DE102010038989A1 - Method for determining fuel consumption of motor car on route, involves determining fuel consumption based on consumption curve indicating context between velocity and fuel consumption of car on similar route - Google Patents

Method for determining fuel consumption of motor car on route, involves determining fuel consumption based on consumption curve indicating context between velocity and fuel consumption of car on similar route Download PDF

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Abstract

The method involves determining expected velocity of a motor car (100) on a route for a planned travel time based on a hydrograph curve indicating a context between the travel time and the expected velocity. Fuel consumption of the motor car on the route for the travel time is determined based on the expected velocity. A consumption curve indicating a context between the velocity and fuel consumption of the motor car on a similar route is determined. Fuel consumption is determined based on the consumption curve. Independent claims are also included for the following: (1) a computer program product for determining fuel consumption of a motor car on a route (2) a navigation system for a motor car for determining consumption-optimized route for the motor car from a start point to a target point of a road network, comprising a processing unit.

Description

Bekannte Navigationssysteme bestimmen eine Route von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt auf einem Wegenetz auf der Basis von abgespeicherten Informationen über einzelne Strecken des Wegenetzes. Insbesondere für bekannte Optimierungen bezüglich einer Fahrstrecke oder einer zum Durchfahren der Fahrstrecke erforderlichen Reisezeit kann einer Strecke eine Ganglinie zugeordnet werden, die einen Verkehrsfluss auf der Strecke in Abhängigkeit von einer Tageszeit bzw. eines Wochentags beschreibt. Zyklisch wiederkehrende Verkehrsphänomene, wie ein Berufsverkehr oder ein Wochenendstau, können dadurch modelliert werden, wodurch die Optimierung der Route verbessert werden kann.Known navigation systems determine a route from a starting point to a destination point on a road network on the basis of stored information about individual routes of the road network. In particular for known optimizations with regard to a route or a travel time required for driving through the route, a route can be assigned to a route which describes a traffic flow on the route as a function of a time of day or a day of the week. Cyclic traffic phenomena, such as rush hour traffic or weekend traffic jams, can be modeled thereby improving the optimization of the route.

Eine Optimierung bezüglich des Kraftstoffverbrauchs eines Kraftfahrzeugs kann nicht in analoger Weise durchgeführt werden, da der Kraftstoffverbrauch nicht nur von der Geschwindigkeit oder der Fahrstrecke abhängt. Eine langsame Fahrgeschwindigkeit ohne Beschleunigungen kann einen niedrigen Kraftstoffverbrauch pro Strecke bewirken, eine langsame Fahrgeschwindigkeit im Stop-and-Go-Verkehr jedoch einen hohen Kraftstoffverbrauch.An optimization with regard to the fuel consumption of a motor vehicle can not be carried out in an analogous manner, since the fuel consumption does not depend only on the speed or the driving distance. Slow driving speed without accelerations can result in low fuel consumption per route, but slow driving speed in stop-and-go traffic results in high fuel consumption.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Bestimmen eines Kraftstoffverbrauchs und ein Navigationssystem bereit zu stellen, das eine verbesserte verbrauchsoptimierte Route bestimmt.The invention has for its object to provide an improved method for determining a fuel consumption and a navigation system, which determines an improved consumption-optimized route.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung löst die Aufgabe mittels eines Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eines Navigationssystems mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Unteransprüche geben jeweils bevorzugte Ausführungsformen an.The invention solves the problem by means of a method having the features of claim 1 and a navigation system with the features of claim 9. Subclaims indicate each preferred embodiments.

Erfindungsgemäß umfasst ein Verfahren zum Bestimmen eines Kraftstoffverbrauchs eines Kraftfahrzeugs auf einer Strecke Schritte des Bestimmens einer Verbrauchskennlinie, die einen Zusammenhang zwischen einer Geschwindigkeit und einem Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs auf einer vergleichbaren Strecke angibt und des Bestimmens einer erwarteten Geschwindigkeit auf der Strecke zu einer geplanten Fahrzeit auf der Basis einer Ganglinie, die einen Zusammenhang zwischen der Fahrzeit und der erwarteten Geschwindigkeit angibt. Der Kraftstoffverbrauch auf der Strecke zur Fahrzeit wird auf der Basis einer Verbrauchsganglinie vorhergesagt, die aus der erwarteten Geschwindigkeit und der Verbrauchskennlinie bestimmt. Die Fahrzeit ist dabei der Zeitraum, in dem das Durchfahren einer Strecke auf der Route geplant ist bzw. durchgeführt wird. Die Fahrzeit kann beispielsweise durch ein Datum, einen Wochentag und/oder eine Uhrzeit angegeben sein.According to the invention, a method for determining a fuel consumption of a motor vehicle on a route includes steps of determining a consumption characteristic that indicates a relationship between a speed and a fuel consumption of the motor vehicle on a comparable distance and determining an expected speed on the route at a planned travel time on the Base of a hydrograph indicating a relationship between driving time and expected speed. The fuel consumption on the route at travel time is predicted based on a consumption curve, which is determined by the expected speed and the consumption curve. The travel time is the period in which the passage through a route on the route is planned or carried out. The travel time can be specified, for example, by a date, a day of the week and / or a time.

Das Verfahren beruht auf einfachen Messungen des Kraftstoffverbrauchs des eigenen Fahrzeugs. Eine Sammlung und gegebenenfalls statistische Auswertung von Informationen durch andere Fahrzeuge ist nicht erforderlich. Mit einer zunehmenden Menge aufgenommener Messwerte kann die Verbrauchskennlini verbessert werden, so dass das Verfahren zunehmend verlässlichere Werte liefern kann. Idealerweise ist die vergleichbare Strecke identisch mit der zu befahrenden Strecke. Auch wenn dies nicht der Fall ist, so kann die Verbrauchskennlinie der vergleichbaren Strecke auf die Strecke übertragen werden. Dadurch können bereits relativ genaue Werte für einen Kraftstoffverbrauch bestimmt werden, wenn erst wenige Verbrauchskennlinien bzw. Messwerte bestimmt wurden. Darüber hinaus kann durch das Übertragen auch ein Speicherbedarf des Verfahrens sinken.The method is based on simple measurements of the fuel consumption of the own vehicle. A collection and possibly statistical evaluation of information by other vehicles is not required. With an increasing amount of recorded readings, the consumption characteristic can be improved so that the method can provide increasingly reliable values. Ideally, the comparable route is identical to the route to be traveled. Even if this is not the case, the consumption curve of the comparable route can be transferred to the route. As a result, relatively accurate values for fuel consumption can already be determined when only a few consumption characteristics or measured values have been determined. In addition, by transferring a memory requirement of the method may decrease.

Die Verbrauchskennlinie kann auf der Basis von wenigstens einer bestimmten Abweichung eines Kraftstoffverbrauchs von einer für das Kraftfahrzeug typischen Verbrauchskennlinie bestimmt werden. Während die typische Verbrauchskennlinie einen gemittelten Zusammenhang zwischen der Geschwindigkeit und dem Kraftstoffverbrauch angibt, können die Abweichungen unter vorbestimmten Bedingungen erfasst werden, etwa einer Messzeit oder Eigenschaften der vergleichbaren Strecke, auf der die Abweichungen erfasst wurden. Das Bestimmen der Verbrauchskennlinie kann ein lineares oder polynomiales Inter- oder Extrapolieren im Bereich der bestimmten Abweichungen umfassen. Durch Berücksichtigen der Abweichungen kann eine Genauigkeit des Verfahrens gesteigert werden.The fuel consumption curve can be determined on the basis of at least one specific deviation of a fuel consumption from a consumption characteristic typical for the motor vehicle. While the typical fuel consumption curve indicates an averaged relationship between the speed and the fuel consumption, the deviations can be detected under predetermined conditions, such as a measurement time or characteristics of the comparable route on which the deviations were detected. The determination of the consumption characteristic may comprise a linear or polynomial interpolation or extrapolation in the range of the determined deviations. By taking the deviations into account, an accuracy of the method can be increased.

Die Ganglinie und die Verbrauchskanglinie können derselben vorbestimmten Klasse von Strecken zugeordnet sein. Insbesondere kann eine Vielzahl von vorbestimmten Klassen von Strecken definiert sein, denen jeweils eine Ganglinie und eine Verbrauchskennlinie zugeordnet sind. Durch die Zuordnung lassen sich vergleichbare Strecken bzw. Kennlinien gruppieren, so dass ein Auffinden der vergleichbaren Strecke aufgrund ihrer Gruppenzugehörigkeit einfach und schnell erfolgen kann.The gait line and the consumption gait line may be associated with the same predetermined class of legs. In particular, a plurality of predetermined classes of routes may be defined, each associated with a hydrograph and a consumption map. By assigning comparable routes or characteristics can be grouped so that finding the comparable route can be done easily and quickly due to their group affiliation.

Es können mehrere Ganglinien hinterlegt sein, denen unterschiedliche Höchstgeschwindigkeiten zugewiesen sind. Das Verfahren kann eine Auswahl einer der Ganglinien auf der Basis einer der Strecke zugewiesenen Höchstgeschwindigkeit umfassen. Dadurch kann die Genauigkeit des Verfahrens weiter gesteigert sein.There may be several hydrographs assigned to different maximum speeds. The method may include selecting one of the hydrographs based on a maximum speed assigned to the route. As a result, the accuracy of the method can be further increased.

Die Fahrzeit und die Messzeit können jeweils eine Tageszeit und/oder einen Wochentag umfassen. Dadurch können zyklische Phänomene, wie ein Berufsverkehr oder ein Feiertagsverkehr, auf einfache Weise berücksichtigt werden.The driving time and the measuring time may each include a time of day and / or a day of the week. As a result, cyclical phenomena, such as commuter traffic or public holidays, can be easily taken into account.

Die Vergleichbarkeit der Strecken kann anhand von wenigstens einem der folgenden Kriterien bestimmt werden: eine Verkehrsbedeutung der Strecken, eine zulässige Höchstgeschwindigkeit auf den Strecken, ein Gefälle der Strecken, eine Länge der Strecken und eine Zugehörigkeit der Stecken zu einem zusammenhängenden geographischen Gebiet. Dadurch kann sichergestellt werden, dass nur solche Strecken miteinander verglichen werden, auf denen Kraftstoffverbräuche unter den herrschenden Bedingungen ebenfalls vergleichbar sind. The comparability of the routes may be determined on the basis of at least one of the following criteria: a traffic importance of the routes, a maximum speed allowed on the routes, a gradient of the routes, a length of the routes and an affiliation of the routes to a contiguous geographical area. This can ensure that only those routes are compared with each other on which fuel consumption under the prevailing conditions are also comparable.

Das Verfahren kann in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln auf einer Verarbeitungseinrichtung ausgeführt werden oder auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sein.The method can be executed in the form of a computer program product with program code means on a processing device or stored on a computer-readable data carrier.

Nach einem weiteren Aspekt umfasst die Erfindung ein Navigationssystem für ein Kraftfahrzeug zur Bestimmung einer verbrauchsoptimierten Route des Kraftfahrzeugs von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt eines Wegenetzes. Das Navigationssystem umfasst einen ersten Speicher für das Wegenetz, einen zweiten Speicher zur Ablage von Ganglinien und/oder Verbrauchsganglinien und/oder der Verbrauchskennlinie und eine Schnittstelle zu einer Einrichtung des Kraftfahrzeugs, über die Daten, die auf einen momentanen Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs hinweisen, empfangen werden können. Ferner umfasst das Navigationssystem eine Positionsbestimmungseinrichtung zur Bestimmung einer momentanen Position des Kraftfahrzeugs auf dem Wegenetz und eine Verarbeitungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, Strecken des Wegenetzes auf der Basis des beschriebenen Verfahrens einem Kraftstoffverbrauch zuzuordnen und die Bestimmung der Route als Minimierung des Kraftstoffverbrauchs zwischen Startpunkt und Zielpunkt durchzuführen.According to a further aspect, the invention comprises a navigation system for a motor vehicle for determining a consumption-optimized route of the motor vehicle from a starting point to a destination point of a road network. The navigation system comprises a first memory for the road network, a second memory for storing hydrographs and / or consumption curves and / or the consumption characteristic and an interface to a device of the motor vehicle via which data indicative of a current fuel consumption of the motor vehicle are received can. The navigation system further comprises a position determination device for determining a current position of the motor vehicle on the road network and a processing device which is set up to allocate distances of the road network to fuel consumption on the basis of the described method and the determination of the route as a minimization of the fuel consumption between starting point and destination point perform.

Bei der Bestimmung der Route können zusätzlich eine Fahrstrecke, eine zum Durchfahren der Fahrstrecke erforderliche Reisezeit, und/oder ein weiterer Parameter optimiert werden. Bevorzugterweise wird ein Kompromiss zwischen dem Kraftstoffverbrauch und einem anderen Parameter gefunden, so dass ein gewisser Vorteil bezüglich des einen Parameters keinen inakzeptabel großen Nachteil bezüglich eines der anderen Parameter bedingt. Die Signifikanz der Parameter beim Bestimmen des Kompromisses können gewichtet werden.When determining the route, additionally a travel route, a travel time required for driving through the route, and / or a further parameter can be optimized. Preferably, a compromise is found between the fuel consumption and another parameter, so that some advantage in relation to the one parameter does not cause an unacceptably large disadvantage with respect to one of the other parameters. The significance of the parameters in determining the trade-off can be weighted.

Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:The invention will now be described in more detail with reference to the attached figures, in which:

1 ein Kraftfahrzeug mit einem Navigationssystem; 1 a motor vehicle with a navigation system;

2 Ganglinien und Kennlinien zur Bestimmung eines Kraftstoffverbrauchs des Kraftfahrzeugs aus 1; und 2 Hydrographs and characteristics for determining fuel consumption of the motor vehicle 1 ; and

3 ein Verfahren zum Bestimmen des Kraftstoffverbrauchs nach 1 darstellt. 3 a method for determining fuel consumption 1 represents.

Genaue Beschreibung von AusführungsbeispielenDetailed description of embodiments

1 zeigt ein Kraftfahrzeug 100. Das Kraftfahrzeug 100 umfasst einen Antriebsmotor 110 und eine Motorsteuerung 120, die mit dem Antriebsmotor 110 verbunden ist. Ferner umfasst das Kraftfahrzeug 100 ein Navigationssystem 130, das seinerseits eine Schnittstelle 140, eine Verarbeitungseinrichtung 150, eine GPS-Antenne 155, eine TMC-Antenne 160, einen Kartenspeicher 165, einen Zwischenspeicher 170 und eine Bedieneinheit 175 umfasst. 1 shows a motor vehicle 100 , The car 100 includes a drive motor 110 and a motor controller 120 that with the drive motor 110 connected is. Furthermore, the motor vehicle includes 100 a navigation system 130 , which in turn is an interface 140 , a processing device 150 , a GPS antenna 155 , a TMC antenna 160 , a card store 165 , a cache 170 and a control unit 175 includes.

Die Verarbeitungseinrichtung 150 ist mittels der Schnittstelle 140 mit der Motorsteuerung 120 des Antriebsmotors 110 verbunden. Daten, die über die Schnittstelle 140 von der Verarbeitungseinrichtung 150 empfangen werden können, umfassen insbesondere einen momentanen Kraftstoffverbrauch des Antriebsmotors 110 und eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 100. Anstelle des momentanen Kraftstoffverbrauchs können auch Daten übermittelt werden, aus denen der Kraftstoffverbrauch bestimmbar ist, beispielsweise eine Drehzahl des Antriebsmotors 110 und eine Einspritzmenge pro Zylinder und Umdrehung des Antriebsmotors 110. In einer weiteren Ausführungsform kann auch beispielsweise ein Durchflussmessgerät für Kraftstoff, der dem Antriebsmotor 110 zugeführt wird, mit der Schnittstelle 140 verbunden sein. Die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 100 kann auch mittels der GPS-Antenne 155 bestimmt werden.The processing device 150 is by means of the interface 140 with the engine control 120 of the drive motor 110 connected. Data coming through the interface 140 from the processing device 150 can be received, in particular include a current fuel consumption of the drive motor 110 and a speed of the motor vehicle 100 , Instead of the current fuel consumption and data from which the fuel consumption can be determined, for example, a speed of the drive motor can be transmitted 110 and an injection amount per cylinder and revolution of the drive motor 110 , In a further embodiment, for example, a flow meter for fuel, the drive motor 110 is supplied with the interface 140 be connected. The speed of the motor vehicle 100 can also by means of the GPS antenna 155 be determined.

Abgesehen von der Schnittstelle 140 ist das Navigationssystem 130 im Wesentlichen konventionell aufgebaut. Die Verarbeitungseinrichtung 150 wird vorzugsweise durch einen programmierbaren digitalen Mikrocomputer gebildet. Mittels der GPS-Antenne 155 werden auf der Basis empfangener Signale von Navigationssatelliten eine Position des Kraftfahrzeugs 100 sowie gegebenenfalls eine Bewegungsrichtung und -geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 100 bestimmt. Mittels der optionalen TMC-Antenne 160 können dynamische Verkehrsinformationen empfangen werden, die beispielsweise ein temporäres Streckenverbot wie eine Geschwindigkeitsbegrenzung oder Streckensperrung oder Informationen zum Verkehrsfluss auf bestimmten Strecken umfassen. Der Kartenspeicher 165 umfasst Repräsentationen von Wegekarten eines Gebietes. Die Wegekarten liegen als ein Netz von Strecken zwischen Knotenpunkten in digitalisierter Form vor. Strecken und/oder Knotenpunkten können weitere Informationen zugeordnet sein. Beispielsweise können einer Strecke eine Straßenklasse, eine Verkehrsbedeutung, eine zulässige Höchstgeschwindigkeit, ein Gefälle, eine Kurvigkeit, eine Länge oder eine absolute Lage zugeordnet sein. Aus Effizienzgründen liegen die Daten innerhalb des Kartenspeichers 165 als Datenbank vor. Der zweite Speicher 170 kann ein schneller aber flüchtiger, beschreibbarer Speicher (RAM) sein. Jedes Programm, das auf der Verarbeitungseinrichtung 150 auszuführen ist, ist an die Leistungsfähigkeit der Verarbeitungseinrichtung 150 ebenso wie an den maximal verfügbaren Platz in den Speichern 165 und 170 gebunden. Die Speicher 165 und 170 können teilweise oder vollständig überlappen oder zusammenfallen.Apart from the interface 140 is the navigation system 130 essentially conventionally constructed. The processing device 150 is preferably formed by a programmable digital microcomputer. By means of the GPS antenna 155 become a position of the motor vehicle on the basis of received signals from navigation satellites 100 and optionally a direction of movement and speed of the motor vehicle 100 certainly. By means of the optional TMC antenna 160 For example, dynamic traffic information may be received, including, for example, a temporary route ban such as a speed limit or route restriction, or traffic flow information on certain routes. The card store 165 includes representations of route maps of an area. The route maps exist as a network of links between nodes in digitized form. Routes and / or nodal points may be associated with further information. For example, one can Track can be assigned a road class, a traffic meaning, a maximum speed, a slope, a curvature, a length or an absolute position. For reasons of efficiency, the data lies within the card memory 165 as a database. The second memory 170 may be a fast but volatile, writable memory (RAM). Any program that works on the processing device 150 is to perform, is the performance of the processing device 150 as well as the maximum available space in the memories 165 and 170 bound. The stores 165 and 170 may partially or completely overlap or coincide.

Ein Zeitgeber kann in Form eines optionalen dedizierten Geräts mit der Verarbeitungseinrichtung 150 verbunden sein oder es können Zeitinformationen über die Schnittstelle 140 bzw. die GPS-Antenne 155 empfangen werden. Für einen Fahrer des Kraftfahrzeugs 100 ist eine Bedieneinheit 175 vorgesehen, die optische, akustische oder haptische Bedienelemente zur Ein- und Ausgabe umfassen kann.A timer may take the form of an optional dedicated device with the processing device 150 be connected or it can be time information via the interface 140 or the GPS antenna 155 be received. For a driver of the motor vehicle 100 is a control unit 175 provided, which may include optical, acoustic or haptic controls for input and output.

2 zeigt Ganglinien und Kennlinien zur Bestimmung eines Kraftstoffverbrauchs. In einem oberen linken Bereich von 2 ist eine Ganglinie 210 in einem Koordinatensystem eingetragen, das in horizontaler Richtung eine Zeit und in vertikaler Richtung einen Verkehrsfluss definiert. Der Verkehrsfluss ist als Verhältnis aus einer gefahrenen Geschwindigkeit (v) zu einer maximal möglichen Geschwindigkeit (vfreeflow) angegeben. Die Ganglinie 210 beschreibt, zu welchem Zeitpunkt mit welcher durchschnittlichen Geschwindigkeit auf der Strecke zu rechnen ist. Der Zeitbereich der horizontalen Achse erstreckt sich über einen Tag, so dass ein zähfließender Verkehr durch Stoßzeiten morgens und abends durch Ausschläge der Ganglinie 210 nach unten repräsentiert wird. 2 shows hydrographs and characteristics for determining fuel consumption. In an upper left area of 2 is a hydrograph 210 entered in a coordinate system that defines a time in the horizontal direction and a traffic flow in the vertical direction. The traffic flow is given as the ratio of a driven speed (v) to a maximum possible speed (v freeflow ). The course line 210 describes at what time with what average speed on the track is to be expected. The time range of the horizontal axis extends over one day, so that a slow-moving traffic due to peak times in the morning and in the evening due to rashes of the hydrograph 210 is represented down.

In einem oberen rechten Bereich von 2 befindet sich eine Darstellung einer Verbrauchskennlinie 220. In horizontaler Richtung ist ein Verbrauch in Litern Kraftstoff pro 100 km/h, in vertikaler Richtung eine Geschwindigkeit eingetragen. In einer anderen Ausführungsform kann auch ein anderer Verbrauchswert in vertikaler Richtung angegeben sein, etwa kWh. Die Geschwindigkeit in vertikaler Richtung ist absolut angegeben, durch eine geeignete Skalierung wird eine Entsprechung zur relativen Geschwindigkeitsangabe im Koordinatensysteme der Ganglinie 210 erreicht.In an upper right area of 2 there is a representation of a consumption curve 220 , In the horizontal direction is a consumption in liters of fuel per 100 km / h, entered a speed in the vertical direction. In another embodiment, another consumption value may be indicated in the vertical direction, about kWh. The velocity in the vertical direction is specified in absolute terms, and a suitable scaling corresponds to the relative velocity specification in the coordinate system of the hydrograph 210 reached.

In einem unteren linken Bereich von 2 ist eine Verbrauchsganglinie 230 in einem Koordinatensystem eingezeichnet, dessen horizontale Achse entsprechend der Ganglinie 210 in Zeit und dessen vertikale Achse entsprechend der horizontalen Achse der Verbrauchskennlinie 220 skaliert ist.In a lower left area of 2 is a consumption curve 230 drawn in a coordinate system whose horizontal axis corresponding to the hydrograph 210 in time and its vertical axis corresponding to the horizontal axis of the consumption curve 220 is scaled.

Dünne Verbindungslinien verbinden jeweils zueinander korrespondierende, markante Punkte auf den Linien 210 bis 230.Thin connecting lines each connect to each other, prominent points on the lines 210 to 230 ,

Zur Bestimmung eines Kraftstoffverbrauchs für eine bestimmte Strecke zu einer bestimmten Fahrzeit wird wie folgt vorgegangen. Für eine Klasse von Strecken, zu denen die fragliche Stecke gehört, ist aufgrund von Verkehrsbeobachtungen die Ganglinie 210 bekannt. Die Ganglinie 210 ist Bestandteil der Wegekarten im Kartenspeicher 165. Der Strecke ist eine erlaubte Höchstgeschwindigkeit zugeordnet, die durch die Klasse vorgegeben und durch dynamische Verkehrsinformationen angepasst sein kann. Daraus kann für die bestimmte Fahrzeit die absolute zu erwartende Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 100 bestimmt werden. Über die Verbrauchskennlinie 220 ist jeder Geschwindigkeit ein Verbrauch zugeordnet, der sich üblicherweise an einem spezifischen Verbrauch des Antriebsmotor 110 bei der Geschwindigkeit orientiert. Es wird dabei von einer stets optimalen Gangstufe ausgegangen. Mit Hilfe der Verbrauchskennlinie 220 kann für jeden Zeitpunkt der Ganglinie 210 ein zu erwartender Kraftstoffverbrauch bestimmt werden, der in der Verbrauchsganglinie 230 angegeben ist. Aus der Verbrauchsganglinie 230 wird derjenige Verbrauchswert abgelesen, der zur Fahrzeit korrespondiert.To determine a fuel consumption for a particular route at a particular driving time, the procedure is as follows. For a class of routes to which the link in question belongs, the hydrograph is due to traffic observations 210 known. The course line 210 is part of the route maps in the map memory 165 , The route is assigned an allowed maximum speed which can be predetermined by the class and adapted by dynamic traffic information. This can be the absolute expected speed of the motor vehicle for the particular journey time 100 be determined. About the consumption characteristic 220 Each speed is assigned a consumption, which is usually due to a specific consumption of the drive motor 110 oriented at speed. It is assumed that an always optimal gear ratio. With the help of the consumption curve 220 can for each time of the hydrograph 210 an expected fuel consumption to be determined in the consumption curve 230 is specified. From the consumption curve 230 the consumption value corresponding to the travel time is read off.

Die Verbrauchskennlinie 220 bezieht sich jedoch auf gleichmäßig gefahrene Geschwindigkeiten, während die Ganglinie 210 auf minderen Geschwindigkeiten basiert, die auf der jeweiligen Strecke gefahren werden und in die auch Brems- und Beschleunigungsvorgänge einbezogen sind. Der tatsächliche Verbrauch des Kraftfahrzeugs 100 ist daher in der Regel für eine gegebene Geschwindigkeit gemäß der Ganglinie 210 höher als der in der Verbrauchskennlinie 220 für diese Geschwindigkeit angegebene Wert.The consumption curve 220 however, refers to equally driven speeds while the hydrograph 210 Based on lower speeds that are driven on the respective route and in which also braking and acceleration processes are included. The actual consumption of the motor vehicle 100 is therefore usually for a given speed according to the hydrograph 210 higher than that in the consumption curve 220 value given for this speed.

Die Verbrauchskennlinie 240 modelliert einen realistischen Zusammenhang zwischen Kraftstoffverbrauch und Geschwindigkeit. Bei frei fließendem Verkehr, d. h., wenn die Geschwindigkeit bezüglich der Ganglinie 210 im Bereich von 100% (v/vfreeflow) liegt, kann von einer weitgehend gleichmäßig gefahrenen Geschwindigkeit auf der Strecke ausgegangen werden, so dass für die entsprechenden Zeiträume auf der Ganglinie 210 davon ausgegangen werden kann, dass die Verbrauchskennlinie 220 zutreffend ist. Eine Abweichung Δ0 ist Null.The consumption curve 240 models a realistic relationship between fuel consumption and speed. In free-flowing traffic, ie, when the speed with respect to the hydrograph 210 is in the range of 100% (v / v freeflow ), can be assumed that the speed of the track is largely uniform, so that for the corresponding periods on the hydrograph 210 can be assumed that the consumption curve 220 is true. A deviation Δ0 is zero.

Messwerte, die in Zeiträume gebundenen, stoppenden oder teilweise stehenden Verkehrs fallen, weisen eine Abweichung von der Verbrauchskennlinie 220 in Richtung eines erhöhten Verbrauchs auf. Auf der Basis möglichst mehrerer, wenigstens jedoch eines Messwerts Δ1, Δ2, kann mittels eines bekannten Interpolations- bzw. Extrapolationsverfahrens (Spline-, Polynom-, Bézier-Interpolation etc.) die angepasste Verbrauchskennlinie 240 bestimmt werden. Die Verbrauchsganglinie 230 kann dann wie oben beschrieben auf der Basis der Verbrauchskennlinie 240 bestimmt werden.Measured values that fall in periods bounded, stopped or partly stationary traffic, show a deviation from the consumption curve 220 towards increased consumption. On the basis of as many as possible, but at least one measured value Δ1, Δ2, the adapted consumption characteristic can be determined by means of a known interpolation or extrapolation method (spline, polynomial, Bezier interpolation, etc.) 240 be determined. The consumption curve 230 can then as described above on the basis of the consumption curve 240 be determined.

Die Verbrauchsganglinie 230 kann durch die Verarbeitungseinrichtung 150 in der Datenbank des Kartenspeichers 165 für die jeweilige Strecke gespeichert werden. Alternativ kann die Verbrauchsganglinie 230 auch im Zwischenspeicher 170 abgelegt und der Strecke oder der sie umfassenden Klasse zugewiesen werden. Dies ist insbesondere dann erforderlich, wenn die Datenbank im Kartenspeicher 165 nicht dazu eingerichtet ist, Änderungen oder Zusatzinformationen aufzunehmen. So können Speicherplatz und Verarbeitungsaufwand eingespart werden.The consumption curve 230 can by the processing device 150 in the database of the card memory 165 be saved for the respective route. Alternatively, the consumption curve 230 also in the cache 170 filed and assigned to the track or its comprehensive class. This is especially necessary if the database is in card memory 165 is not set up to include changes or additional information. This saves storage space and processing overhead.

In einer Variante können mehrere Ganglinien 210 vorliegen, die sich jeweils auf unterschiedliche Höchstgeschwindigkeiten auf der Strecke beziehen. Dementsprechend ergeben sich dann bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten des freien Verkehrs auch unterschiedliche Verbrauchsganglinien 230.In one variant, several hydrographs can be used 210 which relate to different maximum speeds on the track. Correspondingly, at different speeds of free traffic, different consumption curves also result 230 ,

3 zeigt ein Verfahren 300 zum Ablauf im Navigationssystem 130 in 1 zum Bestimmen eines Kraftstoffverbrauchs des Kraftfahrzeugs 100. Das Verfahren 300 umfasst Schritte 310 bis 370. Dabei ist das Verfahren 300 in zwei voneinander relativ unabhängige Teilverfahren 310320 und 330370 gegliedert. Während das erste Teilverfahren 310320 eine Sammlung und Vorverarbeitung von Beobachtungsdaten betrifft, werden die verarbeiteten Daten im zweiten Teilverfahren 330370 verwendet, um den Kraftstoffverbrauch zu bestimmen. Der Zusammenhang zwischen den Teilverfahren 310320 und 330370 besteht darin, dass die Qualität der Bestimmung des Kraftstoffverbrauchs mittels des zweiten Teilverfahrens 330370 mit einer zunehmenden Anzahl von Informationen, die mittels des ersten Teilverfahrens 310320 bestimmt wurden, ansteigt. 3 shows a method 300 to the procedure in the navigation system 130 in 1 for determining a fuel consumption of the motor vehicle 100 , The procedure 300 includes steps 310 to 370 , Here is the procedure 300 in two relatively independent sub-procedures 310 - 320 and 330 - 370 divided. During the first partial procedure 310 - 320 Concerning a collection and preprocessing of observation data, the processed data are in the second subprocedure 330 - 370 used to determine fuel consumption. The connection between the sub-procedures 310 - 320 and 330 - 370 is that the quality of the determination of fuel consumption by means of the second sub-process 330 - 370 with an increasing amount of information using the first sub-procedure 310 - 320 were determined to increase.

Im Schritt 310 werden Positionen des Kraftfahrzeugs 100 mittels der GPS-Antenne 155, zugeordnete Kraftstoffverbräuche mittels der Schnittstelle 140 und zugeordnete Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs 100 mittels einer der beiden Quellen 140 oder 155 bestimmt. Auf der Basis der aufgenommenen Werte wird im Schritt 320 eine Verbrauchskennlinie 240 gespeichert bzw. aktualisiert. Je mehr einander zugeordnete Informationen im Schritt 310 aufgenommen werden, desto mehr Stützstellen sind für die Verbrauchskennlinie im Schritt 320 verfügbar, so dass die Aussagekraft der Verbrauchskennlinie 240 steigt.In step 310 become positions of the motor vehicle 100 using the GPS antenna 155 , assigned fuel consumption by means of the interface 140 and associated speeds of the motor vehicle 100 by means of one of the two sources 140 or 155 certainly. On the basis of the recorded values is in step 320 a consumption curve 240 saved or updated. The more information associated with each other in the step 310 be picked up, the more nodes are for the consumption curve in the step 320 available, so the meaningfulness of the consumption curve 240 increases.

Die Informationen werden gemeinsam mit einem Messzeitpunkt und weiteren Begleitumständen, etwa der Strecke oder der die Strecke umfassende Klasse, abgespeichert. Im Rahmen einer späteren Bestimmung können dann Messwerte, deren Messzeitpunkte einer geplanten Fahrzeit entsprechen, dynamisch zu einer Verbrauchskennlinie 230 zusammen gefügt werden. In einer weiteren Ausführungsform kann auch eine Anzahl von Verbrauchskennlinien 240 bestimmt werden, bevor eine konkrete Anfrage vorliegt, so dass die Anfrage dann auf der Basis einer der bereits vorbestimmten Verbrauchskennlinien 240 beantwortet wird.The information is stored together with a measurement time and other accompanying circumstances, such as the route or the class comprising the route. As part of a later determination, measured values whose measurement times correspond to a planned travel time can then dynamically become a consumption curve 230 be joined together. In a further embodiment, a number of consumption characteristics may also be used 240 be determined before a specific request is made, so that the request then based on one of the already predetermined consumption characteristics 240 is answered.

Im Schritt 330 werden eine Strecke und eine geplante Fahrtzeit als Parameter einer Anfrage eines zugeordneten Kraftstoffverbrauchs entgegengenommen. Schritt 330 kann von einem üblichen Routenbestimmungsverfahren aufgerufen werden, bei dem für einzelne Strecken Verkehrswiderstände ermittelt werden, bezüglich denen die Route dann optimiert bestimmt wird.In step 330 For example, a route and a scheduled travel time are received as parameters of a request for allocated fuel consumption. step 330 can be called by a conventional route determination method in which traffic resistances are determined for individual routes, with respect to which the route is then determined in an optimized manner.

Im Schritt 340 wird bestimmt, welche Höchstgeschwindigkeit auf der Strecke gefahren werden kann. Eine zu dieser Höchstgeschwindigkeit passende Ganglinie 210 wird ausgewählt.In step 340 it is determined which maximum speed can be driven on the track. A gear to match this maximum speed 210 will be chosen.

Im Schritt 350 wird die erwartete Geschwindigkeit aus der ausgewählten Ganglinie 210 bestimmt. Liegt für die Strecke eine Verbrauchskennlinie 220, 240 vor, so wird auf deren Basis bestimmt, mit welchem Kraftstoffverbrauch auf der Strecke zu rechnen ist. Ist keine Verbrauchskennlinie 220, 240 bekannt, so wird eine vergleichbare Strecke bestimmt, die zur gleichen Klasse von Strecken gehört, etwa nach Kriterien der Verkehrsbedeutung, der zulässigem Höchstgeschwindigkeit, des Gefälle oder der Länge der Strecken oder einer Distanz zwischen den Strecken. Die Verbrauchskennlinie 220, 240 der vergleichbaren Strecke wird für die Strecke übernommen, wobei eine Anpassung, etwa in Form einer Skalierung in Abhängigkeit der genannten Kriterien, durchgeführt werden kann. Aus der Verbrauchskennlinie kann die Verbrauchsganglinie 230 komplett oder als Abschnitt, der die geplante Fahrzeit umfasst, bestimmt werden. Im Extremfall umfasst der Abschnitt nur einen einzigen Zeitpunkt. Dann wird der Kraftstoffverbrauch auf der Strecke aus der Verbrauchsganglinie 230 bestimmt und im abschließenden Schritt 370 ausgegeben.In step 350 will be the expected speed from the selected hydrograph 210 certainly. Is there a consumption curve for the route? 220 . 240 before, it is determined on the basis of which fuel consumption is to be expected on the route. Is not consumption characteristic 220 . 240 As is known, a comparable route is determined which belongs to the same class of routes, for example according to criteria of traffic significance, the permissible maximum speed, the gradient or the length of the routes or a distance between the routes. The consumption curve 220 . 240 the comparable route is taken over for the route, whereby an adaptation, for example in the form of a scaling depending on the mentioned criteria, can be carried out. The consumption curve can be derived from the consumption curve 230 completely or as a section that includes the planned journey time. In extreme cases, the section only covers a single point in time. Then the fuel consumption on the route from the consumption curve 230 determined and in the final step 370 output.

Claims (9)

Verfahren (300) zum Bestimmen eines Kraftstoffverbrauchs eines Kraftfahrzeugs (100) auf einer Strecke; folgende Schritte umfassend: – Bestimmen (360) einer erwarteten Geschwindigkeit auf der Strecke zu einer geplanten Fahrzeit auf der Basis einer Ganglinie, die einen Zusammenhang zwischen der Fahrzeit und der erwarteten Geschwindigkeit angibt; – Bestimmen (370) des Kraftstoffverbrauchs auf der Strecke zur Fahrzeit auf der Basis der erwarteten Geschwindigkeit; gekennzeichnet durch – Bestimmen (310, 320) einer Verbrauchskennlinie (220, 240), die einen Zusammenhang zwischen einer Geschwindigkeit und einem Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs (100) auf einer vergleichbaren Strecke angibt; – wobei der Kraftstoffverbrauch zusätzlich auf der Basis der Verbrauchskennlinie (220, 240) bestimmt wird.Procedure ( 300 ) for determining a fuel consumption of a motor vehicle ( 100 ) on a route; comprising the following steps: - determining ( 360 ) an expected on-track speed at a scheduled driving time based on a hydrograph indicating a relationship between the driving time and the expected speed; - Determine ( 370 ) the fuel consumption on the route at the time of travel based on the expected speed; characterized by - determining ( 310 . 320 ) of a consumption characteristic ( 220 . 240 ) showing a relationship between a speed and a fuel consumption of the motor vehicle ( 100 ) indicates on a comparable route; - In addition, the fuel consumption based on the consumption curve ( 220 . 240 ) is determined. Verfahren (300) nach Anspruch 1, wobei die Verbrauchskennlinie (240) auf der Basis von wenigstens einer bestimmten Abweichung (Δ1, Δ2) eines Kraftstoffverbrauchs von einer für das Kraftfahrzeug (100) typischen Verbrauchskennlinie (220) bestimmt wird.Procedure ( 300 ) according to claim 1, wherein the consumption characteristic curve ( 240 ) on the basis of at least one specific deviation (Δ1, Δ2) of a fuel consumption of one for the motor vehicle ( 100 ) typical consumption characteristic ( 220 ) is determined. Verfahren (300) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Strecke, die Ganglinie (210) und die angepasste Verbrauchskennlinie (240) der selben vorbestimmten Klasse von Strecken zugeordnet ist.Procedure ( 300 ) according to claim 1 or 2, wherein the track, the hydrograph ( 210 ) and the adjusted consumption curve ( 240 ) is assigned to the same predetermined class of links. Verfahren (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend den Schritt des Auswählens (350) einer aus mehreren Ganglinien (210), die jeweils unterschiedlichen Höchstgeschwindigkeiten zugewiesen sind, auf der Basis einer der Strecke zugewiesenen Höchstgeschwindigkeit.Procedure ( 300 ) according to one of the preceding claims, further comprising the step of selecting ( 350 ) one of several hydrographs ( 210 ), each assigned a different maximum speed, based on a maximum speed assigned to the track. Verfahren (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Fahrzeit und die Messzeit jeweils eine Tageszeit und/oder einen Wochentag umfasst.Procedure ( 300 ) according to one of the preceding claims, wherein the travel time and the measurement time each comprise a time of day and / or a day of the week. Verfahren (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vergleichbarkeit der Strecken anhand von wenigstens einem der folgenden Kriterien bestimmt wird: eine Verkehrsbedeutung der Strecken, eine zulässige Höchstgeschwindigkeit auf den Strecken, ein Gefälle der Strecken, eine Länge der Strecken und eine Zugehörigkeit der Stecken zu einem zusammenhängenden geographischen Gebiet.Procedure ( 300 ) according to one of the preceding claims, wherein the comparability of the routes is determined on the basis of at least one of the following criteria: a traffic significance of the routes, a maximum permissible speed on the routes, a gradient of the routes, a length of the routes and an affiliation of the connections to one contiguous geographical area. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zur Durchführung des Verfahrens (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wenn es auf einer Verarbeitungseinrichtung (150) ausgeführt wird oder auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist.Computer program product with program code means for carrying out the method ( 300 ) according to one of the preceding claims, when stored on a processing device ( 150 ) or stored on a computer-readable medium. Navigationssystem (130) für ein Kraftfahrzeug (100) zur Bestimmung einer verbrauchsoptimierten Route des Kraftfahrzeugs (100) von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt eines Wegenetzes, umfassend: – eine Verarbeitungseinrichtung (150), die dazu eingerichtet ist, Strecken des Wegenetzes auf der Basis des Verfahrens (300) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 einen Kraftstoffverbrauch in Abhängigkeit von der Fahrzeit zuzuordnen und die Bestimmung der Route als Minimierung des Kraftstoffverbrauchs zwischen dem Startpunkt und dem Zielpunkt durchzuführen. – einen ersten Speicher (165) für das Wegenetz; – einen zweiten Speicher (170) zur Ablage der Ganglinie und/oder der Verbrauchskennlinie (220, 240); – eine Schnittstelle (140) zu einer Einrichtung (120) des Kraftfahrzeugs (100), zum Empfangen von Daten, die auf einen momentanen Kraftstoffverbrauch hinweisen; – eine Positionsbestimmungseinrichtung (135) zur Bestimmung einer momentanen Position des Kraftfahrzeugs (100) auf dem Wegenetz;Navigation system ( 130 ) for a motor vehicle ( 100 ) for determining a consumption-optimized route of the motor vehicle ( 100 ) from a starting point to a destination point of a road network, comprising: - a processing device ( 150 ), which is set up to stretch the road network on the basis of the procedure ( 300 ) according to one of claims 1 to 7 to allocate fuel consumption in dependence on the driving time and to perform the determination of the route as a minimization of fuel consumption between the starting point and the destination point. A first memory ( 165 ) for the road network; A second memory ( 170 ) for storing the hydrograph and / or the consumption characteristic ( 220 . 240 ); An interface ( 140 ) to a body ( 120 ) of the motor vehicle ( 100 ), for receiving data indicative of current fuel consumption; A position determining device ( 135 ) for determining a current position of the motor vehicle ( 100 ) on the road network; Navigationssystem (130) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinrichtung (150) dazu eingerichtet ist, die Bestimmung der Route zusätzlich bezüglich einer Fahrzeit und/oder eines Fahrwegs zu optimieren.Navigation system ( 130 ) according to claim 9, characterized in that the processing device ( 150 ) is adapted to optimize the determination of the route additionally with respect to a travel time and / or a travel path.
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