-
Die
Erfindung betrifft ein Navigationsgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
-
Mit
Hilfe von Navigationsgeräten
ist es möglich,
einen Fahrzeugführer
zielgerichtet von einem Ausgangspunkt zu einem Ziel zu führen. Dabei
sind die Navigationsgeräte
typischerweise mit einer Routenberechnungseinheit zur Berechnung
einer Route von einem Ausgangspunkt zu einem Ziel und einer Ausgabeeinheit
zur Ausgabe von Routeninformationen zur Führung des Fahrzeugführers und
einer Eingabeeinheit zur Eingabe der zur Berechnung der Route erforderlichen
Information durch den Fahrzeugführer
versehen. Es gibt eine Vielzahl von unterschiedlichen Navigationsgeräten.
-
Beispielsweise
ist aus der
DE 694
273 27 T2 ein Navigationssystem für ein Fahrzeug bekannt, bei dem
potentiell erreichbare Ziele berechnet und ausgegeben werden. Dieses
Navigationssystem stellt zusätzlich
mit Hilfe der Ausgabeeinheit die möglichen Routen zu diesen potentiellen
Zielen dar. Bei der Berechnung der potentiellen Ziele werden auch
mögliche
Tankvorgänge
berücksichtigt,
so dass ein erweiterter Aktionsradius für das Fahrzeugnavigationssystem
geschaffen ist. Dieses Navigationssystem erweist sich in der Bedienung
und der Funktionsweise als sehr umständlich.
-
Weiterhin
ist aus der Europäischen
Patentanmeldung
EP
11 30 560 A2 eine Vorrichtung zum Betreiben eines Fahrzeuges
bekannt, die mittels eines Sensors die vorhandene Kraftstoffmenge
ermittelt und die bei einem aktiven Navigationsgerät, das heißt während der
aktiven Führung
des Fahrzeugführers
bei Unterschreitung einer Mindestkraftstoffmenge eine Fahrtroute
zu einer Tankstelle bestimmt und dementsprechend geänderte,
von der ursprünglichen Fahrtroute
abweichende Fahrthinweise ausgibt. Diese Vorrichtung erweist sich
als sehr aufwändig
und ermöglicht
keine effiziente Zielführung
vom Ausgangspunkt zum Ziel.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Navigationsgerät gemäß dem Oberbegriff
dahingehend weiterzubilden, dass eine effiziente Zielführung vom
einem Ausgangspunkt zu einem Ziel erreicht wird.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Navigationsgerät
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
-
Vorteilhafte
Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Das
erfindungsgemäße Navigationsgerät mit seiner
Routenberechnungseinheit, seiner Ausgabeeinheit zur Ausgabe von
Routeninformationen und seiner Eingabeeinheit ist erfindungsgemäß so gesteuert,
dass vor dem Fahrtantritt, also mit zeitlichem Abstand vor oder
unmittelbar mit Fahrtantritt eine Route vom Ausgangspunkt zum Ziel
berechnet wird, wobei ausgehend von der Information über den
aktuellen Füllstand
für den
Kraftstoff und/oder für
die Energie zum Betreiben des Fahrzeugs die gesamte Fahrtroute unter
Berücksichtigung
der Tankvorgänge insbesondere
von mehreren Tankvorgängen berechnet
und im Folgenden dem Fahrzeugführer
entsprechende Fahrthinweise zur Zielführung vom Ausgangspunkt zum
Ziel entsprechend der berechneten Route ausgegeben werden.
-
Bei
der Berechnung der Route werden dabei ganzheitlich nicht nur die
Zeiten bzw. die Fahrtstrecken entlang der potentiell idealen Fahrtrouten
berücksichtigt
sondern auch die notwendigen Zeiten für das Betanken des Fahrzeuges
bzw. für
die Abweichung von der idealen Fahrtroute ohne Betankung bzw. in
entsprechender Weise die für
das Betanken des Fahrzeuges erforderlichen Fahrtstrecken. Auf der
Basis des aktuellen Füllstands
bzw. der im Fahrzeug vorhandenen Energie zum Betreiben des Fahrzeuges,
sei es somit als flüssiger
oder gasförmiger Treibstoff
z.B. Erdgas oder Benzin oder Diesel oder Rapsöl oder auch in Form von elektrischer
Energie oder ähnliches,
wird abgeschätzt,
ob bzw. wie viele Tankstops erforderlich sind, um vom Ausgangspunkt zum
Ziel zu gelangen. Dabei wird auf der Basis der für die Routenberechnung verwendeten
Kriterien insbesondere hinsichtlich der Fahrtzeit und/oder der Fahrtstrecke
eine optimierte Route unter Berücksichtigung
der Tankstops berechnet. Auf diese Weise gelingt es erfindungsgemäß unter
Verwendung einer Prädiktion
der voraussichtlichen Tankreichweiten eine optimale Tankstrategie über die
gesamte Route im Vorab zu bestimmen und bei der Routenberechnung
zu berücksichtigen.
Hierbei werden in erfindungsgemäßer Weise
die Informationen zum Straßennetz
und zum Tankstellennetz zielgerichtet verwendet, um diese optimale
Tankstrategie zu realisieren.
-
Erfindungsgemäß kann es
erforderlich oder nützlich
sein, nicht nur eine Tankunterbrechung und damit einen notwendigen
Tankvorgang zu realisieren, sondern im Hinblick auf die optimierte
ganzheitliche Tankstrategie und damit in Erfüllung des oder der verwendeten
Kriterien eine erhöhte
Anzahl an Tankstops vorzusehen. Durch die ganzheitliche Betrachtung
gelingt es, eine optimierte Tankstrategie auf der gesamten Route
zu realisieren. Gerade dieses ganzheitliche Betrachten der zu berechnenden Route
vom Ausgangspunkt zum Ziel mit der Möglichkeit, eine erhöhte Anzahl
an notwendigen Tankstops zu realisieren, ermöglicht es dem Fahrzeugführer, ein sehr
effizientes und ökologisch
ansprechendes Konzept der Routenplanung und Routenführung mit
Hilfe des erfindungsgemäßen Navigationssystems
zu realisieren.
-
Durch
das erfindungsgemäße Navigationssystem
gelingt es, den Fahrer von der Sorge und den Überlegungen bezüglich des
rechtzeitigen Auffindens einer Tankstelle zu entlasten und dadurch
ein sehr angenehmes Fahrzeugführen
für ihn
zu ermöglichen
und ihn dadurch in die Lage zu versetzen, kritische Fahrtsituationen
konzentriert und verlässlich
in Angriff zu nehmen, ohne dass er durch belastende Überlegungen
betreffend das rechtzeitige Erreichen bzw. Auffinden einer Tankstelle
abgelenkt ist.
-
Darüber hinaus
gelingt es durch die Ausbildung des erfindungsgemäßen Navigationssystems eine
verlässliche
Information bezüglich
der konkreten Ankunftszeit am Ziel auszugeben, da von vorneherein
die benötigten
Tankzeiten bzw. abweichenden Strecken aufgrund des Tankens bei der
Routenplanung bzw. der Berechnung der Route berücksichtigt wurden. Dies führt zu einem
sehr angenehmen Verhalten des Navigationssystems, das sich durch
besondere Verlässlichkeit
bezüglich
der Ankunftszeit und der Fahrtstrecke auszeichnet.
-
Als
besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, bei der Berechnung der
Route vom Ausgangspunkt zum Ziel und hier insbesondere bei der Berücksichtigung
notwendiger Tankvorgänge
fahrzeugindividualisierte Erfahrungswerte bzw. fahrerindividualisierte Erfahrungswerte
zu berücksichtigen.
Diese Erfahrungswerte werden regelmäßig bei aktivierten Navigationssystem
erfasst und insbesondere dahingehend ausgewertet, wie der Kraftstoff-
bzw. der Energieverbrauch abhängig
von dem Fahrzeugführer bzw.
vom Fahrzeug, in dem das Navigationssystem eingebaut ist, sich entwickelt
bzw. wie sich die Fahrtzeit fahrzeugabhängig bzw. fahrerabhängig individuell
auf einer gefahrenen Strecke insbesondere straßen- bzw. topologie- oder wetterabhängig usw.
gestaltet. Mit Hilfe dieser Erfahrungswerte insbesondere der individualisierten
Erfahrungswerte gelingt es, eine sehr verlässliche Prognose bzw. eine
sehr verlässliche
Routenplanung bzw. Routenberechnung zur Erreichung eines Zieles
von einem Ausgangspunkt aus unter Berücksichtigung der durch das
individuelle Fahrerverhalten bzw. der Eigenschaften des Fahrzeugs
oder einer Kombination daraus auf einer möglichen Fahrtstrecke und damit
Route zu erreichen. Durch diese Berücksichtigung der individualisierten
Erfahrungswerte, die mit zunehmenden Erfahrungsumfängen und
damit einem größeren Erfahrungsschatz
immer verlässlicher
werden gelingt es, immer effizientere und verlässlichere Informationen zur
Routenberechnung und Routenführung
insbesondere zu Ankunftszeiten oder Kraftstoffverbrauchen und damit
zur Reichweite eines Fahrzeuges zu treffen und damit die Qualität des Navigationsgerätes zu erhöhen.
-
Es
hat sich dabei als vorteilhaft herausgestellt, bei der Prädiktion
auf Basis der mit Hilfe des vorhandenen Füllstandssensors gewonnenen
Aussage über
die vorhandene Kraftstoffmenge bzw. Energiemenge und damit zum aktuellen
Füllstand
diesen nicht vollständig
zur Berechnung der möglichen Reichweite
für die
Routenberechnung zu berücksichtigen,
sondern eine vorgegebene, gegebenenfalls einstellbare Restfüllmenge
an Kraftstoff oder Energie zum Betreiben des Fahrzeuges nicht zu
berücksichtigen.
Hierdurch wird sichergestellt, dass auch unter widrigen und nicht
vorhersehbaren Bedingungen stets eine Restfüllmenge an Kraftstoff bzw.
an Energie zum Betreiben des Fahrzeuges vorhanden ist und dadurch
auch bei nicht zu erwartenden Schwierigkeiten, beispielsweise bei
nicht verlässlichen
Kartendaten insbesondere hinsichtlich des vorhandenen Tankstellennetzes
oder bei Auftreten nicht zu erwartender Sperrungen des Straßennetzes
oder Staus und ähnliches
ein sicheres Erreichen einer Tankstelle entlang der berechneten
Route ermöglicht
ist. Hierdurch ist ein besonders verlässliches und effizientes Navigationsgerät geschaffen,
das den Fahrzeugführer
und die anderen Fahrzeuginsassen sicher und verlässlich vom Ausgangspunkt zum
Ziel führt.
-
Darüber hinaus
hat es sich als sehr vorteilhaft erwiesen, eine Reservemenge an
Kraftstoff bzw. Energie zum Betreiben des Fahrzeugs vorzusehen, die
typischerweise unterhalb einer gegebenenfalls vorgesehenen Restfüllmenge
liegt, vorzusehen, bei deren Unterschreiten automatisiert von dem
Navigationsgerät
bzw. von dessen Routenberechnungseinheit eine Route zu nahe liegenden
Tankstellen berechnet und abhängig
von der berechneten Route dem Fahrzeugführer entsprechende Routenhinweise zum
Erreichen einer der nahe liegenden Tankstellen ausgegeben wird.
Dabei wird nicht nur ein Hinweis zur Routenführung ausgegeben, sondern zielgerichtet
ein Hinweis auf die Sondersituation, nämlich das Unterschreiten der
Reservemenge für
den Kraftstoff bzw. der Energie zum Betreiben des Fahrzeuges ausgegeben.
Hierdurch ist sichergestellt, dass der Fahrzeugführer über den aktuellen Zustand des Fahrzeuges
hinsichtlich der Kraftstoff- bzw. Energiesituation verlässlich informiert
wird und in besonderem Maße
verlässlich
und sicher eine Tankstelle zum Auffüllen des Kraftstoffes bzw.
der Energie zum Betreiben des Fahrzeuges erreicht wird. Durch diese zusätzliche
Funktionalität
insbesondere zusätzlich
zu der Möglichkeit,
eine Restfüllmenge
nicht für
die Berechnung der Route vom Ausgangspunkt zum Ziel zu berücksichtigen,
gelingt es eine besonders sichere und verlässliche Routenplanung bzw.
ein sehr sicheres Erreichen des Zieles zu gewährleisten.
-
Vorzugsweise
ist das Navigationsgerät
so ausgebildet, dass als zusätzliches
Kriterium für
die Berücksichtigung
von Tankvorgängen
und damit für die
Berechnung der Route ausgewählte
Tankstellenmarken und damit Tankstellennetze einzelner Betreiber
der Tankstellen ausgewählt
bzw. unterdrückt
werden können,
bzw. alternativ oder zusätzlich
Kosten des Kraftstoffes oder der Energie als zusätzliches Kriterium verwendet
werden. Hierbei werden diese Informationen zu den Tankstellenmarken
bzw. zu den Kosten des Kraftstoffes oder der Energie zum Betreiben
des Fahrzeuges in der Kartendatenbank so hinterlegt, dass eine Berücksichtigung
dieser Kriterien, sei es eine bestimmte ausgewählte Tankstellenmarke in der
Art eines ausgewählten
Betreibers eines Tankstellennetzes oder bzw. und der aktuellen Kosten
für den
Kraftstoff oder für
die Energie zum Betreiben des Fahrzeuges, neben der Fahrtzeit bzw.
der Fahrtstrecke als Kriterium zur Berechnung der Route vom Ausgangspunkt
zum Ziel unter Berücksichtigung notwendiger
Tankvorgänge
Berücksichtigung
findet. Hierdurch gelingt es, ein individualisiertes und effizientes
insbesondere ökologisch
und kostenmäßig wirkungsvolles
Navigationsgerät
zu realisieren, das den Anforderungen des Fahrzeugführers in
besonderem Maße
entspricht. Durch diese Ausbildung des erfindungsgemäßen Navigationsgerätes gelingt
es, individuelle Präferenzen,
die sich insbesondere in der Kostenbelastung durch die Tankvorgänge niederschlägt, die
im Zusammenhang mit den Fahrtstrecken und damit erforderlichen,
notwendigen Kraftstoffmengen bzw. Energiemengen und damit den dafür aufzuwendenden
Kosten stehen, im besonderen Maße
zu berücksichtigen.
-
Dabei
hat es sich in besonderem Maße
bewährt,
zusätzlich
die fahrzeug- bzw. fahrzeugführerindividuellen
Erfahrungswerte hinsichtlich des Kraftstoff- oder Energieverbrauchs
zu berücksichtigen.
-
Auch
hat es sich als sehr vorteilhaft erwiesen, topologische Eigenschaften
des Straßennetzes insbesondere
Steigungen oder Gefälle,
welche sich auf den Kraftstoffverbrauch bzw. Energieverbrauch auswirken,
bei der Routenberechnung insbesondere hinsichtlich der fahrer- bzw.
fahrzeugindividuellen Kraftstoff- bzw. Energieverbräuche zu
berücksichtigen.
Insgesamt führt
diese Ausbildung des Navigationsgerätes zu einem sehr individualisierten
und sehr kostengünstigen
Konzept zur Routenberechnung bzw. zur Routenführung eines Navigationsgerätes.
-
Dabei
hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Kartendatenbank,
welche mit der Routenberechnungseinheit verbunden ist, zu gegebener Zeit
insbesondere regelmäßig zu aktualisieren
und dabei insbesondere die Information zu den Kosten des Kraftstoffes
oder der Energie für
den Betrieb des Fahrzeuges, insbesondere über ein mit der Kartendatenbank
verbundenes Funkgerät
im Fahrzeug mit Hilfe eines funkbasierten Datentransfers zu aktualisieren.
Als besonderes vorteilhaft hat sich ein Datentransfer über einen
Datenkanal im Rahmen des GSM-Systems oder in entsprechender Weise
im UMTS-System bewährt,
bei dem insbesondere Daten über
einen Internetzugang abgefragt bzw. angefordert und übertragen
werden können.
Durch eine bidirektionale Kommunikation über das verbundene Funkgerät ist eine
bedarfsgemäße Steuerung
und Aktualisierung der Kartendaten in der Kartendatenbank ermöglicht,
so dass weiter bedarfsabhängig
die aktuellsten, notwendigen Informationen insbesondere zu den Kosten
des Kraftstoffs bzw. der Energie zum Betreiben des Fahrzeuges auf
einer potentiellen Strecke ermittelt und einer Routenberechnung
als Kriterium zu Grunde gelegt werden können. Hierdurch ist eine sehr
verlässliche
Routenplanung und Routenführung
gegeben, die ein sehr effizientes und sicheres, aber auch sehr kostengünstiges
Erreichen des Zieles ermöglicht.
-
Im
Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
eines Navigationsgerätes
erläutert.
Die Erfindung ist nicht auf dieses bevorzugte Ausführungsbeispiel
beschränkt.
-
1 zeigt
einen schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Navigationsgerätes.
-
Das
erfindungsgemäße Navigationsgerät 1 enthält eine
Routenberechnungseinheit 2, die eine Route von einem Ausgangspunkt
zu einem Ziel berechnet.
-
Weiterhin
zeigt das Navigationsgerät 1 eine Ausgabeeinheit 3,
mittels welcher der Fahrzeugführer
bzw. die anderen Fahrzeuginsassen mit Informationen zur Routenführung versorgt
werden, damit sie in die Lage versetzt sind, verlässlich und
sicher vom Ausgangspunkt zum Ziel zu gelangen.
-
Weiterhin
zeigt das Navigationsgerät 1 eine Eingabeeinheit 4,
die zur Eingabe beispielsweise des Ausgangspunktes und des Zieles
sowie von anderen relevanten Informationen, die zur Berechnung der Route
notwendig oder hilfreich sind, vorgesehen ist. Typischerweise ist
die Eingabeeinheit 4 durch ein Tastenfeld und durch eine
Spracheingabeeinheit realisiert. Die Ausgabeeinheit 3 ist
als kombinierte Sprachausgabeeinheit mit Bildausgabeeinheit in Form
eines farbigen Displays, das als TFT-Display realisiert ist, ausgebildet.
-
Die
Routenberechnungseinheit 2 ist mit einer Speichereinheit
verbunden, die eine Kartendatenbank 5 enthält. Diese
Kartendatenbank 5 enthält
Informationen zum Straßennetz
und zum Tankstellennetz. Mit Hilfe des Straßennetzes und des Tankstellennetzes
ist die Routenberechnungseinheit 2 in der Lage, verschiedene
Routen von Ausgangspunkten zu Zielen zu berechnen. Hierzu werden
die notwendigen Daten von der Kartendatenbank 5 der Routenberechnungseinheit 2 zugeführt, welche
diese Daten unter Berücksichtigung
verschiedener Kriterien bewertet und daraus eine Route berechnet,
um vom Ausgangspunkt zum Ziel zu gelangen.
-
Das
Navigationsgerät 1 ist über eine
Verbindungsleitung mit einem Füllstandssensor 6 verbunden,
der dem Navigationsgerät
eine Information zum aktuellen Vorrat an Kraftstoff bzw. Energie
zum Betreiben des Fahrzeuges zuführt.
Auf Basis des aktuellen Füllstands
und damit des Vorrates sowie des Kriteriums der Fahrzeit und/oder
der Fahrtstrecke berechnet die Routenberechnungseinheit 2 die
optimale Route vom Ausgangspunkt zum Ziel, wobei bei der Berechnung
die gegebenenfalls erforderlichen Tankvorgänge auf der Strecke vom Ausgangspunkt
zum Ziel berücksichtigt
werden.
-
Neben
den Kriterien Fahrzeit, Fahrstrecke und Füllstand wird die Kostensituation
an den verschiedenen potentiellen Tankstellen des Tankstellennetzes
als Kriterium zusätzlich
berücksichtigt.
Die dementsprechenden Informationen zu den Kosten des Kraftstoffes
bzw. der Energie sind in der Kartendatenbank 5 hinterlegt
und werden bei der Berechnung der Route durch die Routenberechnungseinheit 2 berücksichtigt.
Dabei werden die Informationen zu den Kosten der Kraftstoffe bzw.
der Energie zum Betreiben des Fahrzeugs an den Tankstellen in der
Kartendatenbank 5 über
das Funkgerät 7 regelmäßig aktualisiert,
indem diese aktualisierten Kostendaten über einen funkbasierten Datentransfer
von einem Service-Provider der Kartendatenbank 5 zugeführt werden.
Hierdurch gelingt es, stets aktuelle Informationen zur Kostensituation
der Kraftstoffe bzw. der Energie an den Tankstellen des Tankstellennetzes
in der Kartendatenbank 5 hinterlegt zu haben und dementsprechend
bei der Routenberechnung berücksichtigen
zu können.
Hierdurch gelingt es, einen sehr ökologischen bzw. ökonomischen
Prozess zur Routenberechnung und Routenführung durch das erfindungsgemäße Navigationsgerät zu realisieren.
-
Durch
das erfindungsgemäße Navigationsgerät gelingt
es, prädikativ
die wirtschaftlichen und ökologischen
Aspekte bei der Routenberechnung auf Basis des aktuellen Füllstands
des Kraftstoffes zu berücksichtigen
und dadurch ein sehr sicheres und kostengünstiges Betreiben des Fahrzeuges
zu ermöglichen.
-
Durch
diese erfindungsgemäße Realisierung des
Navigationsgerätes
ist es möglich,
dass erfindungsgemäß zwei Tankstops
vorgesehen werden, auch wenn allein aus der Betrachtung der Fahrtstrecke
zwischen dem Ausgangspunkt und dem Ziel ein einziger Tankvorgang
ausreichend wäre.
Dies wird dadurch erreicht, dass die Routenberechnung als ganzheitlicher
Prozess betrachtet wird, und nicht das Erreichen einer Tankstelle
als Notfallsituation angestoßen
wird, wenn der Füllstand
unter ein vorgegebenes Reserveniveau fällt.
-
Neben
den Informationen zu den Kosten, zum Straßennetz und zum Tankstellennetz
ist in der Kartendatenbank 5 auch eine Information zum
fahrzeugindividuellen bzw. fahrerindividuellen Kraftstoffverbrauch
zu finden, der abhängig
vom jeweiligen Straßentyp
differenziert angibt, wie viel Kraftstoff der individuelle Fahrzeugführer mit
dem individuellen Fahrzeug, in dem das erfindungsgemäße Navigationsgerät eingebaut
ist, benötigt.
Mit Hilfe dieser fahrerindividualisierten bzw. fahrzeugindividualisierten Information
ist es sehr verlässlich
möglich,
den tatsächlichen
Kraftstoffverbrauch vorherzusagen und eine optimierte Tankstrategie über die
gesamte Strecke zwischen dem Ausgangspunkt und dem Ziel zu berechnen
und dementsprechend eine Route festzulegen bzw. zu berechnen und
dem Fahrzeugführer oder
den anderen Fahrzeuginsassen entsprechende Fahrthinweise mit Hilfe
der Ausgabeeinheit 3 auszugeben.
-
Das
beschriebene erfindungsgemäße Navigationsgerät zeichnet
sich durch ein sehr angenehmes Führungsverhalten
und durch eine sehr verlässliche
Routenführung
aus, die eine sehr kostengünstige
und sichere Fahrt vom Ausgangspunkt zum Ziel gewährleistet, ohne dass mit einem
Liegenbleiben des Fahrzeugs aufgrund eines Kraftstoffmangels zu rechnen
ist.