DE102005055243A1 - Vorrichtung zur energetischen Bewertung eines Streckenverlaufs sowie Verfahren zur Bestimmung eines energetisch günstigen Streckenverlaufs für ein Fahrzeug - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren zur Bestimmung eines energetisch günstigen Streckenverlaufs für ein Fahrzeug umfasst die Schritte DOLLAR A - Eingabe eines Streckenstart- und -endpunktes, DOLLAR A - Bereitstellung fahrzeugbezogener Informationen, insbesondere Beladungsinformationen, DOLLAR A - Vergleich der bereitgestellten fahrzeugbezogenen Informationen mit gespeicherten Streckendaten in Form fahrzeugbezogener Informationen und Energieverbrauche, DOLLAR A - Auswahl einer Fahrtstrecke mit minimiertem Energieverbrauch anhand der gespeicherten Streckendaten, abhängig von den bereitgestellten fahrzeugbezogenen Informationen sowie dem Streckenstart- und -endpunkt, DOLLAR A - Ausgabe von Daten zum ausgewählten Streckenverlauf.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Gewinnung von Daten für die Bestimmung eines energetisch günstigen Streckenverlaufs für ein Fahrzeug.
• Die DE 103 56 459 A1 schlägt vor, beim Navigieren eines Fahrzeuges ein Sensorsignal eines Fahrzeugzustandes, der Einfluss auf das Fahrverhalten des Fahrzeuges hat, bei der Erstellung des Vorschlags des Navigationssystems zu berücksichtigen.
• Aus der DE 103 25 424 A1 ist bekannt, bei der Ermittlung der Fahrtroute eines Fahrzeuges fahrzeugspezifische Daten des Fahrzeuges zu berücksichtigen.
• Aus der gattungsbildenden DE 103 35 927 A1 geht hervor, beim Ermitteln einer verbrauchsoptimierten Route eine maximale Fahrzeit für eine Fahrt von einem ersten zu einem zweiten Ort vorzugeben, um eine Route zu ermitteln bei der die vorgegebene maximale Fahrzeit nicht überschritten und der voraussichtliche Kraftstoffverbrauch minimiert wird.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren anzugeben zur Gewinnung von Daten für die Bestimmung eines energetisch günstigen Streckenverlaufs für ein Fahrzeug.
• Diese Aufgabe wird gelöst für die Vorrichtung durch den Patentanspruch 1 und für das Verfahren durch den Patentanspruch 7.
• Die Kernidee der Erfindung besteht in der Bereitstellung von Möglichkeiten die es erlauben, den voraussichtlichen Energiebedarf beim Befahren einer Strecke relativ genau zu bestimmen. Zurzeit erfolgt die Routenwahl, d.h. die Auswahl einer Strecke von einem Streckenstart- zu einem -endpunkt meist nach dem Kriterium der schnellsten Route. Für den Fall, dass eine energetisch günstige Route für ein Fahrzeug gewählt werden soll, stehen teilweise schon hierfür nutzbare Attribute in den verwendeten digitalen Karten bereit. Dies sind beispielsweise Steigung, Kurvenkrümmung, etc. Weitere für den Energieverbrauch eines Fahrzeuges wichtige Größen, wie beispielsweise Luftwiderstand, Beladung, Gangabstufung oder Triebstrangwirkungsgrad, können jedoch nicht berücksichtigt werden. Es besteht derzeit keine Möglichkeit, unter Verwendung dieser Größen einen voraussichtlichen Energieverbrauch für eine zu befahrende Strecke zu bestimmen.
• Hier schafft die Erfindung nun Abhilfe, indem sie für bestimmte Fahrzeugkonfigurationen einen jeweiligen voraussichtlichen Energieverbrauch bestimmbar macht. Die Erfindung basiert auf der Idee, viele verschiedene Fahrten einer anschließenden statistischen Auswertung zu unterziehen. Dazu werden die der Fahrt zu Grunde liegenden Parameter des Fahrzeugs berücksichtigt, beispielsweise Luftwiderstand, Beladung, Gangabstufung und Triebstrangwirkungsgrad. Indem diese Parameter mit einer jeweiligen Strecke verknüpft werden, kann durch eine anschließende, statistische Auswertung der Einfluss eines jeweiligen Parameters für den Energieverbrauch auf dieser Strecke berücksichtigt werden. Dies eröffnet dann die Möglichkeit, bei Verfügbarkeit genügend großer Datenmengen auf diese mit einer jeweiligen Strecke verknüpften Parameter zuzugreifen. Dazu werden, zur Bestimmung einer energetisch günstigsten Route, die aktuellen Parameter eines Fahrzeugs eingegeben und unter Verwendung der statistisch ausgewerteten Fahrten eine energetisch günstigste Route unter Zugrundelegung dieser Parameter bestimmt. Neben einer individuellen Routenberechnung ergeben sich weitere Möglichkeiten in einer Tourenplanung, dass heißt einer Zusammenfügung von jeweiligen Streckenabschnitten mit einer vorgegebenen Beladung eines Fahrzeugs zu einer entsprechenden Tour, als auch in der Bestimmung geeigneter Positionen von Frachtumschlags- beziehungsweise Dispositions-Zentren. Damit ergeben sich breite Anwendungsmöglichkeiten für die Erfindung.
• Vorzugsweise wird die Konfiguration des Fahrzeuges automatisch berücksichtigt, indem die Informationsmittel die fahrzeugbezogenen Informationen automatisch bereitstellen. Beispielsweise werden bei modernen Fahrzeug-Netzwerken Informationen wie Hinterachsübersetzung, Reifentyp, Retardereinsatz, Gangabstufung, Achstyp oder Triebstrangwirkungsgrad durch an diesem Netzwerk angemeldete, entsprechende Komponenten automatisch bereitgestellt. Somit stehen diese Informationen zum automatisierten Abruf bereit. Alternativ können diese Informationen, beziehungsweise solche Informationen die nicht automatisiert bereitgestellt werden, beispielsweise der „Typ" des jeweiligen Fahrzeugführers, manuell eingegeben werden. Eine weitere Möglichkeit besteht in der entsprechenden Verwendung eines Mittelwertes bei der statistischen Auswertung.
• Ein wichtiger Parameter, insbesondere bei Nutzfahrzeugen, ist die Beladung eines Fahrzeuges. Hier kann ebenfalls eine automatisierte Feststellung vorgesehen sein, beispielsweise über RFID (Funkchip), oder durch manuelle Eingabe der Ladungsart durch den Fahrzeugführer.
• Zur Identifizierung einer jeweiligen Strecke kann vorgesehen sein, diese manuell durch den Fahrer als Start- und Endpunkt einzugeben. Gerade bei Nutzfahrzeugen werden nämlich häufig nur einige wenige Verbindungen bedient. Die Detektion von Streckenstart- und -endpunkt kann dann bei der Auswertung der Daten abhängig von den Fahrereingaben erfolgen. Die Fahrzeit kann beispielsweise aus einem Timer in einem Steuergerät gewonnen werden. Alternativ oder zusätzlich können beispielsweise Mautgeräte zur Detektion von Gebührenpflichtigen Streckenabschnitten sowie GPS- und/oder Navigationsgeräte zur genauen Ortsbestimmung genutzt werden. Zur Bestimmung des fahrzeugseitigen Energieverbrauchs sind Messmittel, beispielsweise zur Messung der Kraftstoff-Einspritzmenge, vorgesehen. Insbesondere der fahrzeugseitige Energieverbrauch kann summarisch, d.h. als ein Wert für die zurückgelegte Gesamtstrecke, oder auch zeitaufgelöst, beispielsweise periodisch zu jeder Sekunde, bestimmt werden. Letzteres ermöglicht dann vorteilhaft eine Verknüpfung mit Streckenmerkmalen wie Kurven oder Steigungen. Auch weitere Informationen wie z.B. der Retardereinsatz können wahlweise summarisch oder zeitaufgelöst bestimmt und abgelegt werden. Hierzu ist fahrzeugseitig eine entsprechende Speicherkapazität vorzuhalten.
• Die gewonnenen Informationen, also die fahrzeugbezogenen Informationen zusammen mit den Streckendaten und dem Energieverbrauch, werden vorzugsweise in einer zentralen Rechnereinheit statistisch ausgewertet. Dazu werden die gewonnenen Informationen, beispielsweise über Mobilfunk, drahtlose Nahbereichskommunikation oder eine Diagnoseschnittstelle, vom Fahrzeug an die zentrale Rechnereinheit übertragen. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, beispielsweise wenn ein Fahrzeug häufig zwischen gleichen Streckenstart- und -endpunkten verwendet wird, diese Daten auch fahrzeugseitig vorzuhalten und auszuwerten.
• Nach dem Abschluss einer jeweiligen Fahrt erfolgt die statistische Verarbeitung der gewonnenen Informationen. Hierbei werden insbesondere Mittelungsprozesse, Ersetzungen fehlerhafter beziehungsweise unplausibler Werte sowie weitere Analysen durchgeführt. Beispielsweise können übereinstimmende Teilstrecken verschiedener Fahrten identifiziert werden, zur isolierten Betrachtung dieser Teilstrecken. Dabei ist eine geeignete Auflösung nach Art und Länge der Teilstrecken zu wählen. Beispielsweise können für den Verteilerverkehr jeweils Streckenabschnitte zwischen einzelnen Ampeln gebildet werden.
• Besonders vorteilhaft ist es, ein Fahrzeugverhaltensmodell zur Auswahl einer energetisch günstigen Route zu verwenden. Dieses Fahrzeugverhaltensmodell simuliert unter Verwendung vorgebbarer Parameter, also der bereitgestellten fahrzeugbezogenen Informationen, eine jeweilige Route und liefert als Ergebnis ein voraussichtlich benötigte Energiemenge und Zeitdauer für diese Route. Damit kann für eine jeweilige Fahrzeugkonfiguration die Entscheidung für eine optimale Route, nach Kraftstoffverbrauch und Fahrtzeit, im Voraus getroffen werden. Durch die erfindungsgemäß gewonnenen und statistisch verarbeiteten Messwerte ist ein Abgleich dieses Fahrzeugverhaltensmodells bezüglich des Verbrauchs besonders einfach möglich. Vorzugsweise ist ein zentrales Flottenmanagement vorgesehen, das eine entsprechende Routenwahl durchführt, so dass lediglich für eine jeweils vorgebbare Konfiguration die geeignete Route an das Fahrzeug übermittelt werden muss.
• Zusammenfassend ermöglicht die Erfindung eine optimierte Energieausnutzung, beispielsweise beim Gütertransport, durch Berücksichtigung von Fahrzeugeigenschaften und Streckendaten. Durch Streckenmerkmale wie Steigung, Ampeln oder Tempolimits sind durch ein Fahrzeugsimulationsmodell Routen im Hinblick auf den benötigten Kraftstoffverbrauch vergleichbar. Je nach Gewichtung von Kraftstoffkosten und Fahrtzeit ist im Voraus eine optimale Route selektierbar.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur energetischen Bewertung eines Streckenverlaufs eines Fahrzeugs, umfassend – Detektionsmittel zur Detektion von Streckenbeginn und -ende, – Informationsmittel zur Bereitstellung fahrzeugbezogener Informationen, insbesondere Beladungsinformation, – Messmittel zur Bestimmung des fahrzeugseitigen Energieverbrauchs, sowie – Bewertungsmittel zur energetischen Bewertung des Streckenverlaufs nach Detektion des Streckenendes, abhängig von den fahrzeugbezogenen Informationen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Informationsmittel die fahrzeugbezogenen Informationen automatisch bereitstellen, insbesondere unter Verwendung eines Fahrzeug-Netzwerkes.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei als fahrzeugbezogene Informationen Hinterachsübersetzung, Reifentyp, Retardereinsatz, Gangabstufung, Achstyp und/oder Triebstrangwirkungsgrad bereitgestellt werden.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Messmittel zur Bestimmung der fahrzeugseitigen Kraftstoff-Einspritzmenge eingerichtet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Informations- und/oder Messmittel wahlweise summarische oder zeitaufgelöste Werte bestimmen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Bewertungsmittel in einer zentralen Rechnereinheit vorgesehen sind, zur statistischen Auswertung von Streckenverläufen.
7. Verfahren zur Bestimmung eines energetisch günstigen Streckenverlaufs für ein Fahrzeug, umfassend die Schritte – Eingabe eines Streckenstart- und -endpunktes, – Bereitstellung fahrzeugbezogener Informationen, insbesondere Beladungsinformationen, – Vergleich der bereitgestellten fahrzeugbezogenen Informationen mit gespeicherten Streckendaten in Form fahrzeugbezogener Informationen und Energieverbrauche, – Auswahl eines Streckenverlaufs mit minimiertem Energieverbrauch vom Streckenstart- zum -endpunkt anhand der gespeicherten Streckendaten und abhängig von den bereitgestellten fahrzeugbezogenen Informationen, – Ausgabe von Daten zum ausgewählten Streckenverlauf.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei zur Auswahl einer energetisch günstigen Route ein Fahrzeugverhaltensmodell verwendet wird.
9. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 7 oder 8 zur individuellen Routenberechnung für ein Fahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug.