DE102004002495A1

DE102004002495A1 - Betriebsdatenerfassungsverfahren zur Bewertung des Antriebsenergieverbrauchs von motorbetriebenen Kraftfahrzeugen bei Berücksichtigung des Fahrerverhaltens

Info

Publication number: DE102004002495A1
Application number: DE200410002495
Authority: DE
Inventors: Joachim Ehleiter; Bernd Walter
Original assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Current assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Priority date: 2004-01-17
Filing date: 2004-01-17
Publication date: 2005-08-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Betriebsdatenerfassungsverfahren zur Bewertung des Energie- oder Kraftstoffverbrauchs von motorbetriebenen Fahrzeugen, wobei die Motorleistung zumindest mittelbar durch die Stellung eines Fahrpedals oder eines anderen Leistungssteuerungsmittels gesteuert wird, mit den folgenden Schritten: DOLLAR A - eine Bewegung des Fahrpedals wird erfasst, wobei zwischen einer Bewegung in einer ersten, positiven Richtung und einer Bewegung in einer zweiten, negativen Richtung unterschieden wird; DOLLAR A - nach jedem Beginn einer Bewegung des Fahrpedals in positiver Richtung wird die relative Bewegung des Fahrpedals in positiver Richtung bis zum Ende der Bewegung in positiver Richtung erfasst; DOLLAR A - die Werte der Gesamtausmaße der relativen Bewegungen werden gespeichert und zur Bewertung des Kraftstoff- oder Energieverbrauchs zur Verfügung gestellt.

Description

Die Erfindung betrifft die Betriebsdatenerfassung von motorbetriebenen Kraftfahrzeugen. Diese Betriebsdatenerfassung wird erfindungsgemäß zur Bewertung des Kraftstoffverbrauchs oder des Energieverbrauchs des Motors des Kraftfahrzeugs zur Verfügung gestellt, wobei das Fahrerverhalten über einer vorbestimmten Strecke in die Bewertung mit einbezogen wird. Der Ausdruck Kraftstoffverbrauch bezieht sich dabei auf den Verbrauch eines fossilen Kraftstoffs durch einen Verbrennungsmotor. Der Ausdruck Energieverbrauch bezieht sich allgemein auf die Energieaufnahme eines oder mehrerer Motoren, beispielsweise Elektromotoren, durch welche das Fahrzeug angetrieben wird.
Es ist bekannt, Daten während des Fahrzeugbetriebs zu erfassen, um anhand dieser Daten Aussagen über den Kraftstoffverbrauch zu erstellen. Die bekannte Datenerfassung ist jedoch nicht derart ausgereift, dass das Fahrerverhalten beim Zurücklegen einer bestimmten Strecke berücksichtigt wird. Das Verhalten des Fahrers wirkt sich jedoch erheblich auf den Kraftstoffverbrauch aus. Bisher ist kein Betriebsdatenerfassungsverfahren bekannt, welches die notwendigen Faktoren des Fahrerverhaltens berücksichtigt, um somit den Verbrauch eines Fahrzeugs besser bewerten zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Betriebsdatenerfassungsverfahren für motorbetriebene Kraftfahrzeuge zur Verfügung zu stellen, welches gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist und insbesondere die genannten Nachteile überwindet.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Betriebsdatenerfassungsverfahren mit den Schritten des Anspruchs 1 gelöst und durch ein Getriebesteuergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Die Unteransprüche beschreiben besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Die Erfinder haben eine äußerst geeignete Größe gefunden, welche das Fahrerverhalten eines Kraftfahrzeugfahrers aussagekräftig repräsentiert und zur Bewertung des Energie- beziehungsweise Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugs herangezogen werden kann. So greift das erfindungsgemäße Verfahren auf die Bewegung des Fahrpedals bzw. die Veränderung der Fahrpedalstellung eines Fahrzeugs zurück, welche geeignet festgestellt wird. Dabei wird vorliegend der Ausdruck Fahrpedal verwendet, da es gegenwärtig üblich ist, die Motorleistung eines Fahrzeugs zumindest mittelbar über ein Fahrpedal beziehungsweise Gaspedal einzustellen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung eines solchen Fahrpedals beschränkt, sondern es können auch die Stellungen anderer geeigneter Leistungssteuerungsmittel, beispielsweise von Handhebeln oder Drehknöpfen, zum Einstellen der Motorleistung verwendet werden. Ferner muss nicht die Stellung eines Fahrpedals unmittelbar ursächlich und ausschließlich für die Einstellung der Motorleistung verantwortlich sein, sondern es können weitere Übertragungs- und/oder Umwandlungsmittel zwischen Fahrpedal und Motorsteuerung vorgesehen sein.

Gemäß des erfindungsgemäßen Betriebsdatenerfassungsverfahrens wird die Bewegung des Fahrpedals (oder eines anderen geeigneten Motorleistungssteuerungsmittels) erfasst, wobei zwischen einer Bewegung in eine erste Richtung (positive Richtung) und einer Bewegung in eine zweite Richtung (negative Richtung) unterschieden wird. Die erste beziehungsweise positive Richtung kann dabei beispielsweise die Richtung eines Gaspedals sein, welches durch den Fuß des Fahrers heruntergedrückt wird. Entsprechend wird die Bewegung in die zweite beziehungsweise negative Richtung in einem solchen Fall die Richtung des Gaspedals sein, in welche dieses sich bewegt, wenn der Fahrer mit seinem Fuß den Druck auf das Gaspedal nachlässt und das Gaspedal durch ein geeignetes Rückstellungsmittel in Richtung seiner Nullstellung zurückgestellt wird.

Nach jedem Beginn einer Bewegung des Fahrpedals in positiver Richtung wird die relative Bewegung des Fahrpedals in diese positive Richtung bis zum Ende der Bewegung in dieser positiven Richtung erfasst. Die schließlich insgesamt zurückgelegte relative Bewegung zwischen dem Beginn und dem Ende wird als Wert des Gesamtausmaßes der relativen Bewegung gespeichert und zur Bewertung des Kraftstoffverbrauchs oder des Energieverbrauchs zur Verfügung gestellt.

Um die Gesamtzahl der gespeicherten relativen Bewegungen in positiver Richtung in einem angemessenen Ausmaß beispielsweise für die Speicherkapazität heutiger Getriebesteuergeräte zu halten, wird der Verlauf der erfassten relativen Bewegungen vorteilhaft geglättet. Dies kann beispielsweise durch das nachfolgend beschriebene Festlegen beziehungsweise die Definition des Endes beziehungsweise des Beginns einer für die Bewertung relevanten relativen Bewegung erfolgen.

Vorteilhaft wird das Ende der relativen Bewegung des Fahrpedals in positiver Richtung dadurch bestimmt, dass nach Erreichen eines Wendepunktes der Bewegung des Fahrpedals in positiver Richtung eine relative Bewegung des Fahrpedals in negativer Richtung erfolgt ist (welche erfasst wird), welche eine vorbestimmte Klassenbreite überschreitet. Unter Klassenbreite ist dabei die Größe von vorbestimmten Intervallen zu verstehen, in welche die physikalisch mögliche relative Bewegung des Fahrpedals, beginnend von einem absoluten Minimum (Nullpunkt) bis zu einem absoluten Maximum (100 Prozent) unterteilt ist. Die einzelnen erfassten Werte des jeweiligen Gesamtausmaßes der relativen Bewegung, das heißt die erfasste relative Bewegung von dem Beginn der relativen Bewegung des Fahrpedals in die positive Richtung bis zum Ende der relativen Bewegung des Fahrpedals in die positive Richtung, beispielsweise eine relative Bewegung von 10 Prozent, 20 Prozent oder 30 Prozent, werden vorteilhaft in einzelne Klassen der relativen Bewegung kumuliert. Dadurch wird die Häufigkeit des Auftretens einer bestimmten relativen Bewegung gespeichert.

Zum Beispiel wird jedesmal, wenn eine relative Bewegung um 30 Prozent festgestellt wurde, ein entsprechender Wert in eine 30 Prozent-Klasse geschrieben, insbesondere wird der Wert der 30 Prozent-Klasse um 1 erhöht (inkrementiert). Später kann man dann feststellen, wie häufig über einer bestimmten Fahrtstrecke eine relative Bewegung des Fahrzeugpedals um 30 Prozent stattgefunden hat. Entsprechendes gilt für alle anderen Klassen.

Der Beginn einer relativen Bewegung des Fahrpedals in positiver Richtung wird vorteilhaft dadurch bestimmt, dass nach Erreichen eines Wendepunktes in negativer Richtung oder nach Erreichen des Nullpunktes eine relative Bewegung in positiver Richtung erfolgt ist (und erfasst wurde), welche eine Klassenbreite überschreitet.

In beiden Fällen, das heißt bei der Bestimmung des Endes der relativen Bewegung sowie bei der Bestimmung des Anfangs der relativen Bewegung, bestimmt vorteilhaft der genannte Wendepunkt (beziehungsweise der Nullpunkt) letztlich den Beginn beziehungsweise das Ende der Bewegung, auch wenn zunächst der weitere Verlauf der Bewegung zur Feststellung herangezogen wird, ob ein solcher Beginn oder ein solches Ende der Bewegung überhaupt vorlag.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung wird zumindest für eine bestimmte zurückgelegte Strecke zusätzlich die Anzahl der Stopps des Fahrzeugs pro gefahrenem Kilometer und/oder die Durchschnittsgeschwindigkeit des Fahrzeugs erfasst und zur Bewertung des Kraftstoffverbrauchs oder des Energieverbrauchs zur Verfügung gestellt. Somit lässt sich beispielsweise der unterschiedliche Kraftstoffverbrauch zweier Fahrzeuge vergleichen, welche mit einer nahezu identischen Anzahl von Stopps pro Kilometer und einer identischen Durchschnittsgeschwindigkeit dieselbe Strecke zurückgelegt haben. Entscheidend für den Kraftstoffverbrauch ist jedoch, ob diese Strecke dynamisch oder vorausschauend gefahren worden ist. Dies lässt sich durch das erfindungsgemäße Verfahren feststellen. Die Häufigkeit der Lastwechsel wirkt sich ebenso auf den Fahrkomfort aus, so sind viele Lastwechsel gleichbedeutend mit vielen sich hieraus ergebenden spürbaren Beschleunigungen und Verzögerungen. Somit kann auch die Aussage eines Fahrgastes über den Fahrkomfort eines Fahrzeugs entsprechend bewertet werden.

Das erfindungsgemäße Getriebesteuergerät ist derart eingerichtet, dass es ein erfindungsgemäßes Verfahren ausführt. Vorteilhaft weist das Getriebesteuergerät einen entsprechenden Datenspeicher auf, in welchem die genannten Klassen beziehungsweise die erfassten Werte der relativen Bewegung des Fahrpedals in positiver Richtung gespeichert sind.

Vorteilhaft erfolgt die Klassifizierung onboard im Getriebesteuergerät, d. h. ohne dass zusätzliche Datenlogger vorgesehen sind.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

Es zeigen:

1 ein Diagramm, in welchem die Pedalstellung über der Zeit aufgetragen ist und die erfassten relativen Bewegungen des Fahrpedals in positiver Richtung eingetragen sind;

2 ein Diagramm, in welchem der Verlauf der Geschwindigkeit zweier Fahrzeuge über derselben zurückgelegten Strecke aufgetragen ist, wobei beide Fahrzeuge eine identische Durchschnittsgeschwindigkeit aufweisen;

3 ein Beispiel einer Klassifizierung zur Erfassung der Häufigkeit der Pedalverstellung in positiver Richtung.

In der 1 ist der Verlauf 5 der erfassten Pedalstellung in Prozent über der Zeit dargestellt, wobei die Erfassung in Intervallen von 100 Millisekunden stattgefunden hat.

Wie man sieht, ist der absolute Bereich der Pedalstellung beziehungsweise die physikalisch mögliche relative Bewegung von einem absoluten Minimum mit einer Pedalstellung von 0 Prozent bis zu einem absoluten Maximum mit einer Pedalstellung von 100 Prozent in Intervalle 50 von 10 Prozent unterteilt. Ein solches Intervall 50 entspricht, wie nachfolgend noch deutlich wird, einer Klassenbreite.

Mit 10 ist jeweils der Beginn einer Bewegung des Fahrpedals in positiver Richtung gekennzeichnet. Mit 20 ist das Ende der Bewegung des Fahrpedals in positiver Richtung gekennzeichnet.

Dabei liegt ein Ende 20 genau dann vor, wenn ein Umkehrpunkt der Bewegung des Fahrpedals in positiver Richtung (welcher dem Ende 20 entspricht) festgestellt wird, gefolgt von einer Bewegung des Fahrpedals in negativer Richtung, welche eine Klassenbreite überschreitet (die Bewegung von einem jeweiligen Ende 20 bis zum folgenden Punkt 30, bei welchem eine Klassenbreite überschritten beziehungsweise bei Betrachtung in positiver Richtung unterschritten wurde).

Die Punkte 30 könnten auch als Kumulationspunkte bezeichnet werden, da sie bestimmen, dass eine Kumulierung der gerade erfassten relativen Bewegung 40 des Fahrpedals in positiver Richtung in eine entsprechende Klasse erfolgen muss.

Durch das Vorsehen der Kumulationspunkte, welche jeweils mindestens eine Klassenbreite unterhalb des oberen Wendepunktes 20 liegen, wird eine Hysterese, vorliegend von 10 Prozent, erreicht, durch welche die Schwankungen der Pedalstellung, die unterhalb von 10 Prozent liegen, herausgefiltert werden. Es liegt somit eine Glättung vor, welche das zu speichernde Datenaufkommen reduziert.

Die gezeigten Punkte 10 und 20 stellen somit lokale Minima oder Maxima dar, zwischen denen mehr als 10 Prozent Fahrpedalverstellung durchlaufen wurde. Aus dem vorliegenden Diagramm würde entsprechend einmal in die 30 Prozent-Klasse, einmal in die 50 Prozent-Klasse und einmal in die 10 Prozent-Klasse kumuliert. Somit wird erfasst, wie häufig bei der Fahrpedalbetätigung eine bestimmte Winkelverstellung in positiver Richtung beziehungsweise ein bestimmter Verstellweg in positiver Richtung durchlaufen wurde.

Die Kumulation erfolgt nur bei Fahrpedalbetätigung in die positive Richtung, das heißt, es wird unterschieden zwischen dem Betätigen des Fahrpedals und dem Loslassen des Fahrpedals. Bewertet wird nicht der Absolutwert einer Pedalstellungsklasse, sondern die relative Verstellung, das heißt, das Verfahren beachtet nicht, ob eine bestimmte Klasse (10 Prozent, 20 Prozent, 30 Prozent ...) durchlaufen wurde, sondern ob eine bestimmte Verstellung um eine Klassenbreite (10 Prozent) stattgefunden hat. Eine Kumulation findet nach jedem oberen Wendepunkt statt, wenn im Folgenden dieses lokale Maximum um eine Klassenbreite unterschritten wurde.

Um ein Maß dafür zu erhalten, wie ein Fahrer mit dem Fahrpedal gearbeitet hat, kann eine Gegenüberstellung der Gesamtanzahl der Fahrpedalverstellungen zur Anzahl der Stopps pro Kilometer und/oder zur Durchschnittsgeschwindigkeit erfolgen. Beispielsweise im Stadtverkehr mit vielen Stopps wird bedingt durch die hiermit verbundenen Anfahrvorgänge der Anteil der höheren Klassen (das heißt der Klassen, welche einen vergleichsweise großen relativen Verstellweg repräsentieren) sowie die Gesamtanzahl der Pedalverstellungen größer sein.

Eine besondere Bedeutung erhält dieses Betriebsdatenfeld beispielsweise, wenn zwei Fahrzeuge mit einer nahezu identischen Anzahl von Stopps pro Kilometer und mit identischer Durchschnittsgeschwindigkeit, aber unterschiedlichem Kraftstoffverbrauch verglichen werden, da dieselbe Strecke mit derselben Durchschnittsgeschwindigkeit entweder „dynamisch" oder „vorausschauend" gefahren werden kann.

Dies ist beispielhaft in der 2 dargestellt. Hier ist der Verlauf der Geschwindigkeit von zwei Fahrzeugen über der identischen Strecke mit identischer Durchschnittsgeschwindigkeit über der zurückgelegten Strecke dargestellt. Dabei zeigt die Kurve 1 ein Fahrverhalten mit wenigen Lastwechseln, was zu einem vergleichsweise geringen Kraftstoffverbrauch führt und die Kurve 2 ein Fahrverhalten mit vielen Lastwechseln, was zu einem vergleichsweise hohen Kraftstoffverbrauch führt.

In der 3 ist ein Beispiel für eine Klassifizierung der erfassten Häufigkeit der relativen Fahrpedalverstellung in positiver Richtung dargestellt. Wie man sieht, sind 10 Klassen vorgesehen, wobei eine Klassenbreite einer Pedalbetätigung von 10 Prozent beziehungsweise einem Verstellweg von 10 Prozent des Gesamtverstellweges entspricht.

Zusätzlich wird in der ersten Klasse kumuliert, wie oft ein Nulldurchgang des Fahrpedals, also ein Wechsel zwischen Betätigung und Nichtbetätigung, stattgefunden hat.

Claims

Betriebsdatenerfassungsverfahren zur Bewertung des Energie- oder Kraftstoffverbrauchs von motorbetriebenen Fahrzeugen, wobei die Motorleistung zumindest mittelbar durch die Stellung eines Fahrpedals oder eines anderen Leistungssteuerungsmittels gesteuert wird, mit den folgenden Schritten: 1.1 eine Bewegung des Fahrpedals oder dergleichen wird erfasst, wobei zwischen einer Bewegung in einer ersten, positiven Richtung und einer Bewegung in einer zweiten, negativen Richtung unterschieden wird; 1.2 nach jedem Beginn (10) einer Bewegung des Fahrpedals in positiver Richtung wird die relative Bewegung (40) des Fahrpedals in positiver Richtung bis zum Ende (20) der Bewegung in positiver Richtung erfasst; 1.3 die Werte der Gesamtausmaße der relativen Bewegungen (40) werden gespeichert und zur Bewertung des Kraftstoff- oder Energieverbrauchs zur Verfügung gestellt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf (5) der erfassten Bewegung des Fahrpedals geglättet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die physikalisch mögliche relative Bewegung von einem absoluten Minimum – Nullpunkt – bis zu einem absoluten Maximum – 100 Prozent-Punkt – in Intervalle (50) mit einer vorbestimmten Größe unterteilt wird, und die erfassten Werte des jeweiligen Gesamtausmaßes der relativen Bewegungen (40) in Klassen der relativen Bewegungen kumuliert werden, so dass die Häufigkeit des Auftretens einer bestimmten relativen Bewegung (40) gespeichert wird, wobei eine Klassenbreite der Größe eines Intervalls (50) entspricht.
Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende (20) der relativen Bewegung (40) des Fahrpedals in positiver Richtung dadurch bestimmt wird, dass nach Erreichen eines Wendepunktes der Bewegung des Fahrpedals in positiver Richtung eine relative Bewegung in negativer Richtung erfolgt, welche eine Klassenbreite überschreitet, wobei die relative Bewegung (40) in positiver Richtung bis zu dem Wendepunkt als Wert des Gesamtausmaßes der relativen Bewegung erfasst wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Beginn (10) einer relativen Bewegung (40) des Fahrpedals in positiver Richtung dadurch bestimmt wird, dass nach Erreichen eines Wendepunktes in negativer Richtung oder nach Erreichen des Nullpunktes eine relative Bewegung in positiver Richtung erfolgt ist, welche eine Klassenbreite überschreitet, wobei die relative Bewegung (40) in positiver Richtung, beginnend von dem Wendepunkt oder dem Nullpunkt als Wert des Gesamtausmaßes der relativen Bewegung erfasst wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest für eine bestimmte zurückgelegte Strecke zusätzlich die Anzahl der Stopps des Fahrzeugs pro gefahrenem Kilometer und/oder die Durchschnittsgeschwindigkeit des Fahrzeugs erfasst wird und zur Bewertung des Kraftstoff- oder Energieverbrauchs zur Verfügung gestellt wird.
Getriebesteuergerät, welches derart eingerichtet ist, dass es ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 ausführt.
Getriebesteuergerät gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebesteuergerät mindestens einen Datenspeicher aufweist, in welchem die erfassten relativen Bewegungen (40) in positiver Richtung in einzelnen Feldern oder Klassen oder dergleichen hinterlegt sind.
Getriebesteuergerät gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherung onboard im Getriebesteuergerät erfolgt.