DE112010005366B4

DE112010005366B4 - Routensuchvorrichtung

Info

Publication number: DE112010005366B4
Application number: DE112010005366.9T
Authority: DE
Inventors: Norihiro Nishiuma; Masahiko Ikawa; Yasuhiro Nishikawa; Ryusuke Kinoshita; Takashi Irie
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-03-08
Filing date: 2010-03-08
Publication date: 2022-02-03
Anticipated expiration: 2030-03-09
Also published as: DE112010005366T5; JP5312677B2; US9074905B2; CN102741654B; JPWO2011111145A1; US20130006530A1; WO2011111145A1; CN102741654A

Abstract

Routensuchvorrichtung (1) zum Suchen nach einer Route, die einen Anfangspunkt mit einem Endpunkt verbindet, wobei die Routensuchvorrichtung Folgendes aufweist:- eine Kartendaten-Einheit (3), die Kurzstrecken-Suchabschnitt-Straßendaten (5) beinhaltet, die einen Kurzstrecken-Suchabschnitt zur Verwendung bei einer Kurzstreckensuche enthalten, sowie Langstrecken-Suchabschnitt-Straßendaten (4) beinhaltet, die einen Langstrecken-Suchabschnitt zur Verwendung bei einer Langstreckensuche enthalten, wobei die Langstrecken-Suchabschnitte definiert werden, indem Kurzstrecken-Suchabschnitte, die nicht für eine Langstreckensuche verwendet werden, aus einem Straßennetz auf niedrigem Niveau entfernt werden;- eine Langstrecken-Suchattribut-Berechnungseinheit (2), um als Attribut von einem Langstrecken-Suchabschnitt die Summe von Aufwärts-Höhenunterschieden einer Vielzahl von Kurzstrecken-Suchabschnitten sowie die Summe von Abwärts-Höhenunterschieden der Vielzahl von Kurzstrecken-Suchabschnitten, welche dem einen Langstrecken-Suchabschnitt entsprechen, zu berechnen;- eine Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit (7) zum Berechnen von Streckenabschnittskosten, die einen Energieverbrauch zum Zeitpunkt der Fahrt eines Fahrzeugs in dem Langstrecken-Suchabschnitt darstellen, auf der Basis des Attributs des Langstrecken-Suchabschnitts sowie von Fahrzeugeigenschaften; und- eine Routensuche-Verarbeitungseinheit (6), um auf der Basis der Streckenabschnittskosten einen Vorgang zum Ermitteln einer Route, auf der die Summe der von der Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit (7) berechneten Streckenabschnittskosten am niedrigsten ist, oder einen Vorgang zum Berechnen des Energieverbrauchs auf einer vorbestimmten Route auszuführen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Routensuchvorrichtung und befasst sich insbesondere mit einer Routensuchvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeugnavigationssystem oder dergleichen, die in der Lage ist, eine Route mit den geringsten Energiekosten (wie z. B. geringen Werten für Kohlendioxidemission, Kraftstoffverbrauch und Energieverbrauch) zu suchen, die zum Zurücklegen einer Strecke von einem Ausgangspunkt (z.B. einem Abfahrtsort) bis zu einem Endpunkt (z.B. einem Zielort) erforderlich sind.
STAND DER TECHNIK
Unter den herkömmlichen Routensuchvorrichtungen, die zum Suchen einer Route mit der geringsten Kohlendioxidemission in der Lage sind, gibt es eine Routensuchvorrichtung, bei der eine in Abhängigkeit von einer Distanz eines jeweiligen Streckenabschnitts (der hier auch als Abschnitt bezeichnet wird) variierende Kohlendioxidemission bestimmt wird, indem ein Koeffizient in Abhängigkeit von einem Straßengradienten-Zustand des Streckenabschnitts auf der Basis eines in einem Speichermedium gespeicherten Höhenunterschieds zwischen den beiden Enden des Streckenabschnitts berechnet wird und anschließend eine Distanz jedes Streckenabschnitts mit dem Koeffizienten multipliziert wird, und wobei ferner eine in Abhängigkeit von einer Fahrzeit für jeden Streckenabschnitt variierende Kohlendioxidemission sowie eine Kohlendioxidemission auf der Basis eines in Abhängigkeit von der Anzahl von Stopps in jedem Streckenabschnitt variierenden Indexes separat bestimmt werden und ferner die jeweiligen, auf diese Weise bestimmten Kohlendioxidemissionen summiert werden, so dass eine Kohlendioxidemission für jeden Streckenabschnitt berechnet wird (Patentdokument 1).
Bei der Routensuchvorrichtung gemäß Patentdokument 1 wird eine Höhendifferenz jedes Abschnitts unter Verwendung einer Höhendifferenz zwischen einem Ausgangspunkt und einem Endpunkt des Streckenabschnitts (vgl. Absatz [0052]) ermittelt, und ein Gradient des Abschnitts wird unter Verwendung einer Beziehung „sinθ = die Höhendifferenz (zwischen den beiden Endpunkten des Abschnitts) / Distanz (des Streckenabschnitts)“ ausgedrückt (wobei θ der Winkel ist, der zwischen einer horizontalen Ebene und dem Abschnitt gebildet wird) (vgl. Absatz [0048]).
Auf diese Weise wird ein Kraftstoffverbrauch bezogen auf die Positionsenergie ermittelt, die durch den Höhenunterschied zwischen den beiden Enden des Streckenabschnitts bedingt ist. Obwohl der Gradient θ in der Beschreibung von Absatz [0048] erläutert ist, wird der Kraftstoffverbrauch letztendlich auf der Basis der Positionsenergie (mg x die Höhendifferenz (zwischen den beiden Enden des Streckenabschnitts)) berechnet, die durch den Höhenunterschied zwischen den beiden Enden des Abschnitts bedingt ist.
Daher wird der Einfluss des Ausmaßes bzw. Grades des Gradienten, wie z.B. eine leichte Steigung oder eine steile Steigung, nicht berücksichtigt. Die beschriebene Technik geht somit von einem Streckenabschnitt, in dem der Gradient konstant ist (der Gradient variiert nicht in Abhängigkeit von einem Ort in dem Streckenabschnitt) und einem Kraftstoffverbrauch bezogen auf die Positionsenergie des Abschnitts aus.
Andererseits ist bei einer Routensuchvorrichtung eines Fahrzeugnavigationssystems oder dergleichen eine Technik bekannt, bei der nicht nur ein Straßennetz auf niedrigem Niveau, das eine große Menge an Information (detaillierte Information) aufweist, sondern auch ein Straßennetz auf hohem Niveau, das eine geringe Menge an Information (abstrahierte Information) aufweist, in Kartendaten bereitgehalten wird, so dass ein Anstieg bei der für eine Routensuche erforderlichen Rechenzeit sowie in der Speicherkapazität selbst dann unterdrückt wird, wenn eine Distanz von einem Abfahrtsort bis zu einem Zielort lang ist (siehe z.B. Patentdokument 2).
Mittels einer Streckensuchvorrichtung gemäß Patentdokument 3 soll eine Route zwischen einem Standort und einem Ziel berechnet werden, auf der möglichst wenig Kohlenstoffdioxid ausgestoßen wird.
In einem weiteren Navigationssystem gemäß Patentdokument 4 sollen Kartendaten auf einer spezifizierten Bereichsbasis aktualisiert werden, um sowohl die Zeit zur Aktualisierung der Kartendaten als auch die Kosten für die Kartendatenaktualisierung zu verringern.
Das Patentdokument 5 offenbart ein Verfahren zum Berechnen mehrerer möglicher Routen und ihrer Gesamtrouten-Energieverbrauchsgewichtungsfaktoren, sowie der Auswahl einer Route auf der Grundlage eines niedrigsten Gesamtrouten-Energieverbrauchs-Gewichtungsfaktors.
In dem Patentdokument 6 wird eine Fahrzeugstreckensucheinrichtung beschrieben, die mittels einer Wegüberwachungseinrichtung den Kraftstoffverbrauch auf einer Strecke zum Zeitpunkt der Streckensuche von einem Startpunkt zu einem Endpunkt berechnet.
Weiterhin wird ein Fahrzeugnavigationssystem und Verfahren zum Auswählen einer Fahrtstrecke entsprechend dem Kraftstoffverbrauch in dem Patentdokument 7 dargelegt.
Das Patentdokument 8 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung einer kraftstoffsparenden Route für ein Fahrzeug.
DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIK
PATENTDOKUMENTE

Patentdokument 1: JP 2009 - 79 995 A
Patentdokument 2: JP 3 223 782 B2
Patentdokument 3: DE 10 2008 037 379 A1
Patentdokument 4: DE 103 18 615 A1
Patentdokument 5: US 7 493 208 B1
Patentdokument 6: JP H10- 38 594 A
Patentdokument 7: DE 196 05 458 C1
Patentdokument 8: US 2010 / 0 049 397 A1

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
MIT DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Normalerweise wird bei der Routensuchtechnik, die ein Straßennetz auf hohem Niveau gemäß der Offenbarung in Patentdokument 2 verwendet, eine Routensuche in dem Straßennetz auf hohem Niveau auf der Basis eines Attributs sowie der Streckenabschnittskosten ausgeführt, die in einem Streckenabschnitt (der im Folgenden als Langstrecken-Suchabschnitt bezeichnet wird) des Straßennetzes auf hohem Niveau vorgegeben sind, das eine Aggregation aus einer Vielzahl von Abschnitten (die im Folgenden als Kurzstrecken-Suchabschnitte bezeichnet werden) eines Straßennetzes auf niedrigem Niveau aufweist.
Selbst wenn der Gradient eines Kurzstrecken-Suchabschnitts konstant ist, weist ein Langstrecken-Suchabschnitt mit einer Aggregation einer Vielzahl von Kurzstrecken-Suchabschnitten im Allgemeinen einen Abschnitt mit einem Aufwärts- oder Abwärts-Gradienten (d.h. einen Kurzstrecken-Suchabschnitt mit einem Aufwärts-Gradienten oder einen Kurzstrecken-Suchabschnitt mit einem Abwärts-Gradienten) auf, und daher ist der Gradient des Langstrecken-Suchabschnitts nicht unbedingt konstant.
In manchen Fällen beträgt zwar eine Höhendifferenz zwischen den beiden Enden eines Langstrecken-Suchabschnitts beispielsweise Null, jedoch sind wiederholt ein Abschnitt mit Aufwärts-Gradienten und ein Abschnitt mit Abwärts-Gradienten in dem Langstrecken-Suchabschnitt vorhanden.
Bei Verwendung der in dem Patentdokument 1 offenbarten Routensuchvorrichtung bei der vorstehend beschriebenen Routensuchtechnik, bei der ein Straßennetz in eine Vielzahl von Niveaus unterteilt ist, besteht jedoch ein Problem dahingehend, dass im Hinblick auf einen Langstrecken-Suchabschnitt, in dem der Gradient nicht notwendigerweise konstant ist, der Einfluss der in dem Abschnitt vorhandenen Steigungen und Gefälle auf die Positionsenergie nicht berücksichtigt werden kann, da eine den Streckenabschnittskosten entsprechende Kohlendioxidemission auf der Basis einer Höhendifferenz zwischen den beiden Enden des Abschnitts ermittelt wird, so dass es unmöglich wird, Streckenabschnittskosten zu berechnen, die den Einfluss der Positionsenergie bei der Fahrt akkurat widerspiegeln.
In einem Fall zum Beispiel, in dem ein Höhenunterschied zwischen den beiden Enden eines Langstrecken-Suchabschnitts Null beträgt, während wiederholt Abschnitte mit Aufwärts- und Abwärts-Gradienten in dem Streckenabschnitt vorhanden sind, ist eine derartige Berechnung der Streckenabschnittskosten erforderlich, dass diese einen Einfluss der Positionsenergie in den Aufwärtsstrecken widerspiegeln, wobei jedoch dann, wenn nur der Höhenunterschied zwischen den beiden Enden des Streckenabschnitts berücksichtigt wird, die Feststellung getroffen wird, dass die Positionsenergie in den Aufwärtsstrecken Null beträgt.
Außerdem besteht in einem Fall, in dem die im Patentdokument 1 offenbarte Routensuchvorrichtung nicht bei der vorstehend beschriebenen Routensuchtechnik zur Anwendung kommt, bei der ein Straßennetz in eine Vielzahl von Niveaus unterteilt wird, ein Problem dahingehend, dass eine Routensuche Zeit benötigt, wenn die Distanz zwischen einem Ausgangspunkt und einem Endpunkt lang ist.
Die vorliegende Erfindung ist zum Lösen der vorstehend geschilderten Probleme erfolgt, und die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Routensuchvorrichtung, die in der Lage ist, bei einer Routensuche unter Verwendung eines Straßennetzes auf hohem Niveau den Suchvorgang unter Berücksichtigung eines die Energiekosten beeinflussenden Faktors, wie z.B. eines Gradienten in einem Streckenabschnitt, auszuführen sowie mit hoher Geschwindigkeit nach einer Route mit den geringsten Energiekosten zu suchen, selbst wenn die Distanz zwischen Ausgangspunkt und Endpunkt lang ist.
MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe gelöst mit einer Routensuchvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 und 12. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Routensuchvorrichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 11 angegeben. Zum Lösen der vorstehend geschilderten Probleme handelt es sich bei einer Routensuchvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung um eine Routensuchvorrichtung zum Suchen einer Route, die einen Ausgangspunkt mit einem Endpunkt verbindet, wobei die Routensuchvorrichtung folgendes aufweist:

eine Kartendateneinheit, die Kurzstrecken-Suchabschnitt-Straßendaten beinhaltet, die einen Kurzstrecken-Suchabschnitt zur Verwendung bei einer Kurzstrecken-Suche enthalten, sowie Langstrecken-Suchabschnitt-Straßendaten beinhaltet, die einen Langstrecken-Suchabschnitt zur Verwendung bei einer Langstrecken-Suche enthalten, wobei die Langstrecken-Suchabschnitte definiert werden, indem Kurzstrecken-Suchabschnitte, die nicht für eine Langstreckensuche verwendet werden, aus einem Straßennetz auf niedrigem Niveau entfernt werden;
eine Langstrecken-Suchattribut-Berechnungseinheit, um als Attribut von einem Langstrecken-Suchabschnitt die Summe von Aufwärts-Höhenunterschieden einer Vielzahl von Kurzstrecken-Suchabschnitten sowie die Summe von Abwärts-Höhenunterschieden der Vielzahl von Kurzstrecken-Suchabschnitten, welche dem einen Langstrecken-Suchabschnitt entsprechen, zu berechnen;
eine Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit zum Berechnen von Streckenabschnittskosten, die einen Energieverbrauch zum Zeitpunkt der Fahrt eines Fahrzeugs in dem Langstrecken-Suchabschnitt darstellen, auf der Basis des Attributs des Langstrecken-Suchabschnitts sowie von Fahrzeugeigenschaften; sowie
eine Routensuche-Verarbeitungseinheit, um auf der Basis der Streckenabschnittskosten einen Vorgang zum Ermitteln einer Route, auf der die Summe der von der Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit berechneten Streckenabschnittskosten am niedrigsten ist, oder einen Vorgang zum Berechnen des Energieverbrauchs auf einer vorbestimmten Route auszuführen.

WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung weist Folgendes auf:

die Langstrecken-Suchattribut-Berechnungseinheit, um als Attribut von dem einen Langstrecken-Suchabschnitt die Summe der Aufwärts-Höhenunterschiede sowie die Summe der Abwärts-Höhenunterschiede von einer Vielzahl von einem Langstrecken-Suchabschnitt entsprechenden Kurzstrecken-Suchabschnitten zu berechnen;
die Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit zum Berechnen der Streckenabschnittskosten, bei denen es sich um den Energieverbrauch zum Zeitpunkt der Fahrt eines Fahrzeugs in dem Langstrecken-Suchabschnitt handelt, auf der Basis des Attributs des Langstrecken-Suchabschnitts und der Fahrzeugeigenschaften; sowie
die Routensuche-Verarbeitungseinheit, um auf der Basis der Streckenabschnittskosten den Vorgang zum Ermitteln einer derartigen Route, dass der Energieverbrauch am niedrigsten ist, oder den Vorgang zum Berechnen des Energieverbrauchs auf einer vorbestimmten Route auszuführen.

Bei einer Routensuche unter Verwendung eines Straßennetzes auf hohem Niveau kann die Suche somit unter Berücksichtigung eines solchen Faktors, wie des Gradienten in einem Streckenabschnitt, ausgeführt werden, der die Energiekosten beeinflusst, und es kann mit hoher Geschwindigkeit nach einer Route mit den geringsten Energiekosten gesucht werden, selbst wenn die Distanz zwischen dem Ausgangspunkt und dem Endpunkt lang ist.
Diese und weitere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen noch deutlicher.
Figurenliste
In den Zeichnungen zeigen:

1 ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Konfiguration einer Routensuchvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Routensuchvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 eine Konzeptionsdarstellung zur Erläuterung der Vorgabe von Attributen bezüglich einer Distanz und einer Höhe eines Langstrecken-Suchabschnitts gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 eine Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels zum Berechnen von Streckenabschnittskosten des Langstrecken-Suchabschnitts gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5 eine Konzeptionsdarstellung zur Erläuterung einer Routensuche unter Berücksichtigung der Anzahl von Stopps an Verkehrsampeln bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
6 eine Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels der gegenüber einem Benutzer erfolgenden Darstellung eines Energieeinspareffekts sowie eines Schwankungsbereichs desselben unter Verwendung eines Energieverbrauch-Indexes gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

AUSFÜHRUNGSBEISPIEL ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt ein Blockdiagramm zur Erläuterung einer Konfiguration einer Routensuchvorrichtung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie in 1 gezeigt, sucht die Routensuchvorrichtung 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nach einer Route, die einen Ausgangspunkt und einen Endpunkt miteinander verbindet, wobei die Routensuchvorrichtung eine Langstrecken-Suchattribut-Berechnungseinheit 2, Kartendaten 3 (eine Kartendateneinheit), eine Routensuche-Verarbeitungseinheit 6, eine Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit 7 sowie Fahrzeugdaten 8 aufweist.
Die Kartendaten 3 beinhalten Kurzstrecken-Suchabschnitt-Straßenkarten 5, die einen Kurzstrecken-Suchabschnitt zur Verwendung bei einer Kurzstreckensuche beinhalten, sowie Langstrecken-Suchabschnitt-Straßendaten 4, die einen Langstrecken-Suchabschnitt zur Verwendung bei einer Langstreckensuche beinhalten.
In der vorstehenden Beschreibung wird zur Vereinfachung der Erläuterung ein Fall angenommen, in dem der Gradient eines Kurzstrecken-Suchabschnitts konstant ist. In Wirklichkeit kann sich jedoch der Gradient eines Kurzstrecken-Suchabschnitts innerhalb des Suchabschnitts ändern. D.h., ein Kurzstrecken-Suchabschnitt kann eine Vielzahl von Aufwärts- bzw. Steigungsabschnitten (Straßenabschnitte mit positivem Gradienten) und eine Vielzahl von Abwärts- bzw. Gefälleabschnitten (Straßenabschnitte mit negativem Gradienten) beinhalten. Ein derartiger Fall sowie der vorstehend genannte Fall eines konstanten Gradienten werden kombiniert und generalisiert.
Die Summe der Aufwärts-Höhenunterschiede eines Kurzstrecken-Suchabschnitts stellt somit die Summe der Höhenunterschiede der Aufwärts-Straßenabschnitte in einem dem Kurzstrecken-Suchabschnitt entsprechenden Straßenabschnitt dar, und die Summe der Abwärts-Höhenunterschiede eines Kurzstrecken-Suchabschnitts stellt die Summe der Höhenunterschiede der Abwärts-Straßenabschnitte in einem dem Kurzstrecken-Suchabschnitt entsprechenden Straßenabschnitt dar. Wenn der Streckenabschnitt an einer Stelle geteilt ist, an der sich der Gradient ändert, ist die vorstehend beschriebene Generalisierung (zum Eliminieren von Einschränkungen hinsichtlich des Gradienten des Kurzstrecken-Suchabschnitts) nicht notwendig.
In einem Fall zum Beispiel, in dem eine große Anzahl von Gradienten-Änderungspunkten vorhanden ist, jedoch kein Trennungspunkt (Verbindungspunkt mit einem anderen Streckenabschnitt) in dem Streckenabschnitt vorliegt, ist diese Generalisierung jedoch von Nutzen, da ein Teilen des Streckenabschnitts an jedem Gradienten-Änderungspunkt die Größe der Kartendaten (Straßendaten) erhöht.
Die Langstrecken-Suchattribut-Berechnungseinheit 2 verwendet Attribute einer Vielzahl von Kurzstrecken-Suchabschnitten, die einem Langstrecken-Suchabschnitt entsprechen, zum Berechnen eines Attributs des Langstrecken-Suchabschnitts, das für eine Routensuche unter Verwendung des Langstrecken-Suchabschnitts erforderlich ist, und speichert das Attribut in den Langstrecken-Suchabschnitt-Straßendaten 4 der Kartendaten 3.
Ein Prozess in der Langstrecken-Suchattribut-Berechnungseinheit 2 kann vorab in dem Schritt der Bereitstellung der auf einer Festplatte eines Fahrzeugnavigationssystems zu speichernden Kartendaten 3 ausgeführt werden oder kann in dem Fahrzeugnavigationssystem dynamisch ausgeführt werden.
Es kann zum Beispiel möglich sein, dass bei einer Aktualisierung der Kartendaten 3 nur Kurzstrecken-Suchabschnitt-Attributinformation über eine Kommunikation oder dergleichen von außen bereitgestellt wird, und die in dem Fahrzeugnavigationssystem vorgesehene Langstrecken-Suchattribut-Berechnungseinheit 2 berechnet und aktualisiert ein Attribut eines Langstrecken-Suchabschnitts unter Verwendung der ermittelten Kurzstrecken-Suchabschnitt-Attributinformation.
Dies kann die Datenmenge reduzieren, die für die Aktualisierung zu ermitteln ist. Bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel wird davon ausgegangen, dass die Langstrecken-Suchattribut-Berechnungseinheit 2 in dem Fahrzeugnavigationssystem vorgesehen ist. Die gleichen Wirkungen lassen sich jedoch auch erzielen, wenn die Langstrecken-Suchattribut-Berechnungseinheit 2 in einem Kartengeneriersystem vorgesehen ist.
Die Langstrecken-Suchabschnitt-Straßendaten 4 und die Kurzstrecken-Suchabschnitt-Straßendaten 5 beinhalten Knotenpunktdaten bezüglich eines Knotenpunkts, der einer Kreuzung oder dergleichen entspricht, sowie Streckenabschnittsdaten bezüglich eines Straßenabschnitts (Streckenabschnitts) zwischen Knotenpunkten. Die Straßendaten beinhalten Information hinsichtlich der Verbindung zwischen Knotenpunkten und ermöglichen die Berechnung einer Route, die die Kosten (Streckenabschnittskosten) zwischen zwei benannten Punkten unter Verwendung eines Suchalgorithmus, wie zum Beispiel des Dijkstra-Verfahrens, minimiert.
Was die Verbindungsinformation anbelangt, so kann zum Beispiel eine einen Knotenpunkt eindeutig identifizierende Knotenpunkt-Nummer in den Knotenpunktdaten gespeichert werden, und die Knotenpunkt-Nummern eines Anfangspunkts und eines Endpunkts eines Streckenabschnitts können in den Streckenabschnittsdaten gespeichert werden.
Im Folgenden wird eine Routensuche unter Fokussierung auf die Streckenabschnittskosten erläutert, die für das Durchfahren des jeweiligen Streckenabschnitts erforderlich sind. In einem Fall jedoch, in dem die Kosten zum Durchfahren eines Knotenpunkts sich von den Kosten unterscheiden, bei denen ein Abzweigen nach rechts oder nach links erfolgt, können zum Passieren des Knotenpunkts erforderliche Knotenpunktkosten vorgegeben werden.
Was die Streckenabschnittskosten eines Streckenabschnitts anbelangt, kann dann, wenn die Länge des Streckenabschnitts als Streckenabschnittskosten definiert ist, die Routensuche mit Priorität auf die Distanz ausgeführt werden, während bei Definition der zum Durchfahren des Streckenabschnitts erforderlichen Zeit als Streckenabschnittskosten die Routensuche mit Priorität auf die Zeit ausgeführt werden kann. Bei Definition der zum Durchfahren des Streckenabschnitts verbrauchten Energiemenge als Streckenabschnittskosten kann die Routensuche im Hinblick auf die niedrigsten Energiekosten durchgeführt werden.
Die Streckenabschnittsdaten beinhalten Attribute, die zum Berechnen der Streckenabschnittskosten erforderlich sind, wie z.B. die Länge eines Streckenabschnitts, einen Straßentyp, die Anzahl der Fahrspuren, die Fahrgeschwindigkeit, eine Geschwindigkeitsbegrenzung, die Formgebung, einen Höhenunterschied und dergleichen.
Kurzstrecken-Suchabschnitte, die nicht für eine Langstreckensuche verwendet werden, werden aus einem Straßennetz auf niedrigem Niveau entfernt (es verbleiben beispielsweise nur Hauptstraßen, wie zum Beispiel eine Schnellstraße), und dadurch werden die Langstrecken-Suchabschnitt-Straßendaten 4 separat als ein Straßennetz auf hohem Niveau bildend definiert. Außerdem werden Knotenpunkte ohne Trennungspunkte (d.h. mit zwei damit verbundenen Streckenabschnitten) weggelassen, und dadurch wird die Anzahl der Streckenabschnitte sowie die Anzahl der Knotenpunkte in dem Straßennetz auf hohem Niveau reduziert. Auf diese Weise ist der Langstrecken-Suchabschnitt definiert.
Das Straßennetz auf hohem Niveau kann unter Verwendung des Straßentyps oder dergleichen ausschließlich unter Belassung von Hauptstraßen, wie zum Beispiel einer Schnellstraße, konfiguriert werden oder kann mit einem minimal erforderlichen Straßennetz konfiguriert werden, das man durch Ausführen einer Routensuche in dem Straßennetz auf niedrigem Niveau unter Verwendung verschiedener Kombinationen von Ausgangs- und Endpunkten (z.B. JP-Patent JP 2 653 847 B2 ) oder verschiedener Kombinationen von Streckenabschnittskosten (Kombinationen von Streckenabschnittskosten in Abhängigkeit von einer solchen Suchoption wie Zeitpriorität, Distanzpriorität und Energiekostenpriorität) ausgeführt werden.
Obwohl das vorliegende Ausführungsbeispiel einen Fall beschreibt, in dem zwei Niveaus bzw. Stufen insgesamt vorhanden sind, nämlich ein Niveau des Straßennetzes auf niedrigem Niveau sowie ein Niveau des Straßennetzes auf hohem Niveau, kann auch ein Straßennetz mit drei oder mehr Niveaus insgesamt in Abhängigkeit von der Größe eines Straßennetzes sowie einer gewünschten Verarbeitungsgeschwindigkeit verwendet werden, solange der Langstrecken-Suchabschnitt, der sich auf einem höheren Niveau befindet, eine Vielzahl von Kurzstrecken-Suchabschnitten beinhaltet, die sich auf einem niedrigeren Niveau als der Langstrecken-Suchabschnitt befinden.
Die Routensuche-Verarbeitungseinheit 6 liest die in einem Routensuchbereich enthaltenen Straßendaten aus den Langstrecken-Suchabschnitt-Straßendaten 4 oder den Kurzstrecken-Suchabschnitt-Straßendaten 5 der Kartendaten 3 aus und ermittelt eine Route, auf der die Summe der von der Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit 7 berechneten Streckenabschnittskosten am niedrigsten ist, und gibt die Route an einen Monitor bzw. Bildschirm (nicht gezeigt) oder dergleichen aus.
Das bedeutet, auf der Basis der von der Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit 7 berechneten Streckenabschnittskosten führt die Routensuche-Verarbeitungseinheit 6 einen Vorgang zum Ermitteln einer Route mit dem geringsten Energieverbrauch oder einen Vorgang zum Berechnen eines Energieverbrauchs auf einer vorbestimmten Route aus (beispielsweise einer Route mit der kürzesten Fahrstrecke oder einer Route mit der kürzesten Fahrzeit).
Die Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit 7 berechnet die Streckenabschnittskosten unter Verwendung des aus den Langstrecken-Suchabschnitt-Straßendaten 4 oder den Kurzstrecken-Suchabschnitt-Straßendaten 5 der Kartendaten 3 ermittelten Attributs, der aus den Fahrzeugdaten 8 ermittelten Fahrzeugeigenschaften und dergleichen und gibt dann die berechneten Streckenabschnittskosten an die Routensuche-Verarbeitungseinheit 6 ab.
2 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Routensuchvorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und zwar ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Routensuche-Verarbeitungseinheit 6 zum Zeitpunkt der Ausführung eines Routensuchvorgangs unter Verwendung des Straßennetzes auf hohem Niveau in einem Fall, in dem die Distanz von einem Ausgangspunkt (aktueller Ort) bis zu einem Endpunkt (Zielort oder Zwischenstopport) lang ist.
Wie in 2 gezeigt ist, bestimmt die Routensuche-Verarbeitungseinheit 6 in einem Schritt S201 zwei Punkte, nämlich einen Ausgangspunkt und einen Endpunkt, in dem Straßennetz auf niedrigem Niveau, in dem die Routensuche ausgeführt werden soll, unter Verwendung von Information des aktuellen Orts und des Zielorts (Zwischenstopports), wie diese von dem Benutzer vorgegeben worden sind.
In einem Schritt S202 werden die erforderlichen Straßendaten in dem Straßennetz auf niedrigem Niveau in der Nähe des jeweiligen in dem Schritt S201 bestimmten Ausgangspunkts und Endpunkts aus den Kurzstrecken-Suchabschnitt-Straßendaten 5 der Kartendaten 3 ausgelesen, und es wird eine Routensuche jeweils von dem Ausgangspunkt und dem Endpunkt ausgeführt, während dabei die für die Routensuche erforderlichen Streckenabschnittskosten von der Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit 7 ermittelt werden.
Auf diese Weise wird eine Stelle bestimmt, die eine Verlagerung zu dem Straßennetz auf dem hohen Niveau zulässt (Kurzstreckensuche). Es kann eine Vielzahl von Kandidaten für die Stelle geben, die eine Verlagerung zu dem Straßennetz auf dem hohen Niveau zulässt.
In einem Schritt S203 werden die erforderlichen Straßendaten in dem Straßennetz auf hohem Niveau zwischen den durch die Kurzstreckensuche in dem Schritt S202 ermittelten Stellen aus den Langstrecken-Suchabschnitt-Straßendaten 4 der Kartendaten 3 ausgelesen, und es wird eine Suche nach einer Route zwischen den Stellen ausgeführt, während dabei die für die Routensuche erforderlichen Streckenabschnittskosten von der Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit 7 ermittelt werden. Auf diese Weise wird eine Route berechnet, auf der die Summe der Streckenabschnittskosten am niedrigsten ist (Langstreckensuche).
In einem Schritt S204 werden die Suchresultate der in dem Schritt S202 ausgeführten Kurzstreckensuche und der in dem Schritt S203 ausgeführten Langstreckensuche miteinander kombiniert. Anschließend erfolgt das Bestimmen und Ausgeben einer Route, auf der die Summe der Streckenabschnittskosten von dem Ausgangspunkt bis zu dem Endpunkt am niedrigsten ist.
Ferner kann unter Verwendung des Straßennetzes auf niedrigem Niveau auf der Basis der Knotenpunktdaten (Streckenabschnittsdaten) des Straßennetzes auf niedrigem Niveau, die dem Suchresultat (einer Gruppe von Durchgangsknotenpunkten (Streckenabschnitten)) in dem Straßennetz auf hohem Niveau entsprechen, dem Straßennetz auf hohem Niveau eine Rechtsabbiege-/Linksabbiege-Führung an einer Kreuzung oder dergleichen zugeordnet werden.
3 zeigt eine Konzeptionsdarstellung zur Erläuterung der Vorgabe der Attribute bezüglich der Distanz und der Höhe des Langstrecken-Suchabschnitts gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 3 veranschaulicht als Beispiel einen Fall, in dem vier Kurzstrecken-Suchabschnitte (zwei Kurzstrecken-Suchabschnitte 31 und 32 mit Aufwärts- bzw. Steigungsabschnitten und zwei Kurzstrecken-Suchabschnitte 32 und 34 mit Abwärts- bzw. Gefälle-abschnitten) in einem Langstrecken-Suchabschnitt 35 zusammengefasst sind. Zur Vereinfachung ist dabei ein Fall veranschaulicht, in dem der Gradient des Kurzstrecken-Suchabschnitts konstant ist.
Wie in 3 gezeigt ist, sind die Summe (H1+H3) der Aufwärts-Höhenunterschiede der Kurzstrecken-Suchabschnitte 31 und 33 sowie die Summe (H2+H4) der Abwärts-Höhenunterschiede der Kurzstrecken-Suchabschnitte 32 und 34 als Attribute (H_up, H_down) der Langstrecken-Suchabschnitt-Straßendaten 4 des Langstrecken-Suchabschnitts 35 vorgegeben, der den Kurzstrecken-Suchabschnitten 31 bis 34 entspricht.
D. h., in Bezug auf eine Vielzahl von Kurzstrecken-Suchabschnitten, die einem Langstrecken-Suchabschnitt entsprechen, berechnet die Langstrecken-Suchattribut-Berechnungseinheit 2 als Attribute des einen Langstrecken-Suchabschnitts die Summe der Aufwärts-Höhenunterschiede der Kurzstrecken-Suchabschnitte sowie die Summe der Abwärts-Höhenunterschiede der Kurzstrecken-Suchabschnitte.
Alternativ hierzu kann die Langstrecken-Suchattribut-Berechnungseinheit 2 die Summe der Höhenunterschiede auch nur dann berechnen, wenn die Summe der zu berechnenden Höhenunterschiede gleich oder größer ist als ein bestimmter Schwellenwert. Beim Speichern der Summe der Höhenunterschiede in den Kartendaten ermöglicht dies, Information eines Höhenunterschieds wegzulassen, die nur geringen Einfluss auf den Energieverbrauch hat. Auf diese Weise kann das Volumen der Kartendaten reduziert werden.
Außerdem wird die Summe (D1+D2+D3+D4) der Distanzen der Kurzstrecken-Suchabschnitte 31 bis 34 auch als Attribut (D) der Langstrecken-Suchabschnitt-Straßendaten 4 des Langstrecken-Suchabschnitts 35 vorgegeben. Auf diese Weise sind die von der Langstrecken-Suchattribut-Berechnungseinheit 2 berechneten Attribute des Langstrecken-Suchabschnitts in den Langstrecken-Suchabschnitt-Straßendaten 4 enthalten.
Hinsichtlich der Attribute der Langstrecken-Suchabschnitt-Straßendaten 4, wie etwa Fahrzeit, Anzahl der Stopps und dergleichen, in dem Langstrecken-Suchabschnitt 35 können in ähnlicher Weise wie vorstehend beschrieben die Summe der Fahrzeiten, die Gesamtanzahl der Stopps und dergleichen in den jeweiligen Kurzstrecken-Suchabschnitten 31 bis 34 als Attribute der Langstrecken-Suchabschnitt-Straßendaten 4 vorgegeben werden.
D.h. die Langstrecken Suchattribut-Berechnungseinheit 2 berechnet als Attribute von einem Langstrecken-Suchabschnitt die Summe der Fahrzeiten, die Summe der Distanzen, die Summe der Aufwärts-Höhenunterschiede, die Summe der Abwärts-Höhenunterschiede sowie die Gesamtanzahl der Stopps in einer Vielzahl von Kurzstrecken-Suchabschnitten, die dem einen Langstrecken-Suchabschnitt entsprechen. Gemäß einer Anforderung von der Routensuche-Verarbeitungseinheit 6 berechnet dann die Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit 7 die Streckenabschnittskosten auf der Basis der Attribute des Langstrecken-Suchabschnitts sowie der Fahrzeugeigenschaften.
Die Streckenabschnittsdistanz (D1 bis D4) und der Höhenunterschied (H1 bis H4) von jedem der Kurzstrecken-Suchabschnitte 31 bis 34 werden als Attribute von jedem der Kurzstrecken-Suchabschnitte 31 bis 34 in den Kurzstrecken-Suchabschnitt-Straßendaten 5 der Kartendaten 3 vorgegeben.
4 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels zum Berechnen der Streckenabschnittskosten des Langstrecken-Suchabschnitts gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie in 4 gezeigt ist, erfolgt die Berechnung, während der Energieverbrauch (Streckenabschnittskosten) pro Streckenabschnitt unterteilt wird, in folgende Komponenten: einen Grundverbrauch (C_1*q_base*T), der sich auf Energie bezieht, die für anderes als das Fahren erforderlich ist und z.B. im Leerlauf, Betrieb einer Klimaanlage und dergleichen verursacht ist; einen Verbrauch (C_2*µMg*D) aufgrund von Reibung einer Straßenoberfläche; einen Verbrauch (C_3*Mg*H_up (upslope) + C_4*Mg*H_dowm (downslope)) aufgrund von Positionsenergie; einen Verbrauch (C_5*κ*v³*T) aufgrund eines Luftwiderstands; und einen Verbrauch (C_6*(M+m)/2*v²*N_stop) aufgrund von Beschleunigung und Verzögerung für das Stoppen.
Wie vorstehend beschrieben, berechnet die Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit 7 den Energieverbrauch unter Aufteilung des Energieverbrauchs in Energieverbrauchsfaktoren (Energie, die für etwas Anderes als das Fahren erforderlich ist, Energie aufgrund von Reibung einer Straßenoberfläche, Positionsenergie sowie Geschwindigkeitsenergie (Beschleunigungs- und Verzögerungsenergie). Dies ermöglicht die Berechnung der Streckenabschnittskosten in einer derartigen Weise, dass dies den Energieverbrauch in dem Langstrecken-Suchabschnitt zum Zeitpunkt der Fahrt akkurat widerspiegelt.
Zusätzlich zu der Berechnung erfolgt eine Modellbildung, indem Parameter klassifiziert werden in einen auf ein Fahrzeug bezogenen Parameter, der geändert werden sollte, wenn sich ein Fahrzeugtyp (z.B. die Eigenschaft einer Energiequelle) ändert, sowie einen eine Straße betreffenden Parameter, der unabhängig von dem Fahrzeugtyp nicht verändert wird. Infolgedessen kann die Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit 7 für einen großen Bereich von Fahrzeugtypen angewendet werden, der Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor, Hybridfahrzeuge und Elektrofahrzeuge beinhaltet.
Beispielsweise im Hinblick auf ein Verbrennungsmotor-Fahrzeug und ein Hybridfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor können in der in 4 dargestellten mathematischen Formel die die Fahrzeugeffizienz betreffenden Koeffizienten C_1 bis C_6 unter Berücksichtigung der Anzahl der Umdrehungen des Verbrennungsmotors sowie der Fahrgeschwindigkeit berechnet werden.
Bei einem Verbrennungsmotor-Fahrzeug ohne Regenerationsmechanismus wird der die Fahrzeugeffizienz betreffende Koeffizient C_4 in Bezug auf die Abwärts-Positionsenergie mit einem Wert von nahe Null vorgegeben, während bei einem Hybridfahrzeug oder einem Elektrofahrzeug mit Regenerationsmechanismus der Koeffizient C_4 unter Berücksichtigung einer Rückgewinnungsenergie aufgrund von Regeneration als höherer Wert vorgegeben werden kann (d.h. der Verbrauch hat aufgrund der Abwärts-Positionsenergie einen negativen Wert).
Zusätzlich zu den in 4 veranschaulichten Verbrauchsfaktoren kann zum Beispiel die Bedingung einer Rückgewinnungsenergie aufgrund der Regeneration zum Zeitpunkt einer Abwärtsfahrt oder einer Verzögerung zusätzlich für die Berechnung verwendet werden.
In einem Fall, in dem es sich bei einem zu minimierenden Energieverbrauch um einen anderen Verbrauch handelt, wie zum Beispiel eine Kohlendioxidemission, einen Verbrennungsverbrauch oder einen Energieverbrauch (d.h. in einem Fall, in dem die von der Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit 7 zu berechnenden Streckenabschnittskosten andere sind), können die die Fahrzeugeffizienz betreffenden Koeffizienten C_1 bis C_6 in Abhängigkeit von dem zu minimierenden Energieverbrauch geändert werden.
Herkömmlicherweise (zum Beispiel im Patentdokument 1) ist der Energieverbrauch unter Verwendung der mathematischen Formel berechnet worden (Grundverbrauch, Verbrauch aufgrund von Reibung einer Straßenoberfläche, Verbrauch aufgrund von Positionsenergie und Verbrauch aufgrund von Beschleunigung und Verzögerung), wie dies in 4 gezeigt ist.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel unterscheidet sich jedoch von der herkömmlichen Vorgehensweise im Hinblick auf die Ausführung der Berechnung des Verbrauchs aufgrund der Positionsenergie der 4, indem der Verbrauch in den Verbrauch aufgrund von Aufwärts-Höhenunterschieden und den Verbrauch aufgrund von Abwärts-Höhenunterschieden unterteilt wird (herkömmlicherweise (zum Beispiel in Patentdokument 1) wird der Verbrauch aufgrund des Luftwiderstands nicht erwähnt, jedoch ist es allgemein bekannt, dass der Luftwiderstand einen Einfluss auf den Verbrauch hat (insbesondere bei Fahrt mit hoher Geschwindigkeit)).
Wie vorstehend beschrieben worden ist, werden bei der Routensuche unter Verwendung des Straßennetzes auf hohem Niveau die Summe der Aufwärts-Höhenunterschiede und die Summe der Abwärts-Höhenunterschiede, bei denen es sich um Attribute der Langstrecken-Suchabschnitt-Straßendaten 4 des Langstrecken-Suchabschnitts handelt, verwendet, und dadurch kann der Energieverbrauch aufgrund der Positionsenergie, die nur durch Höhenunterschiede bestimmt wird, exakt berechnet werden.
D.h., durch Verwendung der Summe der Aufwärts-Höhenunterschiede und der Summe der Abwärts-Höhenunterschiede kann der Energieverbrauch unter Berücksichtigung des Einflusses von Aufwärtsstrecken und Abwärtsstrecken, die innerhalb des Langstrecken-Suchabschnitts vorhanden sind, berechnet werden, während dies bei der Differenz in der Höhe zwischen den beiden Enden des Langstrecken-Suchabschnitts, der eine Aggregation einer Vielzahl von Kurzstrecken-Suchabschnitten ist, keine Berücksichtigung finden kann.
Die Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit 7 ermittelt aus den Langstrecken-Suchabschnitt-Straßendaten 4 oder den Kurzstrecken-Suchabschnitt-Straßendaten 5 der Kartendaten 3 die Parameter, die sich auf die Attribute der Straße beziehen, wie z.B. die Distanz, die Fahrgeschwindigkeit, den Höhenunterschied, die Anzahl von Stopps und dergleichen des Streckenabschnitts, und ermittelt ferner aus den Fahrzeugdaten 8 die Parameter, die sich auf die Fahrzeugeigenschaften beziehen, wie z.B. den Grundverbrauch, den Reibungskoeffizienten, das Gewicht, die Effizienz und dergleichen.
Auf der Basis der auf diese Weise ermittelten Attribute und Fahrzeugeigenschaften berechnet die Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit 7 dann den Energieverbrauch pro Streckenabschnitt in Abhängigkeit von der in 4 dargestellten mathematischen Formel als erforderliche Streckenabschnittskosten eines Streckenabschnitts in der Routensuche-Verarbeitungseinheit 6.
Auf diese Weise kann in dem Prozess in der Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit 7 die Berechnung unter Verwendung einer allgemeinen Berechnungsformel ausgeführt werden, ohne dass eine Unterscheidung zwischen dem Kurzstrecken-Suchabschnitt und dem Langstrecken-Suchabschnitt erfolgt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die in 4 dargestellte mathematische Formel für die Berechnung der Streckenabschnittskosten des Langstrecken-Suchabschnitts beschrieben.
Jedoch kann diese Formel auch bei dem Kurzstrecken-Suchabschnitt verwendet werden. D.h., auf der Basis der Attribute des Kurzstrecken-Suchabschnitts und der Fahrzeugeigenschaften kann die Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit 7 auch die Streckenabschnittskosten berechnen, bei denen es sich um einen Energieverbrauch während der Fahrt des Fahrzeugs in dem Kurzstrecken-Suchabschnitt handelt.
Im Hinblick auf den Kurzstrecken-Suchabschnitt mit der detailliertesten Information wird im Allgemeinen davon ausgegangen, dass innerhalb des Streckenabschnitts keine Aufwärtsstrecke und keine Abwärtsstrecke vorhanden sind und der Gradient konstant ist. In der mathematischen Formel der 4 hat somit sowohl die Summe der Aufwärts-Höhenunterschiede als auch die Summe der Abwärts-Höhenunterschiede einen effektiven Wert.
Was die vorstehend genannte Anzahl von Stopps anbelangt, so kann die Anzahl der Verkehrsampeln, Stopp-Schilder oder dergleichen direkt vorgegeben werden, oder es kann die Anzahl von Stopps unter Berücksichtigung einer Stopp-Wahrscheinlichkeit vorgegeben werden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie es die 4 zeigt, ist als Beispiel der Fall veranschaulicht, in dem der Energieverbrauch aufgrund von Beschleunigung und Verzögerung durch Stoppen an einer Verkehrsampel oder dergleichen berücksichtigt wird. Dabei kann ein Energieverbrauch aufgrund von Beschleunigung und Verzögerung durch Geschwindigkeitsreduzierung in einer Kurve oder dergleichen separat berücksichtigt werden.
Wenn zum Beispiel die Reduzierung der Fahrgeschwindigkeit als v_delta definiert ist und die Anzahl der Beschleunigungen und Verzögerungen als N slow definiert ist, so kann die Berechnung als C_7*(M+m)/2*v_delta²*N_slow in ähnlicher Weise zu der Berechnung des Energieverbrauchs aufgrund von Beschleunigung und Verzögerung durch Stoppen erfolgen.
5 zeigt eine Konzeptionsdarstellung zur Erläuterung einer Routensuche unter Berücksichtigung der Anzahl von Stopps an Verkehrsampeln gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 5 veranschaulicht als Beispiel einen Fall, in dem die Anzahl der Verkehrsampeln 51 bis 55 (oder Stopp-Schilder) oder dergleichen als Attribut der Straßendaten vorgegeben wird. Es wird berücksichtigt, dass sich die Energiekosten des Streckenabschnitts (Streckenabschnittskosten) durch das Stoppen an einer Verkehrsampel oder dergleichen stark verändern.
In einer Situation, in der kein Verkehrsampel-Plan vorhanden ist, handelt es sich bei der Tatsache, ob ein Stopp an einer Verkehrsampel stattfindet oder nicht, um ein Wahrscheinlichkeitsereignis, und es ist notwendig, ein Suchverfahren unter Berücksichtigung desselben auszuführen. Im vorliegenden Fall werden zwei Routen von einem Punkt A bis zu einem Punkt B verwendet, wie dies nachfolgend veranschaulicht wird, und es erfolgt somit eine Beschreibung eines Beispiels, bei dem das Ausmaß des Einflusses der Verkehrsampel dem Benutzer korrekt präsentiert wird.
Route 1: eine Route, bei der die Energiekosten im Fall des Stoppens an allen Verkehrsampeln am niedrigsten sind.
Route 2: eine Route, bei der die Energiekosten im Fall des Durchfahrens bei allen Verkehrsampeln ohne Stoppen am niedrigsten sind.
Die Route 1 stellt die obere Route in 5 dar und ist die Route, die man bei Ausführung der Suche unter Vorgabe der Anzahl von Stopps in der mathematischen Formel der 4 als den maximalen Wert (z.B. die Anzahl von allen Verkehrsampeln) erhält. Die Route 2 stellt die untere Route in 5 dar und ist die Route, die man bei Ausführung der Suche unter Vorgabe der Anzahl der Stopps in der mathematischen Formel der 4 als Mindestwert (z.B. Null) erhält. Die auf diese Weise ermittelten Routen 1 und 2 werden dem Benutzer präsentiert.
D.h., die Routensuchvorrichtung 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beinhaltet ferner eine Stoppanzahl-Schätzeinheit (nicht gezeigt) zum Schätzen der Anzahl von Stopps in jedem von einer Vielzahl von Kurzstrecken-Suchabschnitten, die einem einzelnen Langstrecken-Suchabschnitt entsprechen.
Auf der Basis der Gesamtanzahl der Stopps, die das Attribut des Langstrecken-Suchabschnitts bildet, berechnet die Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit 7 die Streckenabschnittskosten in einem Fall, in dem die Gesamtanzahl der Stopps das Maximum beträgt sowie die Streckenabschnittskosten in einem Fall, in dem die Gesamtanzahl der Stopps das Minimum beträgt.
Die Routensuche-Verarbeitungseinheit 6 berechnet eine derartige Route, bei der der Energieverbrauch in einem Fall, in dem die Gesamtanzahl der Stopps das Maximum beträgt, am niedrigsten ist, sowie eine derartige Route, bei der der Energieverbrauch in einem Fall, in dem die Gesamtanzahl der Stopps das Minimum beträgt, am niedrigsten ist.
In Bezug auf die Route 1 und die Route 2, die als Ergebnis der Suche ermittelt worden sind, besteht die Möglichkeit, dass die Energiekosten für die Route 1 berechnet werden, während die Anzahl der Stopps mit dem Minimum vorgegeben ist, und dass die Energiekosten für die Route 2 berechnet werden, während die Anzahl der Stopps mit dem Maximum vorgegeben ist, um dadurch jede Route mit einem Schwankungsbereich der Energiekosten darzustellen.
Mit anderen Worten, im Hinblick auf eine solche Route, bei der der Energieverbrauch am niedrigsten ist, wenn die von der Routensuche-Verarbeitungseinheit 6 berechnete Gesamtanzahl der Stopps das Maximum beträgt, berechnet die Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit 7 die Streckenabschnittskosten in einem Fall, in dem die Gesamtanzahl der Stopps das Minimum beträgt, und im Hinblick auf eine solche Route, bei der der Energieverbrauch am niedrigsten ist, wenn die Gesamtanzahl der Stopps das Minimum beträgt, berechnet die Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit 7 die Streckenabschnittskosten in einem Fall, in dem die Gesamtanzahl der Stopps das Maximum beträgt.
Die Knotenpunkt-Kosten im Fall eines Stoppens können auf der Basis der Gradienten eines Eingangs-Streckenabschnitts und eines Ausgangs-Streckenabschnitts bestimmt werden. Beispielsweise kann ein Zeitpunkt, zu dem die Verkehrsampel ein rotes Signal zeigt, festgestellt werden und sich in den Knotenpunkt-Kosten im Fall eines Stoppens widerspiegeln. Im Hinblick auf eine Route, bei der die Fahrdistanz am kürzesten ist, oder im Hinblick auf eine Route, bei der die Fahrzeit am kürzesten ist, anstelle einer Route, bei der der Energieverbrauch am niedrigsten ist, können die Streckenabschnittskosten durch Hinzuaddieren der vorstehend beschriebenen Anzahl von Stopps zu diesen berechnet werden.
Zusätzlich zu der Summe der Aufwärts-Höhenunterschiede und der Summe der Abwärts-Höhenunterschiede können die Summe der Streckenabschnitts-Distanzen, die der Summe der Aufwärts-Höhenunterschiede (d.h. der Summe der Distanzen von Aufwärts-Streckenabschnitten) entsprechen, sowie die Summe der Streckenabschnitts-Distanzen, die der Summe der Abwärts-Höhenunterschiede (d.h. der Summe der Distanzen von Abwärts-Streckenabschnitten) entsprechen, als Attribute der Straßendaten vorgegeben werden.
Eine derartige Vorgabe ermöglicht die Berechnung der Streckenabschnittskosten unter Berücksichtigung eines Unterschieds bei der Fahrzeugeffizienz nicht nur in Abhängigkeit von dem Einfluss der Positionsenergie, sondern auch in Abhängigkeit von dem Gradienten.
Ein Parameter (insbesondere die Anzahl von Gradienten-Änderungspunkten und dergleichen) mit einem Einfluss auf die Energiekosten, wie zum Beispiel die Kontinuität der Abschnitte (der Kurzstrecken-Suchabschnitte, die dem Langstrecken-Suchabschnitt entsprechen) in dem Langstrecken-Suchabschnitt (d.h. einen Streckenabschnitt, in dem Aufwärts-Streckenabschnitte und Abwärts-Streckenabschnitte kontinuierlich in einander abwechselnder Weise vorliegen, oder einen Streckenabschnitt, in dem kontinuierlich aneinander anschließende Aufwärts-Streckenabschnitte nebeneinander vorliegen und kontinuierlich aneinander anschließende Abwärts-Streckenabschnitte nebeneinander vorliegen), kann als Attribut der Straßendaten vorgegeben werden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt der Fokus auf dem typischen Energieverbrauch, wie zum Beispiel der Positionsenergie, und die Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf einen Fall, in dem z.B. die Summe der Aufwärts-Höhenunterschiede und die Summe der Abwärts-Höhenunterschiede der Kurzstrecken-Suchabschnitte, bei denen es sich um die Attribute der Kurzstrecken-Suchabschnitte handelt (d.h. eine Aggregation der Attribute der Kurzstrecken-Suchabschnitte), als Attribute des Langstrecken-Suchabschnitts vorgegeben sind.
Im Fall einer detaillierteren Berechnung der Streckenabschnittskosten können hierbei die Attribute der Kurzstrecken-Suchabschnitte direkt als Attribute des Langstrecken-Suchabschnitts vorgegeben werden, anstatt einer Aggregation der Attribute der Kurzstrecken-Suchabschnitte. Bei der Berechnung der Streckenabschnittskosten des Langstrecken-Suchabschnitts können zum Beispiel in einem Fall, in dem ein Höhenunterschied von jedem von p Kurzstrecken-Suchabschnitten betrachtet wird, alle p Höhenunterschiede als Attribute des Langstrecken-Suchabschnitts vorgegeben werden.
In einem Fall jedoch, in dem eine Aggregation von Kurzstrecken-Suchabschnitten, wie zum Beispiel die Summe der Aufwärts-Höhenunterschiede und die Summe der Abwärts-Höhenunterschiede der Kurzstrecken-Suchabschnitte gemäß der vorstehenden Beschreibung verwendet wird, kann im Vergleich zu einem Fall, in dem alle Attribute der Kurzstrecken-Suchabschnitte als Attribute des Langstrecken-Suchabschnitts vorgegeben werden, die Datengröße der Kartendaten 3 reduziert werden (z.B. reduziert von einer p entsprechenden Größe auf eine Größe, die zwei entspricht), wobei außerdem die Anzahl der in den Kartendaten 3 zu speichernden Attribute des Langstrecken-Suchabschnitts feststeht.
Im Vergleich zu einem Fall, in dem die Anzahl der in den Kartendaten 3 zu speichernden Attribute variabel ist (die Anzahl der Attribute ändert sich in Abhängigkeit von der Anzahl der Kurzstrecken-Suchabschnitte), können somit die Daten ohne Berücksichtigung der Anzahl der Attribute gelesen werden, und auf diese Weise kann der zum Ermitteln von Daten erforderliche Rechenaufwand im Allgemeinen reduziert werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel veranschaulicht worden, bei dem die Summe der Aufwärts-Höhenunterschiede und die Summe der Abwärts-Höhenunterschiede als Attribute des Langstrecken-Suchabschnitts vorgegeben werden. Die drei Werte „Summe der Aufwärts-Höhenunterschiede“, „Summe der Abwärts-Höhenunterschiede“ und „Höhenunterschied zwischen Anfangspunkt und Endpunkt des Streckenabschnitts“ erfüllen eine Relation „Summe der Aufwärts-Höhenunterschiede“ + „Summe der Abwärts-Höhenunterschiede“ = „Höhenunterschied zwischen dem Anfangspunkt und dem Endpunkt des Streckenabschnitts“.
Zum Erzielen der gleichen Effekte wie bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird somit Information von jeglichen zwei Ausdrücken von „der Summe der Aufwärts-Höhenunterschiede“, „der Summe der Abwärts-Höhenunterschiede“ und „der Höhenunterschied zwischen dem Anfangspunkt und dem Endpunkt des Streckenabschnitts“ als Attribute des Langstrecken-Suchabschnitts vorgegeben. Beispielsweise können die beiden Informationen „Summe der Aufwärts-Höhenunterschiede“ und „Höhenunterschied zwischen dem Anfangspunkt und dem Endpunkt des Streckenabschnitts“ als Attribute des Langstrecken-Suchabschnitts vorgegeben werden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Fall beschrieben worden, in dem der Gradient in dem Langstrecken-Suchabschnitt nicht notwendigerweise konstant ist. In Bezug auf den Kurzstrecken-Suchabschnitt, in dem der Gradient nicht konstant ist, werden jedoch ebenfalls die Summe der Aufwärts-Höhenunterschiede und die Summe der Abwärts-Höhenunterschiede als Attribute des Kurzstrecken-Suchabschnitts vorgegeben, und dadurch kann der Energieverbrauch aufgrund der Positionsenergie während der Fahrt exakt ermittelt werden, während gleichzeitig die Anzahl der Straßenabschnitte (die Menge der Straßendaten) unterdrückt wird, ohne dass der Streckenabschnitt an dem innerhalb des Streckenabschnitts vorhandenen Gradienten-Änderungspunkt geteilt wird.
In den Kartendaten 3 sind die Parameter gespeichert, die sich auf die Straße beziehen, wie zum Beispiel die Höhendifferenz und die Anzahl von Stopps. Zum Zeitpunkt der Ausführung des Routensuchvorgangs durch die Routensuche-Verarbeitungseinheit 6 werden erforderliche Streckenabschnittskosten von der Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit 7 in geeigneter Weise berechnet (z.B. online). Dies ermöglicht eine flexible Änderung eines Algorithmus zum Berechnen der Streckenabschnittskosten und der Parameter, wie zum Beispiel der Fahrzeugeigenschaften, die Einfluss auf die Energiekosten nehmen, ohne eine Änderung bei einem Offline-Rechenergebnis (Kartendaten).
Zusätzlich dazu können in einem Fall, in dem Verkehrsinformation oder dergleichen ermittelt wird, die Parameter, wie die Fahrgeschwindigkeit und die Fahrzeit in dem Streckenabschnitt, in flexibler Weise verhindert werden. Beispielsweise kann in einem Fall, in dem in einem Streckenabschnitt starker Verkehr vorhanden ist, der die Fahrgeschwindigkeit betreffende Parameter niedriger vorgegeben werden, während der die Fahrzeit betreffende Parameter höher vorgegeben wird.
Beispielsweise bei einem Hybridfahrzeug oder einem Elektrofahrzeug, das Regenerationsenergie insbesondere auf einer Abwärtsstrecke zurückgewinnen kann, erfolgt eine Unterscheidung zwischen der Summe der Aufwärts-Höhenunterschiede und der Summe der Abwärts-Höhenunterschiede in der mathematischen Formel zum Berechnen der Streckenabschnittskosten, wie dies in 4 veranschaulicht ist.
In Abhängigkeit von einer Differenz bei der Energieeffizienz zwischen der Aufwärtsstrecke und der Abwärtsstrecke werden C_3 und C_4, bei denen es sich um die das Fahrzeug betreffenden Parameter handelt, in Abhängigkeit von den Fahrzeugeigenschaften vorgegeben. Auf diese Weise können die die Energiekosten in akkuraterer Weise widerspiegelnden Streckenabschnittskosten vorgegeben werden.
Ferner werden hinsichtlich eines Einflusses einer Regeneration zum Zeitpunkt einer Verzögerung aufgrund eines Stoppens an einer Verkehrsampel oder dergleichen sowie eines Einflusses bei einem Leerlauf-Stopp die die Fahrzeit betreffenden Parameter, wie z.B. T und C_6, in Abhängigkeit von den Fahrzeugeigenschaften vorgegeben, und auf diese Weise können die Streckenabschnittskosten so vorgegeben werden, dass sie die Energiekosten in exakterer Weise widerspiegeln.
Beispielsweise bei einem Fahrzeug, bei dem 30 % einer durch Beschleunigung verursachten Geschwindigkeitsenergie zurückgewonnen werden können, kann der Wert von C_6 als ein Wert vorgegeben werden, der um 30 % niedriger ist.
Außerdem werden für die Straße spezifische physikalische Parameter (die Distanz, die Fahrzeit, der Höhenunterschied sowie die Anzahl von Stopps) sowie für das Fahrzeug spezifische physikalische Parameter (das Fahrzeuggewicht und die Energieeffizienz) voneinander unterschieden und verwendet (gespeichert). Im Vergleich zu einem Speichern derselben in kollektiver Weise als Attribute der Straßendaten in den Kartendaten 3 kann somit die beim Aktualisieren der Karte zu aktualisierende Datenmenge vermindert werden, da nur der die Straße betreffende physikalische Parameter bei der Aktualisierung verändert wird.
Es ist notwendig, dass das Straßennetz auf hohem Niveau eine allgemeine Bedingung dahingehend erfüllt, dass „die Streckenabschnittskosten des Langstrecken-Suchabschnitts mit Sicherheit gleich der Summe der Streckenabschnittskosten der entsprechenden Kurzstrecken-Suchabschnitte sind“. Bei dieser Bedingung handelt es sich um eine Bedingung, die notwendig ist, um sicherzustellen, dass ein unter Verwendung des Straßennetzes auf hohem Niveau erzieltes Suchresultat mit einem unter Verwendung des Straßennetzes auf niedrigem Niveau erzielten Suchresultat übereinstimmt.
Wenn ein Routensuch-Resultat in dem Straßennetz auf hohem Niveau von einem Routensuch-Resultat in dem Straßennetz auf niedrigem Niveau verschieden ist, kann nicht gewährleistet werden, dass ein unter Verwendung des Straßennetzes auf hohem Niveau ermitteltes Suchresultat optimal ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Summe der Aufwärts-Höhenunterschiede und die Summe der Abwärts-Höhenunterschiede der Kurzstrecken-Suchabschnitte als Attribut in Bezug auf den Höhenunterschied des Langstrecken-Suchabschnitts vorgegeben, und die Summe der Werte von anderen Attributen als dem Höhenunterschied des Kurzstrecken-Suchabschnitts wird als Attribut des Langstrecken-Suchabschnitts vorgegeben.
Zum Zeitpunkt der Ausführung des Routensuchvorgangs werden die Streckenabschnittskosten unter Verwendung einer mathematischen Formel (z.B. der in 4 dargestellten mathematischen Formel) berechnet, die für den Kurzstrecken-Suchabschnitt und den Langstrecken-Suchabschnitt gemeinsam gilt. Auf diese Weise kann die vorstehend geschilderte Bedingung erfüllt werden.
Die vorstehend beschriebene Bedingung wird anhand eines exemplarischen Falls beschrieben, bei dem der Energieverbrauch pro Streckenabschnitt gemäß der Darstellung in 4 die Streckenabschnittskosten darstellt. Dabei werden Streckenabschnittskosten, die einen Langstrecken-Suchabschnitt betreffen, der eine Aggregation von n Kurzstrecken-Suchabschnitten beinhaltet, durch die nachfolgende Formel (1) angegeben. Darin bezeichnen T_i, D_i, H_up_i, H_down_i und N_stop_i die Fahrzeit, die Streckenabschnitts-Distanz, die Summe der Aufwärts-Höhenunterschiede, die Summe der Abwärts-Höhenunterschiede bzw. die Anzahl der Stopps in dem i-ten Kurzstrecken-Suchabschnitt.
Formel 1 $\sum_{i = 1}^{n} (C_{1} q_{base} T_{i} + C_{2} μ {MgD}_{i} + C_{3} {MgH}_{upi} + C_{4} {MgH}_{downi} + C_{5} κ v^{3} T_{i} + C_{6} (M + m) \frac{1}{2} v^{2} N_{stopi})$
Mit der Formel (1) kann unter der Annahme, dass es sich bei den anderen Variablen als den Variablen (wie z.B. der Fahrgeschwindigkeit v) mit dem Index „i“ um Konstanten handelt, die folgende Formel (2) dargestellt werden.
Formel 2 $C_{1} q_{base} \sum_{i = 1}^{n} T_{i} + C_{2} μ Mg \sum_{i = 1}^{n} D_{i} + C_{3} Mg \sum_{i = 1}^{n} H_{upi} + C_{4} Mg \sum_{i = 1}^{n}_{downi} + C_{5} κ v^{3} \sum_{i = 1}^{n} T_{i} + C_{6} (M + m) \frac{1}{2} v^{2} \sum_{i = 1}^{n} N_{stopi}$
In der Formel (2) handelt es sich bei der Summe von T_i, der Summe von D i, der Summe von H_up_i, der Summe von H_down_i und der Summe von N_stop_i um Werte, die als die Attribute des Langstrecken-Suchabschnitts vorzugeben sind. Wenn die Streckenabschnittskosten des Langstrecken-Suchabschnitts unter Verwendung der Summen der Fahrzeiten, der Streckenabschnitts-Distanzen, der Aufwärts-Höhenunterschiede, der Abwärts-Höhenunterschiede sowie der Anzahl von Stopps des Kurzstrecken-Suchabschnitts berechnet werden, die als Attribute des Langstrecken-Suchabschnitts vorgegeben sind, kann somit sichergestellt werden, dass die Streckenabschnittskosten des Langstrecken-Suchabschnitts mit der Summe der Streckenabschnittskosten der diesem Langstrecken-Suchabschnitt entsprechenden Kurzstrecken-Suchabschnitte übereinstimmen.
In einem Fall, in dem die Flexibilität beim Ändern des Algorithmus zum Berechnen der Streckenabschnittskosten sowie der die Energiekosten beeinflussenden Parameter der Fahrzeugeigenschaften keine Rolle spielen, können möglicherweise die Streckenabschnittskosten vorab berechnet und zu einem Zeitpunkt der Offline-Bereitstellung der Kartendaten als Attribut der Straßendaten gespeichert werden.
Nicht nur in dem Fall, in dem eine Routensuche ausgeführt wird, um nach einer Route zu suchen, für die die Energiekosten (Streckenabschnittskosten) am niedrigsten sind, sondern auch in einem Fall, in dem der Energieverbrauch jeder Route in Bezug auf das durch die Routensuche ermittelte Suchresultat (eine Gruppe von DurchgangsKnotenpunkten (Streckenabschnitten)) berechnet wird, kann der Rechenvorgang mit einer hohen Geschwindigkeit durchgeführt werden, indem das Attribut der Straßendaten in dem Straßennetz auf hohem Niveau verwendet wird.
D.h., wenn die Routensuche unter Verwendung des Straßennetzes auf hohem Niveau ausgeführt wird, so wird dann, wenn das auf diese Weise berechnete Suchresultat den Knotenpunkt und den Streckenabschnitt des Straßennetzes auf hohem Niveau beinhaltet, das Attribut der Straßendaten in dem Straßennetz auf hohem Niveau dazu verwendet, den Energieverbrauch pro Streckenabschnitt zu ermitteln, wobei dieser dann über die gesamte Route summiert wird.
Im Vergleich zu der Berechnung der Streckenabschnittskosten unter Verwendung nur der Straßendaten in dem Straßennetz auf niedrigem Niveau, wird dadurch die für die Berechnung erforderliche Anzahl von Streckenabschnitten reduziert (nicht nur die einfache Rechenzeit, sondern auch die Anzahl der Zugriffe auf die Kartendaten wird vermindert), und aus diesem Grund kann die Berechnung des Energieverbrauchs für jede Route mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt werden.
6 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels, wie einem Benutzer ein Energieeinspareffekt sowie sein Schwankungsbereich unter Verwendung eines Energieverbrauch-Indexes gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung präsentiert wird. Wie in 6 gezeigt ist, wird der Energieverbrauch in bezug auf jede der durch die Routensuche ermittelten Routen mit Priorität auf die Zeit sowie die Routensuche mit Priorität auf die Distanz berechnet.
Dies ermöglicht eine Berechnung der Verbesserungsrate bei dem Energieverbrauch (der Verbesserungsrate im Vergleich zu dem Energieverbrauch für eine durch eine andere Routensuche ermittelte Route), wobei dies anzeigt, wie der Energieverbrauch auf der Route mit den niedrigsten Energiekosten im Vergleich zu einer anderen Route (z.B. einer Route mit Priorität auf die Zeit oder einer Route mit Priorität auf die Distanz, wie dies in 6 dargestellt ist) verbessert wird.
Die auf diese Weise berechnete Verbesserungsrate wird dem Benutzer beispielsweise in Form eines Balkendiagramms dargeboten, das als Energieverbrauchs-Index des prozentualen Energieverbrauchs standardisiert anhand des Energieverbrauchs für die Route mit dem höchsten Energieverbrauch dient. Dies kann das Umweltbewusstsein des Benutzers steigern und dem Benutzer die Möglichkeit geben, eine Route mit einem niedrigeren Energieverbrauch auszuwählen.
Beispielsweise vereinfacht die Darstellung in 6 eine visuelle Überprüfung durch den Benutzer, wobei der Energieverbrauchs-Index der Route (Route mit Priorität auf die Zeit) mit dem höchsten Energieverbrauch 100 beträgt, der Energieverbrauchs-Index der Route (Route mit Priorität auf die Distanz) mit einem um 10 % niedrigeren Energieverbrauch als der Route mit Priorität auf die Zeit 90 beträgt und der Energieverbrauchs-Index der Route (Route mit Priorität auf den Energieverbrauch) mit dem um 20 % geringeren Energieverbrauch als der Route mit Priorität auf die Zeit 80 beträgt.
Im Hinblick auf den Energieverbrauchs-Index jeder Route kann in der in 6 dargestellten Weise ein Schwankungsbereich unter Berücksichtigung eines Einflusses eines Unsicherheitsfaktors, wie zum Beispiel einem Stoppen an einer Verkehrsampel, wie dies vorstehend erläutert worden ist, über der graphischen Darstellung angezeigt werden. Dies ermöglicht dem Benutzer in umfassender Weise die Auswahl der Route in einem Zustand, in dem der Schwankungsbereich (Risiko) vorab hinzugefügt ist.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, dass bei der Routensuche unter Verwendung des Straßennetzes auf hohem Niveau die Suche unter Berücksichtigung eines die Energiekosten beeinflussenden Faktors, wie dem Gradienten in dem Streckenabschnitt, durchgeführt werden kann, und obwohl die Distanz zwischen dem Anfangspunkt und dem Endpunkt lang ist, kann mit hoher Geschwindigkeit nach der Route mit den niedrigsten Energiekosten gesucht werden.
Die Erfindung ist zwar ausführlich beschrieben worden, jedoch ist die vorstehende Beschreibung in jeder Hinsicht lediglich erläuternd und nicht einschränkend zu verstehen. Es versteht sich daher, dass zahlreiche Modifikationen und Änderungen im Umfang der Erfindung ins Auge gefasst werden können.
Bezugszeichenliste

1: Routensuchvorrichtung
2: Langstrecken-Suchattribut-Berechnungseinheit
3: Kartendaten
4: Langstrecken-Suchab schnitt-Straßendaten
5: Kurzstrecken-Suchabschnitt-Straßendaten
6: Routensuche-Verarbeitungseinheit
7: Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit
8: Fahrzeugdaten
31-34: Kurzstrecken-Suchabschnitt
35: Langstrecken-Suchabschnitt
51-55: Verkehrsampeln

Claims

Routensuchvorrichtung (1) zum Suchen nach einer Route, die einen Anfangspunkt mit einem Endpunkt verbindet, wobei die Routensuchvorrichtung Folgendes aufweist: - eine Kartendaten-Einheit (3), die Kurzstrecken-Suchabschnitt-Straßendaten (5) beinhaltet, die einen Kurzstrecken-Suchabschnitt zur Verwendung bei einer Kurzstreckensuche enthalten, sowie Langstrecken-Suchabschnitt-Straßendaten (4) beinhaltet, die einen Langstrecken-Suchabschnitt zur Verwendung bei einer Langstreckensuche enthalten, wobei die Langstrecken-Suchabschnitte definiert werden, indem Kurzstrecken-Suchabschnitte, die nicht für eine Langstreckensuche verwendet werden, aus einem Straßennetz auf niedrigem Niveau entfernt werden; - eine Langstrecken-Suchattribut-Berechnungseinheit (2), um als Attribut von einem Langstrecken-Suchabschnitt die Summe von Aufwärts-Höhenunterschieden einer Vielzahl von Kurzstrecken-Suchabschnitten sowie die Summe von Abwärts-Höhenunterschieden der Vielzahl von Kurzstrecken-Suchabschnitten, welche dem einen Langstrecken-Suchabschnitt entsprechen, zu berechnen; - eine Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit (7) zum Berechnen von Streckenabschnittskosten, die einen Energieverbrauch zum Zeitpunkt der Fahrt eines Fahrzeugs in dem Langstrecken-Suchabschnitt darstellen, auf der Basis des Attributs des Langstrecken-Suchabschnitts sowie von Fahrzeugeigenschaften; und - eine Routensuche-Verarbeitungseinheit (6), um auf der Basis der Streckenabschnittskosten einen Vorgang zum Ermitteln einer Route, auf der die Summe der von der Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit (7) berechneten Streckenabschnittskosten am niedrigsten ist, oder einen Vorgang zum Berechnen des Energieverbrauchs auf einer vorbestimmten Route auszuführen.
Routensuchvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das von der Langstrecken-Suchattribut-Berechnungseinheit (2) berechnete Attribut des Langstrecken-Suchabschnitts (2) in den Langstrecken-Suchabschnitts-Straßendaten (4) gespeichert wird.
Routensuchvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei es sich bei der vorbestimmten Route entweder um eine Route handelt, auf der die Fahrstrecke am kürzesten ist, oder um eine Route handelt, auf der die Fahrzeit am kürzesten ist.
Routensuchvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit (7) als Streckenabschnittskosten einen Grundverbrauch, bei dem es sich nicht um einen für die Fahrt erforderlichen Verbrauch handelt, einen Verbrauch aufgrund von Reibung einer Straßenoberfläche, einen Verbrauch aufgrund von Positionsenergie, einen Verbrauch aufgrund eines Luftwiderstands und einen Verbrauch aufgrund von Beschleunigung und Verzögerung berechnet.
Routensuchvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit (7) als Streckenabschnittskosten eine Kohlendioxidemission, einen Kraftstoffverbrauch oder einen Energieverbrauch berechnet.
Routensuchvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit (7) außerdem Streckenabschnittskosten, die einen Energieverbrauch zum Zeitpunkt der Fahrt eines Fahrzeugs in dem Kurzstrecken-Suchabschnitt darstellen, auf der Basis eines Attributs des Kurzstrecken-Suchabschnitts sowie der Fahrzeugeigenschaften berechnet.
Routensuchvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Langstrecken-Suchattribut-Berechnungseinheit (2) als Attribut von einem einzelnen Langstrecken-Suchabschnitt die Summe der Fahrzeiten, die Summe der Distanzen, die Summe der Aufwärts-Höhenunterschiede, die Summe der Abwärts-Höhenunterschiede sowie die Gesamtanzahl von Stopps einer Vielzahl von Kurzstrecken-Suchabschnitten berechnet, die dem einen Langstrecken-Suchabschnitt entsprechen, und in Abhängigkeit von einer Anforderung von der Routensuche-Verarbeitungseinheit (6) die Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit (7) die Streckenabschnittskosten auf der Basis des Attributs des Langstrecken-Suchabschnitts und der Fahrzeugeigenschaften berechnet.
Routensuchvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die weiterhin eine Stoppanzahl-Schätzeinheit aufweist zum Schätzen der Anzahl von Stopps in jedem von einer Vielzahl von Kurzstrecken-Suchabschnitten, die einem Langstrecken-Suchabschnitt entsprechen, wobei die Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit (7) die Streckenabschnittskosten in einem Fall berechnet, in dem die Gesamtanzahl der Stopps maximal ist, sowie die Streckenabschnittskosten in einem Fall berechnet, in dem die Gesamtanzahl der Stopps minimal ist, und zwar auf der Basis der Gesamtanzahl der Stopps, die ein Attribut des Langstrecken-Suchabschnitts ist, wobei die Routensuche-Verarbeitungseinheit (6) eine Route berechnet, auf der die Summe der von der Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit (7) berechneten Streckenabschnittskosten am niedrigsten ist, wenn die Gesamtanzahl der Stopps das Maximum beträgt, sowie eine Route berechnet, auf der die Summe der von der Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit (7) berechneten Streckenabschnittskosten am niedrigsten ist, wenn die Gesamtanzahl der Stopps das Minimum beträgt.
Routensuchvorrichtung nach Anspruch 8, wobei in Bezug auf eine Route, auf der die Summe der von der Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit (7) berechneten Streckenabschnittskosten am niedrigsten ist, wenn die von der Routensuche-Verarbeitungseinheit berechnete Gesamtanzahl der Stopps das Maximum beträgt, die Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit (7) die Streckenabschnittskosten in einem Fall berechnet, in dem die Gesamtanzahl der Stopps das Minimum beträgt, und in Bezug auf eine Route, auf der die Summe der von der Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit (7) berechneten Streckenabschnittskosten am niedrigsten ist, wenn die von der Routensuche-Verarbeitungseinheit berechnete Gesamtanzahl der Stopps das Minimum beträgt, die Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit die Streckenabschnittskosten in einem Fall berechnet, in dem die Gesamtanzahl der Stopps das Maximum beträgt, um dadurch jede Route mit einem Schwankungsbereich der Energiekosten darzustellen.
Routensuchvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Länge des Streckenabschnitts als Streckenabschnittskosten definiert ist oder die zum Durchfahren des Streckenabschnitts erforderliche Zeit als Streckenabschnittskosten definiert ist.
Routensuchvorrichtung nach Anspruch 3 oder 10, wobei die Routensuche-Verarbeitungseinheit (6) den Energieverbrauch von jeder einer Vielzahl von Routen berechnet und einen Vergleich des Energieverbrauchs auf den jeweiligen Routen präsentiert, wobei die Vielzahl von Routen eine Route, auf der der Energieverbrauch am niedrigsten ist, eine Route, auf der eine Fahrstrecke am kürzesten ist, sowie eine Route beinhalten, auf der eine Fahrzeit am kürzesten ist.
Routensuchvorrichtung (1) zum Suchen nach einer Route, die einen Anfangspunkt mit einem Endpunkt verbindet, wobei die Routensuchvorrichtung Folgendes aufweist: - eine Kartendaten-Einheit (3), die Kurzstrecken-Suchabschnitt-Straßendaten (5) beinhaltet, die einen Kurzstrecken-Suchabschnitt zur Verwendung bei einer Kurzstreckensuche enthalten, sowie Langstrecken-Suchabschnitt-Straßendaten (4) beinhaltet, die einen Langstrecken-Suchabschnitt zur Verwendung bei einer Langstreckensuche enthalten, wobei die Langstrecken-Suchabschnitte definiert werden, indem Kurzstrecken-Suchabschnitte, die nicht für eine Langstreckensuche verwendet werden, aus einem Straßennetz auf niedrigem Niveau entfernt werden; - eine Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit (7) zum Berechnen von Streckenabschnittskosten, die einen Energieverbrauch zum Zeitpunkt der Fahrt eines Fahrzeugs in dem Langstrecken-Suchabschnitt darstellen, auf der Basis des Attributs des Langstrecken-Suchabschnitts sowie Fahrzeugeigenschaften; und - eine Routensuche-Verarbeitungseinheit (6), um auf der Basis der Streckenabschnittskosten einen Vorgang zum Ermitteln einer Route, auf der die Summe der von der Streckenabschnittskosten-Berechnungseinheit (7) berechneten Streckenabschnittskosten am niedrigsten ist, oder einen Vorgang zum Berechnen des Energieverbrauchs auf einer vorbestimmten Route auszuführen, wobei die Langstrecken-Suchabschnitt-Straßendaten (4) als Attribut derselben die Summe der Aufwärts-Höhenunterschiede und die Summe der Abwärts-Höhenunterschiede einer Vielzahl von dem Langstrecken-Suchabschnitt entsprechenden Kurzstrecken-Suchabschnitten enthalten.