專利名稱：評估機動車駕駛員關于燃料使用的駕駛風格的方法與裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于評估機動車駕駛員關于燃料使用的駕駛風格的方法與裝置。 背景扶術
當前C02排放的問題在國際政治和科學研究中得到了廣泛地討論，在這種環(huán)境中 特別號召汽車工業(yè)減少其對C02排放和全球變暖的影響?？赏ㄟ^發(fā)展高燃料效率內燃 發(fā)動機和傳動系統(tǒng)以及代用的二氧化碳中性燃料(CO廠neutral fuel)來對降低C02 排放作出特殊貢獻。
然而，引導機動車駕駛員通過其駕駛風格為降低燃料消耗做出貢獻也有很大的潛 力。例如，如果駕駛員在與前方行駛車輛距離很近處行車，頻繁的制動過程和加速過 程導致燃料利用得很差。另一方面，如果駕駛員保持相對較長的行車距離，他將更容 易地維持穩(wěn)定的速度且這樣導致更為有效率地利用燃料。
公開號為WO 00/07150的國際專利申請公開了向機動車駕駛員提出建議的方法， 其中在駕駛模式期間監(jiān)測并存儲多種車輛內部因素例如車速、變速桿位置、發(fā)動機轉 速、產(chǎn)生的加速度、加速踏板及制動踏板位置、方向盤位置、轉向角速度和燃料消耗。 另外，還考慮了環(huán)境因素例如行駛道路的坡度、速度限制、與前方行駛車輛的距離和 速度差值以及車輛的全球位置(global position)。隨后從所確定的數(shù)據(jù)中獲得建 議，在行程(journey)期間每隔 一定時間間隔向機動車駕駛員提出該建議以實現(xiàn)改 善燃料使用。
歐洲專利EP 0145280A1公開了一種在車輛中顯示燃料消耗的裝置，其具有產(chǎn)生 輸出信號的設備以及顯示所述輸出信號的設備，該輸出信號指示關于一定行駛距離實 際消耗的燃料量與對于該距離平均消耗燃料量的比率。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目的在于提供用于評估機動車駕駛員關于燃料使用的駕駛風格的 方法和裝置，該方法與裝置可以允許引導駕駛員釆用節(jié)約燃料且可預測的駕駛風格， 同時包括相對較低的計算復雜性且不需要復雜的傳感器系統(tǒng)。
此目的通過本發(fā)明的評估機動車駕駛員關于燃料使用的駕駛風格的方法與裝置 得以實現(xiàn)。
評估機動車駕駛員關于燃料使用的駕駛風格的方法具有下列步驟
-確定表征當前車速的第一信號；-通過低通濾波第一信號來計算第二信號；以及
-通過評估第一信號和第二信號之間的差值來評估關于燃料使用的駕駛風格。 根據(jù)本發(fā)明，由于求得車速當前(未濾波)值和車速低通濾波值之間的差值且該 差值(特別是其絕對值)隨后用于駕駛風格的進一步評定，可確定表征節(jié)約燃料和/ 或可預測的駕駛風格的評估參數(shù)值并將評估參數(shù)值通過信號發(fā)送給駕駛員以便最優(yōu) 化其駕駛風格而不需要復雜的傳感器系統(tǒng)，因為駕駛員駕駛的方式越可預見(特別是 與前方行駛車輛維持足夠距離)，駕駛員不得不做出的車速突然改變越少。以信號發(fā) 送駕駛風格允許駕駛員以有針對性的方式修正其駕駛風格，這與利用關于總體的高燃 料消粍信息來修正駕駛風格的方式不同，髙燃料消耗信息也可能是由其它影響因素 (例如冷起動、存在不利的切換時間或車輛靜止時怠速狀態(tài)的發(fā)動機運轉模式的頻繁 發(fā)生)引起的。
特別地，除了低通濾波操作(對于每個計算周期僅執(zhí)行一次)，該方法僅需要較 少的計算能力，不需要執(zhí)行計算量大或需要大量處理器能力的其它步驟。因此可通過
使用現(xiàn)有微處理器并在由這些微處理器定期執(zhí)行的現(xiàn)有后臺循環(huán)(background loop) 的范圍內容易地實施本發(fā)明，從而不需要任何附加的硬件設備，特別是由于所需速度 信號在新型車輛中可為數(shù)字形式。因為要執(zhí)行簡單計算操作，所以車輛中也不需要例 如通過使用更為強大的硬件來提供附加計算能力。
根據(jù)一個實施例，對第一信號和第二信號之間的差值的評估包含依據(jù)速度對該差 值的絕對值進行加權。特別地，在相對較高的速度下，未濾波車速信號和濾波車速信 號之間的差值可被加權至更大的范圍，其結果是能夠考慮到在相對較高的速度下這些 差值對燃料消粍的更大影響。
根據(jù)一個實施例，對第一信號和第二信號之間差值的評估還包含比較在依據(jù)速度 對絕對值進行加權的基礎上獲得的加權絕對值和預定理想值。此理想值構成校準因素 并在可預測駕駛行為和不可預測駕駛行為之間標出了由經(jīng)驗確定的界限。
在本示意性實施例中，該理想值為不變的預定值且該差值的絕對值帶有加權因 子。當然，這在數(shù)學上等價于不修改差值且以加權因子(其為上述加權因子的倒數(shù)) 乘上理想值。
盡管已經(jīng)證明加權的絕對差值與不變的預定理想值的比較是對可預測駕駛的可 靠測量方法，還可引入其它加權因子，且令人驚訝地這尤為可行而與道路是否處于平 坦、崎嶇、筆直、還是蜿蜒的道路上無關。所述加權因子可考慮例如在導航系統(tǒng)的基
礎上確定的道路布局并在例如特別蜿蜒的道路上增加理想值。
根據(jù)一個實施例，在車輛進行運轉期間反復地特別是周期性地執(zhí)行上述步驟。 根據(jù)一個實施例，在評估參數(shù)的基礎上執(zhí)行對關于燃料使用的駕駛風格的評估， 該評估參數(shù)的值作為對第一信號和第二信號之間差值的評估結果的函數(shù)以預定增減 量增加或降低或保持不變。給定車速和濾波車速之間差值的周期性計算(例如每Hms),增減量優(yōu)選地為相對較小的值(例如O.OOl)以避免評估參數(shù)的嚴重波動。
在一個替代實施例中，對第一信號和第二信號之間差值的評估可包含計算如上所 述絕對值(如果合適的話經(jīng)加權)在預定時間間隔(例如60s)內的積分。在該實施 例中，在積分時間結東后將此積分與預定參考值比較，且評估參數(shù)的值作為該比較結 果的函數(shù)增加、降低或保持不變。在該實施例中，通過考慮差值的積分來實現(xiàn)額外的 求平均。然而，其不利之處在于在相對較長的積分時間內對評估參數(shù)的調節(jié)相對較少， 這導致評估參數(shù)相對反應遲鈍。
本發(fā)明還涉及用于評估機動車駕駛員關于燃料使用的駕駛風格的裝置，其中該裝 置具有用于確定表征當前車速的第一信號的設備、用于通過低通濾波第一信號來計算 第二信號的設備、以及通過評估第一信號和第二信號之間的差值來計算用于評估關于 燃料使用的駕駛風格的評估參數(shù)的設備。
關于該裝置的優(yōu)選改進和優(yōu)點，請參考上述涉及根據(jù)本發(fā)明的方法的說明。
在詳細描述和權利要求中可發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的其它改進之處。


圖l為說明了根據(jù)本發(fā)明依照一個實施例的方法的實施方式的流程圖。 圖2為繪制了以圖l中方法評估的信號隨時間變化的示例性關系和由其所確定的
評估參數(shù)隨時間變化的關系的圖表。
圖3a-3b顯示了在相對平坦的道路上的行程期間對于運動式駕駛風格(圖3a)和
節(jié)約燃料的駕駛風格(圖3b)而確定的根據(jù)本發(fā)明確定的評估參數(shù)隨時間變化的示例
性關系曲線。
圖4a-4b顯示了在相對崎嶇的道路上的行程期間對于運動式駕駛風格(圖4a)和 節(jié)約燃料的駕駛風格(圖4b)而確定的根據(jù)本發(fā)明確定的評估參數(shù)隨時間變化的示例 性關系曲線。
具休實施方式
下面將通過優(yōu)選示意性實施例并參考附圖更為詳細地解釋本發(fā)明。
首先將參考圖1解釋根據(jù)本發(fā)明一個實施例所執(zhí)行的算法序列，通過該算法確定評估
參數(shù),該評估參數(shù)用于評估關于燃料使用的當前駕駛風格并可通過信號發(fā)送至駕駛員從而
用于引導所述駕駛員釆用節(jié)約燃料的可預測駕駛風格。
根據(jù)圖l，在根據(jù)示例性實施例應用的算法的情況下，利用當前測量的車速v作為(未
濾波)信號IO,例如作為來自所有車輪轉速傳感器的信號的平均值。另外，以大約2.5s 數(shù)量級的濾波常數(shù)通過低通濾波操作15處理該信號10以便確定低通濾波車速v—filter 作為另一信號20。將信號IO、 20提供給差值框25，并在依據(jù)速度的參考表(查值表)40 的基礎上修改或加權信號10和20之間差值的絕對值v-diff。該參考表40用于通過考慮當前車速來修改先前確定的絕對值30 ( = v_diff),在車速相對較高時的情況下，對車速 的未濾波信號和濾波信號之間的差值(由絕對值v—diff表征)采用更高加權。
在后續(xù)的減法階段中，求出在參考表40的基礎上加權的絕對值45和理想值50的差 值。取決于該差值大于還是小于零，在后續(xù)增減階段(incremental stage) 55以預定增 減量增加或降低評估參數(shù)的當前適用值(即當?shù)谝淮螆?zhí)行該算法時為起始值60、每當再 次執(zhí)行算法時為評估參數(shù)的最后適用當前參數(shù)值70)。輸出通過該增減獲得的評估參數(shù)當 前值70。在這種情況下評估參數(shù)值的范圍例如可限制在值O、 1、 2、 3、 4和5(無需將本 發(fā)明限制于具體值)，在這種情況下相對較大的評估參數(shù)值代表了相對較為節(jié)約燃料的駕 駛風格，結果是在該例中可得到評估參數(shù)的最佳可能值"5"和最差可能值"0"(在該例 中如果在達到最小值或最大值之后發(fā)生進一步的降低或增加，則隨后評估參數(shù)將保持不 變)。
在已經(jīng)執(zhí)行圖1中說明的步驟之后，再次執(zhí)行該算法，在這種情況下該循環(huán)通常的持 續(xù)時間可僅為示例性的，且取決于周圍相應的電子器件該持續(xù)時間可為大約14毫秒(ms )。 在每個循環(huán)期間，將作為速度的函數(shù)加權的未濾波速度信號和濾波速度信號的差值或絕對
值與預定理想值比較，并取決于該理想值過高還是不足來增加或降低用于評估關于節(jié)約燃 料的駕駛風格的評估參數(shù)。該增加或降低的增減量取決于執(zhí)行算法的頻率和評估參數(shù)的所 需最大變化率?；旧线€可以為評估參數(shù)的增加和降低提供不同大小的增減量。
即使通過上述示例性實施例中的算法在各個循環(huán)或路徑期間識別了最近已確定的評 估參數(shù)的增減量，本發(fā)明也不限制于此。根據(jù)與圖l中的算法不同的另一實施例，如果在 加權后合適的話，通過求未濾波車速信號和濾波車速信號之間的差值來確定的絕對值也可 在合適的時間間隔(例如60秒)內積分。隨后可以在各自的時間間隔后評估以這種方式 獲得的積分值是否已經(jīng)達到特定的閾值。如果超過了該閾值，評估參數(shù)能夠例如降低1 從而以便通過信號表明在前述時間間隔(在該例中為60秒)內出現(xiàn)了對于燃料使用較為 不利的駕駛風格。
圖2顯示了繪制出以圖1中的方法評估的信號隨時間變化的示例性關系的圖表。在各 個例子中繪制了下列曲線當前車速v(為未濾波信號10)隨時間變化的曲線、低通濾波 車速v-filter (為濾波信號20)隨時間變化的曲線、通過求信號10和20之間的差值得 到的絕對值30隨時間變化的曲線、和在圖l中流程圖的基礎上確定的評估參數(shù)隨時間變 化的曲線。
在圖2說明的示例中，評估參數(shù)的值僅在幾秒鐘之后便從略微小于2. 5的初始值上升 至略微大于2.5的值。例如，如果假設指示的評估參數(shù)值的范圍限定在整數(shù)值O、 1、 2、 3、 4和5,且如果因此僅輸出關于參數(shù)值的舍入值，這意味著即使在非常短的時間段之后 就可將駕駛員關于燃料使用的駕駛風格的改進通過信號發(fā)送給他并因此快速地鼓勵駕駛 員接下來采用節(jié)約燃料的駕駛風格。
在圖3a-3b和4a-4b中說明了根據(jù)本發(fā)明的方法的效率，其中在每個例子中所考慮的用于評估關于燃料使用的駕駛風格的評估參數(shù)的曲線對應于較為運動型的駕駛風格(圖 3a和圖4a)和較為節(jié)約燃料型的駕駛風格(圖3b和圖4b),針對相對平坦區(qū)域(圖3) 和相對崎嶇區(qū)域(圖4)均進行了該比較。對于平坦區(qū)域和崎嶇區(qū)域，駕駛風格評估參數(shù) 對駕駛風格的敏感相關性(sensitive dependence)均顯而易見，在兩種區(qū)域中節(jié)約燃料 的駕駛風格均如所期待地引起評估參數(shù)值的連續(xù)增加，且運動型駕駛風格均對應地導致評 估參數(shù)的連續(xù)降低。
權利要求
1.一種評估機動車駕駛員關于燃料使用的駕駛風格的方法，其特征在于，包括下列步驟確定表征當前車速的第一信號(10)；通過低通濾波所述第一信號來計算第二信號(20)；通過評估所述第一信號(10)和所述第二信號(20)之間的差值來評估所述關于燃料使用的駕駛風格。
2. 根據(jù)權利要求l所述的方法，其特征在于，對所述第一信號U0)和所述第二信號(20)之間差值的評估包含依據(jù)速度對該 差值的絕對值(30)進行加權。
3. 根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，對所述第一信號UO)和所述第二信號(20)之間差值的評估還包含比較在依據(jù) 速度對絕對值(30)進行加權的基礎上獲得的加權絕對值(45)和預定理想值(50)。
4. 根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于， 在車輛進行運轉期間反復執(zhí)行所述方法的步驟。
5. 根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，在評估參數(shù)的基礎上執(zhí)行對關于燃料使用的駕駛風格的評估，所述評估參數(shù)的值 作為對所述第一信號UO)和所述第二信號(20)之間差值的評估結果的函數(shù)以預定 增減量增加或減少或保持不變。
6. 根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，對所述第一信號(10)和所述第二信號(20)之間差值的評估包含計算所述差值 的絕對值在預定時間間隔內的積分。
7. 根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，將所述積分與預定參考值比較，且所述評估參數(shù)的值作為該比較結果的函數(shù)增 加、降低或保持不變。
8. —種用于評估機動車駕駛員關于燃料使用的駕駛風格的裝置，所述裝置用于 執(zhí)行根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的方法，所述裝置具有用于確定表征當前車速的第一信號(10)的設備，用于通過低通濾波所述第一信號UO)來計算第二信號(20) 的設備，及用于計算用于通過評估所述第一信號UO)和所述第二信號(20)之間差 值來評估所述關于燃料使用的駕駛風格的評估參數(shù)的設備。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于評估機動車駕駛員關于燃料使用的駕駛風格的方法和裝置。根據(jù)本發(fā)明的方法具有下列步驟確定表征當前車速的第一信號(10)；通過低通濾波所述第一信號來計算第二信號(20)；以及通過評估所述第一信號(10)和所述第二信號(20)之間的差值來評估所述關于燃料使用的駕駛風格。本發(fā)明可以引導駕駛員采用節(jié)約燃料且可預測的駕駛風格，同時包括相對較低的計算復雜性且不需要復雜的傳感器系統(tǒng)。
文檔編號B60W40/00GK101659258SQ20091016688
公開日2010年3月3日 申請日期2009年8月27日 優(yōu)先權日2008年8月27日
發(fā)明者約瑟夫·安德里亞斯·烏哈赫尼 申請人:福特環(huán)球技術公司