DE102009001341A1

DE102009001341A1 - Verfahren zum Ausarbeiten von Routen mit Tankstopp für ein Kraftfahrzeug und Navigationssystem

Info

Publication number: DE102009001341A1
Application number: DE102009001341A
Authority: DE
Inventors: Kay Hindorf
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-03-05
Filing date: 2009-03-05
Publication date: 2010-09-09

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Navigationsverfahren zu einem Tankziel, dessen geltende Energiepreise drahtlos an das Kraftfahrzeug übermittelt und bei der Auswahl der dem Fahrer zur Routenführung angebotenen Route (5) aus den berechneten Routen berücksichtigt werden. Erfindungsgemäß wird mindestens eine über eines der Tankziele zu einem vorgegebenen Ziel führende Route berechnet, wobei die dem Fahrer angebotene Route (5) so gewählt wird, dass die für die jeweiligen Gesamtstrecken berechneten Energiekosten, die unter gleichzeitiger Berücksichtigung der jeweiligen Energiepreise und der mit den zugehörigen Umwegen zum jeweiligen Tankziel verbundenen Zusatzverbräuche anfallen, minimiert werden.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausarbeiten einer zu einem noch erreichbaren Tankziel führenden Route unter Einbeziehung dynamischer Preisinformationen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein auf ein derartiges Verfahren bezogenes Informations- oder Navigationssystem in einem Kraftfahrzeug.
Ein derartiges Verfahren und das entsprechende Navigationssystem sind bereits aus der DE 101 46 789 A1 bekannt.
Mit Kraftstoff betriebene Fahrzeuge besitzen im Allgemeinen eine Tankanzeige, die den Fahrer über den aktuellen Füllstand informiert. Bei Unterschreiten eines bestimmten Wertes wird häufig eine Warnung bzw. ein Signal zum Tanken gegeben. Mitunter wird auch eine geschätzte verbleibende Reichweite bei gegebenem Füllstand ausgegeben.
Navigationsgeräte für die Anwendung im Kraftfahrzeug verfügen häufig über Informationen zu besonderen Punkten, z. B. Tankstellen. So ist es möglich, sich die in der Nähe gelegenem Punkte einer Kategorie anzeigen zu lassen und sich nach Auswahl des Ziels per Routenführung dort hin leiten zu lassen. Navigationsgeräte verwenden zum einen statisches Kartenmaterial und zum anderen dynamische Informationen, beispielsweise Meldungen über Straßensperrungen oder aktuelle Staus, die per Funk an das Fahrzeug übermittelt werden.
Aus der oben genannten gattungsgemäßen DE 101 46 789 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem der Fahrer eines Kraftfahrzeugs bei der Wahl von Ort und Zeitpunkt zum Auffüllen des zum Betrieb notwendigen Energiespeichers mithilfe eines Informations- oder Navigationssystems sowie dynamischer Informationen unterstützt wird. Die Auswahl der dem Fahrer zur Routenführung angebotenen Route erfolgt anhand festlegbarer Kriterien, wie etwa bevorzugte Tankstellenmarke, Betriebsstoffpreise oder Lage der Tankstelle. Das bekannte Verfahren führt jedoch nicht unbedingt zur Auswahl der jeweils wirtschaftlichsten Route, da diese vom Preis und der Lage der Tankstelle gleichzeitig abhängig ist.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Ausarbeiten einer Route mit Tankstopp ist in Anspruch 1 gekennzeichnet, während ein darauf bezogenes Informations- oder Navigationssystem im Anspruch 7 gekennzeichnet ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, über die gattungsgemäßen Merkmale hinaus, vorgesehen, dass mindestens eine über eines der Tankziele zu einem vorgegebenen Ziel führende Route berechnet wird, wobei die dem Fahrer angebotene Route so gewählt wird, dass die für die jeweiligen Gesamtstrecken berechneten Energiekosten, die unter gleichzeitiger Berücksichtigung der jeweiligen Energiepreise und der mit den zugehörigen Umwegen zum jeweiligen Tankziel verbundenen Zusatzverbräuche anfallen, minimiert werden.
Unter der Voraussetzung, dass zusätzlich zur Lage der Tankstellen auch die dort jeweils gültigen Preise für Energie (Kraftstoff, Elektrizität etc.) bekannt sind und beispielsweise an das Navigationsgerät des Kraftfahrzeugs übermittelt werden, besteht der Kern der Erfindung in einer Tanknavigation unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten durch Bestimmung der gleichzeitig von Lage und Preis an den Tankstellen abhängigen optimalen Route. Ein geeigneter Optimierer simuliert die möglichen Varianten und wählt das Minimum bezüglich der für eine bestimmte Strecke anfallenden Energiekosten.
Für den Nutzer des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich der Vorteil geringerer Ausgaben für die Mobilitäts-Energie (z. B. Kraftstoffkosten). Da die Planung zum Auffüllen des Energiespeichers von einem zuverlässigen System übernom men wird, liegt ein weiterer Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens in der sinkenden Gefahr, mit leerem Energiespeicher liegen zu bleiben. Andererseits wird der zulässige Spielraum des Speichers optimal genutzt. Zu frühes Nachfüllen trotz hohen Preises aus Angst vor dem Liegenbleiben wird vermieden. Ein weiterer Vorteil wird in der Erhöhung der Transparenz bezüglich der Energiepreise an Tankstellen gesehen, die zu einer Förderung des Wettbewerbs führt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die sich auf Anwendungsfälle bezieht, in denen der Energievorrat durch die Menge des im Kraftfahrzeug als Betriebsstoff gespeicherten Kraftstoffes und/oder Gases gebildet ist, wird bei der Berechnung der anfallenden Energiekosten zusätzlich das den Kraftstoffverbrauch beeinflussende Gewicht der voraussichtlich aufzunehmenden Menge an Kraftstoff und/oder Gas berücksichtigt. Diese Berücksichtigung führt – über die Ausnutzung des kompletten Tankvolumens – zu einem im Mittel geringeren Fahrzeuggewicht, welches wiederum den Kraftstoffverbrauch und damit die Energiekosten positiv beeinflusst.
Bei der Optimierung der Routenplanung mit Tankstopp kann – gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung – die Fahrzeit einbegezogen werden, indem bei der Berechnung der anfallenden Energiekosten der mit dem jeweiligen Umweg verbundene zusätzliche Zeitaufwand mittels fiktiver Zusatzkosten berücksichtigt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird bei der Berechnung der anfallenden Energiekosten ein insbesondere streckenbezogenes Verbrauchsmodell des Betriebsstoffvorrats verwendet. Gemäß einer Weiterbildung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass je nach Genauigkeit der Verbrauchsberechnung ein Sicherheitsfaktor für die Berechnung der maximalen Reichweite vorgesehen wird.
Zur Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein an sich bekanntes Informations- oder Navigationssystem mit einer Recheneinheit versehen, in der die zusätzlichen Funktionen des erfindungsgemäßen Verfahrens (Berechnung und Bewertung beziehungsweise Optimierung der möglichen Tankrouten) implementiert sind.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:
1 ein Streckendiagramm zur Darstellung der beispielhaften Situation eines Fahrzeugs, bei dem eine erfindungsgemäße Routenplanung erfolgt,
2 ein Blockdiagramm, das Ein- und Ausgangsgrößen der erfindungsgemäßen Routenberechnung in Tank-Navigator darstellt.
1 zeigt beispielhaft die Situation eines Fahrzeugs an der aktuellen Position X auf dem Weg von A nach B. Die im Navigationssystem des Fahrzeugs berechnete Reichweite abzüglich Sicherheitsreserve (von X aus noch erreichbare Ziele beziehungsweise Positionen sind in 1 durch eine fett dargestellte Streckenführung symbolisiert) genügt – in der dargestellten Situation – nicht zur Erreichung des in das Navigationsgerät eingegebenen Ziels B. Auf dem direkten Weg nach B liegen die Tankstellen T1 und P4, wobei T4 jedoch außerhalb der berechneten Reichweite liegt. Über Umwege sind die Tankstellen T2 und T3 erreichbar. Der Optimierer bestimmt anhand der Energiepreise an T1, T2 und T3, sowie anhand der mit den Umwegen zu T2 und T3 verbundenen Zusatzverbräuche, die wirtschaftlich günstigste Variante für die dem Fahrer vorzuschlagende Routenführung mit Tankstopp. Als Kriterium dienen die auf die direkte Strecke von A nach B bezogenen Energiekosten. Längere Fahrzeiten zu T2 und T3 können mit fiktiven Zusatzkosten bestraft werden, die beispielsweise individuell durch den Fahrer festlegbar beziehungsweise in das Navigationssystem eingebbar sind. Bei kraftstoffbetriebenen Fahrzeugen kann das vom Tankinhalt abhängige Gewicht des Fahrzeugs, welches den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs beeinflusst, mitberücksichtigt werden.
2 zeigt ein zur Routenberechnung und Routenausgabe geeignetes Navigationssystem 1, das eine Recheneinheit 2 (Tank-Optimierer) beinhaltet. Als dynamische Eingangsgrößen 3 sind die aktuelle Position des Fahrzeugs, der aktuelle Energieinhalt des entsprechenden Speichers des Fahrzeugs, sowie Daten zu den aktuellen, an den infrage kommenden Tankzielen geltenden Energiepreisen vorgesehen. Weitere (statische) Eingangsgrößen 4 umfassen das vom Nutzer des Kraftfahrzeugs zu definierende und einzugebende Fahrziel B sowie Daten, die für das Verbrauchsmodell benötigt werden und beispielsweise von der Mo torsteuerung des Kraftfahrzeugs geliefert werden. Als Ausgangsgröße 5 des Tank-Navigators 1, 2 ist die berechnete und als wirtschaftlich optimal ausgewählte Route mit Anzeige der Tankstopps vorgesehen.
Die Funktion des in 2 dargestellten Systems 1, 2 besteht – grob gesagt – im Einholen von Informationen sowie deren Verknüpfung und Auswertung mittels Optimierer 2. Die im Tank-Optimierer 2 durchgeführte Optimierungsrechnung bestimmt den aus wirtschaftlicher Sicht sinnvollsten Ort beziehungsweise Zeitpunkt zur Auffüllung des Energiespeichers auf der Basis folgender Informationen: Zum einen muss die aktuell an Bord des Fahrzeugs verfügbare Energie, z. B. der Tankinhalt oder der Batterie-Ladezustand ermittelt werden, z. B. unter Verwendung von geeigneter Sensorik im Fahrzeug. Zum anderen erfolgt mittels der im Navigationssystem 1 gespeicherten Daten bezüglich Entfernung und Streckenprofil zu umliegenden Tankstellen eine Schätzung des jeweiligen Energiebedarfs für die Varianten der Strecke zur Tankstelle beziehungsweise dem damit verbundenen Umweg bezüglich des eigentlichen Fahrtziels B. Es ist sinnvoll, auch die voraussichtlich aufzunehmende Energiemenge, genauer: deren für den Verbrauch relevantes Gewicht, bei der Berechnung der Energiekosten in Rechnung zu stellen. Die Schätzung des streckenbezogenen (also beispielsweise Steigungen auf der Strecke in Rechnung stellenden) Energieverbrauchs erfolgt unter Verwendung eines Verbrauchsmodells, das insbesondere Fahrwiderstände, Motor, Triebstrang und ähnliche Charakteristika in an sich bekannter Weise in der Recheneinheit 2 rechnerisch berücksichtigen kann. Je nach angestrebter Genauigkeit kann ein mittleres Verbrauchsmodell (z. B. Eingabe des Normverbrauchs durch den Fahrer) verwendet werden, oder es können Kenndaten des konkreten Fahrzeugs (Motor-Verbrauchskennfeld, Antriebsstrangverluste), oder sogar ein aus Historie gelerntes Verbrauchsmodell verwendet werden. Je nach Genauigkeit der Verbrauchsberechnung muss ein Sicherheitsfaktor für die Berechnung der maximalen Reichweite des Fahrzeugs vorgesehen werden.
Außerdem muss dem Tank-Optimierer 2 die Information über den jeweiligen aktuellen und für das Fahrzeug relevanten Energiepreis (Kraftstoffpreis, Preis für Elektrizität etc.) zur Verfügung stehen, wobei mehrere an sich bekannte Varianten möglich erscheinen. So könnten z. B. die Tankstellenbetreiber selbst die Information zugänglich machen, z. B. über den Radioempfang des Kraftfahrzeugs, vergleichbar dem bekannten Traffic Message Channel – TMC. Andererseits könnten auch Dienstleister die entsprechenden Informationen sammeln und zugänglich machen. In Frage kommt auch die Erfassung der Informationen durch einzelne Kraftfahrzeuge (so genannte Car-To-Infrastructure) mit folgender Übermittlung an andere Fahrzeuge (Car-To-Car Communication).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10146789 A1 [0002, 0005]

Claims

Verfahren zum Ausarbeiten mindestens einer Route von einem Startpunkt zu mindestens einem Ziel in einem Informations- oder Navigationssystem (1) in einem Kraftfahrzeug, bei dem der im Kraftfahrzeug zur Verfügung stehende Energievorrat ermittelt und daraus eine maximale Reichweite berechnet wird, und bei dem mindestens eine Route vom aktuellen Startpunkt des Kraftfahrzeugs zu mindestens einem für das Wiederbefüllen das Kraftfahrzeugs geeigneten und mit dem Energievorrat erreichbaren Tankziel berechnet wird, wobei die an den jeweiligen Tankzielen geltenden Energiepreise drahtlos an das Kraftfahrzeug übermittelt und bei der Auswahl der dem Fahrer zur Routenführung angebotenen Route (5) aus den berechneten Routen berücksichtigt werden, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine über eines der Tankziele zu einem vorgegebenen Ziel führende Route berechnet wird, wobei die dem Fahrer angebotene Route (5) so gewählt wird, dass die für die jeweiligen Gesamtstrecken berechneten Energiekosten, die unter gleichzeitiger Berücksichtigung der jeweiligen Energiepreise und der mit den zugehörigen Umwegen zum jeweiligen Tankziel verbundenen Zusatzverbräuche anfallen, minimiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Energievorrat durch die Menge des im Kraftfahrzeug als Betriebsstoff gespeicherten Kraftstoffes und/oder Gases gebildet ist, und dass bei der Berechnung der anfallenden Energiekosten zusätzlich das den Kraftstoffverbrauch beeinflussende Gewicht der voraussichtlich aufzunehmenden Menge an Kraftstoff und/oder Gas berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Berechnung der anfallenden Energiekosten der mit dem jeweiligen Umweg verbundene zusätzliche Zeitaufwand mittels fiktiver Zusatzkosten berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Berechnung der anfallenden Energiekosten ein Verbrauchsmodell des Betriebsstoffvorrats verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein streckenbezogenes Verbrauchsmodell verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass je nach Genauigkeit der Verbrauchsberechnung ein Sicherheitsfaktor für die Berechnung der maximalen Reichweite vorgesehen wird.
Informations- oder Navigationssystem (1) für ein Kraftfahrzeug, aufweisend mindestens eine Recheneinheit (2) zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.