(57)【要約】  走行ルートに沿った車両（Ｖ）の地理的位置に応じて前記車両（Ｖ）を制御するためのシステム用の基準信号を取得するための方法であって、少なくとも前記車両（Ｖ）に関するデータ（３５）と少なくとも走行ルートに関するデータ（３０）とを提供する（１００）動作ステップと、前記データに基づいて、前記車両（Ｖ）の駆動力Ｆの少なくとも１つの基準信号と前記車両（Ｖ）のための速度νの少なくとも１つの基準信号とを、前記走行ルートに沿った前記車両（Ｖ）の位置ｓに応じて、前記走行ルートに沿って前記駆動力Ｆを最適化するように構成された第１の最適化プロセスを通して決定する（２００）動作ステップと、前記車両（Ｖ）の係合中のギヤγおよび／またはギヤチェンジｕｓｈの少なくとも１つの基準信号を、前記走行ルートに沿った前記車両（Ｖ）の前記位置ｓに応じて、前記走行ルートに沿って前記車両（Ｖ）の燃費を最適化するように構成された第２の最適化プロセスを通して決定する（３００）動作ステップと、を含み、前記第２の最適化プロセスは、前記第１の最適化プロセスの後に行われ、前記第２の最適化プロセスは、前記車両（Ｖ）に関する前記データ（３５）、走行ルートに関する前記データ（３０）、ならびに、前記第１の最適化プロセスを通して決定された、前記駆動力Ｆの前記少なくとも１つの基準信号および前記速度νの前記少なくとも１つの基準信号、を入力として受付ける、方法。【選択図】図１
2020525357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行ルートに沿った車両（Ｖ）の地理的位置に応じて前記車両（Ｖ）を制御するためのシステム用の基準信号を取得するための方法であって、
少なくとも前記車両（Ｖ）に関するデータ（３５）と少なくとも走行ルートに関するデータ（３０）とを提供する（１００）動作ステップと、
前記データに基づいて、前記車両（Ｖ）の駆動力Ｆの少なくとも１つの基準信号と前記車両（Ｖ）のための速度νの少なくとも１つの基準信号とを、前記走行ルートに沿った前記車両（Ｖ）の位置ｓに応じて、前記走行ルートに沿って前記駆動力Ｆを最適化するように構成された第１の最適化プロセスを通して決定する（２００）動作ステップと、
前記車両（Ｖ）の係合中のギヤγおよび／またはギヤチェンジｕｓｈの少なくとも１つの基準信号を、前記走行ルートに沿った前記車両（Ｖ）の前記位置ｓに応じて、前記走行ルートに沿って前記車両（Ｖ）の燃費を最適化するように構成された第２の最適化プロセスを通して決定する（３００）動作ステップと、
を含み、
前記第２の最適化プロセスは、前記第１の最適化プロセスの後に行われ、前記第２の最適化プロセスは、前記車両（Ｖ）に関する前記データ（３５）、走行ルートに関する前記データ（３０）、ならびに、前記第１の最適化プロセスを通して決定された、前記駆動力Ｆの前記少なくとも１つの基準信号および前記速度νの前記少なくとも１つの基準信号、を入力として受付ける、
方法。
【請求項２】
前記車両（Ｖ）の前記データは、質量、空力抵抗、および転がり摩擦に関する情報と、エンジンによりもたらされるトルクの曲線と、１つ以上の燃料流量マップと、前記エンジンの速度伝達比とを含み、
前記データは、前記車両（Ｖ）および／または前記車両（Ｖ）の前記エンジンの寿命の間、一定であっても可変であってもよく、
前記可変データは更にインラインまたは非インラインで推定可能であってもよい、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ルートの前記データは、
出発地の地理的位置および目的地の地理的位置を含む前記走行ルートの旅程と、現在の地理的位置と、前記走行ルートに沿った傾きおよび／または高度とを含み、
前記走行ルートに沿って確立された速度制限と、推定到着時刻または所望の最大走行時間と、少なくとも１つの所望の平均速度と、少なくとも１つの所望の最高速度および少なくとも１つの所望の最低速度と、前記所望の平均速度および前記少なくとも１つの所望の最高速度および前記少なくとも１つの所望の最低速度に対する少なくとも１つの固守度合と、に関するデータと；前記走行ルートに沿った交通状態に関するデータと；前記走行ルートに沿った天候状態に関するデータと；からなる群から選択された、１つ以上のデータを含んでもよい、
請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の最適化プロセスは、質量ｍを有する前記車両（Ｖ）を前記走行ルートに沿って運転させるのに必要な前記駆動力Ｆのコスト関数Ｊ（Ｆ）の最小化の解析プロセスである、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記駆動力Ｆの前記コスト関数Ｊ（Ｆ）の前記最小化は、以下の関係により与えられる：
【数３２】
2020525357.tif 000034
ここで、状態方程式は：
【数３３】
2020525357.tif 000035
制約条件は：
【数３４】
2020525357.tif 000036
であり、
式中、νは前記車両（Ｖ）の前記速度であり、ｓはグローバル長さＳの前記ルートに沿って前記車両（Ｖ）が走行する長さであり、ｖｍｉｎは前記所望の最低速度であり、ｖｍａｘは前記所望の最大速度であり、Ｆｍａｘは前記車両（Ｖ）の最大利用可能駆動力であり、Ｔｍａｘは最大走行時間であり、
【数３５】
2020525357.tif 000037
は前記所望の平均速度であり、以下の外因性の力：
【数３６】
2020525357.tif 000038
が考慮され、
式中、ｍは前記車両（Ｖ）の前記質量であり、ｇは重力加速度であり、αは前記走行ルートに沿った前記傾きに対応する角度であり、ｐａｉｒは前記走行ルートに沿った周囲空気密度であり、Ｃｘは空力抵抗係数であり、前記車両（Ｖ）の前面面積であり、Ｃγ０は第１の転がり抵抗係数であり、Ｃγ１は第２の転がり抵抗係数である、
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記駆動力Ｆの前記コスト関数Ｊ（Ｆ）の最小化の前記解析プロセスは、前記駆動力Ｆの関数である、以下によって与えられるラグランジュ積分
【数３７】
2020525357.tif 000039
の最小化を行い：
【数３８】
2020525357.tif 000040
式中、関数ｇ１、ｇ２、およびｇ３は以下の式によって定義され：
【数３９】
2020525357.tif 000041
式中、
Ｋは前記駆動力Ｆに伴う運動エネルギーであり、
Ｋｍｉｎは前記所望の最小ｖｍｉｎ速度に伴う運動エネルギーであり、
Ｋｍａｘは前記所望の最大ｖｍａｘ速度に伴う運動エネルギーであり
ｃ１、ｃ２、ｃ３はペナルティ係数であり、
ｔ（ｓ）は前記車両（Ｖ）の走行時間であり、
φは二次ペナルティ項の振幅であり、
ａ（ｓ）は随伴行列フィールドであり、
以下の制約条件が満たされなければならず、
【数４０】
2020525357.tif 000042
前記ラグランジュ積分の前記最小化は、前記ラグランジュ積分（１５）の勾配
【数４１】
2020525357.tif 000043
の計算のアルゴリズムによって実行され、
前記最大利用可能駆動力Ｆｍａｘは、各ギヤについての最大駆動力の包絡線を近似する解析関数として表されてもよい、
請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ラグランジュ積分（１５）の前記勾配
【数４２】
2020525357.tif 000044
の計算の前記アルゴリズムは、随伴行列ベースの反復アルゴリズムであり、当該アルゴリズムは、
前記ラグランジュ積分
【数４３】
2020525357.tif 000045
の勾配
【数４４】
2020525357.tif 000046
を計算する（２５０）ステップと、
前記ラグランジュ積分
【数４５】
2020525357.tif 000047
の前記勾配
【数４６】
2020525357.tif 000048
の最小値を探索する探索方向ｐｋを決定するために前記ラグランジュ積分
【数４７】
2020525357.tif 000049
の前記勾配
【数４８】
2020525357.tif 000050
を反復的に使用する（２６０）ステップと、
直線最小化を実行する（２７０）ステップと、
前記ラグランジュ積分
【数４９】
2020525357.tif 000051
の最小値に到達したことを示す、前記反復を中止する少なくとも１つの基準が満たされるまで、前記反復を繰り返す（２８０）ステップと、
を含み、
前記ペナルティ係数ｃ１、ｃ２、ｃ３は、一定であってもよく、連続的反復に対応して進行的に増加させてもよく、前記二次ペナルティ項の前記振幅φは、一定であってもよく連続的反復に対応して動的に変更可能であってもよい、
請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ラグランジュ積分
【数５０】
2020525357.tif 000052
の前記勾配
【数５１】
2020525357.tif 000053
は、以下によって与えられ：
【数５２】
2020525357.tif 000054
前記随伴行列ベースの反復最適化アルゴリズムのｋ番目の反復に対応する前記探索方向ｐｋは、以下により与えられ：
【数５３】
2020525357.tif 000055
式中、βは、以下のＰｏｌａｋ−Ｒｉｂｉeｒｅ式によって決定されてもよく、直前の反復に対応する前記探索方向の運動量を表し、
【数５４】
2020525357.tif 000056
前記直線最小化は、以下によって与えられるコスト関数の最大限の低減を確実にする前記駆動力Ｆのステップ長さｈｋを：
【数５５】
2020525357.tif 000057
とし、以下によって与えられる非線形方程式をスカラーｈについて反復的に解くことにより計算する、
【数５６】
2020525357.tif 000058
請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記反復を中止するための前記少なくとも１つの基準は以下により与えられ：
【数５７】
2020525357.tif 000059
【数５８】
2020525357.tif 000060
は２つの所定の閾値である、
請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の最適化プロセスは、長さＳの前記ルートの長さΔｓ２のｉ番目のセグメントに沿った前記車両（Ｖ）による前記燃費と、上り坂および下り坂区間でのギヤチェンジにペナルティを課すことを目的としたペナルティファクタとの、Ｍ個の項（Ｍは長さＳ、Ｓを有する前記走行ルートを構成する長さΔｓ２を有するセグメントの数）の和として表された、前記走行ルートに沿った前記車両（Ｖ）の前記燃費のコスト関数Ｊ２の最小化の動的プロセスである、
請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記燃費の前記コスト関数Ｊ２の前記最小化は以下の関係によって与えられ：
【数５９】
2020525357.tif 000061
ここで、状態方程式は：
【数６０】
2020525357.tif 000062
制約条件は：
【数６１】
2020525357.tif 000063
であり、
式中、
【数６２】
2020525357.tif 000064
であり、
【数６３】
2020525357.tif 000065
は、セグメントｉにおけるギヤチェンジ信号であり、
Ｍは、前記燃費の前記コスト関数Ｊ２の和をとる項の数であり、
【数６４】
2020525357.tif 000066
は、セグメントｉにおける燃料流量であり、
Δｓ２は、前記Ｍ個のセグメントのそれぞれの長さであり、
【数６５】
2020525357.tif 000067
は、前記車両の前記質量ｍおよび前記セグメントｉの前記傾きαｉの関数として可変である第１のペナルティ係数であり、
μ２は、一定である第２のペナルティ係数であり、
【数６６】
2020525357.tif 000068
は、ギヤのセット
【数６７】
2020525357.tif 000069
に含まれる、セグメントｉにおける前記車両のギヤであり、
ｎｅは、最大値ｎｅ，ｍａｘと最小値ｎｅ，ｍｉｎとの間の範囲のエンジン速度である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記エンジン速度ｎｅと前記エンジンによりもたらされる前記トルクＴｅとの燃料流量Ｗｆ関数は、以下の通り前記係合中のギヤγに応じて表され：
【数６８】
2020525357.tif 000070
式中、ｉ（γ）は、前記係合中のギヤγでのグローバル速度伝達比であり、Ｒｗは前記車両（Ｖ）の車輪半径であり、Ｆおよびνは、前記第１の最適化プロセスを通して決定された、前記駆動力の前記少なくとも１つの基準信号と、速度の前記少なくとも１つの基準信号である、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
走行ルートに沿った車両（Ｖ）の地理的位置に応じて前記車両（Ｖ）を制御するためのシステム用の基準信号を取得するためのシステム（２）であって、
少なくとも前記車両（Ｖ）に関するデータと、少なくとも前記走行ルートに関するデータとを出力するように構成された、少なくとも１つのデータ収集装置（３）と、
前記車両（Ｖ）に関する前記データと前記走行ルートに関する前記データとを前記少なくとも１つのデータ収集装置（３）から受信するように構成された１つ以上の処理部（４、５）であって、請求項１〜１２のいずれか一項の車両（Ｖ）を制御するためのシステム用の基準信号を取得するための前記方法を実行するように構成された、１つ以上の処理部（４、５）と、
を備える、
システム（２）。
【請求項１４】
車両（Ｖ）の速度を制御するためのシステムであって、
請求項１３に記載の基準信号を取得するための少なくとも１つと、
基準信号を取得するための前記少なくとも１つのシステム（２）から受信した基準信号に基づいて、前記走行ルートに沿って前記車両（Ｖ）の速度と前記車両（Ｖ）の係合中のギヤγとを制御するように構成された１つ以上の制御装置と、
を備える、
システム。
【請求項１５】
前記１つ以上の制御装置は、エンジンユニットを制御するように構成されたクルーズコントロールシステムと、前記車両（Ｖ）の変速機を制御するユニットと、前記車両（Ｖ）の少なくとも１つのブレーキ装置に作用するように構成された装置と、からなる群から選択された１つ以上の装置を含む、
請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
１つ以上のコンピュータプログラムのセットであって、１つ以上の処理部（４、５）によって実行されると、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の車両（Ｖ）を制御するためのシステム用の基準信号を取得するための前記方法の、車両（Ｖ）の駆動力Ｆの少なくとも１つの基準信号と前記車両（Ｖ）のための速度νの基準信号とを決定する（２００）ステップと、前記車両（Ｖ）の係合中のギヤγおよび／またはギヤチェンジｕｓｈの少なくとも１つの基準信号を決定する（３００）ステップとを、前記１つ以上の処理部（４、５）に実行させる、
１つ以上のコンピュータプログラムのセット。
【請求項１７】
請求項１６に記載の１つ以上のコンピュータプログラムのセットを記憶した、１つ以上の読取り可能媒体のセット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御システム用の基準信号を取得するための方法およびシステムに関する。
【０００２】
本発明はまた、基準信号を取得するための方法およびシステムが有利に適用可能な、車両用制御システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
現在の技術では、車両の巡航速度（クルージングスピード）を制御するためのシステム、いわゆる「クルーズコントロール」システム、が知られている。これは、車両の燃費を低減するために、セットアップ条件と両立可能な車速の自動調整を可能にすることで運転を容易にするものである。
【０００４】
そのようなシステムは、例えば輸送車両の更に高度なバージョンにおいては、ガス制御に作用することに加えて設定巡航速度を維持するために、今や標準装備の一部となっており、車両ブレーキ装置（例えばリターダ、従来の摩擦ブレーキまたはエンジンブレーキ）ならびにオートマチックトランスミッションの場合には変速機の制御にまで作用することができる。
【０００５】
車両の巡航速度を決定および制御するための従来のシステムは、走行ルート（ｒｏｕｔｅ  ｔｏ  ｔｒａｖｅｌ）の条件に関する情報を使用しないため、速度調整に関して最適ではない場合がある。
【０００６】
しかしながら、他の先行技術のシステムは、走行ルートの特徴を考慮している。例えば、国際公開第２０１２／０８８５３７号、国際公開第２０１０／１４４０２９号、国際公開第２０１０／１４４０３１号、および国際公開第２０１３／０９５２３４号に記載されたシステムなどがある。
【０００７】
国際公開第２０１２／０８８５３７号は、走行ルートの特性も考慮して燃費を最小化する、車両の推奨動作条件を決定する方法を教示している。国際公開第２０１２／０８８５３７号に開示された方法は、２つのステップ、すなわち第１のオフラインステップと第２のオンラインステップと、を含む。第１のオフラインステップでは、走行ルートに基づいて車速およびギヤ状態のパターンを粗評価し、第２のオンラインステップでは、第１のオフラインステップで得られた車速およびギヤ状態のパターンの粗評価に基づいて、車速およびギヤ状態のパターンを改良する。上記第１のオフラインステップおよび第２のオンラインステップは同じコスト関数を最適化する。
【０００８】
他の文献のシステムは、「水平」な道であるという条件を想定して車両の基準速度を決定することに焦点を置いているが、コンピュータ演算上の視点から見ると、こうしたシステムは非常に重たいものである。
【０００９】
したがって、従来の方法における上述した欠点を解消し、これらの代替となる車両制御システム用の基準信号を取得するための方法を開発する必要がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の主たる目的は、一般的な車両業界における従来技術を改良することを目的とし、特に車両の速度制御を行うシステムの分野での改良を目的とする。
【００１１】
具体的には、従来の方法に代わる、車両制御システム用の基準信号を取得する方法を提供することを目的とする。
【００１２】
本発明のさらなる目的は、早急に実施される、車両制御システム用の基準信号を取得する方法を提供することを目的とする。
【００１３】
本発明のさらなる目的は、従来の技術に対してより限定的な計算資源を必要とする、より信頼性と効率性の高い車両制御システム用の基準信号を取得する方法を提供することを目的とする。
【００１４】
本発明のさらなる目的は、競争力のあるコストで実施可能な車両制御システム用の基準信号を取得する方法を提供することを目的とする。
【００１５】
本発明のさらなる目的は、従来の技術に代わる車両制御システムを提供することを目的とする。
【００１６】
本発明の具体的な目的は、特許請求の範囲第１項に係る車両制御システム用の基準信号を取得する方法である。
【００１７】
本発明の具体的な目的は、特許請求の範囲第１３項に係る車両制御システム用の基準信号を取得するシステムである。
【００１８】
本発明のさらに具体的な目的は、特許請求の範囲第１４項に係る車両制御システムである。
【００１９】
本発明のさらに具体的な目的は、特許請求の範囲第１６項に係る１セット以上のコンピュータプログラムである。
【００２０】
本発明のさらに具体的な目的は、特許請求の範囲第１７項に係る１セット以上のコンピュータ読取可能媒体である。
【００２１】
特許請求の範囲における従属項は、本発明の好ましい有利な実施形態を参照する。
【００２２】
本発明を、いかなる限定のない具体的な例示を目的として、添付の図面を参照した好ましい実施形態にしたがって以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る方法を示す第１のフロー図である。
【図２】図１に示す方法を実施するためのシステムの例示的ブロック図である。
【図３】図１に示す方法における第１の最適化プロセスを示す例示的ブロック図である。
【図４】本発明の方法に係る車両の駆動力の平均化を示す図である。
【図５】本発明に係る方法における第１の最適化プロセス時に実施される反復最適化プロセスを示す例示的ブロック図である。
【図６】図１に示す方法における第２の最適化プロセスを示す例示的ブロック図である。
【図７】本発明に係る方法を実施する多様なシステムの一つを例示的に示す図である。
【図８】車両の速度を調整する従来の方法及び図１に示す方法によって、（ａ）に示すルートに沿って取得可能な速度プロファイル（ｂ）、燃費（ｃ）、ギヤ切替（ｄ）のそれぞれの動向を示す図である。
【図９】本発明の有効性を支持するいくつかの実験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
添付の図面、特に図１および２を参照して、本発明に係る車両の制御システム用の基準信号を取得する方法がまとめて参照符号１で示され、少なくとも以下の動作ステップを含む：
少なくとも前記車両Ｖに関するデータと少なくとも走行ルートに関するデータとを提供する（１００）ステップ（ステップ１００）と、
走行ルートに沿った車両自体の位置ｓに応じて、駆動力Ｆ＝Ｆ（ｓ）の少なくとも１つの基準信号と前記車両Ｖの速度ν＝ν（ｓ）の基準信号とを、第１の最適化プロセス（ステップ２００）によって前記データに基づいて決定するステップ（速度ν＝ν（ｓ）は一般に一定の巡航速度ではない）と、
走行ルートに沿って前記車両の位置ｓに応じて、車両Ｖの係合中のギヤγ（ｓ）（または対応するギヤチェンジｕｓｈ（ｓ））の少なくとも１つの基準信号を、第２の最適化プロセス（ステップ３００）によって決定するステップ。
【００２５】
第２の最適化プロセス（ステップ３００）は第１の最適化プロセス（ステップ２００）の後に行われ、車両Ｖに関するデータおよび走行ルートに関するデータと、第１の最適化プロセス（ステップ２００）において処理された、駆動力Ｆの基準信号および速度基準信号νと、の両方を入力として受信する。
【００２６】
本発明に係る方法の好ましい実施形態のステップ１００を特に参照すると（図３参照）、ステップ１００は車両に関する情報を提供することを想定している。この情報は、車両の質量と、車両の空力抵抗と、（例えば対応する係数の形での）転がり摩擦と、車両のエンジンによりもたらされる最大トルクのパターンとに関する情報、および、以下の記述から理解されるように、（例えばエンジンからもたらされるトルクおよび同エンジン速度の関数として）燃料流量マップと速度伝達比とに関する情報である。
【００２７】
本発明に係る方法のステップ１００はまた、車両Ｖが走行するであろうルートに関する、あるデータを供給する。これには、例えば以下のものが含まれる：
例えば適切な汎地球測位システム（ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、または他の類似システム）によって提供される車両の現在の地理的位置、
目的地の地理的位置、
車両の出発地の地理的位置（有利には走行ルートの出発地点の地理的位置）と、目的地の地理的位置（走行ルートの道路の小道を含む）との間のルートに関する情報、例えば、車両が走行しなければならない道路の傾きまたは高度などの情報、
ルートに沿った速度制限に対応するデータ、
例えば車両の運転者によって入力される所望の到着時刻、および
他のオプションデータ、例えば、平均速度、運転者が所望する最高速度および最低速度、ならびにそれらの速度を固守する度合などである。
【００２８】
運転者によって入力され得る情報は、以下の記述から理解できるように、運転者の運転スタイルおよび走行する道の条件をも考慮して、本発明に係る方法で使用される。
【００２９】
これらのデータは、適切な処理（例えば、フィルタリングステップおよびリサンプリングおよび／または他の適切な処理）の後、第１の最適化プロセス（ステップ２００）を行うために使用される。第１の最適化プロセスは、ルート走行中の燃費を最適化する車速ν（図７に参照符号Ｖで表示）の基準信号と、そのルートに沿った車両の駆動力Ｆの基準信号と、を決定する。
【００３０】
特に、前記第１の最適化プロセスは、グローバル長さＳを有するルートに沿って質量ｍの車両Ｖを駆動するのに必要とされる駆動力Ｆのコスト関数Ｊ（Ｆ）である第１のコスト関数を最小化する解析プロセスを含む。
【００３１】
駆動力Ｆに関するコスト関数Ｊ（Ｆ）の最小化は以下の関係式により与えられる：
【数１】
2020525357.tif 000003
このとき、時間領域における状態方程式は：
【数２】
2020525357.tif 000004
制約条件は：
【数３】
2020525357.tif 000005
であり、
νは車速であり、Ｓは上述したように、走行ルートのグローバル長さであり、νｍｉｎは車両の最低速度であり、νｍａｘは車両の最高速度であり（運転者により、および／または、速度制限に関するデータなどの、車両Ｖが走行するであろうルートに関するデータから提供されてもよい）、Ｆｍａｘは車両の利用可能な最大駆動力であり（最大駆動力Ｆｍａｘは制御変数）、Ｔｍａｘは所望の最大走行時間であり（運転者により提供されてもよい）、
【数４】
2020525357.tif 000006
は、設定された所望の平均速度であり、車両Ｖの運転者により提供されてもよい。
【００３２】
コスト関数Ｊ（Ｆ）の最小化（１）は、式（３）〜（５）において上述した速度ν、最大駆動力Ｆｍａｘ、および所望の最大走行時間Ｔｍａｘに関する状態方程式（２）の制約条件のもとで、有限長さＳのルートに沿って質量ｍを有する車両を駆動するのに使用されるエネルギーを最小化することを目的とする。更に、状態方程式（２）は、車両Ｖが以下の外因性の力を受けることも考慮する。
【数５】
2020525357.tif 000007
式中、車両が走行している道の傾きＦｇｒａｄｅ、空力抵抗Ｆｄｒａｇ、および転がり摩擦Ｆｒｏｌｌは、それぞれ、車両Ｖのグローバル質量ｍに加えて、重力加速度ｇ、道の傾きに対応する角度α（これは一般にルートに沿って可変であり、その場合、α＝α（ｓ）である）、周囲空気密度
【数６】
2020525357.tif 000008
（一般にルートに沿って可変であり、これは例えば、ルートは異なる高度を通るからであり、その場合、
【数７】
2020525357.tif 000009
である）、空力抵抗係数Ｃχ、車両Ｖの前面面積Ａ、転がり抵抗の第１の係数Ｃγ０（一般に、例えばタイヤの摩耗の進行および／または異なる種類のアスファルトまたは、土および／または変化し得る天候条件によって、ルートに沿って可変であり、その場合、Ｃγ０＝Ｃγ０（ｓ）である）、ならびに、転がり抵抗の第２の係数Ｃγ１（一般に、例えばタイヤの摩耗の進行および／または異なる種類のアスファルト、または土、および／または変化し得る天候条件によって、ルートに沿って可変であり、その場合、Ｃγ１＝Ｃγ１（ｓ）である）を表す。
【００３３】
最小化すべきコスト関数Ｊ（Ｆ）と適合すべき最大走行時間Ｔｍａｘに関する制約条件とが、空間領域における両方の対象を反映するので、状態方程式（２）は空間領域において書き換えることができ（下記の式（９）を参照）、状態変数ｖ（すなわち速度）は運動エネルギーＫに置き換えられ、式（６）〜（８）により与えられる車両Ｖに作用する外因性の力の定義を利用して、式（２）〜（５）を以下のように書き換えることができる。
【数８】
2020525357.tif 000010
式中、Ｋｍｉｎは最低速度νｍｉｎに伴う運動エネルギーであり、Ｋｍａｘは最大速度νｍａｘに伴う運動エネルギーである。
【００３４】
適切に処理される積分制約条件（１２）は、更なる状態変数ｔ（ｓ）、すなわち空間ｓを走行するのに必要な時間の導入を必要とする。したがって、更なる制約条件式が追加される。
【数９】
2020525357.tif 000011
これによれば、積分制約条件（１２）は次のように明確に書き換えることができる。
【数１０】
2020525357.tif 000012
【００３５】
このように、本発明に係る方法によれば、コスト関数Ｊ（Ｆ）の最小化は、上記制約条件を考慮しつつ、本発明の方法に従って、以下により与えられる。すなわち、駆動力Ｆの関数であるラグランジュ積分の最小化により得ることができる。
【数１１】
2020525357.tif 000013
式中、ペナルティ関数ｇ１、ｇ２、およびｇ３は以下の式により定義される。
【数１２】
2020525357.tif 000014
式中、ｃ１、ｃ２、およびｃ３はペナルティ係数である。
【００３６】
上記式において、本発明の方法による利用可能な最大駆動力Ｆｍａｘは、例えば、図４に示すように、以下の関係から３つのガウス関数の和により与えられる、各ギヤについての最大駆動力の包絡線の解析近似関数により、求めることができる。
【数１３】
2020525357.tif 000015
式中、νは車速であり、ζ１．．．３、η１．．．３、ξ１．．．３は９つの定係数である。
【００３７】
各ギヤについての最大駆動力の包絡線を表すのに必要なガウス関数（すなわち速度ｖの関数として）は２以上（例えば２、４、または５）の任意の他の数Ｐであってよく、定係数ζ１…Ｐ、η１…Ｐ、ξ１…Ｐの数はＰの３倍に等しいことを、考慮しなければならない。更に、利用可能な最大駆動力Ｆｍａｘはガウス関数以外の基本関数、例えば区分線形関数を使用して、解析形式で表現可能であることを考慮すべきである。
【００３８】
ラグランジュ積分（１５）においては、本発明の方法による式（９）、および（１３）の制約条件には、更なるフィールドα（ｓ）およびλを導入する必要がある。更に、ラグランジュ積分（１５）においては、φは制約条件（１４）を満たすべき二次ペナルティ項の振幅であり、その一方で、ｂ１およびｂ２はラグランジュ乗数であるが、これらは演算上重要ではない。
【００３９】
本発明に係る方法により、ラグランジュ勾配（１５）を計算するアルゴリズムを実行する。本発明に係る方法の好ましい実施形態では、図５に示すように、当該アルゴリズムは、随伴行列ベースの反復法であり、共役勾配法に従う。アルゴリズムは、更なるフィールドを使用してラグランジュ積分（１５）の勾配
【数１４】
2020525357.tif 000016
の計算を行い（ステップ２５０）、実際は、ラグランジュ積分の最小化は、このように計算された勾配
【数１５】
2020525357.tif 000017
を反復的に使用することによって共役勾配法によって行われ、最小値を探索する探索方向を決定する（ステップ２６０）。特に、式（１６）〜（１８）のｃ１、ｃ２、およびｃ３のペナルティ係数は、一定であってもよいし連続的反復を徐々に増加させてもよい。同様に、二次ペナルティ項の振幅φは、一定の値でもよいし連続的反復により動的に変更してもよい。探索方向が決定すると、アルゴリズムは、直線最小化を行い（ステップ２７０）、反復の少なくとも１つの中止基準が満たされる（ステップ２８０）まで同反復を繰り返す。この中止基準は、ラグランジュ積分の最小値に到達したことを示すものである。
【００４０】
これは反復法であるので、例えば式（９）および（１３）を解くことにより、変数Ｆ（ｓ）のための初期値Ｋ（ｓ）およびｔ（ｓ）を提供しやすい（ステップ２５１）。
【００４１】
勾配計算のために、次に、以下の更なる式を解くことによって、更なるフィールドλが決定される（ステップ２５２）。
【数１６】
2020525357.tif 000018
これはラグランジュ積分（１５）の第一外乱から導かれるものである。
【００４２】
上記異なる式の解は、自明であり、λが一定かつその最終条件に等しくなければならないことを、強調する。
【００４３】
次のステップ（ステップ２５３）において、以下の第２の更なる式を解くことにより、フィールドａ（ｓ）が決定される。
【数１７】
2020525357.tif 000019
ここから（ステップ２５４）以下の関係に基づいてラグランジュ積分の勾配が得られる。
【数１８】
2020525357.tif 000020
そのようにして計算されたラグランジュ積分の勾配は、決定変数の空間において探索方向ｐｋを決定するステップ（ステップ２６０）で使用され、ｋ番目の反復において、以下の関係に基づき探索方向ｐｋが決定される。
【数１９】
2020525357.tif 000021
ここで、
第１の反復（ｋ＝１）において、探索方向として、勾配と反対の方向、すなわち最急降下方向、が使用され、
次の反復（ｋ＞１）において、共役勾配が決定される。式中、βは、直前の反復における探索方向の運動量を表し、Ｐｏｌａｋ−Ｒｉｂｉeｒｅの式によって決定される。
【数２０】
2020525357.tif 000022
【００４４】
βは、例えば、Ｆｌｅｔｃｈｅｒ−ＲｅｅｖｅｓまたはＨｅｓｔｅｎｅｓ−Ｓｔｉｅｆｅｌなどの、他の式によっても決定することが考えられる。
【００４５】
探索方向が決定すると、以下のコスト関数を最大限に確実に低減する駆動力Ｆのピッチ（ｈｋ）の長さを計算することで、直線最小化が行われる（ステップ２７０）。
【数２１】
2020525357.tif 000023
これは、以下の非線形方程式をスカラーｈについて反復して解くことで行われる。
【数２２】
2020525357.tif 000024
これには、例えば、Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ  ｆｏｒ  ｍｉｎｉｍｉｚａｔｉｏｎ  ｗｉｔｈｏｕｔ  ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ，  Ｅｎｇｌｅｗｏｏｄ  Ｃｌｉｆｆｓ，  ＮＪ：  Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ，  １９７３，  ＩＳＢＮ  ０−１３−０２２３３５−２の「Ｃｈａｐｔｅｒ  ４：  Ａｎ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ｗｉｔｈ  Ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ  Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ  ｆｏｒ  ｆｉｎｄｉｎｇ  ａ  ｚｅｒｏ  ｏｆ  ａ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ」においてＲ．Ｐ．Ｂｒｅｎｔにより説明されているＢｒｅｎｔの方法、またはＤｅｋｋｅｒのアルゴリズムなどの他の方法が用いられる。
【００４６】
ピッチの長さｈｋが決まると、制御変数Ｆが更新され（ステップ２７１）、ステップ２８０において、反復中止のための基準が満たされている否かが確認される。
【００４７】
本発明の方法の好ましい実施形態よるアルゴリズムの中止基準は、以下により与えられる。
【数２３】
2020525357.tif 000025
式中、εＪおよびεｔは２つの所定の閾値である。
【００４８】
上記で示されるように、中止基準は２つの条件によって与えられる。第１の条件は、ある反復とその直前の反復との間のコスト関数Ｊ（Ｆ）の相対変動がεＪ以下であるときに最小化されると考えられる、コスト関数Ｊ（Ｆ）に関連づけられている。第２の中止基準は（これもまた、反復を中止するためには満たさなければいけない）、全ルートの時間ｔ（Ｓ）に関するものであり、この時間ｔ（Ｓ）の、ある反復とその直前の反復との間の変動は、εｔを超えることはできない。
【００４９】
上述した計算に基づき、第１の最適化プロセス（図１および５のステップ２００）は、出力として、車両Ｖの速度ν（ｓ）の基準信号と駆動力Ｆ（ｓ）の基準信号とを、走行ルートに沿った車両位置ｓの関数として提供する。
【００５０】
第１の最適化プロセスから出力された結果に基づき、本発明に係る方法は、第１の最適化プロセスのコスト関数とは異なる、第２のコスト関数の第２の最適化プロセス（図１のステップ３００）を、燃費のコスト関数Ｊ２である、動的プログラミング（動的プログラミングまたは動的最適化としても知られる）の方法により行う。コスト関数Ｊ２は、長さＳのルートを構成するＭ個の長さセグメントΔｓ２について、それぞれ長さΔｓ２を有するｉ番目のセグメントに沿った燃費によるコストと、ギヤチェンジにペナルティを課す（ルートの上り坂区間でギヤチェンジを行うと追加のペナルティが課せられる）ことを目的としたペナルティ係数との、和として表される。
【００５１】
図６のブロック図は、本発明に係る方法の好ましい実施形態の第２の最適化プロセスを概略で示す。特に、第２の最適化プロセスは、本方法の第１の最適化プロセス（図１および５のステップ２００）から得られた車両の速度ν（ｓ）の基準信号および駆動力Ｆ（ｓ）の基準信号と、走行する道路の傾きまたは高度および車両Ｖ（質量、燃料流量マップ、速度伝達比など）を特に参照して走行ルートの種類に関する上述したデータに基づいて行われる。
【００５２】
更に詳細には、第２の最適化プロセスは、車両の燃費に関連づけられ、以下の関係により与えられる、ギヤチェンジγの関数としてのコスト関数Ｊ２の最小化を実行する。
【数２４】
2020525357.tif 000026
このとき、状態方程式は：
【数２５】
2020525357.tif 000027
制約条件は：
【数２６】
2020525357.tif 000028
であり、
ここで、
【数２７】
2020525357.tif 000029
であり、式中、
ｕｓｈ，ｉは、セグメントｉにおけるギヤチェンジ信号であり、制御変数を表し、
Ｍは、コスト関数Ｊ２の追加数であり（長さＳのルートを構成する長さセグメントΔｓ２の数に等しい）、
Ｗｆ，ｉはセグメントｉにおける燃料流量（質量／時間）であり、
Δs2は、Ｍ個のセグメントのそれぞれの一定の長さであり（本発明に係る方法の他の実施形態において、各セグメントｉの長さΔｓ２，ｉが他のセグメントの長さと一般に異なり得る場合にも適用される）、
μ１，ｉは、車両の質量ｍおよびセグメントｉの傾きαｉの関数として可変である第１のペナルティ係数であり、
μ２は、一定である第２のペナルティ係数であり、
γｉは、ギヤのセット
【数２８】
2020525357.tif 000030
のうちの、セグメントｉにおける車両のギヤであり、状態変数（一般には、ギヤのセット
【数２９】
2020525357.tif 000031
は区間ごとに変わり得る）を表し、
ｎｅは最大値ｎｅ，ｍａｘと最小値ｎｅ，ｍｉｎとの間のエンジン速度である。
【００５３】
先行技術のシステムと同様に、自動モードと運転者による直接操作との両方において、セット
【数３０】
2020525357.tif 000032
に含まれないギヤの係合またはブレーキ動作を必要とする例外的もしくは緊急の条件が発生した場合には、本発明に係る方法はその実行を中止する（すなわち電源を切る）ということを考慮しなければならない。
【００５４】
十分に高い値がペナルティ係数μ１，ｉおよびμ２に割り当てられなければならず、それにより不要なギヤチェンジには適切なペナルティが課される。
【００５５】
なお、式（３２）は、可能な動作の設定を、ギヤの維持（０）、ギヤを１段階もしくは２段階上げる（＋１，＋２）、またはギヤを１段階もしくは２段階下げる（−１，−２）の間で制限する。
【００５６】
コスト関数Ｊ２の和の追加によって最初にもたらされる項Ｗｆ，ｉは、車両エンジンの燃料流量マップＷｆ（Ｔｅ，ｎｅ）に従い、エンジンによってもたらされるトルクＴｅおよび当該エンジンの速度ｎｅの関数として表すことができる。容易に理解できる通り、当業者にとって全く明らかな方法で、燃料流量Ｗｆ，ｉを決定するために他のエンジンパラメータを代替としてまたは追加で使用してもよい。
【００５７】
しかしながら、本発明によれば、エンジンよってもたらされる速度ｎｅおよびトルクＴｅは、以下の関係によりギヤγの関数として表すことができる。
【数３１】
2020525357.tif 000033
ここで、ｉ（γ）は係合中のギヤγでのグローバル速度伝達比であり、Ｒｗは車両Ｖの車輪半径である。
【００５８】
したがって、式（３５）および（３６）から以下のことが明らかである。すなわち、本発明に係る方法の第１の最適化プロセスにおける出力により供給されるＦ（ｓ）およびν（ｓ）が分かると、ルート走行中の燃費に関連づけられた、第１の最適化プロセスのコスト関数とは異なるコスト関数Ｊ２は、走行ルートの各セグメントにおける係合中のギヤγｉのみの関数となる。
【００５９】
したがって、本発明に係る方法の第２の最適化プロセスからの出力において、走行ルートに沿った、車両Ｖの係合中のギヤγ（ｓ）（またはギヤチェンジｕｓｈ（ｓ））の基準信号が得られ、有利には、係合中のギヤγｉの信号はセグメントｉを指すものの、それにもかかわらず、係合中のギヤγ（ｓ）（またはギヤチェンジｕｓｈ（ｓ））の基準信号は、ある走行距離ｓにおける制御信号として提供される。
【００６０】
これらを鑑みると、上述したように、それぞれ互いに異なるコスト関数に基づく２つの連続する最適化プロセスを行う本発明に係る方法が、全ルート走行に沿った、車両Ｖの速度ν（ｓ）および係合中のギヤγ（ｓ）（またはギヤチェンジｕｓｈ（ｓ））の基準信号をどのようにして取得できるかが、明らかである。したがって、道路に沿った車両Ｖの現在位置ｓが分かれば、速度ν（ｓ）および基準ギヤγ（ｓ）の対応する値を全くユニークな方法で決定することができる。
【００６１】
走行ルートに沿った車両Ｖの地理的位置の関数として、車両Ｖの制御システム用の基準信号を取得するためのシステムを、一つの例として図２を参照して説明する。
【００６２】
そのようなシステム２は、データを収集するための少なくとも１つの装置３を含む。この装置３は、車両Ｖおよび走行ルートに関するデータ、ならびに車両Ｖの運転者が入力し得る任意のデータおよび車両Ｖのエンジンに関するデータを出力するように構成されている。図２において、前記少なくとも１つの装置３は、例えば車両Ｖの全質量ｍ（この値は車両Ｖの特定の構成部品に配置された重量センサによって更新され得る）、空力抵抗係数Ｃｘ、車両Ｖの前面面積Ａ、車両Ｖのタイヤの転がり抵抗の第１の係数ｃγ０および第２の係数ｃγ１（これらはタイヤの摩耗の進行に基づき更新され得る）などの、車両Ｖに関するデータを記憶するメモリ３ａと、例えば、車両の現在位置、地理的目的地の位置、車両Ｖの位置と目的地との間のルートに関する情報（車両Ｖが走行しなければならない道路の傾きまたは高度など）、道路に沿った速度制限に対応するデータ、ならびに任意で、交通状態および天候状態に関する情報などの、車両の位置および走行ルートに関するデータを提供する（例えばＧＰＳセンサおよび／またはＧＬＯＮＡＳＳを備える）衛星航法装置３ｂと、例えば、所望の到着時刻、平均速度、運転者が求める最高速度および最低速度、ならびに任意で、運転者が設定した速度を固守する度合などの、車両の運転者によるユーザデータを入力可能とする入力／出力インターフェース３ｃと、エンジンに関するデータを出力において提供するシステム３ｄと、を含む。このシステム３ｄは、エンジンによりもたらされるトルクおよび／またはエンジン自体の速度に関するデータを出力によって提供するように構成された１つ以上のセンサ３ｄ（そのようなセンサは車両内に既に存在するものであってもよく、データはＣＡＮ−ＢＵＳなどの通信ボードシステムから検索されてもよい）と、車両のエンジンによりもたらされる最大トルクのパターンと、（例えばエンジンによりもたらされるトルクおよびエンジン速度の関数としての）燃料流量マップと、速度伝達比と、を記憶するメモリと、を任意で含む。本発明に係るシステムの他の実施形態は、例えば周囲空気密度および／または天候状態を検知するための、更なるセンサを含んでよい。
【００６３】
システム２はまた、駆動力を最適化するための少なくとも１つの第１のモジュール４を含む。当該少なくとも１つの第１のモジュール４は、前記少なくとも１つの装置３に動作的に接続されており、図５を参照して上述した第１の最適化プロセスにより、ルートに沿って、車両Ｖの位置ｓに基づいて、車両に対する駆動力信号Ｆ（ｓ）と速度信号ν（ｓ）とを決定するように構成されている。
【００６４】
システム２は更に、燃費を最適化するための少なくとも１つの第２のモジュール５を含む。当該少なくとも１つの第２のモジュール５は、駆動力を最適化するための第１のモジュール４の下流に配置されており、前記第１のモジュール４と、データを収集するための前記少なくとも１つの装置３とに動作的に接続されている。第２の最適化モジュール５は、第２の最適化プロセスを通して、走行ルートに沿って、車両Ｖの基準ギヤγ（ｓ）（またはギヤチェンジｕｓｈ（ｓ））の基準信号を決定するように構成されている。
【００６５】
特に、第１および第２のモジュール４および５は、本発明に係る方法を実行するように構成された、例えば少なくとも１つのマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを備える、２つの処理部によりそれぞれ構成されてもよいし、例えば少なくとも１つのマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを備える、単一の処理部により構成されてもよい。
【００６６】
前記少なくとも１つの装置３は、図３、５、および６の最適化プロセスを参照して上述したデータを第１のモジュール４と第２のモジュール５とに提供するように構成されている。
【００６７】
第１のモジュール４および第２のモジュール５は、走行ルートに関する情報、すなわちインターフェース入力／出力３ｃにより運転者が設定したルートである走行ルートに沿った道路の傾きまたは高度と、当該ルートに沿って設けられた速度制限（および任意に交通状態および天候状態に関する情報）とを、衛星航法装置３ｂから受信する。そして、これらの情報に基づき、第１のモジュール４および第２のモジュール５は、図３および６に示すように（そのような情報はまとめて参照符号３０で示している）、第１の最適化プロセスおよび第２の最適化プロセスをそれぞれ実行する。
【００６８】
衛星航法装置３ｂにより提供される情報３０は、当該衛星航法装置に予め記憶されていてもよいし、ケースバイケースで処理されてもよく、任意で１つ以上のリモートサーバーにとって適切な１つの通信プロトコル、またはリモート処理部に従って、無線通信ネットワーク（無線）による接続を介して処理されてもよい。
【００６９】
図３および６はまた、（システム３ｄによって提供される情報３５が実際には第２のモジュール５のみに使用される場合であっても）メモリ３ａおよびシステム３ｄによって第１のモジュール４および第２のモジュール５へ供給される情報３５を示す。すなわち、当該情報は、質量、空力抵抗、および転がり摩擦に関するデータと、前記車両のエンジンによりもたらされる最大トルクのパターンに関するデータと、対応する燃料流量マップ、燃料流速（すなわち燃料の流量）、およびギヤ比に関するデータと、を含む。
【００７０】
以下、容易に想像できるように、上述した１つのシステムは、１つの車両に完全に統合できる、または一部のみを統合できる。いくつかのバージョンが実際に予見でき、それらを以下に図７を参照して提示する。
【００７１】
３つの主なバージョンによれば、最適化モジュール４および５は、車両Ｖの車内に搭載される、または車両Ｖの外部にあってもよく、例えば、最適化モジュール４および５が適切な通信プロトコルを介して通信するクラウド内のコンピュータ装置６に、適切なソフトウェアを使用して搭載してもよく；かつ／または、適切な通信インターフェースを使用して当業者に既知である様式でシステムの他の構成要素に動作的に接続された、例えばスマートフォン、タブレット、パーソナルコンピュータなどの外部装置３に搭載してもよい。
【００７２】
上記バージョンのうちの少なくとも１つによれば、特にエンジンに関する車両Ｖのデータが、車両自体、例えば不揮発性タイプの調整済みメモリ７に記憶される。上述したように、そのようなデータは、車両Ｖおよび／または車両Ｖのエンジンの製造業者により、車両Ｖのおよび／またはエンジン自体の仕様の一部として、測定または利用可能とされる。
【００７３】
上記バージョンのうちの少なくとも１つによれば、少なくとも車両Ｖおよび／または車両Ｖのエンジンの一定のデータ（車両Ｖおよび／または車両Ｖのエンジンの寿命の間、変化しない一定のパラメータを有することが意図されている）が、例えばその目的に適した調整済み不揮発性メモリ７によって車内に記憶される。代わりに、車両Ｖおよび／またはエンジンの寿命の間に変化する、車両Ｖおよび／または車両Ｖのエンジンのパラメータが、カルマンフィルタ、状態オブザーバ、状態推定器などの推定技術により、インラインで推定されてもよい。この場合、以下のものが参照される。
車両Ｖのパラメータ、例えば、空力抵抗係数、転がり摩擦係数、質量、慣性、シャーシの特徴など、
エンジンパラメータ、例えば、もたらされるトルクおよび／またはパワー、燃費マップ、ならびに動作条件の関数としての燃料量の他の指標など、である。
【００７４】
あるいは、本発明に係る方法および相対システムによれば、上述したもののうち、車両Ｖおよび／またはエンジンの寿命サイクルの間に変化する、車両Ｖおよび／またはエンジンのパラメータは、例えば車両Ｖおよび／またはエンジンの保守作業の間に外部システム８によりインラインではなく車両外で推定でき、次いで、調整済み不揮発性メモリに車内において、そして任意で例えばスマートフォン、タブレットなどの外部装置３上に、記憶することができる。
【００７５】
本発明の方法および対応するシステムの他のバージョンによれば、車両Ｖおよび／またはエンジンの一定のパラメータおよび一定でないパラメータの両方が、それらが一定またはインラインで推定されたものであるという事実にかかわらず、外部装置３（例えばスマートフォンまたはタブレットなど）に記憶されてもよい。
【００７６】
上記を鑑みると、上述したようなシステムは、（本発明の目的でもある）車両の制御システムに統合され得る。制御システムは、とりわけ、車両Ｖの速度（ν）および係合中のギヤ（γ）（またはギヤチェンジ（ｕｓｈ））を制御するように構成された、システム２の下流に動作的に接続された、１つ以上の制御装置を含む。それらの１つ以上の制御装置は、使用時にシステム２から上述した方法で決定する基準信号を受信する。
【００７７】
車両Ｖの速度νおよび係合中のギヤγ（またはギヤチェンジｕｓｈ）を制御するための前記１つ以上の装置は、例えば、パワートレインを制御するクルーズコントロールシステム、変速機の制御ユニット、または、走行中の燃費の制御、排出ガス低減、安全などに直接的もしくは間接的に寄与する他の制御装置などを含む。
【００７８】
上述した基準信号を取得するための方法およびシステムは上記した目的を達成する。
【００７９】
上記方法を特に参照して、実験的研究により以下のことが分かった。すなわち、従来の方法と同じ条件下で、本発明に係る方法は、車両Ｖの速度νの調整を可能とする車両制御システム用の基準信号を提供し、燃費の視点から性能を改善し、同時に、走行時間を低減する。更に、本発明に係る方法により同時ではなく順次行われる２つの最適化プロセスは、計算上の方法の複雑さをかなり低減でき、計算上の視点からもより効率化された方法を提供する。
【００８０】
以下、実施したいくつかの試験結果を図８に示す。図８は、グラフ（ａ）に示された高度プロファイルを有するルートを全負荷状態の車両が走行した場合の、上記提案された方法（ＯＰＴ）と従来の方法（ＣＣ）との挙動比較を示す。
【００８１】
固定点クルーズコントロールシステム（実線）により実施される従来の方法は、基準速度（一定）と実際の速度との差に基づき、ガス制御に作用する。ギヤチェンジは、毎分回転数（ｒｐｍ）によるエンジンの最大効率範囲を考慮し、現在の負荷を予測することで作動する。そのような論理では、状況によっては、一連のギヤチェンジを過度に引き起こす可能性があり、クラッチが車輪からエンジンを切り離している間に運動量の損失などの不都合を招き、結果として、ルートの上り坂区間における燃費が上昇し、トランスミッションに係る応力が増加する。
【００８２】
他方、本発明に係る方法（図８の（ｂ）、（ｃ）、および（ｄ）の破線を参照）は、ルートのトポグラフィーに基づいて基準速度とギヤの係合とを動的に変更し、傾きのプロファイルを適合させ、その結果、燃料を節約する。
【００８３】
例えば、図８（ｂ）を参照して、上り坂区間の始まり略３０００ｍで速度がわずかに上昇し、同時にギヤは予測的にシフトダウンしていることに注目されたい（誤記：元の参照符号が見つからない（ｄ））。運動量の増加は、道路の傾きが急激に増加する、より速い速度の次の区間では有利である。更に、予めギヤチェンジしておくと、上り区間での更なるギヤチェンジを回避できる。上り坂区間の終わりでは、従来の方法では基準速度に素早く戻るが、本発明に係る方法では、車両はゆっくりとスローダウンし、次の下りの区間（４５００〜６０００ｍ）を利用して速度を取り戻せるようにしている。
【００８４】
スロープの終わりでは、本発明に係る方法は、従来の方法に比べてより高い速度を維持して、直前の区間でロスした時間を補完する。
【００８５】
この区間は略平面であるので、本発明に係る方法は、消費した燃料がわずかに上昇するが、これは、走行時間におけるゲインにより補完される。
【００８６】
この点について、図９では、従来の方法（基準速度が一定であり、そのグラフは図９に「従来のクルーズコントローラ」として示されている）と、本発明に係る方法（そのグラフは図９に「最適化」として示されている）とについて、全負荷状態で異なる基準速度における４４ｔの車両の燃費（ΔＦＣ）が、走行時間の変動（Δ時間）とともに示されている。
【００８７】
グラフに示した変動は、実際に１００ｋｍ以上にわたって延びる道において、８０ｋｍ／ｈに設定した基準速度で従来の方法により取得した燃費および走行時間に関するものである。
【００８８】
本発明の方法によれば、同じ基準速度では燃料と時間が節約できることが分かる。
【００８９】
更に、１．３７％の燃費の節約を維持しつつ、基準速度を８２ｋｍ／ｈに上昇させて走行時間の面で約３％節約することもできる。それに対して、８２ｋｍ／ｈに基準速度を上げると、固定点でのクルーズコントロールとして知られる従来の方法では、約２％走行時間が低減できるが、燃費が２．４３％上昇する。
【００９０】
他方、基準速度を７９ｋｍ／ｈに落とすと、本発明に係る方法では、４．０４％超の燃料節約ができ、時間の増加はわずか０．７０％である。
【００９１】
以上、好ましい実施形態を説明し、本発明のいくつかの変形例を示唆したが、当業者ならば添付の請求の範囲の保護範囲を逸脱することなく修正および変更を加えることができることが、理解される。
【図１】
2020525357.tif 000071
【図２】
2020525357.tif 000072
【図３】
2020525357.tif 000073
【図４】
2020525357.tif 000074
【図５】
2020525357.tif 000075
【図６】
2020525357.tif 000076
【図７】
2020525357.tif 000077
【図８】
2020525357.tif 000078
【図９】
2020525357.tif 000079
【国際調査報告】
2020525357.tif 000080
2020525357.tif 000081
2020525357.tif 000082