DE102007054738A1

DE102007054738A1 - Kraftfahrzeugenergiesparassistenzsystem

Info

Publication number: DE102007054738A1
Application number: DE102007054738A
Authority: DE
Inventors: Christian Meise; Helmut Fennel
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2007-11-16
Filing date: 2007-11-16
Publication date: 2009-05-20
Also published as: JP2011506158A; EP2209687A1; WO2009063036A1; US20110022262A1

Abstract

Kraftfahrzeugenergiesparassistenzsystem, welches den Fahrer beim Einsparen von Energie oder zur Emissionsoptimierung unterstützt, mit einer im Fahrzeug fest installierten elektronischen Einrichtung oder einem mobilen Computer, beinhaltend einen Energiesparalgorithmus, welche/welcher mit mehreren über mindestens einen Datenbus kommunizierenden elektronischen Fahrzeugsteuergeräten Daten über einen weiteren Datenkanal austauscht, wobei die Fahrzeugsteuergeräte spezifische Fahrerassistenz- oder Fahrzeugfunktionen durchführen und wobei der weitere Datenkanal eine Verbindung zwischen der Einrichtung oder dem mobilen Computer und dem oder den Fahrzeugsteuergeräten bereitstellt, welche zumindest eine unidirektionale, insbesondere drahtlose oder induktive oder kapazitive Datenübertragung erlaubt, und mit mindestens einer Fahreranzeigeeinrichtung, die vom Energiesparalgorithmus angesteuert wird, wobei der Energiesparalgorithmus zum Ermitteln der Energiesparmaßnahme/n den aktuellen Zustand des Fahrzeugs und dessen voraussichtlichen zukünftigen Zustand bestimmt. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug, das mit einer Schnittstelle ausgerüstet ist, welche einen Zugriff auf das fahrzeuginterne Bussystem bereitstellt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugenergiesparassistenzsystem gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, einem Fahrzeugführer Hinweise anzuzeigen, welche dem Fahrer Hilfen für eine ökonomische Fahrweise geben, zum Beispiel wieviel Gas er geben muss oder welcher Gang eingelegt werden sollte. Auch sind Einrichtungen zum Anzeigen des Momentankraftstoffverbrauchs bzw. sogenannte "Economy"-Anzeigen recht verbreitet.
Die DE 199 01 532 A1 beschreibt ein Verfahren zur Diagnose der Ursachen eines erhöhten Kraftstoffverbrauchs. Hierzu wird die tatsächliche Fahrleistung mit der theoretischen Fahrleistung verglichen. Wenn sich eine Differenz dieser Größen zeigt, kann dies vom technischen Zustand des Fahrzeug und dem Fahrverhalten des Fahrers sowie äußeren Einflüssen (Luftwiderstand, Abrollwiderstand, Streckenprofil) herrühren. Das beschriebene Verfahren verfolgt dabei im wesentlichen das Ziel, einen Fahrzeugdefekt zu erkennen. Eine Beeinflussung des Fahrzeugs oder Verhaltens des Fahrers erfolgt dabei nicht.
Aus der EP 0 906 845 ist eine Vorrichtung bekannt, mit der in einem Kraftfahrzeug ein vom Fahrerfuß spürbarer Druck punkt für das Gaspedal in Abhängigkeit des Fahrzustands festgelegt wird. Der Fahrer kann dann entscheiden, ob er den vorgegebenen Druckpunkt übertritt ("Kick Down"-Funktion).
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, den Energieverbrauch von Kraftfahrzeugen mit einer den Fahrer unterstützenden Einrichtung über einen gesamtheitlichen Ansatz zu senken und/oder dessen Emission (Gase, Geräusche) zu optimieren.
Diese Aufgabe wird gelöst durch das Kraftfahrzeugenergiesparassistenzsystem gemäß Anspruch 1 sowie das Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 8.
Das Kraftfahrzeugenergiesparassistenzsystem gemäß der Erfindung unterstützt den Fahrer beim Einsparen von Energie bzw. unterstützt diesen zur Optimierung der Emissionswerte des Fahrzeugs (zum Beispiel Abgase aber auch Schall).
Hierzu beinhaltet eine im Fahrzeug fest installierte elektronische Einrichtung oder ein mobiler Computer einen Energiesparalgorithmus, welche/welcher mit mehreren über mindestens einen Datenbus kommunizierenden elektronischen Fahrzeugsteuergeräten Daten über einen weiteren Datenkanal austauscht.
Üblicherweise führen die Fahrzeugsteuergeräte spezifische Fahrerassistenz- oder Fahrzeugfunktionen (z. B. ESP- und ABS-Bremsenregelung) durch. Der weitere Datenkanal stellt eine Verbindung zwischen der Einrichtung oder dem mobilen Computer und dem oder den Fahrzeugsteuergeräten bereit.
Die Übertragung über den weiteren Datenkanal erfolgt über eine zumindest unidirektionale, Datenverbindung, welche insbesondere drahtlos oder nicht drahtlos, wie zum Beispiel über eine induktive oder kapazitive Anbindung erfolgt.
Die im Fahrzeug angeordneten Fahrzeugsteuergeräte kommunizieren bevorzugt über einen CAN-Datenbus und/oder einen FlexRay(R)-Datenbus miteinander.
Zur etwaigen Beeinflussung des Fahrzeugs wird mindestens eine Fahreranzeigeeinrichtung vom Energiesparalgorithmus angesteuert, wobei der Energiesparalgorithmus zum Ermitteln der Energiesparmaßnahme/n den aktuellen Zustand des Fahrzeugs und dessen voraussichtlichen zukünftigen Zustand bestimmt.
Das System kann bevorzugt als aktive oder passive Variante betrieben oder ausgelegt werden. In der passiven Variante schlägt das System dem Fahrzeugführer lediglich bestimmte Maßnahmen für energieoptimiertes, umweltschonendes Fahren oder zur Emissionsoptimierung vor. In der aktiven Variante werden auch Eingriffe in das Fahrzeug vorgenommen, die entweder die Fahrt des Fahrzeugs und/oder dessen Bedienelemente (z. B. Gaspedal, Bremspedal, Kupplung, Lenkrad, Schaltung) beeinflussen. Besonders bevorzugt ist das System so ausgelegt, dass die aktive Variante mit der passiven Variante kombiniert ist. Eine vorteilhafte Einsatzmöglichkeit der aktiven Variante ist besonders bei der festinstallierten Variante des erfindungsgemäßen Energieparsystems gegeben, da eine Integration in das Fahrzeugkommunikationsnetz besonders einfach erfolgen kann.
Wie bereits weiter oben beschrieben, umfasst das Kraftfahr zeugenergiesparassistenzsystem gemäß der Erfindung eine im Fahrzeug fest installierte elektronische Einrichtung oder einen mobilen Computer beinhaltend einen Energiesparalgorithmus. Die Einrichtung oder der mobile Computer, welcher bevorzugt als PDA oder Mobiltelefon ausgeführt ist, kommuniziert vorzugsweise über einen zusätzlichen Datenkanal oder Datenbus (zum Beispiel eine Draht oder Funkverbindung) mit dem oder den elektronischen Fahrzeugsteuergeräten. Die Einrichtung kann entweder zweckmäßigerweise fest installiert in einem elektronischen Fahrzeugsteuergerät (z. B. Bordcomputer, Gateway, Navi, MMI, etc.) integriert oder als zusätzliches Steuergerät fest im Fahrzeug installiert oder fahrzeugunabhängig, also in einem mobilen Computer angeordnet (z. B. PDA, Navi, etc.) sein. Denkbar sind auch entsprechende Gerätekombinationen.
Die Auswertung und Verarbeitung der für den Energiesparalgorithmus relevanten Fahrzeugdaten, die über den vorstehend erwähnten Datenbus ausgetauscht werden können, erfolgt durch den Energiesparalgorithmus. Dieser kann neben dem Auslesen der relevanten Fahrzeugdaten vorzugsweise auch Steuerbefehle über den weiteren Datenkanal an das Fahrzeug senden. Der Energiesparalgorithmus kann auf diese Weise auf eine Vielzahl von Fahrzeugdaten zugreifen, die in Echtzeit auf dem Datenbus zur Verfügung stehen. Bevorzugt bestimmt der Energiesparalgorithmus aus den Fahrzeugdaten, in welchem Fahrzustand (Arbeitspunkt) sich das Fahrzeug zur Zeit befindet und berechnet insbesondere außerdem den zukünftigen Fahrzustand unter Einbeziehung von weiteren Fahrzeugdaten. Dabei werden besonders bevorzugt auch Positions- und/oder Karteninformationen verarbeitet.
Wenn der Energiesparalgorithmus eine Fahrstrategie berechnet hat, kann diese entweder dem Fahrer mitgeteilt werden, damit dieser die Fahrstrategie durch seine Fahrweise ganz oder teilweise umsetzt, oder der Energiesparalgorithmus beeinflusst oder steuert das Fahrzeug selbstständig durch Eingriff in die Bedienelemente des Fahrzeugs. Hierdurch lässt sich eine vorausschauende Fahrweise unterstützten und der Energieverbrauch senken. Besonders wichtig sind hierbei zum Beispiel die Daten eines Abstandsregelungssystems. Vorzugsweise ist der Modus des selbstständigen Eingriffs (Energiesparmaßnahme) optional anschaltbar ausgeführt. Der Fahrer kann dann insbesondere wählen, ob er zum Energiesparen im automatischen Modus fahren möchte oder nicht. Es ist besonders zweckmäßig, wenn der Algorithmus gleichzeitig auch einen Modus anbietet, welcher dem Fahrer nur Vorschläge macht, wie er sich verhalten soll.
Wie bereits weiter oben erwähnt, wertet das System bevorzugt über eine herkömmliche satelitengestützte Positionsbestimmung (z. B. GPS) unter Nutzung von kartographischen Daten Streckenprofile, insbesondere Route und Höhenprofil, der vom Fahrer gewünschten Route zum Energiesparen aus. Auf diese Weise ist es möglich, strategische Empfehlungen zur Fahrweise über einen längeren Zeitraum hinweg als dynamisch geänderte Folge von Maßnahmen zu geben. Das heißt, dass der Algorithmus besonders bevorzugt Maßnahmen trifft bzw. Empfehlungen in der Weise gibt, welche neben Verkehrsereignissen auch vergangene und zukünftige Maßnahmen/Empfehlungen bei einer aktuellen Maßnahme mitberücksichtigen. So lässt sich zum Beispiel die optimale Geschwindigkeit sowie der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Verlauf über einen längeren Zeitraum prädiktiv vorgegeben.
Bei der weiter oben beschriebenen aktiven Variante des erfindungsgemäßen Systems wird bevorzugt in das Motorsteuergerät und/oder Bremsensteuergerät eingegriffen. Insbesondere werden dabei Eingriffe in das Motormanagement vorgenommen, welche unangepasstes Beschleunigen bei nicht ausreichendem Abstand zum voranfahrenden Fahrzeug unterbinden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird eine "Fahrzeug zu Fahrzeug"-Kommunikation in den Energiesparalgorithmus miteinbezogen. Mit den Daten aus einer "Fahrzeug zu Fahrzeug"-Kommunkikation können beispielsweise über die Fahrzeugabstände im Kolonnenverkehr auf Autobahnen besonders ökonomische Brems- und Beschleunigungsmanöver vom System vorgegeben werden.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auch auf ein Fahrzeug, dass die aktive Beeinflussung des Fahrzeugs durch fahrzeugunabhängige Einrichtungen („nomadic devices") über eine Schnittstelle ermöglicht. Hierzu muss jedoch bevorzugt eine Sicherheitseinrichtungen vorhanden sein, die eine nicht autorisierte Nutzung der Schnittstelle verhindert. Die Schnittstelle kann zweckmäßigerweise durch eine Funkverbindung, insbesondere WLAN-Funkverbindung, wie z. B. Bluetooth(R) realisiert sein.
Die Sicherheitseinrichtungen, welche einen Missbrauch verhindern sollen, sind bevorzugt außerdem dazu geeignet, eine Fehlfunktion aufgrund von Störungen zu verhindern. Die Sicherheitseinrichtung kann zweckmäßigerweise mit einem Keyless-Entry-System, wie zum Beispiel einem codierten drahtlosen Fahrzeugtüröffner ("Funkzündschlüssel"), codiert werden, so dass eine verschlüsselte und authentifizierte Datenverbindung bereitgestellt wird.
Es ist besonders zweckmäßig, dass das Energiesparassistenzsystem eine Abschaltmöglichkeit aufweist, mit der der Fahrzeugführer bei Bedarf das System abschalten kann.
Während des automatischen Betriebs ist das System bevorzugt so ausgelegt, dass dieses durch den Fahrzeugführer im Bedarfsfall überstimmt werden kann. Eine optische, akustische oder haptische Rückmeldung über die Energiesparmaßnahme/n kann zusätzlich erfolgen. Besonders bevorzugt kann die Art der Rückmeldung vom Fahrer gewählt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird auf an sich bekannte Weise ein Fahrerprofil ermittelt und nach Maßgabe des ermittelten Fahrerprofils der Modus, insbesondere die Art und Weise der Energiesparmaßnahme, selbständig durch das Energiesparassistenzsystem eingestellt.
Die Datenanbindung des mobilen Geräts bzw. der Einrichtung über den zusätzlichen Datenbus (weiterer Datenkanal) an den Datenbus des Fahrzeugs ist bevorzugt nicht als anfangs feste Verbindung ausgeführt. Das heißt, sie ist entweder durch Nachrüstung einmalig vom Fahrzeugführer auf einfache Weise herstellbar (dann nicht mehr zerstörungsfrei lösbar) oder beliebig oft trennbar ausgeführt. Die Anbindung kann im Falle einer Drahtverbindung kapazitiv, induktiv oder galvanisch erfolgen, zum Beispiel mit einem vom Fahrer nachträglich installierbaren zerstörungsfreien Leitungsabgriff des CAN-Bus nach einem induktiven Prinzip. Alternativ erfolgt die Daten verbindung besonders einfach über eine Funkschnittstelle, insbesondere mittels einer WLAN(Wireless Local Area Network)-Funkschnittstelle.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand einer Figur und einer Tabelle.
Es zeigt
1 eine schematische Darstellung eines Energiesparassistenten gemäß einem Beispiel der Erfindung.
Die Ausgabe der durch den Energiesparalgorithmus 8 berechneten Fahrerinformation erfolgt durch ein Display 1 im mobilen Computer 2. Von Computer 2 kann neben der oder zusätzlich zur visuellen Darstellung auch ein akustisches Signal ausgegeben werden. Denkbar sind auch haptische Rückmeldungen in Form von vibrierendem Sitz, Lenkrad, oder in Form von vibrierenden Pedalen. Die Detaillierung der Anzeige kann entweder eine einfache Rot/Grün-Anzeige sein oder eine detaillierte Information, z. B. über den aktuellen Verbrauch in 1\100 km, sowie über das erzielbare Potenzial bei optimaler Fahrweise. Denkbar sind auch Anzeigen, die besonders umweltbewusstes Fahren sichtbar machen.
Das Fahrzeug gemäß dem dargestellten Beispiel umfasst ein Motorsteuergerät 4, ein Bremsen/Fahrwerks-Regelungssystem 5, ein Abstandsregelungssystem 6 und ein Navigationssystem 7. Über den internen CAN-Bus 3 sind die vorstehend genannten Fahrzeugsteuergeräte und gegebenenfalls weiter Steuergeräte zum Austausch von Daten oder Steuerbefehlen verbunden.
Eine Besonderheit des beispielhaften Systems ist, dass der mobile Computer 2 (Variante "Nomadic" in Tab. 1) über einen nachträglich in das Fahrzeug installierbaren zusätzlichen Datenkanal 9 mit dem Fahrzeugdatenbus 3 gekoppelt ist bzw. gekoppelt werden kann. Auf diese Weise ist ein Fahrzeuginhaber in der Lage, das Energiesparsystem bei einem ursprünglich nicht mit einem Energiesparsystem ausgerüsteten Fahrzeug nachzurüsten. Nach einer nicht dargestellten Ausführungsvariante kann der zusätzliche Datenbus auch durch eine WLAN-Funkverbindung (zum Beispiel im GHz-Bereich, wie etwa Bluetooth(R)) herbeigeführt sein.
Gemäß einem nicht dargestellten Beispiel ist es besonders zweckmäßig, wenn das Navigationssystem 7 und der Energiesparalgorithmus 8 in einem WLAN-fähigen Mobiltelefon oder PDA vereinigt sind.
In Tab. 1 sind die möglichen Varianten des erfindungsgemäßen Energiesparassistenten noch einmal zusammengefasst.
In der Tabelle wird zwischen den Varianten "passiv" und "aktiv" unterschieden. Die passive Variante nimmt selbstständig keine Eingriffe in die Fahrzeugaktuatorik vor. Die aktive Variante ist in der Lage, zum Beispiel in das Motormanagement oder das Bremsenmanagement einzugreifen. Beide Varianten "aktiv" und "passiv" können jeweils entweder "fest installiert" oder als "Nomadic"-Gerät ausgeführt sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19901532 A1 [0003]
- EP 0906845 [0004]

Claims

Kraftfahrzeugenergiesparassistenzsystem, welches den Fahrer beim Einsparen von Energie oder zur Emissionsoptimierung unterstützt, gekennzeichnet durch eine im Fahrzeug fest installierte elektronische Einrichtung oder einen mobilen Computer beinhaltend einen Energiesparalgorithmus, welche/welcher mit mehreren über mindestens einen Datenbus kommunizierenden elektronischen Fahrzeugsteuergeräten Daten über einen weiteren Datenkanal austauscht, wobei die Fahrzeugsteuergeräte spezifische Fahrerassistenz oder Fahrzeugfunktionen durchführen und wobei der weitere Datenkanal eine Verbindung zwischen der Einrichtung oder dem mobilen Computer und dem oder den Fahrzeugsteuergeräten bereitstellt, welche zumindest eine unidirektionale, insbesondere drahtlose oder induktive oder kapazitive Datenübertragung erlaubt, und durch mindestens eine Fahreranzeigeeinrichtung, die vom Energiesparalgorithmus angesteuert wird, wobei der Energiesparalgorithmus zum Ermitteln der Energiesparmaßnahmen den aktuellen Zustand des Fahrzeugs und dessen voraussichtlichen zukünftigen Zustand bestimmt.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifische/n Fahrerassistenz- oder Fahrzeugfunktion/en eine oder mehrere Funktionen aus der Gruppe – Motorsteuerung, – Fahrzeugregelung, – Bremsenregelung (ABS, ESP), – Abstandsregelung (ACC), – Navigationssystem, – satelitengestützte Positionsbestimmung und – kartographisch gestützte Navigationssysteme, insbesondere unter Nutzung von aktuellen Kartendaten aus Mobilfunknetzen sind.
System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiesparalgorithmus und/oder die mindestens eine Fahreranzeigeeinrichtung als mobiles bzw. als mobile Gerät/e ausgeführt ist/sind, wobei das oder die mobile Gerät/e über den zusätzlichen Datenbus mit dem Datenbus galvanisch, induktiv oder kapazitiv so gekoppelt ist, dass das oder die mobile/n Gerät/e auf einfache Weise mit dem Bus verbunden werden kann.
System nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch dieses mindestens eine oder mehrere der folgenden energiesparenden Maßnahmen vorgenommen werden: – Eingriff in die Geschwindigkeitsregelung des Fahrzeugs durch Abbremsen und/oder Beschleunigen, – Eingriff in die Charakteristik eines Fahrzeugbedienelements (z. B. Änderung der Pedalcharakteristik, Lenkcharakteristik, Bremscharakteristik) – Eingriff in den durch einen Abstandsregler einzuregelnden Abstand und/oder haptische/optische Anzeige einer vorgeschlagenen Maßnahme für den Fahrzeugführer.
System nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiesparalgorithmus, welcher das System steuert, in einem mobilen Computer ausgeführt wird, welcher mit dem Datenbus gekoppelt werden kann.
System nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsenregelung ein Rekulperationsmittel zum Rückspeisen von Bremsleistung in einen Akkumulator umfasst.
System nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiesparmaßnahme/n optional, insbesondere vom Fahrer wählbar, selbständig durchgeführt wird.
Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Schnittstelle, insbesondere einer Funkschnittstelle für ein Energieparassistenzsystem ausgerüstet ist, welche einen Zugriff eines Energiesparassistenzsystems auf das fahrzeuginterne Bussystem bereitstellt.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle eine Sicherheitseinrichtung umfasst, die eine nicht freigegebene Nutzung der Funkschnittstelle verhindert.