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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Bereitstellung
von Hinweisen für eine optimierte Kraftstoffnutzung bei
einem Kraftfahrzeug.
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Im
Zuge stetig steigender Kraftstoffkosten und einer verstärkten
Fokussierung auf die von Kraftfahrzeugen hervorgerufenen Umweltbeeinträchtigungen
sind viele Benutzer von Kraftfahrzeugen daran interessiert, ihre
Kraftfahrzeuge möglichst optimal zu nutzen. Diese optimierte
Nutzung soll vorzugsweise ohne Einschränkungen bei Komfort
und Sicherheit zu einem möglichst geringen Kraftstoffverbrauch
führen.
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Da
der Benutzer des Kraftfahrzeugs allein durch seine Fahrweise und
eine korrekte Bedienung des Kraftfahrzeugs einen erheblichen Beitrag
für eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs leisten kann,
ist es von Interesse, diese Bemühungen durch eine geeignete
Gestaltung des Kraftfahrzeugs zu unterstützen. In der Vergangenheit
hat es sich gezeigt, dass für eine nachhaltige Beeinflussung
des Fahrverhaltens zur Erzielung einer optimalen Kraftstoffausnutzung
die Bereitstellung einzelner Informationen wie des Momentan- oder Durchschnittsverbrauchs
nicht ausreichend ist. Dies liegt u. a. darin begründet,
dass bedingt durch die Wechselwirkung verschiedener Parameter bei
der Nutzung eines Kraftfahrzeugs die Betrachtung eines einzelnen Parameters
nicht zu einer zufriedenstellenden Optimierung führt. Zudem
sind nur aufmerksame und mit Einzelheiten des Kraftfahrzeugs vertraute
Benutzer in der Lage, aus den bereitgestellten Einzelinformationen
eine Strategie abzuleiten, mit der eine signifikante Verbrauchsreduzierung
erreicht werden kann.
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Aus
der
WO 00/07150 ist
ein Verfahren zur Bereitstellung von Ratschlägen an Benutzer
eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei dem während des Fahrbetriebs
verschiedene fahrzeuginterne Faktoren wie die Fahrzeuggeschwindigkeit,
die Stellung des Gangwahlhebels, die Motordrehzahl, die auftretenden
Beschleunigungen, die Gas- und Bremspedalstellung, die Lenkradstellung,
die Lenkwinkelgeschwindigkeit und der Kraftstoffverbrauch überwacht
und gespeichert werden. Darüber hinaus werden Umgebungsfaktoren
wie die Steigung der befahrenen Strecke, Tempobeschränkungen,
der Abstand und die Differenzgeschwindigkeit zu vorausfahrenden
Fahrzeugen sowie die globale Position des Fahrzeugs in die Betrachtungen
mit einbezogen. Aus den ermittelten Daten werden dann Empfehlungen
abgeleitet, die dem Benutzer des Kraftfahrzeugs in regelmäßigen
Abständen während der Fahrt bereitgestellt werden,
um eine verbesserte Ausnutzung des Kraftstoffs zu erreichen.
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Es
hat sich jedoch gezeigt, dass viele Fahrer entsprechende Hinweise
während der Fahrt als störend und ablenkend empfinden.
Viele Fahrer fühlen sich durch andauernde Hinweise außerdem
bevormundet, zumal Mitfahrer die entsprechenden Hinweise ebenfalls
wahrnehmen können.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren bzw. eine Anordnung
bereitzustellen, das bzw. die ohne eine Beeinträchtigung
des Benutzers eine möglichst große Kraftstoffersparnis
ermöglicht.
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Für
das Verfahren wird diese Aufgabe mit den im Anspruch 1 angegebenen
Schritten gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
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Im
Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt
zunächst ein Identifizieren eines Fahrers des Kraftfahrzeuges.
Während der Fahrt erfolgt dann ein Ermitteln einer Mehrzahl
nutzungsabhängiger Parameter und eine Auswertung der Parameter
anhand vorgegebener Algorithmen und eine darauf basierende Berechnung
bzw. Aktualisierung wenigstens eines die Kraftstoffausnutzung des
jeweiligen Fahrers unter einem vorgegebenen Aspekt anzeigenden Indexwertes
sowie eine fahrerbezogene Speicherung des wenigstens einen Indexwertes.
Anhand des Indexwertes oder der Indexwerte erfolgt dann eine Ausgabe
von Hinweisen für eine optimierte Kraftstoffnutzung (unter
der Voraussetzung, dass die Indexwerte zu Hinweisen Anlass geben).
Die Ausgabe erfolgt bevorzugt nur auf explizite Anforderung des
Fahrers. Somit wird der Fahrer nicht durch andauernde Hinweise zu
möglicherweise ungeeigneten Zeitpunkten gestört,
sondern erhält die Hinweise während der Fahrt
nur dann, wenn er diese explizit abruft. Es kann zusätzlich vorgesehen
sein, dass die Hinweise am Ende der Fahrt (z. B. nach dem Abstellen
des Motors oder nach dem Abziehen des Zündschlüssels)
oder vor Beginn der nächsten Fahrt des identifiziertem
Fahrers angezeigt werden.
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Die
Identifikation des Fahrers kann anhand wenigstens eines vom Fahrer
mitgeführten oder diesem innewohnenden Identifikationsmerkmals,
wie dem verwendeten Zündschlüssel und/oder einem
vom Fahrer mitgeführten Identifikationssender und/oder
anhand biometrischer Merkmale des Fahrers erfolgen.
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Alternativ
oder zusätzlich zu dem expliziten Identifikationsmerkmal
kann der Fahrer auch anhand einer Analyse seines Fahrverhaltens
identifiziert werden, was insbesondere dann als zusätzliche
Maßnahme sinnvoll ist, wenn ein gegebener Zündschlüssel
als Identifikationsmerkmal nicht ausreicht, da dieser von mehreren Fahrern
benutzt wird. Insbesondere aus den Betätigungsgeschwindigkeiten
für Fahrpedal und Bremspedal und einem Vergleich mit gespeicherten
Werten kann bereits relativ rasch nach Fahrtantritt eine Benutzererkennung
erfolgen. Auch kann ein Vergleich der erfindungsgemäß ermittelten
Indexwerte mit gespeicherten Werten zur Identifikation herangezogen
werden.
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Da
eine derartige fahrstilbasierte Benutzererkennung nicht mit völliger
Sicherheit durchgeführt werden kann, kann vorgesehen sein,
dass dem Fahrer ein Hinweis auf den vom System zunächst
erkannten bzw. als am wahrscheinlichsten erachteten Benutzer angezeigt
wird, und der Fahrer den Vorschlag durch eine Bedienhandlung bzw.
durch Ausbleiben einer Bedienhandlung für eine bestimmte
Zeit bestätigen muss.
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Anhand
der Fahreridentifikation kann weiterhin eine personenspezifische
Ansteuerung von Komfort- und/oder Sicherheitsfunktionen erfolgen.
Beispiele hierfür sind die Einstellung eines Radioprogramms
oder die Auswahl einer anderen Musikquelle, insbesondere CD oder
MP3, und der Lautstärke für die Wiedergabe. In gleicher
Weise können auch Einstellungen für die Innenraumklimatisierung
und -belüftung, für das Steuer- und Dämpfungsverhalten
des Kraftfahrzeugs, für Sitzeinstellungen, Lenkrad- und
Pedaleinstellungen vorgenommen werden.
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Um
den Benutzer nicht mit Hinweisen zu überfordern, kann vorgesehen
sein, dass den Hinweisen für eine optimierte Kraftstoffnutzung
ein Wichtigkeitswert zugeordnet ist, und dass die Ausgabe der Hinweise
auf eine vorgegebene Maximalzahl der jeweils wichtigsten Hinweise – z.
B. maximal drei Hinweise – begrenzt wird. Die Wichtigkeit
kann gemäß einer vorgegebenen Sortierung der Meldungen
bestimmt werden; es können jedoch auch die Abweichungen
des Indexwertes zum jeweiligen Optimalwert als Maßstab
herangezogen werden, so dass die stärksten Abweichungen
mit höchster Priorität mitgeteilt werden.
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In
einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die
Indexwerte bei Beginn jeder Fahrt zurückgesetzt und während
jeder Fahrt neu berechnet werden.
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Alternativ
können die Indexwerte in einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zwischen den Fahrten eines bestimmten Fahrers gespeichert
werden, wobei der Fahrer die gespeicherten Werte jederzeit manuell
zurücksetzen kann. Bevorzugt erfolgt die manuelle Rücksetzung
aller Indexwerte zusammen mit der Rücksetzung der Anzeige
für den durchschnittlichen Kraftstoffverbrauch. Die Indexwerte
werden damit kontinuierlich anhand des Fahrerverhaltens des Fahrers
aktualisiert, wobei es keine Rolle spielt, wenn das Fahrzeug zwischenzeitlich
von einem anderen Fahrer benutzt wird, da diese Teilstücke
nicht dem ersten Fahrer zugerechnet werden.
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In
einer Ausführungsform erfolgt die Ausgabe ein oder mehrerer
Indexwerte für die Kraftstoffausnutzung zusammen mit der
Angabe von Vergleichswerten anderer, das Fahrzeug benutzender Fahrer
und/oder in Vergleich zu vorgegebenen Optimalwerten für
den oder die Indexwerte. Durch die Angabe der Vergleichswerte soll
der Fahrer motiviert werden, die Werte der anderen Fahrer bzw. die
Optimalwerte zu erreichen. Die Gegenüberstellung mit Vergleichswerten
anderer Fahrer ist psychologisch erheblich motivierender als die
Vorgabe von Idealwerten, da Idealwerte vielfach als von Vornherein
nicht erreichbar angesehen werden.
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Grundsätzlich
liegt der vorliegenden Erfindung das Konzept zugrunde, den Fahrer
nicht ständig mit Hinweisen zu behelligen. Hinsichtlich
bestimmter Umstände, beispielsweise des Schaltverhaltens,
der Einhaltung einer konstanten Geschwindigkeit, des Einhaltens
ausreichender Abstände zu vorausfahrenden Fahrzeugen, des
Abstellens der Antriebseinrichtung bei einer längerem Stillstandsphasen,
eine Reduzierung der Maximalgeschwindigkeit oder eine Vermeidung
von Kurzstreckenfahrten, können jedoch unmittelbar situationsbezogene
Hinweise sinnvoll sein, damit der Fahrer zu konkreten Aktionen angeleitet
werden kann. Deshalb kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein,
dass während der Fahrt abhängig von den nutzungsabhängigen
Parametern Signale und/oder Hinweise auf eine empfohlene Bedienhandlung
zur Erzielung einer Kraftstoffersparnis gegeben werden. Dabei handelt
es sich jedoch in der Regel um leicht erfassbare Hinweise, bevorzugt
in Form eines aufleuchtenden Symbols, z. B. eines Symbols, das zum
Einlegen eines höheren Gangs auffordert.
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Bei
dem einen oder den mehreren Indexwerten kann es sich um einen oder
mehrere der folgenden Werte für verschiedene Fahrverhaltensaspekte
handeln, nachfolgend auch als ”Disziplinen” bezeichnet:
- i) ein auf Basis des Kraftstoffverbrauchs berechneter
CO2-Emissionsindexwert in g/km oder als
Absolutwert;
- ii) ein WOT-Indexwert (WOT = Wide Open Throttle), der beschreibt,
wie häufig der Fahrer das Fahrzeugs das Fahrzeug mit weit
oder vollständig geöffneter Drosselklappe oder
mit ausgeprägter Fahrpedalbetätigung betreibt;
- iii) ein Bremsindexwert, der beschreibt, wie stark der Fahrer
das Bremspedal betätigt und wie häufig dies auftritt;
- iv) ein Vorausschau-Indexwert, der beschreibt, wie gleichmäßig
und vorausschauend der Fahrer fährt;
- v) ein Stadtverkehrs-Indexwert, der beschreibt, wie häufig
und wie lange der Fahrer das Kraftfahrzeug im Stillstand mit laufendem
Verbrennungsmotor betreibt;
- vi) ein Autobahnverkehrs-Indexwert, der beschreibt, in welchem
Geschwindigkeitsbereich das Fahrzeug auf Autobahnen in Relation
zu einem aerodynamisch angemessenen Geschwindigkeitsbereich betrieben wird;
- vii) ein Gangwechsel-Indexwert, der bei Fahrzeugen mit manuellem
Schaltgetriebe beschreibt, in welchem Drehzahlbereich der Motor
vom Fahrer betrieben wird, und
- viii) ein Kurzstrecken-Indexwert, der beschreibt, wie häufig
der Fahrer das Fahrzeug mit kaltem Motor betreibt.
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Bei
den für die Bestimmung der Indexwerte herangezogenen Parametern
kann es sich um die Werte für die zurückgelegte
Fahrstrecke, den Kraftstoffverbrauch, die Stellung und/oder die
Betätigungsgeschwindigkeit des Fahrpedals, die Stellung
und/oder die Betätigungsgeschwindigkeit des Bremspedals,
die Fahrzeuggeschwindigkeit sowie die Gangwahlhebelstellung und/oder
die Drehzahl der Antriebseinrichtung bezogen auf Fahrzeuggeschwindigkeit
handeln, wobei bevorzugt sämtliche dieser werte (oder zu
diesen Werten analoge Messwerte) einbezogen werden.
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Darüber
hinaus kann vorgesehen sein, wenigstens einen weiteren Parameter
aus der Gruppe Schubzustand einer Antriebseinrichtung, Leerlaufzustand
der Antriebseinrichtung, Temperatur der Antriebseinrichtung, Temperaturvorwahl
für die Innenraumtemperierung, Stellung eines Fensterhebers
und/oder eines Schiebedachs und/oder eines Faltdachs zur Bestimmung
der Indexwerte heranzuziehen. Aus den Indexwerten kann anschließend
wenigstens ein Hinweis für den Benutzer abgeleitet werden.
Hierzu können ein oder mehrere Indexwerte mit vorgegebenen
Schwellwerten verglichen werden; es sind aber auch komplexere Operationen wie
die gewichtete Betrachtung mehrerer Indexwerte möglich.
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Die
zurückgelegte Fahrtstrecke und die Fahrzeuggeschwindigkeit
werden anhand eines Tachosignals, das für den im Kraftfahrzeug
ohnehin vorgesehenen Wegstreckenzähler bereitgestellt wird,
ermittelt. Der Kraftstoffverbrauch wird vorzugsweise anhand von
Daten ermittelt, die von einem Steuergerät für
eine Kraftstoffeinspritzanlage bereitgestellt werden. Für
eine korrekte Dosierung der Kraftstoffeinspritzmengen durch das Steuergerät
ist die Kenntnis der Drehzahl des Verbrennungsmotors unabdingbar,
so dass in einfacher Weise eine Drehzahlermittlung stattfinden kann.
Das üblicherweise als Gaspedal bezeichnete Fahrpedal ist
bei modernen Kraftfahrzeugen häufig als elektronisches
Fahrpedal mit einem integrierten Winkelgeber ausgeführt und
stellt ein der Fahrpedalstellung entsprechendes Winkelsignal an
das Steuergerät für die Kraftstoffeinspritzanlage
bereit. Bei einer in regelmäßigen Intervallen
vorgenommenen Abtastung des elektronischen Fahrpedals kann eine
Ermittlung einer Betätigungsgeschwindigkeit des Fahrpedals
erfolgen. In gleicher Weise gilt dies auch für das Bremspedal,
das bei modernen Fahrzeugen ebenfalls ein Winkelsignal bereitstellt,
das insbesondere für die Ansteuerung von Antiblockiersystemen
und Spurstabilisierungssystem (z. B. elektronisches Stabilitätsprogramm,
ESP) eingesetzt wird. Die Gangwahlhebelstellung kann bei manuell
geschalteten Getrieben direkt am Gangwahlhebel abgetastet werden,
bei Kraftfahrzeugen mit automatischem Getrieben oder automatisieren
Schaltgetrieben kann ein Signal eines Getriebesteuergeräts
herangezogen werden. Ergänzend oder alternativ kann die
Drehzahl der Antriebseinrichtung in Beziehung zur Fahrtgeschwindigkeit
gesetzt werden, woraus sich ebenfalls die eingelegte Gangstufe ermitteln
lässt.
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Ein
Schubzustand der Antriebseinrichtung kann aus der Fahrpedalstellung
abgeleitet werden, wenn diese einer Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht,
die geringer als die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit
ist. Ergänzend oder alternativ kann auch eine Vorgabe der
Kraftstoffeinspritzmenge aus dem Steuergerät für
die Kraftstoffeinspritzanlage genutzt werden, um zu detektieren,
dass die Antriebseinrichtung im Schubbetrieb ist, bei dem kein Antriebsmoment
erzeugt wird, sondern ein Schleppmoment und eine damit verbundene
Bremswirkung (Motorbremse) hervorgerufen werden. Der Leerlaufzustand
der Antriebseinrichtung kann anhand eines Kupplungssignals, insbesondere
in Kombination mit der Stellung des Gangwahlhebels und/oder der
Aktivierung einer Feststellbremse ermittelt werden.
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Daraus
kann abgeleitet werden, ob eine kraftübertragende Verbindung
zwischen Antriebseinrichtung und nachgeschaltetem Antriebsstrang
vorliegt oder nicht. Vorzugsweise werden nur Leerlaufzeiten bei
einer Fahrzeuggeschwindigkeit von Null in Betracht gezogen.
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Die
Temperatur der Antriebseinrichtung wird mit Hilfe eines Temperatursensors
bestimmt. Die vom Benutzer getroffene Temperaturvorwahl für
die Innenraumtemperierung hat bei geringen Außentemperaturen Einfluss
auf die Erwärmungsgeschwindigkeit des zur Motorkühlung
dienenden Kühlwassers und auf die Aktivierung einer eventuell
vorgesehenen Zuheizeinrichtung. Bei hohen Außentemperaturen
hat die Temperaturvorwahl Einfluss auf einen eventuell vorhandenen
Klimakompressor, der im Rahmen einer Klimaanlage zur Kühlung
des Innenraums des Kraftfahrzeugs dient und einen erheblichen Anteil
am Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs haben kann.
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Die
Stellung eines Fensterhebers und/oder eines Schiebedachs und/oder
eines Faltdachs haben unmittelbare Auswirkungen auf die Aerodynamik
des Kraftfahrzeugs und können daher ebenfalls bei der Ermittlung
von Hinweisen für eine kraftstoffsparende Nutzung des Kraftfahrzeugs
in Betracht gezogen werden. Darüber hinaus können
geöffnete Fahrzeugscheiben und/oder ein geöffnetes
Schiebedach konträr zur Wirkung einer Heizung oder des
Klimakompressors bei der Temperierung des Innenraums des Kraftfahrzeugs
wirken und somit ebenfalls einen Einfluss auf den Kraftstoffverbrauch
haben.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden
unmittelbar auf den Kraftstoffverbrauch bezogene Werte wie die Stellung
des Fahrpedals, des Bremspedals und die Drehzahl der Antriebseinrichtung mit
zusätzlichen Informationen, die aus den verbrauchsbezogenen
Werten abgeleitet werden können oder separat ermittelt
werden, miteinander verknüpft, um dem Benutzer konkrete
Nutzungshinweise geben zu können, die sich nicht in der
Angabe eines Durchschnittsverbrauchs oder einer Durchschnittsgeschwindigkeit
erschöpfen.
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Beispielsweise
kann anhand der Fahrpedalstellung und der Bremspedalstellung in
Kombination mit der Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden, wie
häufig der Benutzer die Motorbremse nutzt, um beispielsweise
vor einer roten Ampel langsam abzubremsen. Da im Schubbetrieb üblicherweise
eine vollständige Abschaltung der Kraftstoffzufuhr erfolgt,
kann durch vermehrte Nutzung dieses Fahrzustands eine Kraftstoffeinsparung
erreicht werden.
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Ergänzend
oder alternativ kann neben einem Mittelwert für die Betätigung
des Fahrpedals und/oder des Bremspedals auch ermittelt werden, ob
der Benutzer häufig stark beschleunigt oder stark abbremst
oder ob eine kraftstoffsparende, gleichmäßige
Fahrweise mit sanften Beschleunigungs- und Bremsvorgängen
vorliegt. Die ermittelten Parameter können zu Indizes zusammengefasst
werden, bei denen beispielsweise eine Gewichtung des Mittelwerts
und der Standardabweichung anhand eines vorgebbaren Algorithmus
vorgenommen wird, um daraus die entsprechenden Hinweise für
den Benutzer ableiten zu können.
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Der
Leerlaufzustand gibt Auskunft darüber, ob der Benutzer
die Antriebseinrichtung auch bei längeren Ampelstopps oder
gar bei geparktem Fahrzeug laufen lässt. Durch Abschaltung
der Antriebseinrichtung in diesen Fällen kann ebenfalls
eine Kraftstoffersparnis erreicht werden, so dass das erfindungsgemäße
Verfahren einen darauf gerichteten Hinweis geben kann.
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Häufige
Kaltstarts geben Hinweise darauf, dass der Benutzer das Kraftfahrzeug
für sehr kurze Strecken nutzt und dadurch einen erhöhten
Kraftstoffverbrauch in Kauf nehmen muss.
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In
Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Parameter
in einem Zeitintervall, das wenigstens einen Fahrtbeginn und ein
zugeordnetes Fahrtende umfasst, erfasst werden. Die Zuverlässigkeit
der Aussagen, die als Hinweise gegenüber dem Benutzer bereitgestellt
werden sollen, nimmt mit zunehmender Fahrtstrecke und Fahrhäufigkeit
zu. Daher ist es vorteilhaft, wenn jeweils komplette Fahrten, beginnend
mit dem Fahrtantritt und endend mit dem Fahrtende, in die Betrachtungen
einbezogen werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Vielzahl
von aufeinanderfolgenden Fahrten ausgewertet werden kann.
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In
weiterer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Ausgangswerte
einer Abstands-Sensoreinrichtung für die Bereitstellung
des wenigstens einen Hinweises berücksichtigt wird. Mit
Hilfe der Abstands-Sensoreinrichtung kann ermittelt werden, mit
welchem Abstand der Benutzer hinter einem vorausfahrenden Fahrzeug
fährt und ob beispielsweise durch Vergrößerung
des Abstands eine Vergleichmäßigung der Geschwindigkeit
und damit eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs erreicht werden
kann.
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In
weiterer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass ein Ausgangswert
einer Differenzgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung für die
Bereitstellung des wenigstens einen Hinweises berücksichtigt
wird. Anhand der Differenzgeschwindigkeits-Sensoreinrichtung kann
ermittelt werden, ob der Benutzer häufiger mit hoher Geschwindigkeit
dicht auf ein vorausfahrendes Fahrzeug auffährt und dann
zur Vermeidung einer Kollision hart bremsen muss, oder ob vom Benutzer
eine Geschwindigkeit gewählt wird, die ein kraftstoffsparendes Annähern
an das vorausfahrende Fahrzeug ermöglicht und gegebenenfalls
eine Abbremsung des eigenen Kraftfahrzeugs im Schubbetrieb vornimmt,
um den Sicherheitsabstand zum vorausfahrenden Kraftfahrzeug einzuhalten.
Diese Charakteristika lassen sich nicht ausschließlich
aus den Stellungen bzw. Betätigungsgeschwindigkeiten für
das Fahrpedal und das Bremspedal ableiten, sondern erfordern Kenntnis über
das Vorhandensein und die Fahrweise vorausfahrender Fahrzeuge.
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In
weiterer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass ein Straßenverlauf,
insbesondere Steigungen, Gefälle, Kurven, berücksichtigt
wird. Der Benutzer muss seine Fahrweise an die Gegebenheiten des Straßenverlaufs
anpassen: Eine Fahrt über eine Autobahn kann bei geringem
Verkehrsaufkommen ohne Weiteres über eine lange Stecke
mit einer konstanten Geschwindigkeit vorgenommen werden, während
bei einer Fahrt auf kurvigen Gebirgsstrassen auch bei großen
Anstrengungen des Benutzers nicht mit einer konstanten Geschwindigkeit
absolviert werden können. Durch die Einbeziehung des Straßenverlaufs,
insbesondere mit Hilfe eines elektronischen, GPS-gestützten
Routenplaners, kann eine Auswahl der an den Benutzer bereitzustellenden
Hinweise besser an die tatsächliche Fahrsituation angepasst
werden.
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In
weiterer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass eine
Kohlendioxidemission für die zurückgelegte Fahrtstrecke
ermittelt und als Absolutwert oder als streckenbezogener Wert angezeigt
wird. Dies erleichtert den Vergleich der eigenen Kohlendioxid-Emissionen
mit denen anderer Kraftfahrer bei Benutzung des gleichen oder eines
andere Kraftfahrzeugs. Hierdurch kann eventuell ein gewisser Wettbewerbseffekt
unter den Benutzern erzielt werden, der als Ansporn zur weiteren
Reduzierung der Kohlendioxidemissionen dienen kann.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Anordnung zur Bereitstellung
von Hinweisen für eine optimierte Kraftfahrzeugnutzung
in einem Kraftfahrzeug mit einem Steuergerät, die zur Durchführung
eines vorstehend beschriebenen Verfahrens ausgebildet ist, mit Sensoren
zur Ermittlung der für das Verfahren benötigten
Werte und mit wenigstens einer Ausgabeeinrichtung zur Ausgabe der
ermittelten Hinweise an einen Benutzer, vorgesehen. Die Anordnung
ist vorzugsweise in ein Benutzerinformationssystem des Kraftfahrzeugs eingebunden,
das bei vielen Kraftfahrzeugen ohnehin zur Bereitstellung von Hinweisen über
Fehlfunktionen des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Eine Bereitstellung
der Hinweise zum Fahrverhalten erfolgt vorzugsweise nur auf konkrete
Anforderung durch den Benutzer. Besonders bevorzugt kann der zur
Auswahl des zugehörigen Hinweises eingesetzte Index in
einem Verlaufsdiagramm dargestellt werden, um eine Entwicklung des Fahrverhaltens
des Benutzers zu visualisieren.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher
erläutert. Es zeigen:
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1 ein
schematisches Funktions-Blockdiagramm zur Erläuterung des
erfindungsgemäßen Verfahrens;
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2 ein
Flussdiagramm zur Erläuterung der allgemeinen Vorgehensweise
zur Bestimmung der Indexwerte, und
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3 ein
Flussdiagramm zur Erläuterung der Bestimmung eines Vorausschau-Indexwertes.
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Gemäß 1 ist
ein System zur Analyse der Fahrweise 10 als eigenständiger
Funktionsblock in einem nicht dargestellten Steuergerät
oder als diskretes Steuergerät für ein Kraftfahrzeug
realisiert, das über Datenleitungen 12 mit schematisch
dargestellten Steuergeräten und daran gekoppelten Sensoren
kommuniziert, die unterschiedliche Informationen bereitstellen.
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Von
einem Fahrererkennungssystem 14, das in der Art eines Fingerabdrucklesers
oder eines Augen-Irisscanners ausgebildet sein kann, werden personenbezogene
Informationen über den Fahrer bereitgestellt. Diese Informationen
werden an das System 10 und an einen Steuergeräteverbund 16 bereitgestellt,
der zur automatischen Einstellung von Komfort- und Sicherheitsfunktionen
wie der fahrerindividuell voreingestellten Innenraumtemperatur des
Kraftfahrzeugs oder der Stellung von Fahrersitz und Rückspiegel
dient. Mit der Information über den jeweiligen Fahrer können
im System 10 gespeicherte Indexwerte aufgerufen werden
und entweder vom Fahrer erneut abgerufen werden oder für
eine Aktualisierung bzw. einen Vergleich mit neuen Informationen
herangezogen werden.
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Dem
System 10 werden zudem Informationen von einem Steuergeräteverbund 18 bereitgestellt,
die unmittelbar mit dem Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs verbunden
sind. Exemplarisch sind hierfür der momentane und der für
die aktuelle Fahrt akkumulierte Kraftstoffverbrauch, die Betätigungszustände
der Fahr- und Bremspedale, die aktuelle und die mittlere Fahrzeuggeschwindigkeit
zu nennen. Aus diesen Informationen kann der aktuelle Betriebszustand
des Kraftfahrzeugs ermittelt werden.
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Von
einem weiteren Steuergeräteverbund 20 werden Informationen über
die Motortemperatur und die Klimatisierungstemperatur bereitgestellt.
Der Steuergeräteverbund 20 ist zudem dazu eingerichtet,
anhand von Informationen, die von einem nicht dargestellten Steuergerät
für die Kraftstoffeinspritzung der als Brennkraftmaschine
ausgeführten Antriebseinrichtung bereitgestellt werden,
die Zeiträume zu erfassen, während der ein Schubzustand
des Kraftfahrzeugs vorliegt und keine Kraftstoffeinspritzung vorgenommen
wird. Auch Informationen über die Stellung von Fensterhebern
oder die Dauer von Leerlaufphasen werden vom Steuergeräteverbund 20 an
das System 10 übertragen.
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Eine
Sensoranordnung 22 umfasst ein Abstandsradar zur Ermittlung
eines Abstands zu einem vorausfahrenden Fahrzeug sowie eine Umgebungskamera
zur Erfassung einer Verkehrssituation. Die Sensoranordnung 22 weist
auch einen GPS-Modul zur Erfassung der globalen Position des Kraftfahrzeugs
und zur Ermittlung des Straßenverlaufs anhand einer im
GPS-Modul hinterlegten Straßenkarte auf. Die von der Sensoranordnung 22 ermittelten
Informationen werden über die Datenleitungen 12 an
das System 10 übertragen.
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Im
System 10 wird anhand der bereitgestellten Informationen
die Fahrweise des Benutzers des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit
von den bei der Fahrt geltenden Randbedingungen bewertet. Dabei
spielen neben den vom Steuergeräteverbund 18 bereitgestellten
Informationen, insbesondere die vom GPS-Modul bereitgestellten Informationen,
eine wesentliche Rolle, da das Fahrverhalten bereits ohne Einbeziehung äußerer
Faktoren wie der Verkehrsdichte sehr stark vom Straßenverlauf
abhängig ist. Andere Informationen, wie beispielsweise
Fensterheber in der Öffnungsstellung bei hohen Außentemperaturen
und aktivierter Klimaanlage, werden ebenso vom System 10 in
Betracht gezogen wie die Drehzahl der Brennkraftmaschine bezogen
auf die Fahrzeuggeschwindigkeit, um daraus Hinweise für
den Benutzer ableiten zu können, die beispielsweise auf die
Nutzung eines höheren Gangs und der damit verbundenen Drehzahlabsenkung
für die Brennkraftmaschine oder auf das Schließen
der Fenster bei laufender Klimaanlage gerichtet sind. Derartige
Hinweise werden vom System 10 ebenso wie einige Vergleichswerte
zur Beurteilung des eigenen Fahrverhaltens im Vergleich mit dem
Fahrverhalten anderer Benutzer des Kraftfahrzeugs in Form von Textmeldungen
oder Symbolen mit Hilfe einer Ausgabeeinheit 24 ausgegeben.
Die Ausgabeeinheit 24 kann im Kraftfahrzeug zur Bereitstellung von
Hinweisen, insbesondere zu kritischen Betriebszuständen,
vorgesehen sein und wird vom System 10 auf Abruf des Benutzers
zur Ausgabe der Hinweise genutzt.
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Eine
vergleichende Ausgabe der Indexwerte kann beispielsweise entsprechend
der nachfolgenden Tabelle 1 erfolgen:
| DISZIPLIN | AKTUELLER
FAHRER | FAHRER
2 | FAHRER
3 | OPTIMALER WERT |
| CO2 (g/km) | 150 | 160 | 140 | 120 |
| WOT-Index | 1,5 | 2,0 | 3,5 | 5 |
| Bremsindex | 2,0 | 1,9 | 2,7 | 5 |
| Vorausschau-Index | 1,3 | 1,4 | 4,1 | 5 |
| Stadtverkehrs-Index | 1,9 | 2,7 | 2,7 | 5 |
| Autobahnverkehrs-Index | 2,1 | 2,9 | 3,9 | 5 |
| Gangwechsel-Index | 0,9 | 3,1 | 4,7 | 5 |
| Kurzstrecken-Index | 2,9 | 4,2 | 4,8 | 5 |
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Tabelle 1
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Basierend
auf den so ermittelten Indexwerten können die am stärksten
von den optimalen Werten abweichenden Indexwerte zur Generierung
von Hinweisen führen, beispielsweise:
- ”1.
Bitte Motor im Stillstand häufiger ausschalten”
- ”2. Bitte langsamer auf Autobahnen fahren! 20 km/h
weniger spart 15 g/km CO2”
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Die
Bestimmung der Indexwerte in den einzelnen Disziplinen erfolgt in
dem dargestellten Ausführungsbeispiel bevorzugt entsprechend
dem in 2 dargestellten schematischen Ablauf.
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Jeder
einzelne Indexwert b wird zwecks besserer Vergleichbarkeit auf einem
bestimmten einheitlichen Wertebereich normiert, der sich im Ausführungsbeispiel
von 0 (= jeweilige Disziplin überhaupt nicht erfüllt)
bis 5 (= jeweilige Disziplin optimal erfüllt) erstreckt.
Diese Werte können mittels ausgefüllter oder nicht
ausgefüllter Punkte über den Wertebereich anschaulich
visualisiert werden, wobei wie bei 44 dargestellt gerundet wird.
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Als
Startwert nach einem Rücksetzen der Indexwerte wird bevorzugt
ein Wert im Mittelbereich des Werbereichs von a von 2,4 vorgegeben,
vgl. Schritt 30. Damit verfügt der Fahrer über
eine Art ”Startguthaben” und kann sowohl Verbesserungen
als auch Verschlechterungen feststellen. Bei Verbesserungen wird
sehr schnell der Wert 2,5 und damit eine (gerundete) visuelle Anzeige
von drei Punkten anstelle von vorher zwei Punkten erreicht, was
den Fahrer zu einer Motivation im Hinblick auf eine weitere Verbesserung
seines Fahrstils führen soll.
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Während
der Fahrt wird in Schritt 32 in periodischen Abständen
die Fahrdisziplin bewertet, ob diese oberhalb oder unterhalb eines üblichen
Werts liegt oder dem üblichen Wert (ggf. innerhalb eines
bestimmten Toleranzbereichs) entspricht. Abhängig hiervon
wird ein Inkrement/Dekrement di erzeugt
oder gleich null gesetzt, das in Schritt 40 zu dem Indexwert
unter Berücksichtigung des Vorzeichens hinzuaddiert wird,
so dass sich der Indexwert entsprechend verändert (im Beispiel
um 0,3 verringert). Schritt 40 wird periodisch, z. B. alle 500
ms, wiederholt. In Schritt 42 erfolgt dann eine Beschränkung
(Werteclipping) des Indexwertes b auf den zulässigen Wertebereich
von 0,0 bis 5,0, so dass sowohl bei optimaler Fahrweise als auch
bei ungünstiger Fahrweise der sich akkumulierende Bonus
bzw. Malus begrenzt ist.
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Bei
Beendigung der Fahrt (z. B. unmittelbar nach Abstellen des Motors)
oder auf eine explizite Bedienhandlung hin (z. B. Aufruf einer bestimmten
Seite im Display des Bordcomputers) erfolgt gemäß Schritt 34 eine Ausgabe
der aktuellen Indexwerte, entweder in Schritt 36 durch
eine Visualisierung der Indexwerte im Punktsystem und/oder in Schritt 38 durch
eine Ausgabe von aus den Indexwerten abgeleiteten Hinweisen, sofern Kriterien
für derartige Hinweise erfüllt sind. Die Visualisierung
der Indexwerte der einzelnen Disziplinen in Schritt 36 erfolgt
bevorzugt anhand der Punktskala 44, wobei die Punktwerte
in verschiedenen Disziplinen und die dort erreichten Werte einzelner
Fahrer ggf. tabellarisch einander gegenübergestellt sein
können.
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Zusätzlich
oder auf einer anderen Bildschirmseite der Displaydarstellung können
gemäß Schritt 38 Hinweistexte ausgegeben
werden, falls wenigstens ein Indexwert vorbestimmte Schwellwerte
unterschreitet oder eine negative Tendenz über einen vorgegebenen
Zeitraum zu messen ist.
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Falls
der Motor noch läuft und die Ausgabe der Werte lediglich
auf eine Bedienerintervention hin erfolgte, wird die laufende Aktualisierung
der Indexwerte anschließend fortgesetzt (nicht dargestellt).
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In 3 ist
als Beispiel für die Bestimmung der Indexwerte ein Algorithmus
zur Bestimmung eines Vorausschau-Indexwertes näher dargestellt.
Dieser Wert soll ein Maß dafür darstellen, wie
gleichförmig der Fahrer fährt. Hierzu wird die
von Sensoren gemessene aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit v (Block 50)
von einem tiefpassgefilterten Geschwindigkeitssignal v_filter (Block 54) 54 subtrahiert
(Schritt 68) und von dieser Differenz der Absolutwert bestimmt
(Schritt 56). Dieser Absolutwert wird dann bei 60 mit
einer geschwindigkeitsabhängigen Funktion gewichtet und
sodann wird ein Idealwert 62 subtrahiert. Je nachdem, ob
der Absolutwert der Differenz den Idealwert überschreitet
oder unterschreitet wird der Indexwert, ausgehend von einem Startwert 70,
bei 64 um eine vorgegebene Schrittweite inkrementiert bzw.
dekrementiert. Stimmen der Differenzwert und der Idealwert innerhalb
eines bestimmten Fensters überein, so erfolgt bei 64 keine Änderung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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