DE102011015528A1 - Method and device for assessing driving behavior - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren zum Beurteilen des Fahrverhaltens eines Kraftfahrers umfasst die Schritte: a) Erfassen von Wertepaaren (10) von Geschwindigkeit und Beschleunigung eines Fahrzeugs; b) Einordnen jedes Wertepaars (10) in einen von wenigstens zwei Gütebereichen (16–20), wobei die Grenzbeschleunigung (12–15), bei der zwei benachbarte Gütebereiche (16–20) aneinandergrenzen, eine abnehmende Funktion der Geschwindigkeit ist; c) Beurteilen des Fahrverhaltens anhand der relativen Häufigkeit von Wertepaaren (10) in den verschiedenen Gütebereichen (16–20).A method for assessing the driving behavior of a driver comprises the steps: a) detecting value pairs (10) of the speed and acceleration of a vehicle; b) placing each pair of values (10) in one of at least two quality ranges (16-20), the limit acceleration (12-15) at which two adjacent quality ranges (16-20) adjoining one another is a decreasing function of the speed; c) Assess the driving behavior based on the relative frequency of value pairs (10) in the different quality ranges (16–20).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beurteilen des Fahrverhaltens eines Fahrers eines Kraftfahrzeuges, insbesondere im Hinblick auf den Kraftstoffverbrauch.The present invention relates to a method and an apparatus for assessing the driving behavior of a driver of a motor vehicle, in particular with regard to fuel consumption.
Instrumente zum Messen und Anzeigen des Kraftstoffverbrauchs eines Kraftfahrzeuges sind seit langem bekannt. Häufig basieren sie nicht auf einer unmittelbaren Messung des Kraftstoffdurchsatzes einer zum Motor führenden Versorgungsleitung, sondern auf der Messung eines hydrostatischen Drucks, der sich in Abhängigkeit vom Verbrauch ändert. Eine solche Druckänderung, z. B. in einem Frischluftansaugkanal des Motors, reagiert zwangsläufig mit Verzögerung auf eine Änderung des Verbrauchs, und sie unterliegt Störeinflüssen, zu deren Unterdrückung eine Tiefpassfilterung des gemessenen Drucksignals erforderlich ist. Beides führt dazu, dass auch eine Echtzeit-Anzeige des Verbrauchs nur mit einer deutlichen Verzögerung auf eine Änderung des Verbrauchs reagieren kann. Da der Fahrer des Fahrzeugs die Verbrauchsanzeige nicht ständig verfolgen kann, erhält er keinen brauchbaren Aufschluss darüber, wie viel Treibstoff ihn ein Beschleunigungsmanover tatsächlich kostet, und ob es rationellere Alternativen zu seiner Fahrweise gibt.Instruments for measuring and displaying the fuel consumption of a motor vehicle have long been known. Often, they are not based on an immediate measurement of the fuel flow rate of a supply line leading to the engine, but on the measurement of a hydrostatic pressure that varies with consumption. Such a pressure change, z. B. in a fresh air intake duct of the engine, inevitably reacts with delay to a change in consumption, and it is subject to interference, the suppression of which low-pass filtering of the measured pressure signal is required. Both factors mean that even a real-time display of consumption can react to a change in consumption only with a significant delay. Since the driver of the vehicle can not constantly track the fuel gauge, he receives no useful information about how much fuel it actually costs an acceleration maneuver, and whether there are more rational alternatives to his driving style.
Es ist auch bekannt, Verbrauchswerte über einen langen Zeitraum, z. B. eine vollständige Fahrt, hinweg aufzunehmen und darauf basierend einen über diesen gesamten Zeitraum ermittelten Verbrauchswert anzuzeigen. Ein solcher Langzeitmittelwert erlaubt es einem Fahrer zwar, seine eigenen Verbrauchswerte mit den vom Fahrzeughersteller spezifizierten zu vergleichen, doch bekommt er keinerlei Aufschluss darüber, wie er ggf. sein Fahrverhalten ändern sollte, um den spezifizierten Verbrauchswerten näher zu kommen.It is also known that consumption values over a long period of time, eg. B. take a full drive, away and display based on this determined over this entire period consumption value. Although such a long-term average value allows a driver to compare his own consumption values with those specified by the vehicle manufacturer, he does not get any information on how he should possibly change his driving behavior in order to come closer to the specified consumption values.
Viele Fahrer neigen daher dazu, Unterschiede zwischen den vom Hersteller spezifizierten Verbrauchswerten und denen, die sie selbst erreichen, auf vermeintlich unrealistische Bedingungen der Tests zurückzuführen, mit denen die spezifizierten Verbrauchszahlen gemessen werden, und nehmen ihre eigenen, höheren Verbrauchswerte als unvermeidlich hin.Therefore, many drivers tend to attribute differences between the consumption values specified by the manufacturer and those that they themselves achieve to the allegedly unrealistic conditions of the tests that measure the specified consumption figures, and take their own, higher consumption values as unavoidable.
Aufgabe der Erfindung ist, Verfahren und Mittel anzugeben, die es dem Fahrer eines Kraftfahrzeugs erleichtern, Fahrsituationen zu erkennen, die überproportional zum Kraftstoffverbrauch beitragen, und seinen eigenen Fahrstil durch Vermeidung solcher Situationen zu optimieren.The object of the invention is to provide methods and means that make it easier for the driver of a motor vehicle to recognize driving situations that contribute disproportionately to fuel consumption, and to optimize his own driving style by avoiding such situations.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Schritten:
- a) Erfassen von Wertepaaren von Geschwindigkeit und Beschleunigung eines Fahrzeugs;
- b) Einordnen jedes Wertepaares in einen von mindestens zwei Gütebereichen, wobei die Grenzbeschleunigung, bei der zwei benachbarte Gütebereiche aneinandergrenzen, eine abnehmende Funktion der Geschwindigkeit ist; und
- c) Beurteilen des Fahrverhaltens anhand der relativen Häufigkeit von Wertepaaren in den verschiedenen Gütebereichen.
- a) detecting pairs of values of speed and acceleration of a vehicle;
- b) classifying each value pair into one of at least two grade ranges, wherein the limit acceleration at which two adjacent grade ranges adjoin one another is a decreasing function of the speed; and
- c) Assessment of driving behavior based on the relative frequency of value pairs in the different quality categories.
Das Verfahren basiert auf der Einsicht, dass der zum Beschleunigen des Fahrzeugs erforderliche Kraftstoffeinsatz nicht nur mit der Beschleunigung zunimmt, sondern auch bei gegebener Beschleunigung umso größer ist, je größer die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist. Ein Beschleunigungswert, der bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit durchaus noch ökonomisch sein kann, kann bei höherer Geschwindigkeit zu überproportionalem Verbrauch führen. Wenn der Fahrer durch das Verfahren die Information bekommt, dass sein Fahrverhalten relativ viele Wertepaare in einem weniger ökonomischen der Gütebereiche produziert hat, dann kann er daraus gleichzeitig auch den Hinweis entnehmen, dass hier mit mäßigerer Beschleunigung eine Verbesserung des Verbrauchs erreichbar ist.The method is based on the insight that the fuel input required to accelerate the vehicle not only increases with acceleration, but is also greater with given acceleration the greater the speed of the vehicle. An acceleration value, which may still be economical at low vehicle speeds, can lead to disproportionate consumption at higher speeds. If the driver gets the information by the method that his driving behavior has produced relatively many pairs of values in a less economical one of the quality ranges, then he can at the same time also take the indication that an improvement in consumption can be achieved here with moderate acceleration.
Um die Wirtschaftlichkeit des Fahrverhaltens zu quantifizieren, kann jedem Gütebereich ein Gütefaktor zugeordnet werden und als Maß für die Wirtschaftlichkeit die Summe der mit den Gütefaktoren gewichteten relativen Häufigkeiten der Wertepaare angenommen werden. Im Rahmen einer längeren Messreihe ist somit eine hochauflösende Beurteilung des Fahrverhaltens möglich, auch wenn lediglich zwischen zwei verschiedenen Gütebereichen unterschieden wird.In order to quantify the economic efficiency of the driving behavior, a quality factor can be assigned to each quality range and the sum of the relative frequencies of the value pairs, weighted with the quality factors, can be assumed as a measure of economic efficiency. In the context of a longer series of measurements, a high-resolution assessment of the driving behavior is thus possible, even if only a distinction is made between two different quality ranges.
In der Praxis ist allerdings bevorzugt, dass die Zahl der Gütebereiche wenigstens drei ist, um eine differenzierte Beurteilung bereits anhand einer kleinen Zahl von Wertepaaren zu ermöglichen.In practice, however, it is preferred that the number of quality ranges is at least three in order to enable a differentiated assessment already on the basis of a small number of value pairs.
Das Ergebnis des Schritts c) sollte im Fahrzeug angezeigt werden, damit der Fahrer jederzeit Auskunft über die Wirtschaftlichkeit seines Fahrverhaltens hat und dieses laufend optimieren kann.The result of step c) should be displayed in the vehicle, so that the driver can always have information about the economy of his driving behavior and can optimize it continuously.
Zweckmäßig ist auch, eine Änderungstendenz des Ergebnisses des Schritts c) zu ermitteln und anzuzeigen, damit der Fahrer schnell und mühelos erkennen kann, ob seine Bemühungen um eine wirtschaftliche Fahrweise erfolgreich sind.It is also useful to determine and display a change tendency of the result of step c), so that the driver can quickly and easily recognize whether his efforts for an economical driving style are successful.
Die relative Häufigkeit kann bezogen auf eine Fahrt oder ab einem vom Fahrer gewählten Zeitpunkt ermittelt werden. Alternativ, vorzugsweise kumulativ dazu kann die relative Häufigkeit auch bezogen auf ein Zeitintervall fester Dauer ermittelt werden, das in der Gegenwart endet. So kann der Fahrer jederzeit während oder nach einem Beschleunigungsmanöver Auskunft über dessen Wirtschaftlichkeit erlangen.The relative frequency may be determined based on a ride or at a time selected by the driver. Alternatively, preferably cumulatively, the relative frequency can also be determined based on a time interval of fixed duration, which in the present ends. Thus, the driver can obtain information about its economy at any time during or after an acceleration maneuver.
Die Grenzbeschleunigung, die zwei benachbarte Gütebereiche voneinander trennt, ist vorzugsweise eine lineare Funktion der Geschwindigkeit.The limit acceleration separating two adjacent quality ranges is preferably a linear function of the speed.
Wenn die Grenzbeschleunigung sowohl eine abnehmende als auch eine lineare Funktion der Geschwindigkeit ist, dann muss eine Geschwindigkeit existieren, bei der die Grenzbeschleunigung den Wert Null hat. Auch die maximale Beschleunigung des Fahrzeugs, d. h. die bei voll durchgetretenem Gaspedal erreichbare Beschleunigung, ist eine abnehmende Funktion an der Geschwindigkeit, die durch eine Gerade approximiert werden kann. Vorzugsweise haben diese letztere Gerade und die Grenzbeschleunigung bei derselben Geschwindigkeit den Wert Null. Mit anderen Worten liegt der Nullpunkt der Grenzbeschleunigung bei der maximalen Geschwindigkeit, die das Fahrzeug zu erreichen imstande ist. Diese maximale Geschwindigkeit ist im Allgemeinen nicht diejenige mit der besten Kraftstoffeffizienz. Daran wird deutlich, dass das erfindungsgemäße Verfahren den Fahrer nicht einseitig darauf konditioniert, die ökonomischste Geschwindigkeit zu fahren, sondern ihm hilft, sich in einem frei gewählten Geschwindigkeitsbereich mit möglichst geringem Verbrauch zu bewegen.If the limit acceleration is both a decreasing and a linear function of the speed, then there must exist a speed at which the limit acceleration has the value zero. Also the maximum acceleration of the vehicle, d. H. the acceleration achievable with the accelerator pedal fully depressed is a decreasing function of the speed that can be approximated by a straight line. Preferably, these latter straight line and the limit acceleration at the same speed have the value zero. In other words, the zero point of the limit acceleration is at the maximum speed that the vehicle is capable of achieving. This maximum speed is generally not the one with the best fuel efficiency. This clearly shows that the method according to the invention does not unilaterally condition the driver to drive the most economical speed, but rather helps him to move in a freely selected speed range with the lowest possible fuel consumption.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Vorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens mit einem Geschwindigkeitssensor, einem Beschleunigungssensor, einer Recheneinheit zum Beurteilen des Fahrverhaltens anhand von von den Sensoren gelieferter Daten und ein Anzeigeinstrument zum Anzeigen des Beurteilungsergebnisses. Ein solches Anzeigeinstrument wird im Allgemeinen als Skaleninstrument oder Digitalinstrument zur Anzeige wenigstens einer relativen Häufigkeit oder der Summe der gewichteten relativen Häufigkeiten ausgebildet sein. In Betracht kommt auch ein grafisches Anzeigeinstrument zum Anzeigen erfasster Wertepaare in einem zweidimensionalen Diagramm.The object is further achieved by an apparatus for carrying out the method described above with a speed sensor, an acceleration sensor, a computing unit for assessing the driving behavior on the basis of data supplied by the sensors and a display instrument for displaying the judgment result. Such a display instrument will generally be designed as a scale instrument or digital instrument for displaying at least a relative frequency or the sum of the weighted relative frequencies. Also contemplated is a graphical display instrument for displaying detected pairs of values in a two-dimensional diagram.
Erfindungsgegenstand ist ferner ein Computerprogramm-Produkt mit Programmcode-Mitteln, die einen Computer befähigen, das oben beschriebene Verfahren auszuführen.Subject of the invention is further a computer program product with program code means which enable a computer to carry out the method described above.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Aus dieser Beschreibung und den Figuren gehen auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt. Es zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the accompanying figures. From this description and the figures also show features of the embodiments, which are not mentioned in the claims. Such features may also occur in combinations other than those specifically disclosed herein. Therefore, the fact that several such features are mentioned in the same sentence or in a different type of textual context does not justify the conclusion that they can occur only in the specific combination disclosed; instead, it is generally to be assumed that it is also possible to omit or modify individual ones of several such features, provided this does not call into question the functionality of the invention. Show it:
Kurven
Eine Vorrichtung, die diesen Zusammenhang zwischen Beschleunigung und Verbrauch ausnutzt, um den Fahrstil des Fahrers zu beurteilen bzw. dem Fahrer eine objektive Information über seinen Fahrstil zu liefern, kann weitgehend auf Komponenten basieren, die serienmäßig in modernen Kraftfahrzeugen vorhanden sind, und ist daher mit minimalem Kostenaufwand realisierbar. Die in
Das Diagramm ist unterteilt durch eine Mehrzahl von abschüssigen Begrenzungslinien
Im Falle der
Ein für die Beurteilung des Fahrverhaltens repräsentativer Zahlenwert, der auf der Anzeige
Bei der Betrachtung des Diagramms der
Es liegt auf der Hand, dass eine Beurteilung des Fahrerverhaltens anhand der oben angegebenen oder einer vergleichbaren Formel auch basierend auf einer größeren oder kleineren Zahl von Gütebereichen, im Extremfall nur zwei Gütebereichen, möglich wäre. Eine größere Zahl von Gütebereichen ermöglicht jedoch eine deutlicher differenzierte Beurteilung, denn wenn z. B. die Gütebereiche
Um Platz auf dem Armaturenbrett des Kraftfahrzeugs einzusparen bzw. zum Anzeigen anderer Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs verfügbar zu behalten, kann auf die Darstellung des vollständigen in
Wenn das vollständige Diagramm dargestellt wird, ist es möglich, den Informationswert und damit die mögliche Lernwirkung für den Fahrer noch zu verbessern, indem die jeweils jüngsten Messpunkte
Einer einfachen Ausgestaltung zufolge ist am Armaturenbrett lediglich eine Anzeige
Die Elemente bzw. LEDs
Die Anzeige
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Messkurvemeasured curve
- 22
- Messkurvemeasured curve
- 33
- Messkurvemeasured curve
- 44
- Messkurvemeasured curve
- 55
- Messkurvemeasured curve
- 66
- Tachometerspeedometer
- 77
- Beschleunigungssensoraccelerometer
- 88th
- Prozessorprocessor
- 99
- AnzeigeinstrumentGauge
- 1010
- Messpunktmeasuring point
- 1111
- GeradeJust
- 1212
- GeradeJust
- 1313
- GeradeJust
- 1414
- GeradeJust
- 1515
- Gütebereichquality range
- 1616
- Gütebereichquality range
- 1717
- Gütebereichquality range
- 1818
- Gütebereichquality range
- 1919
- Gütebereichquality range
- 2121
- BereichArea
- 2222
- Anzeigedisplay
- 2323
- Bogenbow
- 2424
- Anzeigedisplay
- 2525
- Bogenbow
- 2626
- Teilpart
- 2727
- Teilpart
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- Anzeigedisplay
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R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |