DE102007059121A1 - A method for determining a route and apparatus therefor - Google Patents

A method for determining a route and apparatus therefor

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DE102007059121A1
DE102007059121A1 DE200710059121 DE102007059121A DE102007059121A1 DE 102007059121 A1 DE102007059121 A1 DE 102007059121A1 DE 200710059121 DE200710059121 DE 200710059121 DE 102007059121 A DE102007059121 A DE 102007059121A DE 102007059121 A1 DE102007059121 A1 DE 102007059121A1
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DE
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Application
Patent type
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route
energy consumption
speed
method according
characterized
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE200710059121
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German (de)
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Michael Laedke
Guido Mueller
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • G01C21/26Navigation; Navigational instruments not provided for in preceding groups specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/34Route searching; Route guidance
    • G01C21/3453Special cost functions, i.e. other than distance or default speed limit of road segments
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    • G08G1/0962Arrangements for giving variable traffic instructions having an indicator mounted inside the vehicle, e.g. giving voice messages
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    • G08G1/096805Systems involving transmission of navigation instructions to the vehicle where the transmitted instructions are used to compute a route
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    • G08G1/096838Systems involving transmission of navigation instructions to the vehicle where different aspects are considered when computing the route where the user preferences are taken into account or the user selects one route out of a plurality

Abstract

Vorgeschlagen proposed
werden ein Verfahren zur Bestimmung einer Route von einem Start- zu einem Zielpunkt, wobei eine mit Blick auf den Energieverbrauch optimierte Route bestimmt wird, wozu Elementen von ein Verkehrswegenetz abbildenden Kartendaten, auf deren Grundlage die Bestimmung der Route erfolgt, Energieverbrauchswerte zugeordnet werden, A method for determining a route from a starting point to a target point, wherein a is determined with regard to the energy consumption optimized route, including elements imaging of a traffic route network map data on the basis of the determination of the route is to be associated energy consumption values,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Energieverbrauchswerte einen geschwindigkeitsabhängigen Anteil zum Halten einer Geschwindigkeit enthalten that the energy consumption values ​​include a speed-dependent portion for holding a rate
sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens. and an arrangement for implementing the method.
Die Erfindung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche hat den Vorteil, das eine Routenbestimmung mit dem Ziel eines möglichst geringen Gesamtenergieverbrauchs verbessert wird. The invention with the features of the independent claims has the advantage of improving route determination with the aim of a lowest total power consumption.

Description

  • Stand der Technik State of the art
  • Die Erfindung geht von einem Verfahren und einer Vorrichtung nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche aus. The invention relates to a method and apparatus according to the preamble of the independent claims.
  • Aktuelle Navigationssysteme ermöglichen die Bestimmung von Routen, welche hinsichtlich bestimmter Kriterien ein Optimum darstellen, wie beispielsweise kürzeste Fahrzeit oder Fahrstrecke. Current navigation systems allow the determination of routes, which represent an optimum with regard to certain criteria such as shortest driving time or driving distance. Zusätzlich können bestimmte Routenabschnitte von der Routenbestimmung ausgenommen werden, wie beispielsweise Tunnel, Mautstraßen oder Fähren. In addition, certain route sections may be excluded from the route determination, such as tunnel, toll roads or ferries. Des Weiteren kann durch die Berücksichtigung von digital codierten und beispielsweise gemäß Further, by the inclusion of digitally encoded and, for example, according to über Rundfunk übertragenen Verkehrsmeldungen eine jeweils aktuelle Verkehrslage, das heißt insbesondere aktuelle Verkehrsstörungen bei der Routenbestimmung berücksichtigt werden. via radio transmitted a respective current traffic situation traffic messages, that is, in particular current traffic disruptions in the route determination to be considered.
  • 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. A quick route via the highway usually has over a short route to a longer route, so during this smaller engine running time still more energy to deal with the longer distance is needed at higher speeds. 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. For the short route can be reversed similar notice because although less energy for the movement of the vehicle is required in most cases lower speeds, however, the time for covering the distance longer and the number of acceleration processes is greater. 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. Since correlate neither the travel time, nor the length of the route directly to the energy consumption, optimal in terms of travel time or travel distance route usually does not represent the optimum in terms of energy consumption. 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. Current realizations for determining an energy fuel-efficient route track to determine an optimized route with regard to a mix of criteria short route and fastest route, assuming that tend thus consumes less fuel than without these criteria mixing the approach.
  • Aus der From the DE 196 05 458 C1 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. discloses a vehicle navigation system which determines a plurality of alternative routes from a source to a destination and that selects one of these alternative routes for route guidance for which the fuel consumption is lowest. 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. For the determination of the fuel consumption of each of the alternative routes to be overcome on these routes height differences are evaluated, wherein a direct relationship between fuel consumption and to be surmounted height difference is adopted.
  • In der In the EP 1 505 555 B1 EP 1505555 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. describes a further development of the above-mentioned vehicle navigation system in which a time limit on the total driving time of the selected route is taken into account for determining the most fuel-efficient route, in addition, so that a fuel-efficient route from the set of possible routes is determined, as a result, do not exceed a maximum driving time , 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. Next relative fuel consumption for uphill and downhill gradients, are provided so that each absolute fuel consumption on a flight from a vehicle-specific average consumption value and the topology-dependent relative values ​​can be determined.
  • Vorteile der Erfindung Advantages of the Invention
  • Die Erfindung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche hat den Vorteil, dass eine Routenbestimmung mit dem Ziel eines möglichst geringen Gesamtenergieverbrauchs verbessert wird. The invention with the features of the independent claims has the advantage that a route determination with the aim of the lowest possible total energy consumption is improved to advantage.
  • 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. This is achieved in that elements of the map data on the basis of the determination of the route is to be associated with energy consumption, wherein the energy consumption according to the invention contain a speed-dependent component for holding a speed.
  • 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. Advantageously then the route determination based assigned to legends energy consumption values ​​for one particular element of the map data for this element speed information, in particular a typical speed for this element is determined. 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. For example, it may be typical for this element driving speed, which is assigned individually as such in the map data to the individual elements or, for example, stored road class specifically at a a particular item, in particular a road section or a road section, the associated speed information. 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. The energy consumption value for this element or at least the speed-dependent portion of the power consumption value can then be read by assigning a stored speed-dependent consumption value, for example, from a table.
  • 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. Alternatively, it may be advantageous also be provided, however, that certain elements of the map data, that is preferably specific route or road sections, certain speed-dependent energy consumption values ​​are assigned or are. Hierdurch steigt der Aufwand zur Speicherung der Werte, jedoch können elementspezifische Besonderheiten leichter berücksichtigt werden. In this way, the cost rises to store the values, but element-specific features can be more easily taken into account.
  • Vorteilhaft ist weiter vorgesehen, dass die einem Element der Kartendaten zugeordneten Geschwindigkeitsinformationen ausgehend von einem gespeicherten Wert durch Auswertung tatsächlicher gefahrener Geschwindigkeiten angepasst werden. It is also advantageous provided that the assigned an element of the map data speed information is adapted from a stored value by evaluating actual driven speeds. Vorteilhaft werden vorzugsweise auch die geschwindigkeitsabhängigen Anteile der Energieverbrauchswerte für die verschiedenen Geschwindigkeiten ausgehend von gespeicherten Werten durch Auswertung tatsächlicher Energieverbrauchswerte angepasst. Preferably, the rate dependent components of the energy consumption values ​​for the different speeds on the basis of stored values ​​to be adjusted by evaluating actual energy consumption values ​​advantageous.
  • Vorteilhaft werden bei den geschwindigkeitsabhängigen Anteilen der Energieverbrauchswerte weitere Einflussgrößen, wie insbesondere energy consumption values, other parameters are beneficial in the speed-related shares such as in particular
    • – 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 - vehicle-specific factors such as the type of vehicle (cars, trucks, ...) of drive, such as petrol, diesel, LPG, natural gas, ethanol or electric motor or a hybrid drive, manual or automatic, typical energy consumption values, tires , loading conditions and additions, such as roof racks, trailers and the like, and / or
    • – straßenabschnittsspezifische Einflussgrößen, wie Steigungen, Kurven, Kreuzungen, Straßenwechsel und dergleichen, und/oder - road segment-specific factors, such as the like gradients, curves, intersections, street, and change, and / or
    • – äußere ereignisabhängige Einflussgrößen, wie Wetterverhältnisse, Meldungen über verkehrsrelevante Ereignisse wie insbesondere Verkehrsstörungen und/oder - external event-dependent factors such as weather conditions, reports of traffic-related events such as particular traffic disruptions and / or
    • – fahrerspezifische Einflüsse, wie insbesondere ein Fahrstil des Fahrzeugführers (sportlich/konservativ/energiesparend) berücksichtigt. - driver-specific influences, in particular a driving style of the driver (sporty / conservative / energy saving) considered.
  • 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. a multi-dimensional map for the speed-dependent portion of the energy consumption data is determined advantageous to take account of the said further or additional factors, which is the basis for the determination of the respective speed-dependent component of the power consumption value.
  • 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. Preferably, an acceleration-dependent energy consumption value component is in addition at least a part of the elements of map data, in particular nodes in which road sections imaging edges are linked to each other, thus for example crossings, motorway entrances and the like, representing elements of the map data associated with. Damit können die beispielhaft genannten und weitere Verkehrsknotenpunkte, besonders vorteilhaft bei der Bestimmung einer energieverbrauchsoptimierten Route berücksichtigt werden. This allows those exemplified and other transportation hubs, particularly advantageously taken into account in determining an energy-optimized route.
  • Daneben wird vorzugsweise den oder zumindest einem Teil der Elemente zusätzlich ein zeitabhängiger Energieverbrauchswert-Anteil zugeordnet. In addition, preferably at least additionally associated with the or part of the elements of a time-dependent energy consumption value portion. 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. Sun is also a time-dependent basic energy consumption, caused for example by the current at standstill engine about waiting times at intersections and other basic loads, advantageously considered. Die Fahrzeit ergibt sich dabei aus einer Prognose der Gesamtfahrzeit anhand typischer Geschwindigkeitswerte für einzelne Streckenabschnitte oder bestimmte Straßenklassen. The travel time results from a forecast of the total travel time based on typical speed values ​​for individual sections or specific road classes.
  • Die Erfindung kann vorteilhaft in einem Navigationsgerät für Kraftfahrzeuge implementiert werden. The invention can advantageously be implemented in a navigation device for motor vehicles. Sie ist aber nicht auf Onboardnavigation beschränkt. but it is not limited to onboard navigation. Es sind insbesondere Lösungen für Routenrechner im Internet denkbar. There are particular solutions to route computer on the Internet possible.
  • Zeichnungen drawings
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Embodiments of the invention are illustrated in the figures and are explained in more detail below.
  • Es zeigen Show it
  • 1 1 ein Blockschaltbild eines Fahrzeugnavigationssystems als Beispiel einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und a block diagram of a vehicle navigation system as an example of an arrangement for carrying out the method according to the invention and
  • 2 2 ein Diagramm, aus dem beispielhaft der Zusammenhang zwischen Fahrzeuggeschwindigkeit und geschwindigkeitsabhängigem Energieverbrauchsanteil hervorgeht. a diagram of the exemplary seen the relationship between vehicle speed and speed-power consumption ratio.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele Description of Embodiments
  • In In 1 1 bezeichnet das Bezugszeichen numeral 1 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. the inventive arrangement for implementing the method according to the invention, here without limiting the generality of the invention using the example of a navigation system to permanent or at least temporary use in a motor vehicle, that is a car navigation system. Alternativ kann das Verfahren beispielsweise auch auf einem Internetportal oder einem eigenständigen PC-Programm oder dergleichen angewendet werden. Alternatively, the method can for example also be applied to a web portal or a stand-alone PC program or the like.
  • Das Navigationsgerät The navigation device 1 1 umfasst in an sich bekannter Weise Mittel manner known per se in means comprises 11 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. for self-location and for determining a current vehicle location, for example a receiver for GPS satellite positioning signals, preferably additionally inertial sensors and the like, wherein the respective current location is determined from a combination of these signals. Über eine Bedieneinrichtung A control device 12 12 , welche vorzugsweise über Bedienelemente verfügt, kann vom Benutzer ein Fahrziel eingegeben werden. Which preferably has controls, a destination can be entered by the user. In der Folge berechnet ein Routenberechnungsmodul As a result, calculates a route calculation module 13 13 , welches vorzugsweise ein Softwaremodul ist, das von einem Rechner einer zentralen Steuerung , Which is preferably a software module of a computer of a central control 10 10 des Navigationssystems the navigation system 1 1 abgearbeitet wird, eine Route vom aktuellen Fahrzeugstandort zum eingegebenen Fahrziel über ein Verkehrswegenetz, welches durch in einem Massenspeicher is processed, a route from the current vehicle location to the input destination on a road network represented by a mass storage 14 14 gespeicherte Kartendaten map data stored 14 14 repräsentiert wird. is represented.
  • Die Kartendaten The map data 14 14 umfassen Elemente, nämlich Kanten, die Straßenabschnitte repräsentieren und Knoten, die Kreuzungen, Autobahnauffahrten und andere Verkehrsknoten repräsentieren. comprise elements, namely edges that represent road segments and nodes that crossings, motorway entrances and other transport nodes represent. Diesen Elementen sind Energieverbrauchswerte zugeordnet. These elements are associated with energy consumption values. Im Falle der Kanten umfassen diese einen geschwindigkeitsabhängigen Anteil, der sich aus einem Energieaufwand ergibt, der zum Halten einer aktuell gefahrenen Geschwindigkeit erforderlich ist. In the case of the edges of these include a speed-dependent component which results from an energy expenditure which is necessary for holding a current speed. Dieser ist insbesondere von der aktuell gefahrenen Geschwindigkeit selbst abhängig. This is particularly dependent on the current speed itself. Hierauf wird an späterer Stelle näher eingegangen. This will be discussed in more detail later. Vorzugsweise sind auch den Knoten Energieverbrauchswerte zugeordnet. Preferably, the node energy consumption values ​​are assigned. 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. These include here an acceleration-dependent component, the results from the energy required to accelerate the vehicle from a first speed, for example a stop, to a second speed. Auch dieser Anteil ist von zahlreichen Parametern abhängig, worauf später eingegangen wird. this proportion also depends on many parameters, which will be discussed later.
  • 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. Preferably, nodes can be provided at locations also, for example, within track portions on which about a speed limit on a motorway is canceled, so that acceleration processes at this point could be considered advantageous directly as acceleration. Darüber hinaus können insbesondere Knoten auch Energieverbrauchswert-Anteile zugeordnet werden, die sich aus einem Grundverbrauch bei Stillstand des Fahrzeugs ergeben. In addition, particular nodes may also be associated with power consumption value of play, resulting from a basic consumption with the vehicle stationary. Bei laufendem Motor verbraucht ein heutiger Pkw im Stillstand beispielsweise vor einer Ampel oder einem Bahnübergang ca. 0,5 Liter Kraftstoff pro Stunde. With the engine running, a today's cars at a standstill uses about 0.5 liters of fuel per hour, for example at traffic lights or a railroad crossing. 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. This basic consumption arises from the to be overcome frictional losses in the engine and, moreover, the energy requirement operated in the vehicle electrical load, a driver information system, which also includes the navigation system, among other things, a comfort features, such as a seat heater and indoor air conditioning, and for example, the motor controller.
  • Erfindungsgemäß erfolgt die Routenberechnung derart, dass eine Route mit kleinst möglichem Energieverbrauch bestimmt wird. According to the invention, the route calculation is performed such that a route with the smallest possible energy consumption is determined. 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. The exact mode of operation will be detailed later and is based essentially on the fact that the calculation process by, for example, Ford-Moore or Dijkstra about the energy consumption values ​​stretch lengths are used instead of the shortest route, for example, the criterion.
  • Die berechnete Route wird in einem Routenspeicher The calculated route is a route memory 18 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 stored and a subsequent route guidance based on where in the course of travel of the vehicle which in each case current location is determined and compared with the route course and, if necessary, generates guidance information for following the route, and for example, as synthesized speech via an output device 16 16 akustisch ausgegeben werden. for acoustic. Alternativ oder ergänzend kann auch die Route beispielsweise auf einem Display Alternatively or additionally, the route, for example, on a display 19 19 in einen Kartendarstellung eingezeichnet dargestellt werden. are shown plotted in a map display.
  • Das Navigationssystem The navigation system 1 1 weist weiterhin vorteilhaft eine Statistikkomponente furthermore advantageously has a statistics component 101 101 auf, die als Softwaremodul realisiert vom Rechner , which implemented as software module by the computer 10 10 abgearbeitet wird. is processed. Diese Statistikkomponente This statistic component 101 101 hat die Aufgabe, im Betrieb des Fahrzeugs energieverbrauchsrelevante Daten zu erfassen und in einem Parameterspeicher has the task to capture energy-related data during operation of the vehicle and in a parameter memory 17 17 hinterlegte Werte entsprechend den erfassten Daten nach gängigen statistischen Verfahren anzupassen. adapt stored values ​​corresponding to the detected data according to common statistical procedures. Beispielsweise wertet die Statistikkomponente For example, evaluates the statistics component 101 101 eine jeweils aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit aus und setzt diese zu beispielsweise der Straßenklasse der aktuell befahrenen Straße in Bezug. a respective current vehicle speed and sets this to, for example, the road class of the road currently being driven in terms. Somit ist es möglich, das Navigationssystem bzw. in dessen Parameterspeicher Thus, it is possible to use the navigation system or in the parameter memory 17 17 an Vorlieben des Fahrzeugführers betreffend eine Geschwindigkeit auf einer Straße einer bestimmten Straßenklasse anzupassen. to preferences of the driver relating to adjust the speed on a road of a particular road class. Ebenso können auch Energieverbrauchswert-Anteile für bestimmte Streckenabschnitte oder Knoten erfasst und statistisch verarbeitet werden. Similarly, energy consumption value moieties can be detected for certain sections or nodes, and statistically processed. 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. For example, the driving style, athletic, defensive, optimized consumption or the like of the vehicle driver and its influence can be imaged on the energy consumption on the information stored in this manner.
  • Bei diesem Navigationsgerät In this navigation device 1 1 können für die Routenberechnung auch beispielsweise über einen Rundfunkempfänger can also, for example, a radio receiver for route calculation 15 15 erhaltene, beispielsweise sogenannte TMC-Verkehrsmeldungen gemäß obtained, for example, so-called TMC traffic messages according to , berücksichtigt werden. are considered. Dazu werden die gespeicherten Energieverbrauchswerte in Abhängigkeit der erhaltenen Verkehrsmeldungen für die betroffenen Streckenabschnitte verändert. For this, the stored energy consumption values ​​are changed depending on the received traffic information for the relevant sections. 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. The degree of change is preferably the impact of the event is controlled in dependence of the type of disturbance event, and whose extent or alternatively the traffic flow.
  • Allgemeine Grundlagen der Routenberechnung in heutigen Navigationssystemen General principles of route calculation in today's navigation systems
  • Bei einer Routenberechnung sollen die Routen hinsichtlich verschiedener Optimierungskriterien bestimmt werden können, z. When the route calculation, the routes are to be determined in view of various optimization criteria such. B. der Reisezeit, Fahrstrecke oder wie im vorliegenden Fall der Energieverbrauch. As the travel time, route, or as in this case the energy consumption. Um das eigentliche Opti mierungsverfahren vom Kriterium unabhängig zu gestalten, werden die zu optimierenden Kriterienwerte durch einen abstrakten Widerstand beschrieben. To mierungsverfahren the actual Opti to make the criterion independent, to be optimized criteria values ​​are described by an abstract resistance.
  • Das für die Routenberechnung verwendete digitalisierte Verkehrswegenetz wird regelmäßig durch Knoten und Kanten repräsentiert. The digitized road network used for the route calculation is regularly represented by nodes and edges. 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. The edges represent the traffic path sections (road sections) and the node traffic nodes (intersections). At least the edges, in a preferred embodiment also the transitions in the nodes are assigned resistors. Der Kantenwiderstand beschreibt dabei die Reisezeit oder Strecke der Kante. The edge resistance here describes the travel time or distance of the edge. Innerhalb eines Knotens wird zumeist keine Strecke zurückgelegt, sodass sich eine Reisezeit oder Fahrtstrecke nicht ergibt. Within a node, no track is mostly covered, so that a travel time or travel distance is not apparent. Stattdessen beschreibt der Knotenwiderstand im Wesentlichen das Manöver um von der Eingangs- zur Ausgangskante des Knotens zu gelangen. Instead, the node impedance substantially describes the maneuver in order from the input to the output edge of the node to enter.
  • Die Summe der Widerstände der auf einer Strecke passierten Kanten und Knoten ergibt den Gesamtwiderstand der Strecke. The sum of the resistances of the passed on a route edges and nodes results in the overall resistance of the track.
  • Figure 00090001
  • Bei der Optimierungsprüfung der Routenberechnung wird eine mögliche neue Strecke mit einer alten, zuvor bestimmten Strecke zum Ziel hinsichtlich ihres Widerstands verglichen. When optimizing testing the route calculation a possible new route with an old, previously determined path is compared to the target in terms of their resistance. Es wird eine Optimierung durchgeführt, falls die neue Strecke einen besseren Widerstand als die alte aufweist. It is carried out an optimization, if the new route has a better resistance than the old one. Dabei wird die neue Strecke als Route weiter verwendet und ersetzt die alte. The new line will continue to be used as a route, replacing the old one. Ansonsten wird die alte weiter verwendet und die neue verworfen. Otherwise, continue with the old and the new is discarded.
  • Grundlagen der energieverbrauchsoptimierten Route Basics of energy-optimized route
  • Basis für die energieverbrauchsoptimierte Route ist die Bestimmung des wahrscheinlichen Energieverbrauchs je möglicher Strecke. Basis for the energy-optimized route is to determine the probable energy consumption per possible route. Für das Zurücklegen einer Strecke ist für den Energieverbrauch der Energieverbrauch für das Halten der Fahrgeschwindigkeit auf der Strecke wesentlich. For moving within a range of power consumption for keeping the driving speed on the track is essential for energy consumption. Unter der Annahme einer nahezu konstanten Geschwindigkeit, müssen die entgegenwirkenden Bremseffekte (Rollreibung, Luftwiderstand u. ä.) durch kontinuierliche Energiezufuhr überwunden werden. Assuming a nearly constant speed, the counteracting braking effects (rolling friction, aerodynamic drag u. Ä.) Must be overcome by the continuous supply of energy.
  • Daneben ist ein weiterer physikalischer Aspekt wesentlich, nämlich die Beschleunigung. In addition, a further physical aspect is essential, namely the acceleration. 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. To consider is the amount of energy required to accelerate the vehicle from a first speed, for example, from the state, to a second speed.
  • 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. The entire journey, this results in an energy consumption of the sum of consumption for the acceleration component and for maintaining the speed on the track.
  • Figure 00100001
  • Diese beiden Aspekte werden durch äußere Einflüsse unterschiedlich beeinflusst, wobei der Berücksichtigung dieser Einflüsse beispielhaft die nachstehende Tabelle zugrunde gelegt wird. These two aspects are influenced differently by external influences, with the consideration of these factors is based on an example, the table below.
    Beschleunigung acceleration Halten der Geschwindigkeit auf der Strecke Keep the speed on the track
    Fahrer driver
    Fahrstile (sportlich, konservativ) Driving styles (sporty, conservative) f EC (a) f EC (a) X 1 X 1
    Fahrzeug vehicle
    Art des Fahrzeugs (PKW, LKW ...) Type of vehicle (cars, trucks ...) f EC (a) f EC (a) f EC (v) f EC (v)
    Motorentype (Benzin, Diesel, Autogas, Alkohol, Elektro, Hybrid...) Engine type (gasoline, diesel, liquefied petroleum gas, alcohol, electric, hybrid ...) f EC (a) f EC (a) f EC (v) f EC (v)
    Typischer Verbrauch typical consumption f EC (a) f EC (a) f EC (v) f EC (v)
    Reifen (Sommer-, Winterreifen, Schneeketten, Spikes ...) Tires (summer, winter tires, snow chains, spikes ...) f EC (v) f EC (v)
    Beladungszustände (Normal, Voll beladen ...) Loading conditions (normal, fully loaded ...) f EC (a) f EC (a) f EC (v) f EC (v)
    Zubehör (Dachaufbauten, Anhänger ...) Accessories (roof superstructures, trailers ...) f EC (a) f EC (a) f EC (v) f EC (v)
    Straße road
    Kurven curves X X
    Steigung pitch f EC (v) f EC (v)
    Kreuzungen intersections X X
    Straßenwechsel road change X X
    Äußere Einflüsse outside influences
    Wetter (Temperatur, Wind ...) Weather (temperature, wind ...) f EC (a) f EC (a) f EC (v) f EC (v)
    Verkehrsstörungen traffic incidents X X
    • X 1 Nur indirekt über die Geschwindigkeit X 1 only indirectly through the speed
  • Demnach ist beispielsweise der Energieverbrauchsanteil für Beschleunigungsvorgänge eine Funktion f EC (a) Thus, for example, the power consumption ratio for acceleration processes a function f EC (a)
    • – fahrerspezifischer Einflüsse, nämlich abhängig vom Fahrstil des Fahrers, - driver-specific factors, namely depending on the driving style of the driver,
    • – fahrzeugspezifischer Einflüsse, nämlich abhängig von der Art des Fahrzeugs, einer Antriebsart, eines typischen Energieverbrauchs und von Anbauten und dergleichen, und - vehicle-specific factors, namely depending on the type of the vehicle, one of drive, of a typical energy consumption and of additions and the like, and
    • – äußerer Einflüsse, wie der Wetterverhältnisse. - external influences such as weather conditions.
  • Demnach ist der Energieverbrauchsanteil für das Halten einer aktuellen Fahrgeschwindigkeit eine Funktion f EC (v) Accordingly, the power consumption percentage for maintaining an actual vehicle speed is a function f EC (v)
    • – fahrzeugspezifischer Einflüsse, nämlich abhängig von der Art des Fahrzeugs, einer Antriebsart, eines typischen Energieverbrauchs, einer Bereifung und von Anbauten und dergleichen, - vehicle-specific factors, namely depending on the type of the vehicle, one of drive, of a typical power consumption of a tire and of additions and the like,
    • – straßenspezifischen Eigenschaften, nämlich insbesondere einer Steigung und - street specific properties, namely in particular a slope and
    • – äußerer Einflüsse, wie der Wetterverhältnisse. - external influences such as weather conditions.
  • Beispielsweise ergibt sich für den Energieverbrauchsanteil für das Halten der Geschwindigkeit auf ebener Strecke der Zusammenhang gemäß For example, the relationship is obtained in accordance with the power consumption ratio for keeping the speed on level ground, 2 2 . , Demnach fällt der Energieverbrauch zunächst mit steigender Geschwindigkeit ab. Accordingly, the energy consumption initially decreases with increasing speed. 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. This results from the fact that at very low speeds less than, for example, 25 km / h, no significant air resistance but there is a high rolling resistance, the vehicle is vertical but in a small passage, and thus with respect to the distance traveled high number of combustion cycles. In einem mittleren Geschwindigkeitsbereich von hier beispielsweise ca. 25 bis 60 km/h bleibt der geschwindigkeitsabhängige Energieverbrauchsanteil konstant niedrig. In a medium speed range from here, for example, about 25 to 60 km / h speed-dependent energy consumption ratio remains consistently low. 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. With increasing speed while the required to overcome the aerodynamic drag energy consumption increases, in contrast, the vehicle can be moved in a larger gear but, resulting in a saving of energy is obtained. Diese beiden Effekte überlagern sich hier derart, dass sie sich gegenseitig aufheben. These two effects are superimposed here in such a way that they cancel each other out. 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. From a speed of here, for example, 60 km / h increases by the increasing influence of air resistance steadily, from about 100 km / h can not be compensated by further upshifting this increase also, so the increase is steeper.
  • Für Steigungs- oder Gefällestrecken sowie in Abhängigkeit der weiteren dargelegten Einflussgrößen ergeben sich ähnliche, in Details abweichende Verläufe. is similar, differing in details behaviors arise for uphill or downhill routes, and depending on the other factors set forth. Die Summen dieser Verläufe können vorzugsweise als Kennfeld den Kartenelementen zugeordnet abgespeichert werden. The sums of these curves can be stored preferably assigned as a map map elements. 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. Alternatively, references to a single stored map or classifications for assigning a particular section or part of the engine map can be stored in the map data. Wesentlich ist dabei, dass aufgrund der gespeicherten Daten jedem Kartenelement, das in der Routenberechnung berücksichtigt wird, die wesentlichen Energieverbrauchsinformationen spezifisch zugeordnet werden können. What is essential is that, due to the stored data that is considered in calculating the route every map element, the essential energy information can be specifically assigned.
  • Beschleunigung acceleration
  • Der momentane Energieverbrauch f EV (a) kann durch eine Funktion der Beschleunigung beschrieben werden. The instantaneous power consumption f EV (a) can be described by a function of acceleration. Ausgehend von einer konstanten Beschleunigung ergibt sich für den Beschleunigungsvorgang ein Energieverbrauch entsprechend folgender Formel. Starting from a constant acceleration is obtained for the acceleration process, a power consumption according to the following formula.
  • Figure 00130001
  • Dabei ist t die Zeit und v die Geschwindigkeit. Where t is the time and v is the velocity.
  • Die Funktion des momentanen Energieverbrauchs beinhaltet dabei die in oben beschriebenen und in der Tabelle dargestellten Abhängigkeiten bezüglich der Beschleunigung. The function of the instantaneous energy consumption includes considering the dependencies described in above and shown in the table with respect to the acceleration. Die entsprechenden Zusammenhänge zwischen den Parametern lassen sich aufgrund der komplexen Zusammenhänge vorzugsweise durch Tabellen abbilden. The corresponding relationships between the parameters can be preferably mapped by tables due to complex interrelationships. Sie werden dem System vorzugsweise initial bekannt gegeben und können durch eine Statistikkomponente sukzessive adaptiert werden. They are preferably added initially known to the system and can be adapted successively by a statistical component.
  • Der Einfluss der Kreuzungen und Straßenwechsel wird durch die Geschwindigkeitsdifferenzen an diesen Stellen beschrieben. The influence of the intersections and road change is described by the speed differences at these locations. In Abhängigkeit vom Fahrmanöver lässt sich für den Widerstand die Wahrscheinlichkeit für den erforderlichen Beschleunigungsvorgang festlegen. Depending on the maneuver, the probability of the required acceleration process can be set for the resistance. So muss bei einem Linksabbiegen mit größerer Wahrscheinlichkeit abgebremst und erneut beschleunigt werden, als bei anderen Manövern. So must be braked in a left turn and is more likely to accelerate again, as in other maneuvers.
  • Figure 00140001
  • Die für bestimmte Manöver typischen Wartezeiten werden durch die Wahrscheinlichkeitsfunktion p(M) in Abhängigkeit des Manövers berücksichtigt. The typical for certain maneuvers waiting times are accounted for by the probability function p (M) as a function of the maneuver.
  • Halten der Geschwindigkeit auf der Strecke Keep the speed on the track
  • Der momentane Energieverbrauch kann durch eine Funktion der Geschwindigkeit beschrieben werden. The current energy consumption can be described by a function of speed. Ausgehend von einer konstanten Geschwindigkeit ergibt sich entlang der Strecke ein Energieverbrauch entsprechend folgender Formel. Starting from a constant speed is obtained along the path, a power consumption according to the following formula.
  • Figure 00140002
  • Dabei ist S die Streckenlänge. Where S is the length of the route.
  • Die Funktion des momentanen Energieverbrauchs beinhaltet dabei die in der Tabelle dargestellten und oben beschriebenen Abhängigkeiten bezüglich der Geschwindigkeit. The function of the instantaneous energy consumption thereby includes the dependencies shown in the table and described above with respect to the speed. Die entsprechenden Zusammenhänge zwischen den Parametern lassen sich aufgrund der komplexen Zusammenhänge vorzugsweise durch Tabellen abbilden. The corresponding relationships between the parameters can be preferably mapped by tables due to complex interrelationships. Sie werden dem System Initial bekannt gegeben und können durch eine Statistikkomponente sukzessive adaptiert werden. They are made known to the system initial and can be successively adapted by a statistics component. Der Einfluss von Kurven und Verkehrsstörungen entlang der Strecke muss durch zusätzliche Beschleunigungsvorgänge beschrieben werden. The influence of curves and traffic disruption along the route has to be described by additional acceleration. Vor Kurven wird meist abgebremst und es muss im Anschluss erneut beschleunigt werden. Curves ahead is usually slowed down and it needs to be accelerated again afterwards. Diesem Umstand trägt der zusätzliche Energieverbrauch entsprechend nachfolgender Formel Rechnung. This fact is the additional energy consumption according to the following formula statement.
  • Figure 00140003
  • Bei Verkehrsstörungen, wie z. Possible traffic problems such. B. Staus, ist zum einen die Durchschnittsgeschwindigkeit herabgesetzt und zum anderen kommt es aber zu zusätzlichen Brems- und Beschleunigungsvorgängen. B. congestion is, on the one hand reduced the average speed, and while on the other there will be additional braking and acceleration. Beide Effekte haben eine entgegen gesetzte Wirkung, zum einen sinkt und zum anderen steigt der Energieverbrauch aber. Both effects have an opposite effect, decreases and, on the other hand, power consumption increases.
  • Figure 00150001
  • 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. Here, care must be taken that a troubled path in terms of energy consumption must not be rated better, even if it would be mathematically perhaps correctly. Es wäre nicht verständlich, wenn ein bestimmter Streckenabschnitt ausschließlich gewählt wird, wenn dort eine Verkehrstörung vorliegt. It would not be understandable if a certain road section is only used if a traffic problem exists there.
  • Figure 00150002
  • Der Energieverbrauch zum Zurücklegen der Strecke entspricht dabei dem Widerstand bei der Routenberechnung. The energy consumption for said stretch corresponds to the resistance in the route calculation. R R S S Gesamt total = EV = EV S S Gesamt total /9/ / 9 /
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Claims (9)

  1. Verfahren zur Bestimmung einer Route von einem Start- zu einem Zielpunkt, wobei eine mit Blick auf den Energieverbrauch optimierte Route bestimmt wird, wozu Elementen von ein Verkehrswegenetz abbildenden Kartendaten, auf deren Grundlage die Bestimmung der Route erfolgt, Energieverbrauchswerte zugeordnet werden, dadurch gekennzeichnet , dass die Energieverbrauchswerte einen geschwindigkeitsabhängigen Anteil zum Halten einer Geschwindigkeit enthalten. A method for determining a route from a starting point to a destination point, wherein an optimized route is determined with regard to energy consumption, to which elements the imaging of a traffic route network map data on the basis of the determination of the route is to be associated energy consumption values, characterized in that the energy consumption values ​​include a speed-dependent portion for holding a speed.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieverbrauchswerte für ein bestimmtes Element der Kartendaten aus diesem Element zugeordneten Geschwindigkeitsinformationen, insbesondere einer für dieses Element typischen Geschwindigkeit, bestimmt werden. A method according to claim 1, characterized in that the energy consumption values ​​for a particular element of map data associated from this element speed information, in particular a speed typical for this element can be determined.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Element der Kartendaten zugeordneten Geschwindigkeitsinformationen ausgehend von einem gespeicherten Wert durch Auswertung tatsächlicher gefahrener Geschwindigkeiten angepasst werden. A method according to claim 2, characterized in that the associated element of the map data speed information is adapted from a stored value by evaluating actual driven speeds.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die geschwindigkeitsabhängigen Anteile der Energieverbrauchswerte für die verschiedenen Geschwindigkeiten ausgehend von gespeicherten Werten durch Auswertung tatsächlicher Energieverbrauchswerte angepasst werden. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the speed-dependent components of the energy consumption values ​​for the various speeds are adapted from stored values ​​by evaluating actual energy consumption values.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei den geschwindigkeitsabhängigen Anteilen der Energieverbrauchswerte weitere Einflussgrößen, wie insbesondere fahrzeugspezifische, verkehrswegespezifische, ereignisabhängige und/oder fahrerspezifische Einflüsse berücksichtigt werden. Method according to one of the preceding claims, characterized in that, for the velocity-dependent portions of the energy consumption values, other parameters, such as in particular vehicle specific, thoroughfares specific, event-dependent and / or driver-specific influences are taken into account.
  6. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Berücksichtigung der weiteren Einflussgrößen ein mehrdimensionales Kennfeld für den geschwindigkeitsabhängigen Anteil der Energieverbrauchswerte bestimmt wird. A method according to claim 6, characterized in that to take account of other factors, a multidimensional map for the speed-dependent portion of the energy consumption data is determined.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die oder ein Teil der Energieverbrauchswerte zusätzlich einen beschleunigungsabhängigen Anteil enthalten. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the or a part of the energy consumption values ​​additionally comprise an acceleration-dependent component.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bestimmung der Route ein zeitabhängiger Energieverbrauchswert berücksichtigt wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the determination of the route, a time-dependent energy consumption value is taken into account.
  9. Anordnung zur Bestimmung einer energieverbrauchsoptimierten Route von einem Start- zu einem Zielpunkt mit einer Steuerung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Arrangement for determining an energy-consumption-optimized route from a starting point to a destination point with a controller for carrying out the method according to one of the preceding claims.
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