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Diese Erfindung betrifft Straßenfahrzeuge und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbessern des Betriebs eines Straßenfahrzeugs.
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Es ist wohlbekannt, dass verschiedene Aspekte des Betriebs eines Straßenfahrzeugs verbessert werden können, falls der künftige Betrieb des Fahrzeugs bekannt ist. Beispielsweise können im Fall eines Hybridfahrzeugs die wirksame Verwendung und das Laden einer elektrischen Stromversorgung verbessert werden, falls der künftige Betrieb des Fahrzeugs bekannt ist. Im Fall eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor kann die Regeneration oder Entschwefelung von Nachbehandlungsvorrichtungen oder das Hinzufügen von Reduktionsmitteln zu einem Abgasstrom wirksamer ausgeführt werden, wenn das Fahrzeug in einer bestimmten Weise betrieben wird, und durch die Verwendung von Wissen über den künftigen Betrieb des Fahrzeugs können diese Aktivitäten geplant werden, so dass sie in einem optimalen Zeitraum auftreten, oder wenn erwartet wird, dass der Motor des Fahrzeugs in einer bestimmten Weise arbeitet.
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Es wurde beispielsweise in
US-Patent 7 685 813 vorgeschlagen, die künftige Verwendung eines Fahrzeugs durch die Verwendung eines Navigationssystems vorherzusagen. Das Navigationssystem in der Art eines GPS-Systems wird verwendet, um den künftigen Weg vorherzusagen, anhand dessen die erwartete Verwendung des Fahrzeugs, während es entlang diesem Weg fährt, abgeleitet werden kann.
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Mit der Verwendung eines Navigationssystems zum Vorhersagen der künftigen Verwendung oder des künftigen Betriebs eines Fahrzeugs ist eine Anzahl von Nachteilen verbunden. Erstens sind nicht alle Fahrzeuge mit einem solchen Navigationsgerät ausgestattet, und ein solches Verfahren könnte daher nicht auf ein solches Fahrzeug angewendet werden. Zweitens ist, falls eine Geländekartierung erforderlich ist, um den künftigen Betrieb des Fahrzeugs vorherzusagen, diese gegenwärtig nicht in allen Ländern verfügbar. Drittens muss bei Verwendung eines Navigationssystems das Endziel des Fahrzeugs bekannt sein, falls ein gesamter Weg an Stelle der nächsten paar Minuten des Betriebs vorherzusagen ist. Falls der Weg, dem zu folgen ist, jedoch ein Weg ist, der dem Fahrer wohlbekannt ist, gibt der Fahrer das Ziel häufig nicht im Navigationssystem ein und sieht dies als eine unnötige Unannehmlichkeit an, falls er dies für jede ausgeführte Fahrt machen muss. Falls das Endziel einem Navigationssystem nicht bekannt ist, kann das System nicht den künftigen Betrieb des Fahrzeugs für die gesamte Fahrt nur für einen kleinen Teil der Fahrt in der Umgebung, wo es sich gegenwärtig befindet, vorhersagen.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Vorhersagen des künftigen Betriebs eines Fahrzeugs für den aktuellen Fahrzyklus bereitzustellen, das keinen Benutzereingriff erfordert und kostenwirksam zu implementieren ist.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist Folgendes vorgesehen: ein Verfahren zum Vorhersagen des künftigen Betriebs eines Fahrzeugs, welches folgende Schritte aufweist: Identifizieren eines Benutzers des Fahrzeugs, Überwachen des Betriebs des Fahrzeugs für jede vom Benutzer ausgeführte Fahrt, Speichern anhand der Überwachung für diesen Benutzer gesammelter Daten, Einrichten üblicher Betriebsmuster anhand der gespeicherten Daten für diesen Benutzer und Vergleichen eines aktuellen Betriebsmusters mit den gespeicherten üblichen Betriebsmustern für diesen Benutzer und, falls das aktuelle Betriebsmuster mit einem bestimmten der gespeicherten üblichen Betriebsmuster für diesen Benutzer übereinstimmt, Verwenden des bestimmten der gespeicherten üblichen Betriebsmuster für diesen Benutzer für die Vorhersage des künftigen Betriebs des Fahrzeugs während der aktuellen Fahrt und Verwenden des vorhergesagten künftigen Betriebs des Fahrzeugs während der aktuellen Fahrt, um wenigstens eines vom Laden einer Batterie des Fahrzeugs, von der Zufuhr von Reduktionsmittel zu einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung des Fahrzeugs und von der Steuerung eines Motors des Fahrzeugs für den Zweck des Regenerierens einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung des Fahrzeugs zu verbessern.
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Das Überwachen des Betriebs des Fahrzeugs für jede vom Benutzer ausgeführte Fahrt kann das Überwachen einer Anzahl charakteristischer Parameter entweder hinsichtlich der Zeit oder der während der Dauer der Fahrt gefahrenen Strecke umfassen.
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Die charakteristischen Parameter können charakteristische Fahrzeugparameter sein.
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Alternativ können die charakteristischen Parameter charakteristische Benutzerparameter sein.
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Die charakteristischen Parameter können eine Kombination charakteristischer Fahrzeugparameter und charakteristischer Benutzerparameter sein.
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Die charakteristischen Fahrzeugparameter können die Motorgeschwindigkeit, die Fahrzeuggeschwindigkeit und das Motordrehmoment umfassen.
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Die charakteristischen Benutzerparameter können aus der Gaspedalposition, der Änderungsrate der Gaspedalposition, der Bremspedalposition, der Gangwählerposition, der Lenkraddrehposition, der Änderungsrate der Lenkraddrehposition und der Kupplungspedalposition ausgewählt werden.
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Das Einrichten üblicher Betriebsmuster kann Folgendes umfassen: Vergleichen wenigstens zweier charakteristischer Betriebsparameter mit zuvor gespeicherten Betriebsmustern für die gleichen Parameter, um zu bestimmen, ob es zwischen den verschiedenen Mustern eine Übereinstimmung gibt, und, falls es zwischen mehreren gespeicherten Betriebsmustern eine Übereinstimmung gibt, Speichern der Eigenschaften des Betriebsmusters als ein übliches Betriebsmuster.
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Die Identität eines Benutzers kann unter Verwendung wenigstens eines von einem in einem Schlüsselanhänger gespeicherten Code, einer Angabe der Position eines Sitzes für den Fahrer des Fahrzeugs, einer Angabe der vom Fahrer ausgewählten Radiostation, der Position eines Außenspiegels und dem Gewicht des Fahrers festgestellt werden.
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Das Vergleichen eines aktuellen Betriebsmusters mit den gespeicherten üblichen Betriebsmustern kann Folgendes umfassen: Vergleichen wenigstens zweier charakteristischer Betriebsparameter mit den gespeicherten üblichen Betriebsmustern für die gleichen Parameter und, falls es eine Übereinstimmung zwischen dem aktuellen Betriebsmuster und einem der gespeicherten üblichen Betriebsmuster gibt, Verwenden des jeweiligen üblichen Betriebsmusters, um den künftigen Betrieb des Fahrzeugs für die aktuelle Fahrt vorherzusagen.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist Folgendes vorgesehen: ein Fahrzeug mit einem elektronischen Verarbeitungssystem zum Bereitstellen einer Vorhersage des künftigen Betriebs des Fahrzeugs für eine aktuelle Fahrt, wobei das elektronische Verarbeitungssystem in der Lage ist, Folgendes auszuführen: Identifizieren eines Benutzers des Fahrzeugs, Überwachen des Betriebs des Fahrzeugs für jede vom Benutzer ausgeführte Fahrt, Speichern anhand der Überwachung für diesen Benutzer gesammelter Daten in einem Speicher, Einrichten üblicher Betriebsmuster anhand der gespeicherten Daten für diesen Benutzer und Vergleichen eines aktuellen Betriebsmusters mit den gespeicherten üblichen Betriebsmustern für diesen Benutzer, wobei, falls das aktuelle Betriebsmuster mit einem bestimmten der gespeicherten üblichen Betriebsmuster für diesen Benutzer übereinstimmt, das elektronische Verarbeitungssystem ferner in der Lage ist, das bestimmte der gespeicherten üblichen Betriebsmuster zu verwenden, um den künftigen Betrieb des Fahrzeugs während der aktuellen Fahrt vorherzusagen und den vorhergesagten künftigen Betrieb des Fahrzeugs während der aktuellen Fahrt zu verwenden, um wenigstens eines vom Laden einer Batterie des Fahrzeugs, von der Zufuhr von Reduktionsmittel zu einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung des Fahrzeugs und von der Steuerung eines Motors des Fahrzeugs für den Zweck des Regenerierens einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung des Fahrzeugs zu verbessern.
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Das elektronische Verarbeitungssystem kann in der Lage sein, die Identität eines Benutzers unter Verwendung wenigstens eines von einem in einem Schlüsselanhänger gespeicherten Code, einer Angabe der Position eines Sitzes für den Fahrer des Fahrzeugs, einer Angabe der vom Fahrer ausgewählten Radiostation, der Position eines Außenspiegels und dem Gewicht des Fahrers festzustellen.
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Die Erfindung wird nun beispielhaft mit Bezug auf die anliegende Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
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1 ein Flussdiagramm einer hohen Ebene eines Verfahrens zum Vorhersagen der künftigen Verwendung eines Fahrzeugs gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung,
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die 2a und 2b ein Flussdiagramm einer als Beispiel dienenden Verwendung eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, das auf ein Fahrzeug mit mehreren bekannten Benutzern angewendet wird, und
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3 ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs mit einem System zum Vorhersagen des künftigen Betriebs des Fahrzeugs gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung.
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1 zeigt ein Verfahren zur Vorhersage des künftigen Betriebs eines Fahrzeugs in der Art des in 3 dargestellten Fahrzeugs 1.
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Das Verfahren beginnt in Kästchen 10 und wird dann in Kästchen 15 fortgesetzt, wo der Betrieb des Fahrzeugs für jede Fahrt, die von einem Benutzer des Fahrzeugs ausgeführt wird, überwacht wird. Die verschiedenen überwachten Parameter sind jene, die nützlich sind, um zu erkennen, dass einem bestimmten Weg gefolgt wird, und um es festzustellen, wenn eine Optimierung des Betriebs des Fahrzeugs an einem späteren Punkt bei der aktuellen Fahrt vorgenommen werden kann.
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Eine Fahrt bedeutet hier einen einzigen Fahrzyklus. Ein Fahrzyklus kann einen Zeitraum umfassen, der mit einem Schlüsseleinschaltereignis beginnt und mit einem Schlüsselausschaltereignis endet oder beginnt, wenn sich das Fahrzeug nach einem Schlüsseleinschaltereignis in Vorwärtsrichtung bewegt, und endet, wenn das Fahrzeug nach einem Schlüsselausschaltereignis hält.
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Die überwachten Parameter können folgendermaßen unterteilt werden:
- a/ Fahrzeugparameter, wie beispielsweise und ohne Einschränkung die Motorgeschwindigkeit, die Fahrzeuggeschwindigkeit, das Motordrehmoment, das Gangverhältnis und
- b/ Benutzereingabeparameter, wie beispielsweise und ohne Einschränkung die Gaspedalposition, die Gaspedaländerungsrate, die Bremspedalposition, die Gangwählerposition, die Lenkraddrehposition, die Lenkradpositionsratenänderung.
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Auf diese Parameter wird entweder hinsichtlich einer Zeitleiste für eine Fahrt in der Art der Zeit, die seit einem Schlüsseleinschaltereignis verstrichen ist, der Zeit, die verstrichen ist, seit festgestellt wurde, dass nach einem Schlüsseleinschaltereignis eine anfängliche Bewegung des Fahrzeugs aufgetreten ist, oder hinsichtlich einer gefahrenen Strecke in der Art der vom Fahrzeug nach einem Schlüsseleinschaltereignis gefahrenen Strecke Bezug genommen.
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Von Kästchen 15 wird das Verfahren in Kästchen 20 fortgesetzt, wo die anhand der Überwachung gesammelten Informationen in einem Speicher gespeichert werden. Es sei bemerkt, dass die Informationen in Echtzeit gespeichert werden und die Vorgänge, auf die in den Kästchen 15 und 20 Bezug genommen wird, daher gleichzeitig ablaufen. Es sei angemerkt, dass die durch die Überwachung gesammelten Informationen als eine kontinuierliche Aufzeichnung des Parameters während des gesamten Fahrzyklus gespeichert werden könnten oder dass Momentaufnahmen der gespeicherten Parameter gespeichert werden könnten, wenn ein vordefiniertes Schlüsselereignis auftritt. Beispielsweise und ohne Einschränkung könnten immer dann, wenn ein Gangwechsel auftritt, alle Parameter während eines vordefinierten Zeitraums nach dem Gangwechsel aufgezeichnet werden.
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Das Verfahren wird von Kästchen 20 in Kästchen 25 fortgesetzt, wo ”übliche Muster” des Fahrzeugbetriebs festgelegt werden. Die meisten Fahrer haben eine Anzahl von Wegen, denen sie am häufigsten folgen, und diese Wege werden hier als ”übliche Wege” bezeichnet. Beispielsweise und ohne Einschränkung sind dies der Weg vom Heim zur Arbeit, der Weg von der Arbeit zum Heim, der Weg vom Heim zu einem Supermarkt, der Weg vom Heim zur Schule eines Kindes, der Weg vom Heim zu einer Sporteinrichtung in der Art eines Sportstudios, eines Schwimmbads, eines Golfclubs, eines Fußballclubs und viele andere Wege, denen regelmäßig gefolgt wird.
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Wenn entlang einem solchen üblichen Weg gefahren wird, funktioniert das Fahrzeug, jedes Mal wenn es dem Weg folgt, in ähnlicher Weise, und es ergibt sich ein charakteristisches Fahrzeugverhalten, das, wenn es aufgezeichnet und erkannt wird, verwendet werden kann, um den künftigen Betrieb des Fahrzeugs vorherzusagen.
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Beispielsweise und ohne Einschränkung wird, falls sich das Fahrzeug auf dem Weg zur Arbeit nach etwa zwei Minuten vom anfänglichen Losfahren aus der Ruhe, gefolgt von einer Beschleunigung auf einer Schnellstraße einem Kreisel (einer Drehkreuzung) gegenübersieht, die sich ergebende Kombination des Fahrzeugparameters und des Benutzerparameters verwendet, um den Weg zu identifizieren, dem das Fahrzeug gegenwärtig folgt.
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Daher kann durch Analysieren der gespeicherten Daten von vorhergehenden Fahrten eine Bibliothek üblicher Wege aufgebaut werden. Beispielsweise und ohne Einschränkung kann ein Weg als ein üblicher Weg klassifiziert werden, falls charakteristische Betriebsmerkmale eines Wegs in einem vordefinierten Zeitraum mehr als mit einer vordefinierten Häufigkeit auftreten. Falls beispielsweise die zuvor erwähnte Kombination von Fahrzeug- und Fahrereingabeparametern fünf Mal über einen Zeitraum von vier Wochen oder fünf Mal in 20 Fahrzyklen auftritt, wird dieses bestimmte Parametermuster als ein üblicher Weg gespeichert. Andernfalls wird es für eine künftige Bezugnahme aufrechterhalten, weil sich daraus ein üblicher Weg ergeben kann, wenn der nächste Fahrzyklus geschieht.
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Alternativ wird, wenn ein Weg wenigstens einmal gefahren wird, dieser zur Bibliothek üblicher Wege hinzugefügt, und wird die Bibliothek üblicher Wege auf der Grundlage ihrer Verwendungshäufigkeit sortiert, wobei Wege, die in einem vordefinierten Zeitraum nicht wiederholt werden, gelöscht werden.
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Von Kästchen 25 wird das Verfahren in Kästchen 30 fortgesetzt, wo der Weg, entlang dem gegenwärtig gefahren wird, mit den in der Bibliothek gespeicherten üblichen Wegen verglichen wird, und falls herausgefunden wird, dass eine oder mehrere charakteristische Kombinationen von Parametern, die im aktuellen Fahrzyklus aufgetreten sind, in einem der üblichen Wege vorhanden sind, wird angenommen, dass das Fahrzeug diesem bestimmten üblichen Weg folgt, und das Verfahren wird in Kästchen 40 fortgesetzt, wo der gespeicherte übliche Weg verwendet wird, um den künftigen Betrieb des Fahrzeugs vorherzusagen. Falls beispielsweise eine Minute seit dem anfänglichen Losfahren nach einem Schlüsseleinschaltereignis oder 0,5 km vom Ursprung der Bewegung in Kästchen 30 für die aktuelle Fahrt festgestellt wurde, dass das Fahrzeug einem bestimmten der gespeicherten üblichen Wege folgt, kann in Kästchen 40 eine Vorhersage für den künftigen Fahrzeugbetrieb für den restlichen Teil des Wegs gemacht werden.
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Diese Informationen können dann verwendet werden, um den Betrieb des Fahrzeugs für den Rest des aktuellen Fahrzyklus oder für einen kurzen vordefinierten Zeitraum nach dem aktuellen Zeitpunkt abhängig vom Betrieb des Fahrzeugs, das zu verbessern ist, zu verbessern. Falls der Fahrzeugbetrieb, der zu verbessern ist, beispielsweise das Laden der Batterie ist, kann vorhergesagt werden, dass wahrscheinlich in einer Zeit von ”X” Minuten ein Motorüberlaufereignis auftritt und es daher nicht erforderlich ist, den Motor zum Laden einer Batterie des Fahrzeugs zu verwenden, weil die Batterie nun während des Überlaufereignisses geladen werden kann, wodurch Kraftstoff gespart wird. Im Fall einer Emissionssteuervorrichtung kann vorhergesagt werden, dass die folgenden zwei Minuten eine gute Zeit wären, um Reduktionsmittel hinzuzufügen oder eine Nachbehandlungsvorrichtung zu regenerieren.
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Es sei angemerkt, dass, wenn das Fahrzeug 1 vom üblichen Weg abweicht, die Verwendung der künftigen Vorhersage, die in Kästchen 50 bereitgestellt wird, nicht möglich ist, so dass die Regeneration in einer anderen Weise gesteuert werden muss. In einem solchen Fall könnte das Verfahren von Kästchen 50 zu Kästchen 38 springen.
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Normalerweise wird das Verfahren jedoch von Kästchen 50 in Kästchen 99 fortgesetzt, wo es endet, wenn ein Schlüsselausschaltereignis auftritt.
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Unter Rückbezug auf Kästchen 30 sei angemerkt, dass, falls das aktuelle Betriebsmuster nicht mit einem der gespeicherten üblichen Wege übereinstimmt, das Verfahren zu Kästchen 35 verzweigt, wo Betriebseigenschaften für den aktuellen Weg gespeichert werden. Es sei angemerkt, dass die üblichen Wege nur durch die Verwendung des Fahrzeugs definiert werden können und dass, wenn das Fahrzeug neu ist, keine üblichen Wege vorhanden sind, und wenn das Fahrzeug auf einen neuen Eigentümer übertragen wird, die üblichen Wege nicht mehr gültig sind. Daher wird während des Zeitraums, in dem übliche Wege definiert werden, und während aller Verwendungen des Fahrzeugs jeder Weg gespeichert und analysiert, um festzustellen, ob er als ein üblicher Weg definiert werden kann.
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Von Kästchen 35 aus wird das Verfahren in Kästchen 38 fortgesetzt, wo ein alternatives Verfahren zum Steuern des Fahrzeugs während des aktuellen Fahrzyklus verwendet werden muss, weil keine Vorhersage des künftigen Betriebs verfügbar ist, wenngleich erwartete Wege auf der Grundlage von Standarddaten verwendet werden könnten. Das Fahrzeug muss jedoch ohne den Vorteil einer tatsächlichen Vorhersage des künftigen Betriebs des Fahrzeugs für die aktuelle Fahrt betrieben werden.
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Wie zuvor endet das Verfahren in Kästchen 99, wenn ein Schlüsselausschaltereignis auftritt.
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Es sei angemerkt, dass die Parameter, die verwendet werden, um zu identifizieren, ob ein Fahrzeug einem üblichen Weg folgt, und daher die Parameter, die verwendet werden, um die Eigenschaften des üblichen Wegs zu definieren, nicht die gleichen sein müssen wie die Parameter, deren Kenntnis erforderlich ist, um eine bestimmte Funktion des Fahrzeugs zu verbessern. Beispielsweise könnte ein Vergleich zwischen der Lenkradposition und der Zeit oder der gefahrenen Strecke und zwischen dem Gangverhältnis und der Zeit oder der gefahrenen Strecke verwendet werden, um eine Korrelation zwischen einem aktuellen Weg und einem der gespeicherten üblichen Wege herzustellen, die Informationen, die in der Zukunft erforderlich sind, könnten jedoch die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Gaspedalposition sein, die auch gespeichert sind, jedoch nicht verwendet werden, um festzustellen, ob der aktuelle Weg ein üblicher Weg ist. Beispielsweise und ohne Einschränkung kann durch die Verwendung der Lenkradposition und des Gangverhältnisses festgestellt werden, dass sich das Fahrzeug gegenwärtig auf einem üblichen Weg befindet, und wo auf dem üblichen Weg sich das Fahrzeug befindet. Unter Verwendung dieser Informationen können die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Gaspedalposition für den vorhergesagten künftigen Betrieb des Fahrzeugs für die aktuelle Fahrt analysiert werden, um einen Zeitpunkt oder einen Abstand vom Ursprung der Fahrt zu lokalisieren, wo erwartet wird, dass das Fahrzeug während eines erheblichen Zeitraums verzögert, während das Gaspedal nicht angewendet wird, um sie bei der Planung für das Wiederaufladen einer Batterie des Fahrzeugs durch Umwandeln der kinetischen Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie zu verwenden.
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Ein Verfahren, bei dem gespeicherte übliche Wege für das Vorhersagen des künftigen Betriebs eines Fahrzeugs verwendet werden, wird nachstehend als Üblicher-Weg-Vorhersage-Verfahren (”Common Route Predictor Method” – CRPM) bezeichnet.
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Die 2a und 2b zeigen eine spezifische Ausführungsform der Verwendung eines CRPM, das auf das in 3 dargestellte Fahrzeug 1 angewendet wird.
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Das Fahrzeug 1 umfasst einen Motor ”E”, ein Abgasnachbehandlungssystem ”ATS” für den Motor E, ein Batteriesystem ”BS”, ein elektronisches Verarbeitungssystem (EPS) 2, eine Fahrzeugüberwachungseinrichtung 3, um dem EPS 2 Informationen in Bezug auf eine Anzahl von Fahrzeugparametern (V1–Vn) bereitzustellen, wie beispielsweise und ohne Einschränkung die Motorgeschwindigkeit, die Fahrzeuggeschwindigkeit, das Motordrehmoment, das Gangverhältnis, und eine Benutzerüberwachungseinrichtung 4, um dem EPS 2 Informationen in Bezug auf eine Anzahl von Benutzerparametern (U1–Un) bereitzustellen, wie beispielsweise und ohne Einschränkung die Gaspedalposition, die Gaspedaländerungsrate, die Bremspedalposition, die Gangwählerposition, die Lenkraddrehposition und die Lenkradänderungsrate.
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Die Fahrzeugüberwachungseinrichtung 3 und die Benutzerüberwachungseinrichtung 4 verwenden Eingaben von Sensoren, die an einem modernen Fahrzeug häufig bereits vorhanden sind, um den Motor E des Fahrzeugs 1 wirksam zu betreiben, Abgasemissionen vom Motor E des Fahrzeugs 1 zu steuern oder den Motor E des Fahrzeugs 1 automatisch anzuhalten und anzulassen. Beispielsweise und ohne Einschränkung können im Fall der Fahrzeugparameter diese unter Verwendung eines Motorgeschwindigkeitssensors, eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors, eines das angeforderte Drehmoment angebenden Sensors, eines Massenluftflusssensors oder anderer vergleichbarer Sensoren, die verwendet werden, um Signale bereitzustellen, welche den dynamischen Zustand des Fahrzeugs oder von Betriebsteilen des Fahrzeugs in der Art des Motors und des Getriebes angeben, überwacht werden. Im Fall der Benutzerparameter können diese unter Verwendung eines Gaspedalsensors, eines Bremspedalsensors, eines Kupplungspedalsensors, eines Gangwählersensors, eines Lenkraddrehpositionssensors und anderer vergleichbarer Sensoren überwacht werden, die verwendet werden, um Fahrereingaben angebende Signale bereitzustellen.
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Es sei angemerkt, dass die eigentlichen Sensoren, die verwendet werden, von der spezifischen Konstruktion des verwendeten Fahrzeugs abhängen, und dass es nicht erforderlich ist, dass alle vorstehend erwähnten Sensoren verwendet werden. Ferner könnten gemäß einigen Ausführungsformen weitere Sensoren, die vorstehend nicht erwähnt wurden, alternativ oder zusätzlich verwendet werden.
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Das EPS 2 weist eine Anzahl von Speichern ”M1”, ”M2”, ”MTemp”, eine Zentralverarbeitungseinheit ”CPU” und einen Zeitgeber ”T” auf. Es sei bemerkt, dass das EPS 2 schematisch dargestellt ist und kein eigentliches elektronisches Verarbeitungssystem repräsentieren soll.
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Der Speicher M1 wird verwendet, um die Muster des Fahrzeugbetriebs für übliche Wege in Zusammenhang mit einem ersten Fahrer zu speichern, und der Speicher M2 wird verwendet, um die Muster des Fahrzeugbetriebs für übliche Wege in Zusammenhang mit einem zweiten Fahrer zu speichern.
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Der Speicher MTemp wird verwendet, um Informationen während eines aktuellen Fahrzyklus zu speichern und auch Betriebsmuster von vorhergehenden Fahrzyklen zu speichern, die bisher nicht als ein üblicher Weg klassifiziert worden sind. Der Speicher MTemp wird periodisch geleert oder von gespeicherten Informationen frei gemacht. Beispielsweise und ohne Einschränkung wird, falls ein Weg nicht innerhalb eines vordefinierten Zeitraums oder einer vordefinierten Anzahl von Fahrzyklen wiederholt wurde, angenommen, dass es unwahrscheinlich ist, dass er zu einem üblichen Weg wird, und braucht daher nicht beibehalten zu werden und wird gelöscht.
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Das EPS 2 ist dafür eingerichtet, den Betrieb eines oder mehrerer Betriebsmerkmale des Fahrzeugs 1 zu verbessern, und wenngleich drei Merkmale F1, F2 und F3 dargestellt sind, ist zu bemerken, dass auch der Betrieb von mehr oder weniger Merkmalen verbessert werden könnte und dass die Erfindung nicht auf die beschriebene Funktion beschränkt ist, die nur als Beispiel bereitgestellt ist.
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Im Fall dieses Beispiels ist die Funktion F1 das Laden einer Batterie, die Teil des Batteriesystems BS ist, ist F2 die Zufuhr von Reduktionsmittel zu einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung, die Teil des Abgasnachbehandlungssystems ATS ist, und ist F3 die Steuerung des Motors E, um die Regeneration einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung zu ermöglichen, die Teil des Abgasnachbehandlungssystems ATS ist. All diesen Funktionen ist gemeinsam, dass es vorteilhaft ist, zu wissen, was die künftige Verwendung des Fahrzeugs 1 im aktuellen Fahrzyklus ist, um zu ermöglichen, dass sie wirksamer oder mit einer geringeren umweltbelastenden Wirkung ausgeführt werden.
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Auf 2a zurück verweisend sei angemerkt, dass das Verfahren in Kästchen 101 mit einem Schlüsseleinschaltereignis beginnt und dann in Kästchen 105 fortgesetzt wird. In diesem Fall wird die Identität des Benutzers des Fahrzeugs 1 durch einen Code festgestellt, der in einem Schlüsselanhänger (nicht dargestellt) mitgeführt wird, welcher verwendet wird, um das Fahrzeug 1 zu entriegeln, so dass die Identität des Benutzers des Fahrzeugs 1 nach dem Entriegeln des Fahrzeugs 1 sofort bekannt ist. Dies braucht jedoch nicht der Fall zu sein, und die Identität des Benutzers könnte auf der Grundlage der Art festgestellt werden, in der verschiedene Operationen vom Benutzer ausgeführt werden oder wie Merkmale des Fahrzeugs für die Verwendung durch den Benutzer festgelegt werden. Beispielsweise und ohne Einschränkung könnten die Position des Fahrersitzes, das Gewicht des Fahrers, die Positionierung eines oder mehrerer Spiegel, die Auswahl einer bestimmten Radiostation, die Art der Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs in der Art einer aggressiven oder allmählichen Beschleunigung oder Verzögerung alle verwendet werden, um bei der Feststellung zu helfen, ob der aktuelle Fahrer ein bekannter Benutzer des Fahrzeugs 1 ist.
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Die Feststellung der Identität eines Benutzer des Fahrzeugs 1 ist nützlich, weil es wahrscheinlich ist, dass verschiedene Benutzer verschiedene übliche Wege verwenden, und auch weil es wahrscheinlich ist, dass zwei Fahrer, welche den gleichen Weg fahren, unterschiedliche Fahrzeugbetriebseigenschaften erzeugen, so dass es einfacher ist, eine Korrelation zwischen einem gegenwärtig gefahrenen Weg und einem gespeicherten üblichen Weg zu erzeugen, falls die Identität des Fahrers bekannt ist. Es sei bemerkt, dass, falls die eigentliche Verwendung des Fahrzeugs verwendet wird, um den Benutzer zu identifizieren, das Kästchen 105 später in der Ereignissequenz positioniert werden müsste, weil es erforderlich sein kann, dass sich das Fahrzeug 1 bewegt, um die Identität des Benutzers festzustellen.
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Auf Kästchen 105 zurück verweisend sei angemerkt, dass, falls die Identität des Benutzers nicht festgestellt werden kann, das Verfahren zu Kästchen 118 und von dort zu Kästchen 155 verzweigt, dessen Beschreibung später behandelt wird, dass das Verfahren jedoch, falls die Identität des Benutzers in Kästchen 105 festgestellt wird, in Kästchen 110 fortgesetzt wird, wo geprüft wird, ob übliche Wege für den aktuellen Benutzer existieren. Falls im jeweiligen Speicher M1, M2 übliche Wege existieren, wird das Verfahren in Kästchen 115 fortgesetzt, falls sie jedoch nicht existieren, verzweigt das Verfahren zu Kästchen 118 und von dort zu Kästchen 155, dessen Beschreibung später behandelt wird.
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In Kästchen 115 wird geprüft, ob sich das Fahrzeug 1 in Vorwärtsrichtung bewegt, und falls dies nicht der Fall ist, verzweigt das Verfahren zurück, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 in Kästchen 115 erneut zu prüfen, und falls sich das Fahrzeug 1 in Vorwärtsrichtung bewegt, wird es von Kästchen 115 in Kästchen 120 fortgesetzt, wo ein Zeitgeber in der Art des Zeitgebers T eingeleitet wird. Das Einleiten des Zeitgebers T bildet den Beginn eines Fahrzyklus, der fortgesetzt wird, bis der Zeitgeber T in Kästchen 145 angehalten wird. Gemäß anderen Ausführungsformen beruhen der Anfangs- und der Endpunkt eines Fahrzyklus auf Schlüsseleinschalt- bzw. Schlüsselausschaltereignissen, und die Strecke, über welche sich das Fahrzeug seit dem Schlüsseleinschaltereignis bewegt hat, wird als Referenzskala verwendet.
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Von Kästchen 120 wird das Verfahren in Kästchen 125 fortgesetzt, wo charakteristische Parameter des Fahrzeugs 1 während der Verwendung überwacht werden. Tatsächlich beginnt die Überwachung der verschiedenen charakteristischen Parameter, die erforderlich sind, um einen üblichen Weg zu bilden oder zu bestimmen, ob das Fahrzeug 1 auf einem üblichen Weg fährt, sobald der Zeitgeber T gestartet wurde.
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Von Kästchen 125, wobei die verschiedenen Parameter nun überwacht und im temporären Speicher MTemp gespeichert werden, wird das Verfahren in Kästchen 130 fortgesetzt, um zu bestimmen, ob der gegenwärtig gefahrene Weg mit einem der gespeicherten üblichen Wege für den aktuellen Benutzer übereinstimmt. In diesem Schritt werden verschiedene charakteristische Parameter mit den gleichen Parametern verglichen, die als Teil des üblichen Wegs für die gleiche verstrichene Zeit oder für die gleiche gefahrene Strecke gespeichert sind. Beispielsweise könnten Fahrzeugparameter in der Art der Motorgeschwindigkeit, der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Motorausgangsdrehmoments oder des Motordrehmomentbedarfs gegen die Zeit verglichen werden, um festzustellen, ob die gleichen Muster im aktuellen Weg und in einem der gespeicherten üblichen Wege für den aktuellen Benutzer existieren.
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Es sei angemerkt, dass Toleranzbänder auf diese Parameter angewendet werden könnten, um kleine Differenzen zwischen den aktuellen Werten und jenen zuzulassen, die als für den üblichen Weg charakteristisch festgehalten werden.
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Alternativ oder zusätzlich zur Verwendung von Fahrzeugparametern könnten auch Benutzerparameter verglichen werden. Beispielsweise könnten Werte des Lenkwinkels und der Gaspedalposition gegenüber der Zeit oder der Gangwählerposition und der Kupplungs- oder Bremspedalposition gegenüber der Zeit verglichen werden.
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Durch die Verwendung einer Kombination sowohl von Fahrzeugparametern als auch von Benutzerparametern wird die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass das Ergebnis eines positiven Vergleichs richtig ist.
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Falls das Ergebnis des Vergleichs in Kästchen 130 angibt, dass keiner der gegenwärtig gespeicherten üblichen Wege mit dem aktuellen Weg vergleichbar ist, verzweigt das Verfahren zu Kästchen 132 und von dort aus zu Kästchen 165, dessen Beschreibung später behandelt wird.
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Falls jedoch ein vergleichbarer üblicher Weg abhängig vom aktuellen Benutzer des Fahrzeugs 1 im Speicher M1 oder M2 gefunden wird, wird das Verfahren in Kästchen 135 fortgesetzt, wo der gespeicherte übliche Weg als eine genaue Vorhersage des künftigen Betriebs des Fahrzeugs 1 für den aktuellen Fahrzyklus angenommen wird.
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Das heißt, dass Werte für verschiedene Fahrzeug- und Benutzerparameter in der Zukunft auf der Grundlage dieser als Teil des üblichen Wegs gespeicherten Werte vorhergesagt werden können und dass diese bei Entscheidungsbildungsprozessen verwendet werden können, die verwendet werden, um den Betrieb der Funktionen F1 bis F3 zu optimieren oder zu verbessern, welche im Fall dieses Beispiels durch die Ausgabe vom EPS 2 beeinflusst werden.
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Es sei angemerkt, dass, falls das Fahrzeug 1 vom üblichen Weg abweicht, die künftige Vorhersage, die in Kästchen 135 bereitgestellt wird, nicht möglich ist, so dass die Regeneration in irgendeiner anderen Weise gesteuert werden muss. In einem solchen Fall könnte das Verfahren von Kästchen 135 zu Kästchen 170 springen oder fortgesetzt werden.
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Normalerweise wird das Verfahren jedoch von Kästchen 135 in Kästchen 140 fortgesetzt, um zu prüfen, ob ein Schlüsselausschaltereignis aufgetreten ist, und das Verfahren kehrt, falls dies nicht der Fall ist, zu Kästchen 135 zurück, um unter Verwendung des gespeicherten üblichen Wegs als eine Vorhersage für künftige Ereignisse fortzusetzen, und dieser Prozess wird fortgesetzt, bis das Fahrzeug 1 das Endziel für den aktuellen Fahrzyklus erreicht hat und ein Schlüsselausschaltereignis auftritt. Daher können Ereignisse, die in der Nähe des Endes eines Fahrzyklus auftreten, ob sie Fahrzeugparameterereignisse oder Benutzerparameterereignisse sind, vorhergesagt werden, sobald in Kästchen 130 bestätigt wurde, dass der aktuelle Weg mit einem spezifischen der gespeicherten üblichen Wege vergleichbar ist.
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Wenn das Ende des aktuellen Fahrzyklus auftritt, wie durch ein Schlüsselausschaltereignis angegeben wird, wird das Verfahren von Kästchen 140 in Kästchen 145 fortgesetzt, und der Zeitgeber T wird angehalten. Alle Daten für den gerade abgeschlossenen Weg werden dann verwendet, um die Üblicher-Weg-Schablone zu verfeinern, so dass kleine Variationen des Auftretens eines aktuellen Ereignisses verglichen mit jenen, deren Auftreten vorhergesagt wird, verwendet werden, um die Üblicher-Weg-Schablone einzustellen, beispielsweise durch Ändern der Toleranzen, die für das Finden eines positiven Vergleichs zulässig sind, oder durch Einstellen der vorhergesagten Werte, die in der Üblicher-Weg-Schablone gespeichert sind, auf der Grundlage der neu erzeugten Aufzeichnung.
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Das Verfahren endet dann in Kästchen 199.
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Nun auf Kästchen 118 zurück verweisend sei angemerkt, dass das Verfahren von Kästchen 118 in Kästchen 155 fortgesetzt wird, und diese Überführung geschieht, weil entweder die Identität des Fahrers nicht festgestellt werden kann oder weil es keine gespeicherten üblichen Wege für den aktuellen Fahrer gibt.
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In Kästchen 155 wird geprüft, ob sich das Fahrzeug 1 in Vorwärtsrichtung bewegt, und falls dies nicht der Fall ist, verzweigt das Verfahren zurück, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 in Kästchen 155 erneut zu prüfen, und falls sich das Fahrzeug 1 in Vorwärtsrichtung bewegt, wird es von Kästchen 155 in Kästchen 160 fortgesetzt, wo ein Zeitgeber in der Art des Zeitgebers T eingeleitet wird. Das Einleiten des Zeitgebers T bildet den Beginn eines Fahrzyklus, der fortgesetzt wird, bis der Zeitgeber T in Kästchen 180 angehalten wird.
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Von Kästchen 160 wird das Verfahren in Kästchen 165 fortgesetzt, wo charakteristische Parameter des Fahrzeugs während der Verwendung überwacht und beispielsweise im temporären Speicher MTemp gespeichert werden. Tatsächlich beginnt die Überwachung der verschiedenen charakteristischen Parameter, die erforderlich sind, um einen üblichen Weg zu bilden, sobald der Zeitgeber T gestartet wurde. Dieser Schritt wird verwendet, um mit dem Bilden der Bibliothek üblicher Wege für den aktuellen Benutzer zu beginnen, falls der Benutzer bekannt ist, oder für eine mögliche künftige Verwendung zu bilden, falls ein gegenwärtig nicht identifizierter Benutzer das Fahrzeug regelmäßig verwendet. Von Kästchen 130 wird auch in Kästchen 165 eingetreten, falls festgestellt wird, dass der aktuelle Weg des Fahrzeugs 1 nicht mit einem der gespeicherten üblichen Wege vergleichbar ist.
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Von Kästchen 165 wird das Verfahren in Kästchen 170 fortgesetzt, wo in diesem Fall einer von einer Anzahl gespeicherter Standardwege verwendet wird, um den kurzfristigen künftigen Betrieb des Fahrzeugs 1 vorherzusagen. Die Standardwege definieren den erwarteten Betrieb des Fahrzeugs, wenn es in definierten Szenarios betrieben wird, wie beispielsweise im Stadtverkehr, im urbanen Verkehr oder auf einer Schnellstraße. Durch Ausführen einer intensiven Suche können solche Standardwege erzeugt werden, welche es ermöglichen, die kurzfristige Vorhersage künftiger Ereignisse zu verwenden, um dabei zu helfen, den Betrieb der Funktionen F1 bis F3 in Zusammenhang mit dem EPS 2 zu verbessern. Als eine Alternative für diesen Ansatz können Standardsteuerstrategien für die verschiedenen Funktionen F1 bis F3 verwendet werden, wie es der Fall wäre, wenn ein Vorhersageverfahren nicht verfügbar ist.
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Von Kästchen 170 aus wird das Verfahren in Kästchen 175 fortgesetzt, wo das Auftreten eines Schlüsselausschaltereignisses geprüft wird. Falls kein Schlüsselausschaltereignis aufgetreten ist, kehrt das Verfahren zu Kästchen 170 zurück.
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Daher kann in dem Fall, in dem Standardwege verwendet werden, eine kurzfristige Vorhersage eines künftigen Fahrzeugbetriebs bereitgestellt werden, solange der aktuelle Fahrzyklus fortgesetzt wird, wie durch den Pfeil angegeben ist, der von Kästchen 175 zu Kästchen 170 zurückkehrt.
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Wenn ein Schlüsselausschaltereignis auftritt, wird das Verfahren von Kästchen 175 in Kästchen 180 fortgesetzt, wo der Zeitgeber T angehalten wird, und dann in Kästchen 185 fortgesetzt, wo der gerade abgeschlossene Weg analysiert wird, um festzustellen, ob ein vergleichbarer Weg zuvor mehr als mit einer vordefinierten Anzahl (X) aufgetreten ist. Falls demselben Weg mehr als X Mal gefolgt wurde, wird er in einem der Speicher M1, M2 als ein üblicher Weg für den aktuellen Fahrer gespeichert, falls die Identität des Fahrers bekannt ist, oder im temporären Speicher MTemp für künftige Vergleichszwecke gespeichert.
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Nach Kästchen 185 wird das Verfahren über Kästchen 190 in Kästchen 199 fortgesetzt, wo es endet.
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Daher schlägt die Erfindung zusammenfassend die Verwendung charakteristischer Fahrzeugparameter und/oder Benutzerparameter vor, um eine Anzahl üblicher Wege zu erzeugen, die verwendet werden können, um den künftigen Betrieb des Fahrzeugs vorherzusagen, sobald bestätigt wurde, dass ein Weg, dem gegenwärtig gefolgt wird, mit einem der üblichen Wege vergleichbar ist.
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In dem Verfahren könnte ferner festgehalten werden, wo das Fahrzeug zuletzt angehalten hat, und dies könnte verwendet werden, um die Erkennung zu beschleunigen, ob sich das Fahrzeug auf einem üblichen Weg befindet. Falls das Fahrzeug beispielsweise zuletzt an einem Supermarkt angehalten hat, ist der nächste Weg wahrscheinlich der Weg vom Supermarkt zum Heim, so dass dieser übliche Weg zuerst überprüft werden kann.
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Falls der letzte Weg ähnlich von der Arbeit zum Heim führte, verläuft der nächste Weg wahrscheinlich vom Heim zur Arbeit zurück, so dass dieser zuerst überprüft werden könnte.
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Einer der Vorteile der Erfindung besteht darin, dass der künftige Betrieb des Fahrzeugs ohne den Eingriff des Benutzers des Fahrzeugs automatisch vorhergesagt werden kann. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Überwachung der Parameter sowohl des Fahrzeugs als auch des Benutzers unter Verwendung von Sensoren erfolgen kann, die häufig am Fahrzeug bereits für andere Zwecke vorhanden sind, so dass die Erfindung in vielen Fällen mit geringen Zusatzkosten implementiert werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Erfindung auf Fahrzeuge ohne ein Navigationssystem oder in Ländern angewendet werden kann, wo eine detaillierte digitale Straßenkartierung nicht stattgefunden hat.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass, sobald festgestellt wurde, dass ein Fahrzeug auf einem üblichen Weg fährt, der Betrieb des Fahrzeugs für den Rest des Wegs vorhergesagt werden kann.
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Wenngleich die Erfindung nicht die Verwendung eines Navigationssystems erfordert, wird verstanden werden, dass sie an einem Fahrzeug, das ein solches System aufweist, vorteilhaft verwendet werden könnte. Es sei auch angemerkt, dass im Fall eines Fahrzeugs, das ein Navigationssystem aufweist, das Navigationssystem verwendet werden könnte, um einen aktuellen geographischen Ort für das Fahrzeug bereitzustellen, wodurch der Vergleich des aktuellen Wegs mit den gespeicherten üblichen Wegen unterstützt wird.
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Das Verfahren ist auf alle Typen von Straßenfahrzeugen anwendbar, bei denen ein Bedarf besteht, den Betrieb des Fahrzeugs auf der Grundlage einer Vorhersage des künftigen Betriebs des Fahrzeugs für die aktuelle Fahrt zu verbessern. Daher kann das Verfahren von Vollhybridfahrzeugen, Mikro-Hybridfahrzeugen, herkömmlichen Kraftfahrzeugen mit einem Verbrennungsmotor und Elektrofahrzeugen vorteilhaft verwendet werden.
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Fachleute werden verstehen, dass die Erfindung, wenngleich sie beispielhaft mit Bezug auf eine oder mehrere Ausführungsformen beschrieben wurde, nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, und dass alternative Ausführungsformen gebildet werden könnten, ohne vom durch die anliegenden Ansprüche definierten Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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