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Stand der Technik
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Die
Erfindung geht von einem Verfahren und einer Vorrichtung nach der
Gattung der unabhängigen Patentansprüche aus.
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Aktuelle
Navigationssysteme ermöglichen die Bestimmung von Routen,
welche hinsichtlich bestimmter Kriterien ein Optimum darstellen,
wie beispielsweise kürzeste Fahrzeit oder Fahrstrecke.
Zusätzlich können bestimmte Routenabschnitte von
der Routenbestimmung ausgenommen werden, wie beispielsweise Tunnel, Mautstraßen
oder Fähren. Des Weiteren kann durch die Berücksichtigung
von digital codierten und beispielsweise gemäß ISO
14819 über Rundfunk übertragenen Verkehrsmeldungen
eine jeweils aktuelle Verkehrslage, das heißt insbesondere
aktuelle Verkehrsstörungen bei der Routenbestimmung berücksichtigt
werden.
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Eine
schnelle Route über die Autobahn weist gegenüber
einer kurzen Route meist eine längere Fahrstrecke auf,
sodass während dieser geringeren Motorlaufzeit dennoch
mehr Energie zur Bewältigung der längeren Strecke
bei höherer Geschwindigkeit benötigt wird. Für
die kurze Route lässt sich umgekehrt ähnliches feststellen,
da bei meist geringeren Geschwindigkeiten zwar weniger Energie für
die Bewegung des Fahrzeugs benötigt wird, jedoch die Zeit
für das Zurücklegen der Strecke länger
und auch die Anzahl der Beschleunigungsvorgänge größer
ist. Da weder die Fahrzeit, noch die Streckenlänge mit
dem Energieverbrauch direkt korrelieren, wird eine hinsichtlich
der Reisezeit oder Fahrstrecke optimale Route in der Regel nicht
das Optimum bezüglich des Energieverbrauchs darstellen.
Aktuelle Realisierungen zur Bestimmung einer energieverbrauchsgünstigen
Route verfolgen den Ansatz, eine optimierte Route hinsichtlich einer
Mischung der Kriterien kurze Route und schnelle Route zu ermitteln,
wobei angenommen wird, dass damit tendenziell weniger Kraftstoff
verbraucht als ohne diese Kriterienmischung.
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Aus
der
DE 196 05 458
C1 ist ein Fahrzeugnavigationssystem bekannt, das eine
Mehrzahl von alternativen Routen von einem Ausgangs- zu einem Zielort
bestimmt und aus diesen alternativen Routen diejenige für
eine Zielführung auswählt, für die der
Kraftstoffverbrauch am geringsten ist. Zur Bestimmung des Kraftstoffverbrauchs
einer jeden der alternativen Routen werden die auf diesen Routen
zu überwindenden Höhendifferenzen ausgewertet,
wobei ein direkter Zusammenhang zwischen Kraftstoffverbrauch und
zu überwindender Höhendifferenz angenommen wird.
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In
der
EP 1 505 555 B1 ist
eine Weiterentwicklung des obengenannten Fahrzeugnavigationssystems beschrieben,
bei dem zur Bestimmung der verbrauchsgünstigsten Route
zusätzlich eine zeitliche Obergrenze für die Gesamtfahrzeit
der ausgewählten Route berücksichtigt wird, so
dass im Ergebnis eine verbrauchsgünstigste Route aus der
Menge der möglichen Routen bestimmt wird, die eine maximale
Fahrzeit nicht überschreiten. Weiter werden relative Kraftstoffverbrauchswerte
für Steigungs- und Gefällestrecken vorgesehen,
so dass ein jeweils absoluter Kraftstoffverbrauch für eine
Teilstrecke aus einem fahrzeugspezifischen Durchschnittsverbrauchswert
und den topologieabhängigen Relativwerten bestimmbar ist.
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Vorteile der Erfindung
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Die
Erfindung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche
hat den Vorteil, dass eine Routenbestimmung mit dem Ziel eines möglichst
geringen Gesamtenergieverbrauchs verbessert wird.
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Dies
wird dadurch erreicht, dass Elementen der Kartendaten, auf deren
Grundlage die Bestimmung der Route erfolgt, Energieverbrauchswerte zugeordnet
werden, wobei die Energieverbrauchswerte erfindungsgemäß einen
geschwindigkeitsabhängigen Anteil zum Halten einer Geschwindigkeit
enthalten.
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Vorteilhaft
werden dann die der Routenbestimmung zugrunde zu legenden Energieverbrauchswerte für
jeweils ein bestimmtes Element der Kartendaten aus diesem Element
zugeordneten Geschwindigkeitsinformationen, insbesondere einer für
dieses Element typischen Geschwindigkeit, bestimmt. Beispielsweise kann
es sich bei einer einem bestimmten Element, insbesondere einem Streckenabschnitt
bzw. einem Straßenabschnitt, zugeordneten Geschwindigkeitsinformation
um eine für dieses Element typische Fahrgeschwindigkeit
handeln, die als solche in den Kartendaten den einzelnen Elementen
individuell zugeordnet oder beispielsweise straßenklassenspezifisch
gespeichert ist. Der Energieverbrauchswert für dieses Element
oder zumindest der geschwindigkeitsabhängige Anteil des
Energieverbrauchswerts kann dann durch Zuordnung eines gespeicherten,
geschwindigkeitsabhängigen Verbrauchswerts beispielsweise
aus einer Tabelle ausgelesen werden.
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Alternativ
kann es jedoch vorteilhaft auch vorgesehen sein, dass bestimmten
Elementen der Kartendaten, also vorzugsweise bestimmten Strecken-
oder Straßenabschnitten, bestimmte geschwindigkeitsabhängige
Energieverbrauchswerte zugeordnet sind oder werden. Hierdurch steigt
der Aufwand zur Speicherung der Werte, jedoch können elementspezifische
Besonderheiten leichter berücksichtigt werden.
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Vorteilhaft
ist weiter vorgesehen, dass die einem Element der Kartendaten zugeordneten
Geschwindigkeitsinformationen ausgehend von einem gespeicherten
Wert durch Auswertung tatsächlicher gefahrener Geschwindigkeiten
angepasst werden. Vorteilhaft werden vorzugsweise auch die geschwindigkeitsabhängigen
Anteile der Energieverbrauchswerte für die verschiedenen
Geschwindigkeiten ausgehend von gespeicherten Werten durch Auswertung
tatsächlicher Energieverbrauchswerte angepasst.
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Vorteilhaft
werden bei den geschwindigkeitsabhängigen Anteilen der
Energieverbrauchswerte weitere Einflussgrößen,
wie insbesondere
- – fahrzeugspezifische
Einflussgrößen, wie etwa Art des Fahrzeugs (Pkw,
Lkw, ...), Antriebsart, wie Otto-, Diesel-, Autogas-, Erdgas-, Ethanol-
oder Elektromotor oder Hybridantrieb, Handschalt- oder Automatikgetriebe,
typische Energieverbrauchswerte, Bereifung, Beladungszustände
und Anbauten, wie Dachgepäckträger, Anhänger
und dergleichen und/oder
- – straßenabschnittsspezifische Einflussgrößen,
wie Steigungen, Kurven, Kreuzungen, Straßenwechsel und dergleichen,
und/oder
- – äußere ereignisabhängige
Einflussgrößen, wie Wetterverhältnisse,
Meldungen über verkehrsrelevante Ereignisse wie insbesondere
Verkehrsstörungen und/oder
- – fahrerspezifische Einflüsse, wie insbesondere
ein Fahrstil des Fahrzeugführers (sportlich/konservativ/energiesparend)
berücksichtigt.
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Vorteilhaft
wird zur Berücksichtigung der genannten oder zusätzlicher
weiterer Einflussgrößen ein mehrdimensionales
Kennfeld für den geschwindigkeitsabhängigen Anteil
der Energieverbrauchswerte bestimmt, welches der Bestimmung des
jeweiligen geschwindigkeitsabhängigen Anteils des Energieverbrauchswerts
zugrunde gelegt wird.
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Vorzugsweise
wird zusätzlich zumindest einem Teil der Elemente der Kartendaten,
hier insbesondere Knoten, in denen Straßenabschnitte abbildende
Kanten miteinander verknüpft sind, also beispielsweise
Kreuzungen, Autobahnauffahrten und dergleichen repräsentierende
Elemente der Kartendaten ein beschleunigungsabhängiger
Energieverbrauchswert-Anteil zugeordnet. Damit können die
beispielhaft genannten und weitere Verkehrsknotenpunkte, besonders
vorteilhaft bei der Bestimmung einer energieverbrauchsoptimierten Route
berücksichtigt werden.
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Daneben
wird vorzugsweise den oder zumindest einem Teil der Elemente zusätzlich
ein zeitabhängiger Energieverbrauchswert-Anteil zugeordnet.
So wird auch ein zeitabhängiger Grundenergieverbrauch,
der beispielsweise durch den auch im Stillstand laufenden Verbrennungsmotor
etwa bei Wartezeiten an Kreuzungen und andere Grundlasten verursacht
wird, vorteilhaft berücksichtigt. Die Fahrzeit ergibt sich
dabei aus einer Prognose der Gesamtfahrzeit anhand typischer Geschwindigkeitswerte
für einzelne Streckenabschnitte oder bestimmte Straßenklassen.
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Die
Erfindung kann vorteilhaft in einem Navigationsgerät für
Kraftfahrzeuge implementiert werden. Sie ist aber nicht auf Onboardnavigation
beschränkt. Es sind insbesondere Lösungen für
Routenrechner im Internet denkbar.
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Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden nachfolgend
näher erläutert.
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Es
zeigen
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1 ein
Blockschaltbild eines Fahrzeugnavigationssystems als Beispiel einer
Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens und
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2 ein
Diagramm, aus dem beispielhaft der Zusammenhang zwischen Fahrzeuggeschwindigkeit und
geschwindigkeitsabhängigem Energieverbrauchsanteil hervorgeht.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In 1 bezeichnet
das Bezugszeichen 1 die erfindungsgemäße
Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens, hier ohne Beschränkung der Allgemeinheit der
Erfindung am Beispiel eines Navigationssystems zur dauerhaften oder
zumindest temporären Verwendung in einem Kraftfahrzeug,
also ein Fahrzeugnavigationssystem. Alternativ kann das Verfahren
beispielsweise auch auf einem Internetportal oder einem eigenständigen
PC-Programm oder dergleichen angewendet werden.
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Das
Navigationsgerät 1 umfasst in an sich bekannter
Weise Mittel 11 zur Eigenortung und damit zur Bestimmung
eines aktuellen Fahrzeugstandorts, beispielsweise einen Empfänger
für GPS-Satellitenortungssignale, bevorzugt zusätzlich
Inertialsensoren und dergleichen mehr, wobei aus einer Verknüpfung
dieser Signale der jeweils aktuelle Standort bestimmt wird. Über
eine Bedieneinrichtung 12, welche vorzugsweise über Bedienelemente
verfügt, kann vom Benutzer ein Fahrziel eingegeben werden.
In der Folge berechnet ein Routenberechnungsmodul 13, welches
vorzugsweise ein Softwaremodul ist, das von einem Rechner einer
zentralen Steuerung 10 des Navigationssystems 1 abgearbeitet
wird, eine Route vom aktuellen Fahrzeugstandort zum eingegebenen
Fahrziel über ein Verkehrswegenetz, welches durch in einem
Massenspeicher 14 gespeicherte Kartendaten 14 repräsentiert
wird.
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Die
Kartendaten 14 umfassen Elemente, nämlich Kanten,
die Straßenabschnitte repräsentieren und Knoten,
die Kreuzungen, Autobahnauffahrten und andere Verkehrsknoten repräsentieren.
Diesen Elementen sind Energieverbrauchswerte zugeordnet. Im Falle
der Kanten umfassen diese einen geschwindigkeitsabhängigen
Anteil, der sich aus einem Energieaufwand ergibt, der zum Halten
einer aktuell gefahrenen Geschwindigkeit erforderlich ist. Dieser
ist insbesondere von der aktuell gefahrenen Geschwindigkeit selbst
abhängig. Hierauf wird an späterer Stelle näher
eingegangen. Vorzugsweise sind auch den Knoten Energieverbrauchswerte
zugeordnet. Diese umfassen hier einen beschleunigungsabhängigen
Anteil, der sich aus dem Energieaufwand zum Beschleunigen des Fahrzeugs
von einer ersten Geschwindigkeit, beispielsweise Stillstand, auf eine
zweite Geschwindigkeit ergibt. Auch dieser Anteil ist von zahlreichen
Parametern abhängig, worauf später eingegangen
wird.
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Vorzugsweise
können Knoten auch beispielsweise innerhalb von Streckenabschnitten
an Stellen vorgesehen werden, an denen etwa eine Geschwindigkeitsbegrenzung
auf einer Autobahn aufgehoben wird, so dass auch Beschleunigungsvorgänge
an dieser Stelle vorteilhaft direkt als Beschleunigung berücksichtigt
werden könne. Darüber hinaus können insbesondere
Knoten auch Energieverbrauchswert-Anteile zugeordnet werden, die
sich aus einem Grundverbrauch bei Stillstand des Fahrzeugs ergeben.
Bei laufendem Motor verbraucht ein heutiger Pkw im Stillstand beispielsweise
vor einer Ampel oder einem Bahnübergang ca. 0,5 Liter Kraftstoff
pro Stunde. Dieser Grundverbrauch ergibt sich aus den zu überwindenden
Reibungsverlusten im Motor und darüber hinaus dem Energiebedarf
im Fahrzeug betriebener elektrischer Verbraucher, eines Fahrerinformationssystems,
welches unter anderem auch das Navigationssystem umfasst, einer
Komfortausstattung, wie etwa einer Sitzheizung und Innenraum-Klimatisierung
sowie beispielsweise der Motorsteuerung.
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Erfindungsgemäß erfolgt
die Routenberechnung derart, dass eine Route mit kleinst möglichem
Energieverbrauch bestimmt wird. Die exakte Funktionsweise wird an
späterer Stelle genauer ausgeführt und basiert im
wesentlichen darauf, dass der Berechnungsvorgang nach beispielsweise
Ford-Moore oder Dijkstra über die Energieverbrauchswerte
anstelle der beispielsweise beim Kriterium kürzeste Route
Streckenabschnittslängen erfolgt.
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Die
berechnete Route wird in einem Routenspeicher 18 abgelegt
und einer nachfolgenden Zielführung zugrunde gelegt, wobei
im Zuge der Fortbewegung des Fahrzeugs dessen jeweils aktueller
Standort bestimmt und mit dem Routenverlauf abgeglichen wird und
bedarfsweise Zielführungshinweise zum Befolgen der Route erzeugt
und beispielsweise als synthetisierte Sprache über eine
Ausgabeeinrichtung 16 akustisch ausgegeben werden. Alternativ
oder ergänzend kann auch die Route beispielsweise auf einem
Display 19 in einen Kartendarstellung eingezeichnet dargestellt
werden.
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Das
Navigationssystem 1 weist weiterhin vorteilhaft eine Statistikkomponente 101 auf,
die als Softwaremodul realisiert vom Rechner 10 abgearbeitet
wird. Diese Statistikkomponente 101 hat die Aufgabe, im Betrieb
des Fahrzeugs energieverbrauchsrelevante Daten zu erfassen und in
einem Parameterspeicher 17 hinterlegte Werte entsprechend
den erfassten Daten nach gängigen statistischen Verfahren
anzupassen. Beispielsweise wertet die Statistikkomponente 101 eine
jeweils aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit aus und setzt diese zu
beispielsweise der Straßenklasse der aktuell befahrenen
Straße in Bezug. Somit ist es möglich, das Navigationssystem
bzw. in dessen Parameterspeicher 17 an Vorlieben des Fahrzeugführers
betreffend eine Geschwindigkeit auf einer Straße einer
bestimmten Straßenklasse anzupassen. Ebenso können
auch Energieverbrauchswert-Anteile für bestimmte Streckenabschnitte
oder Knoten erfasst und statistisch verarbeitet werden. Beispielsweise
kann auf diese Weise der Fahrstil, sportlich, defensiv, verbrauchsoptimiert
oder dergleichen, des Fahrzeugführers und dessen Einfluss
auf den Energieverbrauch auf die gespeicherten Informationen abgebildet
werden.
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Bei
diesem Navigationsgerät 1 können für
die Routenberechnung auch beispielsweise über einen Rundfunkempfänger 15 erhaltene,
beispielsweise sogenannte TMC-Verkehrsmeldungen gemäß ISO
14819, berücksichtigt werden. Dazu werden die
gespeicherten Energieverbrauchswerte in Abhängigkeit der
erhaltenen Verkehrsmeldungen für die betroffenen Streckenabschnitte
verändert. Das Maß der Veränderung wird
dabei vorzugsweise in Abhängigkeit der Art des Störungsereignisses
und dessen Ausdehnung oder alternativ der Auswirkungen des Ereignisses
auf den Verkehrsfluss gesteuert.
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Allgemeine Grundlagen der
Routenberechnung in heutigen Navigationssystemen
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Bei
einer Routenberechnung sollen die Routen hinsichtlich verschiedener
Optimierungskriterien bestimmt werden können, z. B. der
Reisezeit, Fahrstrecke oder wie im vorliegenden Fall der Energieverbrauch. Um
das eigentliche Opti mierungsverfahren vom Kriterium unabhängig
zu gestalten, werden die zu optimierenden Kriterienwerte durch einen
abstrakten Widerstand beschrieben.
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Das
für die Routenberechnung verwendete digitalisierte Verkehrswegenetz
wird regelmäßig durch Knoten und Kanten repräsentiert.
Dabei stellen die Kanten die Verkehrswegeabschnitte (Straßenabschnitte) und
die Knoten die Verkehrsknoten (Kreuzungen) dar. Zumindest den Kanten,
in bevorzugter Ausgestaltung auch den Übergängen
in den Knoten sind dabei Widerstände zugeordnet. Der Kantenwiderstand
beschreibt dabei die Reisezeit oder Strecke der Kante. Innerhalb
eines Knotens wird zumeist keine Strecke zurückgelegt, sodass
sich eine Reisezeit oder Fahrtstrecke nicht ergibt. Stattdessen
beschreibt der Knotenwiderstand im Wesentlichen das Manöver
um von der Eingangs- zur Ausgangskante des Knotens zu gelangen.
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Die
Summe der Widerstände der auf einer Strecke passierten
Kanten und Knoten ergibt den Gesamtwiderstand der Strecke.
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Bei
der Optimierungsprüfung der Routenberechnung wird eine
mögliche neue Strecke mit einer alten, zuvor bestimmten
Strecke zum Ziel hinsichtlich ihres Widerstands verglichen. Es wird
eine Optimierung durchgeführt, falls die neue Strecke einen
besseren Widerstand als die alte aufweist. Dabei wird die neue Strecke als
Route weiter verwendet und ersetzt die alte. Ansonsten wird die
alte weiter verwendet und die neue verworfen.
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Grundlagen der energieverbrauchsoptimierten
Route
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Basis
für die energieverbrauchsoptimierte Route ist die Bestimmung
des wahrscheinlichen Energieverbrauchs je möglicher Strecke.
Für das Zurücklegen einer Strecke ist für
den Energieverbrauch der Energieverbrauch für das Halten
der Fahrgeschwindigkeit auf der Strecke wesentlich. Unter der Annahme
einer nahezu konstanten Geschwindigkeit, müssen die entgegenwirkenden
Bremseffekte (Rollreibung, Luftwiderstand u. ä.) durch
kontinuierliche Energiezufuhr überwunden werden.
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Daneben
ist ein weiterer physikalischer Aspekt wesentlich, nämlich
die Beschleunigung. Zu betrachten ist dabei der Energieaufwand,
der erforderlich ist, um das Fahrzeug von einer ersten Geschwindigkeit,
beispielsweise aus dem Stand, auf eine zweite Geschwindigkeit zu
beschleunigen.
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Für
die gesamte Strecke ergibt sich somit ein Energieverbrauch aus der
Summe der Verbräuche für den Beschleunigungsanteil
und dem zum Halten der Geschwindigkeit auf der Strecke.
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Diese
beiden Aspekte werden durch äußere Einflüsse
unterschiedlich beeinflusst, wobei der Berücksichtigung
dieser Einflüsse beispielhaft die nachstehende Tabelle
zugrunde gelegt wird.
| | Beschleunigung | Halten
der Geschwindigkeit auf der Strecke |
| Fahrer | | |
| Fahrstile
(sportlich,
konservativ) | fEC(a) | X1 |
| Fahrzeug | | |
| Art
des Fahrzeugs
(PKW, LKW ...) | fEC(a) | fEC(v) |
| Motorentype
(Benzin,
Diesel, Autogas, Alkohol, Elektro, Hybrid...) | fEC(a) | fEC(v) |
| Typischer
Verbrauch | fEC(a) | fEC(v) |
| Reifen
(Sommer-,
Winterreifen, Schneeketten, Spikes ...) | | fEC(v) |
| Beladungszustände
(Normal,
Voll beladen ...) | fEC(a) | fEC(v) |
| Zubehör
(Dachaufbauten,
Anhänger ...) | fEC(a) | fEC(v) |
| Straße | | |
| Kurven | X | |
| Steigung | | fEC(v) |
| Kreuzungen | X | |
| Straßenwechsel | X | |
| Äußere
Einflüsse | | |
| Wetter
(Temperatur,
Wind ...) | fEC(a) | fEC(v) |
| Verkehrsstörungen | X | |
- X1 Nur indirekt über
die Geschwindigkeit
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Demnach
ist beispielsweise der Energieverbrauchsanteil für Beschleunigungsvorgänge
eine Funktion fEC(a)
- – fahrerspezifischer
Einflüsse, nämlich abhängig vom Fahrstil
des Fahrers,
- – fahrzeugspezifischer Einflüsse, nämlich
abhängig von der Art des Fahrzeugs, einer Antriebsart,
eines typischen Energieverbrauchs und von Anbauten und dergleichen,
und
- – äußerer Einflüsse, wie
der Wetterverhältnisse.
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Demnach
ist der Energieverbrauchsanteil für das Halten einer aktuellen
Fahrgeschwindigkeit eine Funktion fEC(v)
- – fahrzeugspezifischer Einflüsse,
nämlich abhängig von der Art des Fahrzeugs, einer
Antriebsart, eines typischen Energieverbrauchs, einer Bereifung
und von Anbauten und dergleichen,
- – straßenspezifischen Eigenschaften, nämlich
insbesondere einer Steigung und
- – äußerer Einflüsse, wie
der Wetterverhältnisse.
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Beispielsweise
ergibt sich für den Energieverbrauchsanteil für
das Halten der Geschwindigkeit auf ebener Strecke der Zusammenhang
gemäß 2. Demnach fällt der
Energieverbrauch zunächst mit steigender Geschwindigkeit
ab. Dies resultiert daraus, dass bei sehr geringen Geschwindigkeiten
kleiner beispielsweise 25 km/h kein nennenswerter Luftwiderstand
aber hoher Rollwiderstand herrscht, das Fahrzeug aber in einem kleinen
Gang und somit mit bezogen auf die zurückgelegte Strecke
hoher Zahl an Verbrennungszyklen bewegt wird. In einem mittleren
Geschwindigkeitsbereich von hier beispielsweise ca. 25 bis 60 km/h
bleibt der geschwindigkeitsabhängige Energieverbrauchsanteil
konstant niedrig. Mit zunehmender Geschwindigkeit steigt zwar der
zur Überwindung des Luftwiderstandes erforderliche Energieaufwand,
demgegenüber kann das Fahrzeug aber in einem größeren
Gang bewegt werden, wodurch sich eine Einsparung an Energie ergibt. Diese
beiden Effekte überlagern sich hier derart, dass sie sich
gegenseitig aufheben. Ab einer Geschwindigkeit von hier beispielsweise
60 km/h steigt durch den zunehmenden Einfluss des Luftwiderstandes
stetig an, ab ca. 100 km/h kann dieser Anstieg auch nicht durch
weiteres Hochschalten kompensiert werden, so dass der Anstieg steiler
wird.
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Für
Steigungs- oder Gefällestrecken sowie in Abhängigkeit
der weiteren dargelegten Einflussgrößen ergeben
sich ähnliche, in Details abweichende Verläufe.
Die Summen dieser Verläufe können vorzugsweise als
Kennfeld den Kartenelementen zugeordnet abgespeichert werden. Alternativ
können in den Kartendaten auch Verweise auf ein einziges
gespeichertes Kennfeld oder aber Klassifizierungen zur Zuordnung
eines bestimmten Ausschnitts oder Teils des Kennfeldes abgelegt
sein. Wesentlich ist dabei, dass aufgrund der gespeicherten Daten
jedem Kartenelement, das in der Routenberechnung berücksichtigt
wird, die wesentlichen Energieverbrauchsinformationen spezifisch
zugeordnet werden können.
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Beschleunigung
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Der
momentane Energieverbrauch fEV(a) kann durch
eine Funktion der Beschleunigung beschrieben werden. Ausgehend von
einer konstanten Beschleunigung ergibt sich für den Beschleunigungsvorgang
ein Energieverbrauch entsprechend folgender Formel.
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Dabei
ist t die Zeit und v die Geschwindigkeit.
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Die
Funktion des momentanen Energieverbrauchs beinhaltet dabei die in
oben beschriebenen und in der Tabelle dargestellten Abhängigkeiten
bezüglich der Beschleunigung. Die entsprechenden Zusammenhänge
zwischen den Parametern lassen sich aufgrund der komplexen Zusammenhänge
vorzugsweise durch Tabellen abbilden. Sie werden dem System vorzugsweise
initial bekannt gegeben und können durch eine Statistikkomponente
sukzessive adaptiert werden.
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Der
Einfluss der Kreuzungen und Straßenwechsel wird durch die
Geschwindigkeitsdifferenzen an diesen Stellen beschrieben. In Abhängigkeit
vom Fahrmanöver lässt sich für den Widerstand
die Wahrscheinlichkeit für den erforderlichen Beschleunigungsvorgang
festlegen. So muss bei einem Linksabbiegen mit größerer Wahrscheinlichkeit
abgebremst und erneut beschleunigt werden, als bei anderen Manövern.
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Die
für bestimmte Manöver typischen Wartezeiten werden
durch die Wahrscheinlichkeitsfunktion p(M) in Abhängigkeit
des Manövers berücksichtigt.
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Halten der Geschwindigkeit
auf der Strecke
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Der
momentane Energieverbrauch kann durch eine Funktion der Geschwindigkeit
beschrieben werden. Ausgehend von einer konstanten Geschwindigkeit
ergibt sich entlang der Strecke ein Energieverbrauch entsprechend
folgender Formel.
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Dabei
ist S die Streckenlänge.
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Die
Funktion des momentanen Energieverbrauchs beinhaltet dabei die in
der Tabelle dargestellten und oben beschriebenen Abhängigkeiten
bezüglich der Geschwindigkeit. Die entsprechenden Zusammenhänge zwischen
den Parametern lassen sich aufgrund der komplexen Zusammenhänge
vorzugsweise durch Tabellen abbilden. Sie werden dem System Initial
bekannt gegeben und können durch eine Statistikkomponente sukzessive
adaptiert werden. Der Einfluss von Kurven und Verkehrsstörungen
entlang der Strecke muss durch zusätzliche Beschleunigungsvorgänge
beschrieben werden. Vor Kurven wird meist abgebremst und es muss im
Anschluss erneut beschleunigt werden. Diesem Umstand trägt
der zusätzliche Energieverbrauch entsprechend nachfolgender
Formel Rechnung.
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Bei
Verkehrsstörungen, wie z. B. Staus, ist zum einen die Durchschnittsgeschwindigkeit
herabgesetzt und zum anderen kommt es aber zu zusätzlichen
Brems- und Beschleunigungsvorgängen. Beide Effekte haben
eine entgegen gesetzte Wirkung, zum einen sinkt und zum anderen
steigt der Energieverbrauch aber.
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Hierbei
muss dafür Sorge getragen werden, dass eine gestörte
Strecke hinsichtlich des Energieverbrauchs nicht besser bewertet
werden darf, auch wenn es mathematisch vielleicht korrekt wäre.
Es wäre nicht verständlich, wenn ein bestimmter
Streckenabschnitt ausschließlich gewählt wird,
wenn dort eine Verkehrstörung vorliegt.
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Der
Energieverbrauch zum Zurücklegen der Strecke entspricht
dabei dem Widerstand bei der Routenberechnung. RSGesamt = EVSGesamt /9/
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 19605458
C1 [0004]
- - EP 1505555 B1 [0005]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - ISO 14819 [0002]
- - ISO 14819 [0027]
