Способ и устройство для эксплуатации транспортного средства
METHOD AND DEVICE FOR OPERATION OF VEHICLE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу и устройству для эксплуатации транспортного средства, в частности влияния на автоматическое регулирование скорости транспортного средства. Настоящее изобретение также относится к компьютерной программе.
Уровень техники
Способы оптимизации скоростного режима в зависимости от высотного профиля маршрута следования транспортного средства известны, например, из таких публикаций, как "Эффективное моделирование оптимального управления движением транспортного средства", Андреас Фрёберг (Andreas ), автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора наук, Линчепингский университет, Швеция, 2008 г., "Заданные профили скорости, обеспечивающие оптимальный расход топлива у большегрузных транспортных средств на дорогах с различными топографическими профилями". Андерс Фрёберг, Эрик Хельстрём (Erik ) и Ларс Нильсен (Lars Nielsen), материалы международного конгресса Общества автомобильных инженеров (SAE), №2006-01-1071, 2006 г., и "Упреждающий круиз-контроль - система для снижения расхода топлива у большегрузных транспортных средств", Ф. Латтеман (F. Lattemann) и др., техническая документация SAE, 2004 г. В частности, здесь можно предусмотреть расчет оптимального скоростного режима, позволяющего свести к минимуму расход топлива у транспортного средства на пути его следования.
Недостатком известных способов является, в частности, то обстоятельство, что в них не учитывается предыдущий режим движения, что может привести, например, к более позднему, чем первоначально вычисленное, времени прибытия в случае задержки вследствие затруднения ("пробки") на маршруте.
Раскрытие изобретения
Исходя из вышеизложенного в основу настоящего изобретения была положена задача создания способа и устройства для эксплуатации транспортного средства, в которых были бы преодолены известные недостатки и которые учитывали бы задержки при расчете стратегии движения.
В основе настоящего изобретения также лежит задача создания соответствующей компьютерной программы.
Решение этих задач охарактеризовано в соответствующих независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения приведены в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения.
Одним объектом изобретения является способ эксплуатации транспортного средства, в частности влияния на автоматическое регулирование скорости транспортного средства. При этом для транспортного средства, следующего по маршруту из первого пункта во второй пункт, вычисляется профиль скорости и основанное на профиле скорости расчетное время прибытия транспортного средства во второй пункт. Кроме того, во время движения транспортного средства по маршруту на основании вычисленного профиля скорости вычисляется актуализированное (обновленное) время прибытия в отношении оставшейся части маршрута от текущего местонахождения транспортного средства до второго пункта. Это актуализированное время прибытия сравнивается с расчетным временем прибытия. В зависимости от результата этого сравнения выполняется определенное действие.
Другим объектом изобретения является устройство для эксплуатации транспортного средства, в частности для влияния на автоматическое регулирование скорости транспортного средства. Предлагаемое в изобретении устройство содержит вычислительный узел для вычисления профиля скорости на маршруте следования транспортного средства из первого пункта во второй пункт. Кроме того, вычислительный узел выполнен с возможностью вычисления расчетного времени прибытия транспортного средства во второй пункт на основании указанного профиля скорости. Это расчетное время прибытия ниже может называться первоначально вычисленным временем прибытия. Далее, вычислительный узел выполнен с возможностью вычисления, во время движения транспортного средства по маршруту, актуализированного времени прибытия на основании вычисленного профиля скорости в отношении оставшейся части маршрута следования транспортного средства от текущего местонахождения до второго пункта. Кроме того, предлагаемое в изобретении устройство содержит узел сравнения, предназначенный для сравнения актуализированного времени прибытия с первоначально вычисленным временем прибытия. Также устройство содержит исполнительный узел для выполнения определенного действия в зависимости от результата сравнения.
Еще одним объектом изобретения является компьютерная программа, содержащая программный код для осуществления предлагаемого в изобретении способа эксплуатации транспортного средства, в частности влияния на автоматическое регулирование скорости транспортного средства, при выполнении компьютерной программы в компьютере.
Таким образом, изобретение построено, в частности, на идее выполнения повторного вычисления, т.е. актуализации, времени прибытия во второй пункт транспортного средства, движущегося по маршруту из первого пункта во второй, причем это вычисление выполняется, в частности, на основании профиля скорости в отношении оставшейся части маршрута следования, т.е. от текущего местонахождения транспортного средства до второго пункта. При этом в предпочтительном варианте осуществления изобретения для вычисления актуализированного времени прибытия может быть предусмотрено, в частности, использование текущего показания часов. Для этого предпочтительно использовать продолжительность или время нахождения в пути. В частности, можно предусмотреть использование для этого профиля скорости на предыдущем, уже пройденном, участке маршрута, в частности среднюю скорость на пройденном участке маршрута, т.е. от первого пункта до текущего местонахождения транспортного средства.
Тем самым обеспечивается, например, благоприятная возможность учета задержек, например вследствие "пробок" в дорожном движении, так что можно проверить, соблюдается ли первоначально вычисленное время прибытия. Это позволяет адекватно реагировать на задержки, проводя сравнение и выполняя соответствующее действие в зависимости от результата сравнения.
В одном варианте осуществления изобретения предусмотрена возможность учета или регистрации условий или параметров, относящихся к предстоящему участку маршрута следования (например, имеющейся информации о "пробках"), т.е. участку, который еще предстоит пройти транспортному средству от текущего местонахождения до второго пункта, и/или изменения условий или параметров, относящихся к предстоящему участку маршрута следования, что позволяет заранее выполнить благоприятным образом соразмерное/адекватное действие, например вычисление соответственно согласованного, т.е. актуализированного, профиля скорости или соответственно согласованной стратегии движения, благодаря чему, например, вновь актуализированное время прибытия, основанное на актуализированном профиле скорости или согласованной стратегии движения, будет соответствовать первоначально вычисленному времени прибытия.
Условия или параметры могут включать, например, информацию, касающуюся "пробок", дорожных ремонтно-строительных работ, информацию о погоде по маршруту следования, например о мокром и скользком дорожном покрытии, дожде, снеге или обледенении. Такая информация об условиях и параметрах маршрута следования может, например, активно запрашиваться с транспортного средства и/или передаваться, в частности автоматически, на транспортное средство.
В другом варианте осуществления изобретения может быть предусмотрено использование устройства и/или способа для влияния на автоматическое регулирование скорости транспортного средства. Это означает, в частности, что устройство может быть выполнено таким образом, чтобы оказывать влияние на автоматическое регулирование в соответствии со способом.
В одном варианте осуществления изобретения может быть предусмотрено выполнение нескольких действий. Эти действия могут быть одинаковыми или разными.
В другом варианте осуществления изобретения может быть предусмотрено, что в случае, когда актуализированное время прибытия является более ранним или более поздним, чем расчетное время прибытия, в качестве действия выполняется вычисление актуализированного профиля скорости для оставшейся части маршрута следования так, чтобы вновь актуализированное время прибытия, основанное на актуализированном профиле скорости, соответствовало расчетному времени прибытия. Это позволяет благоприятным образом обеспечить достижение транспортным средством пункта назначения, т.е. второго пункта, в первоначально вычисленное, т.е. расчетное время, если движение этого транспортного средства по оставшейся части маршрута следования будет происходить со скоростью, соответствующей актуализированному профилю скорости.
Так, например, вычисление профиля скорости может выполняться из условия минимизации расхода топлива для данного маршрута. Если установлено, что актуализированное время прибытия является более поздним, чем расчетное время прибытия, то в предпочтительном варианте осуществления изобретения вычисление профиля скорости для оставшейся части маршрута следования может выполняться из условия минимизации продолжительности или времени прохождения оставшейся части маршрута так, чтобы, несмотря на повышенный расход топлива, водителю удалось соблюсти расчетное, т.е. первоначально вычисленное, время прибытия.
Вычисление профиля скорости может выполняться из условия минимизации расхода топлива. Если установлено, что актуализированное время прибытия является более ранним, чем расчетное время прибытия, то вычисление актуализированного профиля скорости может быть выполнено, например, из условия достижения еще меньшего расхода топлива по сравнению с первоначально минимизированным, поскольку в этой ситуации имеется достаточный запас времени, чтобы двигаться, например, медленнее, чем изначально планировалось, но, несмотря на это, соблюсти, благодаря запасу времени, первоначально вычисленное, т.е. расчетное, время прибытия. Наряду с этим, в данном случае экономится еще больше топлива.
В еще одном варианте осуществления изобретения может быть предусмотрено, что скорость транспортного средства автоматически регулируется в соответствии с профилем скорости, а в качестве действия выдается запрос, нужно ли отключить автоматическое регулирование. Тем самым водителю предоставляется возможность принять решение, будет ли скорость транспортного средства и дальше автоматически регулироваться в соответствии с профилем скорости или же он хочет отключить автоматическое регулирование, чтобы затем иметь, в частности, возможность выбрать более высокую скорость транспортного средства для соблюдения первоначально вычисленного времени прибытия. Водитель, как правило, знает лучше всех, что является целесообразным в конкретной ситуации: продолжать движение в соответствии с первоначально вычисленным или актуализированным профилем скорости.
В другом варианте осуществления изобретения может быть предусмотрено, что в качестве действия выдается другой запрос, должна ли скорость транспортного средства автоматически регулироваться в соответствии с актуализированным профилем скорости. Тем самым водителю благоприятным образом предоставляется возможность самостоятельно принять решение, какие действия являются оптимальными для конкретной дорожной ситуации.
В еще одном варианте осуществления изобретения может быть предусмотрено, что скорость движения транспортного средства регулируется в соответствии с профилем скорости, причем в качестве действия после сравнения выполняется автоматическое регулирование скорости транспортного средства в соответствии с актуализированным профилем скорости. Тем самым водитель освобождается от необходимости принятия решения, отключать ли регулирование или нет, или же осуществлять регулирование в соответствии с актуализированным профилем скорости. Благодаря исключению такой необходимости водитель может сконцентрировать все свое внимание на дорожной обстановке в процессе движения.
В другом варианте осуществления изобретения может быть предусмотрено, что вычисление профиля скорости и/или актуализированного профиля скорости выполняется из условия минимизации расхода энергии на движение транспортного средства или из условия минимизации времени, т.е. достижения минимальной длительности, прохождения оставшейся части маршрута. Под расходом энергии на движение транспортного средства понимается, в частности, потребление электрической энергии транспортным средством с электрическим приводом. В частном случае понятие "расход энергии на движение" включает в себя расход топлива для транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания. Любое упоминание расхода топлива в предыдущих и последующих абзацах настоящего описания прямо предполагает и случай потребления электрической энергии. Транспортное средство может в общем случае представлять собой грузовой автомобиль, легковой автомобиль, мотоцикл или мопед. Транспортное средство содержит, в частности, двигатель внутреннего сгорания и/или электродвигатель.
В еще одном варианте осуществления изобретения может быть предусмотрена выдача дополнительного запроса, должна ли скорость движения транспортного средства автоматически регулироваться на основании актуализированного профиля скорости, вычисленного из условия минимизации расхода энергии на движение транспортного средства, или на основании актуализированного профиля скорости, вычисленного из условия минимизации времени прохождения оставшейся части маршрута. Тем самым водителю предоставляется возможность принять решение, что для него является более важным: минимальное время прохождения оставшейся части маршрута или минимальный расход топлива.
В другом варианте осуществления изобретения может быть предусмотрено, что профиль скорости включает среднюю референсную (эталонную) скорость движения, причем предусмотрен также коридор поддержания скорости, включающий среднюю референсную скорость движения.
При регулировании скорости транспортного средства могут предпочтительно использоваться значения скорости, находящиеся внутри коридора поддержания скорости, при этом, например, фактическая средняя скорость движения транспортного средства может соответствовать средней референсной скорости движения.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение подробнее описано ниже на основе предпочтительных примеров его осуществления, поясняемых чертежами, на которых показано:
на фиг. 1 - схема последовательности операций при осуществлении способа эксплуатации транспортного средства,
на фиг. 2 - устройство для эксплуатации транспортного средства,
на фиг. 3 - схема последовательности операций при осуществлении еще одного способа эксплуатации транспортного средства.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 представлен способ эксплуатации транспортного средства.
На шаге 101 выполняется вычисление профиля скорости на маршруте следования транспортного средства из первого пункта во второй пункт. На шаге 103 выполняется вычисление основанного на этом профиле скорости расчетного времени прибытия транспортного средства во второй пункт. Операции в рамках обоих шагов 101 и 103 могут предпочтительно выполняться одновременно.
На шаге 105 в процессе движения транспортного средства по маршруту выполняется вычисление актуализированного времени прибытия на основании вычисленного профиля скорости в отношении оставшейся части маршрута следования транспортного средства от текущего местонахождения до второго пункта. Затем на шаге 107 выполняется сравнение этого актуализированного времени прибытия с расчетным временем прибытия. В зависимости от результата сравнения, проведенного на шаге 107, на шаге 109 выполняется определенное действие.
Это действие может предпочтительно включать вывод предупреждения для водителя, что расчетное время прибытия может быть не соблюдено. В частности, может быть предусмотрено, что в качестве действия выполняется вычисление актуализированного профиля скорости для оставшейся части маршрута, благодаря чему вновь актуализированное время прибытия, основанное на этом актуализированном профиле скорости, будет соответствовать расчетному времени прибытия. Это означает, в частности, что при автоматическом регулировании скорости транспортного средства соответствующая стратегия движения выбирается таким образом, что учитывается режим прохождения предыдущего участка маршрута, или предыдущий режим движения, и стратегия движения соответственно согласуется с оставшимся участком маршрута, благодаря чему можно соблюсти расчетное, т.е. первоначально вычисленное, время прибытия.
На фиг. 2 схематически представлено устройство 201 для эксплуатации транспортного средства (не показано).
Устройство 201 содержит вычислительный узел 203 для вычисления профиля скорости на маршруте следования транспортного средства из первого пункта во второй пункт и для вычисления расчетного времени прибытия транспортного средства во второй пункт, основанного на этом профиле скорости. Кроме того, вычислительный узел 203 выполнен с возможностью вычисления, во время движения транспортного средства по маршруту, актуализированного времени прибытия на основании вычисленного профиля скорости в отношении оставшейся части маршрута следования транспортного средства от текущего местонахождения до второго пункта. Устройство 201 содержит также узел 205 сравнения, предназначенный для сравнения актуализированного времени прибытия с первоначально вычисленным. Кроме того, предусмотрен исполнительный узел 207 для выполнения определенного действия в зависимости от результата сравнения.
Исполнительный узел 207 может содержать, например, интерфейс "человек-машина", позволяющий сообщать водителю результат сравнения путем подачи сигнала, вывода сообщения либо посредством оптической и/или акустической индикации. Такой интерфейс "человек-машина" может быть выполнен, например, с возможностью вывода запроса водителю и восприятия ответа последнего, а также, соответственно, обратного процесса. Исполнительный узел 207 может, например, включать регулятор для автоматического регулирования скорости транспортного средства или может быть связан с таким регулятором, что обеспечивает благоприятную возможность автоматического регулирования скорости транспортного средства на основании профиля скорости или актуализированного профиля скорости.
На фиг. 3 представлена схема последовательности операций, соответствующая еще одному способу эксплуатации транспортного средства.
На шаге 301 выполняется вычисление профиля скорости на маршруте следования транспортного средства из первого пункта во второй пункт и вычисление основанного на этом профиле скорости расчетного времени прибытия транспортного средства во второй пункт. На следующем шаге 303 во время движения транспортного средства по маршруту выполняется вычисление актуализированного времени прибытия на основании вычисленного профиля скорости в отношении оставшейся части маршрута следования транспортного средства от текущего местонахождения до второго пункта. При этом, в частности, учитываются прошедшее время в пути и/или скоростной режим транспортного средства на предыдущей части маршрута, что позволяет, например, учесть задержки вследствие "пробок" в дорожном движении. Таким образом, в данном случае поступает, в частности, информация о том, соответствует ли фактический профиль скорости транспортного средства на уже пройденном участке маршрута профилю скорости, вычисленному на шаге 301.
Затем на шаге 305 выполняется сравнение актуализированного времени прибытия с расчетным временем прибытия. Это означает, в частности, проверку, является ли актуализированное время прибытия более ранним или более поздним, чем расчетное время прибытия.
Если на шаге 305 установлено, что транспортное средство может соблюсти расчетное время прибытия (при этом, например, в самом общем случае и в отрыве от данного конкретного примера осуществления изобретения допустимо заранее определенное отклонение по времени), то последовательность операций, соответствующая способу, завершается на шаге 307. При этом может быть предусмотрено, что после шага 307 эта последовательность будет продолжена шагом 303.
Если на шаге 305 установлено, что актуализированное время прибытия является большим, или более поздним, чем расчетное время прибытия, то на шаге 311 выдается запрос, должно ли вычисление актуализированного профиля скорости выполняться из условия минимизации расхода топлива или из условия минимизации времени прохождения оставшейся части маршрута.
На шаге 313 выполняются ввод соответствующих данных водителем и их оценка, при этом в случае, когда водитель отдает предпочтение минимальному расходу топлива, внесение изменений в стратегию движения не требуется. Это означает, в частности, что нет необходимости в актуализации профиля скорости согласно шагу 301. Поэтому последовательность операций, соответствующая способу, продолжается и завершается шагом 307 или, в частности, продолжается шагом 303.
Если, однако, водитель решает, что оставшуюся часть маршрута он должен проехать за минимальное время, то на шаге 315 выполняется вычисление актуализированного профиля скорости из условия минимизации времени прохождения оставшейся части маршрута. Это означает, в частности, что прежняя стратегия движения будет изменена. Последовательность операций, соответствующая способу, продолжится шагом 307 и может быть продолжена шагом 303.
В отношении расчета профиля скорости или актуализированного профиля скорости на описанных шагах может быть, в частности, предусмотрено (в самом общем случае и в отрыве от данного конкретного примера осуществления изобретения), что скорость транспортного средства автоматически регулируется в соответствии с профилем скорости или актуализированным профилем скорости. В предпочтительном варианте осуществления изобретения может быть предусмотрено, что соответствующий профиль скорости или актуализированный профиль скорости передается или сообщается водителю оптическим, акустическим и/или тактильным образом, чтобы водитель мог регулировать или устанавливать скорость движения транспортного средства вручную в соответствии с профилем скорости или актуализированным профилем скорости.