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Stand der Technik
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Die
Erfindung geht von einem Verfahren zur Routenberechnung und einer
Anordnung dazu nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche aus.
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In
der
EP 1 280 067 A1 ist
eine Möglichkeit zur Übermittlung von Wetterdaten
von einem Sender zu einem Empfänger angegeben. Zum Zweck
der Übertragung der Wetterdaten über einen Übertragungskanal
mit begrenzter Bandbreite werden die Wetterdaten senderseitig kategorisiert
und entsprechend codiert. Diese Aufbereitung der Wetterdaten erfolgt
vergleichbar beispielsweise einer aus
ISO 14819-1, -2, -3 bekannten
Aufbereitung von Verkehrsstörungsmeldungen zum Zweck deren Übertragung über
Rundfunkkanäle. Die solchermaßen codierten Wetterdaten
werden sodann beispielsweise über Rundfunk übertragen
und senderseitig mittels einer Decodiertabelle decodiert und an
einen Verwender ausgegeben oder alternativ oder ergänzend bei
einer Routenberechnung von einem Start- zu einem Zielort in einem
Navigationssystem analog beispielsweise den genannten Verkehrsstörungsmeldungen
berücksichtigt. Zielsetzung ist dabei, insbesondere von
Unwettern oder vergleichbaren, das Befahren bestimmter Streckenabschnitte
beeinträchtigenden Wetterphänomenen, betroffene
Streckenabschnitte möglichst zu meiden.
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Vorteile der Erfindung
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Die
Erfindung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche
hat demgegenüber den Vorteil, dass eine Route bestimmt
wird, die eine Verringerung des zum Zurücklegen einer Strecke
von einem Start- zu einem Zielpunkt erforderlichen Energiebedarfs
bewirkt.
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Dies
wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass zur
Bestimmung der Route Informationen über eine aktuelle oder
zukünftige Wetterlage und hier insbesondere über
die Sonneneinstrahlung herangezogen werden. Die Route wird dabei,
zumindest neben einem weiteren Optimierungskriterium wie schnellste
oder kürzeste Route oder dergleichen, mit dem Ziel bestimmt,
die Sonneneinstrahlung während des Zurücklegens
der Route zu maximieren. Die Sonnenenergie kann dabei zum Aufladen
einer Batterie genutzt werden, aus der auch die oder zumindest ein
Teil der Energie zum Zurücklegen der Route entnommen wird,
oder auch direkt zum Antreiben des Fahrzeugs.
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Vorteilhaft
können Informationen über Sonnenstände
bereits in gespeicherten Kartendaten, die zur Bestimmung der Route
verwendet werden, vorgehalten sein, so dass nur solche Informationen
zur aktuellen oder zukünftigen Wetterlage übermittelt und
empfängerseitig ausgewertet werden müssen, die
eine Beeinträchtigung der Sonneneinstrahlung gegenüber
einer theoretisch maximal möglichen Sonneneinstrahlung,
die sich aus den bereits vorliegenden Daten ergibt, bewirken.
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Vorzugsweise
kann auch ein zur Erfüllung der Prämisse oder
der Nebenbedingung maximaler Sonneneinstrahlung idealer Startzeitpunkt
zum Zurücklegen der Route bestimmt und dem Benutzer vorgeschlagen
werden.
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Die
Erfindung eignet sich besonders zur Umsetzung in Verbindung mit
einem motorgetriebenen Fahrzeug, wie Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen
oder dergleichen, welches über einen elektrischen Antrieb
oder über einen hybriden Antrieb unter zumindest zeitweiser
oder anteiliger Verwendung elektrischer Energie verfügt.
Vorteilhaft kann die Erfindung dabei in einem Navigationssystem
zum zumindest zeitweisen Betrieb in einem solchen Fahrzeug eingesetzt
werden.
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Alternativ
kann die Erfindung auch in einem fahrzeugexternen System, wie beispielsweise
in einer Verkehrsleitzentrale, die Leitinformationen über Funk
an einzelne Fahrzeuge übermittelt oder beispielsweise auf
Wechselschildern zur Anzeige bringt, eingesetzt werden. Die Erfindung
kann vorteilhaft beispielsweise auch zur individuellen Routenplanung durch
einen Endbenutzer zum Beispiel mittels eines Routenplanungsprogramms
an einem Rechner des Endbenutzers eingesetzt werden.
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Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Figur dargestellt und werden nachfolgend
näher erläutert. Die Figur zeigt ein Blockschaltbild
einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
und
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Die
Erfindung wird nachfolgend ohne Beschränkung der Allgemeinheit
der Erfindung am Beispiel eines Fahrzeugnavigationssystems 1,
welches als Einzelgerät oder als Modul in einem Geräteverbund,
insbesondere als Bestandteil eines Fahrerinformationssystems, in
einem Fahrzeug installiert ist und betrieben wird, beschrieben.
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Dieses
Fahrzeugnavigationssystem 1 verfügt über
Positionsbestimmungsmittel 11 zur Eigenortung und damit
zu Bestimmung eines aktuellen Standorts eines Fahrzeugs, in dem
das Navigationssystem 1 betrieben wird.
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Das
Fahrzeugnavigationssystem 1 verfügt weiter über
eine Benutzerschnittstelle, 12, die es dem Benutzer ermöglicht
Bedieneingaben zu tätigen. Solche durch den Benutzer vorzunehmende
Bedieneingaben umfassen beispielsweise die Eingabe eines Navigationsziels,
nachfolgend auch Zielort, zu dem eine Route bestimmt werden soll.
Die Benutzerschnittstelle umfasst dazu Eingabemittel 13 in
Form einer Tastatur, einer Spracheingabevorrichtung, einer berührungsempfindlichen
Anzeige oder dergleichen. Die Benutzerschnittstelle 12 ermöglicht
weiter die Ausgabe von Informationen an den Benutzer. Dazu sind
Ausgabemittel 14, beispielsweise eine Anzeigeeinrichtung
und/oder eine akustische Ausgabevorrichtung zur Ausgabe von beispielsweise
gesprochenen Informationen vorgesehen. Diese Ausgabemittel 14 dienen
der Ausgabe von Leitinformationen zur Leitung des Benutzers entlang
einer bestimmten Route. Die Leitinformationen werden beispielsweise als
Abbiegepfeile mit Restentfernungsanzeige vom aktuellen Standort
bis zum nächsten Abbiegepunkt auf der Anzeige dargestellt
und/oder als gesprochene Leitinformationen, etwa in der Art „An
der nächsten Kreuzung recht abbiegen” über
Lautsprecher ausgegeben.
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Das
Fahrzeugnavigationssystem 1 weist weiter Mittel 15 zur
Bestimmung der Route, insbesondere von einem aktuellen Standort
zu einem vom Benutzer vorgegebenen Zielort auf. Diese Routenbestimmungsmittel 15 sind
vorzugsweise als Prozessor mit einer von diesem abzuarbeitenden
Programmroutine ausgebildet.
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Zur
Berechnung der Route greift der Prozessor auf Kartendaten 16 zu,
die ein reales Verkehrswegenetz, im vorliegenden Fall eines Fahrzeugnavigationssystems
konkret ein Straßennetz, abbilden. Diese Kartendaten sind
in einem Massenspeicher 16, wie optischer Speicherplatte
oder Speicherkarte oder dergleichen abgelegt. Diese Kartendaten
umfassen beispielsweise Kanten, die Streckenabschnitten des Verkehrswegenetzes
entsprechen und/oder Knoten, die Verkehrsknotenpunkten des realen
Verkehrswegenetzes wie beispielsweise Straßenkreuzungen
und dergleichen mehr entsprechen. Die Kartendaten umfassen weiterhin
Attribute, die den Kanten und/oder Knoten zugeordnet sind. Diese
Attribute umfassen beispielsweise Längen und/oder Durchfahrzeiten
für Verkehrswegeabschnitte.
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Auf
Grundlage dieser Kartendaten kann der Prozessor 15 mittels
der Routenberechnungsroutine eine Route vom Start- zum vom Benutzer
vorgegebenen Zielort berechnen. Dazu wird vorzugsweise ein „Längster-Pfad-Algorithmus”,
beispielsweise nach „Ford-Moore” oder „Dijkstra” oder
dergleichen verwendet. Ziel ist es, die Gesamtkosten der Route mit Blick
auf mindestens ein Minimierungskriterium zu minimieren. Verbreitet
sind beispielsweise eine Optimierung hinsichtlich kürzester
Fahrzeit, kürzester Strecke oder auch einer Mischung solcher
Kriterien.
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Erfindungsgemäß werden
nun den genannten Kartendaten zusätzlich Wetterdaten zugeordnet. Diese
Wetterdaten enthalten hier insbesondere Daten über Sonnenschein.
Diese Wetterdaten können beispielsweise in codierter Form,
beispielsweise wie in
EP
1 280 067 A1 beschrieben, als Wettermeldungen von einem
Sendezentrum über Rundfunk-, Mobiltelefoniekanäle
oder andere Übertragungskanäle gesendet und von
einem entsprechenden Empfänger
17, beispielsweise
einem Rundfunkempfänger oder einem Mobiltelefonieempfänger
der dergleichen, des Navigationssystems
1 empfangen werden.
Die Codierung der Wetterdaten entsprechend
EP 1 280 067 A1 ermöglicht
eine räumliche Zuordnung der Wetterdaten zu in den Kartendaten
abgelegten Verkehrswegeabschnitten. Diese Zuordnung kann unmittelbar sein,
wenn nämlich in entsprechend codierten Wettermeldungen
konkrete Ortsbezüge zu einzelnen Verkehrswegeabschnitten
enthalten sind. Diese Zuordnung kann aber auch mittelbar sein und
empfängerseitig erfolgen, wenn beispielsweise die Wetterdaten
Informationen über jeweils betroffene Regionen oder Gebiete
enthalten, so dass die Zuordnung der Verkehrswegeabschnitte der
Kartendaten zu den betroffenen Gebieten im Empfänger
17 bzw.
dem Navigationssystem
1 erfolgt. Für die Zuordnung
der Wetterdaten zu davon betroffenen Streckenabschnitten können
dabei vorzugsweise dieselben Mechanismen Anwendung finden, die für
Verkehrsstörungsmeldungen nach dem TMC-Standard entsprechend
ISO 14819-1,
-2, -3 verbreitet in Anwendung sind.
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Die
solchermaßen ausgestrahlten und empfängerseitig
ausgewerteten Wettermeldungen können zum einen Informationen über
eine gerade aktuelle Wetterlage, alternativ oder ergänzend
insbesondere aber auch eine Wettervorhersage mit zumindest ungefähren
Zeitangaben, wann welches Wetterphänomen oder welche Wetterlage
wo zu erwarten ist, umfassen.
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Weiterhin
können auch Wetter-Basisdaten bereits in den Kartendaten 16 enthalten
sein. Dies betrifft beispielsweise Sonnenstandsinformationen, die
Informationen darüber enthalten, wann und wo bei wolkenlosem
Himmel Sonnenschein zu erwarten ist. Diese vorteilhafte Ausführungsform
hat den besonderen Vorteil, dass zum Umsetzen der Erfindung nicht
zwingend sämtliche relevanten Wetterdaten übertragen
werden müssen, sondern statt dessen nur solche Wetterdaten,
die eine Abweichung von den Basisdaten bewirken können,
nämlich insbesondere Informationen über Bewölkung,
Niederschläge und dergleichen mehr.
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Erfindungsgemäß ist
nun das Routenbestimmungsmodul 15, also der Prozessor 15 mit
Routenbestimmungsroutine dazu ausgebildet, eine Route auf Grundlage
der um Wetterdaten erweiterten Kartendaten 16 zu bestimmen,
die eine maximale Sonneneinstrahlung bei Zurücklegen der
Route erwarten lässt.
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Hintergrund
ist die Anwendung der Erfindung in einem Navigationssystem für
ein Fahrzeug, welches über einen elektrischen oder hybriden,
also elektrischen und verbrennungsmotorischen Antrieb verfügt.
Dieses Fahrzeug weist Sonnenkollektoren bzw. Solarpanele auf, die
beispielsweise auf dem Fahrzeugdach oder auch weiteren Karosserieteilen angeordnet
sind und die eine Fahrzeugbatterie speisen.
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In
bevorzugter Ausgestaltung wird die Route dabei so berechnet, dass
bei möglichst kurzer Fahrstrecke oder Fahrzeit der Gesamtenergieverbrauch bei
Zurücklegen der Route unter Berücksichtigung von
durch Speichern von Sonnenenergie während des Zurücklegens
der Route gewonnener elektrischer Energie minimiert wird. Im Falle
eines hybriden Antriebs kann die Route alternativ auch so berechnet werden,
dass neben dem primären Kriterium einer kurzen, schnellen
oder anderweit günstigen Route die Gesamtenergiekosten
optimiert werden. Hier fließen dann die Kosten für
Brennstoff für die Brennkraftmaschine sowie evtl. anfallende
Kosten für eine anfängliche Batterieladung und
dergleichen mehr ein.
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In
bevorzugter Ausführung der Erfindung kann auch ein Startzeitpunkt
zum Befolgen der Route, also insbesondere eine Abfahrzeit vom Startort, bestimmt
und dem Benutzer vorgeschlagen werden, so dass eine maximale Sonnenausbeute
während dem Zurücklegen der Route erreicht wird.
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Damit
kann zum einen die Fahrzeit genutzt werden um die Fahrzeugbatterie
zu laden um dann eine höhere Reichweite zu erlangen, oder
die Ladedauer der Batterie an einer stationären Ladestation zu
verkürzen.
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Diese
Funktion kann auch zu Änderung in der Routenführung
während der Fahrt führen. Wenn sich die Wetterdaten
während der Fahrt ändern, kann eine andere Route
als die bisher vorgesehene/kalkulierte sinnvoll sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1280067
A1 [0002, 0016, 0016]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - ISO 14819-1,
-2, -3 [0002]
- - ISO 14819-1, -2, -3 [0016]