评估机动车驾驶员关于燃料使用的驾驶风格的方法与装置

摘要

本发明涉及用于评估机动车驾驶员关于燃料使用的驾驶风格的方法和装置。根据本发明的方法具有下列步骤：确定表征当前车速的第一信号(10)；通过低通滤波所述第一信号来计算第二信号(20)；以及通过评估所述第一信号(10)和所述第二信号(20)之间的差值来评估所述关于燃料使用的驾驶风格。本发明可以引导驾驶员采用节约燃料且可预测的驾驶风格，同时包括相对较低的计算复杂性且不需要复杂的传感器系统。

说明书

技术领域

本发明涉及用于评估机动车驾驶员关于燃料使用的驾驶风格的方法与装置。

背景技术

当前CO₂排放的问题在国际政治和科学研究中得到了广泛地讨论，在这种环境中特别号召汽车工业减少其对CO₂排放和全球变暖的影响。可通过发展高燃料效率内燃发动机和传动系统以及代用的二氧化碳中性燃料(CO₂-neutral fuel)来对降低CO₂排放作出特殊贡献。

然而，引导机动车驾驶员通过其驾驶风格为降低燃料消耗做出贡献也有很大的潜力。例如，如果驾驶员在与前方行驶车辆距离很近处行车，频繁的制动过程和加速过程导致燃料利用得很差。另一方面，如果驾驶员保持相对较长的行车距离，他将更容易地维持稳定的速度且这样导致更为有效率地利用燃料。

公开号为WO 00/07150的国际专利申请公开了向机动车驾驶员提出建议的方法，其中在驾驶模式期间监测并存储多种车辆内部因素例如车速、变速杆位置、发动机转速、产生的加速度、加速踏板及制动踏板位置、方向盘位置、转向角速度和燃料消耗。另外，还考虑了环境因素例如行驶道路的坡度、速度限制、与前方行驶车辆的距离和速度差值以及车辆的全球位置(global position)。随后从所确定的数据中获得建议，在行程(journey)期间每隔一定时间间隔向机动车驾驶员提出该建议以实现改善燃料使用。

欧洲专利EP 0145280A1公开了一种在车辆中显示燃料消耗的装置，其具有产生输出信号的设备以及显示所述输出信号的设备，该输出信号指示关于一定行驶距离实际消耗的燃料量与对于该距离平均消耗燃料量的比率。

发明内容

本发明的一个目的在于提供用于评估机动车驾驶员关于燃料使用的驾驶风格的方法和装置，该方法与装置可以允许引导驾驶员采用节约燃料且可预测的驾驶风格，同时包括相对较低的计算复杂性且不需要复杂的传感器系统。

此目的通过本发明的评估机动车驾驶员关于燃料使用的驾驶风格的方法与装置得以实现。

评估机动车驾驶员关于燃料使用的驾驶风格的方法具有下列步骤：

-确定表征当前车速的第一信号；

-通过低通滤波第一信号来计算第二信号；以及

-通过评估第一信号和第二信号之间的差值来评估关于燃料使用的驾驶风格。

根据本发明，由于求得车速当前(未滤波)值和车速低通滤波值之间的差值且该差值(特别是其绝对值)随后用于驾驶风格的进一步评定，可确定表征节约燃料和/或可预测的驾驶风格的评估参数值并将评估参数值通过信号发送给驾驶员以便最优化其驾驶风格而不需要复杂的传感器系统，因为驾驶员驾驶的方式越可预见(特别是与前方行驶车辆维持足够距离)，驾驶员不得不做出的车速突然改变越少。以信号发送驾驶风格允许驾驶员以有针对性的方式修正其驾驶风格，这与利用关于总体的高燃料消耗信息来修正驾驶风格的方式不同，高燃料消耗信息也可能是由其它影响因素(例如冷起动、存在不利的切换时间或车辆静止时怠速状态的发动机运转模式的频繁发生)引起的。

特别地，除了低通滤波操作(对于每个计算周期仅执行一次)，该方法仅需要较少的计算能力，不需要执行计算量大或需要大量处理器能力的其它步骤。因此可通过使用现有微处理器并在由这些微处理器定期执行的现有后台循环(background loop)的范围内容易地实施本发明，从而不需要任何附加的硬件设备，特别是由于所需速度信号在新型车辆中可为数字形式。因为要执行简单计算操作，所以车辆中也不需要例如通过使用更为强大的硬件来提供附加计算能力。

根据一个实施例，对第一信号和第二信号之间的差值的评估包含依据速度对该差值的绝对值进行加权。特别地，在相对较高的速度下，未滤波车速信号和滤波车速信号之间的差值可被加权至更大的范围，其结果是能够考虑到在相对较高的速度下这些差值对燃料消耗的更大影响。

根据一个实施例，对第一信号和第二信号之间差值的评估还包含比较在依据速度对绝对值进行加权的基础上获得的加权绝对值和预定理想值。此理想值构成校准因素并在可预测驾驶行为和不可预测驾驶行为之间标出了由经验确定的界限。

在本示意性实施例中，该理想值为不变的预定值且该差值的绝对值带有加权因子。当然，这在数学上等价于不修改差值且以加权因子(其为上述加权因子的倒数)乘上理想值。

尽管已经证明加权的绝对差值与不变的预定理想值的比较是对可预测驾驶的可靠测量方法，还可引入其它加权因子，且令人惊讶地这尤为可行而与道路是否处于平坦、崎岖、笔直、还是蜿蜒的道路上无关。所述加权因子可考虑例如在导航系统的基础上确定的道路布局并在例如特别蜿蜒的道路上增加理想值。

根据一个实施例，在车辆进行运转期间反复地特别是周期性地执行上述步骤。

根据一个实施例，在评估参数的基础上执行对关于燃料使用的驾驶风格的评估，该评估参数的值作为对第一信号和第二信号之间差值的评估结果的函数以预定增减量增加或降低或保持不变。给定车速和滤波车速之间差值的周期性计算(例如每14ms)，增减量优选地为相对较小的值(例如0.001)以避免评估参数的严重波动。

在一个替代实施例中，对第一信号和第二信号之间差值的评估可包含计算如上所述绝对值(如果合适的话经加权)在预定时间间隔(例如60s)内的积分。在该实施例中，在积分时间结束后将此积分与预定参考值比较，且评估参数的值作为该比较结果的函数增加、降低或保持不变。在该实施例中，通过考虑差值的积分来实现额外的求平均。然而，其不利之处在于在相对较长的积分时间内对评估参数的调节相对较少，这导致评估参数相对反应迟钝。

本发明还涉及用于评估机动车驾驶员关于燃料使用的驾驶风格的装置，其中该装置具有用于确定表征当前车速的第一信号的设备、用于通过低通滤波第一信号来计算第二信号的设备、以及通过评估第一信号和第二信号之间的差值来计算用于评估关于燃料使用的驾驶风格的评估参数的设备。

关于该装置的优选改进和优点，请参考上述涉及根据本发明的方法的说明。

在详细描述和权利要求中可发现本发明的其它改进之处。

附图说明

图1为说明了根据本发明依照一个实施例的方法的实施方式的流程图。

图2为绘制了以图1中方法评估的信号随时间变化的示例性关系和由其所确定的评估参数随时间变化的关系的图表。

图3a-3b显示了在相对平坦的道路上的行程期间对于运动式驾驶风格(图3a)和节约燃料的驾驶风格(图3b)而确定的根据本发明确定的评估参数随时间变化的示例性关系曲线。

图4a-4b显示了在相对崎岖的道路上的行程期间对于运动式驾驶风格(图4a)和节约燃料的驾驶风格(图4b)而确定的根据本发明确定的评估参数随时间变化的示例性关系曲线。

具体实施方式

下面将通过优选示意性实施例并参考附图更为详细地解释本发明。

首先将参考图1解释根据本发明一个实施例所执行的算法序列，通过该算法确定评估参数，该评估参数用于评估关于燃料使用的当前驾驶风格并可通过信号发送至驾驶员从而用于引导所述驾驶员采用节约燃料的可预测驾驶风格。

根据图1，在根据示例性实施例应用的算法的情况下，利用当前测量的车速v作为(未滤波)信号10，例如作为来自所有车轮转速传感器的信号的平均值。另外，以大约2.5s数量级的滤波常数通过低通滤波操作15处理该信号10以便确定低通滤波车速v_filter作为另一信号20。将信号10、20提供给差值框25，并在依据速度的参考表(查值表)40的基础上修改或加权信号10和20之间差值的绝对值v_diff。该参考表40用于通过考虑当前车速来修改先前确定的绝对值30(＝v_diff)，在车速相对较高时的情况下，对车速的未滤波信号和滤波信号之间的差值(由绝对值v_diff表征)采用更高加权。

在后续的减法阶段中，求出在参考表40的基础上加权的绝对值45和理想值50的差值。取决于该差值大于还是小于零，在后续增减阶段(incremental stage)55以预定增减量增加或降低评估参数的当前适用值(即当第一次执行该算法时为起始值60、每当再次执行算法时为评估参数的最后适用当前参数值70)。输出通过该增减获得的评估参数当前值70。在这种情况下评估参数值的范围例如可限制在值0、1、2、3、4和5(无需将本发明限制于具体值)，在这种情况下相对较大的评估参数值代表了相对较为节约燃料的驾驶风格，结果是在该例中可得到评估参数的最佳可能值“5”和最差可能值“0”(在该例中如果在达到最小值或最大值之后发生进一步的降低或增加，则随后评估参数将保持不变)。

在已经执行图1中说明的步骤之后，再次执行该算法，在这种情况下该循环通常的持续时间可仅为示例性的，且取决于周围相应的电子器件该持续时间可为大约14毫秒(ms)。在每个循环期间，将作为速度的函数加权的未滤波速度信号和滤波速度信号的差值或绝对值与预定理想值比较，并取决于该理想值过高还是不足来增加或降低用于评估关于节约燃料的驾驶风格的评估参数。该增加或降低的增减量取决于执行算法的频率和评估参数的所需最大变化率。基本上还可以为评估参数的增加和降低提供不同大小的增减量。

即使通过上述示例性实施例中的算法在各个循环或路径期间识别了最近已确定的评估参数的增减量，本发明也不限制于此。根据与图1中的算法不同的另一实施例，如果在加权后合适的话，通过求未滤波车速信号和滤波车速信号之间的差值来确定的绝对值也可在合适的时间间隔(例如60秒)内积分。随后可以在各自的时间间隔后评估以这种方式获得的积分值是否已经达到特定的阈值。如果超过了该阈值，评估参数能够例如降低1从而以便通过信号表明在前述时间间隔(在该例中为60秒)内出现了对于燃料使用较为不利的驾驶风格。

图2显示了绘制出以图1中的方法评估的信号随时间变化的示例性关系的图表。在各个例子中绘制了下列曲线：当前车速v(为未滤波信号10)随时间变化的曲线、低通滤波车速v_filter(为滤波信号20)随时间变化的曲线、通过求信号10和20之间的差值得到的绝对值30随时间变化的曲线、和在图1中流程图的基础上确定的评估参数随时间变化的曲线。

在图2说明的示例中，评估参数的值仅在几秒钟之后便从略微小于2.5的初始值上升至略微大于2.5的值。例如，如果假设指示的评估参数值的范围限定在整数值0、1、2、3、4和5，且如果因此仅输出关于参数值的舍入值，这意味着即使在非常短的时间段之后就可将驾驶员关于燃料使用的驾驶风格的改进通过信号发送给他并因此快速地鼓励驾驶员接下来采用节约燃料的驾驶风格。

在图3a-3b和4a-4b中说明了根据本发明的方法的效率，其中在每个例子中所考虑的用于评估关于燃料使用的驾驶风格的评估参数的曲线对应于较为运动型的驾驶风格(图3a和图4a)和较为节约燃料型的驾驶风格(图3b和图4b)，针对相对平坦区域(图3)和相对崎岖区域(图4)均进行了该比较。对于平坦区域和崎岖区域，驾驶风格评估参数对驾驶风格的敏感相关性(sensitive dependence)均显而易见，在两种区域中节约燃料的驾驶风格均如所期待地引起评估参数值的连续增加，且运动型驾驶风格均对应地导致评估参数的连续降低。