由于(例如)检测到前方车辆行驶相对缓慢而使路段的长度发生变化，则在这种情况下也可指定尽可能高能效的驾驶策略。可通过设定点速度、当前的加速度和速度、(在一些实施例中还通过)进一步的数据来确定路线限制，所述进一步的数据描述由可被实现为例如函数、特性图或计算机辅助模型的预定依赖关系所确定的机动车辆的状态。可预先确定基准路线“X”，针对基准路线“X”，从当前加速度开始的更高的加速度导致低的燃料消耗。基准路线“X”可通过(例如)类型相关的标定被确定并可作为当前的速度和加速度(从数据总线5得到，框104)以及设定点速度(框100)的函数被存储在控制单元中。当然，也可使用其他参数。例如，基于以恒定的设定点速度行驶的距离(框116)， 可确定预计将以设定点速度行驶的路线比基准路线长(框114)。在这样的情况下，相对高的加速度会对节约燃料的驾驶风格有利。在加速度较高的情况下，可通过相对长的路线(由于更加快速地达到设定点速度而可以以恒定的速度行驶通过该相对长的路线)来补偿相对高的燃料消耗。如果由此可用的路段足够长，则由于选择了较高的加速度(框118)这一事实而可使平均燃料消耗降低。 此外，较长路线上的高的加速度(框118)可使得车辆能够更加快速地达到设定点速度。因此，可以以节约燃料的方式使车辆以恒定的速度行驶较长的距离。在一些实施例中，除确定最佳加速度(例如，低的加速度或高的加速度(框120)) 之外，还可确定加速情况下的最佳换档时机以及各自的最佳传动比(框12幻。设定点加速度推荐以及推荐的档位(gear speed)和推荐的换档时机可通过界面3被传达给驾驶员。这样的界面3可以是视觉和/或听觉界面。另外地或替代地，例如可通过影响加速踏板来以触觉的方式传达该信息。例如，如果设定点加速度高于当前加速度，则确定设定点加速度并可将其呈现给驾驶员。此外，有利地确定依照高能效标准最为有利的档位选择或传动比，并且还可将档位选择或传动比呈现给驾驶员。在加速过程中，依照高能效标准最为有利的换档时机也可被显示给驾驶员。如果设定点加速度不比当前加速度高，则依照高能效标准可能是最佳的相对低的加速度推荐可通过界面3被呈现给驾驶员(框11幻。在这种相对低的加速度推荐中，在各个路段上不一定总须达到设定点速度(尤其是在具有恒定的设定点速度的路段相对短的情况下)。可通过系统来提供所述推荐之处的客户端可留给驾驶员选择(即，基于驾驶员的偏好)。无论如何，能量最优的加速度可防止对于各自的情形不适宜的驾驶风格。如果实际可用的速度恒定的路段不比预定的基准路线“X”长(框114)，则可提供较低的加速度(框11幻。为此，可被确定的设定点速度(框100)可与由机动车辆的数据总线5提供的当前的速度值(框104)进行比较。基于这种比较，可确定速度差(框106)。 该较低的加速度可基于该速度差并基于达到设定点速度仍然可用的距离(框110)来确定。 这样的确定还可包括确定距加速启动点的距离(框108)。由于加速度较低，因此可以以节约燃料的方式达到设定点速度。这并不是路段特别短的情况。这里，在不可能由相应的具有勻速的长路段来补偿高的加速度的情况下，该加速度会导致燃料消耗增力卩。尽管如此，较低的加速度仍可被呈现给驾驶员。此外，可确定最佳传动比，在加速的情况下可确定最佳换档时机并将其呈现给驾驶员。在一些实施例中，在确定设定点加速度的过程中，在将路段与预定的基准路线进行比较时，可考虑与当前路段毗邻的下一路段。因此，可考虑在毗邻路段上的驾驶速度是否可比在当前路段上的驾驶速度高或者低，以进一步确定最优的节约燃料的驾驶风格。根据另外的实施例，可使用行驶通过各个路段必需的时间作为进一步的优化标准。在一些实施例中，可对优化标准进行加权，这样，驾驶风格的确定可以是相应的加权结果。可由驾驶员来设置权重。作为这样的加权过程的示例，可限定节能的驾驶风格是否将独立于行驶时间而被确定或者燃料消耗优化是否将基于行驶时间的最小化而进行。如图2的上部中所示，可通过由曲线201所表示的高的加速度(例如)在较短的行驶距离之后快速地达到给定的设定点速度，或者可通过根据曲线202的低的加速度(例如)在较长的行驶距离之后达到给定的设定点速度。在图2的下部中示出的瞬时燃料消耗示出了在高的加速度的情况下(曲线20 出现较高的燃料消耗，但出现较高的燃料消耗的距离比在相对低的加速度的情况下(曲线204)出现较高的燃料消耗的距离短。在应用给定的设定点速度的整个路段上的平均燃料消耗在使用高的加速度时(直线20 可比在使用低的加速度的情况下(直线206)低。在图3中示出了来自图2的细节。如果设定点速度可被保持的路段短，则在高的加速度的情况下(图3的上部中的曲线201')的燃料消耗(图3的下部中的直线203') 可比当加速度较低时(曲线202'示出了较低的加速度，直线204'示出了较低的燃料消耗)的燃料消耗高，因此在高的加速度的情况下的平均燃料消耗可比当加速度较低时的平均燃料消耗高。因此，如图2和图3所示，如果可用于设定点速度的距离长，则就燃料方面而言，高的加速度总体上更为经济；否则，低的加速度是有利的。根据图4和图5，就燃料方面而言，哪种加速度总体上更为经济还可取决于速度。 在高的设定点速度(例如但不限于120km/h或者其他速度，参见图4)的情况下，即使在设定点速度恒定的长路段的情况下，与在低的加速度的情况下(曲线208示出了低的加速度， 曲线210示出了低的燃料消耗，直线212示出了较低的平均燃料消耗)相比，仍有可能的是，在高的加速度的情况下(图4的上部中的曲线207)不仅瞬时燃料消耗(图4的下部中的曲线209)可能较高而且平均燃料消耗(直线211)可能也较高。这与在高速条件下恒定的速度也会导致相对高的燃料消耗这一事实相关联。根据图5，在低速(例如但不限于，大约60km/h)条件下或者在处于最佳燃料消耗的区域中的速度条件下，具有低的加速度(曲线214)的平均燃料消耗(直线218)以及瞬时燃料消耗(直线216)显著高于针对较高的加速度(曲线213)的平均燃料消耗(直线217)以及瞬时燃料消耗(直线215)。
尽管以上描述了示例性实施例，但是这些实施例并不意在描述本发明的所有可能的形式。而是，在说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，并且应该理解的是， 在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种改变。另外，实现的各实施例的特征可被结合以形成本发明的进一步的实施例。
权利要求
1.一种用于在车辆中推荐节约燃料的驾驶风格的方法，该方法包括 在车辆计算系统接收限定一条或多条路线的输入；在车辆计算系统接收关于所述一条或多条路线的路线轮廓信息；基于所述路线轮廓信息识别路线中的车辆能够以恒定的速度行驶的一个或多个部分；确定所述恒定的速度；确定为了沿着所述路线达到所述恒定的速度而将由车辆驾驶员执行的一个或多个加速或减速行为，以相对于车辆的当前速度使车辆的能耗降低； 在车辆中呈现所述一个或多个加速或减速行为。
2.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括存储预定的基准路线，针对所述基准路线，比当前加速度高的加速度导致燃料消耗降低；在路线中的已识别的一个或多个部分与所述基准路线之间执行比较，以确定已识别的部分的长度；基于得自于所述比较的已识别的部分的长度确定所述一个或多个加速或减速行为。
3.如权利要求2所述的方法，所述方法还包括 当将所述一个或多个部分识别为比所述基准路线短时， 确定当前速度与所述恒定的速度之间的速度差；确定达到所述恒定的速度需要的距离；基于所述速度差和所述距离确定沿着所述较短的部分达到所述恒定的速度的加速或减速行为。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述加速或减速行为通过视觉客户端、听觉客户端或触觉客户端中的至少一种被呈现。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述客户端基于驾驶员的偏好。
6.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括 接收行驶所述路线的行驶时间；基于所述行驶时间来确定所述一个或多个加速或减速行为。
7.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括 接收路线中的已识别的一个或多个部分的长度；基于路线中的已识别的一个或多个部分的长度确定所述一个或多个加速或减速行为。
8.一种用于在车辆中推荐节约燃料的驾驶风格的系统，该系统包括 至少一个车辆计算系统，被构造成接收限定一条或多条路线的输入；接收关于所述一条或多条路线的路线轮廓信息；基于所述路线轮廓信息识别路线中的车辆能够以恒定的速度行驶的一个或多个部分；确定所述恒定的速度；确定为了沿着所述路线达到所述恒定的速度而将由车辆驾驶员执行的一个或多个加速或减速行为，以相对于车辆的当前速度实现车辆的高效能耗；在车辆中呈现所述一个或多个加速或减速行为。
9.如权利要求8所述的系统，其中，所述至少一个车辆计算系统还被构造成基于加速行为确定一个或多个档位。
10.如权利要求9所述的系统，其中，所述至少一个车辆计算系统还被构造成确定一个或多个换档时机。
11.如权利要求8所述的系统，其中，所述路线包括与当前正在行驶的路线毗邻的路线。
12.如权利要求8所述的系统，其中，所述至少一个车辆计算系统还被构造成 接收干扰所述恒定的速度的路线限制信息；基于所述路线限制信息确定所述加速或减速行为。
13.如权利要求12所述的系统，其中，所述路线限制信息包括交通流、交通灯、弯道和路线优先通行规则中的至少一种。
14.如权利要求8所述的系统，其中，所述路线轮廓信息包括海拔信息。
15.如权利要求8所述的系统，其中，所述至少一个车辆计算系统还被构造成存储预定的基准路线，针对所述基准路线，比当前的加速度高的加速度导致燃料消耗降低；在路线中的已识别的一个或多个部分与所述基准路线之间执行比较，以确定已识别的部分的长度；基于得自于所述比较的已识别的部分的长度确定所述一个或多个加速或减速行为。
16.如权利要求15所述的系统，其中，所述至少一个车辆计算系统还被构造成如果所述路线的已识别的部分比所述基准路线长，则确定比当前加速度高的加速度。
17.如权利要求15所述的系统，其中，所述至少一个车辆计算系统还被构造成如果所述路线的已识别的部分比所述基准路线短，则确定比当前加速度低的加速度。
18.一种设备，该设备被构造成 接收限定路线的输入；接收关于所述路线的路线轮廓信息；基于所述路线轮廓信息识别路线中的车辆能够以恒定的速度行驶的部分； 确定所述恒定的速度；确定用于达到所述恒定的速度的加速或减速行为，以使车辆相对于当前速度实现高效能耗；呈现所述加速或减速行为。
19.如权利要求18所述的设备，所述设备还被构造成存储预定的基准路线，针对所述基准路线，比当前的加速度高的加速度导致燃料消耗降低；在路线的已识别的部分与所述基准路线之间执行比较，以确定已识别的部分的长度； 基于得自于所述比较的已识别的部分的长度确定所述加速或减速行为。
20.如权利要求19所述的设备，所述设备还被构造成在所述路线的已识别的部分比所述基准路线长的情况下确定比当前加速度高的加速度。
全文摘要
各实施例涉及一种用于在车辆中推荐节约燃料的驾驶风格的方法、系统和设备。可确定允许以恒定的速度驾驶的路段。此外，可确定所述恒定的速度。可确定用于达到所述恒定的速度的加速度或减速度。可将所述加速度或减速度显示给驾驶员。
文档编号B60W50/08GK102310859SQ201110138319
公开日2012年1月11日 申请日期2011年5月23日 优先权日2010年5月28日
发明者克利斯汀·雷斯, 克里斯托弗·阿恩德特, 妮可·尼欧娜达·威赫明娜·艾克兰伯格, 阿里亚·伊特麦德 申请人:福特全球技术公司