DE102012021919B4

DE102012021919B4 - Modell-basiertes Effizienz-Scoring in der Automobiltechnik

Info

Publication number: DE102012021919B4
Application number: DE201210021919
Authority: DE
Inventors: Christian Robl; Michael ENGLERT
Original assignee: M2C Solutions GmbH; ITK Engineering GmbH
Current assignee: M2C Solutions GmbH; ITK Engineering GmbH
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2014-10-30
Anticipated expiration: 2032-11-10
Also published as: DE102012021919A1; US20140136092A1; US8996290B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Scoring-Vorrichtung (S) zur Effizienzbewertung einer mit einem Fahrzeug (10) befahrenen Strecke, ein Verfahren zur Effizienzbewertung und ein System. In einem Mobilfunkgerät (H) sind Beschleunigungssensoren (12) ausgebildet, um Positions- und Beschleunigungsdaten zu erfassen, die über eine Schnittstelle (SS) der Scoring-Vorrichtung (S) zugeführt werden, um mit den Sensordaten ein parametrisiertes Fahrzeugmodell (14) zu berechnen. Das Fahrzeugmodell (14) dient zur Berechnung von Effizienzwerten der befahrenen Strecke, die mit Referenzeffizienzwerten auf Übereinstimmung verglichen und in einer grafischen Darstellung der befahrenen Strecke eingeblendet werden.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung liegt auf den Gebieten der Automobiltechnik und der Telematik und betrifft insbesondere eine Online-Effizienzbewertung (insbesondere betreffend Kraftstoffverbrauch, Fahrzeugverschleiß etc.) für eine Streckenfahrt mit einem Fahrzeug.
STAND DER TECHNIK
Die Verwendung von Fahrzeugmodellen ist in der Automobiltechnik insbesondere zur Funktionsentwicklung und zum Fahrzeugtest bekannt. Auf Prüfständen (Komponenten- oder Modulprüfständen im Automobilbereich) oder bei sogenannten Hardware-in-the-Loop-Simulationen werden Fahrzeugmodelle verwendet, um im Prüfstand real nicht existierende Fahrzeugkomponenten oder Steuergeräte zu simulieren. Modell-basierte Hardware-in-the-Loop-Simulationen werden auch zur Entwicklung und zum Test von Steuergeräten (z. B. Motorsteuergeräten) eingesetzt. Die Input-Schnittstelle eines zu testenden Steuergerätes kann dabei mit Sensordaten aus dem Modell gespeist werden. In einer Regelschleife (Loop) wird die entsprechende Reaktion des Steuergeräts über dessen Ausgänge dem Modell als Feedbackdaten zurückgegeben. Beim Fahrzeugtest können unter anderem virtuelle Fahrmanöver durchgeführt werden, bei denen Fahrreaktionen als Modelleingangsgrößen vorgegeben werden. Fahrzeugspezifische, interne Datensätze (beispielsweise Drehmoment, Längs- oder Querbeschleunigung) werden von dem Fahrzeugmodell berechnet und daraus werden Eingangsgrößen für den oder die Prüfling(e) erzeugt. Als weitere Eingangsgrößen können dem Fahrzeugmodell auch externe Faktoren, wie beispielsweise Informationen über den Straßenverlauf und Reibung (trockene, nasse oder vereiste Fahrbahn) eingegeben werden. Zur Verwendung von Fahrzeugmodellen in der Automobilindustrie wird beispielsweise verwiesen auf den Aufsatz „Automatic Report Generation in Modell Based Design”, S. Mahapatra, MathWorks, 2010, SAE International, abrufbar unter folgendem Link: http://www.mathworks.com/matlabcentral/linkexchange/links/2312-automatic-report-generation-in-model-based-design-sae-paper-2010.
Aus der Telematik und von Mautanwendungen ist es bekannt, die Position eines Fahrzeugs zu ermitteln, um darauf basierende weitere Berechnungen ausführen zu können. Die Positionsdaten können beispielsweise mittels eines GPS-Sensors erfasst werden.
Aus dem Bereich des „autonomen Fahrens” ist es des Weiteren bekannt, aus den erfassten Sensordaten zum Zwecke der Kraftstoffeinsparung prädiktiv die Gangwahl bei Lastkraftwagen zu bestimmen (Predictive Powertrain Control im Mercedes Actros – http://www.heise.de/autos/artikel/Die-Predictive-Powertrain-Control-im-Mercedes-Actros-1581210.html). Des Weiteren ist von Scania ein Scoring-Verfahren bekannt (http://www.scania.com/media/feature-stories/technology/driver-support.aspx bzw. http://www.mathworks.de/automotive/userstories.html?file=50327&title=Scania%20D evelops%20Fuel-Saving%20Driver%20Support%20System%20for%20Award-Winning%20Long-Haulage%20Trucks).
Aus dem Artikel „Personalized Driving Behaviour Monitoring and Analysis for Emerging Hybrid Vehicles”, Kun Ii, Man Lu, Fenglong Lu et al. Proceeding Pervasive'12 Proceedings of the 10th international conference on Pervasive Computing, Pages 1–19, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, 2012, ist es für elektrische Hybrid-Fahrzeuge bekannt, ein Plug-In bereitzustellen, das dem Fahrer während seiner Fahrt eine Aussage zu seinem über Sensordaten erfassten Fahrverhalten ermöglicht.
Die Schrift US 2012/0172017 zeigt ein Mobiltelefon-basiertes Verfahren, um einem Nutzer während der Fortbewegung mit unterschiedlichen Verkehrsmitteln Informationen zum mit dem jeweiligen Fortbewegungsmittel verbundenen Co₂ Verbrauch anzuzeigen, um ihn auf die mit dem gewählten Fortbewegungsmittel (Auto, Bahn, zu Fuß, ...) verbundene Umweltbelastung aufmerksam zu machen. Es werden hier allerdings keine Vergleichsdarstellung mit Referenzeffizienzwerten angezeigt; noch erhält der Benutzer überhaupt Informationen zu Referenzeffizienzwerten.
Der Aufsatz „Direct or indirect sensor enabled eco-driving feedback: Which preferences do corporate car drivers have?”, J. Tulusan, T. Staake, E. Fleisch, veröffentlicht auf der 3rd International Conference on the Internet of Things (IOT), IEEE, 2012, beschreibt eine sensor-basierte Feedbacktechnologie, um einem Fahrer während der Fahrt Informationen zu seinem Fahrverhalten und dessen Umweltverträglichkeit zu liefern, damit dieser seine Fahrgewohnheiten verbessern kann.
Die nachveröffentlichte EP 2 560 146 zeigt ein System zum Visualisieren von Fahrzeugdiagnose- und -Geopositionsdaten. Dazu greift das System auf ein On Board Diagnose(OBD)-System des Fahrzeuges zu, um Diagnosedaten zu ermitteln und generiert daraus eine grafische Darstellung über die befahrenen Strecke. Die Berechnung verwendet kein Modell zur Berücksichtigung der fahrzeugspezifischen Daten.
Die WO 2010/018019 beschreibt ein System, um einen Fahrer über sein Fahrverhalten zu informieren. Eine modellbasierte Berechnung, die eine grafische Darstellung auf einem Mobilfunkgerät ausgibt ist dieser Schrift nicht entnehmbar.
Insbesondere im Rahmen der Einsparung von Kraftstoff ist es wünschenswert, bereits während der Fahrt eine Aussage über die Effizienz der Fahrweise bereitstellen zu können. Nachteiligerweise ist es bei bekannten Systemen der Automobilelektronik notwendig, zusätzliche elektronische Module auf dem Bordcomputer bereitzustellen. Da dies für den Fahrer einen erhöhten Aufwand (Kosten, Zeit und Installation) bedeutet, führt es in der Praxis dazu, dass sich diese Add-On-Systeme in der Praxis nicht durchsetzen. Das Bereitstellen von Effizienzberechnungen als grafische Zusatzinformation unter Einblendung in eine grafische Streckendarstellung ist bislang nicht möglich.
AUFGABE DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Ausgehend von dem oben erwähnten Stand der Technik hat sich die vorliegende Erfindung deshalb zur Aufgabe gestellt, einen Ansatz bereitzustellen, mit dem bereits während einer Fahrt unmittelbar im Fahrzeug Daten zur Effizienzbewertung der Fahrt ausgegeben werden können. Insbesondere soll ein Scoring-System bereitgestellt werden, mit dem die Ökonomie der Fahrweise und/oder der gewählten Fahrstrecke ermittelt werden kann. Des Weiteren soll die Effizienzbewertung auch einen Vergleich mit einer Referenzfahrt der jeweiligen Strecke umfassen, bei der eine ideale Fahrweise (z. B. durch einen Expertenfahrer) hinterlegt ist und mit der aktuellen Fahrweise auf Übereinstimmung verglichen wird. Des Weiteren soll eine grafische Darstellung der Effizienzbewertung unmittelbar im Fahrzeug und unter Einfügung in eine digitale Straßenkarte für den befahrenen Streckenabschnitt möglich sein. Die Effizienzbewertung soll des Weiteren völlig unabhängig von der Fahrzeugelektronik und etwaigen Schnittstellen an den Bordcomputer (insbesondere ohne Schnittstellen an ein Fahrzeugdiagnosesystem (On-Board-Diagnose – OBD) möglich sein.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Diese Aufgabe wird durch die beiliegenden Patentansprüche gelöst, insbesondere durch eine Scoring-Vorrichtung, durch ein Verfahren zur Effizienzbewertung und durch ein Scoring-System gemäß den beiliegenden Ansprüchen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand des Verfahrens beschrieben. Hierbei erwähnte Ausführungsformen, alternative Lösungen, weitere Merkmale und Vorteile sind ebenso auch auf die anderen Lösungen der vorstehend genannten Aufgabe zu übertragen (also auf das System und/oder auf die Scoring-Vorrichtung) und umgekehrt. Demnach können auch die Merkmale, die im Zusammenhang mit der Scoring-Vorrichtung beansprucht und/oder beschrieben sind, auch auf das Verfahren oder das System angewendet werden und umgekehrt. Dabei sind die jeweiligen funktionalen Merkmale des Verfahrens durch entsprechende Mikroprozessormodule oder Hardwaremodule implementiert, die dazu ausgebildet sind, die jeweilige Funktionalität zu übernehmen. So entspricht beispielsweise der funktionale Verfahrensschritt für das Erfassen von Sensordaten in der Hardwareimplementierung einem (elektronischen) Sensor.
Gemäß einem Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Effizienzbewertung einer Fahrt oder einer Fahrweise für eine mit einem Fahrzeug befahrene Strecke. Das Verfahren umfasst folgende Verfahrensschritte:

– Erfassen von Beschleunigungsdaten und Positionsdaten über ein im Fahrzeug mitgeführtes Mobilfunkgerät, das zumindest einen Positions- und Beschleunigungssensor umfasst ohne Verwendung von Schnittstellen zum Fahrzeug oder zum Bordcomputer, insbesondere ohne Verwendung einer OBD-Schnittstelle
– Einlesen von Streckendaten, wobei die Streckendaten Daten der befahrenen Strecke oder des befahrenen Streckenabschnittes umfassen, umfassend Gefälledaten, Steigungsdaten, Kurvenradien-, Fahrbahnbreiten- und Fahrbahnbelagsdaten
– Einspeisen der erfassten Beschleunigungs- und Positions-, und Streckendaten in ein bereitgestelltes und berechnetes Fahrzeugmodell zur modellbasierten Berechnung der Effizienzbewertung der jeweils befahrenen Strecke, wobei das Modell parametrisiert wird in Abhängigkeit von Fahrzeugtyp, Fahrzeugdaten und Strecken- und Beschleunigungsdaten
– Ausgabe der berechneten Effizienzbewertung, umfassend eine Vergleichsdarstellung von IST-Effizienzwerten mit Referenzeffizienzwerten, wobei die berechnete Effizienzbewertung in eine Darstellung der befahrenen Route unmittelbar in eine Kartendarstellung der befahrenen Strecke eingeblendet wird, so dass eine Zuordnung zwischen Effizienzbewertung und dem jeweiligen Streckenabschnitt gegeben ist.

Vorzugsweise werden alle Verfahrensschritte automatisch ausgeführt und können als Mikroprozessorbefehle auf einem Mikrocontroller implementiert werden. Der Mikrocontroller kann über einen Busanschluss (z. B. CAN Bus) mit weiteren Steuergeräten (ECU's – electronic control units) verbunden sein.
Im Folgenden sollen die im Rahmen dieser Anmeldung verwendeten Begrifflichkeiten näher erläutert werden.
Der Begriff „Effizienzbewertung” bezieht sich auf eine Berechnung und Ausgabe von Datensätzen, die im Rahmen der Bewertung einer Fahrweise herangezogen werden. Dies umfasst insbesondere Aussagen über die Effizienz und umfasst Datensätze zum Kraftstoffverbrauch und zum Verschleiß des Fahrzeugs. Verschleißdaten können sich insbesondere auf einzelne Fahrzeugkomponenten (Bremsen, Kupplung, Reifenabrieb etc.) beziehen. Die Effizienzbewertung soll dazu dienen, dem Fahrer ein unmittelbares und direktes Feedback zu seiner Fahrweise zu geben. Wesentlich ist, dass sich die Effizienzbewertung auf die vom Fahrzeug befahrene Strecke bezieht. Im Unterschied zu den bisher dem Fahrer auf dem Armaturenbrett oder dem Bordcomputer angezeigten Daten (z. B. Geschwindigkeit, Kraftstoffverbrauch, Umdrehungszahl etc.) bezieht sich die erfindungsgemäße Effizienzbewertung immer auf die konkret befahrene Strecke. Vorzugsweise erfolgt ein Vergleich mit Referenzwerten, die im System abgelegt sind und eine ideal-ökonomische Fahrweise der jeweiligen Strecke (z. B. durch einen Expertenfahrer oder durch statistische Berechnungen) repräsentieren sollen. Damit wird dem Fahrer angezeigt, bis zu welchem Grad er Übereinstimmung mit den Referenzwerten (also den Idealwerten) hat. Des Weiteren unterscheidet sich die erfindungsgemäße Anzeige der Effizienzbewertung von der bekannten Darstellung der Fahrzeugdaten am Armaturenbrett dahingehend, dass die erfindungsgemäße Effizienzbewertung einen Verlauf über die Zeit und/oder die gefahrene Strecke umfasst. Vorzugsweise wird die befahrene Strecke grafisch dargestellt und die jeweiligen Effizienzwerte werden in die Strecke übertragen. Die Effizienzbewertung kann dann durch optische Hervorhebungen in der Strecke (z. B. besondere farbliche Markierungen oder anderweitige Hervorhebungen, sowie Annotationen in der grafischen Darstellung) repräsentiert werden. Die Effizienzbewertung umfasst somit eine Darstellung der Effizienz der jeweiligen Fahrt in Abhängigkeit von der befahrenen Route. Vorzugsweise erfolgt die Darstellung unmittelbar in einem dargestellten Kartenausschnitt, der die befahrene Route darstellt. Dabei können die Stellen markiert werden, die besonders ökonomisch bzw. nicht-ökonomisch gefahren wurden. Somit können auch Verbesserungen bzw. Verschlechterungen im Fahrstil über die verschiedenen Fahrten akkumuliert und zur Anzeige gebracht werden.
Die „Referenzeffizienzwerte” können in einer Vorbereitungsphase konfiguriert werden. Je nach Ausführungsform können hier unterschiedliche Referenzeffizienzwerte berücksichtigt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Referenzeffizienzwerte zumindest Werte zum Kraftstoffverbrauch und zum Verschleiß von Fahrzeugkomponenten. Zusätzlich können hier noch weitere Referenzeffizienzwerte berücksichtigt werden (z. B. zur Beschleunigung, zur Geschwindigkeit oder betreffend das Fahren im falschen Gang, falscher Reifendruck etc.. Andere Ausführungsform berücksichtigen nicht nur Effizienzwerte im Sinne von Verbrauch und Verschleiß des Fahrzeugs, sondern im Sinne der Betriebskosten, z. B. durch Wahl einer mautfreien Strecke, die möglicherweise zwar etwas länger ist, aber in Summe günstiger kommt oder durch Wahl von Fähren, die einen kurzen Weg, aber dafür etwas höhere Kosten bewirken). Die Referenzeffizienzwerte können mittels eines statistischen Verfahrens berechnet werden. Dabei werden alle erfassten Fahrten von einem Signalempfänger auf einem zentralen Server (vorzugsweise auf anonymisierte Weise) erfasst und gesammelt. Dann wird aus dieser Menge der erfassten Fahrten die jeweils effizienteste ausgewählt, um deren Werte als Referenzeffizienzwerte zu bestimmen. Alternativ können die Referenzeffizienzwerte auch durch einen Expertenfahrer ermittelt werden. Ebenso ist es möglich, vorhergehende, frühere Fahrten desselben Fahrzeugführers als Referenz für das Scoring zu verwenden.
Die „IST-Effizienzwerte” beziehen sich auf eine Fahrzeugfahrt einer bestimmten Strecke. Die IST-Effizienzwerte können die aktuell befahrene Strecke oder eine, in der Vergangenheit befahrene Strecke betreffen, für die eine Effizienzbewertung durchgeführt werden soll.
Bei dem Fahrzeugmodell handelt es sich um ein digitales Modell, um komplexe fahrzeug-bezogene Abläufe abbilden zu können. Die aktuelle Forschung zu embedded systems auf dem Automotive-Gebiet hebt die Relevanz von Modell-basierten Verfahren hervor (vgl. beispielsweise „A Model-based Approach for Automotiv Software Development”, P. Braun, M. Rappl, Institut für Informatik, TU München). Dazu werden in der Regel eine Vielzahl von über ein Bussystem in Datenaustausch stehenden Steuergeräten eingesetzt, die mit Aktuatoren und Sensoren in einem Steuerungs- oder Regelkreis fahrzeugspezifische Signale und/oder Messdaten überwachen bzw. steuern oder regeln. Die grundlegenden Techniken zur Modellgenerierung auf dem Automotive-Gebiet sind aus dem Stand der Technik bekannt. Hierzu wird all das Buch „Modellbildung und Simulation der Dynamik von Kraftfahrzeugen”, Schramm Dieter, Hiller Manfred, Bardini Roberta, 1st Edition, 2010, XII, u. a. S. 465ff verwiesen.
Die Berechnung des Fahrzeugmodells kann je nach Ausführungsform der Erfindung entweder auf dem Mobilfunkgerät (oder der Telematikeinheit, also einer mobilen Einheit, die im Fahrzeug mitgeführt wird) und/oder auf einem stationären Server (z. B. in einem Back Office) oder verteilt, und somit teilweise auf dem Gerät im Fahrzeug und teilweise auf dem Server, ausgeführt werden. Im Allgemeinen wird aus einem generischen Fahrzeugmodell ein spezifisches Fahrzeugmodell berechnet. Das spezifische Modell kennzeichnet sich dadurch, dass es auf den Jeweiligen Fall (abhängig von Fahrzeugdaten, Fahrzeugtyp, Streckendaten, wie z. B. Streckenabschnitt mit Steigungen, Kurvenradien etc.) parametrisiert und angepasst ist. Das spezifische Fahrzeugmodell wird zyklisch und dynamisch berechnet, so dass automatisch eine Online-Aktualisierung in Abhängigkeit von der jeweils aktuellen Position, Beschleunigung und/oder der Geschwindigkeit des Fahrzeugs berechnet und bereitgestellt werden kann. Basierend auf dem berechneten spezifischen Fahrzeugmodell kann dann die Effizienzberechnung durchgeführt werden.
Damit die Effizienzberechnung auch auf das jeweilige spezifische Kraftfahrzeug eingestellt werden kann, ist das Fahrzeugmodell in der bevorzugten Ausführungsform parametrisiert. Dies bedeutet, dass Fahrzeugtyp und möglicherweise weitere Fahrzeugdaten im Vorfeld der Effizienzberechnung dem Modell mitgegeben werden. Dies ist zum Einen dadurch möglich, dass das Verfahren bzw. die Scoring-Vorrichtung die Daten über eine Schnittstelle von externen Instanzen abfragt (z. B. den Bordcomputer über eine OBD-Schnittstelle) oder zum Anderen dadurch, dass der Anwender den Fahrzeugtyp von Hand eingibt.
Bei dem Fahrzeug handelt es sich vorzugsweise um ein Fahrzeug beliebiger Bauart, umfassend Motorräder, Personenkraftwagen/PKW's, Lastkraftwagen/LKW's, sowie Nutzkraftfahrzeuge (z. B. Omnibusse etc.) und Sonderfahrzeuge (z. B. Amphibienfahrzeuge, Krane, Gabelstapler, Kettenfahrzeuge oder selbstfahrende Arbeits- oder Baumaschinen) und weitere angetriebene Fahrzeuge (beispielsweise Quads etc). Das Fahrzeug ist nicht auf eine bestimmte Antriebsart eingeschränkt und umfasst mitunter unterschiedliche Arten von Verbrennungsmotoren oder einen Elektroantrieb (oder Hybridantrieb). Desweiteren sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf ein bestimmtes Wirkprinzip (Zweitakter, Viertakter etc.) eingeschränkt ist und auch unterschiedliche Motorarten (Ottomotor, Dieselmotor, Vielstoffmotor etc.) umfasst.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Effizienzbewertung für ein bestimmtes Fahrzeug den jeweiligen Fahrzeugtyp berücksichtigt, so dass auch die Referenzeffizienzwerte auf demselben Fahrzeugtyp bezogen sind, um einen möglichst großen Übereinstimmungsbereich zwischen IST-Werten und Referenzeffizienzwerten festlegen zu können. Falls jedoch keine Referenzeffizienzwerte von dem identischen Fahrzeugtyp vorliegen, wird anhand eines Selektionsalgorithmus eine Klasse von Referenzeffizienzwerten bestimmt, die sich auf den Fahrzeugtyp mit möglichst weitreichender Übereinstimmung zum zu bewertenden Fahrzeugtyp beziehen.
Das Verfahren basiert auf der Erfassung von Beschleunigungs- und Positionsdaten, Die Beschleunigungsdaten umfassen vorzugsweise Beschleunigungen in allen Richtungen, also in x-, y- und z-Richtung. Dazu werden vorzugsweise sowohl Positionssensoren als auch Beschleunigungssensoren bereitgestellt, die dann zyklisch ausgelesen und weiterverarbeitet werden. Die Positionsdaten können alternativ auch durch weitere Verarbeitungsschritte (zweifach Integration) u. a. aus den Daten der Beschleunigungssensoren erfasst werden. Dazu ist es notwendig, zu Beginn zumindest eine Referenzposition und ehe Anfangsgeschwindigkeit zu erfassen und dann zyklisch im Verlauf zu aktualisieren, um sicherstellen zu können, dass die so bestimmte Position nicht von der realen abweicht. Der Einfachheit halber wird im Folgenden nur der Begriff „Beschleunigungsdaten” verwendet. Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der Begriff „Beschleunigungsdaten” deshalb so zu verstehen, dass er Positionsdaten umfasst. In dieser Ausführungsform werden sowohl Positionsdaten und Beschleunigungsdaten über entsprechende Positions- und Beschleunigungssensoren erfasst und dem Fahrzeugmodell zugeführt. Dies birgt den Vorteil, dass eine dynamisch aktualisierte Lokalisation des Fahrzeugs (grafische Darstellung der berechneten Position) auf einer digitalen Karte (ebenfalls auf der Ausgabeeinheit dargestellt) möglich ist. In einer alternativen Ausführungsform ist es möglich, auf die Erfassung von Positionsdaten zu verzichten und diese aus den erfassten Beschleunigungsdaten abzuleiten bzw. zu berechnen.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Beschleunigungsdaten nicht vom Fahrzeug bzw. von Modulen des Bordcomputers (z. B. Tachometer) erfasst, sondern von einem separaten im Fahrzeug geführten Gerät. Vorzugsweise handelt es sich beispielsweise um ein Mobilfunkgerät eines Fahrzeuginsassen. Der Begriff „Mobilfunkgerät” ist jedoch nicht einschränkend für ein Mobilfunkgerät zu verstehen, sondern soll alle mobilen elektronischen Geräte kennzeichnen, die als separates Modul im Fahrzeug mitgeführt werden können, wie beispielsweise Smartphones, mobile oder fest integrierte Navigationsgeräte, Tablet-PC's, mobile Computer (z. B. iPads, Notebooks, Laptops etc.) oder andere elektronische Geräte.
Ebenso ist es möglich, die Beschleunigungsdaten in einer Telematikeinheit zu erfassen. Bei der Telematikeinheit handelt es sich ebenfalls um ein separates, elektronisches Gerät, das mit entsprechenden Sensoren (Positionssensoren, Beschleunigungssensoren, Gyrosensoren etc.) ausgebildet ist. Die Telematikeinheit kann auch in ein Navigationsgerät integriert oder diesem zugeschaltet sein. Die Telematikeinheit umfasst des weiteren Input- und Output-Schnittstellen zur Datenübertragung. Die Schnittstellen sind vorzugsweise drahtlos. Alternativ ist es jedoch auch möglich, die Telematikeinheit per Kabel an weitere elektronische Geräte anzubinden (z. B. Bordcomputer). Ebenso ist es möglich, die Telematikeinheit als embedded system in ein umfassenderes On-Board-Gerät zu integrieren.
In einer alternativen Ausführungsform ist es ebenso möglich, das Verfahren als computerimplementiertes Verfahren als „App” auf einem Server zum Download bereitzustellen. Die Applikation kann dann über ein entsprechendes Protokoll (insbesondere http-basiert oder Mobilfunk-basiert) auf die Telematikeinheit oder auf das Mobilfunkgerät geladen werden.
Wie vorstehend erwähnt, erfolgt die Ausgabe der berechneten Effizienzbewertung auf einem Monitor. Der Monitor kann die Oberfläche eines Mobilfunkgerätes oder Smartphones sein. Des Weiteren kann die Oberfläche in die Telematikeinheit (z. B. in das Navigationsgerät) integriert sein. Ebenso ist es möglich, dass die Ausgabe auf der Oberfläche eines Bordcomputers oder auf einem über ein Netzwerk angeschlossenen externen Rechner erfolgt. Die Ausgabe erfolgt vorzugsweise in einem grafischen Format und umfasst eine grafische Darstellung der befahrenen Strecke mit streckenspezifischen Effizienzwerten. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass der Anwender unmittelbar und auch auf einfache Weise ein Scoring seiner Fahrweise in Bezug auf die befahrenen Streckenabschnitte erfassen kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die berechnete Effizienzbewertung nicht nur auf einem Monitor dargestellt wird, sondern dass sie noch zusätzlich gespeichert wird. Die Speicherung erfolgt vorzugsweise auf einem Server eines zentralen Backoffice. Das Backoffice kann über eine autorisierte Schnittstelle von unterschiedlichen Clients angerufen werden. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass die Effizienzberechnung nicht nur online und während des Fahrzeugbetriebs auf dem Mobilfunkgerät oder der Telematikeinheit dargestellt werden kann, sondern dass die Effizienzberechnung auch zur späteren Analyse auf einem anderen Computer (z. B. PC) abrufbar ist. Dazu ist es vorgesehen, dass sich der Anwender über Autorisierungs- und Authentifizierungsmaßnahmen registrieren muss, um Zugriff auf sein Effizienz-Scoring seiner Fahrweise zu erhalten. Vorzugsweise kann ein Anwender nur Zugriff auf seine Daten erhalten. Daten von anderen Fahrern sind anonymisiert und können lediglich als Referenz dienen. Die Darstellung der Effizienzbewertung auf einer Oberfläche des Mobilfunkgerätes oder der Telematikeinheit hat den wesentlichen Vorteil, dass der Fahrer unmittelbar und noch während des Befahrens der Strecke ein Effizienz-Scoring über seine Fahrweise erhält und möglicherweise noch Verbesserungsmaßnahmen ergreifen kann.
Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung ist darin zu sehen, dass die Effizienzberechnung auch die jeweilige befahrene Strecke bzw. den jeweiligen Streckenabschnitt berücksichtigt. Insbesondere werden hier Steigungen und Gefälle (bzw. das Höhenprofil der befahrenen Strecke), Kurvenradien, die Breite der befahrbaren Straße, der Fahrbahnbelag und/oder Luftdruckverhältnisse am Fahrzeug berücksichtigt (erfasst über Luftdrucksensoren oder abgeleitet aus den Beschleunigungsdaten). Diese Streckendaten können aus den Positionsdaten abgeleitet werden. In komplexeren Ausführungsformen können hier noch weitere Straßenabschnittsdaten berücksichtigt werden, wie z. B. (temporäre – insbesondere bei Baustellen – oder statische) Geschwindigkeitsbeschränkungen, mittlere Reisegeschwindigkeit pro Straßentyp (wenn nicht ohnehin eine Beschränkung mittels Verkehrsschild vorliegt) oder auch zu erwartende mittlere Reisegeschwindigkeiten aufgrund von statistischen Daten. Darüber hinaus werden in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Verkehrsdaten berücksichtigt (empfangenen Daten zur Verkehrslage, z. B. Verkehrsfunkmitteilungen). Insbesondere wird berücksichtigt, wie die Verkehrssituation bzw. -entwicklung zu dem Erfassungszeitpunkt ist (z. B. dichter Verkehr, Stau, Unfall, wenig Verkehr etc.). Diese Daten werden bei dem Effizienz-Scoring mit berücksichtigt. Die zur Effizienzbewertung notwendigen Daten können mittels eines Routen-Identifikationsalgorithmus' (route identification algorithm) oder über anderweitige Maut-basierte Algorithmen erfasst werden. Alternativ oder kumulativ dazu können auch noch Map-Matching-basierte Verfahren zur Anwendung kommen. Dies hat den Vorteil, dass der Anwender die Effizienzbewertung unmittelbar in eine Kartendarstellung der befahrenen Strecke eingeblendet erhält, so dass er die jeweiligen Daten auch während der Fahrt einfach erfassen kann. Die Erfindung ermöglicht somit vorteilhafterweise ein automatische Zuordnung zwischen Effizienzberechnung und dem jeweiligen Streckenabschnitt.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst die Effizienzbewertung eine Angabe eines Verlaufs der Effizienzbewertung über Ort und/oder Zeit. Dies bedeutet, dass der Anwender eine Aussage darüber erhält, wie ökonomisch oder effizient er auf einem bestimmten Streckenabschnitt der befahrenen Strecke und/oder in einem bestimmten Zeitabschnitt während der Fahrtzeit gefahren ist. Damit kann die Effizienzbewertung hinsichtlich der Parameter Ort und/oder – Zeit aufgeschlüsselt werden. Dies hat den Vorteil, dass eine detailliertere Analyse der Effizienzbewertung möglich ist. Die Effizienzbewertung ist jedoch nicht auf einen zurückliegenden Zeitraum beschränkt, sondern kann auch auf einen in der Zukunft liegenden Zeitraum bezogen sein, um auch prädiktive Anweisungen an den Fahrer zu möglichen, wie z. B. Anpassung der Geschwindigkeit bei zu erwartendem Stau, bei Ermittlung der statistischen Reisegeschwindigkeit auf diesem Abschnitt zu dieser Zeit etc..
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, dass befahrene Streckenabschnitte und diesbezügliche Effizienzbewertungen akkumuliert werden. Damit kann der Anwender beispielsweise eine Aussage über alle befahrenen Strecken an einem Tag oder innerhalb eines vorkonfigurierbaren Zeitfensters erfassen. Desweiteren wird es möglich, Verbesserungen/Verschlechterungen der Fahrweise (des Fahrstils) über die Zeit zu analysieren. Ebenso ist es möglich, Abweichungen hinsichtlich der berechneten Effizienz von der Fahrweise von Referenzfahrern und/oder Referenzfahrzeugen und/oder Referenzstrecken zu berechnen und darzustellen.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Verfahren zur Effizienzbewertung vollkommen autark vom Kraftfahrzeug bzw. vom Bordcomputer ausgeführt werden. Die Positions- und/oder Beschleunigungsdaten können über ein im Fahrzeug geführtes Mobilfunkgerät oder über Sensoren erfasst und der Scoring-Vorrichtung zugeführt werden. In dieser Ausführungsform ist es nicht notwendig, dass die Scoring-Vorrichtung eine Schnittstelle zum Bordcomputer des Fahrzeuges hat. Dies hat unter anderem den wesentlichen Vorteil, dass die Scoring-Vorrichtung als separates Modul jederzeit nachgerüstet werden kann und es nicht notwendig ist, diese in eine Fahrzeugkomponente oder in ein anderes Gerät (z. B. Mobilfunkgerät) zu integrieren.
In einer alternativen Ausführungsform kann die Scoring-Vorrichtung jedoch optional auch Schnittstellen zum Kraftfahrzeug-Computer umfassen, beispielsweise können hier Daten über eine OBD-Schnittstelle (On-Board-Diagnosis System) eingelesen werden (beispielsweise betreffend Fahrzeugtyp oder weitere Daten zur Parametrisierung des Fahrzeugmodells). Es sei jedoch an dieser Stelle ausdrücklich darauf hingewiesen, dass diese (OBD-)Schnittstellen nicht zwingend notwendig sind und in vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung auch nicht bereitgestellt werden, um das Verfahren möglichst autark und unabhängig ausführen zu können.
Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Telematikeinheit mit einer Scoring-Vorrichtung und auf eine Scoring-Vorrichtung zur Effizienzbewertung einer Fahrweise für ein mit einem Fahrzeug befahrene Strecke. Die Scoring-Vorrichtung umfasst eine Schnittstelle zum Einlesen von Positions- und/oder Beschleunigungsdaten und einen Prozessor. Optional kann die Scoring-Vorrichtung zusätzlich eine Ausgabeeinheit umfassen; die Ausgabeeinheit kann jedoch auch extern (z. B. als Monitor eines weiteren elektronischen Gerätes (Navigationsgerät oder Mobilfunkgerät) über eine Schnittstelle an die Scoring-Vorrichtung angeschlossen sein.
Die Positions- und/oder Beschleunigungsdaten können über ein Mobilfunkgerät oder über ein anderes elektronisches Gerät mit entsprechenden Positions- und/oder Beschleunigungssensoren erfasst werden. Darüber hinaus können die Positions- und Beschleunigungsdaten auch von einer Telematikeinheit (On-Board) erfasst werden. Die Positions- bzw. Beschleunigungsdaten erden erfindungsgemäß nicht von Sensoren erfasst, die im Kraftfahrzeug angeordnet sind. Damit wird es vorteilhafterweise möglich, die Kraftfahrzeug-Sensorik zur Positions- und/oder Beschleunigungsmessung zu überprüfen. Die Erfindung basiert somit auf separaten zusätzlichen Beschleunigungssensoren, die vorzugsweise in einem zusätzlichen Gerät (Mobilfunkgerät, Smartphone, Tablet, Computer-basiertes Gerät oder On-Board Telematikeinheit) erfasst werden.
Der Prozessor dient zum Einlesen der erfassten Beschleunigungsdaten (mit den jeweiligen Positions- und Zeitdaten) und zu Einspeisen dieser Daten in das bereitgestellte Fahrzeugmodell zur zyklischen oder dynamischen Berechnung der Effizienzbewertung in Bezug auf die befahrene Strecke. Desweiteren dient der Prozessor dazu, die berechnete Effizienzbewertung auf einer Ausgabeeinheit (vorzugsweise einem Monitor des Mobilfunkgerätes oder der Telematikeinheit oder dem Bordcomputer) auszugeben. Die Effizienzbewertung umfasst eine Vergleichsdarstellung von IST-Effizienzwerten mit Referenzeffizienzwerten in einer grafischen Darstellung, die die befahrene Strecke darstellt.
Die Schnittstelle zum Einlesen der Beschleunigungsdaten ist vorzugsweise drahtlos. Alternativ kann jedoch hier auch eine drahtgebundene Kabelverbindung vorgesehen sein (beispielsweise falls es sich bei der Telematikeinheit um ein kabelverbundenes Navigationsgerät handelt).
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Scoring-Vorrichtung als embedded system in das Mobilfunkgerät und/oder in die Telematikeinheit integriert. Alternativ kann die Scoring-Vorrichtung auch als separates Modul zur Verfügung gestellt werden. Das separate Modul ist dann mit entsprechenden Schnittstellen zu dem Mobilfunkgerät und/oder zu einer Telematikeinheit ausgebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das separate Modul keine Schnittstellen zum Bordcomputer und kann somit vorteilhafterweise vollständig autark und insbesondere unabhängig vom Fahrzeug (Fahrzeugcomputer) betrieben werden.
Wie vorstehend erwähnt, umfasst die Scoring-Vorrichtung vorzugsweise eine Schnittstelle zum Einlesen der Beschleunigungsdaten. Üblicherweise werden die Beschleunigungsdaten von entsprechende Sensoren des Mobilfunkgerätes erfasst und üblicherweise wird die Effizienzbewertung auch auf der Oberfläche des Mobilfunkgerätes ausgegeben. Das Gerät zur Erfassung der Beschleunigungsdaten und die Ausgabeeinheit zur Ausgabe der berechneten Effizienzbewertung müssen jedoch nicht zwangsläufig übereinstimmen. So ist es in alternativen Ausführungsformen vorgesehen, dass die Beschleunigungsdaten von entsprechenden Sensoren ermittelt werden, die in einem ersten Gerät angeordnet sind und, dass die berechnete Effizienzbewertung auf einem Monitor eines zweiten Gerätes ausgegeben wird. Das erste Gerät und das zweite Gerät müssen nicht notwendigerweise übereinstimmen. So kann es sich beispielsweise bei dem ersten Gerät um ein Smartphone eines Fahrzeuginsassen handeln und bei dem zweiten Gerät um ein Navigationsgerät, das sich im Fahrzeug befindet oder in das Fahrzeug integriert ist.
Um eine spätere Analyse und weitere Verarbeitung der aufgezeichneten Daten zu ermöglichen, werden die berechneten Effizienzwerte an das Back office gesendet. Diese können dort auch archiviert werden, um für zukünftige Berechnungen möglicherweise als Referenzdaten verwendet zu werden. Ebenso ist es möglich, die berechneten Effizienzwerte über mehrere Zeitphasen und mehrere befahrene Strecken zu akkumulieren. Die Ausgabe bzw. Anzeige der IST-Effizienzwerte wird im Verhältnis zu Referenzeffizienzwerten gesetzt. Damit kann der Fahrer Daten darüber erhalten, bis zu welchem Grad er eine ideale bzw. maximale Effizienz erreicht hat. Verkehrsstörungen werden vorzugsweise bei den Referenzwerten berücksichtigt. In diesem Fall können dem Anwender zwei Ausgabeoptionen bereitgestellt werden:

1. Ein Vergleich der IST-Effizienzwerte mit den Referenzeffizienzwerten unabhängig von der Verkehrslage und
2. Eine bereinigte Darstellung, bei der die Verkehrslage berücksichtigt wird (bei Stop-and-Go-Betrieb können ideale Referenzwerte nicht erhalten werden).

In einer vorteilhaften Weiterbildung können dem Anwender noch weitere Meta-Daten bereitgestellt werden, die sich insbesondere auf bestimmte Streckenabschnitte und diesbezügliche Informationen zur Identifizierung der Straße beziehen (beispielsweise können hier Hinweise eingeblendet werden die sich auf einen bestimmten Streckenabschnitt und/oder die jeweilige Verkehrslage und/oder einen Erfassungszeitpunkt beziehen, beispielsweise in der Form: „Achtung: Starke Steigung” oder „Achtung: Dichter Berufsverkehr auf befahrenem Streckenabschnitt”).
Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein System zur Effizienzberechnung für eine mit einem Fahrzeug befahrene Strecke. Das System umfasst Beschleunigungs- und Positionssensoren, die Scoring-Vorrichtung (oder nur den Prozessor der Scoring-Vorrichtung) und ein Back office mit einer Ausgabeeinheit zur Darstellung der Effizienzbewertung. Das System kann auch in Form einer mobilen Telematikeinheit ausgebildet sein.
Vorzugsweise können die Beschleunigungssensoren in ein Mobilfunkgerät integriert sein, das im Fahrzeug geführt wird. Ebenso können die Beschleunigungssensoren Teil der Telematikeinheit sein, die ebenfalls im Fahrzeug befindlich ist. Die Ausgabeeinheit umfasst einen Monitor zur grafischen Vergleichsdarstellung von IST-Effizienzwerten und Referenzeffizienzwerten in Bezug auf den befahrenen Streckenabschnitt. Vorzugsweise handelt es sich um einen Monitor eines Mobilfunkgerätes oder der Telematikeinheit.
Das Back office umfasst vorzugsweise einen zentralen Server, auf dem ein Computerprogramm hinterlegt ist zur Effizienzberechnung und/oder auf dem ein Fahrzeugmodell hinterlegt ist. Das Back office umfasst vorzugsweise nach einen Speicher, in dem verfahrensrelevante Daten (vorhergehende Effizienzbewertungen, Referenzeffizienzwerte etc.) gespeichert sind. Der Server des Back office systems ist vorzugsweise über eine drahtlose Schnittstelle zugreifbar. Er kann als Webbrowser von unterschiedlichen Clients abgerufen werden.
Die Scoring-Vorrichtung kann auch als embedded system in Form einer Platine auf einem elektronischen Gerät integriert sein. Darüber hinaus ist es möglich, die Scoring-Vorrichtung als Mikroprozessorlösung bereitzustellen. Beispielsweise könnte diese auf einem Chip (FGPA, field-programmable gate array) ausgebildet sein.
Das Verfahren ist in der Regel computerimplementiert. Dabei kann es sein, dass bestimmte Verfahrensabschnitte als Teil einer Mikroprozessorlösung und somit fest verdrahtet sind, während andere Abschnitt des Verfahrens als Software ausgebildet sind. In diesem Fall wären nur einzelne Abschnitte oder Teile des Verfahrens softwareimplementiert. In der Regel sind alle oder ausgewählte Abschnitte des Verfahrens binär codiert oder sie liegen in digitaler Form vor. Dabei können alle oder einzelne Abschnitte des Verfahrens als Quellcode (Source Code), als bereits fertig kompilierter Code (Maschinencode) oder als interpretierter Code bereitgestellt werden oder mittels eines Interpreters interpretiert werden. Wesentlich ist, dass die Software als Teil eines technischen Systems in das technische Gerät (hier: Kraftfahrzeug) unmittelbar eingebunden ist und dort zur Steuerung von Fahrzeugkomponenten dient. Die Teile des erfindungsgemäßen Verfahrens, die als Software implementiert sind, können Teil eines „embedded systems” sein, das in das umgebende kraftfahrzeug- oder navigationstechnische System eingebettet ist und mit diesem in Wechselwirkung steht.
Das Verfahren dient der Speicherung, Verarbeitung und Weiterleitung von aufbereiteten Daten (in Form von erfassten Sensordaten) und kann zur modifizierten Steuerung von Aktuatoren oder anderen elektronischen Geräten oder Modulen (mitunter im Rahmen einer automatischen oder teil-automatischen Fahrzeugsteuerung) und zur Steuerung oder Regelung anderer computer-basierter technischer Geräte (über ein Netzwerk angeschlossene andere Instanzen) verwendet werden. Vorzugsweise werden alle Verfahrensschritte automatisch und ohne Benutzerinterkation ausgeführt.
Die vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Ausführungsformen des Verfahrens können auch als Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm ausgebildet sein, wobei der Computer zur Durchführung des oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Verfahrens veranlasst wird, wenn das Computerprogramm auf dem Computer bzw. auf einem Prozessor des Computers ausgeführt wird.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
In der folgenden detaillierten Figurenbeschreibung werden nicht einschränkend zu verstehende Ausführungsbeispiele mit deren Merkmalen und weiteren Vorteilen anhand der Zeichnung besprochen. In dieser zeigen:
1 eine übersichtsartige Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Telematikeinheit gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
2 eine schematische, übersichtsartige Darstellung einer Telematikeinheit gemäß einer bevorzugten Ausführungsform und
3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform.
DETAILLIERTE FIGURENBESCHREIBUNG
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert.
1 zeigt ein Kraftfahrzeug 10, das eine Strecke oder einen Streckenabschnitt befährt. Im Kraftfahrzeug 10 wird ein Mobilfunkgerät H und/oder eine Telematikeinheit T mitgeführt.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Mobilfunkgerät H und bei der Telematikeinheit T um separate, elektronische Geräte eines Fahrzeuginsassen, die über drahtlose Schnittstellen verfügen. Das Mobilfunkgerät H und die Telematikeinheit T umfassen Beschleunigungssensoren und Positionssensoren, die im Folgenden unter dem Begriff Beschleunigungssensoren 12 subsumiert werden. Die Beschleunigungssensoren 12 dienen zum Erfassen von Beschleunigungsdaten und Positionsdaten des Fahrzeugs 10 und sind in 2 dargestellt.
Wie in 2 schematisch dargestellt, umfasst die Telematikeinheit T eine Scoring-Vorrichtung S und – neben der Schnittstelle zu dem Beschleunigungssensor 12 – einen Prozessor P sowie eine Ausgabeeinheit, insbesondere einen Monitor M. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Prozessor P in die Scoring-Vorrichtung S integriert; alternativ kann der Prozessor P auch auf einem anderen Gerät implementiert (z. B. ausgelagert) sein.
Die Scoring-Vorrichtung S bzw. die Telematikeinheit T stehen in Datenaustausch mit einem Backoffice BO, das als zentraler Server ausgebildet sein kann. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist auf dem Backoffice BO ein Fahrzeugmodell 14 hinterlegt. Das Fahrzeugmodell 14 wird vorzugsweise in einer Konfigurationsphase der erfindungsgemäßen Effizienzbewertung parametrisiert. Die Parametrisierung umfasst zumindest die Eingabe eines Fahrzeugtyps.
Der Prozessor P dient zum Einlesen der Positions- und Beschleunigungsdaten, die von den Beschleunigungssensoren 12 erfasst wurden (es kann nur ein Beschleunigungssensor oder es können mehrere Beschleunigungssensoren vorgesehen sein; wobei im letzteren Fall eine genauere Messwerterfassung und eine Messwertüberprüfung möglich ist). Der Prozessor P dient des Weiteren dazu, aus den eingelesenen Positions- und Beschleunigungsdaten das Fahrzeugmodell 14 zu berechnen, um eine Effizienzbewertung der befahrenen Strecke zu berechnen. Die Effizienzbewertung umfasst eine Vergleichsdarstellung von IST-Effizienzwerten (die sich auf die real und tatsächlich vom Kraftfahrzeughalter gefahrene Strecke beziehen) mit Referenzeffizienzwerten, die sich auf eine hinterlegte ideale Fahrweise derselben Strecke beziehen. Die Vergleichsdarstellung ist vorzugsweise eine grafische Darstellung der befahrenen Strecke mit in die Strecke eingeblendeten IST-Effizienzwerten und Referenzeffizienzwerten. Vorzugsweise wird also nur eine Darstellung berechnet und ausgegeben, die sowohl die befahrenen Strecke (und möglicherweise die zukünftig geplant zu befahrenen Strecke, grafisch von der befahrenen Strecke abgehoben) als auch die Effizienzbewertung für die dargestellte Strecke umfasst. Dabei wird die berechnete Effizienzbewertung in die grafische Streckendarstellung unmittelbar und direkt eingeblendet (z. B. als Overlay Grafik). Alternativ oder kumulativ ist es auch möglich, nur den Unterschied bzw. die Differenz zwischen den IST-Effizienzwerten und den Referenzeffizienzwerten in der befahrenen Strecke darzustellen.
Der Monitor M dient zur grafischen Ausgabe bzw. Anzeige der berechneten Effizienzbewertung.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist die Scoring-Vorrichtung S derart ausgebildet, dass auf dem Prozessor P die tatsächliche Berechnung und der Algorithmus zur Effizienzbewertung ausgeführt werden. In diesem Fall wird das im Backoffice BO bereitgestellte Fahrzeugmodell 14 in die Scoring-Vorrichtung S eingelesen, um dort berechnet zu werden.
In einer zweiten, alternativen Ausführungsform der Erfindung ist die Scoring-Vorrichtung S als verteiltes System ausgebildet und umfasst Teile, die im Backoffice BO ausgeführt werden und umfasst desweiteren Teile bzw. Anteile, die unmittelbar in der Scoring-Vorrichtung S ausgeführt werden. Beispielsweise ist es möglich, die eigentliche Rechenleistung an einen leistungsstärkeren Rechner zu delegieren und im Backoffice BO auszuführen. In diesem Fall werden die Positions- und Beschleunigungsdaten, die von den Sensoren erfasst worden sind, über eine drahtlose Schnittstelle an das Backoffice BO zur weiteren Berechnung weitergeleitet. In dieser Ausführungsform ist der Prozessor P mit einem Serveranteil auf dem Backofficerechner vertreten und dient zur Ausführung der Effizienzberechnung. Die ermittelten Effizienzwerte und die berechnete Vergleichsdarstellung werden dann als Output-Daten über die Schnittstelle zurück an ein im Kraftfahrzeug 10 befindliches elektronisches Gerät gesendet. Bei dem Gerät kann es sich um das Mobilfunkgerät H und/oder um eine Telematikeinheit T handeln. Desweiteren ist es ebenso möglich, hier eine bestimmte Geräteadresse einzugeben, an die die Ergebniswerte der Effizienzberechnung gesendet werden sollen, um auf dem zugeordneten Monitor M zur Darstellung zu kommen. Beispielsweise kann hier die Geräteadresse eines Navigationsgerätes mit der entsprechenden Benutzeroberfläche angegeben werden, so dass die berechnete Effizienzbewertung auf der Oberfläche des Navigationsgerätes im Kraftfahrzeug 10 angezeigt wird.
In der in 2 dargestellten Ausführungsform sind die Beschleunigungssensoren 12 in der Telematikeinheit T ausgebildet, die als zusätzliches und separates elektronisches Modul im Fahrzeug mitgeführt wird und über eine entsprechende Schnittstelle mit dem Backoffice BO in Datenaustausch steht. Die Telematikeinheit T dient in diesem Ausführungsbeispiel zur autarken Effizienzberechnung („autark” ist hier im Sinne von „eigenständig” zu verstehen und unabhängig von einer Berechnung in dem oder Anbindung an das Backoffice BO). Dieses Ausbildungsbeispiel ist jedoch nicht zwingend, sondern es ist ebenso möglich, dass die Scoring-Vorrichtung S in ein Mobilfunkgerät H oder ein Navigationsgerät integriert ist. Dabei ist es möglich, dass die Berechnung des Fahrzeugmodells und/oder der Effizienzbewertung zumindest teilweise auf dem Server des Backoffice BO ausgeführt werden.
2 zeigt auf schematische Weise die Telematikeinheit T, die mit zusätzlichen Bauteilen bzw. Modulen ausgebildet ist. Alternativ zur Ausbildung als Telematikeinheit T kann das jeweilige Gerät auch als Mobilfunkgerät H ausgebildet sein, das mit einer entsprechenden Scoring-Vorrichtung S ausgebildet ist. Die Telematikeinheit T umfasst einen Monitor M und die Scoring-Vorrichtung S, die über die Schnittstelle SS in Datenaustausch mit dem Beschleunigungssensor 12 oder mit den mehreren Beschleunigungssensoren 12 in Datenaustausch steht. Desweiteren ist der Prozessor P vorgesehen, um die Berechnung der Effizienzbewertung des gefahrenen oder zu befahrenen Streckenabschnittes auszuführen, die auf den eingelesenen Beschleunigungs- und Positionsdaten basiert. In der in 2 dargestellten Ausführungsform ist die Scoring-Vorrichtung S als Mikroprozessormodul oder Platine ausgebildet, die in das Mobilfunkgerät H und/oder in die Telematikeinheit T integriert werden kann. Damit kann die Telematikeinheit T vorteilhafterweise völlig autark (und unabhängig vom bzw. ohne Zuschaltung des Backoffices BO) betrieben werden. Alternativ zur Mikroprozessorimplementierung kann die Scoring-Vorrichtung S auch als Softwareapplikation ausgebildet sein, die beispielsweise über einen Download-Vorgang vom Backoffice BO geladen werden kann. Dabei ist es auch möglich, dass die Telematikeinheit T in Interaktion mit dem Backoffice BO betrieben wird.
In einer alternativen Ausführungsform ist das System umfassender ausgebildet und umfasst neben der Scoring-Vorrichtung S mit dem Prozessor P das Mobilfunkgerät H bzw. die Telematikeinheit T und ein entsprechendes Bussystem bzw. Schnittstellen. Der Monitor M ist ebenfalls Bestandteil des Systems und kann Teil der Telematikeinheit T sein oder der Monitor M kann als separates Modul über eine Schnittstelle angesteuert werden. Das Backoffice BO kann dem System ebenfalls zugeschaltet sein.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 3 ein bevorzugter Ablauf gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung näher erläutert.
Nach dem Start des Systems erfolgt in Schritt 90 eine Parametrisierung des Fahrzeugmodells 14. Die Parametrisierung 90 wird vorzugsweise in einer Konfigurationsphase ausgeführt, die der eigentlichen Berechnung vorgelagert ist. In komplexeren Ausführungsformen können hier noch weitere Konfigurationsschritte ausgeführt werden (beispielsweise das Erfassen von zusätzlichen Sensordaten, die Erfassung von Metadaten etc.).
In Schritt 100 werden Positions- und Beschleunigungsdaten erfasst. Dies erfolgt vorzugsweise über bereitgestellte Beschleunigungssensoren 12, die vorzugsweise in dem Mobilfunkgerät H und/oder in der Telematikeinheit T ausgebildet sind.
In Schritt 110 erfolgt das Einspeisen der erfassten Beschleunigungsdaten in das bereitgestellte Fahrzeugmodell 14 zur Berechnung eines spezifischen Fahrzeugmodells.
In Schritt 120 erfolgt die eigentliche Berechnung der Effizienzbewertung der tatsächlich gefahrenen (oder geplant zu befahrenen) Strecke. Hier wird auch ein Vergleich zwischen den tatsächlich erfassten Effizienzwerten mit Referenzeffizienzwerten ausgeführt.
Abschließend erfolgt in Schritt 130 die Darstellung der Effizienzbewertung in Form einer grafischen Darstellung der befahrenen Strecke mit eingeblendeten IST-Effizienzwerten. Die IST-Effizienzwerte sind gemessene Werte in Bezug auf Kraftstoffverbrauch, Bauteilverschleiß und möglicherweise weiteren Daten, die Aufschluss über eine Wirtschaftlichkeit der Fahrweise ermöglichen. Darüber hinaus ist ein Vergleich mit Referenzeffizienzwerten möglich, die ebenso in die grafische Darstellung der befahrenen Strecke eingeblendet werden können.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird die berechnete Effizienzbewertung an ein Steuermodul weitergereicht. Das Steuermodul dient dabei zur Steuerung von Fahrzeugkomponenten (Geschwindigkeit, Auswahl des Ganges des Schaltgetriebes etc.), um das Fahrzeug anhand der berechneten Werte teil-autonom zu steuern bzw. zu betreiben.
Danach endet das Verfahren oder kann wiederholt ausgeführt werden.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung ist darin zu sehen, die hauptsächliche Berechnung der Effizienzbewertung Ressourcen-optimiert auszuführen. Deshalb wird die eigentliche Berechnung auf das Backoffice BO ausgelagert, in dem auch das Fahrzeugmodell 14 abgelegt ist und das spezifische Fahrzeugmodell berechnet wird. Die erfassten Positionsdaten und Beschleunigungsdaten werden über Map-Matching-Verfahren in eine digitale Karte übertragen. Der befahrene Streckenabschnitt wird ebenfalls in die digitale Karte übertragen bzw. dieser überlagert. Dazu können Routen-Identifikations-Verfahren, navigations-basierte Verfahren oder Map-Matching-Verfahren eingesetzt werden. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Scoring-Vorrichtung S mit zumindest einer weiteren zusätzlichen OBD-Schnittstelle ausgebildet sein, um optional Bordcomputerdaten abzugreifen und der Scoring-Vorrichtung S zur weiteren Berechnung von Effizienzwerten zuzuführen.
Die Effizienzberechnung kann auch als Algorithmus ausgebildet sein, der als eigenständige Applikation auf einem Webserver liegt. Die Ergebnisse der Effizienzberechnung werden pro Fahrt oder gesammelt für mehrere Fahrten visualisiert.
In einer Ausbildung der Erfindung werden die erfassten Sensordaten verwendet, um IST-Effizienzwerte zu berechnen. Diese IST-Effizienzwerte werden dann mit Referenzeffizienzwerten (die eine ideale Fahrweise derselben befahrenen Strecke signalisieren sollen) auf Übereinstimmung verglichen. In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann eine erste Fahrt für eine weitere Fahrt als Referenzeffizienzwert dienen. Damit wird es möglich, die Fahrweise desselben Fahrers in unterschiedlichen Zeitintervallen für dieselbe Strecke im Vergleich zu bewerten.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass die berechnete Effizienzbewertung in einem Speicherbaustein gespeichert wird. Dies wird vorzugsweise im Backoffice BO ausgeführt. Damit wird auch eine nachträgliche Visualisierung von Effizienzbewertungen möglich. Somit kann der Fahrer im Nachhinein (also nach Befahren der Strecke) auf einem beliebigen Computer, der an den Webserver des Backoffice BO angeschlossen wird, sein Fahrverhalten analysieren, mit dem Ziel dieses zu verbessern. Dabei hilft die Berechnung des Scorings dabei, schlechte Fahrten von guten zu unterscheiden, um einen Fortschritt der Fahrweise anzuzeigen. Ein Vergleich mit Referenzeffizienzwerten zeigt, welches Potential auf der jeweiligen Strecke noch vorhanden ist.
Vorstehend wurde die Erfindung in Bezug auf Kraftfahrzeuge beschrieben. Es liegt jedoch ebenso im Rahmen der Erfindung, die Effizienzbewertung für andere Fahrzeuge (z. B. LKW's, Nutzfahrzeuge etc.) anzuwenden. In einer sehr schlanken Ausbildung des Scoring-Systems ist es möglich, nur ein Backoffice BO und ein Mobilfunkgerät H mit Beschleunigungssensoren 12 bereitzustellen. In alternativen Ausbildungen der Erfindung kann ausschließlich oder zusätzlich eine Telematikeinheit T bereitgestellt werden, die ebenfalls im Fahrzeug mitgeführt wird und über Beschleunigungssensoren 12 und/oder einen Monitor M verfügt. Ebenso ist es möglich, dass die Telematikeinheit T den Prozessor P umfasst.
Bezugszeichenliste

S: Scoring-Vorrichtung
10: Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug
SS: Schnittstelle
12: Positions- und Beschleunigungssensor
H: Mobilfunkgerät
T: Telematikeinheit
P: Prozessor
M: Ausgabeeinheit, insbesondere Monitor
BO: Backoffice
14: Fahrzeugmodell
90: Parametrisiere Fahrzeugmodell
100: Erfasse Positions- und Beschleunigungssensordaten
110: Speise erfasste Beschleunigungsdaten in Modell ein
120: Berechne Effizienzwerte
130: Grafische Darstellung der Effizienzberechnung

Claims

Scoring-Vorrichtung (S) zur Effizienzbewertung einer mit einem Fahrzeug (10) befahrenen Strecke, mit – Einer Schnittstelle (SS) zu zumindest einem Positions- und Beschleunigungssensor (12) zum Einlesen von Strecken- und Beschleunigungsdaten, wobei die Streckendaten Daten der befahrenen Strecke oder des befahrenen Streckenabschnittes umfassen, umfassend Gefälledaten, Steigungsdaten, Kurvenradien-, Fahrbahnbreiten-, und Fahrbahnbelagdaten und wobei der Positions- und Beschleunigungssensor (12) in einem Mobilfunkgerät (H) ausgebildet ist – Einem Prozessor (P), der zum Einlesen der Strecken- und Beschleunigungsdaten und zum Einspeisen der eingelesenen Strecken- und Beschleunigungsdaten in ein bereitgestelltes Fahrzeugmodell (14) zur modell-basierten Berechnung der Effizienzbewertung der befahrenen Strecke bestimmt ist, wobei das Modell parametrisiert wird in Abhängigkeit von Fahrzeugtyp, Fahrzeugdaten und Strecken- und Beschleunigungsdaten und wobei der Prozessor (P) weiterhin dazu bestimmt ist, die berechnete Effizienzbewertung, umfassend eine grafische Vergleichsdarstellung von IST-Effizienzwerten mit Referenzeffizienzwerten, auf einer Ausgabeeinheit (M) auszugeben und wobei die berechnete Effizienzbewertung in eine Darstellung der befahrenen Route unmittelbar in eine Kartendarstellung der befahrenen Strecke eingeblendet wird, so dass eine Zuordnung zwischen Effizienzbewertung und dem jeweiligen Streckenabschnitt gegeben ist – Einer Schnittstelle zu der Ausgabeeinheit (M) zur Ausgabe der berechneten Effizienzbewertung – und wobei die Scoring-Vorrichtung (S) zur Effizienzbewertung autark vom Kraftfahrzeug oder vom Bordcomputer ausgeführt wird und keine OBD-Schnittstellen umfasst
Scoring-Vorrichtung (S) nach Patentanspruch 1, wobei die Scoring-Vorrichtung (S) als embedded system in das Mobilfunkgerät (H) und/oder in die Telematikeinheit (T) integriert ist oder als separates Modul ohne Schnittstelle zu einem Bordcomputer an das Mobilfunkgerät (H) und/oder an die Telematikeinheit (T) angeschlossen werden kann.
Scoring-Vorrichtung (S) nach einem der vorstehenden Patentansprüche, bei dem das Mobilfunkgerät (H) und/oder die Telematikeinheit (T) einen Positions-, Beschleunigungs- und/oder einen Gyrosensor (12) umfassen.
Telematikeinheit (T) zur Effizienzbewertung einer Fahrt mit einem Fahrzeug (10) auf einer Strecke, mit: – Einer Scoring-Vorrichtung (S) nach einem der vorstehenden Ansprüche und – Zumindest einer Mobilfunkschnittstelle.
Verfahren zur Effizienzbewertung einer Fahrt mit einem Fahrzeug (10) auf einer Strecke, mit folgenden Verfahrensschritten: – Erfassen (100) von Positions- und Beschleunigungsdaten über ein im Fahrzeug (10) geführtes Mobilfunkgerät (H), das zumindest einen Positions- und Beschleunigungssensor (12) umfasst ohne Verwendung von Schnittstellen zum Fahrzeug oder zum Bordcomputer, insbesondere ohne Verwendung einer OBD-Schnittstelle – Einlesen von Streckendaten, wobei die Streckendaten Daten der befahrenen Strecke oder des befahrenen Streckenabschnittes umfassen, umfassend Gefälledaten, Steigungsdaten, Kurvenradien-, Fahrbahnbreiten- und Fahrbahnbelagsdaten – Einspeisen (110) der erfassten Positions- und Beschleunigungsdaten und Streckendaten in ein bereitgestelltes Fahrzeugmodell (14) zur modell-basierten Berechnung (120) der Effizienzbewertung der befahrenen Strecke, wobei das Modell parametrisiert wird in Abhängigkeit von Fahrzeugtyp, Fahrzeugdaten und Strecken- und Beschleunigungsdaten – Ausgabe (130) der berechneten Effizienzbewertung, umfassend eine grafische Vergleichsdarstellung von IST-Effizienzwerten mit Referenzeffizienzwerten, wobei die berechnete Effizienzbewertung in eine Darstellung der befahrenen Route unmittelbar in eine Kartendarstellung der befahrenen Strecke eingeblendet wird, so dass eine Zuordnung zwischen Effizienzbewertung und dem jeweiligen Streckenabschnitt gegeben ist.
Verfahren nach Patentanspruch 5, bei dem ein spezifisches Fahrzeugmodell in dem Prozessor (P) und/oder in dem zentralen Backoffice (BO) berechnet wird oder wobei die berechnete Effizienzbewertung in einem zentralen Backoffice (BO) gespeichert, auf einem Ausgabegerät darstellbar und/oder offline über eine autorisierte Schnittstelle abrufbar ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, bei dem das Fahrzeugmodell (14) parametrisiert wird, indem ein Fahrzeugtyp eingelesen oder eingegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, bei dem die berechnete Effizienzbewertung während des Fahrens der Strecke online ausgeführt und iterativ für jeden neu befahrenen Streckenabschnitt automatisch aktualisiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, bei dem die berechnete Effizienzbewertung mit einem Routen-Identifikationsalgorithmus und/oder mit einem Map-Matching-basierten Verfahren ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, bei dem die berechnete Effizienzbewertung eine Bewertung des Kraftstoffverbrauchs und/oder des Fahrzeugverschleißes umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, bei dem die berechnete Effizienzbewertung eine Angabe eines Verlaufs der Effizienzbewertung über Ort und/oder Zeit umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, bei dem die berechnete Effizienzbewertung über die befahrene Strecke akkumuliert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, bei dem zur Effizienzbewertung keine Schnittstelle zu dem Kraftfahrzeug (10) verwendet wird.
System zur Effizienzbewertung für eine mit einem Fahrzeug (10) befahrene Strecke, mit folgenden Modulen, die über Schnittstellen in Datenaustausch stehen: – Positions- und/oder Beschleunigungssensoren (12), die in einem im Fahrzeug (10) geführten Mobilfunkgerät (H) integriert sind – Einer Scoring-Vorrichtung (S) gemäß einem der vorstehenden Vorrichtungsansprüche 1 bis 3 – Einem Backoffice (BO), in dem das Fahrzeugmodell (14) bereitgestellt wird – Einer Ausgabeeinheit (M), die zur Ausgabe der berechneten Effizienzbewertung bestimmt ist, umfassend eine grafische Vergleichsdarstellung von IST-Effizienzwerten mit Referenzeffizienzwerten.