система поддержки водителя для автомобиля и соответствующий способ эксплуатации

Формула изобретения

1. Способ эксплуатации системы поддержки водителя автомобиля для поддержки водителя автомобиля при выборе сокращающего расход способа движения, включающий в себя следующие этапы:

- задание способа движения автомобиля,

- определение параметра расхода автомобиля для заданного способа движения, причем этот параметр расхода отражает расход топлива автомобиля при заданном способе движения,

- отображение параметра расхода для водителя автомобиля, отличающийся следующими этапами:

- определение параметра износа автомобиля для заданного способа движения, причем этот параметр износа отображает износ автомобиля или одной из частей автомобиля при заданном способе движения, и

- отображение параметра износа для водителя автомобиля, причем задают несколько различных способов движения автомобиля, и индивидуально для каждого из заданных способов движения определяется параметр расхода, и/или параметр износа, и/или параметр продолжительности поездки, и индивидуально для каждого из заданных способов движения параметр расхода, и/или параметр износа, и/или параметр продолжительности поездки отображается водителю автомобиля.

2. Способ эксплуатации по п.1, включающий в себя также следующие этапы:

- определение параметра продолжительности поездки для заданного способа движения, причем этот параметр продолжительности поездки отображает продолжительность поездки автомобиля при заданном способе движения, и

- отображение параметра продолжительности поездки для водителя автомобиля.

3. Способ эксплуатации по п.1, причем

- параметр расхода, и/или параметр износа, и/или параметр продолжительности поездки измеряется и определяется с помощью обратных вычислений, после того как автомобиль закончил движение заданным способом, и

- параметр расхода, и/или параметр износа, и/или параметр продолжительности поездки отображается водителю транспортного средства, после того как автомобиль закончил движение заданным способом.

4. Способ эксплуатации по п.2, причем

- параметр расхода, и/или параметр износа, и/или параметр продолжительности поездки измеряется и определяется с помощью обратных вычислений, после того как автомобиль закончил движение заданным способом, и

- параметр расхода, и/или параметр износа, и/или параметр продолжительности поездки отображается водителю транспортного средства, после того как автомобиль закончил движение заданным способом.

5. Способ эксплуатации по п.1, причем

- параметр расхода, и/или параметр износа, и/или параметр продолжительности поездки рассчитывается прогностическим образом для случая, когда автомобиль эксплуатируется в соответствии с заданным способом движения, и

- параметр расхода, и/или параметр износа, и/или параметр продолжительности поездки отображается водителю транспортного средства до того, как автомобиль закончил движение заданным способом.

6. Способ эксплуатации по п.2, причем

- параметр расхода, и/или параметр износа, и/или параметр продолжительности поездки рассчитывается прогностическим образом для случая, когда автомобиль эксплуатируется в соответствии с заданным способом движения, и

- параметр расхода, и/или параметр износа, и/или параметр продолжительности поездки отображается водителю транспортного средства до того, как автомобиль закончил движение заданным способом.

7. Способ эксплуатации по п.3, причем

- параметр расхода, и/или параметр износа, и/или параметр продолжительности поездки рассчитывается прогностическим образом для случая, когда автомобиль эксплуатируется в соответствии с заданным способом движения, и

- параметр расхода, и/или параметр износа, и/или параметр продолжительности поездки отображается водителю транспортного средства до того, как автомобиль закончил движение заданным способом.

8. Способ эксплуатации по п.4, причем

- параметр расхода, и/или параметр износа, и/или параметр продолжительности поездки рассчитывается прогностическим образом для случая, когда автомобиль эксплуатируется в соответствии с заданным способом движения, и

- параметр расхода, и/или параметр износа, и/или параметр продолжительности поездки отображается водителю транспортного средства до того, как автомобиль закончил движение заданным способом.

9. Способ эксплуатации по п.1, причем

- задаются несколько различных способов движения для автомобиля, и

- определяются параметр расхода, и/или параметр износа, и/или параметр продолжительности поездки в виде относительных значений, причем эти относительные значения отображают различия между различными способами движения.

10. Способ эксплуатации по п.9, причем один из заданных способов движения служит в качестве референтного значения и имеет минимальный расход топлива, или минимальный износ, или минимальную продолжительность поездки.

11. Способ эксплуатации по одному из пп.1-8, причем параметр износа отображает одну из следующих величин:

- истирание шин или срок службы шин автомобиля,

- механический износ или срок службы конструктивных элементов автомобиля, в частности конструктивных элементов трансмиссии, в частности двигателя, коробки передач, сцепления, тормоза.

12. Способ эксплуатации по одному из пп.1-8, причем заданные способы движения включают в себя следующие способы движения:

- разворот грузового автомобиля без движения в объезд, в частности на месте,

- разворот грузового автомобиля с движением по участку разворота, в частности участку разворота с круговым движением.

13. Способ эксплуатации по одному из пп.1-8, причем

- способ движения задается водителем автомобиля, или

- способ движения задается навигационной системой (1) в виде предлагаемого маршрута.

14. Способ эксплуатации по одному из пп.1-8, включающий в себя также следующие этапы:

- определение краевого значения для различных способов движения по параметру расхода, параметру износа и параметру продолжительности поездки отдельных способов движения, при этом параметр расхода, параметр износа и параметр продолжительности поездки оцениваются с заданными коэффициентами значимости,

- выбор одного из способов движения в зависимости от определенных краевых значений в качестве оптимального способа движения,

- отображение оптимального способа движения для водителя автомобиля.

15. Система поддержки водителя для автомобиля для поддержки водителя автомобиля при выборе сокращающего расход способа движения, причем эта система поддержки водителя осуществляет способ эксплуатации по одному из пп.1-14.

16. Система поддержки водителя по п.15, включающая в себя

- навигационную систему (1), которая задает различные альтернативные предлагаемые маршруты в соответствии с различными способами движения, и

- первое вычислительное устройство (2), которое для различных предлагаемых маршрутов рассчитывает параметр расхода, параметр износа и/или параметр продолжительности поездки, и

- устройство (3) отображения для отображения параметра расхода, параметра износа и/или параметра продолжительности поездки для различных альтернативных маршрутов.

17. Система поддержки водителя по п.16, включающая в себя второе вычислительное устройство (2), которое

- для каждого из альтернативных предлагаемых маршрутов рассчитывает краевое значение по параметру расхода, параметру износа и/или параметру продолжительности поездки и

- выбирает один из альтернативных предлагаемых маршрутов в зависимости от краевого значения в качестве оптимального предлагаемого маршрута.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к системе поддержки водителя для автомобиля, в частности для грузового автомобиля, предназначенной для поддержки водителя автомобиля при выборе способа движения, сокращающего расход. Кроме того, изобретение включает в себя соответствующий способ эксплуатации.

При эксплуатации автомобилей водитель автомобиля, как правило, может выбирать различные способы движения (например, различные маршруты), которые связаны с разными значениями расхода топлива, износа и продолжительностью поездки.

Если, например, водитель седельного автопоезда хочет развернуть седельный автопоезд, то существует возможность для этого, заключающаяся в том, чтобы развернуть седельный автопоезд без объезда в наиболее узком пространстве, что связано с минимальной затратой времени и также минимальным расходом топлива, но приводит к значительному износу шин, так как шины седельного прицепа при этом трутся в осевом направлении о дорожное покрытие.

Альтернативно в качестве способа движения для разворота седельного автопоезда существует возможность, чтобы водитель седельного автопоезда подъехал к близко расположенному участку кругового движения автотранспорта и там развернулся лишь с небольшим износом шин, что, однако, связано с дополнительной затратой времени и избыточным расходом топлива.

Итак, при эксплуатации автомобилей существуют, как правило, противоречащие друг другу требования в отношении расхода топлива, износа и затрат времени, так что водитель транспортного средства при выборе способа движения должен найти компромисс между этими противоречащими друг другу требованиями. Однако для водителя транспортного средства это является чрезвычайно трудным, так как водитель транспортного средства может только оценочно определить воздействия определенного способа движения на расход топлива, износ и затрату времени.

Правда, из DE 10 2009 031085 A1 известна система поддержки водителя, которая дает рекомендацию скорости движения, и при задании рекомендованной скорости движения находит компромисс между ожидаемым сокращением расхода, с одной стороны, и ожидаемой избыточной затратой времени, с другой стороны. Однако и у этой системы поддержки водителя ожидаемый износ (например, износ шин) автомобиля не учтен.

Однако учет износа материала автомобиля при оптимизации способа движения является предпочтительным не только с точки зрения затрат, но и с точки зрения экологии, так как износ материала должен учитываться даже в рамках комплексного экологического баланса, так что, возможно, небольшой повышенный расход является приемлемым с точки зрения экологии, если при этом может быть существенно сокращен износ материала.

Поэтому в основу изобретения положена задача, создать систему поддержки водителя и соответствующий способ эксплуатации, который при оптимизации способа движения учитывает также износ, обусловленный соответствующим способом движения.

Эта задача решается с помощью системы поддержки водителя и соответствующего способа эксплуатации в соответствии с зависимыми пунктами формулы изобретения.

Изобретение включает в себя общий технический принцип учета при оценке различных возможных способов движения (например, альтернативных маршрутов) автомобиля не только параметра расхода (например, абсолютный или относительный повышенный расход), но и параметра износа (например, износа шин, повышения срока службы шин).

Поэтому изобретение предусматривает на первом этапе задание определенного способа движения автомобиля, причем речь может идти, например, об определенном маршруте. Используемое в рамках изобретения понятие «способ движения» не ограничено, однако, маршрутом в качестве конкретного примера, а включает в себя также другие различные способы движения, такие как, например, эксплуатацию автомобиля с зимними шинами или альтернативно с летними шинами. Кроме того, оцениваемый способ движения может отличаться тем, движется ли грузовой автомобиль с прицепом или без прицепа, чтобы иметь возможность оценивать воздействие этих различий с точки зрения расхода топлива, износа и продолжительности поездки.

Кроме того, изобретение также предусматривает, что для заданного способа движения определяется параметр расхода автомобиля, причем этот параметр расхода отражает расход топлива автомобиля при заданном способе движения. Например, параметр расхода в рамках изобретения может представлять собой абсолютный расход топлива на определенном маршруте. Однако альтернативно существует также возможность, чтобы определяемый параметр расхода представлял собой относительный повышенный расход по сравнению с маршрутом, оптимальным в отношении расхода.

То есть используемое в рамках изобретения понятие «параметр расхода» должно пониматься в общем, а не ограничено вышеназванными примерами. Так, в рамках изобретения существует также возможность, чтобы параметр расхода, на выбор, отображал расход топлива непосредственно или только опосредствованно.

В качестве новшества по сравнению с уровнем техники изобретение теперь предусматривает, чтобы для заданного способа движения дополнительно определялся параметр износа, который отображает износ автомобиля или одной из частей автомобиля при заданном способе движения. Например, определяемый параметр износа может отображать износ шин автомобиля, так как, например, грузовые автомобили и седельные тягачи при развороте в узком пространстве имеют значительный износ шин, который приводит к соответствующему сокращению срока службы шин. Однако параметр износа может также отображать износ других частей автомобиля, например, двигателя, коробки передач, тормозов или сцепления, чтобы назвать только некоторые примеры. То есть используемое в рамках изобретения понятие «параметр износа» должно пониматься в общем, и должно только отображать, какое влияние имеет соответствующий способ движения на износ в общем.

Кроме того, изобретение предусматривает, чтобы как параметр расхода, так и параметр износа отображались водителю автомобиля, чтобы водитель автомобиля имел хорошую информационную основу при оценке соответствующего способа движения в отношении расхода топлива и износа материала. То есть водитель автомобиля может лучше оценивать, приведет ли определенный объезд по альтернативному маршруту к значительному сокращению износа материала, чтобы оправдать повышенный расход топлива при объезде.

Предпочтительно в рамках изобретения дополнительно к параметру расхода и параметру износа определяется также параметр продолжительности поездки для заданного способа движения, причем этот параметр продолжительности поездки непосредственно или опосредствованно отображает продолжительность поездки автомобиля при заданном способе движения. Например, параметр продолжительности поездки может отображать дополнительную затрату времени, которая возникает при движении по альтернативному маршруту. Однако используемое в рамках изобретения понятие «параметр продолжительности поездки» должно пониматься в общем, и не ограничено абсолютной или относительной затратой времени, которая связана с определенным способом движения. Кроме того, затем определенный таким образом параметр продолжительности поездки заданного способа движения также отображается водителю автомобиля, так что водитель автомобиля при оценке заданного способа движения, наряду с параметром расхода и параметром износа, может также учитывать параметр продолжительности поездки.

В одном из вариантов изобретения вышеназванные параметры (параметр расхода, параметр износа и/или параметр продолжительности поездки) измеряются во время поездки и затем определяются с помощью обратных вычислений, после того как автомобиль закончил движение заданным способом (например, определенный маршрут). Эти параметры затем также отображаются, после того как автомобиль закончил движение заданным способом. То есть в этом варианте изобретения происходит ретроспективное определение релевантных параметров, так что водитель автомобиля может ретроспективно судить о том, является ли выбранный способ движения хорошим компромиссом между расходом топлива, износом материала и продолжительностью поездки.

В другом варианте изобретения вышеназванные параметры (параметр расхода, параметр износа и/или параметр продолжительности поездки), напротив, рассчитываются прогностическим образом для случая, когда автомобиль эксплуатируется в соответствии с заданным способом движения. Например, при этом маршрут может задаваться навигационной системой, причем тогда заранее рассчитывается, какими будут значения расхода топлива, износа и/или затраты времени, если автомобиль будет двигаться по заданному маршруту. То есть в этом варианте изобретения водитель автомобиля может заранее оценивать заданный способ движения и затем выбирать оптимальный способ движения.

В этом варианте изобретения предпочтительно задаются несколько различных альтернативных способов движения, причем речь может идти, например, о различных альтернативных маршрутах. Затем вышеназванные параметры (параметр расхода, параметр износа и/или параметр продолжительности поездки) предпочтительно рассчитываются индивидуально для каждого из заданных способов движения и отображаются водителю транспортного средства, чтобы водитель транспортного средства мог оценивать различные возможные способы движения и выбирать один из этих способов движения.

При этом существует возможность, чтобы различные параметры (параметр расхода, параметр износа и/или параметр продолжительности поездки) определялись и представлялись в виде относительных значений. Например, водителю автомобиля может отображаться, какой относительный повышенный расход возникает на определенном маршруте и как на этом маршруте изменяется срок службы шин. При этом один из заданных способов движения может служить в качестве референтного значения и иметь минимальный расход топлива, минимальный износ или минимальную продолжительность поездки. Тогда водитель автомобиля может получать информацию о том, насколько сильно определяемые параметры абсолютно или относительно отклоняются от оптимальных значений.

При описании уровня техники вначале уже было упомянуто, что при развороте грузового автомобиля (например, седельного автопоезда) может возникать значительный износ шин, если грузовой автомобиль разворачивается на месте без объездов. Поэтому может быть предпочтительным движение по альтернативному участку разворота, который хотя и представляет собой объезд, но, несмотря на это, связан со значительно меньшим износом шин. То есть при этом два способа движения сравниваются друг с другом, а именно, с одной стороны, разворот грузового автомобиля на месте, а с другой стороны, разворот грузового автомобиля с движением по альтернативному маршруту, который, например, может включать в себя участок кругового движения. Водитель автомобиля может тогда, например, ввести в навигационную систему данные о том, что он хочет развернуть автомобиль. Затем навигационная система рассчитывает посредством вычислительного устройства вышеназванные параметры (параметр расхода, параметр износа и/или параметр продолжительности поездки) для случая, когда автомобиль разворачивается на месте без объезда. Кроме того, навигационная система определяет по меньшей мере один альтернативный предлагаемый маршрут для разворота автомобиля, причем этот предлагаемый маршрут может содержать, например, участок кругового движения, который позволяет развернуть автомобиль простым способом. Затем вычислительное устройство рассчитывает также для этого альтернативного маршрута вышеназванные параметры (параметр расхода, параметр износа и/или параметр продолжительности поездки), чтобы иметь возможность оценить этот альтернативный маршрут в отношении избыточного расхода, уменьшения износа и дополнительной затраты времени.

Как указано выше, в рамках изобретения могут задаваться разные способы движения (например, несколько альтернативных маршрутов), чтобы для отдельных способов движения иметь возможность определить повышенный расход, уменьшение износа и/или дополнительную затрату времени прогностическим образом. В одном из вариантов изобретения дополнительно предусмотрено, что по различным параметрам (параметр расхода, параметр износа и/или параметр продолжительности поездки) рассчитывается краевое значение для последующего оптимизирующего выбора, при этом в рамках расчета краевого значения эти различные параметры (параметр расхода, параметр износа и/или параметр продолжительности поездки) могут задаваться с разными коэффициентами значимости. Затем эти краевые значения для различных способов движения предпочтительно отображаются водителю транспортного средства, чтобы водитель автомобиля мог быстро и просто решить, какой способ движения он выбирает.

Кроме того, следует упомянуть, что изобретение не ограничено описанным выше способом эксплуатации, а также включает в себя соответственно выполненную систему поддержки водителя. Наконец, изобретение включает в себя также автомобиль (например, грузовой автомобиль), который оснащен системой поддержки водителя такого рода.

Другие предпочтительные усовершенствования изобретения указаны в зависимых пунктах формулы изобретения или поясняются подробнее ниже при описании предпочтительных примеров осуществления изобретения с помощью фигур. Показано:

фиг.1 - сильно упрощенное схематичное изображение предлагаемой изобретением системы поддержки водителя;

фиг.2 - вид экрана системы поддержки водителя, показанной на фиг.1;

фиг.3 - блок-схема, поясняющая способ эксплуатации предлагаемой изобретением системы поддержки водителя, показанной на фиг.1;

фиг.4 - содержимое экрана предлагаемой изобретением системы поддержки водителя, служащее для сравнения различных маршрутов;

фиг.5 - модификация фиг.4, причем соответственно отображаются относительные значения.

На фиг.1 показано сильно упрощенное и схематизированное изображение предлагаемой изобретением системы поддержки водителя, которая, например, может применяться в грузовом автомобиле, чтобы дать водителю грузового автомобиля возможность при выборе способа движения выполнить конкурирующие требования в отношении расхода топлива, износа и продолжительности поездки, найдя наилучший возможный компромисс.

Для этого предлагаемая изобретением система поддержки водителя включает в себя навигационную систему 1, которая может быть выполнена преимущественно традиционно и поэтому не требует более подробного описания. Навигационная система 1, однако, предоставляет водителю транспортного средства возможность запрашивать маршруты, предлагаемые для разворота грузового автомобиля. Затем навигационная система 1 рассчитывает несколько альтернативных маршрутов, предлагаемых для разворота грузового автомобиля, при этом один из предлагаемых маршрутов предусматривает, что грузовой автомобиль разворачивается без объезда на месте.

Рассчитанные навигационной системой 1 маршруты, предлагаемые для разворота грузового автомобиля, передаются затем вычислительному устройству 2, которое сначала рассчитывает для каждого из предлагаемых маршрутов расход топлива, износ шин и затрату времени. Эти параметры затем отображаются на экране 3, так что водитель транспортного средства может интуитивно оценивать различные предлагаемые маршруты и их преимущества/недостатки.

Так, на фиг.3 показано характерное содержимое экрана, в котором сравниваются друг с другом два предлагаемых маршрута («альтернативный маршрут 1», «альтернативный маршрут 2»). При этом для каждого из двух предлагаемых маршрутов представлены затраты на топливо, срок службы шин и затрата времени. В этом случае водитель автомобиля может быстро решить, компенсирует ли увеличение срока службы шин повышенные затраты на топливо на альтернативном маршруте.

Ниже теперь уже с помощью блок-схемы на фиг.3 поясняется способ эксплуатации системы поддержки водителя, показанной на фиг.1.

На первом этапе S1 навигационная система 1 сначала проверяет, хочет ли водитель автомобиля развернуть грузовой автомобиль. Для этого водитель автомобиля должен воспользоваться, например, специальной кнопкой на навигационной системе 1, чтобы запросить расчет оптимального маршрута разворота.

В случае если это так, вычислительное устройство 2 сначала рассчитывает на этапе S2 расход топлива, износ шин и продолжительность разворота на месте.

Затем навигационная система 1 на этапе S3 определяет альтернативный маршрут для разворота грузового автомобиля.

Для этого альтернативного маршрута вычислительное устройство 2 рассчитывает затем на этапе S4 расход топлива, износ шин и продолжительность разворота по альтернативному маршруту.

На этапе S5 вычислительное устройство 2 рассчитывает затем абсолютный повышенный расход при движении по альтернативному маршруту, по сравнению с разворотом на месте.

Затем на этапе S6 предусмотрено, что вычислительное устройство 2 рассчитывает дополнительные затраты на топливо, если для разворота происходит движение по альтернативному маршруту. Для этого просто рассчитанный ранее на этапе S5 повышенный расход перемножается с заданной ценой топлива.

Кроме того, затем вычислительное устройство 2 на этапе S7 рассчитывает дополнительный срок службы шин по сравнению с разворотом на месте, который получается в результате того, что при развороте на месте происходит слишком высокий износ шин.

Кроме того, затем на этапе S8 рассчитывается также потеря времени при движении по альтернативному маршруту по сравнению с разворотом на месте.

Наконец, затем на экране 3 на этапе S9 отображаются дополнительные затраты на топливо, потеря времени и дополнительный срок службы шин для случая, когда для разворота грузового автомобиля происходит движение по альтернативному маршруту.

В этом случае водитель автомобиля на основании этих параметров может решить, стоит ли двигаться по альтернативному маршруту.

На фиг.4 и 5 показано содержимое разных экранов, которые отображают значения расхода, износа и продолжительности поездки для различных маршрутов, чтобы обеспечить водителю автомобиля возможность выбора оптимального маршрута. При этом соответственно отображаются экономичный маршрут, материалосберегающий маршрут, быстрый маршрут и оптимальный маршрут, причем оптимальный маршрут рассчитывается вычислительным устройством 2. Для выбора оптимального маршрута при этом оцениваются различные параметры (расход, износ и продолжительность поездки) с определенными коэффициентами значимости, чтобы затем выбрать оптимальный маршрут.

Изобретение не ограничено описанными выше примерами осуществления. Более того, возможно множество вариантов и модификаций, которые также используют идею изобретения и поэтому попадают в область защиты. Кроме того, изобретение претендует также на защиту зависимых пунктов и их признаков, независимо от признаков пунктов формулы изобретения, на которые делается ссылка.

Список ссылочных позиций

1 Навигационная система

2 Вычислительное устройство

3 Экран