-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reduzieren des Verlustes von kinetischer Energie beim Fahren eines Fahrzeugs, wobei ein Momentanparameter und ein Zukunftsparameter ermittelt werden und der Momentanparameter mit dem Zukunftsparameter verglichen wird und aus dem Vergleich ein Gaspedallösezeitpunkt ermittelt wird, sowie ein Überwachungsgerät als auch ein zugehöriges Fahrzeug.
-
Um Kraftstoff zu sparen, können Fahrzeugführer vorausschauend fahren. Dabei soll insbesondere starkes Beschleunigen und starkes Bremsen außerhalb von Notsituationen vermieden werden. Bei diesem vorausschauenden Fahren erfahren die Fahrzeugführer keine technische Unterstützung.
-
Mit der Einführung von Hybridfahrzeugen wurden Fahrzeugführer beim Sparen von Kraftstoff durch technische Neuerungen unterstützt. Diese Hybridfahrzeuge sind jedoch in der Anschaffung sehr teuer und erst seit wenigen Jahren am Markt. Insbesondere Fahrzeuge älterer Bauart können mit solchen Hybridsystem nicht ausgestattet werden, da die Kosten bei weitem den Nutzen übersteigen.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern.
-
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Reduzieren des Verlustes von kinetischer Energie beim Fahren eines Fahrzeuges, wobei ein Momentanparameter und Zukunftsparameter ermittelt werden und der Momentanparameter mit dem Zukunftsparameter verglichen und aus dem Vergleich ein Gaspedallösezeitpunkt ermittelt wird, an welchem ein Fahrzeugführer ein Signal übermittelt wird, sodass aufgrund des Signals der Fahrzeugführer in die Lage versetzt wird, eine Entscheidung zu treffen, ob ein Betätigen eines Gaspedals unterbleibt.
-
Somit kann ein einfaches technisches Verfahren bereitgestellt werden, welches den Fahrer dahingehend unterstützt, Sprit zu sparen. Dieses Verfahren kann kostengünstig im Vergleich zu Hybridfahrzeugen angeboten werden. Zudem ist ein Eingriff in die Motormechanik oder in den Antriebsstrang nicht notwendig.
-
Dadurch dass ein hoher Kraftstoffverbrauch insbesondere durch das Bremsen verursacht wird, kann durch das Verwenden der Motorbremse (Bremsen ohne Betätigen des Bremspedals) der Kraftstoffverbrauch deutlich reduziert werden.
-
Folgendes Begriffliche sei erläutert:
Bei einem Fahrzeug wirkt die „Motorbremse” insbesondere dann, wenn, bei einem Fahren des Fahrzeugs, weder das Gaspedal noch das Bremspedal durch den Fahrer betätigt wird. Beim Motorbremsen ist üblicher Weise ein Gang eingelegt und das Gaspedal wird nicht betätigt, sodass der Motor sich im Leerlauf befindet. Insbesondere moderne Fahrzeuge mit Kraftstoffeinspritzung schließen beim Motorbremsen den Kraftstoffzufluss zum Motor bis die Drehzahl des Motors unter einem definierten Wert fällt. Unterhalb dieses Wertes wird dem Motor wieder Kraftstoff zugeführt. Somit entsteht bis zum Unterschreiten der vorbestimmten Drehzahl kein Kraftstoffverbrauch.
-
Ein „Fahrzeug” umfasst sämtliche motorisierten Fahrzeuge. Insbesondere sind dabei PKW, LKW, Bus, Motorrad, Mofa und sämtliche Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren umfasst.
-
Ein „Momentparameter” kann sämtliche messbaren Verkehrszustände eines Fahrzeuges umfassen. Insbesondere können dabei Geschwindigkeit, Drehzahl des Verbrennungsmotors, Lage des Fahrzeuges. Ort des Fahrzeuges, eingelegter Gang des Fahrzeuges und/oder Beschleunigung des Fahrzeuges umfasst sein.
-
Ein „Zukunftsparameter” kann sämtliche zu erwartenden Parameter umfassen, welche im weiteren Betrieb des Fahrzeuges durch äußere Bedingungen eine Änderung einer Geschwindigkeit erfordern. Der Zukunftsparameter umfasst insbesondere eine Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeuges, eine Ampelphase eines Verkehrszeichens, eine Steigung des zukünftig zurückgelegten Weges oder sonstige Verkehrseigenschaften, welche sich insbesondere auf die Geschwindigkeit des Fahrzeuges auswirken werden. Auch kann der Zukunftsparameter Navigations-Routingparameter umfassen, welche insbesondere die Lage von scharfen Kurven, Ampelkreuzungen, Wegführungen oder allgemein den Straßenverlauf wiedergeben.
-
Ein „Vergleich” aus Momentanparameter und Zukunftsparameter ergibt ein „Delta”, aus welchem mithilfe von mathematischen Methoden Berechnungen unter Verwenden eines elektronischen Rechners erfolgen, welche als Ergebnis ein Gaspedallösezeitpunkt ergeben. In diese Berechnungen können die unterschiedlichsten Fahrzeugeigenschaften und Wegeigenschaften einfließen. So können beispielsweise die augenblickliche Masse des Fahrzeuges und das zukünftige Gefalle der noch zurückzulegenden Strecke eine Beschleunigung auf das Fahrzeug ausüben, welche auf die momentane Geschwindigkeit und die zukünftig zu erreichende Geschwindigkeit angerechnet wird. In die Berechnung können ebenfalls fahrzeugspezifische Informationen wie beispielsweise das Motorverhalten, insbesondere in Form von Kennlinien, einbezogen werden.
-
Der „Gaspedallösezeitpunkt” ist der Zeitpunkt der berechnet wird, zu dem der Fahrer des PKW idealer Weise das Gaspedal nicht mehr betätigt, sodass die Motorbremse einsetzen kann.
-
Das „Signal” signalisiert über das Ansprechen eines Sinnes des Fahrers dem Fahrer, dass der Gaspedallösezeitpunkt erreicht ist.
-
„Kraftstoff” umfasst insbesondere Diesel(-kraftstoff), Benzin, Ethanol, Erdgas oder Propan-Gas (LPG).
-
In einer weiteren Ausführungsform des zuvor beschriebenen Verfahrens ist der Momentanparameter die Geschwindigkeit und/oder die Drehzahl eines Motors. Somit kann mit einfachsten Mitteln und einfachen Formeln, in denen die Zeit, Strecke und Geschwindigkeit sowie die Beschleunigung aufgrund der Motorbremse berechnet werden der Gaspedallösezeitpunkt bestimmt werden und so zu einem Spritsparergebnis führen.
-
Um auf unterschiedlichste Verkehrssituationen reagieren zu können, kann der Zukunftsparameter eine vorgeschriebene Geschwindigkeit, eine empfohlene Geschwindigkeit, ein Abstand zu einem Verkehrshindernis, ein Abstand zu einem Verkehrsteilnehmer, eine Geschwindigkeit eines Verkehrsteilnehmers und/oder die Beschleunigung eines Verkehrsteilnehmers sein.
-
In einer weiteren Ausprägungsform ist der Zukunftsparameter anhand von Navigationsdaten und/oder Verkehrsteilnehmerinformationen zu ermitteln. Über die Navigationsdaten können somit insbesondere Streckeneigenschaften oder Abstände zu bestimmten Verkehrssituationen ermittelt werden. Weiterhin können die Verkehrsteilnehmer Informationen mittels einer Car2Car (C2C) Kommunikation ermittelt werden.
-
Um die unterschiedlichen Sinne des Fahrers beim Signalisieren anzusprechen, kann das Signal als akustisches Signal, als sichtbares Signal und/oder als fühlbares/haptisches Signal ausgestaltet sein.
-
In einer weiteren Ausprägungsform erfolgt eine Benutzereingabe, insbesondere mittels eines Touchscreens. Keyboards mit Tastenfeld und/oder Mikrofon, sodass der Zukunftsparameter veränderbar ist. So kann das Verfahren zum Reduzieren des Verlustes von kinetischer Energie auf Fahrerwünsche angepasst werden. Beispielsweise möchte sich der Fahrer mit einer bestimmten Geschwindigkeit über eine vorgegebene Geschwindigkeit eines Straßenschildes hinwegsetzen. Dies kann er beispielsweise dadurch erreichen, dass er dem ermittelten Zukunftsparameter eine Geschwindigkeit von beispielsweise 10 km/h hinzuaddieren lässt. So wird mittels des Verfahrens der Zeitpunkt ermittelt und angezeigt zudem das Gaspedal seitens des Fahrers gelöst werden muss, um ein Verkehrszeichen mit einer angezeigten Geschwindigkeitsbegrenzung von 50 km/h mit einer Fahrzeug-Geschwindigkeit von 60 km/h zu erreichen. Ebenfalls kann vorgegeben sein, dass ein Stoppschild mit einer Fahrzeug-Geschwindigkeit von 30 km/h erreicht wird.
-
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst, durch ein Überwachungsgerät, insbesondere ein Mobilfunktelefon oder ein Navigationsgerät, welches derart ausgestaltet ist, dass ein zuvor beschriebenes Verfahren durchführbar ist. Somit kann der Fahrer eines PKWs seinen PKW mit diesem Überwachungsgerät nachträglich ausrüsten. Damit von dem Fahrzeug sowohl Daten wie beispielsweise momentane Geschwindigkeit und auch die Spannungsversorgung an das Überwachungsgerät übergeben werden können, kann eine datenaustauschende und/oder stromversorgende Verbindung zwischen dem Fahrzeug und dem Überwachungsgerät gegeben sein. Zudem kann somit das zuvor beschriebene Verfahren mit einem üblichem Mobilfunktelefon oder einem üblichen (mobilen) Navigationsgerät durchgeführt werden.
-
In einem abschließenden Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst, durch ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, wobei das Fahrzeug ein zuvor beschriebenes Überwachungsgerät aufweist oder das Fahrzeug derart ausgestaltet ist, dass ein zuvor beschriebenes Verfahren durchführbar ist. Somit können Fahrzeuge ohne Hybridtechnologie werksseitig mit den zuvor beschriebenen Verfahren versehen sein. Selbstverständlich können auch Hybridfahrzeuge auf diese Technik zurückgreifen.
-
In einem weiteren Aspekt ist das Fahrzeug als motorisiertes Fahrzeug ausgestaltet, wobei das motorisierte Fahrzeug als ein PKW, als ein LKW, als ein Bus, als ein Motorrad, als ein Motorroller, als ein Mofa und/oder als ein Nutzfahrzeug ausgestaltet ist.
-
Im Weiteren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt
-
1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Überwachungsgerätes,
-
2a eine schematische Darstellung eines sich an eine Ampel nähernden Fahrzeuges mit einem Überwachungsgerät wie es in 1 dargestellt wurde,
-
2b eine schematische Darstellung eines Fahrzeuges mit einem Überwachungsgerät gemäß 1, welches sich über ein Gefälle auf einen Stau hinzubewegt und
-
3 eine schematische Darstellung eines Fahrzeuges mit einem Überwachungsgerät gemäß 1, welches sich nicht einsehbar einer geäderten Geschwindigkeitsvorgabe nähert.
-
Das Überwachungsgerät 101 weist ein Gehäuse auf. In diesem Gehäuse ist die Recheneinheit 103 untergebracht. Zum Ermitteln von Positionswerten weist das Gerät 101 einen GPS-Anschluss 105 auf. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass statt GPS-Daten auch C2C-Daten, Galilleo-Navigationsdaten oder Funkpositionierungsdaten zum Ermitteln der Positionswerte einsetzbar sind. Weiterhin verfügt das Gerät über den Fahrzeugdatenanschluss 107, welcher datenaustauschend mit dem Fahrzeug verbindbar ist. Über den Fahrzeugdatenanschluss 107 erfolgt zudem die Spannungsversorgung des Überwachungsgerätes 101. Zum Signalisieren weist das Überwachungsgerät 101 einen Lautsprecher 109 und eine LED 111 auf. Ergänzend weist das Gerät ein Speichermedium in Form eines RAMs (Random Access Memory) auf. Alternativ oder ergänzend ist das Speichermedium als USB-Stick oder Festplatte ausgestaltet.
-
Die Funktionsweise des Geräts stellte sich wie folgt dar.
-
Über den Fahrzeugdatenanschluss 107 erhält die Recheneinheit 103 Daten über die Momentangeschwindigkeit des Fahrzeuges. Zudem erhält die Recheneinheit 103 über den GPS-Anschluss 105 aktuelle Positionsdaten sowie auf der Strecke zu erwartende Geschwindigkeitsbegrenzungen. Anhand der aktuellen Position und der Position der einzuhaltenen Geschwindigkeitsbegrenzung, ermittelt, unter Heranziehen der Momentangeschwindigkeit, die Recheneinheit 103, unter der Verwendung einer Motorbremskennlinie, den Zeitpunkt, zu dem beim Lösen eines Gaspedals mit Beginn der Geschwindigkeitsbegrenzung das Fahrzeug die aufgrund der Geschwindigkeitsbegrenzung vorgegebene Geschwindigkeit erreicht ist.
-
Dabei wurde davon ausgegangen, dass die Momentangeschwindigkeit über der vorgegebenen Geschwindigkeit liegt.
-
Die Motorbremsenkennlinie wurde zuvor über den Fahrzeugdatenanschluss dem Überwachungsgerät 101 übermittelt. Alternativ wurde die Kennlinie mittels einer Testfahrt mit vorgegebenen Fahrverhalten abgespeichert.
-
Sobald der Zeitpunkt zum Lösen des Gaspedals erreicht wird, wird ein akustisches Signal über den Lautsprecher 109 übermittelt. Für den Fall, dass der Fahrer statt des akustischen Signals ein optisches Signal vernehmen möchte, kann der Fahrer alternativ auf das optische Signal schauen. Darm wird mit Erreichen des Gaspedallösezeitpunkts die Leuchtdiode 111 ausgelöst.
-
Im Folgenden werden Anwendungsszenarien beschrieben.
-
Ein auf ebener Straße fahrendes Fahrzeug 201 mit eingebautem Überwachungsgerät 101 bewegt sich auf eine Ampel 207 zu. Die Ampel 207 übermittelt sowohl ihre Positionsdaten als auch ihren momentanen und zukünftig zu erwartenden Verkehrslichtzustand über die Sendeantenne 205 an die Empfangsantenne 203 des PKW 201.
-
Das Fahrzeug 201 bewegt sich in Fahrtrichtung 211 auf die Ampel 207 zu. Das Überwachungsgerät 101 ermittelt aufgrund der Geschwindigkeit des PKW 201 den bei momentaner Geschwindigkeit zu erwartenden Zeitpunkt, zu dem die Ampel 207 erreicht wird.
-
Für den Fall, dass zu diesem Zeitpunkt die Ampel 207 ein rotes Verkehrslicht anzeigt, wird der Fahrer aufgefordert, das Gaspedal zu lösen und die Motorbremse zu verwenden.
-
Für den Fall, dass die Ampel 207 keine Daten an das Fahrzeug 201 überträgt, wird über die Kamera 209 der Schaltzustand der Ampel 207 ermittelt. Aufgrund der GPS-Positionsdaten sowohl des Fahrzeuges 201 als auch der Ampel 207 wird der Abstand zwischen PKW 201 und Ampel 207 bestimmt. Je nach Geschwindigkeit des Fahrzeuges 201 und des Ampelschaltzustands wird der Fahrer aufgefordert, das Gaspedal zu lösen.
-
In einem weiteren Anwendungsbeispiel (2b) nähert sich ein Fahrzeug 201, welches mit einem Überwachungsgerät ausgestattet ist, einem Stau, welcher durch zwei Fahrzeuge 231, 233 gebildet wird. Über die Navigationsdaten wird das Streckenprofil ermittelt, welches sich aus dem ersten Streckenteil (Ebene), dem zweiten Streckenteil (Gefälle) und dem dritten Streckenteil (Ebene) ergibt.
-
Über die Antennen 203 erfolgt eine Car2Car-Kommunikation, bei welcher das Fahrzeug 231 an das Fahrzeug 201 den Stau meldet. Aufgrund der Momentangeschwindigkeit des Fahrzeugs 201 und der Ausgestaltung des Streckenprofils berechnet das Überwachungsgerät den Gaslösezeitpunkt und signalisiert beim Erreichen dieses Zeitpunktes dem Fahrer das Lösen des Gaspedals. Folgende Ausführungen beziehen sich auf 3. Das Fahrzeug 201 weist ein Überwachungsgerät 101 und eine Empfangsantenne 203 auf und fährt mit einer Geschwindigkeit von 100 km/h. An einer vorgegebenen Position 331 sollte gemäß der Verkehrsvorgaben das Fahrzeug 201 eine Geschwindigkeit von 50 km/h erreichen.
-
Angesichts der zuvor eingegebenen Benutzerdaten soll eine Geschwindigkeitsbegrenzung von 50 km/h mit einer Geschwindigkeit von 60 km/h erreicht werden. Anhand der Fahrzeugdaten und des Straßenverlaufs wird der Prozessor des Überwachungsgeräts den Zeitpunkt – und somit den Ort 321 – berechnen, an dem der Fahrer seinen Fuß vom Gaspedal nehmen sollte, um die Position 331 mit einer Geschwindigkeit von 60 km/h zu erreichen. Die zurückgelegte Distanz zwischen 321 und 331 wird nur mit kinetischer Energie zurückgelegt, ohne dabei Kraftstoff zu verbrauchen.
-
Die ziemlich lange Distanz zwischen den beiden Punkten 321 und 331, kombiniert mit der Tatsache, dass das Verkehrsschild mit der Geschwindigkeitsbegrenzung von 50 km/h vom Punkt 321 nicht einsehbar ist und das der Punkt 321 vor einer kleinen Steigung liegt, ergibt einen sehr widernatürlichen Zeitpunkt und somit Ort – an, um den Fuß vom Gaspedal zu nehmen. Mittels dem Überwachungsgerät wird der Fahrer darauf aufmerksam gemacht, so dass er die gesamte kinetische Energie zum Fahren nutzen kann.
-
Bezugszeichenliste
-
- 101
- Gerät
- 103
- Rechercheeinheit
- 105
- GPS-Anschluss
- 107
- Fahrzeugdatenanschluss
- 109
- Lautsprecher
- 111
- LED
- 201
- LKW
- 203
- Empfangsantenne
- 205
- Sendeantenne zzgl. GPS und C2C
- 207
- Ampel
- 209
- Kamera
- 211
- Fahrtrichtung
- 221
- erster Streckenteil (Ebene)
- 223
- zweiter Streckenteil (Gefälle)
- 225
- dritter Streckenteil (Ebene)
- 231
- letzter stehende PKW in einem Stau
- 233
- stehender PKW
