SE1250325A1 - Förfarande och system för uppmuntran till mer bränsleeffektivt fordonsframförande - Google Patents

Abstract

Föreliggande uppfinning presenterar ett förfarande och ett system för uppmuntrande till ett mer bränsleeffektivt framförande av ett fordon. Enligt föreliggande uppfinning utförs en beräkning av hur en förändring av åtminstone en parameter relaterad till ett framförande av nämnda fordon påverkar åtminstone en bränsleförbrukning Cför nämnda fordon. Sedan utförs en presentation av den beräknade påverkan på åtminstone nämnda bränsleförbrukning CfUei •. Fig. 1

Description

l0 15 20 25 30 vanligen förekommande i motorfordon. Ett mål med farthållare är att åstadkomma en jämn förutbestämd hastighet, vilket görs antingen genom att anpassa motormomentet för att undvika retardation, alternativt applicering av bromsverkan, i de nedförsbackar där fordonet accelererar av sin egen tyngd.

En förare av ett motorfordon med farthållare väljer vanligtvis en set-hastighet vxi. Set-hastigheten vxü är den hastighet som föraren vill att motorfordonet ska hålla. Fordonet klarar dock inte alltid att hålla denna hastighet, till exempel i uppförs- eller nedförsbackar. En farthållare tillhandahåller sedan ett motorsystem i fordonet en referenshastighet væf, där referenshastigheten vnfi används för styrning av motorn. Set- hastigheten vaï kan alltså ses som en insignal till farthållaren, medan referenshastigheten vmfi kan ses som en utsignal från farthållaren, vilken används för styrning av motorn.

I dagens traditionella farthållare (Cruise Control; CC) är referenshastigheten vnfi identisk med set-hastigheten vaü, vilken har ställts in av användaren av systemet, till exempel en förare av fordonet. Dagens traditionella farthållare håller alltså en konstant referenshastighet, vilken motsvarar den av föraren inställda set-hastigheten væt.

Idag finns även referenshastighetsreglerande farthållare, till exempel ”Look Ahead”-farthållare (LACC), vilka är strategiska farthållare som använder sig av kunskap om framförliggande vägavsnitt, det vill säga kunskap om hur vägen ser ut framöver, för att bestämma utseendet på referenshastigheten vmf. Här tillåts referenshastigheten væf att, inom ett hastighetsintervall, skilja sig från den av föraren valda set- hastigheten væt för att åstadkomma en mer bränslesparande körning. l0 15 20 25 30 Kunskapen om det framförliggande vägavsnittet kan till exempel bestå av kunskap om rådande topografi, kurvatur, trafiksituation, vägarbete, trafikintensitet och väglag.

Vidare kan kunskapen bestå av en hastighetsbegränsning för det kommande vägavsnittet, samt av en trafikskylt i anslutning till vägen. Dessa kunskaper kan till exempel erhållas medelst positioneringsinformation, såsom GPS-information (Global Positioning System-information), kartinformation och/eller topografikartinformation, väderleksrapporter, information kommunicerad mellan olika fordon samt information kommunicerad via radio.

En LACC tillåter till exempel att referenshastigheten vnfi höjs inför en brant uppförsbacke till en nivå vilken ligger över nivån för set-hastigheten væt, eftersom motorfordonet antas komma att tappa i hastighet i den branta uppforsbacken på grund av hög tågvikt i förhållande till fordonets motorprestanda. På motsvarande sätt tillåter LACC att referenshastigheten væf sänks till en nivå vilken ligger under set-hastigheten væt inför en brant nedförsbacke, eftersom motorfordonet antas komma att accelerera i den branta nedförsbacken på grund av den höga tågvikten. Tanken är här att det är mer bränsleekonomiskt att ta hjälp av motorfordonets acceleration orsakad av dess egen tyngd i nedförsbacken än att först accelerera inför nedförsbacken och sedan bromsa nedför backen. LACC kan på detta sätt minska bränsleförbrukningen med i stort sett bibehållen körtid.

Kortfattad beskrivning av uppfinningen Fordonets hastighet har en mycket stor inverkan på hur mycket bränsle fordonet förbrukar. Hur fordonshastigheten inverkar på bränsleförbrukningen beror av en stor mängd parametrar och är väsentligen unik i varje körsituation, eftersom den bland annat beror av fordonsspecifika parametrar, såsom exempelvis l0 l5 20 25 last (tågvikt), motor och drivlina, och vägspecifika parametrar, såsom väglutning och vägunderlag, samt rådande omständigheter, såsom väder- och vindförhållanden. Det är därför svårt för en förare av fordonet att i olika körsituationer avgöra hur hastigheten påverkar bränsleförbrukningen, vilket kan leda till att beslut tas av föraren vilka ur ett bränsleekonomiskt perspektiv är felaktiga.

Generellt sett är det mer bränsleekonomiskt att hålla en lägre fordonshastighet. Dock kan föraren av flera anledningar vara motvillig att sänka hastigheten. Förare har ofta tider att hålla, det vill säga att de ofta får i uppdrag att leverera sin last vid en viss plats och vid en viss tidpunkt. Därför ligger det i förarens natur att hålla upp hastigheten för att hinna leverera lasten i tid. Under längre körningar kan även en högre medelhastighet göra att föraren kan ta längre raster och ändå hinna leverera i tid. Med andra ord ser förare enkelt fördelar med att hålla upp hastigheten, vilket leder till en ökad medelhastighet. Detta leder i sin tur till en ökad bränsleförbrukning.

Det är ett syfte med föreliggande uppfinning att åstadkomma ett mer bränsleekonomiskt framförande av fordonet.

Detta syfte uppnås medelst ovan nämnda förfarande, enligt den kännetecknande delen av patentkrav 1. Syftet uppnås även medelst ovan nämnda system, enligt den kännetecknande delen av patentkrav 24.

Syftet uppnås även av ovan nämnda datorprogram och datorprogramprodukt, vilka implementerar förfarandet enligt uppfinningen. l0 l5 20 25 30 Genom utnyttjande av föreliggande uppfinning erhålls ett incitament för en förare att vidta åtgärder som minskar bränsleförbrukningen.

Genom att föraren presenteras information vilken visar hur till exempel en sänkning av en hastighet för fordonet påverkar bränsleförbrukningen kan föraren ta en faktaunderstött beslut att sänka hastigheten, vilket känns vettigt och motiverat för föraren. Med andra ord är det lättare att övertyga föraren om att en hastighetssänkning är lämplig om han blir informerad om vad vinsten med denna sänkning blir.

Tidigare har det varit lätt för föraren att själv uppskatta nackdelarna för föraren själv med att sänka hastigheten, eftersom föraren erfarenhetsmässigt relativt enkelt kan uppskatta hur mycket körtiden förlängs om hastigheten sänks.

Dock har det varit svårare för föraren att avgöra om det finns fördelar, och i så fall vilka, med att sänka hastigheten.

Föreliggande uppfinning kommer alltså att leda till minskad bränsleförbrukning, eftersom fler förare kommer kunna övertygas att göra val vilka sänker bränsleförbrukningen då en tillförlitlig siffra på denna kommer att presenteras för föraren. Alltså resulterar föreliggande uppfinning även i en minskad negativ påverkan på miljön, eftersom mindre föroreningar släpps ut i miljön totalt sett då föreliggande uppfinning tillämpas.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning presenteras både påverkan på bränsleförbrukningen och på körtiden, vilka skulle bli resultatet om föraren förändrar åtminstone en parameter relaterad till fordonets framförande. Härigenom presenteras föraren med information av de två parametrar han är mest intresserad av, varför föraren här får mycket stor hjälp till att göra ett klokt och faktabaserat val. l0 l5 20 25 Enligt en utföringsform utgörs parametern som kan förändras av föraren av en hastighet, såsom en faktisk fordonshastighet väx eller en set-hastighet vxü, vilka enkelt kan påverkas av föraren. Härigenom kan direkt en påverkan på bränsleförbrukningen enkelt erhållas, eftersom föraren kan övertygas om fördelarna med att sänka hastigheten.

Enligt en utföringsform utgörs parametern som kan förändras av föraren av en utnyttjad växel i en växellåda, vilken kan vara en manuell växellåda eller kan vara en automatisk växellåda som utnyttjas i ett manuellt läge (en manuell mod). När föraren presenteras med information som talar om vad föraren kan vinna genom att byta växel är sannolikheten stor att föraren verkligen utför denna växling.

Kortfattad figurförteckning Uppfinningen kommer att belysas närmare nedan med ledning av de bifogade figurerna, där lika hänvisningsbeteckningar används för lika delar, och vari: Figur l visar ett schematiskt flödesschema för förfarandet enligt föreliggande uppfinning, Figur 2 visar ett schematiskt flödesschema för en utföringsform av föreliggande uppfinning, Figur 3 visar en beräkning av förlusteffekt som funktion av fordonshastighet, Figur 4 visar en beräkning av förlustenergi som funktion av fordonshastighet, Figur 5 visar en beräkning av dieselförbrukning som funktion av fordonshastighet, Figur 6 visar en förstoring av en del av figur 5, 10 15 20 25 30 Figur 7 visar en styrenhet enligt föreliggande uppfinning.

Beskrivning av föredragna utföringsformer Figur 1 visar ett schematiskt flödesschema för förfarandet enligt föreliggande uppfinning.

I ett första steg 101 av förfarandet fastställs hur en förändring av en eller flera parametrar skulle påverka åtminstone bränsleförbrukningen Cfiæl för nuvarande vägavsnitt.

Fastställandet av hur dessa en eller flera parametrar kan baseras på en beräkning av bränsleförbrukningen, vilken exempelvis kan beräknas baserat på mätningar eller på modeller, vilket beskrivs mer i detalj nedan.

I ett andra steg 102 av förfarandet utförs en presentation av den fastställda påverkan förändringen av de en eller flera parametrarna kommer att få för åtminstone bränsleförbrukningen Cfiæl för fordonet. Till exempel kan här presenteras för föraren hur mycket bränsleförbrukningen Cfiæl skulle minska om föraren sänkte hastigheten v med ett visst antal km/h.

Härigenom kan föraren enkelt se vilka fördelar han skulle få om han till exempel skulle sänka hastigheten v. Att för föraren kunna presentera information vilken ökar sannolikheten för att föraren sänker hastigheten v kommer att leda till en totalt sett något sänkt medelhastighet, och därmed också en något sänkt bränsleförbrukning Cfiæl.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning, innefattar beräkningen i det första steget 101 i figur 1 även en beräkning av hur förändringen av den åtminstone en parametern påverkar körtiden T fordonet behöver för att fördas en förutbestämd sträcka L. Enligt utföringsformen presenteras sedan även den fastställda påverkan på körtiden T för föraren i det andra steget 102 tillsammans med presentationen av 10 l5 20 25 30 påverkan på bränsleförbrukningen. Till exempel kan här alltså för föraren presenteras information om hur mycket bränsle som sparas respektive hur mycket längre körtiden T blir om föraren sänker hastigheten v för fordonet. När föraren presenteras både vinsten i bränsle och förlusten i körtid T kommer föraren här lätt att kunna se att det finns relativt mycket att vinna för bränsleförbrukningen Cfiwl om man tillåter sig en mycket liten förlängning av körtiden T, vilket kommer att leda till att fler beslut tas som minskar hastigheten v.

Såsom nämnts ovan innefattar de åtminstone en eller flera parametrarna enligt en utföringsform av uppfinningen en hastighet v. Alltså utgår här bestämmandet och presentationen av påverkan av bränsleförbrukningen från åtminstone en hastighetsförändring. Denna hastighet v kan vara en faktisk fordonshastighet væï, vilken är den faktiska hastighet væx fordonet framförs med på vägen. Till exempel kan en vinst i bränsleförbrukning föraren skulle kunna göra om han skulle sänka hastigheten v något, exempelvis genom att släppa upp gaspedalen något, beräknas och presenteras för föraren.

Hastigheten v kan också vara en set-hastighet vxm för en farthållare i fordonet. Här kan en minskning i bränsleförbrukningen Cfiæl beräknas och presenteras, vilken är resultatet av en sänkning av set-hastighet vxü. Att kombinera den redan bränsleeffektiva hastighetsregleringen för en farthållare med uppmuntringen till hastighetssänkning enligt föreliggande uppfinning gör att fordonet framförs mycket bränsleekonomiskt.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning innefattar den åtminstone en parametern, för vilken förändring en påverkan på bränsleförbrukningen ska beräknas och presenteras, en växel för en växellåda i fordonet. Alltså fastställs här l0 l5 20 25 30 hur en växling skulle påverka bränsleförbrukningen Cfiæl. Till exempel kan en växling till en högre växel, en så kallad uppväxling, vilken gör att motorn arbetar på ett lägre varvtal, att bränsleförbrukningen Cfiæl minskar, vilket kan presenteras för föraren. På motsvarande sätt som för förändringar i hastigheten v, kan systemet alltså fastställa en påverkan växlingen har på bränsleförbrukningen Cfiæl och sedan presentera denna för föraren.

Enligt en utföringsform av uppfinningen presenteras påverkan endast om en förändring av den åtminstone en parametern ger en minskning av bränsleförbrukningen Cfiæl och är lämplig att utföra. Här fastställs om påverkan på bränsleförbrukningen Cfiæl, vilken är ett resultat av förändringen av den åtminstone en parametern, utgör en minskning av bränsleförbrukningen Cflæl eller inte. Med andra ord fastställs om påverkan av hastighetsförändringen är positiv eller inte ur ett bränsleekonomiskt perspektiv. Dessutom fastställs om förändringarna är lämpliga att utföra eller inte för andra system i fordonet. Om påverkan som förändringen har på de en eller flera parametrarna är negativ, eller om förändringarna inte är lämpliga att göra, går förfarandet tillbaka till att beräkna hur kommande möjliga förändringar av parametrar kommer att påverka bränsleförbrukningen Cfiwl.

Om påverkan som förändringen har på de en eller flera parametrarna är positiv ur ett bränsleekonomiskt perspektiv och om förändringarna är lämpliga att göra går förfarandet vidare till en presentation av den fastställda påverkan förändringen av de en eller flera parametrarna kommer att få för åtminstone bränsleförbrukning Cfiæl för fordonet. Härigenom ges föraren endast argument för bränsleekonomiska förändringar av parametrar, vilka även är lämpliga för fordonet att göra.

Detta ökar ytterligare sannolikheten att uppnå en minskad 10 15 20 25 30 10 bränsleförbrukning Cfiæl, eftersom föraren specifikt ges incitament att ta lämpliga beslut vilka minskar bränsleförbrukningen för fordonet. Denna utföringsform är tillämpbar både på utföringsformerna för förändring av hastigheten v och gör förändring av växel. Den är dock särskilt användbar för utföringsformen där en vinst med att utföra en växling ska presenteras, eftersom vissa växlingar inte alltid är lämpliga att utföra, då motorn i fordonet helst skall arbeta inom ett visst varvtalsområde. Exempelvis kan en växling anses vara lämplig om fordonet efter växlingen klarar av att hålla hastigheten efter växlingen. Rent bränsleekonomiskt skulle det kunna vara effektivast att köra på en alldeles för hög växel, men detta skulle inte vara lämpligt för motorn, eftersom en alldeles för hög växel ger ett alldeles för lågt varvtal för motorn och att fordonet kommer att tappa i hastighet. Enligt denna utföringsform presenteras endast växlingar som är både bränsleekonomiska och lämpliga för fordonets övriga system.

Figur 2 visar schematiskt en utföringsform av uppfinningen, med hjälp av vilken systemet kan avgöra vilken information som ska presenteras för föraren av fordonet. I ett första steg 201 av förfarandet enligt utföringsformen bestäms, på så sätt som beskrivits ovan, hur en förändring av en eller flera parametrar påverkar bränsleförbrukningen Cfiæl.

Det andra 202, tredje 203 och fjärde 204 stegen av förfarandet har i figur 2 exemplifierats för fallet att förändringen är en hastighetsförändring. Fackmannen inser dock att motsvarande steg även kan tas om förändringen utgörs av en växling, vilket även kommer att beskrivas kort under respektive steg.

I det andra steget 202 av förfarandet avgörs om förändringen i hastighet v utgör en höjning av hastigheten v eller en l0 l5 20 25 30 ll sänkning av hastigheten v. Om förändringen är en höjning gär förfarandet vidare till det tredje steget 203, i vilket hastighetshöjningens inverkan på bränsleförbrukningen presenteras för föraren. Här presenteras alltsä inte tidsvinsten föraren skulle uppnå medelst hastighetshöjningen för att undvika att föraren endast skulle få ögon för denna möjliga tidsvinst.

Om förändringen är en sänkning går förfarandet vidare till det fjärde steget 204, i vilket hastighetssänkningens inverkan bäde pä bränsleförbrukningen och pä körtiden T presenteras för föraren. Här ser föraren att förlusten i körtid T är försumbar i förhällande till vinsten i bränsleförbrukningen Cfiæl och väljer förhoppningsvis att sänka hastigheten v.

Enligt en utföringsform presenteras samtidigt det tredje 203 och fjärde 204 stegen. Alltså kan föraren här direkt se bäde vad en höjning respektive sänkning av hastigheten resulterar i.

Figur 2 har exemplifierats för utföringsformen där en förändring av parametern hastighet v utnyttjas. Dock kan motsvarande förfarande även utnyttjas för andra utföringsformer av uppfinningen, till exempel för upp- respektive nedväxling. Till exempel kan då en nedväxling resultera i en presentation enligt tredje steget 203 i förfarandet, medan en uppväxling resulterar i en presentation enligt fjärde steget 204 av förfarandet.

Bränsleförbrukningen Cfiæl i fordonet kan enligt en utföringsform fastställas baserat pä mätningar som gjorts i fordonet. Här kan en algoritm tas fram, vilken anpassas till tidigare uppmätta värden för bränsleförbrukningen Cfiæl. Med hjälp av denna algoritm kan sedan fastställas hur en förändring av en eller flera parametrar, till exempel lO l5 20 l2 hastighet v och/eller växel, kommer att påverka bränsleförbrukningen Cfiæl.

Bränsleförbrukningen Cfiæl kan enligt en utföringsform även fastställas genom utnyttjande av en modell. Denna modell ar relaterad till fordonet på så sätt att den beskriver ett antal förluster och hur de verkar på fordonet.

Enligt en utföringsform beräknas påverkan av bränsleförbrukningen Cfiwl baserat på antagandet att det aktuella vägavsnittet är väsentligen plant. Nedan beskrivs ett exempel på en modell för fordonsförluster. Fackmannen inser att fordonets förluster kan beskrivas på en mängd sätt, varav nedan angivna modell är ett sådant exempel, vilket utnyttjas av utföringsformen.

Om motorns verkningsgrad i fordonet antas vara linjär kan den totala förlusteffekten för fordonet skrivas som: Plosses I Pair + Prull + PfricPT + PfrícEng + Pbrake f (e kv ° l ) där: _-C _ _vact :Add pair a' V3 111V' 111V' 2 GCI utgör luftmotstånd; - P¿,=P'”w¿a utgör rullmotstånd; TO V0 _ fxærzv fiï flwwd-wmMMd4LW| utgör drivlineförluster; PfiícEng I ÄngDragLoss(0)flywhee})'coflywheel utgör motorförluster; . 1 N fwwæl=(F¿”+I@,+n%%gmna)-- utgor motormoment; PT VM, . . .. _ wflywheel -ífilfinaldríve-lgearbax utgor varvtal' wh eel 10 15 20 13 är kraften av luftmotståndet mot fordonet; air - v är fordonshastigheten; [ICI - AW, är fordonsaccelerationen; - par är luftdensiteten; - C; är luftmotstånds koefficienten; - Fä” är kraften av rullmotståndet mot fordonet; - HPT är drivlineverkningsgraden; - T e@a%Mß är motorns friktionsförluster; _ rwh ed är hjulradien; - %mMWe är utväxlingen i slutväxeln; och z är växellådans utväxling/ar. gearbax och rullmotståndet P' roll Luftmotståndet P' air kan adapteras efter rådande vindforhållanden respektive väglag. Fordonsmassan ngfl kan tillhandahållas av ett viktmätningssystem eller ett viktskattningssystem i fordonet.

Om vägavsnittet är plant är väglutningen d lika med noll, d=O, och bromsenergin är lika med noll. Figur 3 visar ett exempel på en beräkning av hur den totala förlusteffekten Plwsæ ser ut om fordonet antas ha en massa av 30 ton, ha en bakaxelutväxling av 2.71, ha en specifik 13-liters motor och en Scania GRS905 växellåda. Uppväxling sker här vid varvtalet 1250 varv per minut. 10 15 20 25 14 I figur 3 visas förlusteffekten i kW 301 som funktion av fordonshastigheten vax då vägavsnittet antas vara väsentligen plant och motorn har en väsentligen konstant verkningsgrad.

Antagandet att vägavsnittet är väsentligen plant förenklar beräkningarna avsevärt och ger ett system med låg komplexitet.

Såsom visas i figuren har den totala förlusteffekten Pkßæs en kurva med en väsentligen sågtandad profil. Tänderna (hacken) i kurvan beror på att växling sker i fordonet, vilket påverkar den totala förlusteffekten Plwsæ, exempelvis genom att den totala förlusteffekten Pmsæs sjunker direkt efter det att en växling till en högre växel görs för att därefter börja stiga igen med ökande fordonshastighet väx. För ett automatiskt växlingssystem sker växling vid förutbestämda varvtal för motorn och/eller vid förutbestämda hastigheter, vilket ger kurvan dess sågtandade profil.

En intressant storhet när bränsleförbrukning analyseras är den förlustenergi per färdad sträcka, vilket också kan ses som förbrukat bränsle per sträcka. Den totala förlusteffekten Phßæs kan räknas om till storheten förlustenergi per 100 km genom: E /wøkm-P ï losses _ losses (ekv. 2) GCI Figur 4 visar förlustenergi per 100 km 401 som funktion av fordonshastighet vax för exemplet i figur 3. Såsom framgår av figur 4 är förlustenergin per sträcka relativt stor vid låga hastigheter (upp till 20 km/h), relativt låg vid medelhöga hastigheter (20-80 km/h) och sedan långsamt stigande vid höga hastigheter. Även här får kurvan hack/tänder vid växlingar.

För att omvandla storheten energiförlust per sträcka till bränsleförbrukning per sträcka kan följande samband utnyttjas: 10 15 20 25 15 än engine ' (e kv ° 3) där nmflæ är motorns verkningsgrad (här approximerad som konstant); 1H¿d är energiinnehållet i bränslet [J/L].

För diesel gäller sambandet: fàfian ~_šÃ¶Ln045_ _ ~ ( k . 4) Hdíesel engine . 106 e V Cfuez [L] I Figur 5 visar dieselförbrukning per 100 km 501 som funktion av fordonshastighet v¿m för exemplet visat i figurerna 3 och 4.

Funktionen för dieselförbrukning per sträcka 501 som visas i figur 5 kan mycket enkelt utnyttjas för att fastställa hur en förändring i fordonshastigheten vax skulle påverka bränsleförbrukningen, genom att följa kurvan för dieselförbrukning per sträcka 501 längs en ökande respektive minskande fordonshastighet væm. Detta exemplifieras genom pilar 503, 504 för ökning respektive sänkning av fordonshastigheten väx från en nuvarande hastighet 502. En enkel avläsning av kurvan för dieselförbrukning per sträcka 501 visar här att ökningen 503 av hastigheten kommer att ge en ökning av dieselförbrukningen med ca 2 liter per 100 km. På motsvarande sätt kan enkelt avläsas att sänkningen 504 av hastigheten kommer att ge en minskning av dieselförbrukningen med ca 2 liter per 100 km. Denna information kan enligt föreliggande uppfinning ges föraren när fordonet framförs med den nuvarande hastigheten 502. 10 15 20 25 30 16 I figur 5 visas även en punkt-streckad kurva 510 för en växel A, exempelvis en tionde växel, en punktad kurva 511 för en växel B, exempelvis en elfte växel, och en streckad kurva 512 för en växel C, exempelvis en tolfte växel, för växellådan.

Kurvorna 510, 511, 512 for de tionde, elfte och tolfte växlarna kan vid manuell växling utnyttjas för att fastställa vilken inverkan en växling har på bränsleförbrukningen. Om fordonet har en nuvarande hastighet 507 på en elfte växel kan en uppväxling 508 till den tolfte växeln i figuren enkelt avläsas minska bränsleförbrukningen med cirka 2 liter per 100 km. En nedväxling 509 till den tionde växeln ökar bränsleförbrukningen med cirka 3 liter per 100 km.

Alltså kan funktionen för dieselförbrukning per sträcka 501 utnyttjas för att fastställa hur en förändring av fordonshastigheten vax och/eller en växling påverkar bränsleförbrukningen. Denna påverkan kan sedan presenteras för föraren så att föraren kan ta ett beslut som är bränsleekonomiskt riktigt.

Om funktionen för dieselförbrukning per sträcka 501 studeras närmare kan man se att kurvan 501 är relativt flack för medelhöga hastigheter (30-70 km/h). Eftersom kurvan i detta flacka område även är sågtandad på grund av växling kan i vissa situationer denna speciella kurvform utnyttjas för en intelligent styrning av hastighet och/eller växling.

Detta visas mer i detalj i figur 6, i vilken kurvan 601 vilken är en förstoring av kurvan för dieselförbrukning per sträcka 501 i figur 5 för dess relativt flacka område. Den vågräta linjen 606 har här lagts in i figuren för att illustrera hur funktionen för dieselförbrukning per sträcka 601 kan utnyttjas för att optimera fordonshastighet vax och eller växling med avseende på bränsleförbrukningen. Kurvan 601 skär linjen 606 10 15 20 25 30 17 på fem ställen i figur 6. Vid dessa skärningar har fordonet samma bränsleförbrukning, trots att fordonshastigheten vax är olika för de fem skärningarna. Det kan därför inses att en ökning av fordonshastigheten väx i vissa fall leder till en oförändrad, eller till och med sänkt bränsleförbrukning. Till exempel kan fordonshastigheten væm ökas till sista skärningspunkten mellan kurvan 601 med linjen 606, varvid en hastighet om ca 62 km/h kan hållas till bekostnad av samma bränsleförbrukning som för fordonshastigheten væï i första skräningspunkten mellan kurvan 601 och linjen 606, det vill säga ca 43 km/h. Genom ett intelligent val av fordonshastigheten væm kan alltså en högre fordonshastigheten vax hållas ”gratis”, det vill säga utan ökad bränsleförbrukning.

Vid vissa situationer kan även ett intelligent val av fordonshastigheten vax sänka bränsleförbrukningen. Till exempel gäller det för den nuvarande fordonshastigheten 602 i figur 6, där en liten ökning 603 av hastigheten kommer att ge en minskning av dieselförbrukningen med ca 2 liter per 100 km i punkten 605. Detta beror på att denna lilla ökning gör att motorvarvet når det varvtal (1250 varv per minut) vid vilket växellådan växlar upp från den tionde till den elfte växeln, vilket gör att bränsleförbrukningen minskas eftersom förbrukningen går förbi toppen av tandningen 604, vandrar 603 ner längs tanden, och när en lägre nivå i botten 605 av tandningen. En förutsättning för att bränsleförbrukningen bibehålls på en lägre nivå är att fordonshastigheten sedan kontrolleras så att den inte ökar för mycket.

Kunskapen om dieselförbrukning per sträcka kan alltså utnyttjas för att hitta situationer där både ökad hastighet och sänkt bränsleförbrukning kan erhållas samtidigt, vilket självklart är mycket fördelaktigt. När en sådan situation 10 15 20 25 30 18 upptäcks presenteras den enligt uppfinningen för föraren, så att föraren kan dra nytta av denna mycket gynnsamma möjlighet.

Precis som beskrevs i anslutning till figur 5 kan funktionen för dieselförbrukning per sträcka 601 som visas i förstoring i figur 6 utnyttjas för att fastställa hur en förändring i fordonshastigheten væï skulle påverka bränsleförbrukningen.

Pilarna 613, 614 illustrerar en ökning respektive en sänkning av fordonshastigheten vax från en nuvarande hastighet 612. En enkel avläsning av kurvan för dieselförbrukning per sträcka 601 visar här att ökningen 613 av hastigheten kommer att ge en ökning av dieselförbrukningen med ca 2 liter per 100 km. På motsvarande sätt kan enkelt avläsas att sänkningen 614 av hastigheten kommer att ge en minskning av dieselförbrukningen med ca 2 liter per 100 km. Denna information bör enligt föreliggande uppfinning presenteras för föraren när fordonet framförs med den nuvarande hastigheten 612.

Enligt en utföringsform av uppfinningen tar man i beräknandet av dieselförbrukning per sträcka hänsyn även till verkningsgraden för motorn. Detta ger en mer exakt funktion för dieselförbrukningen per sträcka.

Enligt denna utföringsform kan en så kallad motormussla utnyttjas för att bestämma dieselförbrukning per sträcka, vilket är en mappning av motorns verkningsgrad som funktion av varvtal och moment. Då motormusslan utnyttjas kan dieselförbrukning per sträcka bestämmas direkt baserat på motormoment Thwhd och motorvarvtal wflwkd.

Ovan har beskrivits hur vägavsnittet antas vara plant vid beräkningarna av bränsleförbrukning per sträcka, vilket ofta är en lämplig och icke-komplex approximation av förhållandena om systemet saknar information om hur vägavsnittet verkligen 10 15 20 25 30 19 ser ut. Om kunskap finns om hur vägen ser ut framför fordonet kan dock denna kunskap enligt en utföringsform av uppfinningen utnyttjas för att göra beräkningarna av bränsleförbrukning per sträcka mer exakta.

Kunskapen om framförliggande vägavsnitt kan innefatta topografiinformation, vilken kan tillhandahållas systemet på en mängd olika sätt, till exempel genom utnyttjande av en positioneringsanordning, såsom en mottagare för GPS (Global Positioning System), och genom utnyttjande av en anordning innefattande kartinformation, såsom digitala kartor med topografisk information. Topografiinformation kan även mätas i fordonet, till exempel med en anordning som bestämmer en väglutning d för ett vägavsnitt fordonet befinner sig på.

Systemet kan även förses med information från ett navigationssystem för att erhålla kunskap om vilken väg föraren av fordonet planerar att ta framöver.

Om systemet enligt uppfinningen har tillgång till denna kunskap om det framförliggande vägavsnittet kan en mycket exakt uppskattning göras av bränsleförbrukningen per sträcka, eftersom hänsyn då kan tas till uppför- och/eller nedförsbackar i vägavsnittet, vilka påverkar bränsleförbrukningen Cfiæl. Speciellt för kuperade vägar ger denna utföringsform av uppfinningen mycket tillförlitliga beräkningar av bränsleförbrukningen Cfiæb Presentationen av den beräknade påverkan en parameter, såsom till exempel en fordonshastighet eller en växel, har på bränsleförbrukningen Cfiæl kan göras på en stor mängd sätt och med en stor mängd åskådliggörandetyper. Till exempel kan en eller flera av åtminstone ett tecken, åtminstone en siffra, åtminstone en bokstav, åtminstone en symbol, åtminstone ett mönster, åtminstone en figur, åtminstone en stapel, åtminstone l0 l5 20 25 30 20 en färg, åtminstone en ljusstyrka, och åtminstone en animation utnyttjas för att presentera påverkan för föraren av fordonet.

Presentationen kan ske medelst ett förargränssnitt i förarhytten, vilket lämpligen år placerat så att det lätt kan överblickas av föraren. Till exempel kan förargränssnittet vara placerat i anslutning till eller i samma förargränssnitt som en visning av den faktiska fordonshastigheten vax, eller av set-hastigheten væt för farthållaren. Alltså kan förargränssnittet vara placerat nära, eller integrerat, med annan instrumentering som presenterar olika typer av hastighet.

Presentationen kan även aktiveras och inaktiveras vid olika tillfällen, till exempel baserat på om möjligheten till minskning i bränsleförbrukning Cflæl överstiger en bränsleförbrukningströskel eller inte, så att aktivering sker om det finns mycket att vinna på att uppmana föraren att agera. Presentationen kan även aktiveras då föraren ändrar den faktiska fordonshastigheten vax eller set-hastigheten vxü för farthållaren, där aktiveringen enligt en utföringsform även kan kräva att möjligheten till minskning i bränsleförbrukning Cfiæl överstiger en bränsleförbrukningströskel. Presentationen kan även aktiveras om fordonet svänger in på en ny väg.

Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning innefattar presentationen en förändring i hastighet v, vilken kan motsvara en faktisk fordonshastighet vax, eller en set- hastighet vax samt vilken förändring i bränsleförbrukning Cfiæ¿pmm® som skulle bli resultet av denna förändring i hastighet v.

Detta visas för ett icke-begränsande exempel i tabell l. I detta exempel är den faktiska hastigheten væï 80 km/h och 10 15 20 25 21 fordonet kör på tolfte växeln. Såsom inses kan en motsvarande tabell för set-hastigheten vax också göras.

En höjning av den faktiska fordonshastigheten väx till 85 km/h skulle här ge en förhöjd bränsleförbrukning Cfiæ¿pmm% på 1.5 liter per 100 km. En sänkning av den faktiska fordonshastigheten väx till 75 km/h skulle däremot ge en sänkt bränsleförbrukning Cfiækflwmfi med 1.7 liter per 100 km. Den faktiska fordonshastigheten vax 80 km/h visas redan i dagens fordon. Enligt utföringsformen skulle här dessutom en eller flera av de övriga kolumnerna i tabell 1 presenteras för föraren. vaa=80km/h vactwskm/h -) vacg-skm/h -) cfuelñchange= + 1 . 5 i / i o okm cfuelñchange= - 1 . 7 i/ 1 o okm Tabell 1 Enligt en utföringsform av uppfinningen indikerar presentationen även en förändring i körtid, som förändringen av parametern, exempelvis den faktiska fordonshastigheten vaü, ger. Tabell 2 visar exemplet i tabell 1 för denna utföringsform. I tabell 2 framgår att en höjning av den faktiska fordonshastigheten væï till 85 km/h här skulle ge en förhöjd bränsleförbrukning Cfiæ¿;m@W på 1.5 liter per 100 km och samtidigt en sänkning av körtiden T med 4 minuter per 100 km. En sänkning av den faktiska fordonshastigheten vax till 75 km/h skulle ge en sänkt bränsleförbrukning Cfiæ¿@wm% med 1.7 liter per 100 km och samtidigt en ökning av körtiden T med 5 minuter per 100 km. Den faktiska fordonshastigheten vax 80 km/h visas redan i dagens fordon. Enligt utföringsformen skulle här dessutom en eller flera av de övriga kolumnerna i tabell 2 presenteras för föraren. Härigenom erhåller föraren l0 l5 20 25 22 ett mer fullständigt beslutsunderlag för sitt beslut angäende den faktiska fordonshastigheten vflt.

VQCtI8Okm/h vactl+5kmlh à Vactz-Eškm/h à Cfiæ¿pmmæ= +l.5 l/lOOkm Cfiæ¿pmmæ= -1.7 l/lOOkm Och Och T= -4 min/lOOkm T= + 5 min/lOO km Tflmll2 Enligt en utföringsform av uppfinningen presenteras informationen i tabellerna 1 och 2, det vill säga vinst/förlust bränsleförbrukning Cfiæl, och vinst/förlust bränsleförbrukning Cfiæl samt vinst förlust i körtid T för en upp- respektive nedväxling, vilket är särskilt användbart i fordon med manuell växling.

Säsom nämnts ovan kan informationen rörande päverkan pä bränsleförbrukningen Cfiwl, och i förekommande fall även päverkan pä körtiden T, presenteras pä andra sätt än med siffror. Till exempel kan olika färger representera olika typers påverkan, såsom grön färg för förbättring och röd färg för försämring av bränsleförbrukning Cfiæl och/eller körtid T. Även olika ljusstyrka kan indikera storleken av förbättringar/försämringar, exempelvis genom att en grön färg lyser kraftigare och kraftigare ju större vinst som görs för bränsleförbrukningen Cfiæl. Dessa färger kan exempelvis åstadkommas medelst en eller flera dioder, en bildskärm, eller liknande. Även menysystem på en bildskärm kan utnyttjas för att förmedla päverkan pä bränsleförbrukning Cfiæl, och även päverkan på körtiden T. Exempelvis kan en informationsruta på bildskärmen här anordnas att dyka upp, rullas ned, eller liknande, när 10 l5 20 25 30 23 föraren slår på farthållaren, när föraren ändrar set- hastigheten väï för farthållaren, eller manuellt ändrar fordonshastigheten väx, om en förändring kan ge stora vinster, när fordonet viker av på en ny väg, och vid andra godtyckliga lämpliga tillfällen då föraren bör bli informerad om möjliga vinster att göra.

Enligt en utföringsform av uppfinningen beror presentationen av en körmod som för tillfället tillämpas i fordonet. Om till exempel en ekonomisk körmod tillämpas kan presentationen fokusera på förändringar vilka resulterar i minskad bränsleförbrukning Cfiæl, exempelvis genom att endast visa en möjlig minskning av bränsleförbrukningen Cfiæl för en hastighetssänkning, och inte hur mycket denna sänkning förlänger körtiden T. I en körmod för mer kraftfullt fordon, så kallad ”power mode", kan istället fokus i presentationen ligga på möjlighet till minskad körtid T, varför minskad körtid T skall framgå tydligt av presentationen.

Fackmannen inser att en metod för uppmuntrande till ett mer bränsleeffektivt fordonsframförande enligt föreliggande uppfinning dessutom kan implementeras i ett datorprogram, vilket när det exekveras i en dator åstadkommer att datorn utför metoden. Datorprogrammet utgörs vanligtvis av en datorprogramprodukt 703 (visas i figur 7) lagrad på ett digitalt lagringsmedium, där datorprogrammet är innefattat i en datorprogramproduktens datorläsbara medium. Nämnda datorläsbara medium består av ett lämpligt minne, såsom exempelvis: ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable Read- Only Memory), EPROM (Erasable PROM), Flash-minne, EEPROM (Electrically Erasable PROM), en hårddiskenhet, etc.

Figur 7 visar schematiskt en styrenhet 700. Styrenheten 700 innefattar en beräkningsenhet 701, vilken kan utgöras av 10 15 20 25 30 24 väsentligen någon lämplig typ av processor eller mikrodator, t.ex. en krets för digital signalbehandling (Digital Signal Processor, DSP), eller en krets med en förutbestämd specifik funktion (Application Specific Integrated Circuit, ASIC).

Beräkningsenheten 701 är förbunden med en, i styrenheten 700 anordnad, minnesenhet 702, vilken tillhandahåller beräkningsenheten 701 t.ex. den lagrade programkoden och/eller den lagrade data beräkningsenheten 701 behöver för att kunna utföra beräkningar. Beräkningsenheten 701 är även anordnad att lagra del- eller slutresultat av beräkningar i minnesenheten 702.

Vidare är styrenheten 700 försedd med anordningar 711, 712, 713, 714 för mottagande respektive sändande av in- respektive utsignaler. Dessa in- respektive utsignaler kan innehålla vågformer, pulser, eller andra attribut, vilka av anordningarna 711, 713 för mottagande av insignaler kan detekteras som information och kan omvandlas till signaler som kan behandlas av beräkningsenheten 701. Dessa signaler tillhandahålls sedan beräkningsenheten 701. Anordningarna 712, 714 för sändande av utsignaler är anordnade att omvandla signaler erhållna från beräkningsenheten 701 för skapande av utsignaler genom att t.ex. modulera signalerna, vilka kan överföras till andra delar av systemet för uppmuntrande till ett mer bränsleeffektivt fordonsframförande.

Var och en av anslutningarna till anordningarna för mottagande respektive sändande av in- respektive utsignaler kan utgöras av en eller flera av en kabel; en databuss, såsom en CAN-buss (Controller Area Network bus), en MOST-buss (Media Orientated Systems Transport bus), eller någon annan busskonfiguration; eller av en trådlös anslutning. 10 15 20 25 25 En fackman inser att den ovan nämnda datorn kan utgöras av beräkningsenheten 701 och att det ovan nämnda minnet kan utgöras av minnesenheten 702.

Enligt en aspekt av föreliggande uppfinning tillhandhålls även ett system för uppmuntrande till ett mer bränsleeffektivt framförande av ett fordon. Systemet innefattar en beräkningsenhet, vilken är anordnad att beräkna hur en förändring av åtminstone en parameter relaterad till ett framförande av nämnda fordon påverkar åtminstone en bränsleförbrukning Cfiæl för fordonet. Denna beräkningsenhet kan även inrättas för att utföra alla beräkningar nödvändiga för att utföra de ovan beskrivna utföringsformerna av uppfinningen, till exempel att även beräkna förändringens påverkan på körtiden T.

Systemet innefattar även en presentationsenhet, vilken är anordnad att presentera den beräknade påverkan på åtminstone bränsleförbrukningen Cfiæl. Denna presentationsenhet kan även inrättas att presentera den för de ovan beskrivna utföringsformerna beräknade påverkan av förändringen, exempelvis hur körtiden T påverkas av förändringen.

Fackmannen inser att systemet ovan kan modifieras enligt de olika utföringsformerna av metoden enligt uppfinningen.

Dessutom avser uppfinningen ett motorfordon, till exempel en lastbil eller en buss, innefattande åtminstone ett system för uppmuntran till ett mer bränsleeffektivt fordonsframförande.

Föreliggande uppfinning är inte begränsad till de ovan beskrivna utföringsformerna av uppfinningen utan avser och innefattar alla utföringsformer inom de bifogade självständiga kravens skyddsomfång.

Claims (24)

10 15 20 25 26 Patentkrav

1. Förfarande för uppmuntrande till ett bränsleeffektivt framförande av ett fordon, kännetecknat av: - beräkning av hur en förändring av åtminstone en parameter relaterad till ett framförande av nämnda fordon påverkar åtminstone en bränsleförbrukning Cfiæl för nämnda fordon; och - presentation av den beräknade påverkan på åtminstone nämnda bränsleförbrukning Cfiæl.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, varvid nämnda beräkning innefattar en beräkning av hur nämnda förändring påverkar åtminstone en körtid T för en förutbestämd sträcka L för nämnda fordon.

3. Förfarande enligt patentkrav 2, varvid nämnda presentation innefattar en presentation av den beräknade påverkan på nämnda körtid T.

4. Förfarande enligt något av patentkrav 1-3, varvid nämnda åtminstone en parameter innefattar en hastighet v.

5. Förfarande enligt patentkrav 4, varvid nämnda hastighet v är en hastighet i gruppen av: - en faktisk fordonshastighet Vax; och - en set-hastighet vxm för en farthållare i nämnda fordon.

6. Förfarande enligt något av patentkrav 1-5, varvid nämnda åtminstone en parameter innefattar en växel för en växellåda.

7. Förfarande enligt något av patentkrav 1-6, varvid nämnda förändring är unik för varje tidpunkt, vägavsnitt och fordon. 10 15 20 25 27

8. Förfarande enligt något av patentkrav 1-7, varvid nämnda påverkan av nämnda bränsleförbrukning Cfiæl beräknas baserat på mätningar av bränsleförbrukning i nämnda fordon.

9. Förfarande enligt något av patentkrav 1-7, varvid nämnda påverkan av nämnda bränsleförbrukning Cfiæl beräknas baserat på åtminstone en modell relaterad till nämnda fordon.

10. Förfarande enligt patentkrav 8, varvid nämnda modell innefattar en eller flera av förlusterna i gruppen av: - ett luftmotstånd Pæï; - ett rullmotstånd Prml; - ett drivlinemotstånd Pfflqyf; - ett motormotstånd Pfi¿Q¿m; och - ett bromsmotstånd Pmam.

11. Förfarande enligt något av patentkrav 1-10, varvid nämnda påverkan av nämnda bränsleförbrukning Cfiml beräknas baserat på en verkningsgradsmappning för en motor i nämnda fordon.

12. Förfarande enligt något av patentkrav 1-11, varvid nämnda beräkning av nämnda påverkan utförs baserad på ett antagande att ett vägavsnitt framför nämnda fordon är väsentligen plant.

13. Förfarande enligt något av patentkrav 1-11, varvid nämnda beräkning av nämnda påverkan utförs baserad på en kunskap om ett vägavsnitt framför nämnda fordon.

14. Förfarande enligt patentkrav 13, varvid nämnda kunskap innefattar information om topografi för nämnda vägavsnitt.

15. Förfarande enligt patentkrav 14, varvid nämnda information om nämnda topografi tillhandahålls av åtminstone 28 en anordning i gruppen av: - en positioneringsanordning; - en kartinformationsanordning; och - en anordning, vilken beräknar en väglutning d baserat på åtminstone en mätning gjord i nämnda fordon.

16. Förfarande enligt något av patentkrav 1-15, varvid nämnda presentation utnyttjar åtminstone en åskådliggörandetyp i gruppen av: 10 - åtminstone åtminstone åtminstone åtminstone ett tecken, en siffra, en bokstav, en symbol, - åtminstone ett mönster, - åtminstone en figur, - åtminstone en stapel, - åtminstone en färg, - åtminstone en ljusstyrka, och - åtminstone en animation.

17. Förfarande enligt något av patentkrav 1-16, varvid nämnda presentation utförs av ett förargränssnitt vid någon av positionerna i gruppen av: - i anslutning till en presentation av en set-hastighet væt för en farthållare i nämnda fordon; och - i anslutning till en presentation av en faktisk hastighet vfim för ett nämnda fordon.

18. Förfarande enligt något av patentkrav 1-17, varvid nämnda presentation indikerar: - en förändring i hastighet v, och - en förändring i bränsleförbrukning Cfiæl vilken är ett resultat av nämnda förändring. 10 15 20 25 30 29

19. Förfarande enligt något av patentkrav 1-18, varvid nämnda presentation indikerar: - en förändring av utnyttjad växel för en växellåda i nämnda fordon, och - en förändring i bränsleförbrukning Cfiæl vilken är ett resultat av nämnda förändring.

20. Förfarande enligt något av patentkrav 18-19, varvid nämnda presentation ytterligare indikerar: - en förändring i körtid T vilken är ett resultat av nämnda förändring.

21. Förfarande enligt något av patentkrav 18-20, varvid nämnda presentation beror av en vald körmod för nämnda fordon.

22. Datorprogram innefattande programkod, vilket när nämnda programkod exekveras i en dator åstadkommer att nämnda dator utför metoden enligt något av patentkrav 1-21.

23. Datorprogramprodukt innefattande ett datorläsbart medium och ett datorprogram enligt patentkrav 22, varvid nämnda datorprogram är innefattat i nämnda datorläsbara medium.

24. System för uppmuntrande till ett bränsleeffektivt framförande av ett fordon, kännetecknat av: - en beräkningsenhet, anordnad för beräkning av hur en förändring av åtminstone en parameter relaterad till ett framförande av nämnda fordon påverkar åtminstone en bränsleförbrukning Cfiæl för nämnda fordon; och - en presentationsenhet, anordnad för presentation av den beräknade påverkan på åtminstone nämnda bränsleförbrukning Cfuel -