CN101490719A - 用于确定燃料消耗行为的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于至少针对车辆行驶距离的第一路段确定所述车辆的驾驶员的燃料消耗行为的装置，其中所述第一路段包括至少一个下坡。该装置包括：－用于确定所述车辆是否处于所述路段中的模块，－当所述车辆在所述路段中时，用于不断地或以特定或预定间隔确定所述车辆驾驶员是否采取第一措施的模块，其中所述第一措施包括正马达转矩输出的措施，－用于确定在所述路段期间所述第一措施的度量的模块，以及－用于从预定标准开始基于所述度量确定表示燃料消耗行为的参数值的模块。

Description

用于确定燃料消耗行为的装置

技术领域

本发明涉及用于确定车辆驾驶员的燃料消耗行为的系统，具体而言涉及一种根据权利要求1的前续部分所述的评估车辆驾驶员燃料消耗行为的装置。

背景技术

在驾驶诸如卡车、公共汽车等重型车辆时，车辆的经济性能对用车辆所做的业务的收益性的效应随时间而越来越大。除了车辆的获取成本之外，车辆的最大支出项目由燃料成本和服务成本构成。这些成本常常是相互关联的，即，频繁使用的车辆既消耗更多燃料，也会受到更大的磨损，结果带来服务成本的增加。尽管如此，在其业务中使用重型车辆的企业存在的问题是难以确定车用燃料消耗和磨损的例如多大部分是因为驾驶不谨慎，多大量是因为不利的交通环境，例如极为颠簸的地面和/或交通繁忙的市区环境造成的。

结果，需要一种确定驾驶员以节省燃料方式驾驶车辆的能力的系统。

在国际专利申请WO00/07150中披露了一种系统和方法，其为驾驶员展示如何以高效的方式驾驶车辆。例如，可以测量制动力或加速度和减速度以评估驾驶员是否在以合宜的方式驾驶车辆。该系统包括诸如摆锤(pendulum)之类的模块，来确定车辆是否向前行驶，车辆是否行驶在上坡、下坡或水平地面上，以及车辆是否在加速、减速或以恒定速度行驶。可以组合该信息，根据若干先前定义的适当驾驶方式为驾驶员提供建议和指导。尽管所公开的系统试图为驾驶员披露一种可以以有效方式驾驶车辆的方式，但该系统包括如何进行该评估方面的缺点，因此，需要一种改进的流程来从燃料消耗方面评估驾驶员的行为。

发明内容

本发明的目的是提供一种在交通环境中确定车辆驾驶员的燃料消耗行为的装置，该装置解决了以上问题。根据本发明的这一和其他目的是由根据权利要求1所述的装置实现的。

根据本发明，提供了一种用于至少针对车辆行驶距离的第一路段确定所述车辆的驾驶员的燃料消耗行为的装置，其中所述路段由至少一个下坡构成。该装置包括：用于确定所述车辆是否处于所述第一路段中的模块，当所述车辆在所述路段中时，用于不断地或以特定或预定间隔确定所述车辆驾驶员是否采取第一措施的模块，其中所述第一措施由正马达转矩(positive motor torque)输出的措施构成，用于确定在所述路段期间所述第一措施的度量的模块，以及用于从预定标准开始基于所述度量确定表示燃料消耗行为的参数值的模块。

这样的优点是每次在下坡驾驶车辆时，就可以对驾驶员的行为进行确定，即，能够以正确的方式评估驾驶员在下坡期间以经济方式驾驶车辆的能力。

用于确定车辆是否处于下坡的所述装置可以包括通过确定车辆的行驶阻力来执行所述确定的模块。这样的优点是下坡的坡度(斜率)连同车辆的重量可能会对所述燃料消耗行为的确定产生影响，即，行为受到车辆是否负载很重或未装货影响。替代地或额外地，用于确定车辆是否处于下坡的所述模块包括下组中的至少一项：倾斜计、加速度计、气压计、诸如GPS之类的导航系统。

该装置可以包括确定车辆驾驶员在所述路段期间在第一阶段是否采取所述第一措施以及在所述第一阶段之后的第二阶段中是否采取第二措施(包括车辆制动措施)的模块。这样的优点是可以就这种行为“处罚”首先在下坡请求加速然后在同一下坡制动的车辆驾驶员。此外，可以使用采取所述相应措施的时间的表示和/或由所述相应措施产生的能量的量的表示，其可以用来给出燃料消耗行为的精确确定。

该装置可以包括，如果接近或紧接着所述第一路段的第二路段由上坡构成，也将此情况考虑到消耗行为的确定中的模块。例如，如果下坡之后接着是上坡，就可以将下坡末端处的正马达转矩输出评估为“正”，因为这有助于以经济的方式帮助车辆登上接下来的上坡。

在本发明的备选实施例中，该装置包括：用于确定上坡是否变为下坡的模块，在所述上坡和下坡期间不断地或以特定或预定间隔确定车辆驾驶员是否采取所述第一措施的模块，用于确定在所述上坡期间所述第一措施的第一度量以及在所述下坡期间所述第一措施的第二度量的模块，以及用于从预定标准开始基于所述度量确定表示燃料消耗行为的参数值的模块。

这样的优点是可以比较分别在所述第二和第一路段构成的坡峰前后的马达转矩输出，以评价驾驶员利用即将来到的下坡来使车辆加速的能力。

该装置可以包括用于向设置于所述车辆内的显示模块传送表示驾驶员的燃料消耗行为的所述参数值的模块。这样的优点是驾驶员可以立即接收到关于他/她的行为的反馈。

该装置可以包括用于存储针对多个下坡的所述确定的预计能力的模块。这样的优点是，例如，可以确定在一定距离或时间期间内驾驶员的平均行为。可以将表示驾驶员的燃料消耗行为的所述参数值传送到位于远处的监视中心。这样的优点是车队主人可以集中地评价多位车辆驾驶员。

该装置还可以包括：用于在至少一部分期间不断地或以特定间隔确定表示所述车辆的行驶阻力和所述车辆的瞬时燃料消耗的参数值的模块，以及用于从预定标准开始基于表示行驶阻力和燃料消耗的所述确定的参数值确定燃料消耗行为的模块。这样的优点是通过将当前的燃料消耗与行驶阻力相关联，可以将驾驶员的能力度量与其他驾驶员的对应度量进行比较，并提供准确对比结果，而无关于一个驾驶员驾驶的是重负载车辆而另一驾驶员驾驶的是空载的车辆的情况。

本发明还涉及一种车辆。

附图说明

图1示意性示出了可以有利地利用本发明的车辆控制系统。

图2a-b示出了根据本发明的示范性装置。

图3示出了根据本发明的确定燃料消耗行为的示范性方法。

图4示出了根据本发明的确定燃料消耗行为的另一示范性方法。

图5示出了根据本发明的确定燃料消耗行为的又一示范性方法。

图6示出了根据本发明的另一示范性装置。

图7a-b示出了根据本发明确定燃料消耗行为的又一示范性流程。

图8示出了根据本发明的又一示范性装置。

具体实施方式

在该说明书中，车辆内部传感器一词表示这样的传感器，其仅从车辆的相对运动(即从一个时刻到另一时刻的运动变化)获取数据，其不使用来自外部系统，诸如定位系统或地图数据库的信息。例如，这种车辆内部传感器可以由横向加速度传感器构成，即，利用该传感器提供的信号可以确定车速在横向上的变化率，例如用于确定车辆是否因为驾驶员执行不谨慎策略而承受倾覆的风险。此外，该传感器可以包括轮速传感器，即利用其提供的信号可以确定车轮旋转速度和行驶距离的传感器；转向角传感器，利用其提供的信号可以确定转向轮相对于车辆纵轴的角度；以及用于提供可用于计算出转向速率(即车辆转向有多快)的信号的传感器模块。

在本说明书中，马达转矩输出(take off)的概念表示作用于车辆使其前行的车辆马达推进力。正马达转矩输出的意思是借助于燃料供给和适当档位，马达产生驱使车辆沿车辆运动方向的正向运动的力。相反，负马达转矩输出表示在适当档位对马达制动，尽量降低车辆在运动方向上的速度。

图1中示意性示出了可以利用本发明的车辆100的控制系统。车辆100包括带转向轮102、103的前轴101、带驱动轮105-108的后驱动轴104以及带车轮110、111的后均压轴109。此外，车辆100包含连接到变速箱112的引擎113，其利用来自变速箱的输出轴114驱动驱动轴104。

变速箱112和马达113分别受到控制单元115、116的控制，控制单元受到主控制单元117的控制。引擎管理系统(EMS)116控制着车辆的马达功能，例如，其可以由燃料喷射机构和马达制动器构成。控制是基于很多输入信号的，输入信号可以包括来自(未示出的)节流控制(例如加速器踏板的位置)、速度传感器和制动器管理系统的信号。变速箱管理系统(GMS)115控制着齿轮的功能，其中，在使用自动变速箱时，可以基于来自速度传感器的输入信号控制来档位变换，在手动档位变换中，可以由来自选档器(变速杆)的输入信号控制变换。

此外，车辆含有带制动器控制单元120的制动器管理系统(BMS)，制动器控制单元120控制车辆的制动功能，例如自动计算负载，使得无论负载为多少，给定的踏板位置始终产生相同的制动效应。制动器控制单元控制车辆的各种制动系统，例如减速器和其他辅助制动系统、排气制动器和脚踏制动器，并向散布于底盘上的系统模块(未示出)发送控制信号，在系统模块处使用电控制信号来例如调节制动压力。

图1所示类别的车辆除以上部分之外通常还包括若干额外的控制单元，例如，参见WO01/86459A1。因此，上述控制单元仅构成车辆中可能有什么的范例。本领域的技术人员将要理解，当然可以将两个或更多的上述控制单元集成到一个单一的控制单元中。

在图1所示类别的车辆中，非常希望驾驶员在驾驶车辆时尽可能有预见性，以避免不必要的制动动作和加速，例如，因为与前车保持的距离太短，或在坡峰或随后的下坡开始时驾驶员请求加速，然后在下坡中立即进行程度不同的制动。从磨损的角度以及从燃料消耗的角度来看，如果驾驶员尽可能利用车辆中储存的能量而不使用不必要的制动来消耗能量，效果会好很多。不过，驾驶员在不同情况下对车辆的理想管理会变化很大，当前，在完成行程之后很难知道驾驶员的行为好还是差。如果车辆在某段距离期间的消耗非常低，通常可以很确定地认为这是驾驶员行为良好，且车辆是以经济方式驾驶的。然而，如果消耗很高，就难以确定高消耗是由于不经济的和/或冒进的驾驶方式导致的还是由于在市区交通条件或不平坦地面上驾驶高负载车辆从而导致燃料消耗很高但驾驶方式非常经济所导致的。

本发明提供了从燃料消耗角度评价车辆驾驶员行为的装置，其中，无论车辆行驶于什么环境中，且无论车辆是载重很大或空载，都可以用精确的方式评估驾驶员以经济方式驾驶车辆的能力。因此，本发明使车主能够评估是否以令人满意的，即经济的方式驾驶车辆，还可以用公平的方式比较不同车辆的不同驾驶员。参考图2a-b更细致地解释本发明的第一实施例，其中在图2a中，根据本发明的第一实施例，为图1中的车辆提供了装置200。

图2b中更详细地示出了装置200，其包括模块210，其接收表示马达转矩、马达摩擦、总传动比(gear ratio)、驱动轮半径、加速度和车辆质量的信号，在适当时候将这些信号转换成适于装置200中设置的数据处理单元211的格式。所述装置210例如可以由用于根据上述的每种期望信号的相应连接点构成，其中不同的信号可以具有不同的接口。这些信号可以直接源于相应的信号发射传感器，或者，源于例如任何上述控制单元。因此，该装置可以包括诸如A/D转换器或接收机之类的模块，用于以无线方式接收被发送的传感器信号，将这些不同格式的信号转换成适于所述数据处理单元211的公共格式。或者，所述装置210可以由数据总线连接构成，数据总线连接利用数据总线接收例如数据总线格式CAN(控制器区域网络)、TTCAN或FlexRay中任一种格式的传感器信号，其中，可以将传感器信号转换成公共的数据传输格式。可以从传感器装置直接提供期望数据总线格式的传感器信号，或从适当的控制单元提供传感器信号。例如，上述引擎管理单元和变速箱管理单元可以提供所述信号的至少一部分。当所述数据处理单元211已经接收到传感器信号时，处理单元可以根据下文所述的方式执行根据本发明的计算。数据处理单元211例如可以由处理器构成，利用操作指令，例如计算机程序来控制处理器，该计算机程序是利用适当的程序设计语言产生的且被存储在存储装置中，所述存储装置内置于处理器中或连接到处理器。所述存储装置例如可以由如下组中的一个或多个构成：ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦除PROM)、闪速存储器、EEPROM(电可擦除PROM)。该装置200可以由具有集成存储器和用于上述类型数据总线的集成总线接口的数据处理单元构成，因此可以以非常紧凑的方式制作。装置200还包括输出装置212，其向例如设置于驾驶室中的显示器或诸如扬声器的声音再现系统输出经处理的数据，以便持续为驾驶员提供对其耗油方面行为的反馈。

知道了当前车辆的马达转矩、马达摩擦、总传动比、驱动轮半径、加速度和车辆质量(数据处理单元211可以利用根据上述方式提供的信号计算这些参数，或者，直接例如从适当的控制单元获得参数值)，数据处理单元211就能够计算作用于车辆的外力滚动阻力、空气阻力和重力结果的总和。在以下的描述和权利要求中将该总和称为行驶阻力。利用已知的滚动阻力和空气阻力的模型(例如可以用表格或算式的形式将其存储在连接到数据处理单元的存储器中)，可以从计算得到的行驶阻力估算出重力对行驶阻力的贡献，即可以描述道路的斜率，由此可以在每个时间点确定车道相对于水平面的实际倾斜度。知道了车辆速度、马达转矩输出、车辆构造和其他环境数据(通常也可以在车辆的数据总线上访问这些数据)，就可以计算车辆的重量供上述用途。通过研究倾斜度(斜率)的历史变化，道路的不平整度也可以得到确定并分成不同斜率的路段。可以利用距离或时间作为测量依据来执行该操作以评估不平整度，其中可以利用车速、或驱动轮半径与旋转传感器组合来容易地计算出距离。因此，可以将装置200用于获得车辆所行道路斜率的良好表达。在下文所述本发明示范性实施例的至少一部分中，可以使用除行驶阻力之外的其他方式来计算车辆地面的斜率，例如，可以使用倾斜计、加速度计、气压计或诸如GPS之类的导航系统。

在瑞典专利申请0600370-1“Metod 

 

 av lutningen 

en 

”(英文为：Method for estimating the inclination of a road)中给出了如何确定倾斜度的另一范例，其申请日为2006年2月20日，其描述了一种用于估算车辆所行地面倾斜度的装置。该装置包括根据来自至少两个源的参数值产生倾斜度的加权估计值的装置，其中该装置包括用于确定所述参数值对倾斜度的所述加权估计值的相应影响的模块。设置所述加权过程使其受到参数值可靠性变化的控制。可以利用诸如卡尔曼滤波器或扩展卡尔曼滤波器之类的统计滤波器执行加权估计。

利用根据以上和/或另一种倾斜度估计确定的行驶阻力，可以定义对驾驶员以节省燃料方式驾驶车辆的能力的不同度量标准，下文阐述了一些范例。

在图3中绘示了根据本发明的第一方法，用于确定在下坡中当马达转矩输出为正时的时间或距离部分，通常将其与道路倾斜度和车辆质量相关联，目的是为了奖励在下坡中释放加速器踏板的驾驶员。由图3中的方法例示出该过程，其中数据处理单元211在步骤301中确定行驶阻力是否为负，即，车辆是否处在下坡中。如果确定车辆处于下坡中，该过程进行到步骤302，在该步骤确定车辆是否具有大于参数k的正马达转矩输出，其中，例如可以将k确定为引擎能够提供的最大转矩的百分比。可以将k的值设置为随着倾斜度变化，即，下坡越陡，k越低，因为较陡的倾斜度具有通过将势能转换成动能使车辆加速的更大可能性。如果在步骤302中，确定实际的正马达转矩输出<k，则过程返回到步骤301，否则前进到步骤303。知道了车辆的质量和道路倾斜度(例如根据上述的当前行驶阻力)，可以根据下式计算驾驶员行为有多么负面的评估结果：

U₁＝c·M_motor·F_{drivingresistance}，

其中U₁代表给出行为有多么差的判断，c为常数。U₁的值越高，驾驶员在下坡驾驶车辆的行为越差，即，驾驶员未利用车辆储存的能量转换。通过在车辆处于下坡时以特定间隔、预定间隔或连续执行图3中所示的过程，例如通过测量相对于车辆在下坡所处的总时间输出正马达转矩有多长时间，可以获得所述下坡的总测量值，即，可以将非常短的转矩输出评估为比更长转矩输出显著缓和。或者，以特定或预定间隔重复该过程，由此每次到达图1中最下方的正方形就存储U₁值，结果，登记U₁值的次数与整个下坡期间统计的基准参数相比，代表了出现正马达转矩输出的下坡部分。针对驾驶车辆的每个下坡重复图3中所示的过程，由此可以用所获得的U₁值的平均来评估在车辆行驶期间驾驶员利用下坡而不是马达来加速车辆的技术如何。

在图4中示出了可以设置根据本发明第一实施例的装置来执行的另一种方法，该方法基于图3的方法，除了确定相对于车辆重量和当前倾斜度(行驶阻力)的下坡中的正马达转矩输出之外，还考虑到将来的道路倾斜度，即，紧跟在下坡之后的道路倾斜度，从而不会徒然惩罚这样的驾驶员，即其确实在下坡中请求过加速，但仅仅是因为即将来临的上坡，目的是以经济的方式克服上坡的斜率。图4所示的方法始于步骤401，其中，数据处理单元211确定在最后x秒中的任何时候在下坡中马达转矩输出是否为正，即，是否在最后x秒中的任何时候都曾注册过根据图3所示的U₁值。如果是这种情况，该过程前进到步骤402，确定车辆是否处于上坡中，即行驶阻力是否为正。如果是这种情况，在步骤403中擦除在最后x秒，例如10秒期间存在的可能的U₁值，因为在下坡请求加速的行为可能是由于即将来临的上坡引起的。通过这种方式，避免了不顾驾驶员表现的提前规划的良好能力而对被评价驾驶员不正确的“惩罚”。然而，如果在步骤402中确定车辆不是处于上坡中，就不为驾驶员擦除负的U₁值。

如上所述，除了确定是否在下坡中进行过正马达转矩输出之外，根据本发明第一实施例的装置还可以，或者作为图4所示流程的替代，确定在下坡中较早考虑到车辆重量和车道倾斜度进行正马达转矩输出之后随即利用制动系统制动的下坡中的时间或距离部分。通过这种方式，如果驾驶员避免了在较早曾进行加速的下坡中稍后再制动，则减少了驾驶员在下坡中加速时表现的消极行为。相反，与图3中所示的方法相比，如果在同一下坡中车辆既被加速又受到制动作用，则可以加重处罚驾驶员。

如上所述，针对每个开始的下坡有利地进行评估。在图5中示出了执行所述评价的方法。该方法始于步骤501，在该步骤确定车辆是否处于下坡。如果是这样的话，该过程前进到步骤502，确定驾驶员是否进行了加速，即马达转矩是否>k，或者车辆是否受到来自车辆任何制动系统的影响，或者车辆是否在自由滑行。如果车辆未被加速也没有施加制动，该过程返回到步骤501。如果车辆被加速了，该过程前进到步骤503，在此根据T_m＝T_m+1增大变量T_m，此时该过程返回到步骤501，并根据上述内容继续进行该流程。如果在步骤502中确定对车辆进行了制动，该流程进行到步骤504，在此确定在同一下坡中是否较早对车辆进行了加速，即，是否T_m>0。如果不是这种情况，该过程返回到步骤501。然而，如果确定T_m>0，该过程前进到步骤505，在此根据T_b＝T_b+1增大变量T_b，此时该过程返回到步骤501并根据上述内容继续进行。当车辆已经走完下坡且在步骤501中确定车辆不再处于下坡时，在步骤506中计算已通过的下坡的参考值U₂。可以按下式计算U₂：

$U_2=\left|\log \left(\frac{\mathrm{acceleration}\_\mathrm{time}}{\mathrm{braking}\_\mathrm{time}}\right)\right|,$

其中由T_m表示加速时间，由T_b表示制动时间。例如，通过常规间隔(例如每10ms)走完图5所示的流程图，统计的T_m和相应的T_b的值将分别表示在下坡期间车辆受到加速和施加制动的时间。当在步骤506中已经计算出U₂时，将T_m设置为＝T_b＝0。与上述相反，对于技术好的驾驶员假设U₂尽可能高。显然，驾驶员应当在与在下坡中施加制动的同样长时间中避免请求加速，这将导致U₂＝0。结果，在第一次请求加速并随后制动中没有任何错误；条件是制动动作非常短或转矩输出非常短。当加速时间和制动时间的差异大时U₂就高。

结果，该范例使用时间分别来确定施加制动和请求加速到了什么程度。然而，该方法还包括在同一下坡中激活马达转矩的情况之后将驾驶员请求加速的量与驾驶员施加制动的量相关联的其他方式。例如，可以在所供应的(马达)能量被同一下坡的制动能量分割的情况下进行能量分析。或者，可以将驾驶员分别施加制动和请求加速的距离彼此关联。

以上仅就下坡描述了本发明。

在图6中示出了根据本发明第二示范性实施例的装置600。就像图2b中所示的装置那样，装置600包括接收上述信号的装置601以及根据下文所述对所接收的数据进行处理的数据处理单元602。该装置600还包括将处理过的数据输出到例如显示器或声音再现系统的模块603，以向车辆驾驶员提供反馈。

除了确定车辆是否处于下坡之外，该装置600还可以检测倾斜度的特殊情况，例如坡峰和坡谷。通过所估计倾斜度的符号改变来区分这些情况。

在图7a中示出了根据本发明的第二示范性实施例评价车辆驾驶员的示范性流程。通过从路线的垂直曲线轮廓方面研究马达转矩输出的变化，将坡峰的最高点及其直接相关环境相关联，可以将相对于坡的形状将加速器踏板释放到满意程度的驾驶员评价为最高。例如，可以通过检测行驶阻力的符号改变或利用其他方式确定车辆地面的倾斜度来例如检测出坡峰。确切地讲，当车辆抵达坡峰时，行驶阻力会改变符号(从正变到负)。通过连续地、或以特定或预定间隔存储马达转矩请求和行驶阻力，可以评价驾驶员在坡峰释放加速器踏板的能力。图7中的方法始于步骤701，确定车辆是否处于坡峰，即，是否出现了行驶阻力的符号改变。可以设置装置600以一次或多次(例如每10ms)计算行驶阻力。如果确定车辆处于坡峰，该过程前进到步骤702，在此该过程等待预定时间，例如如图所示的5s，由此该过程前进到步骤703，在此针对坡峰之前和之后引擎提供的转矩T_before和T_after以及坡峰之前和之后的行驶阻力F_before和F_after计算或收集参数值。然后，在步骤704中根据下式计算评估参数U₃：

$U_3=-\frac{T_{\mathrm{after}}/T_{\mathrm{before}}}{F_{\mathrm{after}}/F_{\mathrm{before}}}$

希望U₃尽可能低。从该方程可以认识到，驾驶员相应地应当允许坡峰之后的转矩比坡峰之前的转矩小得多，并且如果坡峰之后的行驶阻力比坡峰之前的行驶阻力小得多，即，如果下坡是陡峭的，则要小更大的程度，因为在这种情况下让斜坡来加速车辆是更好的。为了方便起见，使用方程中所示的负号来获得U₃的正值(分母将始终是负的，因为坡峰被定义为行驶阻力的符号改变)。通过取行程期间计算的U₃值的(加权)平均，即针对每个坡峰计算驾驶员充分释放加速器踏板的能力，可以评价驾驶员在坡峰的平均行为(或者，可以通过设置图7a所述的过程，使得仅在坡峰之后的下坡比某一阈值更陡，即，F_after的绝对值超过特定值时计算U₃)。

以上将坡峰表述为行驶阻力(从正到负)改变符号的点。在图7b中示出了在上坡710变为下坡711时定义测量点的另一流程，其能够精细地评价驾驶员的行为。通过确定向上倾角未超过预定值的点α，例如1°或2°，即上坡已开始变平且变得更加水平的点α，以及接下来的下坡的倾角超过特定值的点β，例如1°或2°，即开始变陡峭的点β，可以确定作为这两点之间距离的距离d。通过还确定驾驶员释放加速器踏板的点γ，可以将距离d₁定义为构成从点β到点γ的距离。通过这种方式，可以将d₁/d定义为驾驶员在坡峰释放加速器踏板的能力的度量，其中d1/d的大值表示良好的燃料消耗行为。要认识到，驾驶员可以早在点α之前就释放加速器踏板，于是距离d₁可以比d长，且比值d₁/d从而大于1，这表示非常好的燃料消耗行为。除了将点α和β定义为特定的倾角，取而代之，可以使用行驶阻力。在这种情况下，由行驶阻力降到某值之下的点定义点α，由负行驶阻力的绝对量超过预定值的点定义点β。通过利用行驶阻力而不是仅利用地面倾斜度，可以执行更准确的评估，其中，例如车辆重量，即车辆是否负载可能会影响到评估。

在图8中示出了根据本发明第三示范性实施例的装置800。类似于图2b中所示的装置，装置800包括接收上述信号的模块801以及根据下文所述对所接收的数据进行处理的数据处理单元802。该装置800还包括将处理过的数据输出到例如显示器或声音再现系统的模块803，以向车辆驾驶员提供反馈。

装置800包括用于相对于当前行驶阻力评价当前燃料消耗的模块。通过这种方式，考虑到涉及车辆质量、道路倾斜度、速度、风阻力和滚动阻力时的驾驶困难程度，可以计算出所耗燃料量的正确度量值。

为了能生成对驾驶员如何以节约燃料的方式驾驶车辆的公平度量，且该度量能够与具有不同负载且行驶了其他距离的其他车辆的其他驾驶员获得的对应度量比较，出于确定驾驶员能力的目的，能够将消耗与驾驶员无法影响的因素关联起来是很重要的。这些因素由稍早被描述为行驶阻力，即所有影响车辆的外力之和的因素构成。因此，通过将当前消耗与该行驶阻力相关联，可以生成对驾驶员能力的真实量度，然后可以将其与其他驾驶员的对应度量进行比较，而不用管他们之一是否在高原上驾驶负载很重的车辆，而另一个则是在平地上驾驶空车。可以将这一度量计算为：

$U_4=k\&CenterDot;\frac{B}{F_{\mathrm{drivingresis}\tan \mathrm{ce}}},$

其中k为常数，B为以每单位长度的容量单位表示的当前燃料消耗。然而，这一度量在下坡中会令人误解(由于大的负行驶阻力不应引起消耗的减少)，因此在这些地方不应使用它。然而，这些情形由根据以上的图3的过程处理，因此仅在行驶阻力为正时计算U₄。

通过针对给定的行程计算U₄的平均，可以比较两位不同驾驶员。要认识到，如果需要的话，可以将参考图8所述的功能并入图2b和/或图6所示类别的装置中。

结果，根据本发明，可以针对很多非常重要的情况从消耗角度检测驾驶员的行为。此外，可以生成非常公平的度量，该度量首次实现了例如能够使车队主人以快速而准确的方式比较不同驾驶员的燃料消耗值，尽管这些驾驶员曾驾驶过不同的车辆、不同的负载和不同的距离。

对上述状况的分析将对给定驾驶员以尽可能经济的方式驾驶车辆的意识做出公平的评估并将会促使驾驶员尽可能节约地驾驶车辆。可以在驾驶轮换之后进行所述的计算，作为对驾驶员奖惩的支持，也可以在驾驶期间实时执行计算，以便例如通过提示来指导驾驶员拥有更适宜的行为。例如，在车辆已经通过坡峰时驾驶员可以通过显示器获得提示，所注册的U₃值比事先定义为适宜的值更高。另一个使用领域针对运输业务中所有驾驶员生成U₁、U₂、U₃、U₄中一个或多个的平均值报告，从而分别能够发现哪个驾驶员驾驶最耗燃料，哪个驾驶员驾驶耗燃料最少。

因此，所述的本发明能够以新颖且特有的方式描述在整个行程期间驾驶员驾驶车辆耗油效率如何，并在若干情形下分析驾驶员的行为，特别好地描述了驾驶员以节省燃料的方式驾驶车辆的能力。

在以上说明书中，仅就道路的倾斜度描述了本发明。不过，还可以通过也将其他方面的交通环境考虑进来以进一步细化所述驾驶员的评价。关于交通环境，能够获得对车辆周围环境的非常精确的表达。在与本申请平行且申请日相同的题为“Classification Device”的瑞典专利申请0601176-1中，描述了一种方案，用于在行驶期间确定车辆行驶路线的距离(其被分成段)的类型。所述的方案能够以非常准确的方式确定多个连续或相邻路段的类型，例如右转弯、左转弯、直道、上坡、下坡，并且，尤其是结合时间和/或速度数据，对距离进行准确的分类。例如，分类可以由空转驱动(idle driving)、动力输出(PTO)、编组、排队、市区中心、城市地区、颠簸和/或直线或弯曲道路、直平或颠簸道路构成。

上述根据本发明的示范性装置可以包括从根据所述专利申请的装置接收环境分类的装置。或者，根据本发明的装置可以包括用于进行所述交通环境分类的模块。利用通过这种方式非常准确地描述交通环境(车辆环境)，也可以考虑到是否在例如市区交通环境下驾驶车辆，启动和停止很多次，因此而具有更高的消耗。因此，这样的效果是能够实现对驾驶员行为的非常准确的分析。

根据上述内容，可以使用本发明为驾驶员提供实时反馈，除了如上所述给出提示外，还可以为车辆配备显示器，显示器一直显示上述U值或所有U值的组合度量，例如0和100之间的百分比，其中例如，85％和更高的结果表示非常省油的驾驶方式。结果，驾驶员就能够以安全且经济的驾驶方式与他/她自己或其他人“竞赛”。

还可以将本发明与其他用于评价车辆驾驶员的系统组合。

在与本申请平行且申请日相同的题为“Anordning 

”(英文为：Device for Brake Wear Assessment)的瑞典专利申请0601173-8中，描述了一种用于评估车辆驾驶员使用车辆制动器的能力的方案。可以有利地结合所述方案使用本发明。

此外，在与本申请平行且申请日相同的题为“Anordning 

 av 

”(英文为：Device for Determiningan anticipation ability)的瑞典专利申请0601175-3中描述了另一种用于驾驶员评价的系统，可以有利地接合其使用本发明。本专利申请公开了一种通过测量使用车辆加速器和制动器控制的方式来评价车辆驾驶员的预见能力的装置。

通过组合用于评价车辆驾驶员的多个不同流程，在接合到一起时，能够执行对车辆驾驶员的非常准确的确定。

要认识到，可以将车辆设置成经由例如移动通信系统不断地、或以一定间隔向监测中心发送数据，例如最后5分钟的度量值，由此可以在检测中心，而不是在车辆中进行以上评价。

Claims (42)

1、一种用于至少针对车辆行驶距离的第一路段确定所述车辆的驾驶员的燃料消耗行为的装置，其中，所述第一路段包括下坡，其特征在于所述装置包括：

-用于确定所述车辆是否处于所述路段中的模块，

-当所述车辆在所述路段中时，用于连续地或以特定或预定间隔确定所述车辆驾驶员是否采取第一措施的模块，其中所述第一措施包括正马达转矩输出的措施，

-用于确定在所述路段期间的所述第一措施的度量的模块，以及

-用于基于所述度量确定表示燃料消耗行为的参数值的模块。

2、根据权利要求1所述的装置，其中，所述度量包括相对于通过所述路段的总时间采取所述第一措施的时间的表示和/或所述第一措施所产生的能量的量的表示。

3、根据权利要求1或2所述的装置，其中，预定标准包括下组中的一项或多项：相对于通过所述路段的总时间采取所述相应一个或多个措施的时间的表示、和/或所述相应一个或多个措施产生的能量的量的表示、所述车辆的质量、倾斜的坡度、行驶阻力。

4、根据权利要求1-3的任一项所述的装置，其中，用于确定所述车辆是否处于下坡中的所述模块包括利用对所述车辆的行驶阻力的确定来执行所述车辆是否处于下坡中的所述确定的模块，其中，所述装置包括用于接收代表所述车辆的所述行驶阻力的至少一个参数值、或可以用于确定所述行驶阻力的来自至少一个车辆内部传感器的至少一个参数值的模块。

5、根据权利要求1-3的任一项所述的装置，其中，用于确定所述车辆是否处于下坡中的所述模块包括下组中的任意项：倾斜计、加速度计、气压计、诸如GPS之类的导航系统。

6、根据权利要求1-5的任一项所述的装置，其中，所述装置还包括用于如果在所述路段中所述驾驶员曾采取过所述第一措施、就连续地或以特定或预定间隔确定所述车辆驾驶员是否采取第二措施的模块，其中所述第二措施为车辆制动措施，

-用于确定在所述路段期间的所述第二措施的度量的模块，以及

-用于在所述驾驶员采取所述第二措施时确定表示在所述第二措施的大小超过预定阈值时的燃料消耗行为的参数值的模块。

7、根据权利要求6所述的装置，其中，所述度量包括相对于通过所述路段的总时间采取所述第二措施的时间的表示和/或所述第二措施所产生的能量的量的表示。

8、根据权利要求1-7的任一项所述的装置，其中，所述装置还包括，用于如果靠近或紧接着所述第一路段的第二路段包括上坡且在所述第一路段的预定部分期间采取过所述第一措施、则擦除表示在所述预定部分期间产生的燃料消耗行为的参数值的模块。

9、根据权利要求8所述的装置，其中，所述预定部分包括最后x秒。

10、根据权利要求8或9所述的装置，其中，所述预定标准包括所述第二段的参数，例如所述路段的长度和/或所述路段的坡度。

11、根据前述权利要求的任一项所述的装置，其中，通过下组中的至少一项分别采取所述第一和第二措施：加速器踏板、加速器控制、制动器踏板、制动器控制、巡航控制、减速器、恒速制动器。

12、根据前述权利要求的任一项所述的装置，其中，所述装置还包括用于将车辆行驶道路的距离分成路段的模块，

-用于确定路段开始的模块，

-用于确定运动参考方向的模块，

-用于在所述路段期间接收至少一个方向参数值的模块，所述方向参数值包括所述车辆的运动方向的表示、或者利用所述方向参数值可以确定所述车辆的运动方向的表示，

-用于确定所述车辆已经到达所述路段末端的模块，

-用于根据所述接收到的方向参数值确定开始于预定标准的路段的类型的模块，以及

-用于通过一个或多个连续路段或彼此相邻的路段来确定所述车辆的环境的模块。

13、根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述参数值是由车辆内部传感器产生的。

14、根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述路段类型包括下组中的任意项：右转弯、左转弯、右弯道、左弯道、直道、迂回道路、坡峰、坡谷。

15、根据前述权利要求的任一项所述的装置，其中，所述装置包括用于一起存储表示所述燃料消耗行为的所述参数值和所述车辆环境的表示的模块。

16、根据权利要求15所述的装置，其中，所述装置包括用于存储燃料消耗行为的多个连续确定的所述数据的模块。

17、根据前述权利要求的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括用于向设置于所述车辆内的显示模块和/或声音再现模块传送表示燃料消耗行为的所述参数值的模块。

18、根据前述权利要求的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括用于向位于远方的监视中心传送表示燃料消耗行为的所述参数值的模块。

19、根据前述权利要求的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括用于接收表示马达转矩、马达摩擦、总传动比、驱动轮半径、加速度和车辆质量的信号的模块。

20、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，根据预定标准开始表示燃料消耗行为的参数值的所述确定过程。

21、一种用于针对车辆行驶距离的至少一个分段确定所述车辆的驾驶员的燃料消耗行为的装置，其中，所述分段包括至少一个上坡接下坡，其特征在于所述装置包括：

-至少在所述上坡和所述下坡的一部分期间用于连续地或以特定或预定间隔确定所述车辆驾驶员是否采取第一措施的模块，其中所述第一措施包括正马达转矩输出的措施，

-用于确定在所述上坡期间的所述第一措施的第一度量以及在所述下坡期间的所述第一措施的第二度量的模块，以及

-用于基于所述确定的度量确定表示所述分段的燃料消耗行为的参数值的模块。

22、根据权利要求21所述的装置，其中，用于燃料消耗行为的所述确定的所述预定标准包括对所述第一度量和所述第二度量进行比较。

23、根据权利要求21或22所述的装置，其中，所述第一度量包括计算的所述上坡的至少一部分期间的马达转矩输出瞬时值或平均时间值的表示，且所述第二度量包括计算的所述下坡的至少一部分期间的马达转矩输出的瞬时值或平均时间值的表示。

24、根据权利要求21-23的任一项所述的装置，其中，所述装置还包括在所述燃料消耗行为的所述确定时将所述上坡期间的所述车辆的行驶阻力与所述下坡期间的所述车辆的行驶阻力进行比较的模块。

25、根据权利要求21-24的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括用于向设置于所述车辆内的显示模块和/或声音再现模块传送表示燃料消耗行为的所述参数值的模块。

26、根据权利要求21-25的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括用于向位于远方的监视中心传送表示燃料消耗行为的所述参数值的模块。

27、根据权利要求21所述的装置，其特征在于，根据预定标准开始表示燃料消耗行为的参数值的所述确定过程。

28、一种用于针对车辆行驶距离的至少一个分段确定所述车辆的驾驶员的燃料消耗行为的装置，其中，所述分段包括至少一个上坡接下坡，其特征在于所述装置包括：

-用于确定表示所述上坡末端的参数值的模块，

-用于确定表示所述接下来的下坡开始的参数值的模块，

-用于在所述分段期间确定表示所述车辆驾驶员采取的措施的参数的参数值的模块，其中所述措施包括减小正马达转矩输出的措施，

-用于基于所述确定的参数值确定表示所述分段的燃料消耗行为的消耗参数值的模块。

29、根据权利要求28所述的装置，其特征在于，表示所述上坡末端的参数值的所述确定过程包括确定所述上坡的倾斜度降到预定角度以下或所述车辆的行驶阻力降到预定值以下的点α。

30、根据权利要求28或29所述的装置，其特征在于，表示所述下坡开始的参数值的所述确定过程包括确定所述下坡的倾斜度超过预定角度或所述车辆的行驶阻力的绝对值的和超过预定值的点β。

31、根据权利要求28-30的任一项所述的装置，其特征在于，表示减少正马达转矩的所述措施的所述参数值包括执行减小正马达转矩输出的所述措施的点γ的确定。

32、根据权利要求28-31的任一项所述的装置，其特征在于，连续地或以特定或预定间隔执行对所述车辆驾驶员是否采取所述第一措施的所述确定。

33、根据权利要求28-32的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括用于存储所述确定的参数值的模块。

34、根据权利要求28-33的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括用于向设置于所述车辆内的显示模块和/或声音再现模块传送表示燃料消耗行为的所述参数值的模块。

35、根据权利要求28-34的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括用于向位于远方的监视中心传送表示燃料消耗行为的所述参数值的模块。

36、根据权利要求28所述的装置，其特征在于，根据预定标准开始表示燃料消耗行为的参数值的所述确定过程。

37、一种用于针对车辆行驶距离的至少一部分确定所述车辆的驾驶员的燃料消耗行为的装置，其特征在于所述装置包括：

-用于在所述部分期间连续地或以特定间隔确定表示所述车辆的行驶阻力和所述车辆的瞬时燃料消耗的参数值的模块，以及

-用于基于所述确定的表示行驶阻力和燃料消耗的参数值确定燃料消耗行为的模块。

38、根据权利要求37所述的装置，其特征在于，根据预定标准开始表示燃料消耗行为的参数值的所述确定过程。

39、根据权利要求37或38所述的装置，其特征在于，所述装置还包括用于存储所述确定的参数值的模块。

40、根据权利要求37-39的任一项所述的装置，其特征在于，一个或多个所述模块至少部分地包括计算机程序，其中，所述装置至少部分地包括计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机可读介质和计算机程序，其中所述计算机程序包含在所述计算机可读介质中。

41、根据权利要求40所述的装置，其特征在于，所述计算机可读介质包括下组中的一项或多项：ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦除PROM)、闪速存储器、EEPROM(电可擦除PROM)。

42、一种车辆，其特征在于包括根据权利要求1-41的任一项所述的装置。

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