(57)【要約】  本発明は、ルート上での特に現実の走行運転をシミュレートするのに適した自動車の動力学的速度プロファイルを生成するための方法であって、以下の作業ステップ、すなわち、デジタル地図からの情報に基づくルートのために、ルートセグメントに分解されかつ区間ベースの静力学的速度プロファイルを算出するステップと、速度プロファイルの義務的な速度最小値を達成するために規定の最大の目標減速度を考慮に入れる、区間ベースの動力学化された速度プロファイルを、区間ベースの静力学的速度プロファイルから算出するステップと、時間ステップに分解されかつ時間ベースの動力学的速度プロファイルを、区間ベースの動力学化された速度プロファイルから算出するステップであって、各時間ステップにおいて、隣接する加速度が、速度プロファイルによって設定された、それぞれの時間ステップに対応するルートセグメントにおける速度と、時間ステップにおいて隣接する速度とに基づいて決定されるステップと、時間ベースの動力学的速度プロファイルを出力するステップと、を備える方法に関する。
2020535061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ルート上での特に現実の走行運転をシミュレートするのに適した、またはドライバーアシストシステムのために特に予測走行機能のために目標速度を設定するのに適した車両の動力学的速度プロファイルを生成するための方法（１００）であって、以下の作業ステップ、すなわち、
−デジタル地図からの情報に基づくルートのために、ルートセグメントに分解されかつ区間ベースの静力学的速度プロファイルを算出するステップ（１０２）と、
−前記区間ベースの静力学的速度プロファイルの特に義務的な速度最小値を達成するために規定の特に最大の目標減速度を考慮に入れる、区間ベースの動力学化された速度プロファイルを、前記区間ベースの静力学的速度プロファイルから算出するステップ（１０３）と、
−時間ステップに分解されかつ特に時間ベースの動力学的速度プロファイルを、前記区間ベースの動力学化された速度プロファイルから算出するステップ（１０４）であって、各時間ステップにおいて、隣接する加速度が、前記動力学化された速度プロファイルによって設定された、それぞれの時間ステップに対応するルートセグメントにおける速度と、時間ステップにおいて隣接する速度とに基づいて決定されるステップ（１０４）と、
−前記動力学的速度プロファイルを出力するステップ（１０５）と、
を備える方法（１００）。
【請求項２】
前記区間ベースの静力学的速度プロファイルのために、１つの信号機の後でさらなる信号機は、規定の範囲内好ましくは約１００ｍから２０ｍの範囲内、より好ましくは約８０ｍから４０ｍの範囲内、最も好ましくは約６０ｍの範囲内で、前記速度プロファイルの算出の際に考慮に入れられないままである、請求項１に記載の方法（１００）。
【請求項３】
前記区間ベースの静力学的速度プロファイルのために、最大の速度はドライバー固有である、請求項１または２に記載の方法（１００）。
【請求項４】
先行する時間ステップにおける加速値に対する、１つの時間ステップにおける加速値の参照値の数値は、閾値よりも小さく、該閾値は、走行物理学、車両および／またはドライバーに依存して決定される、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法（１００）。
【請求項５】
前記動力学化された速度プロファイルのために、前記静力学的速度プロファイルにおいて速度飛躍が生じた際に、特に義務的な速度最小値から、前方にあるルートセグメントにおいて隣接する速度は、それぞれ後続のルートセグメントにおいて隣接する速度と規定の標準目標減速度、特に最大の目標減速度とに基づいて決定され、前方にある前記ルートセグメントのうちの１つにおいて隣接する速度が、このルートセグメントにおける前記静力学的速度プロファイルの値に達するようになる、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法（１００）。
【請求項６】
前記標準目標減速度は、最大の目標減速度と、車両の緩停車挙動によって規定された緩停車減速度との間にあり、特にドライバー依存である、請求項５に記載の方法（１００）。
【請求項７】
さらに以下の作業ステップ、すなわち、
前記静力学的速度プロファイルの特に義務的な速度最小値に到達するために、自動車の緩停車挙動によって規定された目標減速度を考慮に入れる緩停車速度プロファイルを算出するステップを備える、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法（１００）。
【請求項８】
前記動力学化された速度プロファイルのために、前記静力学的速度プロファイルにおいて速度飛躍が生じた際に、特に義務的な速度最小値から、前方にあるルートセグメントにおいて隣接する速度は、それぞれ後続のルートセグメントにおいて隣接する速度と自動車の前記緩停車挙動によって規定された前記目標減速度とに基づいて決定され、前方にある前記ルートセグメントのうちの１つにおいて隣接する速度が、このルートセグメントにおける前記静力学的速度プロファイルの値に達するようになる、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法（１００）。
【請求項９】
前記区間に依存する動力学化された速度プロファイルの経過は、前記標準目標減速度を用いて決定される経過と前記緩停車挙動を用いて決定される経過との間で、ドライバー固有に算出される、請求項５または８に記載の方法（１００）。
【請求項１０】
１つの時間ステップにおける前記動力学的加速度プロファイルのために、この時間ステップに対応するルートセグメントで、隣接する速度が、前記動力学化された速度プロファイルの値よりも小さいかまたは大きい場合には、加速度は、最大の目標加速度よりも特に小さいかまたは同じに規定された加速値に、または規定の標準目標減速度よりも特に大きいかまたは同じに規定された減速値にセットされる、請求項１から９のいずれか１項に記載の方法（１００）。
【請求項１１】
前記規定の加速値は、自動車の性能特性マップに依存する、請求項１０に記載の方法（１００）。
【請求項１２】
前記規定の加速値は、前記動力学化された速度プロファイル周辺の公差帯域内で、それぞれの時間ステップにおける隣接する速度に依存する適応加速度に減少させられる、請求項１０または１１に記載の方法（１００）。
【請求項１３】
前記最大の目標加速度は、ドライバー固有である、請求項１０から１２のいずれか１項に記載の方法（１００）。
【請求項１４】
前記時間ベースの動力学的速度プロファイルのために、自動車の切替論理が考慮に入れられ、該切替論理は、エンジンが最大回転数に達するとシフトアップし、エンジンが最小回転数の場合にはシフトダウンし、マニュアルトランスミッションの自動車では好適にはさらに、規定の切替ポーズ、特に約１秒を考慮に入れることを意図する、請求項１から１３のいずれか１項に記載の方法（１００）。
【請求項１５】
前記切替ポーズの間前記速度プロファイルは、自動車の前記緩停車挙動によって規定された前記目標減速度に基づいて算出される、請求項１４に記載の方法（１００）。
【請求項１６】
さらに以下の作業ステップ、すなわち、
それぞれの時間ステップに関する第１の所定の時間を表わす第１の前述のルート部分において、前記静力学的または動力学化された速度プロファイルにおいて速度飛躍が存在するかどうかを検証するステップ（１０２ｂ；１０３ｂ）であって、
速度飛躍が確認されると、自動車の前記緩停車挙動によって規定された目標減速度が、規定の減速値として選択され、
時間ステップおよび／または対応するルートセグメントにおける隣接する速度が、前記静力学的または動力学化された速度プロファイルの値に達すると、規定の標準目標減速度が、規定の減速値として選択される、ステップ（１０２ｂ；１０３ｂ）を備える、請求項１から１５のいずれか１項に記載の方法（１００）。
【請求項１７】
さらに以下の作業ステップ、すなわち、
それぞれの時間ステップに関する第２の所定の時間を表わす第２の先行するルート部分において、前記静力学的および／または動力学化された速度プロファイルにおいて速度飛躍が存在するかどうかを検証するステップ（１０２ａ；１０３ａ）であって、
速度飛躍が確認されると、「ゼロ」が規定の減速値として選択され、
前記第２の所定の時間が、前記第１の所定の時間の前にある、ステップ（１０２ａ；１０３ａ）を備える、請求項１６に記載の方法（１００）。
【請求項１８】
前記区間ベースの静力学的または動力学化された速度プロファイルのために、最大のカーブ速度が各カーブに、以下のグループ、すなわち、
−それぞれのカーブ径（ｒ）
−それぞれの曲率（１／ｒ）
−ドライバー固有のパラメータ、および／または
−最大横加速度
からの少なくとも１つのパラメータに基づいて割り当てられる、請求項１から１７のいずれか１項に記載の方法（１００）。
【請求項１９】
前記区間ベースの静力学的速度プロファイルのために、地図ポイントが、前記デジタル地図から読み取られ、および／または前記デジタル地図からの情報に基づいて生成される、請求項１から１８のいずれか１項に記載の方法（１００）。
【請求項２０】
前記区間ベースの静力学的速度プロファイルの前記カーブ径（ｒ）を算出するための前記地図ポイント間の間隔は、前記デジタル地図から読み取られる地図ポイントのうちの第１の地図ポイントと第２の地図ポイントとを通る直線と、前記デジタル地図から読み取られる地図ポイントのうちの第２の地図ポイントと第３の地図ポイントとを通るさらなる直線との間の角度に依存して形成され、約４５度よりも小さく、好ましくは約４０度よりも小さく、最も好ましくは約３０度よりも小さい角度のために生成される、より小さい間隔好ましくは約３ｍより好ましくは約２ｍ最も好ましくは約１ｍの間隔を有する地図ポイントが選択され、より大きな角度のためには、より大きい間隔特に前記デジタル地図から読み取られる生データ地図ポイントの間隔を有する地図ポイントが選択される、請求項１９に記載の方法（１００）。
【請求項２１】
さらに以下の作業ステップ、すなわち、
選択された前記地図ポイントを、特に内挿によって、（シミュレーションのために）自動車の定角軌道に結び付けるステップを備える、請求項２０に記載の方法（１００）。
【請求項２２】
前記動力学的速度プロファイルは、時間ベースの動力学的速度プロファイルとして出力される、請求項１から２１のいずれか１項に記載の方法（１００）。
【請求項２３】
前記時間ステップに分解された動力学的速度プロファイルから、ルートセグメントに分解されかつ区間ベースの動力学的速度プロファイルが算出され、出力される、請求項１から２１のいずれか１項に記載の方法（１００）。
【請求項２４】
自動車の少なくとも１つのコンポーネントを分析するための方法であって、
少なくとも１つのコンポーネントまたは自動車は、特に時間ベースの動力学的速度プロファイルに基づいて、現実のまたはシミュレートされた検査運転がなされ、
前記動力学的速度プロファイルは、区間ベースの特に動力学化された速度プロファイルから、時間ステップに分解されることによって算出されており、各時間ステップにおいて、隣接する加速度が、前記区間ベースの速度プロファイルによって設定された、それぞれの時間ステップに対応するルートセグメントにおける速度と、時間ステップにおいて隣接する速度とに基づいて、特に請求項１から２３のいずれか１項に記載の方法を用いて、決定される方法。
【請求項２５】
特に予測走行機能のためにドライバーアシストシステムを用いて自動車をガイドするための方法であって、自動車をガイドするための目標速度が、動力学的速度プロファイルに決定され、
前記動力学的速度プロファイルは、区間ベースの特に動力学化された速度プロファイルから、時間ステップに分解されることによって算出されており、各時間ステップにおいて、隣接する加速度が、前記区間ベースの速度プロファイルによって設定された、それぞれの時間ステップに対応するルートセグメントにおける速度と、時間ステップにおいて隣接する速度とに基づいて、特に請求項１から２１のいずれか１項に記載の方法を用いて、決定される方法。
【請求項２６】
前記区間ベースの特に動力学化された速度プロファイルは、区間ベースの静力学的速度プロファイルから算出されており、規定の特に最大の目標減速度が、前記区間ベースの静力学的速度プロファイルの特に義務的な速度最小値を達成するために考慮に入れられる、請求項２４または２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記区間ベースの静力学的速度プロファイルは、デジタル地図からの情報に基づくルートのために、算出されている、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記動力学的速度プロファイルおよび／または前記区間ベースの速度プロファイル、特に隣接する加速度および／または前記区間ベースの静力学的速度プロファイル、特に前記規定の目標減速度は、１つまたは複数のパラメータに依存する、請求項２４から２７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２９】
１つまたは複数の前記パラメータは、少なくとも１つの前記コンポーネントまたは自動車を分析するために、変異する、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
コンピュータによってその指示が実施されると、前記コンピュータに、請求項１から２９のいずれか１項に記載の方法のステップを実施するようにさせる指示を備えるコンピュータプログラム。
【請求項３１】
請求項３０に記載のコンピュータプログラムが記憶されている、コンピュータ読み取り可能な媒体。
【請求項３２】
ルート上での特に現実の走行運転をシミュレートするのに適した、またはドライバーアシストシステムのために特に予測走行機能のために目標速度を設定するのに適した車両の動力学的速度プロファイルを生成するための装置（１）であって、以下すなわち、
−デジタル地図からの情報に基づくルートのために、ルートセグメントに分解されかつ区間ベースの静力学的速度プロファイルを算出するための手段（２）と、
−前記区間ベースの静力学的速度プロファイルの特に義務的な速度最小値を達成するために規定の最大の目標減速度を考慮に入れる、区間ベースの動力学化された速度プロファイルを、前記区間ベースの静力学的速度プロファイルから算出するための手段（３）と、
−時間ステップに分解されかつ特に時間ベースの動力学的速度プロファイルを、前記区間ベースの動力学化された速度プロファイルから算出するための手段（４）であって、各時間ステップにおいて、隣接する加速度が、前記速度プロファイルによって設定された、それぞれの時間ステップに対応するルートセグメントにおける速度と、時間ステップにおいて隣接する速度とに基づいて決定される手段（４）と、
−前記動力学的速度プロファイルを出力するためのインターフェース（５）と、
を備える装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ルート上での特に現実の走行運転をシミュレートするのに適した自動車の動力学的速度プロファイルを生成するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リアルドライブエミッション（ＲＤＥ）立法の導入によって、自動車でのホモロゲーションと現実のエミッションとの間の相違が減少することになる。その際自動車は、２０１７年９月以降ヨーロッパ連合におけるモデル検査のために、研究所（ＷＬＴＰ、ＷＬＴＣ）での検査サイクルの他に、現実の走行条件下での道路上でのエミッション限界値の遵守も証明しなくてはならない。
【０００３】
それによって、現実の走行運転における有害物質の放出は、これまで以上に開発の焦点となっている。最終的に、これまでのように予め規定された境界条件下で正確に予め規定されたサイクルにおけるエミッション限界値を遵守するのではなく、わざと大まかに画定された境界条件で未知の区間での現実の検査走行のエミッション目標を遵守することが、目標である。
【０００４】
従って、ＲＤＥ立法は、新たな自動車駆動の開発に大きく作用する。検査環境としての道路は、技術上の大きな挑戦をもたらす。サイクルに基づく昔ながらの開発では、実条件下の走行試験は、プロトタイプ自動車によって初めてひいては開発プロセスの終わりになるまで行われない。その際、可動の測定器（ポータブルエミッション測定システム、ＰＥＭＳ）による典型的なＲＤＥテストプログラムは、統計学的にできる限り大きな変動幅の条件をカバーするために、様々なドライバーによる異なる区間での数多くの検査走行から成る。開発のこの段階において根本的な問題が診断されると、欠陥を取り除くのに大抵は大きなコストがかかり、大きな手間を伴う。
【０００５】
検査環境としての道路は、多くの影響を伴いつつ、自動車が要求されるエミッション目標を顧客運転でも遵守するのを保証するために、必要な推計学上の基礎をもたらす。しかしながら、コントロール困難な影響によって、道路上での現実の検査走行の際に比較可能な条件で２つの測定を行うことは、ほとんど不可能である。この理由から、駆動部または自動車の修正の作用を、基礎状態と意図的に比較することはできない。このことは、修正の効果について述べることを困難にしている。それゆえ、開発環境としての道路は、条件付きでのみ適切である。
【０００６】
これに対して、試験台でのテストは再現可能であり、影響またはパラメータを、必要な際には意図的に一定に維持することができる。このやり方で、影響とその修正の作用が、明瞭になる。さらに、費用のかかる測定技術による試験台での試験を行うことができ、それによって説得力のある測定結果がもたらされる。しかしながら、試験台で開始される検査サイクルは、自動車のホモロゲーションと、後に現実の道路交通で達成されるエミッション値との間の上述の既知の相違をもたらす。
【０００７】
特許文献１は、シャシダイナモメータで自動車を運転するための方法であって、電子制御された外気もしくは混合気アタッチメントとオートマチックトランスミッションまたは電子操作可能なトランスミッションを制御可能にするエンジン制御装置が、自動車に装備されている方法に関する。
【０００８】
さらに従来技術から、自動車または自動車のコンポーネントをテストするためのさらなる試験台、たとえば駆動トレイン試験台やトランスミッション試験台などが知られている。
【０００９】
その上、自動車または自動車のコンポーネントを、部分的または完全にモデルに基づいてテストすることが可能である。このために、被テスト自動車または被テストコンポーネントのモデルが作成され、続いてこのモデルと検査サイクルとによって走行運転がシミュレートされる。
【００１０】
その際、走行サイクルとも呼ばれる検査サイクルにおいて、どのような条件下でどのような速度プロファイルですなわちどのような速度経過で、自動車が運転されるかが、確定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１６７２３４８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、自動車またはそのコンポーネントの改善された検査を可能にすることである。特に、ＲＤＥ立法の条件下で適切でかつ改善された検査のための速度プロファイルを提供することが、本発明の課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この課題は、請求項１に記載の方法と、請求項２７に記載のコンピュータプログラムと、請求項２８に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体と、請求項２９に記載の装置とによって解決される。有利な形態は、従属請求項からもたらされる。請求項の教示は、はっきりと明細書の構成部分になっている。
【００１４】
本発明の第１の態様は、ルート上での特に現実の走行運転をシミュレートするのに適した、および／またはドライバーアシストシステムのために特に予測走行機能のために目標速度を設定するのに適した自動車の動力学的速度プロファイルを生成するための方法であって、好適には以下の作業ステップを備える方法に関する。
【００１５】
デジタル地図からの情報に基づくルートのために、特にルートセグメントに分解されかつ区間ベースの静力学的速度プロファイルを算出するステップ。
【００１６】
速度プロファイルの義務的な速度最小値を達成するために規定の最大の目標減速度を考慮に入れる、区間ベースの動力学化された速度プロファイルを、区間ベースの静力学的速度プロファイルから算出するステップ。
【００１７】
特に時間ステップに分解されかつ時間ベースの動力学的速度プロファイルを、区間ベースの動力学化された速度プロファイルから算出するステップであって、各時間ステップにおいて、隣接する加速度が、速度プロファイルによって設定された、それぞれの時間ステップに対応するルートセグメントにおける速度と、時間ステップにおいて隣接する速度とに基づいて決定されるステップ。
【００１８】
時間ベースの動力学的速度プロファイルを出力するステップ。
【００１９】
好適には本発明に係る方法は全自動ですなわちユーザーの干渉なしに進行する。静力学的速度プロファイルを算出する作業ステップと、動力学化された速度プロファイルを算出する作業ステップは、好適には１つの作業ステップで実施されてもよい。
【００２０】
本発明の第２の態様と第３の態様は、対応するコンピュータプログラムとコンピュータ読み取り可能な媒体とに関する。
【００２１】
本発明の第４の態様は、ルート上での特に現実の走行運転をシミュレートするのに適した、および／またはドライバーアシストシステムのために特に予測走行機能のために目標速度を設定するのに適した自動車の動力学的速度プロファイルを生成するための装置であって、好適には以下を備える装置に関する。
【００２２】
デジタル地図からの情報に基づくルートのために、ルートセグメントに分解されかつ区間ベースの静力学的速度プロファイルを算出するための手段。
【００２３】
区間ベースの静力学的速度プロファイルの特に義務的な速度最小値を達成するために規定の最大の目標減速度を考慮に入れる、区間ベースの動力学的速度プロファイルを、区間ベースの静力学的速度プロファイルから算出するための手段。
【００２４】
時間ステップに分解されかつ時間ベースの動力学的速度プロファイルを、区間ベースの動力学的速度プロファイルから算出するための手段であって、各時間ステップにおいて、隣接する加速度が、速度プロファイルによって設定された、それぞれの時間ステップに対応するルートセグメントにおける速度と、時間ステップにおいて隣接する速度とに基づいて決定される手段。
【００２５】
時間ベースの動力学的速度プロファイルを出力するためのインターフェース。
【００２６】
本発明の主旨におけるルートは、進むべきまたは進んだ区間である。
【００２７】
本発明の主旨における区間ベースの速度プロファイルは、進んだ距離に応じた速度を表示する。
【００２８】
本発明の主旨における静力学的速度プロファイルは、本発明に係る方法の中間結果の名称である。特に、静力学的速度プロファイルは、加速度またはブレーキ減速度を考慮に入れない。
【００２９】
本発明の主旨における動力学化された速度プロファイルは、本発明に係る方法のさらなる中間結果もしくは中間産物である。動力学化された速度プロファイルは、好適には正の加速度を考慮に入れない。
【００３０】
本発明の主旨における時間ベースの速度プロファイルは、時間特にルート開始からそれぞれ経過した時間の長さに対するルート上の速度の依存関係を備える。
【００３１】
本発明の主旨におけるデジタル地図は、地理データに割り当てられているデータの蓄積であり、データは少なくとも、地理データに関する法的に定められた起こり得る速度制限についての情報を備える。デジタル地図は、特にデータバンクであってよい。好適にはデジタル地図は、道路に関するさらなる情報を備える。
【００３２】
本発明の主旨におけるシミュレーションは、試験台でまたは純粋にモデルに基づいて計算機で行われてよい。好適にはシミュレーションの際には、少なくとも１つのコンポーネントが、シミュレートされる運転で試験台で運転されてよく、少なくとも１つの別のコンポーネントが、モデルに基づいて計算機で運転されてよい。
【００３３】
本発明の主旨における出力は、特にデータを準備することを意味する。好適にはこれは、データインターフェースおよび／またはユーザーインターフェースで行われてよい。
【００３４】
本発明の主旨における手段は、ハードウェア技術的および／またはソフトウェア技術的に形成されていてよく、特に、好適には記憶システムおよび／またはバスシステムとデータ接続もしくは信号接続された特にデジタルの処理ユニット、特にマイクロプロセッサユニット（ＣＰＵ）および／または１つまたは複数のプログラムまたはプログラムモジュールを備えてよい。ＣＰＵは、記憶システム内に格納されたプログラムとして実装されている指令を果たし、データバスからの入力信号を検知し、および／または出力信号をデータバスへ出すために形成されていてよい。記憶システムは、１つまたは複数の特に様々な記憶媒体、特に様々な記憶媒体特に光学的、磁気的固体および／または別の一時的ではない媒体を備えてよい。プログラムは、ここで記述される方法を具体化するように、もしくは、ＣＰＵがその方法のステップを実施することができて、それによって特に自動車分野の少なくとも１つの自動車の頑丈性に関する目的数値の値を決定できることを実施できるように、作られていてよい。
【００３５】
本発明は、現実の自動車を後日現実に走行運転するための負荷に耐え得る結果を手に入れるために、自動車の開発プロセスにおいてできる限り早期に、できる限り現実に近い走行シナリオを研究できるという試みに基づいている。本発明に従えば、これは、現実のルートに基づく速度プロファイルを生成することによって、達成される。
【００３６】
このルートは、デジタル地図において、予め自動車が進んだルートを基にして算出され得るか、またはユーザーによってデジタル地図を基にして確定され得る。
【００３７】
このやり方で算出された生データセットは、本発明に従えば区間ベースの静力学的速度プロファイルと呼ばれるが、さらなる作業ステップにおいて、様々な境界条件または、自動車、それぞれのドライバーおよび／またはその他の乗客、ルートの道路条件、それぞれの気象条件などに関するパラメータが限定されるやり方で、処理される。
【００３８】
生データの処理フェーズにおいて、最大の目標減速度が考慮に入れられる。その上加速フェーズのために、隣接する加速度が算定され、速度プロファイルにおいて考慮に入れられる。その際、最大の目標減速度も隣接する加速度も、好適にはそれぞれのドライバータイプに依存する。
【００３９】
本発明に係る方法の結果は、現実のまたは現実にできる限り近く作られた人工のルート上での自動車の動きを現実に近く描写する速度プロファイルである。この速度プロファイルは、試験台でまたは自動車および／またはそのコンポーネントの純粋にモデルに基づく検査において使用される検査サイクルのための基礎として使うことができる。
【００４０】
本発明に従えば時間ベースの動力学的速度プロファイルと呼ばれるこの速度プロファイルを用いて、自動車の開発プロセスの様々な開発段階において早期に、個々のコンポーネントまたは自動車全体の適合性をテストできる。この場合、多様な現実の影響を再現可能に表わすことができるが、それでもこれらの影響をパラメータ化することによって、推計学上の検査条件を可能にすることができる。特にＲＤＥ適合性の検査に関して、これは有利となり得る。
【００４１】
これは、現実の道路交通での検査の際には、再現性の欠如と高いコストゆえに、また開発プロセスにおいてすでに達成された遅い時点もしくは開発段階ゆえに、効率的に可能ではない。特に、現実の道路交通での検査の負荷集合（Lastkollektiv）は、前もって知られておらず、いくつかの確定された境界条件に至るまで偶然である。特に、交通、天気などのような影響は、現実の道路交通での検査の再現性を、ほとんど不可能にする。
【００４２】
本発明に係る方法を用いて、少なくとも現実の道路交通での運転にほぼ相当する、試験台でのまたはモデルに基づく検査運転が可能となる。これによって、一方では検査運転とユーザーでの後の現実の運転との間の相違が、少なくとも減少する。その上、早期の時点もしくは早期の開発段階での一連の開発課題を、開発プロセスへ延期できる。特に自動車産業における絶え間ない費用圧力とバリエーションのますますの多様性ゆえに、これは大きな利点である。本発明に係る方法によって、現実のテストの期間を大きく短縮することができ、それによって時間と費用とを節約できる開発プロセスを保証できる。
【００４３】
本方法の有利な一形態において、区間ベースの静力学的速度プロファイルのために、１つの信号機の後でさらなる信号機は、規定の範囲内好ましくは約１００ｍから２０ｍの範囲内、より好ましくは約８０ｍから４０ｍの範囲内、最も好ましくは約６０ｍの範囲内で、速度プロファイルの算出の際に考慮に入れられないままである。このやり方で好適には、本方法が、走行方向とは反対方向の信号機を停車ポイントと誤解するのを防ぐことができる。
【００４４】
本発明に係る方法の有利なさらなる一形態において、区間ベースの静力学的速度プロファイルのための最大の速度は、ドライバー固有である。これによって、様々なドライバータイプもしくはその挙動を考慮に入れることができる。
【００４５】
本発明に係る方法の有利なさらなる一形態において、先行する時間ステップにおける加速値に対する、１つの時間ステップにおける加速値の参照値の数値は、閾値よりも小さく、閾値は、走行物理学、車両および／またはドライバーに依存して決定される。これによって、許容し得ない自動車の長手方向での瞬間的な動きを、速度プロファイルから除外できる。
【００４６】
本発明に係る方法の有利なさらなる一形態において、動力学化された速度プロファイルのために、静力学的速度プロファイルにおいて速度飛躍が生じた際に、義務的な速度最小値から、前方にあるルートセグメントにおいて隣接する速度は、それぞれ後続のセグメントにおいて隣接する速度と規定の標準目標減速度特に最大の目標減速度とに基づいて決定され、前方にあるルートセグメントのうちの１つにおいて隣接する速度が、このルートセグメントにおける速度プロファイルの値に達するようになる。
【００４７】
本発明の主旨における速度飛躍は、規定の距離内での速度変化が設定された閾値よりも大きい場合に、起こる。この閾値は好適には、速度変化が最大の目標減速度に起因する場合と同じくらい高い。代替的にまたは付加的に、速度飛躍は、静力学的速度プロファイルの経過が絶えず区分可能ではない場合に起こる。
【００４８】
本発明の主旨における最大の目標減速度は好適には、自動車の性質および／または自動車の環境条件および／またはドライバータイプによって、設定される。
【００４９】
デジタル地図に由来する生データの構造化によって、静力学的速度プロファイルの速度は、ドライバーによってまたは法的な速度制限によってもたらされるそれぞれの最大の速度値に相当する。これらの速度値は、１つのルートセグメントから次のルートセグメントへ突然変化しかねない。これはもちろん、現実的ではない。それゆえこの有利な形態の目的は、あるルートセグメントにおいて到達すべき速度最小値に達するために、ドライバーがブレーキを掛け始める本来のブレーキポイントを同定することである。特に本発明に従えば、到達すべき速度最小値から、先行の各ルートセグメントのために、最終的に静力学的速度プロファイルの値が達成されるまでに速度値がそこで標準目標減速度をどの程度考慮に入れなくてはならなかったかが、決定される。これによって、静力学的速度プロファイルにおける速度飛躍から、動力学化された速度プロファイルにおける速度の恒常的な経過が生じる。この場合好適には、当該ルートセグメントに存在する勾配および／または自動車の積載も、考慮に入れてよい。
【００５０】
本発明に係る方法の有利な一形態において、本方法はさらに、以下の作業ステップを備える。
【００５１】
静力学的速度プロファイルの特に義務的な速度最小値に到達するために、車両の緩停車挙動によって規定された目標減速度を考慮に入れる緩停車速度プロファイルを算出するステップ。
【００５２】
本発明の主旨における車両の緩停車挙動によって規定された目標減速度は、自動車自体の走行スタイル抵抗と自動車の周囲の走行抵抗とに起因する目標減速度である。これは、自動車のギアが入った状態でもギアが外れた状態でも、考慮に入れてよい。
【００５３】
対応して、本発明に係る装置は有利な一形態において、静力学的速度プロファイルの特に義務的な速度最小値に到達するために、車両の緩停車挙動によって規定された目標減速度を考慮に入れる緩停車速度プロファイルを算出するための手段を備える。
【００５４】
本発明に係る方法の有利なさらなる一形態において、静力学的速度プロファイルのために、静力学的速度プロファイルにおいて速度飛躍が生じた際に、特に義務的な速度最小値から、前方にあるルートセグメントにおいて隣接する速度は、それぞれ後続のルートセグメントにおいて隣接する速度と緩停車挙動によって規定された目標減速度とに基づいて決定され、前方にあるルートセグメントのうちの１つにおいて隣接する速度が、このルートセグメントにおける静力学的速度プロファイルの値に達するようになる。最大の目標減速度に関して叙述されたように、ここでも、静力学的速度プロファイルの速度最小値から、速度プロファイルの経過が、自動車の緩停車挙動を考慮に入れて決定される。この場合好適には、当該ルートセグメントに存在する勾配および／または自動車の積載も、考慮に入れてよい。
【００５５】
有利なさらなる一形態において、区間に依存する動力学化された速度プロファイルの経過は、標準目標減速度を用いて決定される経過と緩停車挙動を用いて決定される経過との間で、ドライバー固有に算出される。これによって、ドライバータイプに応じて、予測的な走行方法を考慮に入れることができる。
【００５６】
本発明に係る方法の有利なさらなる一形態において、１つの時間ステップにおける動力学的加速度プロファイルのために、この時間ステップに対応するルートセグメントで、隣接する速度が、動力学化された速度プロファイルの値よりも小さいかまたは大きい場合には、加速度は、最大の目標加速度よりも特に小さいかまたは同じに規定された加速値に、または規定の標準目標減速度よりも特に大きいかまたは同じに規定された減速値にセットされる。これによって、動力学的速度プロファイルは、動力学化された速度プロファイルによる設定に、この速度プロファイルに最終的に到達するまで近づくことが保証され得る。
【００５７】
本発明に係る方法の有利なさらなる一形態において、規定の加速値は、自動車の性能特性マップに依存する。このために好適には、自動車の駆動部のそれぞれの運転ポイントが決定され、考えられ得る呼び出し可能な性能が算出される。
【００５８】
本発明に係る方法の有利なさらなる一形態において、規定の加速値は、動力学化された速度プロファイル周辺の公差帯域内で、それぞれの時間ステップにおける隣接する速度に依存する適応加速度（Angleichbeschleunigung）に減少させられる。これによって、一般的にドライバーは、目的速度に達する前にゆっくりと加速度を落とすことが、考慮に入れられる。
【００５９】
本発明に係る方法の有利なさらなる一形態において、最大の目標加速度は、ドライバー固有である。好適には、最大の目標加速度のために、勾配および／または自動車の積載および／または麓でのドライバーの加速感覚が、考慮に入れられる。
【００６０】
有利なさらなる一形態において、時間ベースの動力学的速度プロファイルのために、車両の切替論理（Schaltlogik）が考慮に入れられ、当該切替論理は、エンジンが最大回転数に達するとシフトアップし、エンジンが最小回転数の場合にはシフトダウンし、マニュアルトランスミッションの車両ではさらに、規定の切替ポーズ好適には１秒を考慮に入れることを意図する。これによって、時間ベースの動力学的速度プロファイルをさらに現実に近づけて形作ることができる。
【００６１】
本発明に係る方法の有利なさらなる一形態において、切替ポーズの間速度プロファイルは、車両の緩停車挙動によって規定された目標減速度に基づいて算出される。その際緩停車挙動は、ギアが入った状態でもギアが外れた状態でも考慮に入れてよい。
【００６２】
有利なさらなる一形態において、本発明に係る方法はさらに、以下の作業ステップを備える。
【００６３】
それぞれの時間ステップに関する第１の所定の時間を表わす第１の前述のルート部分において、静力学的および／または動力学化された速度プロファイルにおいて速度飛躍が存在するかどうかを検証するステップであって、速度飛躍が確認されると、車両の緩停車挙動によって規定された目標減速度が、規定の減速値として選択され、時間ステップおよび／または対応するルートセグメントにおける隣接する速度が、静力学的および／または動力学化された速度プロファイルの値に達すると、規定の標準目標減速度が、規定の減速値として選択される、ステップ。
【００６４】
その際本発明の主旨におけるルート部分は、１つまたは複数のルートセグメントを含む。
【００６５】
この処置によっても、動力学的速度プロファイルを現実に近づけて形作ることができる。つまり発明者が確認したのは、ドライバーは、ブレーキプロセスに入る前に、まず車両をいくらか緩停車させるということである。
【００６６】
それに対応して、本発明に係る装置は有利な一形態において、それぞれの時間ステップに関する第１の所定の時間を表わす第１の先行するルート部分において、静力学的および／または動力学化された速度プロファイルにおいて速度飛躍が存在するかどうかを検証するための手段であって、速度飛躍が確認されると、自動車の緩停車挙動によって規定された目標減速度が、規定の減速値として選択され、時間ステップおよび／または対応するルートセグメントにおける隣接する速度が、静力学的および／または動力学的速度プロファイルの値に達すると、規定の標準目標減速度が、規定の減速値として選択される、手段を備える。
【００６７】
有利なさらなる一形態において、本発明に係る方法はさらに、以下の作業ステップを備える。
【００６８】
それぞれの時間ステップに関する第２の所定の時間を表わす第２の先行するルート部分において、静力学的および／または動力学化された速度プロファイルにおいて速度飛躍が存在するかどうかを検証するステップであって、速度飛躍が確認されると、「ゼロ」が規定の減速値として選択され、第２の所定の時間が、好適には第１の所定の時間の前にある、ステップ。
【００６９】
それに対応して、本発明に係る装置は、それぞれの時間ステップに関する第２の先行する所定の時間において、静力学的および／または動力学化された速度プロファイルにおいて速度飛躍が存在するかどうかを検証するための手段であって、速度飛躍が確認されると、「ゼロ」が所定の減速値として選択され、第２の所定の時間が、好適には第１の所定の時間の前にある、手段を備える。
【００７０】
この処置も、動力学的速度プロファイルを現実に近づけて形作るために使われる。特に、加速から緩停車へ直接変わるのではなく、その前に速度は一定に保たれるという、発明者によって確認された人間の挙動が、表われる。好適には、第２の所定の時間は、第１の所定の時間とちょうど同じ長さである。
【００７１】
本発明に係る方法の有利なさらなる一形態において、区間ベースの静力学的速度プロファイルのために、データポイントが、デジタル地図から読み取られ、および／またはデジタル地図からの情報に基づいて生成される。
【００７２】
本発明に係る方法の有利なさらなる一形態において、区間ベースの静力学的速度プロファイルのために、最大のカーブ速度が各カーブに、以下のグループからの少なくとも１つのパラメータに基づいて割り当てられる。
−それぞれのカーブ径
−それぞれの曲率
−ドライバー固有のパラメータ、および／または
−最大横加速度
【００７３】
好適には、径が約６００ｍよりも大きいカーブは、カーブとして扱われない。好適には、カーブ径が規定の値好適には約１５ｍを下回ると、２０ｋｍ／ｈの最低のカーブ速度が設定される。
【００７４】
本発明に係る方法の有利なさらなる一形態において、区間ベースの静力学的速度プロファイルのカーブ径を算出するための地図ポイント間の間隔は、デジタル地図から読み取られる地図ポイントのうちの第１の地図ポイントと第２の地図ポイントとを通る直線と、デジタル地図から読み取られる地図ポイントのうちの第２の地図ポイントと第３の地図ポイントとを通るさらなる直線との間の角度に依存して形成され、約４５度よりも小さく、好ましくは約４０度よりも小さく、最も好ましくは約３０度よりも小さい角度のために生成される、より小さい間隔好ましくは約３ｍより好ましくは約２ｍ最も好ましくは約１ｍの間隔を有する地図ポイントが用いられ、より大きな角度のためには、より大きい間隔特にデジタル地図から読み取られる生地図データポイントの間隔を有する地図ポイントが用いられる。
【００７５】
発明者が確認したのは、地図ポイントをそのように選択することによって、自動車の現実の経路を、任意のカーブで現実に近づけて複製できるということである。好適には、カーブ径を算定するために、円方程式が援用される。
【００７６】
本発明に係る方法の有利なさらなる一形態において、選択された地図ポイントは、特に内挿によって、自動車の定角軌道に結び付けられる。
【００７７】
本発明に係る方法の有利なさらなる一形態において、区間ベースの速度プロファイルのために、カーブ最大速度が、カーブ径に基づいて算定される。好ましくはこの場合、カーブ走行時の人間の挙動が、特にドライバー固有に考慮に入れられる。さらに好適には、中間ステップとして、まず最大の横加速度が算定される。好適にはその際考慮に入れられるのは、低速時には高速時よりも大きな横力を人間は受け入れるということである。
【００７８】
本発明に係る方法の有利なさらなる一形態において、動力学的速度プロファイルは、時間ベースの動力学的速度プロファイルとして出力される。この場合、生成される速度プロファイルは、ルート上での特に現実の走行運転のシミュレーションに特に良好に適している。なぜなら動力学的速度プロファイルは、時間連続である試験台の対応する補正変数によって、特に良好に開始できるからである。
【００７９】
本発明に係る方法の有利なさらなる一形態において、時間ステップに分解された動力学的速度プロファイルから、ルートセグメントに分解されかつ区間ベースの動力学的速度プロファイルが算出され、出力される。この場合、生成された速度プロファイルは、ドライバーアシストシステムのために特に予測走行機能のために目標速度を設定するのに特に良好に適している。なぜなら、各ルートセグメントに、目標速度を割り当てることができるからである。
【００８０】
本発明の第５の態様は、自動車の少なくとも１つのコンポーネントを分析するための方法に関し、少なくとも１つのコンポーネントまたは自動車は、時間ベースの動力学的速度プロファイルに基づいて、現実のまたはシミュレートされた検査運転がなされ、時間ベースの動力学的速度プロファイルは、ルートセグメントに分解されかつ区間ベースの特に動力学化された速度プロファイルから、時間ステップに分解されることによって算出されており、各時間ステップにおいて、隣接する加速度が、区間ベースの速度プロファイルによって設定された、それぞれの時間ステップに対応するルートセグメントにおける速度と、時間ステップにおいて隣接する速度とに基づいて決定される。
【００８１】
本発明に係る方法の有利な一形態において、区間ベースの特に動力学化された速度プロファイルは、区間ベースの静力学的速度プロファイルから算出されており、規定の特に最大の目標減速度が、区間ベースの静力学的速度プロファイルの特に義務的な速度最小値を達成するために考慮に入れられる。
【００８２】
本発明に係る方法の有利なさらなる一形態において、区間ベースの静力学的速度プロファイルは、デジタル地図の情報に基づくルートのために、算出されている。
【００８３】
本発明に係る方法の有利なさらなる一形態において、動力学的速度プロファイルおよび／または区間ベースの速度プロファイル、特に隣接する加速度および／または区間ベースの静力学的速度プロファイル、特に規定の目標減速度は、１つまたは複数のパラメータに依存する。
【００８４】
本発明に係る方法の有利なさらなる一形態において、１つまたは複数のパラメータは、少なくとも１つのコンポーネントまたは自動車を分析するために、変異する。
【００８５】
本発明の第６の態様は、特に予測走行機能のためにドライバーアシストシステムを用いて自動車をガイドするための方法に関し、自動車をガイドするための目標速度が、動力学的速度プロファイルに決定され、動力学的速度プロファイルは、区間ベースの特に動力学化された速度プロファイルから、時間ステップに分解されることによって算出されており、各時間ステップにおいて、隣接する加速度が、区間ベースの速度プロファイルによって設定された、それぞれの時間ステップに対応するルートセグメントにおける速度と、時間ステップにおいて隣接する速度とに基づいて決定される。
【００８６】
本発明に係る方法は、特にコンピュータに支援されているか、または特にコンピュータに支援されて実施される。
【００８７】
本発明の第１の態様に関する特徴と利点は、本発明のさらなる態様にもそれに応じて当てはまり、かつその逆も当てはまる。
【００８８】
以下において、本発明のさらなる特徴と利点とが、図に関する実施例を用いて説明される。図示されるのは、以下である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の第１の態様に従った本発明に係る方法の一実施例のフローチャートである。
【図２】本発明の一実施例に従った静力学的速度プロファイルである。
【図３】様々なドライバータイプの横加速度公差のグラフである。
【図４】減速の範囲における動力学的速度プロファイルの部分図である。
【図５】測定された速度プロファイルと比較される動力学的速度プロファイルである。
【図６】測定された速度プロファイルと比較される様々なドライバータイプのための動力学的速度プロファイルである。
【図７】動力学的速度プロファイルを生成するための本発明に係る装置の一実施例である。
【発明を実施するための形態】
【００９０】
図１は、本発明の第１の態様に従った方法のフローチャートを示している。
【００９１】
データ収集の作業ステップ１０１ａ、１０１ｂにおいて、インプットすなわち生データが、後続の作業ステップのために生成される。このために好適には、特定のルートＲの地理データが必要とされる。この場合、ルートＲの地理データのためのソースとして、道路上での測定走行の現実での測定を使ってよい１０１ａ。しかし代替的にまたは付加的に、オンライン地図に基づいてコンピュータで地理データを生成することも可能である１０１ｂ。有利にはこの場合、ルートＲの作成は、ユーザーが使い易いように、コンピュータベースのルートプランナを使って、デジタル地図で生成されてよい。さらに好適には、これは、望ましいルートＲに沿って少ないルートポイントを提示することによって行われてよい。対応する機能は、出願時点で、様々なルートプランナたとえばグーグルマップ（登録商標）から知られている。デジタル地図としてはたとえば、オープンストリートマップ（ＯＳＭ）を用いてよい。しかしながら別の提供者の別の地図も利用可能である。
【００９２】
ルートＲの作成後および／または現実の測定走行に基づいた地理データの読み取り後に、作業ステップ１０２において、デジタル地図からの情報によるルートデータの評価が行われる。
【００９３】
このために、ルートＲの地理データから、トポロジーデータやトポグラフィーデータ、法的な速度制限および発光信号設備の位置のような情報が収集される。好適にはこれらの情報は、好適にはデータバンクを参照するかまたはそれ自体がデータバンクであるデジタル地図において、直接利用可能である。たとえばデジタル地図であるオープンストリートマップに対して、対応する情報を呼び出すことができる自身のデータバンクサーバが存在する。好適にはその際これらの情報は、確定されたルートＲに基づいて自動的に抽出される。
【００９４】
ルートＲの確定後にデジタル地図から抽出される本来のルートデータは、好適には地図ポイントの連続から成る。一般的にそのような地図ポイントは、デジタル地図内に格納されている。
【００９５】
これらのルートデータは、デジタル地図から情報を引き出して、好適には地図ポイントの経度と緯度とによって、座標系（特にＸ、Ｙ、Ｚ）に変換される。さらにルートＲは好適には、デジタル地図から取り出された地図ポイントに基づいて内挿され、特にこの内挿に基づいて、互いから規定の間隔を有するさらなる地図ポイントが形成される。好適には、生成された地図ポイントのこの間隔は、地図から取り出された地図ポイントの間隔よりも小さい。好適にはその間隔は、約２ｍである。さらに、デジタル地図から取り出されたルート生データは、高度データでの不連続性を除外するために、好適にはフィルタで平滑化される。
【００９６】
最大のカーブ速度を算定できるようにするために、好適にはルートＲのカーブにおける曲率もしくはカーブ径が算定される。現実のルート経過を決定できるようにするために実用的なのは、ルートＲを内挿するための異なる大きさの方向変更のために、様々な間隔の地図ポイントを援用することである。
【００９７】
このために好適には、元々デジタル地図から取り出された地図ポイントの連続する地図ポイント間の方向変更の角度が決定される。この角度が閾値を下回ると、好適には約４５度よりも小さく、好ましくは約４０度よりも小さく、最も好ましくは約３０度よりも小さいと、予め形成されたより間隔が小さいさらなる地図ポイントが、カーブでの内挿のために援用される。その他の場合には、より間隔が大きい地図ポイントが、カーブでの内挿のために用いられる。
【００９８】
後で停止しなくてはならない発光信号設備もしくは信号機では、０ｋｍ／ｈの速度が設定される。好適には各発光信号設備は、長さが４ｍにもしくは、生成された３つの地図ポイント間で２つの離間ステップにセットされる。発光信号設備はデジタル地図において通常は用意されていないので、反対方向の発光信号設備を停止ポイントかもしれないと誤解しないようにするために、ルートＲの走行方向での１つの発光信号設備の後には、規定の後続距離にあるさらなる発光信号設備はすべて好適には無視される。そのような後続の距離は、好適には約６０ｍである。
【００９９】
ルートＲがデジタル地図によって生成されているか、または現実の測定走行に基づいて生成されているかに関わらず、区間に沿って設定されている速度は、存在する速度制限によって好適には上書きされてよく、図２において表わされるように、特に部分的に交通条件もしくは交通影響によって設定される速度に置き換えられてよい。たとえば、一実施例において、自由走行、中くらいの交通量、激しい交通量の交通条件が選択されてよい。このやり方で、たとえば通勤交通における現実の交通シナリオを、静力学的速度プロファイルにおいて考慮に入れてよい。
【０１００】
交通影響をシミュレートするために、様々な試みがある。好適には、静力学的速度プロファイルを算出するために、個々のルートセグメントにおける速度値を部分的に引き下げることになる比較的簡単なモデルが利用される。好適にはその際、交通影響の頻度と振幅は、デジタル地図から抽出された速度と交通量とに依存する。その際交通影響の周波数は、速度と交通量が増加するにつれて減少し、それに対してその振幅は好適には増大する。
【０１０１】
ルートデータの評価の結果は、ルートセグメントに分解されかつ区間ベースの、ルートＲの静力学的速度プロファイルである。この場合個々のルートセグメントには、好適には曲率と、勾配と、法的な速度制限と場合によっては交通量とに基づく速度値と、発光信号設備によるあり得る停止ポイントとが割り当てられる。好適にはルートセグメントの速度値は、カーブ速度を設定することによっても制限され得る。
【０１０２】
デジタル地図におけるルート経過のためのそのような区間ベースの静力学的速度プロファイルは、図２において表わされている。速度プロファイルから明らかなように、たとえば法的な速度制限の変更または発光信号設備でストップする設定による速度変化は、速度飛躍によって実現される。平行線が引かれた範囲においては、静力学的速度プロファイルでさらに２つの異なる交通シナリオが考慮に入れられた。
【０１０３】
前算定１０３の次の作業ステップにおいて、区間ベースの静力学的速度プロファイルから、区間ベースの動力学化された速度プロファイルが算定される。このために、区間ベースのルートセグメントの速度値が、さらなる境界条件によって限定される。
【０１０４】
好適にはまず、各カーブにおける最大のカーブ速度が決定される。その際好適には、この最大の速度は、カーブ走行時の人間の挙動を複製するためのモデルによって算定される。
【０１０５】
このために好適には、以下の方程式が使用される。
【数１】
2020535061.tif 000003
ｖ  速度
α  ドライバー依存のパラメータ
ｋ  曲率
【０１０６】
この方程式には、入口パラメータとして、曲率ｋとドライバー依存のパラメータαのみが必要である。パラメータαによって、それぞれのドライバータイプの横力学の公差を変化させることができる。その際パラメータαは、最大の横加速度にも影響を及ぼす（  “On the human control of vehicles: an experimental study of acceleration”, Paolo Bosetti, Mauro Da Lio, Andrea Saroldi, Eur. Transp. Res. Rev. (2014) 6:157 - 170参照）。このやり方で考慮に入れられ得るのは、低速時には一般的に高速時よりも大きな横力を人間は受け入れるということである。
【０１０７】
許容し得る横加速度と、所与のカーブ径ｒもしくは曲率１／ｒのための速度とパラメータαの様々な値との間の対応する依存関係が、図３において表わされている。
【０１０８】
好適には径が６００ｍを超えるカーブは、考慮に入れられない。なぜならこのカーブは、アウトバーンに似たカーブとして認められるからである。さらに、好適には最低のカーブ速度が設定される。好適には最低のカーブ速度は、１５ｍよりも小さい径ｒからは約２０ｋｍ／ｈである。
【０１０９】
さらに、動力学化された速度プロファイルでは、好適にはブレーキが間に合う必要性を考慮に入れる。遅くとも自動車依存および／またはドライバータイプ依存であり得る最大の目標減速度でブレーキをかけなくてはならない適切なブレーキポイントを、静力学的速度プロファイルにおける崩落すなわち負の速度飛躍前に見つけ出すために、静力学的速度プロファイルは好適には、逆向きにこの方向で正の速度飛躍を求めて探索される１０２ａ、１０２ｂ；１０３ａ、１０３ｂ。そのような速度飛躍が現れると、各ルートセグメントｉにおける速度値は、それぞれの速度飛躍の速度最小値もしくはその前のルートセグメントｉ−１から、以下の方程式によって算定される。
【数２】
2020535061.tif 000004
ｖｉ  ルートセグメントｉにおける速度
ｖｉ−１  ルートセグメントｉ−１における速度
Δｓ  ２つのルートセグメントの間特に２つのルートセグメントの中間点の間の区間
ａ  標準目標減速度特に最大の目標減速度
【０１１０】
この速度値を考慮に入れかつ区間ベースで、速度値をルートＲに割り当てることで、区間依存の動力学化された速度プロファイルが形成される。
【０１１１】
現実のドライバーの減速挙動を複製するために、静力学的速度プロファイルにおける負の速度飛躍が現れた際にドライバーが自動車を容易に緩停車させる場合に生じるであろう動力学化された速度プロファイルが、減速カーブに加えて算定される。好適にはこの場合、ギアが入った状態での走行抵抗の力の総体からの減速が用いられる。代替的に、この算定は、ギアが外れた状態で行うことも可能である。
【０１１２】
目下の速度が、動力学化された速度プロファイルの目的速度と緩停車速度との間にある場合、ドライバータイプによっては、緩停車とアクティブな減速との組み合わせが用いられる。
【０１１３】
より長いルート部分にわたって、速度飛躍もしくは速度変化がないならば、動力学化された速度プロファイルにおける速度は、好適には正弦状の波形を備えて、速度プロファイルにおけるこの速度設定にも、ある程度の走行力学を与えることになる。
【０１１４】
前算定の作業ステップ１０３に、さらなる作業ステップ１０４におけるドライバータイプと自動車とに基づくシミュレーションが続く。
【０１１５】
この作業ステップ１０４において、算定またはシミュレーションの際に、好適にはそれぞれパラメータ化された自動車の性能もしくは性能特性マップが、特に自動車モデルを用いて、かつそれぞれパラメータ化されたドライバータイプが、特にドライバーモデルを用いて、考慮に入れられる。
【０１１６】
この場合速度は、好適には進んだ経路に依存して算定されるのではなく、時間的に分解される。ルートＲのスタート地点から、速度が、モデルによって算出された加速度から、時間ステップごとに、動力学化された速度プロファイルによって設定される目的速度を考慮に入れて、算定される。この場合それぞれの加速度のために好適には、それぞれの時間ステップにおけるその値を付加的に制限する境界条件がある。
【０１１７】
つまり各時間ステップのために、自動車をこのそれぞれの時間ステップにおいて加速させる加速度が算出される。このために好適には、それぞれの時間ステップに対応するそれぞれのルートセグメントもそれぞれ決定される。
【０１１８】
ドライバータイプにパラメータ化されているドライバーモデルによって望まれる加速度はまず、それぞれの時間ステップにおける隣接する速度が、目的速度すなわち時間ステップに対応するルートセグメントｉにおける動力学化された速度プロファイルの値の内にあるか外にあるかに依存している。隣接する速度が帯域の外であれば、目的速度を上回るかまたは下回るかによって、加速度低下または減速度低下が始まり、シミュレーションは、加速度のための設定された境界条件内で、規定の加速値または規定の標準目標減速度によって、目的速度に達するように試みる。その際、規定の加速値もしくは標準目標減速度は、パラメータ化された最大の目標加速度によって、また好適には速度に依存して、隣接する速度と隣接する加速度との積（ｖｉ・ａ）のための限界値によっても、限定されている。
【０１１９】
隣接する速度が公差帯域に達するかもしくは公差帯域内になるとすぐに、時間ステップにおける加速度は、隣接する速度が、時間ステップに対応するルートセグメントｉにおける動力学化された速度プロファイルの目的値に漸近的に近づくように、選択される。
【０１２０】
好適にはこの場合、算定されるべき適応加速度のために、以下の方程式が使用される。
【数３】
2020535061.tif 000005
または
【数４】
2020535061.tif 000006
この場合、
ａangleich  公差帯域における適応加速度
ｖziel  目的速度
ｖ（ｔ）  隣接する速度
ｖTol down  公差帯域の最も低い速度値
ｖTol up  公差帯域の最も高い速度値
ａ（ｔ）  規定の目標減速度または標準目標加速度
【０１２１】
しかしドライバーの他に自動車も、制限境界条件として加速度にとって問題となる。それゆえ好適には、場合によっては自動車の加速度を、エンジン性能によってすなわちエンジン特性マップによって限定するために、各時間ステップにおいて、エンジンの負荷が算定される。
【０１２２】
好適にはドライバーモデルにおいてさらに、いくつかのドライバーモデルが勾配での加速度を減らすことを、考慮に入れている。このためにまず、時間ステップに対応するそれぞれのルートセグメントにおける勾配抵抗が算定され、そこから結果としてもたらされる勾配抵抗加速度が、ドライバーモデルによって設定された標準目標加速度から差し引かれる。しかし好適にはこれは、隣接する速度が公差帯域の外の場合のみに用いられる。
【０１２３】
付加的にすべてのドライバータイプで、いわゆる予測性が、それぞれのドライバーモデルに実装されていてよい。この場合ドライバータイプによっては、様々な予測時間が提示されている。そのような予測時間から、それぞれの時間ステップにおいて隣接する速度とともに、それぞれのドライバーモデルがそこまでは予測するルートセグメントの範囲がもたらされる。
【０１２４】
ここから、一方では好適には２倍の範囲の距離において、目下の時間ステップにおいて隣接する速度は、２倍の範囲において設定された、動力学化された速度プロファイルの目的速度よりも大きいかどうかが、検証される。これが当てはまる場合には、加速度は最初に、さらなる時間ステップのために「ゼロ」にセットされる。
【０１２５】
他方ではさらに、目下の時間ステップにおいて隣接する速度からの緩停車速度カーブが、この範囲においてはブレーキカーブである動力学化された速度プロファイルと交差するかどうかが、検証される。これが当てはまる場合には、緩停車が開始され、すなわち隣接する速度からの緩停車速度カーブが、用いられる。
【０１２６】
この緩停車速度カーブと動力学化された速度プロファイルとの交差ポイントですなわち本来のブレーキカーブとの交差の際に初めて、規定の目標減速度の利用に移行して、それからブレーキ操縦によって引き起こされる速度最小値に達するまで、動力学化された速度プロファイルに追従する。
【０１２７】
このような予測の仕方は、予見可能なブレーキ操縦の前にまずは速度をそれ以上上げず、その結果として惰行運転または選択的に滑走運転ですなわちギアが入っているかまたはギアが外れたままでアクティブにブレーキをかけることなくある程度の時間減速し、その後初めてアクティブにブレーキをかけ始めるという、多くのドライバーの挙動を複製するはずである。
【０１２８】
予測を考慮に入れた上での減速の際のそのような挙動は、図４に表わされている。
【０１２９】
その際全体として図４には、５つのグラフが描かれている。強調された距離範囲において、グラフは、下から上に向かって以下の通りである。
−一番下のグラフは、空転時の緩停車によってのみ速度最小値に達する場合の経過に関する。
−下から２番目のグラフは、本発明に従った時間ベースの動力学的速度プロファイルの経過に関する。
−下から３番目のグラフは、目的速度を設定する区間ベースの静力学的速度プロファイル周辺の公差帯域の下部範囲に関する。
−下から４番目のグラフは、本発明に係る区間ベースの静力学的速度プロファイルに関する。
−一番上のグラフは、目的速度を設定する区間ベースの静力学的速度プロファイル周辺の公差帯域の上部縁部に関する。
【０１３０】
時間ベースの動力学的速度プロファイルは、強調された範囲より前の部分においては、最小値からまずは上昇している。この加速範囲は、特に最大の目標加速度よりも小さいかまたは同じである規定の加速値によって決定される。この理由から、速度はここでは、この箇所での上昇が法的な速度制限の変更によってもたらされる、区間ベースの動力学化された速度プロファイルに追従し得ない。
【０１３１】
強調された範囲が始まると、本発明に係る方法の予測機能が開始する。ここでまず認められるのは、上述のようにドライバーが、加速からまず速度が一定の状態に移行するということである。
【０１３２】
さらに認められるのは、ドライバーがこの後、ある程度の時間自動車を緩停車させるであろうということであり、これによって、強調された範囲の後の時間ベースの動力学的速度プロファイルの平行な経過が説明される。この範囲において、時間ベースの動力学的速度プロファイルは、一番下のグラフつまり緩停車グラフとほぼ平行に延在する。
【０１３３】
時間ベースの動力学的速度プロファイルが最終的に、区間ベースの動力学化された速度プロファイルもしくは目的速度に達すると、最終的に認められるのは、ドライバーは、自動車をグラフの右部分における特に義務的な速度最小値の速度に落とすまで、区間ベースの動力学化された速度プロファイルの算定時のように、規定の標準目標減速度特に最大の目標減速度でブレーキをかけるということである。
【０１３４】
それゆえ、本発明に係る方法に従った予測を実装されたアクティブなブレーキは、必要な速度低下の最後の約３分の１において初めて行われる。
【０１３５】
好適には、区間ベースの動力学化された速度プロファイルにおける加速は、それぞれのドライバータイプに依存する加速の制限によっても限定される。これは、時間単位ごとの特に秒ごとの加速変化が、設定された限界値を上回らないことを保証する。このやり方で、区間ベースの動力学的速度プロファイルは平滑化されており、好適には瞬間的な動きを制限する。これは、生成されたサイクルもしくはその現実味を転用可能にするために重要である。
【０１３６】
好ましくは、時間ベースの動力学的速度プロファイルの基礎である車両モデルは、質点として規定されている。これには、加速抵抗および勾配抵抗に加えて、ギアが入った状態またはギアが外れた状態での緩停車カーブの抵抗力も影響を及ぼされる。
【０１３７】
好適には、時間ベースの動力学的速度プロファイルの基礎である車両モデル（オートマの場合）またはドライバーモデル（マニュアルトランスミッションの場合）において、切替論理が実装されている。
【０１３８】
さらに好適には、そのような切替論理は、設定された最小回転数と最大回転数と、目下の運転中の利用可能なエンジンモーメントとに依存している。この限界を上回る場合、もしあれば、対応して一つ高いギアまたは一つ低いギアに入れる。
【０１３９】
好適には並行して、一つ高いギアと一つ低いギアでの回転数も算定される。続く５秒間で加速が期待されず、一つ高いギアでの回転数が、一定走行時のギア切替のための最小回転数よりも大きい場合、高いギアに切り替える。同じ時間内に加速があり、一つ低いギアでの回転数が、加速時のギア切替のための最大回転数よりも小さい場合、一つ低いギアが選択される。
【０１４０】
その上、十分な予備モーメントがなく、加速もない場合には、好適にはより低いギアに入れる。
【０１４１】
好適には、オートマチックトランスミッションをシミュレーションするために、対応するトランスミッションの切替論理が、自動車モデルに引き継がれてもよく、それで、時間ベースの動力学的速度プロファイルが算定される。
【０１４２】
マニュアルトランスミッションでは、ギア切替時に好適にはさらに、特に約１秒の切替ポーズが備わっていてよい。
【０１４３】
交通や区間曲率がないフェーズにおいて、時間ベースの動力学的速度プロファイルにはさらに、簡易化された制御挙動が重なってよい。このやり方で、そのようなルート範囲もしくはそのような時間部分にわたる速度は、時間全体で一定ではなく、それによって、実走行の間の条件は、より良好に再現される。好適にはそのために、一定の速度設定の際には、目標速度は、正弦関数を用いて重ねられ、振幅と周波数はさらに好適には、時間ベースの動力学的速度プロファイルの速度設定に依存する。低速の場合には、振幅は小さくて周波数は高く、かつその逆である。
【０１４４】
好適には動力学的速度プロファイルは、さらなる作業ステップ１０５において、好適にはデータインターフェースおよび／またはユーザーインターフェースで出力される。
【０１４５】
付加的にルートＲの重要性をＲＤＥ立法を顧慮して判断するために、それぞれ考察される車両に対して、ＣＯ２特性曲線が格納されてよい。その際このいわゆるＶ字線は、好適にはＷＬＴＣ（Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Cycle）の測定データから生成される。これから、所定の性能のために、ＣＯ２放出を決定できる。これによって、現実のテスト走行時のように、ＰＥＭＳデータ後処理を用いることができ、それゆえシミュレートされたテスト走行のＲＤＥ適合性を検証できる。
【０１４６】
車両モデルのパラメータは、好適には自動車総質量と、緩停車抵抗のパラメータと、自動車の全負荷カーブと、トランスミッション変速比と、差動変速比と、タイヤ寸法および／またはＶ字線である。ドライバーモデルのドライバーパラメータは、好適には、最大の目標加速度と、標準目標減速度と、最大の瞬間的な動きすなわち時間単位ごとの最大の加速度変化と、ドライバー固有の最高速度と、許容し得るカーブ速度を特徴付けるパラメータαの値とである。これらのパラメータは通常、簡単に調査できるので、本発明に係る動力学的速度プロファイルのパラメータ化は、特に簡単である。好適には、詳細なモデルパラメータは必要ない。特に好ましくは、インターネットで見つけ出せるパラメータだけが必要となる。
【０１４７】
好適には、時間ベースの動力学的速度プロファイルの基礎であるドライバーモデルは、３つのドライバータイプ、つまり、特に走行力学に関して異なる境界条件を異なるパラメータ化によって準備するドライバータイプＡ、Ｂ、Ｃを備える。さらなるドライバータイプも可能である。
【０１４８】
図５は、デジタル地図上で規定されたルートＲ（図５左上参照）のために、本発明に係る方法を用いて算出された時間ベースの動力学的速度プロファイルを表わしている（実線参照）。比較のために、時間ベースの動力学的速度プロファイル周辺の速度範囲として、現実のルートＲ上での複数の現実のテスト走行からの速度の帯域が表わされている。
【０１４９】
本発明に係る方法を用いて生成された時間ベースの動力学的速度プロファイルは大部分が、測定走行を用いて生成された分布帯域内にある。その上、ドライバータイプＢによる算定された動力学的速度プロファイルの絶対値は、現実の測定走行の平均的な速度と類似する範囲内にある。
【０１５０】
アウトバーン速度の範囲内にある動力学的速度プロファイルの正弦状の波形は、すでに説明されたように、意図的に重ねられていて、区間ベースの動力学化された速度プロファイルでの長く一定の速度設定にもかかわらず、ある程度の走行力学を実現し、さらに、簡単なやり方で、一定の速度を調節する際の人間の制御挙動をシミュレートするようになる。
【０１５１】
図６は、図５の速度プロファイルの拡大部分図を再現している。３３０００ｍの距離では、個々のグラフは、下から上に向かって、以下を表わしている。
−一番下のグラフは、ドライバータイプＡの時間ベースの動力学的速度プロファイルに関する。
−下から２番目のグラフは、分布帯域がこの平均的な速度周辺で強調されている複数の現実の測定走行のための測定された平均的な速度に関する。
−下から３番目のグラフは、ドライバータイプＢの時間ベースの動力学的速度プロファイルに関する。
−下から４番目のグラフは、ドライバータイプＣの時間ベースの動力学的速度プロファイルに関する。
−一番上のグラフは、表わされたルート部分における法的な速度制限に関する。
【０１５２】
グラフから明らかなのは、本発明に係る方法を用いて様々なドライバータイプのために算定されたカーブ速度が、法的な速度制限よりも明らかに低い速度であるということである。値Ａ、Ｂ、Ｃを有するドライバータイプのパラメータによって、この範囲において、現実のドライバーのカーブ速度の分布幅が、覆われている。その際カーソルＣ（グラフ中の垂直線）の位置は、自動車がちょうどルートＲ上にあるデジタル地図上の円Ｐに関連している。
【０１５３】
測定走行に対する、個々のドライバータイプの時間ベースの動力学的速度プロファイルの偏差は特に、図６の基礎である本方法において交通による妨害を考慮に入れなかったことに起因する。
【０１５４】
加速挙動と減速挙動の際に、ドライバータイプＣの力学がより大きいことが認識でき、かつ、ドライバータイプＡは、その予測時間もしくは予測範囲において、速度最小値への減速が必要であることが確定すると、記述された緩停車挙動を最も早く開始することも認識できる。
【０１５５】
図７において示される、動力学的速度プロファイルを生成するための装置１は、好適には、デジタル地図からの情報に基づくルートＲのために、区間ベースの静力学的速度プロファイルを算出するための手段２と、区間ベースの静力学的速度プロファイルの特に義務的な速度最小値を達成するために規定の最大の目標減速度を考慮に入れる、区間ベースの動力学化された速度プロファイルを、区間ベースの静力学的速度プロファイルから算出するための手段３と、時間ベースの動力学的速度プロファイルを、区間ベースの動力学化された速度プロファイルから算出するための手段４であって、各時間ステップにおいて、隣接する加速度が、速度プロファイルによって設定された、それぞれの時間ステップに対応するルートセグメントにおける速度と、時間ステップにおいて提示される速度とに基づいて決定される手段４と、時間ベースの動力学的速度プロファイルを出力するためのインターフェース５とを備える。この場合個々の手段２から５は好適には、データ接続によって接続されている。さらに装置１は好適には、デジタル地図からの情報を読み取る、および／またはルートＲを読み取るためのさらなるインターフェースを備える。この場合インターフェースは、好適にはデータインターフェースおよび／またはユーザーインターフェースである。
【０１５６】
別の一実施例において、動力学的速度プロファイルは、特に予測走行機能のためにドライバーアシストシステムを用いて自動車をガイドするために使われる。
【０１５７】
この場合、動力学的速度プロファイルに基づいて、特定のルートＲ上で自動車をガイドするための目標速度が決定される。
【０１５８】
この場合ルートＲは好適には、いわゆる最確進路（MostProbablePath）として決定される１０１ｂ。これは、車両をガイドする際に高い確率で、ドライバーアシストシステム特にアダプティブクルーズコントロール（ＡＣＣ）を選択するルートを提示する。この特定のもしくは算定された経路は、事実上既知の区間として、動力学的速度プロファイルを決定する基礎となる。
【０１５９】
それに対応して、このルートＲのために、本方法によって、ルートセグメントに分解されかつ区間ベースの動力学的速度プロファイルも算出される。区間ベースのこの動力学的速度プロファイルは、各ルートセグメントのために、目標速度を提示する。好適にはこの目標速度は、ドライバーアシストシステムの速度制御のための出口速度として使われる。
【０１６０】
先に記述された実施例は単なる例にすぎず、これらの例は、本発明に係る方法と装置の保護範囲と使用法と構造とを決して制限するものではない。むしろ、先の記述によって当業者には、少なくとも１つの実施例を変換するための手引が与えられ、請求項とその同等の特徴の組み合わせとからもたらされるような保護範囲から外れることなく、特に記述された部材の機能や配置を顧慮して種々の修正が行われてよい。
【符号の説明】
【０１６１】
１  装置
２  静力学的速度プロファイルを算出するための手段
３  動力学化された速度プロファイルを算出するための手段
４  時間ベースの動力学的速度プロファイルを算出するための手段
５  時間ベースの動力学的速度プロファイルを出力するためのインターフェース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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