DE112010003789T5

DE112010003789T5 - Fahrmuster-erzeugungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112010003789T5
Application number: DE112010003789T
Authority: DE
Inventors: Norihiro Nishiuma; Yuko Ota; Masahiko Ikawa; Yoshitsugu Sawa; Hiroyuki Kumazawa; Takashi Irie
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-09-24
Filing date: 2010-09-15
Publication date: 2012-11-29
Also published as: WO2011036855A1; US9183740B2; CN102473347A; CN102473347B; JPWO2011036855A1; US20120109510A1; JP5306475B2

Abstract

Es sind eine Streckenintervall-Unterteilungseinheit (4) und eine Erzeugungseinheit (5) für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch vorhanden, wobei die Streckenintervall-Unterteilungseinheit (4) auf der Basis eines Referenzfahrmusters, das eine Geschwindigkeit und eine Fahrtzeitdauer in einem Fall anzeigt, in dem ein Fahrzeug ohne Berücksichtigung des Energieverbrauchs fährt, sowie auf der Basis von Fahrtrouteninformation, die eine von dem Fahrzeug gefahrene Fahrtroute anzeigt, die Fahrtroute an einer Vielzahl von Referenzpunkten in eine Vielzahl von Streckenintervallen unterteilt, wobei die Erzeugungseinheit (5) für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch ein Fahrmuster mit einem geringen Kraftstoffverbrauch festlegt, indem eine Fahrtzeitdauer jedes Streckenintervalls in einem vorbestimmten Bereich einer Fahrtzeitdauer jedes Streckenintervalls des Referenzfahrmusters liegt und ein kumulierter Geschwindigkeitsanstiegsbetrag in jedem Streckenintervall geringer ist als bei dem Referenzfahrmuster.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung, die ein Fahrmuster für ein Kraftfahrzeug erzeugt.
Einschlägiger Stand der Technik
Ein Beispiel für Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtungen, die ein Fahrmuster zum Reduzieren des Energieverbrauchs eines Kraftfahrzeugs erzeugen, ist eine Vorrichtung, die im Hinblick auf eine Route, auf der sich ein Fahrzeug bewegt, eine Geschwindigkeitsmuster-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Geschwindigkeitsmusters auf der Basis von vorgegebenen Bedingungen, eine Verkehrssituations-Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Verkehrssituation sowie eine Einrichtung zum Erzeugen eines Fahrmusters des Fahrzeugs auf der Basis des Geschwindigkeitsmusters und der Verkehrssituation beinhaltet (siehe z. B. Patentdokument 1).
Bei der vorstehend genannten Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung wird in einem Fall, in dem eine Bewegungsplan-Erzeugungseinrichtung einen ersten Bewegungsplan erzeugen kann, in dem ein Fahrzeug eine erste Kreuzung ohne Stoppen durchfahren kann, von der Verkehrssituations-Erfassungseinrichtung als Verkehrssituation Lichtsignalanlageninformation an einer zweiten Kreuzung erfasst, die von der ersten Kreuzung weiter entfernt ist, wenn sich das Fahrzeug in Übereinstimmung mit dem ersten Bewegungsplan bewegt, und die Bewegungsplan-Erzeugungseinrichtung erzeugt einen zweiten Bewegungsplan auf der Basis eines ersten Geschwindigkeitsmusters sowie der Lichtsignalanlageninformation an der zweiten Kreuzung.
Wenn ein Fahrzeug mittels einer Fahrzeugsteuerung unter Verwendung des ersten Geschwindigkeitsmusters fahren kann, kann hierdurch ein zweites Geschwindigkeitsmuster erzeugt werden, um das Fahrzeug zu veranlassen, in einem Fall, in dem das Lichtsignal an der Kreuzung Rot zeigt und Fahrzeuge nicht passieren dürfen, im Vergleich zu dem ersten Geschwindigkeitsmuster früher an der Kreuzung anzukommen, um somit einen Bewegungsplan unter Verwendung des zweiten Geschwindigkeitsmusters zu erzeugen.
Stand der Technik
Patentdokument

Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP-A-2009-070 101 (Seiten 3 und 4, 1)

Kurzbeschreibung der Erfindung
Mit der Erfindung zu lösende Aufgabe
Leider wird bei der vorstehend genannten Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung nur auf die Lichtsignalanlageninformation von zwei Intervallen im voraus zugegriffen, und eine Beschleunigung erfolgt in Übereinstimmung mit der Lichtsignalanlageninformation, auf die zugegriffen worden ist, wobei dies dazu führen kann, dass das Fahrzeug an der drei Intervalle davor liegenden Kreuzung anhalten muss. Eine Beschleunigung ist in einem solchen Fall nicht grundsätzlich notwendig, so dass sich ein Problem dahingehend ergibt, dass infolgedessen eine größere Menge an Energie in Form von Kraftstoff verbraucht wird.
Die vorliegende Erfindung ist zum Lösen des vorstehend geschilderten Problems erfolgt, und die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung, die in der Lage ist, ein Fahrmuster zu erzeugen, bei dem unnötige Beschleunigungen vermindert werden und die von einem Fahrzeug verbrauchte Energie noch weiter reduziert wird.
Mittel zum Lösen der Aufgabe
Eine Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist folgendes auf: eine Streckenintervall-Unterteilungseinheit, die auf der Basis eines Referenzfahrmusters, das eine Geschwindigkeit und eine Fahrzeitdauer in einem Fall anzeigt, in dem ein Fahrzeug ohne Berücksichtigung des Energieverbrauchs fährt, sowie auf der Basis von Fahrrouteninformation, die eine von dem Fahrzeug gefahrene Fahrtroute anzeigt, die Fahrtroute an einer Vielzahl von Referenzpunkten in eine Vielzahl von Streckenintervallen unterteilt; und eine Erzeugungseinheit für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch, die ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch festlegt, in dem eine Fahrzeitdauer jedes Streckenintervalls in einem vorbestimmten Bereich einer Fahrzeitdauer jedes Streckenintervalls des Referenzfahrmusters liegt und ein kumulierter Geschwindigkeitsanstiegsbetrag in jedem Streckenintervall geringer ist als bei dem Referenzfahrmuster.
Wirkungen der Erfindung
Die Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist in der Lage, ein Fahrmuster bzw. Bewegungsmuster zu erzeugen, in dem unnötige Beschleunigungen vermindert werden und der Energieverbrauch eines Fahrzeugs weiter reduziert wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
In den Zeichnungen zeigen:
1 ein Blockdiagramm zur Erläuterung einer Konfiguration einer Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Ablaufs bei der Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Ablaufs bei einem Vorgang zum Erzeugen eines Fahrmusters mit geringem Kraftstoffverbrauch durch eine Erzeugungseinheit für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch der Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 eine Darstellung zur Erläuterung von Geschwindigkeitsmustern anhand eines Beispiels zum Beurteilen einer Fahrphase in einem Streckenintervall durch die Erzeugungseinheit für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch der Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5 eine Darstellung zur Erläuterung von Beispielen eines Referenzfahrmusters in einem Streckenintervall, in dem am Ende ein Signal vorhanden ist, wie dieses von der Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erzeugt wird, sowie eines Fahrmusters mit geringem Kraftstoffverbrauch, das auf der Basis des Referenzfahrmusters gebildet wird;
6 eine Darstellung zur Erläuterung von Beispielen eines Referenzfahrmusters über eine Vielzahl von Streckenintervallen, das von der Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erzeugt wird, sowie eines Fahrmusters mit geringem Kraftstoffverbrauch, das auf der Basis des Referenzfahrmusters über die Vielzahl von Streckenintervallen erzeugt wird;
7 ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Ablaufs unter Verwendung einer einfachen Erzeugungstechnik durch eine Erzeugungseinheit für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch bei der Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
8 eine Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels zum Erzeugen eines Fahrmusters mit geringem Kraftstoffverbrauch mittels der einfachen Erzeugungstechnik durch die Erzeugungseinheit für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch bei der Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
9 ein Blockdiagramm zur Erläuterung eines Konfiguration einer Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
10 ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Ablaufs bei der Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Ausführungsbeispiele zum Ausführen der Erfindung
Erstes Ausführungsbeispiel
1 zeigt ein Blockdiagramm zur Erläuterung einer Konfiguration einer Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei sind in der gesamten Beschreibung identische oder ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Eine Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erzeugt auf der Basis von Fahrtrouteninformation und Verkehrssituationsinformation ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch im Hinblick auf eine Fahrtroute, die von einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor, einem Hybridfahrzeug oder einem Elektrofahrzeug (wobei diese im folgenden als Fahrzeug bezeichnet werden) gefahren werden soll. Wie in 1 gezeigt ist, beinhaltet die Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung 1 eine Fahrmuster-Erzeugungseinheit 2, eine Verkehrssituations-Erfassungseinheit 6, eine Fahrzeuginformations-Erfassungseinheit 7, eine Spezifikationseinheit 8 für eine aktuelle Position und eine Fahrtrouten-Spezifikationseinheit 9.
Beispielsweise ermittelt die Verkehrssituations-Erfassungseinheit 6 als Verkehrssituationsinformation Lichtsignalinformation unter Darstellung eines Signalanzeigeschemas, Verkehrsinformation, Information über die Position des hinteren Endes einer an einer Lichtsignalanlage bzw. Ampel wartenden Schlange von Fahrzeugen (Position des letzten Fahrzeugs einer an einer Ampel wartenden Fahrzeugschlange), sowie die Umgebungssituation, wie zum Beispiel die Positionen von anderen Fahrzeugen in der Nähe des Fahrzeugs (des eigenen Fahrzeugs), in dem die Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung 1 installiert ist, wobei die Verkehrssituations-Erfassungseinheit 6 dann die ermittelte Verkehrssituation an die Fahrmuster-Erzeugungseinheit 2 abgibt.
Beispiele für die Maßnahmen zum Ermitteln der Verkehrssituationsinformation durch die Verkehrssituations-Erfassungseinheit 6 beinhalten das Verfahren, in dem eine Kommunikation mit einem anderen Fahrzeug oder mit Vorrichtungen entlang der Straße verwendet wird, Verfahren, bei denen verschiedene Sensoren verwendet werden, wie zum Beispiel Millimeterwellensensoren, Ultraschallsensoren und Bildsensoren, sowie das Ermittlungsverfahren, bei dem ein Lernvorgang anhand der Fahrhistorie stattfindet.
Beim Lernen aus der Fahrhistorie kann im Fall eines Fahrens der Fahrtroute, die ein Fahrer zur gleichen Zeit in der Vergangenheit befahren hat, oder in dem Fall einer Route, die ein Fahrer häufig fährt, die Ampelinformation, die das Signalanzeigeschema in der Vergangenheit angezeigt hat, zusammen mit der Ampelposition als Verkehrssituationsinformation verwendet werden.
Alternativ hierzu kann die Ampelinformation verwendet werden, die aufgrund der Anzeigeinformation des in der Nähe befindlichen Signals sowie der relativen Zeiten der Ampelinformation der jeweiligen Signale auf der gleichen Route angenommen wird, die aus der Fahrhistorie ermittelt werden.
Die Verkehrssituations-Erfassungseinheit 6 ermittelt wiederholt die Verkehrssituationsinformation zu vorbestimmten Zeitpunkten und gibt die Information an die Fahrmuster-Erzeugungseinheit 2 bei Erfassung der Verkehrssituationsinformation ab, wenn eine Änderung in den Erfassungsresultaten der Verkehrssituationsinformation festgestellt wird oder wenn eine diesbezügliche Anforderung erfolgt ist.
Die Fahrzeuginformations-Erfassungseinheit 7 ermittelt die aktuelle Fahrzeuginformation des eigenen Fahrzeugs, wie zum Beispiel Geschwindigkeit, Beschleunigung, Kraftstoffeinspritzmenge und Betätigungsausmaß eines Gaspedals oder eines Bremspedals unter Verwendung von verschiedenen Sensoren oder Gyroskopen und gibt die ermittelte Fahrzeuginformation dann an die Fahrmuster-Erzeugungseinheit 2 ab. Die Fahrzeuginformations-Erfassungseinheit 7 führt eine wiederholte Ermittlung und Abgabe der Fahrzeuginformation in kontinuierlicher Weise zu vorbestimmten Zeitpunkten aus.
Die Spezifikationseinheit 8 für die aktuelle Position führt einen Kartierungsvorgang in bezug auf die Karteninformation unter Verwendung eines GPS-Systems (Global Positioning System) oder eines Gyroskops aus, um die aktuelle Position des eigenen Fahrzeugs zu spezifizieren, und gibt dann die spezifizierte aktuelle Positionsinformation an die Fahrmuster-Erzeugungseinheit 2 ab. Die Spezifikationseinheit 8 für die aktuelle Position führt eine wiederholte Ermittlung und Abgabe der aktuellen Positionsinformation in kontinuierlicher Weise zu vorbestimmten Zeitpunkten aus.
Die Fahrtrouten-Spezifikationseinheit 9 spezifiziert eine Fahrtroute, die das eigene Fahrzeug fährt (voraussichtlich fahrt) und gibt die spezifizierte Fahrtrouteninformation an die Fahrmuster-Erzeugungseinheit 2 ab. Beispielsweise kann die Fahrtrouten-Spezifikationseinheit 9 als Fahrtroute eine Route zum Führen zu einem Ziel spezifizieren, das von einem Benutzer vorgegeben worden ist. Alternativ hierzu kann die Fahrtrouten-Spezifikationseinheit 9 als Fahrtroute die Route spezifizieren, die ein Benutzer in der Vergangenheit häufig gefahren ist und die die aktuelle Position beinhaltet.
Weiter alternativ kann in einem Fall, in dem es sich bei der Straße während der Fahrt um eine Bundesstraße bzw. Fernstraße handelt, die Fahrtrouten-Spezifikationseinheit 9 die anhand der aktuellen Position und der Voranbewegungsrichtung angenommene Route als Fahrtroute spezifizieren und kann zum Beispiel die Bundesstraße als Fahrtroute spezifizieren.
Die Fahrtrouteninformation beinhaltet Kreuzungsinformation, die Routenlänge, Geschwindigkeitsbeschränkungen, Ampelpositionsinformation, Kurveninformation sowie das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Abzweigungen nach rechts/links.
Die Fahrtrouten-Spezifikationseinheit 9 spezifiziert die Fahrtroute zu vorbestimmten Zeitpunkten sowie ferner bei Beginn der Fahrt, wenn die Fahrtroute vorgegeben oder geändert wird oder wenn das eigene Fahrzeug die zuvor spezifizierte Fahrtroute verlässt.
Die Fahrmuster-Erzeugungseinheit 2 beinhaltet eine Referenzfahrmuster-Erzeugungseinheit 3, die ein Referenzfahrmuster erzeugt, eine Streckenintervall-Unterteilungseinheit 4, die die Fahrtroute in eine Vielzahl von Streckenintervallen bzw. Streckenabschnitten unterteilt, sowie eine Erzeugungseinheit 5 für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch, die ein Fahrmuster für einen geringen Kraftstoffverbrauch erzeugt. Das Fahrmuster wird durch die Geschwindigkeit bezogen auf die Fahrzeitdauer oder die Geschwindigkeit bezogen auf die Fahrdistanz dargestellt.
Die Referenzfahrmuster-Erzeugungseinheit 3 erzeugt das Referenzfahrmuster anhand der aktuellen Position des eigenen Fahrzeugs auf der Fahrtroute unter Verwendung der Verkehrs situationsinformation, der Fahrzeuginformation, der aktuellen Positionsinformation und der Fahrtrouteninformation, die von der Verkehrssituations-Erfassungseinheit 6, der Fahrzeuginformations-Erfassungseinheit 7, der Spezifikationseinheit 8 für die aktuelle Position bzw. der Fahrtrouten-Spezifikationseinheit 9 ermittelt worden sind.
In einem Fall, in dem ein Fahrer nur unter Berücksichtigung von Verkehrssituationsinformation, Geschwindigkeitsbeschränkungsinformation und Ampelanzeigeinformation mit Anzeige des Signals zu dem betreffenden Zeitpunkt fährt und dabei der Energieverbrauch keine Berücksichtigung findet, handelt es sich bei dem Referenzfahrmuster um ein Modell-Fahrmuster.
Die Streckenintervall-Unterteilungseinheit 4 gibt eine Vielzahl von Referenzpunkten unter Verwendung des Referenzfahrmusters vor, das durch die Referenzfahrmuster-Erzeugungseinheit 3 erzeugt worden ist, und unterteilt die Fahrtroute in eine Vielzahl von Streckenintervallen auf der Basis der vorgegebenen Referenzpunkte. Die Referenzpunkte werden in dem Referenzfahrmuster als Stopp-Position des eigenen Fahrzeugs, als Position, an der das eigene Fahrzeug nach einer Verzögerung in einem vorbestimmten Ausmaß oder mehr wieder beschleunigt wird, sowie als Ampelposition betrachtet, die das Fahrzeug ohne zu stoppen voraussichtlich durchfährt.
Darüber hinaus extrahiert die Streckenintervall-Unterteilungseinheit 4 Fahrmerkmale (wie zum Beispiel die Distanz des Streckenintervalls sowie die Durchschnittsgeschwindigkeit und die Anfangsgeschwindigkeit eines Fahrzeugs) für jedes der unterteilten Streckenintervalle.
Die Erzeugungseinheit 5 für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch greift auf die Fahrmerkmale für jedes der durch die Streckenintervall-Unterteilungseinheit 4 unterteilten Streckenintervalle zurück, um dadurch ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch zu erzeugen, bei dem der Energieverbrauch vermindert ist.
Die Erzeugungseinheit 5 für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch formuliert einen Energieverbrauchsbetrag unter Verwendung eines Fahrzeugmodells und generiert das Niedrigeffizienz-Fahrmuster durch Lösen eines Optimierungsproblems unter Verwendung von zeitlichen Beschränkungen, wie zum Beispiel der Zeit, zu der ein Fahrzeug eine Ampel passiert, sowie Geschwindigkeitsbeschränkungen, wie zum Beispiel einer Geschwindigkeitsbeschränkung, die auf der Basis der Fahrmerkmale jedes Streckenintervalls generiert werden.
Die Gleichung (1) drückt das Optimierungsproblem aus, das von der Erzeugungseinheit 5 für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch zu lösen ist; dabei bedeuten Q eine Kraftstoffverbrauchsmenge, t_n die Fahrtendezeit eines n-ten Streckenintervalls, und L_n die Distanz des n-ten Streckenintervalls. Ferner bezeichnen T_{n min} eine minimale zulässige Zeit (z. B. die Zeit, wenn eine Grün-Phase einer Ampel beginnt) an der Fahrtendezeit t_n, und T_{n max} eine maximale zulässige Zeit (z. B. die Zeit, wenn eine Grün-Phase einer Ampel endet) an der Fahrtendezeit t_n. Die minimale zulässige Zeit T_{n min} und die maximale zulässige Zeit T_{n max} der Fahrtendezeit t_n werden unter Verwendung des Referenzfahrmusters und der Verkehrssituationsinformation einschließlich der Ampelinformation berechnet. Gleichung (1):
Während hierbei angenommen wird, dass es sich bei dem Fahrzeug um ein Fahrzeug mit einem Benzinmotor oder dergleichen handelt und Q eine Kraftstoffverbrauchsmenge (deren Einheit z. B. cm³ beträgt), kann auch von einem Hybridfahrzeug oder einem Elektrofahrzeug ausgegangen werden, wobei Q eine Energieverbrauchsmenge darstellen kann (deren Einheit z. B. kW oder Joule (J) beträgt.
Im folgenden wird ein Beispiel im Fall eines Benzinmotor-Kraftfahrzeugs beschrieben (siehe z. B. Nicht-Patentdokument: Takashi Oguchi et al. "Carbon dioxide emission model in actual urban road vehicular traffic situations", Proceedings of JSCE, Nr. 695, IV-54, Seiten 125–136).
Es wird zum Beispiel eine Kraftstoffverbrauchsmenge f pro Zeiteinheit im allgemeinen durch eine Gleichung (2) als Summe einer Kraftstoffverbrauchsmenge f_i zum Aufrechterhalten eines Leerlaufs, einer Kraftstoffverbrauchsmenge f_rr aufgrund eines Neigungs- oder Oberflächenwiderstands, einer Kraftstoffverbrauchsmenge f_ra aufgrund eines Luftwiderstands sowie einer Kraftstoffverbrauchsmenge f_a im Hinblick auf einen Anstiegsbetrag bei der kinetischen Energie bei einer Beschleunigung ausgedrückt.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die Bedingungen in dem vorstehend genannten Nicht-Patentdokument zwar derart ausgeübt werden, dass stets f ≥ f_i erfüllt ist, im folgenden jedoch eine kurze Beschreibung aus Gründen der Vereinfachung angegeben wird.
Gleichung (2):

f = f_i + f_rr + f_ra + f_a

Hierbei wird angenommen, dass die folgenden Vorbedingungen erfüllt sind:

(1) eine Kraftstoffverbrauchsmenge aufgrund eines Neigungs- oder Oberflächenwiderstands ist unabhängig von der Fahrweise nahezu konstant;
(2) ein Luftwiderstand kann während einer Fahrt mit mittlerer/niedriger Geschwindigkeit in städtischen Umgebungen ignoriert werden; und
(3) eine Kraftstoffverbrauchsmenge aufgrund eines Leerlaufs ist proportional zu der Fahrzeitdauer.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt keine Änderung der Fahrtroute zwischen dem Referenzfahrmuster und dem Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch, und somit kann eine Kraftstoffverbrauchsmenge aufgrund eines Neigungs- oder Oberflächenwiderstands als konstant betrachtet werden. Ferner kann davon ausgegangen werden, dass eine Kraftstoffverbrauchsmenge aufgrund eines Leerlaufs unter der Bedingung konstant ist, dass die Fahrzeitdauer zwischen dem Referenzfahrmuster und dem Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch nicht signifikant variiert.
Aufgrund des Vorstehenden kann das Optimierungsproblem auf eines vereinfacht werden, bei dem die Kraftstoffverbrauchsmenge f_a ausschließlich aufgrund einer Beschleunigung betrachtet wird.
Im Fall von Hybridfahrzeugen und Elektrofahrzeugen kann ein Anstiegsbetrag bei der kinetischen Energie aufgrund einer Beschleunigung durch Regeneration teilweise wieder genutzt werden, und somit kann zusätzlich ein Regenerierungsbetrag berücksichtigt werden. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Regenerierungseffizienz nicht 100% beträgt, und somit kann das Verfahren gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, bei dem eine Energieverbrauchsmenge (Kraftstoffverbrauchsmenge in dem vorstehend geschilderten Fall) aufgrund von Beschleunigung so weit wie möglich vermindert wird, auch im Fall von Hybridfahrzeugen und Elektrofahrzeugen angewendet werden.
Im Hinblick beispielsweise auf die zeitlichen Beschränkungen, werden die Fahrzeitdauern der jeweiligen Streckenintervalle zwischen dem Referenzfahrmuster und dem Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch als identisch betrachtet. In diesem Fall können Lösungen für das Optimierungsproblem, d. h. Lösungen, die die kinetische Energie aufgrund von Beschleunigung minimieren, analytisch gesucht werden.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die Fahrzeitdauern der jeweiligen Streckenintervalle zwischen dem Referenzfahrmuster und dem Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch nicht exakt identisch miteinander sein müssen, sondern nur innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegen müssen.
2 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Wirkungsweise der Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird im folgenden beschrieben.
Der in 2 veranschaulichte Fahrmuster-Erzeugungsprozess durch die Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung 1 wird zu einem vorbestimmten Zeitpunkt nach Start der Fahrt ausgeführt. Beispielsweise wird der Prozess wiederholt in jedem Zeitpunkt, in dem ein Führungsvorgang nach Vorgabe der Route gestartet wird, bei jeder vorbestimmten Distanz oder Strecke für eine vorbestimmte Zeitdauer oder jedesmal dann ausgeführt, wenn ein Fahrzeug ein Streckenintervall auf der Fahrtroute passiert.
Als erstes ermittelt die Referenzfahrmuster-Erzeugungseinheit 3 in einem Schritt S1 die aktuelle Positionsinformation von der Spezifikationseinheit 8 für die aktuelle Position und ermittelt ferner die Fahrzeuginformation von der Fahrzeuginformations-Erfassungseinheit 6.
In einem Schritt S2 erhält die Referenzfahrmuster-Erzeugungseinheit 3 dann von der Fahrtrouten-Spezifikationseinheit 9 die Fahrtrouteninformation von der in dem Schritt S1 ermittelten aktuellen Position bis zu einem Ziel oder Fahrtrouteninformation für eine bestimmte Entfernungsstrecke.
In einem Schritt S3 bezieht die Referenzfahrmuster-Erzeugungseinheit 3 von der Verkehrsituations-Erfassungseinheit 7 die Verkehrssituationsinformation, wie zum Beispiel ein Anzeigeschema einer Ampel, die sich auf der in dem Schritt S2 ermittelten Fahrtroute befindet, sowie eine Verkehrssituation in der Nähe eines Fahrzeugs.
In einem Schritt S4 gibt die Referenzfahrmuster-Erzeugungseinheit 3 eine obere Grenzgeschwindigkeit und eine Beschleunigung in dem Referenzfahrmuster auf der Basis der Fahrtrouteninformation und der Verkehrssituationsinformation vor, die in dem Schritt S2 bzw. dem Schritt S3 ermittelt worden sind. Es ist darauf hinzuweisen, dass eine Verzögerung als möglichst geringer Wert vorgegeben wird.
Die obere Grenzgeschwindigkeit wird für jeden vorbestimmten Punkt auf der Fahrtroute (z. B. einen Kurvenpunkt und einen speziellen Punkt für eine Abzweigung nach rechts/links auf der Fahrtroute zusätzlich zu dem Punkt, an dem die gesetzliche Geschwindigkeitsbeschränkung vorgegeben ist) beispielsweise auf der Basis einer Geschwindigkeitsbeschränkung der Fahrtroute (gesetzliche Geschwindigkeitsbeschränkung), Kurveninformation, Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein einer Abzweigung nach rechts/links sowie Verkehrsinformation vorgegeben. Eine Beschleunigung wird zum Erzeugen eines Referenzfahrmusters verwendet und weist einen festen Wert auf.
Die vorzugebende Beschleunigung kann eine durchschnittliche Beschleunigung von typischen Fahrzeugen sein oder kann eine optimale Beschleunigung vom Standpunkt des Energieverbrauchs sein, der für jeden Fahrzeugtyp bestimmt wird. Alternativ kann die Beschleunigung als von einem Benutzer vorgegebene Beschleunigung oder als Beschleunigung in einem Fall vorgegeben werden, in dem ein Benutzer fährt.
In einem Schritt S5 erzeugt die Referenzfahrmuster-Erzeugungseinheit 3 ein Referenzfahrmuster auf der in dem Schritt S2 ermittelten Fahrtroute mit der in dem Schritt S1 ermittelten aktuellen Position und Geschwindigkeit eines Fahrzeugs als Ausgangspunkt, und zwar auf der Basis der in dem Schritt S3 ermittelten Verkehrssituationsinformation und der in dem Schritt S4 vorgegebenen oberen Grenzgeschwindigkeit und Beschleunigung.
In einem Fall zum Beispiel, in dem die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist als die obere Grenzgeschwindigkeit, erzeugt die Referenzfahrmuster-Erzeugungseinheit 3 das Referenzfahrmuster derart, dass ein Fahrzeug bis zu der oberen Grenzgeschwindigkeit bei der benannten Beschleunigung beschleunigt wird und bei der oberen Grenzgeschwindigkeit eine konstante Geschwindigkeit beibehält.
In einem Fall, in dem die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit höher ist als die obere Grenzgeschwindigkeit, erzeugt die Referenzfahrmuster-Erzeugungseinheit 3 das Referenzfahrmuster derart, dass die obere Grenzgeschwindigkeit nicht überschritten wird und ein Fahrzeug mit einer vorbestimmten Verzögerung verlangsamt wird.
Ferner erzeugt die Referenzfahrmuster-Erzeugungseinheit 3 das Referenzfahrmuster derart, dass ein Fahrzeug mit einer vorbestimmten Verzögerung derart verlangsamt und gestoppt wird, dass es an der Position des hinteren Endes einer an einer Ampel wartenden Fahrzeugschlange, einer Stopp-Position aufgrund eines Lernvorgangs von einer Fahrhistorie oder einer Position stoppt, an der eine Ampel Rot zeigt.
Das durch die Referenzfahrmuster-Erzeugungseinheit 3 in dieser Weise erzeugte Referenzfahrmuster ist in einem Fall ein Modellfahrmuster, in dem ein Fahrer in normaler Weise unter Berücksichtigung lediglich einer Geschwindigkeitsbeschränkung, die Ampel anzeigender Lichtanzeigeinformation sowie einer in der Nähe vorhandenen Verkehrssituation fährt, und zwar unabhängig von einem Ampelanzeigeschema einem Energieverbrauch aufgrund von Beschleunigung, wie zum Beispiel bei einem Erhöhen der Geschwindigkeit auf eine obere Grenzgeschwindigkeit und Stoppen eines Fahrzeugs, wenn eine Ampel Rot zeigt.
In einem Schritt S6 unterteilt die Fahrstrecken-Unterteilungseinheit 4 die Fahrtroute in eine Vielzahl von Intervallen auf der Basis des im Schritt S5 erzeugten Referenzfahrmusters und der Ampelinformation. Die Streckenintervall-Unterteilungseinheit 4 gibt den Punkt, der eine Durchfahrzeit begrenzt, als Referenzpunkt in Übereinstimmung mit einer Ampelposition oder Verkehrssituationsinformation in einem Fall, in dem z. B. ein anderes Fahrzeug vor dem Fahrzeug vorhanden ist, aufgrund des Einflusses eines Verkehrssignals vor und unterteilt dann die Fahrtroute auf der Basis der vorgegebenen Referenzpunkte.
Beispielsweise kann die Streckenintervall-Unterteilungseinheit 4 den Punkt, an dem ein Fahrzeug in dem Referenzfahrmuster stoppt, als Referenzpunkt vorgeben und zu der Beurteilung gelangen, dass ein Fahrzeug auch an dem Punkt gestoppt oder verlangsamt wird, an dem das Fahrzeug von einer niedrigen Geschwindigkeit beschleunigt wird, die gleich einem oder kleiner als ein definierter Wert ist, da ein anderes Fahrzeug vor dem Fahrzeug vorhanden ist, um dadurch diesen Punkt als Referenzpunkt vorzugeben. Ferner wird auch der Punkt eines Verkehrssignals, den ein Fahrzeug ohne einen Stopp in dem Referenzfahrmuster durchfahren kann, als Referenzpunkt vorgegeben.
in einem Schritt S7 extrahiert die Streckenintervall-Unterteilungseinheit 4 Fahrmerkmale für jeden der Streckenintervalle der in dem Schritt S5 unterteilten Fahrtroute. Beispielsweise beinhalten die zu extrahierenden Fahrmerkmale eine Distanz eines Streckenintervalls, eine Anfangsgeschwindigkeit, eine Endgeschwindigkeit, eine Durchschnittsgeschwindigkeit sowie eine Fahrzeitdauer.
In einem Schritt S8 erzeugt die Erzeugungseinheit 5 für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch das Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch auf der Basis der oberen Grenzgeschwindigkeit und der Beschleunigung, die in dem Schritt S3 vorgegeben worden sind, sowie der in dem Schritt S7 extrahierten Fahrmerkmale jedes Streckenintervalls.
Das Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch jedes Streckenintervalls wird unter Berücksichtigung der Fahrzeitdauer und der Durchschnittsgeschwindigkeit eines Streckenintervalls sowie einer Durchschnittsgeschwindigkeit von Intervallen erzeugt, die die beiden davor liegenden Intervalle beinhalten.
Das Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch wird derart berechnet, dass ein Fahrzeug den Referenzpunkt passieren kann, an dem das Fahrzeug in dem Referenzfahrmuster erwartungsgemäß gestoppt oder verlangsamt wird, ohne dass es zu dem gleichen Zeitpunkt wie in dem Referenzfahrmuster gestoppt oder verlangsamt wird, und wird ferner derart berechnet, dass ein kumulierter Geschwindigkeitsanstiegsbetrag geringer ist als der des Referenzfahrmusters.
Dies ermöglicht es, dass die Energieverbrauchsmenge des Fahrmusters mit geringem Kraftstoffverbrauch niedriger ist als die Energieverbrauchsmenge des Referenzfahrmusters. Die Verarbeitung in dem Schritt S8 endet dann, wobei hierdurch auch der Steuerprozess der 2 beendet ist.
3 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Ablaufs des Prozesses zum Erzeugen eines Fahrmusters mit geringem Kraftstoffverbrauch durch die Erzeugungseinheit für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Der in 3 veranschaulichte Prozess zum Erzeugen eines Fahrmusters mit geringem Kraftstoffverbrauch veranschaulicht die Details des in dem Schritt S8 der 2 dargestellten Prozesses zum Erzeugen eines Fahrmusters mit geringem Kraftstoffverbrauch, wobei das Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch von der Erzeugungseinheit 5 für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch für jedes Streckenintervall der Fahrtroute nacheinander ausgehend von der Position erzeugt wird, an der ein Fahrzeug eine Fahrt beginnt, wobei die Erzeugung zum Zeitpunkt der Beendigung des Prozesses für jedes Streckenintervall endet.
Wie in 3 gezeigt, beginnt die Erzeugungseinheit 5 für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch den Prozess zum Erzeugen eines Fahrmusters mit geringem Kraftstoffverbrauch, wobei dann in einem Schritt S100 die Erzeugungseinheit 5 für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch eine Beurteilung dahingehend vornimmt, ob auf der Fahrtroute ein Streckenintervall (unverarbeitetes Streckenintervall) vorhanden ist oder nicht, in dem der Prozess zum Erzeugen eines Fahrmusters mit geringem Kraftstoffverbrauch nicht ausgeführt worden ist.
In dem Fall, in dem kein unverarbeitetes Streckenintervall vorhanden ist, wird der Prozess zum Erzeugen eines Fahrmusters mit geringem Kraftstoffverbrauch beendet, und es erfolgt eine Entscheidung hinsichtlich des Fahrmusters mit geringem Kraftstoffverbrauch.
Wenn ein unverarbeitetes Streckenintervall vorhanden ist, wird das unverarbeitete Streckenintervall als Verarbeitungsziel-Streckenintervall betrachtet, und danach fährt der Prozess mit der Verarbeitung in einem Schritt S101 zum Vorgeben einer Fahrphase fort.
In dem Schritt S101 vergleicht die Erzeugungseinheit 5 für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch die Anfangsgeschwindigkeit des Verarbeitungsziel-Streckenintervalls und die Durchschnittsgeschwindigkeit des Verarbeitungszielintervalls und bestimmt dann die Fahrphase des Verarbeitungszielintervalls dahingehend, ob sich ein Fahrzeug in der Beschleunigungsphase oder der Verzögerungsphase befindet.
Ein Fahrzeug befindet sich in der Beschleunigungsphase, wenn die Durchschnittsgeschwindigkeit höher ist als die Anfangsgeschwindigkeit, und befindet sich in der Verzögerungsphase, wenn die Durchschnittsgeschwindigkeit geringer ist als die Anfangsgeschwindigkeit.
In einem Schritt S102 beurteilt die Erzeugungseinheit 5 für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch die Merkmale der Fahrt in dem nächsten Streckenintervall, das auf das Verarbeitungsziel-Streckenintervall folgt. Bei dieser Verarbeitung vergleicht die Erzeugungseinheit 5 für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch die Durchschnittsgeschwindigkeiten des Verarbeitungsziel-Streckenintervalls mit dem zwei Intervalle davor liegenden Streckenintervall (darauf folgendes Streckenintervall), um dadurch die Fahrphase des nächsten Streckenintervalls durch Vergleich mit den benachbarten Streckenintervallen zu bestimmen.
4 zeigt eine Darstellung von Geschwindigkeitsmustern zur Erläuterung von Beispielen zum Beurteilen der Fahrphasen im Vergleich zu dem Streckenintervall benachbarten Streckenintervallen durch die Erzeugungseinheit für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Das Verfahren zum Beurteilen der Fahrphase in dem nächsten Intervall durch die Erzeugungseinheit 5 für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch in dem Schritt S112 wird unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. In 4(a) ist ”die Durchschnittsgeschwindigkeit in dem Verarbeitungsziel-Streckenintervall < die Durchschnittsgeschwindigkeit in dem nächsten Streckenintervall < die Durchschnittsgeschwindigkeit in dem darauf folgenden Streckenintervall”.
In dem Fall der 4(a) betrachtet die Erzeugungseinheit 5 für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch das nächste Streckenintervall als im Verlauf der Beschleunigung von dem Verarbeitungsziel-Streckenintervall zu dem dem nächsten Intervall nachfolgenden Intervall liegend, und trifft die Beurteilung, dass die Fahrphase in dem nächsten Streckenintervall ”während einer Beschleunigung” stattfindet. In 4(b) ist ”die Durchschnittsgeschwindigkeit in dem Verarbeitungsziel-Streckenintervall < die Durchschnittsgeschwindigkeit in dem nächsten Streckenintervall > die Durchschnittsgeschwindigkeit in dem darauf folgenden Streckenintervall”.
Im Fall der 4(b) betrachtet die Erzeugungseinheit 5 für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch das nächste Streckenintervall als jüngsten lokalen maximalen Punkt in der Geschwindigkeit und trifft die Beurteilung, dass die Fahrphase in dem nächsten Streckenintervall die ”maximale Geschwindigkeit” ist. In 4(c) ist ”die Durchschnittsgeschwindigkeit in dem Verarbeitungsziel-Streckenintervall > die Durchschnittsgeschwindigkeit in dem nächsten Streckenintervall > die Durchschnittsgeschwindigkeit in dem darauf folgenden Streckenintervall”.
Im Fall der 4(c) betrachtet die Erzeugungseinheit 5 für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch das nächste Streckenintervall als im Verlauf einer Verzögerung von dem Verarbeitungsziel-Streckenintervall zu dem auf das nächste Intervall folgenden Streckenintervall liegend und trifft die Beurteilung, dass die Fahrphase in dem nächsten Streckenintervall ”während Verzögerung” stattfindet. In 4(d) ist ”die Durchschnittsgeschwindigkeit in dem Verarbeitungsziel-Streckenintervall > die Durchschnittsgeschwindigkeit in dem nächsten Streckenintervall < die Durchschnittsgeschwindigkeit in dem darauf folgenden Streckenintervall”.
Im Fall der 4(d) betrachtet die Erzeugungseinheit 5 für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch das nächste Streckenintervall als jüngsten lokalen minimalen Punkt in der Geschwindigkeit und trifft die Beurteilung, dass es sich bei der Fahrphase in dem nächsten Streckenintervall um ”minimale Geschwindigkeit” handelt. In dem Fall, in dem das nächste Streckenintervall oder das darauf folgende Streckenintervall nicht vorhanden ist, behandelt die Erzeugungseinheit 5 für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch das nicht vorhandene Streckenintervall als ein Intervall, in dem die Durchschnittsgeschwindigkeit Null beträgt, und fällt in ähnlicher Weise ein Urteil.
In dem Schritt S103 bestimmt die Erzeugungseinheit 5 für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch die Anfangsgeschwindigkeit in dem nächsten Streckenintervall, die für die Erzeugung des optimalen Geschwindigkeitsmusters in dem nächsten Streckenintervall erforderlich ist, aus der vorgegebenen Beschleunigung, der Fahrphase in dem Verarbeitungsziel-Streckenintervall, die in dem Schritt S101 bestimmt worden ist, der Fahrphase in dem nächsten Streckenintervall, die bei der Verarbeitung des Schrittes S102 beurteilt worden ist, sowie den jeweiligen Durchschnittsgeschwindigkeiten von dem Verarbeitungsziel-Streckenintervall bis zu dem auf das nächste Intervall folgenden Streckenintervall.
Der Bereich der Anfangsgeschwindigkeit in dem nächsten Streckenintervall wird derart vorgegeben, dass bei der Bestimmung des Fahrmusters mit geringem Kraftstoffverbrauch in dem nächsten Streckenintervall eine Situation verhindert wird, in der es keine Lösungen gibt oder eine unnatürliche Beschleunigung/Verzögerung, wie zum Beispiel eine steile Beschleunigung, ausgeführt werden muss.
In einem Fall zum Beispiel, in dem das Verarbeitungsziel-Streckenintervall in der Beschleunigungsphase ist und das nächste Streckenintervall während der Beschleunigung ist, muss die Anfangsgeschwindigkeit in dem nächsten Streckenintervall in dem Bereich liegen, in dem eine Beschleunigung zumindest bis zu der Durchschnittsgeschwindigkeit in dem darauf folgenden Streckenintervall möglich ist.
In dem Schritt S104 erzeugt die Erzeugungseinheit 5 für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch das Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch in dem Verarbeitungsziel-Streckenintervall auf der Basis der Anfangsgeschwindigkeit in dem Verarbeitungsziel-Streckenintervall, der Fahrzeitdauer und des Bereichs der Anfangsgeschwindigkeit in dem nächsten Streckenintervall, die in dem Schritt S103 vorgegeben worden ist.
Das Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch wird in dem Verarbeitungsziel-Streckenintervall unter den Bedingungen erzeugt, dass die Fahrzeitdauer die gleiche ist wie bei dem Referenzfahrmuster und die in dem Schritt S104 vorgegebene obere Grenzgeschwindigkeit für jeden vorbestimmten Punkt auf der Fahrstrecke nicht übersteigt sowie soweit wie möglich keine Beschleunigung/Verzögerung ausgeführt wird.
Dies ermöglicht der Erzeugungseinheit 5 für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch die Erzeugung des Fahrmusters mit geringem Kraftstoffverbrauch in einer derartigen Weise, dass ein Fahrzeug den Referenzpunkt, bei dem das Fahrzeug in dem Referenzfahrmuster gestoppt oder verlangsamt wird, zur gleichen Zeit ohne einen Stopp durchfährt, so dass der Energieverbrauch aufgrund einer Beschleunigung vermindert wird.
Ferner kann die Erzeugungseinheit 5 zum Erzeugen eines Fahrmusters mit geringem Kraftstoffverbrauch das Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch derart erzeugen, dass ein Fahrzeug mit einer minimalen konstanten Geschwindigkeit fährt sowie an dem Referenzpunkt stoppt, wenn das Fahrzeug den Referenzpunkt nicht ohne einen Stopp durchfahren kann, wenn das Fahrzeug nicht mit einer konstanten Geschwindigkeit fährt, die gleich der oder geringer als die vorgegebene minimale konstante Geschwindigkeit ist.
Dies verhindert eine Situation, in der ein Fahrzeug mit einer extrem niedrigen Geschwindigkeit führt, wobei dies zu einem steigenden Energieverbrauch führt oder den Verkehrsfluss in nachteiliger Weise beeinflusst. Ferner kann die Erzeugungseinheit 5 für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch das Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch erzeugen, bei dem ein Fahrzeug frühzeitig an einer Ampel ankommt, die sich vor einer Bergabstrecke oder auf einer Bergabstrecke befindet, und stoppt, um dadurch einen Leerlauf-Stopp zu unterstützen.
Der Grund hierfür besteht darin, dass im Fall einer Bergabstrecke beim Starten die potentielle Energie als Energie beim Starten verwendet werden kann, wobei dies zu einem geringeren Energieverbrauch führt. Somit muss die Fahrzeitdauer jedes Streckenintervalls in dem Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch nicht exakt mit der Fahrzeitdauer in dem Referenzfahrmuster identisch sein, sondern muss lediglich innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegen.
Wenn die maximale Geschwindigkeit in dem Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch des vorangehenden Intervalls in zwei aneinander anschließenden Streckenintervallen hoch ist, in denen das Anzeigeschema einer Ampel anzeigende Ampelinformation unter Zwischenschaltung einer Ampel ermittelt werden kann, so kann die Erzeugungseinheit 5 zum Erzeugen eines Fahrmusters mit geringem Kraftstoffverbrauch die zeitlichen Beschränkungen abschwächen und das Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch erzeugen, indem die maximale Geschwindigkeit in dem vorangehenden Streckenintervall innerhalb des Bereichs reduziert wird, in dem sich die Anzeige der Ampel nicht von Grün ändert.
Dies erlaubt eine Optimierung einer Geschwindigkeitsdifferenz nicht nur innerhalb des Streckenintervalls sondern auch zwischen den Streckenintervallen, so dass ein Fahrmuster festgelegt werden kann, bei dem weniger Energie verbraucht wird.
Die Verarbeitung des Schrittes S104 endet, und anschließend wird die berechnete Endgeschwindigkeit des Fahrmusters mit geringem Kraftstoffverbrauch als Anfangsgeschwindigkeit in dem nächsten Streckenintervall vorgegeben (S105). Danach kehrt der Prozess zu der Beurteilung eines unverarbeiteten Streckenintervalls zurück (S100).
5 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung von Beispielen eines Referenzfahrmusters in einem Streckenintervall, in dem ein Signal am Ende vorhanden ist, wie es von der Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erzeugt wird, sowie eines Fahrmusters mit geringem Kraftstoffverbrauch, das auf der Basis des Referenzfahrmusters gebildet wird.
In 5 ist entlang einer vertikalen Achse die Geschwindigkeit aufgetragen, und entlang einer horizontalen Achse ist die Zeit aufgetragen. Ferner stellt in 5 eine dünne Linie das Referenzfahrmuster (RP in der Zeichnung) dar, und eine dicke Linie stellt das Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch (LP in der Zeichnung) dar.
In dem in 5 dargestellten Beispiel erstreckt sich die Fahrzeitdauer in dem Streckenintervall von einer Zeit t₀ bis zu einer Zeit t_B. In dem in 5 dargestellten Referenzfahrmuster RP wird ein Fahrzeug ausgehend von der Zeit t₀ beschleunigt, kommt in der Position einer roten Ampel an und stoppt und wird zu dem Zeitpunkt t_B wieder beschleunigt, wenn die Anzeige des Signals bzw. der Ampelanlage auf Grün umschaltet.
Im Fall des Streckenintervalls, in dem ein Stoppen eines Fahrzeugs an einer roten Ampel bei dem vorstehend beschriebenen Referenzfahrmuster erwartet wird, bestimmt die Erzeugungseinheit 5 für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch das Fahrmuster LP mit geringem Kraftstoffverbrauch in dem Streckenintervall in einer derartigen Weise, dass ein Fahrzeug an einer Position einer Ampelanlage zu einem Zeitpunkt ankommt, zu dem das Fahrzeug wieder beschleunigt wird, d. h. zu dem Zeitpunkt t_B, bei dem es sich um den Zeitpunkt handelt, zu dem die Anzeige der Ampelanlage auf Grün umschaltet.
Aus diesem Grund ist es wünschenswert, dass die Erzeugungseinheit 5 für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch die konstante Fahrgeschwindigkeit reduziert und das Fahrmuster LP mit geringem Kraftstoffverbrauch derart festlegt, dass die Fläche eines in vertikalen Linien dargestellten Bereichs, die von dem Referenzfahrmuster und der Zeitachse eingeschlossen wird, mit der Fläche eines in schrägen Linien dargestellten Bereichs übereinstimmt, die von dem Fahrmuster LP mit geringem Kraftstoffverbrauch und der Zeitachse eingeschlossen wird.
Es folgt nun eine Beschreibung von Beispielen eines Referenzfahrmusters über eine Vielzahl von Streckenintervallen sowie eines Fahrmusters mit geringem Kraftstoffverbrauch, das auf der Basis des Referenzfahrmusters über die Vielzahl von Streckenintervallen erzeugt wird.
6 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung von Beispielen des Referenzfahrmusters RP über eine Vielzahl von Streckenintervallen, wie es von der Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erzeugt wird, sowie des Fahrmusters LP mit geringem Kraftstoffverbrauch, das auf der Basis des Referenzfahrmusters RP über die Vielzahl von Streckenintervallen erzeugt wird.
In 6 ist entlang der vertikalen Achse die Geschwindigkeit aufgetragen, und entlang der horizontalen Achse ist die Zeit dargestellt. Ferner stellt in 6 eine durchgezogene Linie das Referenzfahrmuster RP dar, eine unterbrochene Linie stellt das Fahrmuster LP mit geringem Kraftstoffverbrauch dar, und eine gestrichelte Linie stellt eine Durchschnittsgeschwindigkeit in jedem Streckenintervall dar.
Als erstes unterteilt die Streckenintervall-Unterteilungseinheit 4 die Fahrtroute in vier Streckenintervalle (R₁ bis R₄) auf der Basis des in durchgezogener Linie dargestellten Referenzfahrmusters RP. Die Streckenintervall-Unterteilungseinheit 4 unterteilt die Fahrtroute, wobei die Positionen der Ampelanlagen, wie zum Beispiel ein Zeitpunkt t₁ und ein Zeitpunkt t₃, sowie der Punkt, zum Beispiel ein Zeitpunkt t₂, der im Fall einer Verzögerung eines Fahrzeugs um einen vorbestimmten Betrag oder mehr und einer anschließenden Beschleunigung des Fahrzeugs (oder einer Beschleunigung um einen vorbestimmten Betrag oder mehr) konkav (oder konvex) dargestellt ist, als Referenzpunkte dienen.
Als nächstes werden solche Fahrmerkmale, wie die Durchschnittsgeschwindigkeiten (V₁ bis V₄), die Fahrdistanzen (L₁ bis L₄) sowie die Fahrzeitdauern (T₁ bis T₄) für die jeweiligen Streckenintervalle extrahiert, und der Prozess zum Erzeugen eines Fahrmusters mit geringem Kraftstoffverbrauch wird an den Streckenintervallen in chronologischer Reihenfolge ausgeführt.
Beispielsweise werden bei dem Prozess zum Erzeugen eines Fahrmusters mit geringem Kraftstoffverbrauch in dem Streckenintervall R₁ zuerst eine Anfangsgeschwindigkeit v₀ und die Durchschnittsgeschwindigkeit V₁ in dem Streckenintervall R₁ miteinander verglichen, und es wird die Beurteilung gefällt, dass es sich bei der Fahrphase in dem Verarbeitungsziel-Streckenintervall R₁ um die ”Beschleunigungsphase” (S101 in 3) handelt.
Als nächstes wird auf die jeweiligen Durchschnittgeschwindigkeiten (V₁ bis V₃) in den Streckenintervallen ausgehend von dem Verarbeitungsziel-Streckenintervall R₁ bis zu den beiden davor liegenden Intervallen (dem auf das nächste Intervall folgenden Streckenintervall R₃) zugegriffen, und es wird die Beurteilung getroffen, dass die Fahrphase, die mit dem dem nächsten Streckenintervall R₂ benachbarten Intervall verglichen wird, sich ”während der Beschleunigung” (S102 in 3) befindet.
Anschließend wird der Bereich der in dem nächsten Streckenintervall R₂ zulässigen Anfangsgeschwindigkeit in dem nächsten Streckenintervall R₂ anhand der Fahrphase in dem Verarbeitungsziel-Streckenintervall R₁, der Fahrphase, die mit dem dem nächsten Streckenintervall R₂ benachbarten Intervall verglichen wird, der jeweiligen Durchschnittsgeschwindigkeiten (V₁ bis V₃) in den Streckenintervallen von dem Verarbeitungsziel-Streckenintervall R₁ bis zu dem zwei Intervalle davor liegenden Intervall (dem auf das nächste Intervall folgenden Streckenintervall R₃) sowie der vorgegebenen Beschleunigung (S103 in 3) vorgegeben.
Das in unterbrochener Linie dargestellte Fahrmuster LP mit geringem Kraftstoffverbrauch wird als ein Fahrmuster erzeugt, bei dem die Beschleunigung (der kumulierte Geschwindigkeitsanstiegsbetrag) unter den Bedingungen am geringsten ist, dass ein Fahrzeug die Fahrstrecke L₁ in der Fahrzeitdauer T₁ mit der festgelegten Beschleunigung von der Anfangsgeschwindigkeit v₀ fahren kann und dass die Endgeschwindigkeit in dem vorgegebenen Bereich der Anfangsgeschwindigkeit in dem nächsten Streckenintervall R₂ liegt.
Infolgedessen ist in dem Fahrmuster LP mit geringem Kraftstoffverbrauch ein Fahrzeug in der Lage, an der Ampelanlagenposition zu dem Zeitpunkt t₁ dann anzukommen, wenn das Fahrzeug in dem Referenzfahrmuster RP wieder beschleunigt wird, so dass das Fahrzeug in der Lage ist, ohne Stopp an der Position einer Ampelanlage weiterzufahren.
Das Fahrmuster, in dem eine Beschleunigung am wenigsten ausgeführt wird, ist das Muster, in dem ein Fahrzeug mit der Beschleunigung, wie sie in dem Verarbeitungsziel-Streckenintervall R₁ festgelegt worden ist, auf eine angemessene Geschwindigkeit beschleunigt wird und dann auf eine konstante Geschwindigkeit festgelegt wird, solange die Endgeschwindigkeit in dem Vorgabebereich der Anfangsgeschwindigkeit in dem nächsten Intervall liegt.
In ähnlicher Weise ist in einem Fall, in dem das Streckenintervall R₂ das Verarbeitungsziel-Streckenintervall ist, das Verarbeitungsziel-Streckenintervall R₂ in der ”Beschleunigungsphase”, und es wird die Beurteilung getroffen, dass die Fahrphase, die mit dem benachbarten Intervall zu dem auf das nächste Intervall folgenden Streckenintervall R₃ verglichen wird, die ”maximale Geschwindigkeit” ist.
Der Bereich der Anfangsgeschwindigkeit, die in dem auf das nächste Intervall folgenden Streckenintervall R₃ zulässig ist, wird anhand der Fahrphase in dem Zielverarbeitungs-Streckenintervall R₂, der Fahrphase, die mit dem benachbarten Intervall zu dem auf das nächste Intervall folgenden Streckenintervall R₃ verglichen wird, die jeweiligen Durchschnittsgeschwindigkeiten in den Streckenintervallen von dem Verarbeitungsziel-Streckenintervall R₂ bis zu dem zwei Intervalle davor liegenden Intervall sowie der vorgegebenen Beschleunigung vorgegeben.
Bei Verwendung des Fahrmusters, in dem ein Fahrzeug beschleunigt wird und dann auf eine konstante Geschwindigkeit wie in dem Streckenintervall R₁ fixiert wird, wird in einem Fall, in dem die Endgeschwindigkeit in dem Verarbeitungsziel-Streckenintervall außerhalb des Bereichs der zulässigen Anfangsgeschwindigkeit in dem nächsten Streckenintervall liegt, eine Geschwindigkeit an dem Ende des Streckenintervalls unter Verwendung der Beschleunigung/Verzögerung eingestellt, wie dies in dem Streckenintervall R₂ vorgegeben worden ist.
Im folgenden wird als einfachere Technik zum Erzeugen eines Fahrmusters mit geringem Kraftstoffverbrauch das Verfahren beschrieben, in dem ein Änderungsmuster einer Geschwindigkeit an einer Grenze zwischen Streckenintervallen derart festgelegt wird, dass die Geschwindigkeit sich soweit wie möglich der Durchschnittsgeschwindigkeit des jeweiligen Streckenintervalls annähert.
Bei dieser Technik basiert das Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch auf den Durchschnittsgeschwindigkeiten der jeweiligen Streckenintervalle, und ein Geschwindigkeitsübergang in benachbarten Streckenintervallen (Verarbeitungsziel-Streckenintervall und nächstes Streckenintervall) wird durch eine gerade Linie interpoliert, die durch den Durchschnittswert (Mittelpunkt in der Ebene von Zeit und Geschwindigkeit) der Durchschnittsgeschwindigkeiten hindurchgeht.
7 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer Wirkungsweise durch das einfache Erzeugungsverfahren mittels der Erzeugungseinheit für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch bei der Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
8 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels, in dem ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch durch das einfache Erzeugungsverfahren mittels der Erzeugungseinheit für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch der Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erzeugt wird.
Die Verwendung der in 7 veranschaulichten Technik an Stelle des Schrittes S8 (S101 bis 105 in 3) des in 2 dargestellten Flussdiagramms ermöglicht die Berechnung eines Fahrmusters mit geringem Kraftstoffverbrauch mit geringerem Rechenaufwand.
Als erstes wird in einem Schritt S111 ein Durchschnittswert AA der Durchschnittsgeschwindigkeiten (VA und VB für das Streckenintervall A bzw. das Streckenintervall B) in den beiden benachbarten Streckenintervallen (Streckenintervall A und Streckenintervall B in 8) bestimmt.
Als nächstes werden in einem Schritt S112 Schnittpunkte (Schnittpunkt PA und Schnittpunkt PB) einer geraden Linie LL, die durch den an der Grenze zwischen den beiden vorgenannten Streckenintervallen festgelegten Durchschnittswert AA hindurchgeht und eine vorab vorgegebene Neigung aufweist (vorgegebene Werte von Beschleunigung und Verzögerung), sowie zwei geraden Linien gebildet, die jeweils die Durchschnittsgeschwindigkeit in den beiden vorgenannten Streckenintervallen darstellen. Die Neigung wird in einem Fall eingestellt, in dem eine Berechnung mittels der vorab vorgegebenen Neigung beispielsweise aufgrund einer unzulänglichen Zeitdauer pro Streckenintervall nicht ausgeführt werden kann.
In einem Schritt S113 wird das in 8 durch eine dicke Linie dargestellte Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch durch zwei Liniensegmente, die die in dem Schritt S111 ermittelten Durchschnittsgeschwindigkeiten in zwei benachbarten Streckenintervallen zeigen, und das Liniensegment berechnet, das durch den Durchschnittswert AA der Durchschnittsgeschwindigkeiten in den beiden Streckenintervallen sowie die in dem Schritt S112 ermittelten Schnittpunkte (Schnittpunkt PA und Schnittpunkt BB) hindurchgeht.
In einem Schritt S114 fährt der Prozess in einem Fall, in dem keine zwei benachbarten Streckenintervalle definiert werden können, mit einem Schritt S115 fort, und das Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch wird durch drei gerade Linien berechnet, um dadurch der Fahrdistanz in dem Verarbeitungsziel-Streckenintervall anhand der Durchschnittsgeschwindigkeiten in den Streckenintervallen an den dem Verarbeituugsziel-Streckenintervall benachbarten beiden Enden Genüge zu leisten.
Wie vorstehend beschrieben, ist die Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in der Lage, ein Fahrmuster zu erzeugen, bei dem unnötige Beschleunigung vermindert wird und die von einem Fahrzeug verbrauchte Energie weiter reduziert wird. Ferner kann ein Fahrmuster, in dem der Energieverbrauch gering ist, in Übereinstimmung mit einem Formmerkmal einer Fahrtroute und einer Verkehrssituation während der Fahrt erzeugt werden, indem die Fahrtrouteninformation, wie zum Beispiel eine Geschwindigkeitsbeschränkung auf der Fahrtroute, und eine Position einer Ampelanlage, die Verkehrssituationsinformation, wie zum Beispiel ein Ampelanzeigeschema und eine Position eines hinteren Endes einer an einer Ampelanlage wartenden Schlange von Fahrzeugen, sowie die Routenformmerkmalinformation, wie zum Beispiel eine Kurve, ermittelt werden.
Ferner ist die Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in der Lage, ein Fahrmuster zu erzeugen, in dem der Energieverbrauch gering ist, da der Fahrer in dem Fahrmuster fahren kann, in dem die Akkumulation eines Geschwindigkeitsanstiegsbetrags im Vergleich zu einem Fahren ohne Berücksichtigung einer Beschleunigung/Verzögerung aufgrund einer Verkehrsituation, wie zum Beispiel einer Ampelanlage, d. h. ohne Berücksichtigung des Energieverbrauchs, stärker reduziert werden kann.
Ferner kann ein Fahren in der gleichen Fahrzeitdauer wie bei dem Referenzgeschwindigkeitsmuster sichergestellt werden, so dass es zu keiner Situation kommt, in der die Fahrzeitdauer aufgrund einer Berücksichtigung einer Fahrt mit geringem Kraftstoffverbrauch länger wird.
Weiterhin kommt es bei der Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung hinsichtlich der Zeit, zu der ein Fahrzeug einen Referenzpunkt, wie zum Beispiel eine Ampelanlage, passiert, bei der die Zeit für die Passage begrenzt ist, zu keinen beträchtlichen Abweichungen von dem Referenzfahrmuster, so dass ein nachfolgendes Fahrzeug weniger beeinträchtigt wird.
In dem Streckenintervall, in dem ein Fahrzeug aufgrund einer roten Ampel stoppt, passiert das Fahrzeug ein Signal zu dem Zeitpunkt, zu dem eine Ampel als nächstes auf Grün umschaltet, und somit kann auch ein nachfolgendes Fahrzeug die Ampelanlage zu einem in etwa identischen Zeitpunkt zu dem Zeitpunkt passieren, zu dem das eigene Fahrzeug in dem Referenzgeschwindigkeitsmuster fährt. Dies minimiert den Einfluss der Fahrzeitdauer für das nachfolgende Fahrzeug.
Ferner ist die Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in der Lage, ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch in analytischer Weise auf der Basis der vorgegebenen und ermittelten Information zu erzeugen, so dass ein Rechenaufwand stärker reduziert wird als in dem Fall, in dem ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch durch iterative Berechnung erzeugt wird.
Zweites Ausführungsbeispiel
Eine Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung 11 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel erzeugt ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch, das als Auswertungskriterium auf der Basis der Fahrhistorie dient, die eine Fahrtroute zum Auswerten der Fahrt nach einer Fahrzeugfahrt beinhalten. Die Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung 11 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel erzeugt ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch für die Fahrt in der Vergangenheit, während die Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch für eine Route erzeugt, die von einem Fahrzeug unmittelbar gefahren werden soll, so dass zwischen den beiden Vorrichtungen ein Unterschied besteht.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird in erster Link der Unterschied zu der bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung 1 beschrieben.
9 zeigt ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Konfiguration der Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung 11 weist eine Fahrhistorien-Verwaltungseinheit 16 und eine Fahrmuster-Erzeugungseinheit 12 auf. Die Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung 11 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel beinhaltet nicht die Verkehrssituations-Erfassungseinheit 6, die Fahrzeuginformations-Erfassungseinheit 7, die Spezifikationseinheit 8 für die aktuelle Position und die Fahrtrouten-Spezifikationseinheit 9, die in der bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung 1 vorhanden sind, und erzeugt ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch unter Verwendung von Fahrhistorieninformation, die von der Fahrhistorien-Verwaltungseinheit 16 bereitgehalten wird.
Die Fahrhistorien-Verwaltungseinheit 16 ermittelt die Fahrtroute, die Zeit, die Fahrgeschwindigkeit und die Fahrdistanz der Fahrt eines Fahrzeugs und speichert diese Daten als Fahrhistorieninformation und gibt die gespeicherte Fahrhistorieninformation an die Fahrmuster-Erzeugungseinheit 12 ab. Die in der Fahrhistorieninformation enthaltene Fahrtrouteninformation beinhaltet Kreuzungspunktinformation oder die Routenlänge, Geschwindigkeitsbeschränkungen, Ampelanlagen-Positionsinformation, Kurveninformation sowie das Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein einer Abzweigung nach rechts/links, in ähnlicher Weise zu der Fahrtrouteninformation, die von der Fahrtrouten-Spezifikationseinheit 9 der Fahrtrouten-Erzeugungsvorrichtung 1 gemäß dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel verarbeitet wird.
Alternativ hierzu kann Fahrhistorieninformation, Verkehrssituationsinformation einschließlich Fahrzeugumgebungsinformation, wie das Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein eines davor befindlichen Fahrzeugs, unter Verwendung eines Millimeterwellensensors oder dergleichen erfasst werden.
Die Fahrmuster-Erzeugungseinheit 12 beinhaltet eine Referenzfahrmuster-Erzeugungseinheit 13, eine Streckenintervall-Unterteilungseinheit 14 und eine Erzeugungseinheit 15 für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch. Die Fahrmuster-Erzeugungseinheit 12 erzeugt ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch, bei dem der Energieverbrauch weiter reduziert ist als bei dem Referenzfahrmuster mit identischer Fahrzeitdauer zu der Dauer in der Fahrhistorie, und zwar auf der Basis der von der Fahrhistorien-Verwaltungseinheit 16 zugeführten Fahrhistorieninformation, unter gleichzeitiger Berücksichtigung einer Verkehrssituation sowie auf der gleichen Route wie bei der Fahrhistorie.
Die Referenzfahrmuster-Erzeugungseinheit 13 erzeugt ein Referenzfahrmuster unter Verwendung der von der Fahrhistorien-Verwaltungseinheit 16 erhaltenen Fahrhistorieninformation. Die bei dem zweiten Ausführungsbeispiel beschriebene Referenzfahrmuster-Erzeugungseinheit 13 gibt das Fahrmuster, das als auszuwertende Fahrhistorie dient, als Referenzgeschwindigkeitsmuster vor, während die bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebene Referenzfahrmuster-Erzeugungseinheit 3 ein Modellfahrmuster auf der erwarteten Fahrtroute erzeugt, so dass ein Unterschied zwischen den beiden Referenzfahrmuster-Erzeugungseinheiten besteht.
Weiterhin besitzt die Referenzfahrmuster-Erzeugungseinheit 13 eine Funktion zum Umwandeln der Fahrhistorie in Information, die sich zum Beispiel durch Glättung einer Geschwindigkeit beim Registrieren der Fahrhistorie als Referenzgeschwindigkeitsmuster in einfacher Weise auswerten lässt.
Die Streckenintervall-Unterteilungseinheit 14 besitzt eine identische Konfiguration und Funktion wie bei der Streekenintervall-Unterteilungseinheit 4 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und unterteilt die Fahrtroute in eine Vielzahl von Streckenintervallen auf der Basis des von der Referenzfahrmuster-Erzeugungseinheit 13 erzeugten Referenzgeschwindigkeits-Fahrmusters.
Die Erzeugungseinheit 15 für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch besitzt eine identische Konfiguration und Funktionsweise wie bei der Erzeugungseinheit 5 für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und erzeugt im Hinblick auf jedes von der Streckenintervall-Unterteilungseinheit 4 unterteilte Streckenintervall ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch, bei dem der Energieverbrauch weiter vermindert ist als bei dem Referenzfahrmuster, in einer derartigen Weise, dass die Fahrzeitdauer mit der des Referenzfahrmusters identisch ist.
10 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer Wirkungsweise der Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Wirkungsweise der Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung 11 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird nun beschrieben.
Der in 10 dargestellte Prozess zum Erzeugen eines Fahrmusters durch die Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung 11 wird nach der Fahrt oder zu einem vorbestimmten Zeitpunkt während der Fahrt ausgeführt. Beispielsweise wird der Prozess der Fahrmustererzeugung wiederholt dann ausgeführt, wenn ein Fahrzeug an einem von einem Fahrer vorgegebenen Ziel ankommt, zu vorbestimmten Zeitdauern und in vorbestimmten Abständen. Alternativ hierzu kann der Prozess zum Erzeugen eines Fahrmusters wiederholt ausgeführt werden, zum Beispiel jedesmal wenn ein Fahrzeug an einer Verkehrsampel stoppt.
Gemäß 10 wird der Prozess zum Erzeugen eines Fahrmusters ausgehend von der Verarbeitung zum Ermitteln der Fahrhistorieninformation in einem Schritt S10 gestartet. In dem Schritt S10 ermittelt die Referenzfahrmuster-Erzeugungseinheit 13 die auszuwertende Fahrhistorieninformation von der Fahrhistorien-Verwaltungseinheit 16. Die Fahrhistorieninformation wird zum Beispiel von dem Bereich unmittelbar nach dem Beginn der Fahrt oder der letzten Auswertung der Fahrt bis zum diesmaligen Start des Prozesses der Fahrmustererzeugung ermittelt.
In einem Schritt S11 erzeugt die Referenzfahrmuster-Erzeugungseinheit 13 das Referenzfahrmuster unter Verwendung der in dem Schritt S10 ermittelten Fahrhistorieninformation. Die Referenzfahrmuster-Erzeugungseinheit 13 wandelt die Fahrhistorieninformation in Daten um, die von der Streckenintervall-Unterteilungseinheit 14 oder der Erzeugungseinheit 15 für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch in einfacher Weise verarbeitet werden können, und zwar beispielsweise durch Glätten der Fahrgeschwindigkeit in bezug auf die Fahrtzeitdauer in der Fahrhistorieninformation unter Verwendung des Verfahrens der gleitenden Durchschnitte oder dergleichen oder durch Überspringen von Daten, um dadurch die umgewandelten Daten als Referenzfahrmuster zu registrieren.
In einem Schritt S12 gibt die Streckenintervall-Unterteilungseinheit 14 die Referenzpunkte unter Verwendung des in dem Schritt S11 erzeugten Referenzfahrmusters und der Fahrrouteninformation vor, die in der in dem Schritt S10 ermittelten Fahrhistorieninformation enthalten ist, und unterteilt die Fahrtroute dann in eine Vielzahl von Intervallen auf der Basis der vorgegebenen Referenzpunkte.
Hinsichtlich der Referenzpunkte für die Unterteilung wird in ähnlicher Weise wie bei der Streckenintervall-Unterteilungsverarbeitung in dem Schritt S6, die von der Streckenintervall-Unterteilungseinheit 4 des ersten Ausführungsbeispiels ausgeführt wird, der Punkt, an dem eine Durchfahrzeit begrenzt ist, als Referenzpunkt vorgegeben, und zwar beispielsweise in Übereinstimmung mit einer Ampelanlagenposition oder einer Verkehrssituation in einem Fall, in dem zum Beispiel ein anderes Fahrzeug aufgrund eines Einflusses eines Verkehrssignals davor vorhanden ist.
In einem Fall, in dem die in der Fahrhistorieninformation enthaltene Fahrtrouteninformation die Information hinsichtlich des Vorhandenseins oder Nicht-Vorhandenseins eines davor befindlichen Fahrzeugs enthält, besteht die Möglichkeit der Schaffung eines Fahrmusters mit geringem Kraftstoffverbrauch zum weiteren Reduzieren des Energieverbrauchs durch Unterteilen von Intervallen mittels der Information hinsichtlich des Vorhandenseins oder Nicht-Vorhandenseins eines davor befindlichen Fahrzeugs.
In einem Schritt S13 extrahiert die Streckenintervall-Unterteilungseinheit 14 die Merkmale der jeweiligen in dem Schritt S12 unterteilten Streckenintervalle. Die in dem Schritt S13 veranschaulichte Merkmalsextraktionsverarbeitung ist identisch mit der Verarbeitung der Fahrmerkmalextraktion, die in dem Schritt S7 des ersten Ausführungsbeispiels veranschaulicht worden ist.
In einem Schritt S14 gibt die Erzeugungseinheit 15 für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch die obere Grenzgeschwindigkeit und die Beschleunigung in dem Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch auf der Basis der in dem Schritt S10 ermittelten Fahrhistorieninformation vor. Die obere Grenzgeschwindigkeit wird für jeden Punkt auf der Fahrtroute beispielsweise auf der Basis der gesetzlichen Geschwindigkeitsbeschränkung, Kurveninformation, Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein einer Abzweigung nach rechts/links sowie Verkehrsinformation der Fahrtroute in der Fahrtrouteninformation der Fahrhistorie vorgegeben.
Beispielsweise kann die obere Grenzgeschwindigkeit in bezug auf eine Fahrgeschwindigkeit der Fahrhistorieninformation bestimmt werden, indem die Fahrgeschwindigkeit in der Fahrhistorieninformation beim Abzweigen nach rechts/links als obere Grenzgeschwindigkeit vorgegeben wird. Die in dem Schritt S14 vorgegebene Beschleunigung ist die Beschleunigung, die beim Erzeugen eines Fahrmusters mit geringem Kraftstoffverbrauch verwendet wird, wobei diese entsprechend dem bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Schritt S4 vorgegeben wird.
In einem Schritt S15 führt die Erzeugungseinheit 15 zum Erzeugen eines Fahrmusters mit geringem Kraftstoffverbrauch die Verarbeitung zum Erzeugen eines Fahrmusters mit geringem Kraftstoffverbrauch in ähnlicher Weise wie bei dem Schritt S7 bei dem ersten Ausführungsbeispiel aus.
Die Erzeugungseinheit 15 für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch berechnet das Fahrmuster, das für jeden der in dem Schritt S12 unterteilten Streckenintervalle ausgeführt wird, in einer derartigen Weise, dass die Fahrzeitdauer unter den Streckenintervallen gleich ist und die Beschleunigung (kumulierter Geschwindigkeitsanstiegsbetrag) am geringsten ist, um dadurch ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch zu erzeugen, bei dem der Energieverbrauch stärker reduziert werden kann als bei dem Referenzfahrmuster.
Ferner wird das Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch im Großen und Ganzen unter Verwendung der in dem Schritt S14 vorgegebenen Beschleunigung erzeugt, so dass eine Fahrgeschwindigkeit erzielt werden kann, die gleich der oder geringer als die in dem Schritt S14 vorgegebene obere Grenzgeschwindigkeit ist.
Alternativ hierzu wird in einem Fall, in dem die minimale konstante Geschwindigkeit zum Regulieren der minimalen Geschwindigkeit bei einer konstanten Fahrt vorgegeben ist und ein Fahrzeug einen Referenzpunkt nicht ohne Stopp durchfahren kann, wenn es nicht mit einer Geschwindigkeit fahrt, die der minimalen konstanten Geschwindigkeit gleich ist oder geringer als diese ist, von der Erzeugungseinheit 15 für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch ein derartiges Fahrmuster erzeugt, dass ein Fahrzeug mit der minimalen konstanten Geschwindigkeit fährt und dann an einem Referenzpunkt stoppt. Dies verhindert einen Anstieg bei dem Energieverbrauch aufgrund einer Fahrt mit einer extrem geringen Geschwindigkeit.
Wie vorstehend beschrieben, ist die Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung 11 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in der Lage, ein Fahrmuster zu erzeugen, bei dem unnötige Beschleunigung vermindert ist und die von einem Fahrzeug verbrauchte Energie weiter reduziert wird.
Die Fahrtrouteninformation, wie zum Beispiel eine Geschwindigkeitsbeschränkung und eine Ampelposition, sowie Verkehrssituationsinformation, wie zum Beispiel ein Lichtanlagenschema und ein Stoppen aufgrund eines davor befindlichen Fahrzeugs, werden aufgrund der Fahrhistorieninformation angenommen oder ermittelt, so dass es möglich ist, ein Fahrmuster mit geringerem Energieverbrauch zu erzeugen, das für eine Verkehrssituation zum Zeitpunkt der Aufzeichnung der Fahrhistorieninformation und die Formmerkmale einer Fahrtroute geeignet ist.
Ferner kann das Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch, bei dem der Energieverbrauch vermindert ist, in der gleichen Fahrtzeitdauer wie bei der Fahrhistorie erzeugt werden. Durch Vergleichen zwischen der Fahrhistorie und dem Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch, das durch die Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung 11 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel erzeugt worden ist, ist es somit möglich, den Fahrvorgang eines Fahrers auszuwerten, bei dem eine Verkehrssituation unter den Bedingungen der gleichen Ankunftszeit berücksichtigt wird.
Bei dem Dienst zur Kraftstoffeffizienz-Einstufung, bei dem Auswertungen vorgenommen werden, indem Fahrhistoriendaten oder dergleichen zu einem Server geschickt werden, wobei die Kraftstoffeffizienz ein Indikator hinsichtlich der Fahrweise einer jeweiligen einzelnen Person ist, ist es ferner möglich, Schwankungen bei den Resultaten von Teilnehmern in der Abstufung aufgrund einer Differenz bei dem Fahrort oder dergleichen zu normieren, und zwar unter Verwendung des Fahrmusters, das durch die Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung 11 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel erzeugt wird, als Kriterium für die Auswertung der Fahrweise jeder einzelnen Person.
Genauer gesagt, es kann die Kraftstoffverbrauchsmenge in dem von der Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung 11 erzeugten Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch mit einer tatsächlichen Kraftstoffverbrauchsmenge aus der Fahrhistorie einer einzelnen Person verglichen werden, und ein Fehler hierbei kann als Kriterium bei der Einstufung verwendet werden.
Als Fehlerwert, der als Kriterium dient, kann lediglich ein Verhältnis einer Kraftstoffverbrauchsmenge zu einer Kraftstoffverbrauchsmenge in dem Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch (je geringer, desto besser) oder ein quadratischer Fehler (zeitlicher Mittelwert von Quadratwerten von Geschwindigkeitsfehlern zu jeweiligen Zeitpunkten) zwischen dem Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch und dem Fahrmuster der Fahrhistorie verwendet werden.
Im Fall einer Kraftstoffeffizienzklassifizierung lediglich auf der Basis einer tatsächlichen durchschnittlichen Kraftstoffverbrauchsmenge ermöglicht dies ein Lösen einer Ungleichheit in der Rangfolge, bei der Teilnehmer, die auf eine sparsame Fahrweise beim Fahren in einer städtischen Umgebung geachtet haben, gegenüber Teilnehmern verlieren, die in erster Linie auf einer Schnellstraße gefahren sind, auf der eine Kraftstoffverbrauchsmenge tendenziell niedriger ist als bei einer Fahrt in einer städtischen Umgebung.
Bezugszeichenliste

1: Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung
2: Fahrmuster-Erzeugungseinheit
3: Referenzfahrmuster-Erzeugungseinheit
4: Streckenintervall-Unterteilungseinheit
5: Erzeugungseinheit für Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch
6: Verkehrssituations-Erfassungseinheit
7: Fahrzeuginformations-Erfassungseinheit
8: Spezifikationseinheit für aktuelle Position
9: Fahrtrouten-Spezifikationseinheit
11: Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung
12: Fahrmuster-Erzeugungseinheit
13: Referenzfahrmuster-Erzeugungseinheit
14: Streckenintervall-Unterteilungseinheit
15: Erzeugungseinheit für Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch
16: Fahrhistorien-Verwaltungseinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2009-070101 A [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Takashi Oguchi et al. ”Carbon dioxide emission model in actual urban road vehicular traffic situations”, Proceedings of JSCE, Nr. 695, IV-54, Seiten 125–136 [0042]

Claims

Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung, die folgendes aufweist: eine Steckenintervall-Unterteilungseinheit, die auf der Basis eines Referenzfahrmusters, das eine Geschwindigkeit und eine Fahrzeitdauer in einem Fall anzeigt, in dem ein Fahrzeug ohne Berücksichtigung des Energieverbrauchs fährt, sowie auf der Basis von Fahrtrouteninformation, die eine von dem Fahrzeug gefahrene Fahrtroute anzeigt, die Fahrtroute an einer Vielzahl von Referenzpunkten in eine Vielzahl von Streckenintervallen unterteilt; und eine Erzeugungseinheit für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch, die ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch festlegt, in dem eine Fahrzeitdauer jedes Streckenintervalls in einem vorbestimmten Bereich einer Fahrzeitdauer jedes Steckenintervalls des Referenzfahrmusters liegt und ein kumulierter Geschwindigkeitsanstiegsbetrag in jedem Streckenintervall geringer ist als bei dem Referenzfahrmuster.
Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin eine Referenzfahrmuster-Erzeugungseinheit aufweist, die ein Referenzfahrmuster auf der Basis von Fahrtrouteninformation und Verkehrssituationsinformation erzeugt.
Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin eine Referenzfahrmuster-Erzeugungseinheit aufweist, die ein Referenzfahrmuster auf der Basis einer Fahrhistorie eines Fahrzeugs erzeugt.
Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Streckenintervall-Unterteilungseinheit die Fahrtroute anhand einer Lichtsignalanlagen-Position des Referenzfahrmusters, einer Stopp-Position eines Fahrzeugs oder einer Position, bei der ein Fahrzeug nach einer Verlangsamung um einen vorbestimmten Betrag oder mehr beschleunigt wird, als Referenzpunkt unterteilt.
Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Streckenintervall-Unterteilungseinheit die Fahrtroute unter Verwendung von Verkehrssituationsinformation unterteilt.
Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Erzeugungseinheit für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch das Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch auf der Basis von Durchschnittsgeschwindigkeiten in einem Verarbeitungs-Streckenintervall, einem nächsten Intervall und einem darauf folgenden Intervall erzeugt.
Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Erzeugungseinheit für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch auf der Basis einer Fahrphase in einem Verarbeitungsziel-Streckenintervall, die aus einer Anfangsgeschwindigkeit und einer Durchschnittsgeschwindigkeit in dem Verarbeitungsziel-Streckenintervall ermittelt wird, sowie auf der Basis einer Fahrphase in einem nächsten Intervall im Vergleich mit einem benachbarten Intervall, die aus Durchschnittsgeschwindigkeiten des Verarbeitungsziel-Streckenintervalls, des nächsten Intervalls und eines darauf folgenden Intervalls ermittelt wird, einen Bereich einer in dem nächsten Intervall zulässigen Anfangsgeschwindigkeit bestimmt, um das Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch aus dem Bereich der in dem nächsten Intervall zulässigen Anfangsgeschwindigkeit zu erzeugen.
Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Erzeugungseinheit für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch das Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch auf der Basis von Durchschnittsgeschwindigkeiten eines Verarbeitungsziel-Streckenintervalls und eines nächsten Intervalls erzeugt.
Fahrmuster-Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Erzeugungseinheit für ein Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch das Fahrmuster mit geringem Kraftstoffverbrauch unter Verwendung einer Geschwindigkeitsbeschränkung oder einer Mindestgeschwindigkeit erzeugt.