本發(fā)明涉及一種在選定的所需平均速度下，并且在考慮到行駛路徑沿途風(fēng)力分布的情況下優(yōu)化能耗地規(guī)定當(dāng)前行駛速度的方法。

背景技術(shù)：

1、靜態(tài)或者自適應(yīng)巡航定速(英語cruise?control)在當(dāng)前通用技術(shù)中長時(shí)間已知。此類技術(shù)自上世紀(jì)50年代起開始在美國應(yīng)用，并且自上世紀(jì)60年代初期起，也在歐洲投入使用。在此，借助巡航定速恒定地保持規(guī)定的速度(靜態(tài))，和/或若是自適應(yīng)巡航定速(adaptive?cruise?control(acc))，則會(huì)自動(dòng)根據(jù)交通狀況(前車/限速)進(jìn)行調(diào)整。

2、出于物理原因，通常會(huì)認(rèn)為在平均速度不變的情況下，使用巡航定速行駛和不使用的情況相比，能夠降低燃油消耗量，因?yàn)榧词故怯?xùn)練有素的駕駛員，在手動(dòng)駕駛時(shí)速度也會(huì)圍繞著平均速度波動(dòng)?？朔L(fēng)阻的能耗與速度的平方成正比。因此和低于平均速度行程段所節(jié)省的能耗相比，速度高于平均速度的行程段會(huì)導(dǎo)致能耗增加。但當(dāng)沒有額外的力，尤其是風(fēng)力作用在車輛上的情況下，上述說法才適用。

3、存在新穎的理論方法，例如在jia等人,2019,“基于模型預(yù)測控制的電動(dòng)汽車時(shí)域和空域能量優(yōu)化自適應(yīng)巡航定速(energy-optimal?adaptive?cruise?control?forelectric?vehicles?in?both?time?and?space?domain?based?on?model?predictivecontrol)”,ifac-papersonline,2019,第52卷,第5期,第13-20頁中，具體會(huì)根據(jù)當(dāng)前交通狀況優(yōu)化當(dāng)前的自適應(yīng)速度調(diào)控，尤其是根據(jù)與前車的距離，同時(shí)考慮到例如蓄電池電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)裝置的專屬特性。

4、對(duì)于所需作用力的改變和作用于車輛上的風(fēng)力之間的關(guān)系，例如在(1985-1986)空氣動(dòng)力學(xué)措施對(duì)現(xiàn)代乘用車燃油消耗量及行駛性能的影響-第1-3部分(atz汽車技術(shù)雜志)中進(jìn)行了描述。

5、專利us2019/0283602?a1描述了一種優(yōu)化能耗地調(diào)控行駛速度的方法。在此，會(huì)根據(jù)所需的平均速度，在基本物理法則(例如，滾動(dòng)摩擦)和經(jīng)驗(yàn)性車輛特性的基礎(chǔ)上，為接下來的每個(gè)路段確定理想的目標(biāo)速度。

6、在此，在專利us2019/0283602?a1中同樣考慮到了包括風(fēng)力在內(nèi)的天氣數(shù)據(jù)。在此，基于接下來路段的風(fēng)力預(yù)測理想規(guī)劃車輛速度。但準(zhǔn)確的風(fēng)力預(yù)測非常難以創(chuàng)建。確切地說，對(duì)于道路沿途的風(fēng)力分布而言，不僅要考慮到風(fēng)向，而且還要考慮到建筑物、景觀高地、低地、植被區(qū)域等的位置。因此風(fēng)力預(yù)測往往存在重大錯(cuò)誤，尤其是在地形復(fù)雜的區(qū)域。

7、從de?10?2019?004?883?a1中已知一種行駛速度控制裝置。在此會(huì)采集車輛所在位置或者車輛前方的風(fēng)速，以便能夠根據(jù)具體是“逆風(fēng)”還是“順風(fēng)”來相應(yīng)地調(diào)整速度。進(jìn)一步地，在該裝置的一項(xiàng)擴(kuò)展應(yīng)用中，還描述了能夠?qū)⒆陨頊y量與外部測量進(jìn)行組合，所述外部測量例如由車隊(duì)負(fù)責(zé)采集并且傳輸至中央服務(wù)器。

8、關(guān)于更多現(xiàn)有技術(shù)，還可參考de?10?2018?221?264?a1。其中描述了在不使用風(fēng)力傳感器的情況下，可以在行駛數(shù)據(jù)，尤其是在所采集的驅(qū)動(dòng)功率和行駛方向變化的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出風(fēng)速。

9、de?10?2015?000?394?a1描述了一種基于車隊(duì)的環(huán)境數(shù)據(jù)測量方法，這些環(huán)境數(shù)據(jù)將被傳輸?shù)椒?wù)器裝置上。在此，例如通過概率值或者概率密度值對(duì)由噪聲引發(fā)的測量偏差進(jìn)行補(bǔ)償。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提出一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的改良方法，該方法尤其無需開展此類風(fēng)力預(yù)測。

2、根據(jù)本發(fā)明，該目的通過具有權(quán)利要求1中(這里特別是權(quán)利要求1的特征部分中)的特征的方法來實(shí)現(xiàn)。該方法的有利設(shè)計(jì)方案和改進(jìn)方案產(chǎn)生于相關(guān)的從屬權(quán)利要求。

3、在本方法中，在局部風(fēng)力值的基礎(chǔ)上創(chuàng)建統(tǒng)計(jì)風(fēng)力分布，而非往往會(huì)出錯(cuò)且特別難以創(chuàng)建的風(fēng)力預(yù)測，這些風(fēng)力值基于測量值，而這些測量值由車隊(duì)中裝有合適的風(fēng)力傳感器的眾多車輛負(fù)責(zé)采集，并且與車輛外部的服務(wù)器共享。該服務(wù)器會(huì)匯總測量值，并且會(huì)沿著規(guī)劃的行駛路線或者沿著其所在的區(qū)域，為多個(gè)連續(xù)位置提供通過這種方式創(chuàng)建的風(fēng)力值。

4、也就是說，本方法利用了車隊(duì)的多臺(tái)車輛與車輛外部服務(wù)器之間的通信連接，并且將風(fēng)力傳感器的數(shù)據(jù)與這臺(tái)車輛外部服務(wù)器進(jìn)行共享。由此可以以表格、特性曲線，或者優(yōu)選地以風(fēng)圖的形式創(chuàng)建關(guān)于風(fēng)況的最新數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，尤其是為了采集橫風(fēng)情況。這樣一來，與基于天氣模型的預(yù)測相比，能夠更好且更可靠地沿著所規(guī)劃的行駛路線利用這些風(fēng)力值計(jì)算或者推導(dǎo)出風(fēng)力分布，從而提供此類風(fēng)力分布。如此就能夠利用風(fēng)況，并且借助巡航定速設(shè)置車輛速度，從而能夠以優(yōu)化能耗的方式達(dá)到所需的規(guī)定平均速度。

5、在由車隊(duì)的多臺(tái)車輛使用風(fēng)力傳感器為每個(gè)地點(diǎn)所采集的眾多數(shù)值的基礎(chǔ)上，根據(jù)本發(fā)明所述的方法，可以為每個(gè)可用的地點(diǎn)，即為每個(gè)存在對(duì)應(yīng)風(fēng)力值或者測量值的地點(diǎn)，根據(jù)風(fēng)量和風(fēng)向角創(chuàng)建與地點(diǎn)相關(guān)的風(fēng)力概率密度函數(shù)。所述函數(shù)現(xiàn)在可以用于優(yōu)化能耗的速度調(diào)控。

6、優(yōu)選地，在此根據(jù)本發(fā)明所述方法的一項(xiàng)特別有利的改良方案，會(huì)借助規(guī)劃路徑，利用與地點(diǎn)相關(guān)的風(fēng)力概率密度函數(shù)計(jì)算得出沿著該路徑的風(fēng)力的概率密度函數(shù)，尤其是橫風(fēng)的概率密度函數(shù)。這樣一來，就能夠得到沿著整個(gè)路徑以統(tǒng)計(jì)方式預(yù)期的風(fēng)力值。若風(fēng)力情況變化顯著，則可以通過車隊(duì)車輛繼續(xù)傳輸?shù)娘L(fēng)力值或者測量值檢測這一點(diǎn)，之后，在必要時(shí)同樣能夠更新或者重新校正沿著行駛路徑的這一風(fēng)力概率密度函數(shù)。

7、根據(jù)本發(fā)明所述方法的一項(xiàng)特別有利的改良方案，測量值在此包含風(fēng)速值，即風(fēng)力的大小以及風(fēng)向。在一項(xiàng)特別有利的設(shè)計(jì)方案中，可以對(duì)測量值計(jì)算時(shí)間平均值和/或地點(diǎn)平均值，從而得出風(fēng)力值。

8、根據(jù)另一項(xiàng)特別有利的設(shè)計(jì)方案，在此可以根據(jù)使用測量值與它們的測量之間的時(shí)間跨度對(duì)測量值進(jìn)行加權(quán)。這樣一來，例如在計(jì)算時(shí)間和/或地點(diǎn)平均值的情況下，與相應(yīng)最新的測量值相比，越久遠(yuǎn)的測量值在計(jì)算平均值時(shí)就會(huì)越少地予以考慮。尤其自測量起，從某個(gè)時(shí)間跨度開始也可以將加權(quán)系數(shù)設(shè)置為零，使得在規(guī)定的“有效期”過后不再對(duì)更早的測量值予以考慮。

9、此外，在匯總時(shí)可以使用其他現(xiàn)場采集的信息。例如可以考慮交通狀況。為此，例如可以使用車道或者對(duì)向車道上的車輛數(shù)量、車輛速度以及?？吭诼愤叺能囕v類型及數(shù)量，或者其他可能會(huì)影響到風(fēng)況的情形。若在測量風(fēng)力的過程中采集這些數(shù)據(jù)并且相應(yīng)地加以考慮，則例如可以減小測量值的離散，為此，例如在測量過程中如果有車輛從近旁駛過，則可以減小相關(guān)測量值的權(quán)重，或者在必要時(shí)完全丟棄。

10、在根據(jù)本發(fā)明所述方法的一項(xiàng)特別有利的設(shè)計(jì)方案中，在沿著行駛路徑的風(fēng)力概率密度的基礎(chǔ)上，借助一種優(yōu)化方法定義閾值函數(shù)，該閾值函數(shù)將由風(fēng)速值和風(fēng)向角所形成的區(qū)域分成了兩個(gè)區(qū)間，使得在一個(gè)區(qū)間中可以提高車輛速度，同時(shí)不必施加更多的凈力，并且在另一個(gè)區(qū)間中必須降低車輛速度，以便不再需要施加更多的凈力。也就是說，所述閾值函數(shù)提供了對(duì)應(yīng)的區(qū)間，從而在無需消耗額外力的情況下能夠比規(guī)定的平均速度行駛得更快，以便相應(yīng)地節(jié)省時(shí)間。而在另一區(qū)間中，風(fēng)況導(dǎo)致了需要更緩慢地行駛方式，以免需要高于期望的力。借助行駛路徑和所需平均速度，可以利用這些區(qū)間，從而在特定區(qū)間中更快速地行駛，以便在另外的區(qū)間中相應(yīng)地減速行駛，于是在整個(gè)行駛路徑上節(jié)省能量。

11、根據(jù)本發(fā)明所述方法的一項(xiàng)特別有利的改良方案，若車輛采集到當(dāng)前測量值，以便確定當(dāng)前風(fēng)力值，并據(jù)此確定車輛處在一個(gè)或另一個(gè)區(qū)間中，或者在極限情況下恰好處在閾值函數(shù)本身，就能特別方便地優(yōu)化效率。若處于一個(gè)區(qū)間中，則會(huì)相應(yīng)動(dòng)態(tài)或者以固定的速度值增大速度，若處于另一區(qū)間中，則會(huì)相應(yīng)降低速度。如此，就能夠?qū)崿F(xiàn)特別方便且高效的控制，尤其是當(dāng)事先確定沿著行駛路徑的風(fēng)力概率密度以及閾值函數(shù)的情況下，例如通過車輛外部服務(wù)器。通過最小的計(jì)算量和優(yōu)化利用現(xiàn)有資源，可以在行駛過程中通過對(duì)比當(dāng)前采集的測量值與閾值函數(shù)，方便地以優(yōu)化能耗的方式調(diào)整速度。在此還需要補(bǔ)充一點(diǎn)，若采集的測量值在此直接位于閾值函數(shù)上，則可以相應(yīng)地保持速度恒定。

12、如上文所述，根據(jù)本發(fā)明所述方法的一項(xiàng)特別有利的改良方案，對(duì)于來自車隊(duì)的不斷變化的測量值，可以更新風(fēng)力概率閾值。

13、作為補(bǔ)充，在一項(xiàng)特別有利的設(shè)計(jì)方案中考慮到了相應(yīng)車輛的阻力系數(shù)或者cw值，其同樣取決于風(fēng)力，尤其取決于風(fēng)向角。這樣一來，就可以考慮到可能出現(xiàn)的橫風(fēng)，并且將其納入到確定閾值函數(shù)的優(yōu)化中。