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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Navigation sowie ein Navigationssystem
für ein
Fahrzeug mit einem Navigationsrechner zur Ermittlung einer Fahrtroute
von einem Startort zu einem Zielort.
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Derartige
Navigationssysteme sind im Stand der Technik bekannt. Die bekannten
Navigationssysteme berechnen in ihrer einfachsten Ausgestaltung durch
Angabe eines Startortes und eines Zielortes eine Fahrtroute zwischen
Startort und Zielort. Bei fortschrittlicheren Systemen können verschiedene Routen
Optionen gewählt
werden, beispielsweise „kürzeste Route” oder eine „schnellste
Route”.
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Navigationssysteme,
die in einem Fahrzeug, beispielsweise einem Personen- oder Nutzfahrzeug zum
Einsatz kommen, weisen regelmäßig eine
Positionsbestimmungseinheit auf, üblicherweise eine GPS-Einheit.
Mit Hilfe der Positionsbestimmungseinheit können der Startort und die aktuelle
Position während
der Fahrt bestimmt werden, ggf. auch die aktuelle Geschwindigkeit.
Mit Hilfe dieser Informationen können
Navigationssysteme Routenanweisungen in Abhängigkeit von der aktuellen
Position und ggf. Geschwindigkeit an einen Fahrer des Fahrzeuges
abgeben. Weiter fortgeschrittene bekannte Systeme weisen Empfangseinheiten
zum Empfang aktueller Verkehrs- oder Stauinformationen auf. Diese
Informationen werden dem Fahrer entweder angezeigt und/oder gehen
in die Berechnung einer vom Navigationssystem vorgeschlagenen Fahrtroute
ein. Bei den Verkehrs- oder Stauinformationen handelt es sich um
dynamische, zeitveränderliche
Informationen, die bei der Fahrtroutenermittlung berücksichtigt werden.
Häufig
wird deshalb eine Routen Option, die solche dynamischen Daten einbezieht
als „dynamische
Route” bezeichnet.
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Auch
eine als „ökologische
Route” bezeichnete
Routen Option, die zwischen kürzester
und schnellster Fahrtroute angesiedelt wird, ist bekannt. Dabei
wird zumeist eine statische Route vorgeschlagen, die z. B. eine
gut ausgebaute kürzere
Bundesstraße
gegenüber
einer Autobahn empfiehlt, um auf diese Weise den Verbrauch zu reduzieren.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Navigation und ein Navigationssystem
der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass bei der
Ermittlung einer vom Navigationssystem vorgeschlagenen Fahrtroute
zwischen Startort und Zielort, individuelle Vorgaben des Fahrers
insbesondere im Hinblick auf Fahrzeit und ggf. auch auf den Spritverbrauch,
Berücksichtigung
finden.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch ein Verfahren zur Navigation eines Fahrzeugs gemäß Patentanspruch
1 sowie durch Navigationssystem gemäß Patentanspruch 15.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zur Navigation eines Fahrzeugs mittels eines Navigationssystems,
umfasst folgende Schritte. Erstens, Vorgeben eines Startortes und
eines Zielortes im Navigationssystem. Vorzugsweise erfolgt die Vorgabe
des Startortes automatisch durch entsprechende Zuweisung der aktuellen
Position des Fahrzeugs, die durch eine Positionsbestimmungseinheit
ermittelt wurde. Alternativ kann natürlich auch, bspw. zu Planungszwecken,
eine manuelle Vorgabe (Eingabe) eines von der aktuellen Position
des Fahrzeugs unabhängigen Startortes
erfolgen. Die Vorgabe des Zielortes erfolgt bevorzugt durch manuelle
Vorgabe (Eingabe) in das Navigationssystem.
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Zweitens,
Ermitteln einer ersten Fahrtroute von dem Startort zum Zielort und
Ermitteln einer zugehörigen
ersten Fahrzeit. Das Ermitteln der ersten Fahrtroute erfolgt gemäß einer
im Navigationssystem vom Fahrer gewählten Routen-Option, bspw.
als kürzeste
oder schnellste Route auf Basis der im Navigationssystem verfügbaren Navigationsdaten.
Bevorzugt werden die ermittelte erste Fahrzeit und/oder eine sich
daraus ergebende Ankunftszeit am Zielort ausgegeben, so dass sich
der Fahrer ein Bild vom erforderlichen Zeitaufwand für die Fahrt
zum Zielort machen kann.
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Drittens,
Vorgeben einer Zusatzzeit. Die Zusatzzeit kann als Prozentsatz der
zuvor ermittelten ersten Fahrzeit oder als absolute Zeit vorgegeben werden.
Ergibt sich für
die erste Fahrtroute bspw. eine erste Fahrzeit von 50 min, so kann
der Fahrer die Zusatzzeit bspw. in der Form +10% oder 5 min vorgeben.
Die Vorgabe negativer Zusatzzeiten ist grundsätzlich möglich. Dies kann jedoch in
den Fällen
nicht zum erfolgreichen Ermitteln einer entsprechenden zweiten Fahrtroute
führen,
in denen die erste Fahrtroute bspw. bereits gemäß der Routenoption „schnellste
Route” ausgewählt wurde.
Im Fall, dass es nicht gelingt, eine zweite Fahrtroute zu ermitteln, deren
zugehörige
zweite Fahrzeit die Summe aus erster Fahrzeit und Zusatzzeit ist,
wird bevorzugt vom Navigationssystem eine entsprechende Information an
den Fahrer ausgegeben und/oder dem Fahrer empfohlen, die erste Fahrtroute
zu fahren und/oder automatisch vom Navigationssystem die erste Fahrtroute
für die
Fahrt vom Startort zum Zielort gewählt.
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Viertens,
Ermitteln einer zweiten Fahrtroute von dem Startort zum Zielort,
für die
eine zugehörige zweite
Fahrzeit die Summe aus erster Fahrzeit und Zusatzzeit ist. Diese
zweite Fahrtroute kann entweder automatisch oder durch Interaktion
des Fahrers mit dem Navigationssystem „aktiviert” werden und somit zur Routenführung zum
Zielort verwendet werden. Die ermittelte zweite Fahrtroute ist somit
die vom erfindungsgemäßen Verfahren
ermittelte Fahrtroute zur Navigation des Fahrzeugs vom Startort zum
Zielort.
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In
bevorzugten Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, kann das Ermitteln
der ersten und der zweiten Fahrtroute unter Berücksichtigung von bereitgestellten
aktuellen und/oder historischen Verkehrsdaten, unter Berücksichtigung
von einer aktuellen Reichweite des Fahrzeugs, unter Berücksichtigung
von Orten, an denen sich Tankstellen und/oder Ladestationen befinden,
und/oder unter Berücksichtigung
der zugehörigen
Routen-Topologie erfolgt. Aktuelle Verkehrsdaten sind dabei mittels
Verkehrsfunk bereitgestellte Verkehrsdaten bspw. in RDS/TMC-Meldungen
und/oder mittels einer bordautonomen Vorrichtung erzeugte Verkehrsdaten.
Historische Verkehrsdaten umfassen jegliche Daten von vergangenem
Verkehrsgeschehen bzw. statistische Auswertungen von vergangenem
Verkehrsgeschehen, bspw. Auftreten von Staus auf bestimmten Straßenabschnitten,
zu bestimmten Zeiten oder bei bestimmten Wetterlagen, etc. Die Ermittlung
der Reichweite des Fahrzeugs erfolgt mit den im Stand der Technik
bekannten Verfahren auf Basis eines ermittelten aktuellen Energievorrates
(Treibstoffvorrates) des Fahrzeugs.
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Durch
das erfindungsgemäße Verfahren
ist es dem Fahrer somit möglich,
die Ermittlung einer Fahrtroute an seine individuellen zeitlichen
Bedürfnisse
anzupassen. Das erfindungsgemäße Verfahren
kann weiterhin als Grundlage dienen, die Fahrtroute hinsichtlich
des Energieverbrauchs zu optimieren, wie nachfolgend dargelegt wird.
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In
einer besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird die zweite Fahrtroute unter der Rahmenbedingung ermittelt,
dass ein Energiebedarf für
die zweite Fahrtroute geringer ist, als ein Energiebedarf für die erste
Fahrtroute. Dies bewirkt, dass der Fahrer bspw. durch die Vorgabe
einer positiven Zusatzzeit es dem Navigationssystem ermöglicht,
eine energiesparende Streckenempfehlung zu ermitteln. Dem Navigationssystem
ist es mit anderen Worten somit möglich, unter Zulassung der
vorgegebenen Zusatzzeit eine energiesparendere Fahrtroute zu ermitteln.
Bevorzugt werden vom Navigationssystem zur Ermittlung der zweiten
Fahrtroute mehrere mögliche
Fahrtrouten zwischen Startort und Zielort ermittelt und ausgewertet.
Wobei gemäß einer
Fortbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
automatisch diejenige Fahrtroute unter den mehreren Fahrtrouten
als zweite Fahrtroute ausgewählt
wird, für
die ein zugehöriger Energiebedarf
am geringsten ist. Der Energiebedarf ist hierbei die Energiemenge
(Strom/Treibstoff), die gemäß entsprechenden
Prognosealgorithmen erforderlich ist, um die jeweilige Fahrtroute
mit dem Fahrzeug vom Startort bis zum Zielort zu fahren. Das Navigationssystem
ist somit in der Lage, im Rahmen der vorgegebenen Zusatzzeit, diejenige
Fahrtroute mit dem geringsten Energiebedarf auszuwählen, d.
h. die Fahrtroute zu bestimmen, die ökonomisch und ökologisch
optimal ist.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
des Verfahrens wird für
die zuvor genannten mehreren möglichen
Fahrtrouten zwischen Startort und Zielort jeweils ein zugehöriger Energiebedarf und
eine zugehörige
Fahrzeit ermittelt. Zur Information des Fahrers können der
jeweilige Energiebedarf und die Fahrzeit in Relation zum Energiebedarf
für die
erste Fahrstrecke und zur ersten Fahrzeit ausgegeben werden. Die
Ausgabe des jeweiligen Energiebedarfs und der Fahrzeit kann in Prozent
oder in absoluten Werten relativ zur den entsprechenden Werten der
ersten Fahrtroute, bspw. auf einem Display, erfolgen, (bspw. Fahrtroute
A: +15 min bei –1.0
Liter, Fahrtroute B: +15 min bei –2.5 Liter, Fahrtroute C: +15
min bei +1,5 Liter). Der Fahrer kann anschließen anhand der ausgegebenen
(angezeigten) Werte seine Auswahl einer Fahrtroute, die Grundlage
einer Navigationsführung
durch das Navigationssystem sein soll, bspw. durch manuelle Eingabe
in ein dafür vorgesehenes
Eingabemittel, treffen. Dabei wird der Energiebedarf für die erste
und die zweite Fahrtroute und die mehreren möglichen Fahrtrouten bevorzugt unter
Berücksichtigung
von Streckenabschnittskategorien (bspw. Ortsstraße, Landstraße, Fernstraße, Autobahn,
etc.), und/oder der zugehörigen
Routen-Topologie und/oder auf Basis aktueller und/oder historischer
Energieverbrauchsdaten des Fahrzeugs und/oder abhängig von
aktuellen und/oder historischen Verkehrsmeldungsdaten ermittelt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
wird im Fall, dass es nicht gelingt, unter den gegebenen Rahmenbedingungen
eine zweite Fahrtroute zu ermitteln, deren zugehöriger Energiebedarf geringer
ist, als ein Energiebedarf für
die erste Fahrtroute, eine entsprechende Information (bspw. „keine
bessere Fahrtroute ermittelbar”)
ausgegeben und/oder dem Fahrer empfohlen, die erste Fahrtroute zu
fahren und/oder vom Navigationssystem automatisch die erste Fahrtroute
für die
Fahrt vom Startort zum Zielort gewählt bzw. aktiviert.
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Bevorzugt
ist die erste Fahrzeit in dem erfindungsgemäßen Verfahren eine kürzeste Fahrzeit zwischen
Startort und Zielort ist. Das bedeutet, dass die erste Fahrtroute
bspw. gemäß der Routen-Option „schnellste
Route” ermittelt
wurde, und daher die erste Fahrzeit gemäß einem im Navigationssystem
dafür hinterlegten
Algorithmus auch die kürzeste
Fahrzeit angibt, die das Fahrzeug vom Startort zum Zielort benötigt.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
dient somit zur Ermittlung einer nutzerorientierten und Energieverbrauch
schonenden Routenführung
des Fahrzeugs im Verkehrsstreckennetz. Das Verfahren ermöglicht es,
dem Fahrer eine ökologische
Fahrtroutenführung
unter Beachtung von dynamische Verkehrsinformationen und seinen
individuellen Präferenzen
zu empfehlen. Aus der erfindungsgemäßen Ermittlung einer Fahrtroute
können
auch weitere „ökologische” Fahrerinformationen
abgeleitet werden. Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Ermittlung einer „ökologischen” Fahrtroute,
wobei erstens in den Navigations-/Gelände-/Strecken-/Straßendaten,
etc. des Navigationssystems enthaltene Informationen, wie bspw.
Steigung, Wegstrecke, Kurvigkeit etc., zweitens aktuelle und historische
Verkehrsdaten und drittens individuelle Präferenzen des Fahrers berücksichtigt
werden können.
Dabei kann der Fahrer eine seinen individuellen Bedürfnissen
entsprechende Zusatzzeit als Vorgabe zur Ermittlung einer „ökologischen” Fahrtroute
zwischen Startort und Zielort eingeben. Bei der Ermittlung der Fahrtstrecke
können
flächendeckende
aktuelle und historische Verkehrsdaten einfließen. Vom Navigationssystem
können
Fahrempfehlungen zu einer Energieverbrauch schonenden Fahrweise
(z. B. „Ausrollempfehlungen”, „angepasstes
Fahren im Stau”)
ausgegeben werden. Weiterhin können
fahrzeugbezogene gespeicherte Verbrauchsschätzungen in die Fahrtroutenermittlung
einfließen,
bspw. wird ein Algorithmus zur Ermittlung der Fahrtroute, als zu
minimierendes Kriterium den Energieverbrauch des Fahrzeugs auch bei
Verkehrsstörungen
verwenden. Der Fahrer kann den individuellen Ansprüchen entsprechend,
die zu ermittelnde Fahrtroute durch eine Kosten-Nutzen-Analyse (Zeitverlust
gegen Verbrauchseinsparung) beeinflussen. Die Vorgabe der Zusatzzeit
wird vorzugsweise gespeichert und bei einer nachfolgenden Ausführung des
Verfahrens als Initialwert bereitgestellt.
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Ein
weiterer unabhängiger
Gegenstand der Erfindung betrifft ein Navigationssystem für ein Fahrzeug,
mit einem Navigationsrechner zur Berechnung einer Fahrtroute von
einem Startort zu einem Zielort. Das erfindungsgemäße Navigationssystem
zeichnet sich dadurch aus, dass ein Eingabemittel vorhanden ist,
mittels dem eine Zusatzzeit vorgebbar ist, und dass der Navigationsrechner
dazu ausgebildet ist, eine erste Fahrtroute von dem Startort zum
Zielort und eine zugehörige
erste Fahrzeit zu ermitteln, und eine zweite Fahrtroute von dem
Startort zu dem Zielort derart zu ermitteln, dass eine zugehörige zweite
Fahrzeit die Summe aus erster Fahrzeit und Zusatzzeit ist. Die ermittelte
zweite Fahrtroute wird vom Navigationssystem, bevorzugt automatisiert oder
nach einer Interaktion des Fahrers mit dem Navigationssystem (bspw.
manuelle Eingabe, Spracheingabe etc.), zur Navigationsführung zum
Zielort verwendet.
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Das
Navigationssystem ist insbesondere derart ausgeführt, dass das vorstehend beschriebene
erfindungsgemäße Verfahren
damit ausführbar ist.
Die vorstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
gemachten Ausführungen sind
analog auf das erfindungsgemäße Navigationssystem übertragbar.
In diesem Zusammenhang wir auf die vorstehenden Ausführungen
verwiesen.
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Zur
realitätsnahen
Ermittlung von Fahrtrouten durch das Navigationssystem, können ein
Mittel zum Empfang und/oder zur Bereitstellung von aktuellen Verkehrsmeldungsdaten
und/oder ein Mittel zur Bereitstellung von historischen Verkehrsmeldungsdaten
vorhanden sein. Weiterhin kann der Navigationsrechner dazu ausgebildet
sein, die erste und die zweite Fahrtroute unter Berücksichtigung
der bereitgestellten aktuellen und/oder historischen Verkehrsmeldungsdaten
zu ermitteln. Eine Weiterbildung des Navigationssystem zeichnet
sich dadurch aus, dass ein Mittel zur Ermittlung einer aktuellen
Reichweite des Fahrzeugs vorhanden ist, und der Navigationsrechner
dazu ausgebildet ist, die erste und die zweite Fahrtroute unter
Berücksichtigung
der der aktuellen Reichweite zu ermitteln. Eine besonders bevorzugte Weiterbildung
des erfindungsgemäßen Navigationssystem
zeichnet sich dadurch aus, dass der Navigationsrechner dazu ausgebildet
ist, die zweite Fahrtroute derart zu ermitteln, dass ein Energiebedarf
für die
zweite Fahrtroute geringer ist, als ein Energiebedarf für die erste
Fahrtroute. Wie vorstehend bereits erläutert ist es damit dem Fahrer
des Fahrzeugs möglich,
auf die Ermittlung einer Fahrtroute zum Zielort im Hinblick auf
Zeitvorgaben und davon abhängender,
realisierbarer Energieeinsparungen Einfluss zu nehmen.
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In
einer weiteren Ausführungsform
des Navigationssystem sind ein Positionsbestimmungsmittel zur Bestimmung
der aktuellen Position des Fahrzeugs und ein Ausgabemittel vorhanden,
wobei das Ausgabemittel dazu ausgebildet ist, während der Fahrt in Abhängigkeit
von der aktuellen Position des Fahrzeugs Informationen zur Soll-Fahrweise
auszugeben. So kann an entsprechenden Positionen des Fahrzeugs,
die sich bspw. aus den Navigationsdaten ergeben (Strecken mit Gefälle, etc.),
bspw. die Fahrempfehlung zur Aktivierung eines Systems zum automatischen
Ausrollen des Fahrzeugs erfolgen.
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Die
Erfindung wird anhand eines Ablaufplans des erfindungsgemäßen Verfahrens
erläutert.
Dabei zeigt:
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1 schematischer
Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt
einen schematischer Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Navigation eines
Fahrzeugs mittels eines Navigationssystems. In Schritt 101 werden
ein Startort und eines Zielort vorgegeben. In Schritt 102,
erfolgt ein Ermitteln einer ersten Fahrtroute von dem Startort zum
Zielort und einer zugehörigen
ersten Fahrzeit. In Schritt 103 wir eine Zusatzzeit vorgegeben.
In Schritt 104 erfolgt ein Ermitteln einer zweiten Fahrtroute
von dem Startort zum Zielort, für
die eine zugehörige
zweite Fahrzeit die Summe aus erster Fahrzeit und Zusatzzeit ist, wobei
die zweite Fahrtroute derart ermittelt wird, dass ein Energiebedarf
für die
zweite Fahrtroute geringer ist, als ein Energiebedarf für die erste
Fahrtroute.