DE102009040968B4

DE102009040968B4 - Vorrichtung zur Darstellung einer verbleibenden Reichweite bei geplanter Rückkehr zu einem Ausgangspunkt

Info

Publication number: DE102009040968B4
Application number: DE102009040968A
Authority: DE
Inventors: Andreas Lamprecht; Christian Bruns; Peter Anders; Felix Somerville-Scharf; Jessica Reinhold
Original assignee: Audi AG; Volkswagen AG
Current assignee: Audi AG; Volkswagen AG
Priority date: 2009-09-11
Filing date: 2009-09-11
Publication date: 2012-08-16
Anticipated expiration: 2029-09-12
Also published as: DE102009040968A1

Abstract

Vorrichtung zur Darstellung einer Reichweite eines Kraftfahrzeugs auf einer zumindest zweidimensionalen Anzeige, dadurch gekennzeichnet, dass die Darstellung der Reichweite mehrere auf einer Karte oder einem Satellitenbild angezeigte Bereiche (1, 2, 3) aufweist, wobei ein erster Bereich (1) ein Bereich ist, für den der dem Kraftfahrzeug zur Verfügung stehende Energievorrat zur Rückkehr zu einem Ausgangspunkt ausreicht, und wobei ein zweiter Bereich (2) ein Bereich ist, für den der dem Kraftfahrzeug zur Verfügung stehendende Energievorrat zur einfachen Fahrt ausreicht, und wobei ein dritter Bereich (3) ein Bereich ist, den man durch besonders effiziente Fahrweise erreichen kann.

Description

Die Erfindung betrifft die Darstellung einer Reichweite eines Kraftfahrzeugs auf einer Anzeige, wobei zur Darstellung der Reichweite mehrere Bereiche angezeigt werden.
Bei Kraftfahrzeugen wird die verbleibende Reichweite meist als numerischer Wert in einer Anzeige im Kombiinstrument ausgegeben. Die Berechnung der noch verbleibenden Kilometer beruht rein auf der gemessenen Menge an Kraftstoff im Tank und dem historischen Kundenverbrauch.
DE 103 02 504 A1 offenbart ein Verfahren zum Ermitteln der Reichweite eines Elektrofahrzeuges, bei dem fahrzeug-, fahrstrecken- und/oder umweltbezogene Informationen über das Fahrzeug und eine geplante oder eine aktuell zu befahrende Fahrstrecke von einem Fahrzeugcomputer mittels geeigneter Informationserfassungsgeräte erfasst und verarbeitet werden. Dazu werden diese Informationen vor Beginn und/oder beim Befahren einer Fahrstrecke miteinander verknüpft und hinsichtlich einer vorgegebenen oder sich variabel ändernden Fahrzeugbetriebsweise bewertet. Anschließend wird aus diesen Informationen und/oder dem Bewertungsergebnis die verbleibende Reichweite des Elektrofahrzeuges errechnet und in einer Anzeigevorrichtung zur Anzeige gebracht.
DE 10 2008 037 262 A1 offenbart ein Verfahren zur Ausgabe einer ermittelten verbleibenden Reichweite einer Tankfüllung eines Fahrzeuges in einer optischen Ausgabeeinheit eines Navigationssystems eines Fahrzeuges. Dabei wird die ermittelte verbleibende Reichweite der Tankfüllung als ein Abstand von einer aktuellen Position des Fahrzeuges alphanumerisch auf einer Anzeige in der optischen Ausgabeeinheit ausgegeben. Der Abstand wird erfindungsgemäß als ein um die aktuelle Position geschlossener Polygonzug ausgegeben, wobei ein vom Polygonzug umschlossener innerer Bereich gegenüber einem außerhalb des Polygonzugs liegenden, äußeren Bereich verschiedenartig ausgegeben wird.
DE 43 44 369 A1 offenbart ein Verfahren zur verbrauchsorientierten Fahrleistungsbegrenzung eines Fahrzeugantriebs in Abhängigkeit von einem Fahrziel und vom Energievorrat des die Antriebsleistung bereitstellenden Energiespeichers. Dabei gibt der Fahrer zu Beginn der Fahrt über eine Eingabeeinheit einem Reiserechner Fahrtangaben vor, aus denen mindestens die Gesamtdistanz zum Zielort ermittelbar ist. Der Reiserechner ermittelt wiederholt während der Fahrt auf der Basis des gemessenen aktuellen Energievorrats den zulässigen Soll-Streckenverbrauch zur Überwindung der voraus liegenden Distanz.
Schließlich wird aus dem Soll-Streckenverbrauch ein Vorgabewert abgeleitet, der einer Vorrichtung zur Fahrleistungsbegrenzung in der Weise als Vorgabe dient, dass die Fahrleistung um so stärker begrenzt wird, je kleiner der ermittelte Soll-Streckenverbrauch ist.
Aus US 5,487,002 A1 ist ein Energiemanagementsystem für Fahrzeuge mit begrenztem Energiespeicher bekannt.
DE 692 04 811 T2 offenbart eine Restreichweiten-Anzeigevorrichtung für ein durch eine Speicherbatterie angetriebenes Fahrzeug. Dabei wird die Art der Strasse, die durch das elektrische Fahrzeug befahren wird, identifiziert sowie die Entfernung, die das elektrische Fahrzeug noch fahren kann, in Abhängigkeit von der Art der Strasse berechnet und auf einer Darstellungsvorrichtung angezeigt.
DE 10 2008 037 262 A1 offenbart ein Verfahren zur Ausgabe einer ermittelten verbleibenden Reichweite einer Tankfüllung eines Fahrzeuges in einer optischen Ausgabeeinheit eines Navigationssystems des Fahrzeuges. Dabei wird die ermittelte verbleibende Reichweite der Tankfüllung als ein Abstand von einer aktuellen Position des Fahrzeuges alphanumerisch auf einer Anzeige in der optischen Ausgabeeinheit ausgegeben. Der Abstand wird erfindungsgemäß als ein um die aktuelle Position geschlossener Polygonzug ausgegeben, wobei ein vom Polygonzug umschlossener innerer Bereich gegenüber einem außerhalb des Polygonzugs liegenden, äußeren Bereich verschiedenartig ausgegeben wird.
DE 10 2007 048 263 A1 zeigt eine Navigationseinrichtung für einen mobilen Nutzer, wobei in einer Ausgestaltung insbesondere bei der Benutzung batteriebetriebener Fahrzeuge eine Fahrweg- und/oder Rückwegkalkulation in Abhängigkeit des aktuellen Ladezustandes der Batterie vorgenommen werden kann, wobei die besonderen Eigenschaften der Navigationsroute, insbesondere bezüglich ihrer Entfernung, Höhenprofile berücksichtigt werden, um ein optimales Powermanagement zu erreichen.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Bedienung eines Kraftfahrzeuges mit begrenztem Energievorrat zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen wiedergegebenen Erfindungen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Demnach ist durch eine Vorrichtung zur Darstellung einer Reichweite eines Kraftfahrzeugs auf einer zumindest zweidimensionalen Anzeige, die beispielsweise eine Karte oder ein Sattelitenbild anzeigt, zur Darstellung der Reichweite mehrere Bereiche anzeigbar. Der erste Bereich ist ein Bereich, für den der dem Kraftfahrzeug zum Fahren zur Verfügung stehenden Energievorrat in Form eines Tankinhalts oder einer Batterieladung zur Rückkehr zu einem Ausgangspunkt ausreicht. Der zweite Bereich ist ein Bereich für den dem Kraftfahrzeug zur Verfügung stehenden Energievorrat zur Rückkehr zu einem Ausgangspunkt ausreicht, und der dritte Bereich ein Bereich ist, den man durch besonders effiziente Fahrweise erreichen kann.
Der Ausgangspunkt ist insbesondere der Startpunkt der aktuellen Fahrt oder der aktuelle Aufenthaltsort des Kraftfahrzeugs, also der Ort, an dem sich das Kraftfahrzeug zum Zeitpunkt der Darstellung in etwa befindet.
Vorzugsweise ist der erste Bereich während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs dynamisch nachführbar. So kann die Verringerung der Reichweite und die Verkleinerung und Verschiebung des zugehörigen Bereichs immer aktuell angezeigt werden.
Vorteilhaft wird der erste Bereich durch eine Begrenzungslinie des Bereichs dargestellt, die somit eine Line-of-Safe-Return darstellt.
Alternativ oder ergänzend wird der erste Bereich durch eine Einfärbung und/oder Hinterlegung in einem Grauwert dargestellt.
Vorzugsweise weist ein Kraftfahrzeug eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen der zum Fahren zur Verfügung stehenden Energie und eine Vorrichtung der beschriebenen Art auf.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Dabei zeigt
1 Berechnung einer Darstellung von Reichweiten
2a–c Darstellung von Reichweiten
Reichweitenberechnungen haben oft keinen Streckenbezug und sind deswegen ungenau. Ein einfaches Beispiel ist die Fahrt auf einer schiefen Ebene. Eine klassische Reichweitenberechnung würde die Energie, welche benötigt wird um das potentielle Energieniveau E_pot = m·g·Δh zu erreichen, nicht berücksichtigen.
Auch die zu erwartende Fahrgeschwindigkeit wird zur Berechnung nicht berücksichtig. Als Beispiel sei wieder ein einfacher Vergleich aufgeführt: Eine 50 km lange Strecke auf einer Autobahn würde zum gleichen Ergebnis führen wie eine 50 km lange Strecke durch eine Großstadt.
Zur Berechnung der Reichweite wird deshalb bevorzugt ein Streckenbezug verwendet. Die Idee besteht darin, ein Simulationsmodell des Kraftfahrzeugs zu verwenden, welches den energetischen Aufwand zur Überwindung eines definierten Höhen- und Geschwindigkeitsprofils berücksichtigt um die verbleibende Restreichweite zu berechnen.
Das Höhen- und Geschwindigkeitsprofil wird mittels einer Schnittstelle zur Navigation bereitgestellt. Dabei ist es egal ob der Fahrer ein Ziel eingegeben hat oder ohne aktive Zielführung fährt.
Zur Visualisierung wird auf eine Karte eine „Spiegeleidarstellung” verwendet welche 3 verschiedenen Bereiche darstellt:

• Bereich 1 der Line of Safe Return
• Bereich 2 der Maximum Range
• Bereich 3 der Efficient Zone

Daraus ergibt sich eine hochpräzise Berechung und Visualisierung der verbleibenden Restreichweite beispielsweise für ein Elektrofahrzeug.
In 1 ist die Berechnung der streckenbezogenen Reichweite, insbesondere einer Restreichweite, dargestellt. Der Ausgangswert des Berechnungsvorgangs ist die heutige Reichweitenangabe, in der Skizze als geometrisches Objekt in Form eines Kreises dargestellt. Anschließend werden die Schnittpunkte K_I dieses Kreises mit den Wegen der Klasse „Autobahn” bestimmt. Dies sind die Punkte maximaler Reichweite auf Wegen der ersten Klasse.
Nun wird von einem Ausgangspunkt, hier der Ego-Position des Kraftfahrzeugs dargestellt als Dreieck in der Mitte, die Route zu den K_I's bestimmt, im Beispiel ist dies die Strecke EK₁ zum Schnittpunkt K₁.
Von dieser Strecke wird nun aus der Navigationsdatenbank das Höhenprofil ausgelesen. Steht der Höhenverlauf im Kraftfahrzeug nicht zur Verfügung könnte dieses Profil über eine Online-Abfrage aus dem Internet geladen werden. Das nun vorliegende Höhenprofil wird zusammen mit den zu erwartenden Geschwindigkeiten, welche sich aus den Klassen und der derzeitigen Verkehrslage ergeben, an ein Fahrzeugmodell übergeben. Dieses ist nun in der Lage den Punkt R₁ zu berechnen, welcher angibt, wie weit das Kraftfahrzeug auf genau dieser Strecke mit dem verbleibenden Energieinhalt fahren kann.
Wiederholt man diesen Vorgang nun für alle K_I entlang des Radius' kann am Ende ein Art Spinnendarstellung erzeugt werden. Diese Art der Darstellung ist in 2a dargestellt. Die Ecken werden aus ästhetischen Gründen abgerundet.
Zur Erhöhung der Präzision können weitere K_i's durch Schneiden des geometrischen Objektes in Form eines Kreises mit Wegen niedrigerer (Straßen-)Klasse wie beispielsweise Bundesstraßen generiert werden.
Die letztendliche Darstellung hat mehrere Bereiche:

• Bereich 1: „Line of Safe Return” – Bewegt man sich innerhalb dieses Bereichs kann man ohne aufzutanken wieder zum Ausgangsort zurückkehren.
• Bereich 2: „Maximum Range” – Dies ist der Bereich 2, den man „einfach” erreichen kann. Innerhalb des Bereichs 2 muss eine Tankstelle für Treibstoff oder Elektrizität verfügbar sein.
• Bereich 3: „Efficient Zone” – Dies ist der Bereich 3, den man durch besonders effiziente Fahrweise erreichen kann.

Eine in einem Navigationsgerät geplante Route wird durch eine Linie 4 dargestellt, wobei der bereits gefahrene Teil der Route dicker dargestellt ist als der noch zu fahrende Teil.
Die Berechnung der Reichweite funktioniert allerdings auch ohne Eingabe eines Navigationsziels. Der Komfort und die Planungssicherheit für den Fahrer werden deutlich erhöht, da nicht bei jeder Fahrt ein Navigationsziel zeitraubend eingegeben werden muss.
In den 2b und 2c erkennt man, wie die Bereiche 1–3 gemäß der berechneten Reichweiten während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs dynamisch nachgeführt werden. Ausgangspunkt ist dabei jeweils der aktuelle Aufenthaltsort des Kraftfahrzeugs. Während der Fahrt des Kraftfahrzeugs schrumpfen die Reichweiten und damit die Bereiche 1–3 und ihr Mittelpunkt verschiebt sich in etwa mit dem Kraftfahrzeug.
Für den Fall einer aktiven Zielführung wird die angezeigte Fahrstrecke analog zu den bereits genannten Bereichen eingefärbt. Die Darstellung der Restreichweite erweitert sich in diesem Fall auch auf die 2-dimensionale Strecke. Optional lässt sich dann die flächige Darstellung der Bereiche desaktivieren und es wird nur noch die Strecke eingefärbt.

Claims

Vorrichtung zur Darstellung einer Reichweite eines Kraftfahrzeugs auf einer zumindest zweidimensionalen Anzeige, dadurch gekennzeichnet, dass die Darstellung der Reichweite mehrere auf einer Karte oder einem Satellitenbild angezeigte Bereiche (1, 2, 3) aufweist, wobei ein erster Bereich (1) ein Bereich ist, für den der dem Kraftfahrzeug zur Verfügung stehende Energievorrat zur Rückkehr zu einem Ausgangspunkt ausreicht, und wobei ein zweiter Bereich (2) ein Bereich ist, für den der dem Kraftfahrzeug zur Verfügung stehendende Energievorrat zur einfachen Fahrt ausreicht, und wobei ein dritter Bereich (3) ein Bereich ist, den man durch besonders effiziente Fahrweise erreichen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangspunkt der Startpunkt einer Fahrt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangspunkt der aktuelle Aufenthaltsort des Kraftfahrzeugs ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Bereiche (1, 2, 3) während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs dynamisch nachführbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Bereiche (1, 2, 3) durch eine Begrenzungslinie darstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Bereiche (1, 2, 3) durch eine Einfärbung und/oder Hinterlegung in einem Grauwert darstellbar ist.
Kraftfahrzeug mit einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen der zur Verfügung stehenden Energie und mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.