-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen einer Kartendarstellung, in der zu einem Standort eines Kraftfahrzeugs eine Reichweite richtungsabhängig angezeigt wird.
-
Aus der
DE 10 2008 037 262 A1 ist ein solches Verfahren bekannt. Dargestellt wird in einer Kartendarstellung ein Polygonzug um den Standort herum. Dass kein Kreis dargestellt wird, sondern ein typischerweise unregelmäßiger Polygonzug, hat den Hintergrund, dass ein Kraftfahrzeug nicht in alle Richtungen geradlinig fährt, sondern in unterschiedliche Richtungen auf unterschiedlichen Straßen fährt. Die Reichweite lässt sich eher an den Straßen festmachen als an dem Abstand in Luftlinie. Zudem offenbart die
DE 10 2008 037 262 A1 , dass unterschiedliche Straßentypen, welche befahren werden, in unterschiedlichem Maße bei der Reichweitenberechnung einbezogen werden. So ist die Reichweite entlang einer Überlandstraße ohne oder mit wenigen Ortsdurchfahrten größer als beim Durchqueren einer Stadt mit vielen Ampelstopps etc.
-
Ferner ist in der
DE 10 2008 037 262 A1 auch beschrieben, dass bei der Ermittlung der verbleibenden Reichweite einer Tankfüllung geografische Streckenverhältnisse, insbesondere Steigungen, berücksichtigt werden können: Zu überwindende Steigungen einer Straße bedeuten für das Fahrzeug einen erhöhten Kraftstoffverbrauch.
-
Die
DE 10 2009 034 508 A1 betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Bereitstellen einer Reichweiteninformation, etwa auf einem Bildschirm. Die Reichweiteninformation wird auf der Basis des Energievorrats und einer angenommenen Energieverbrauchsrate ermittelt. Hierbei kann ein Fahrstil des Fahrzeugführers berücksichtigt werden, zum Beispiel der Fahrstil während der vorausgehenden Betriebsperiode. Alternativ kann der Fahrstil mithilfe eines manuell bedienbaren Eingabeelements definiert werden.
-
Die
DE 10 2006 050 096 A1 beschreibt ein Navigationegerät, welches eine Kartendatenbank umfasst, wobei die Kartendatenbank Informationen zum Straßennetz, zum Tankstellennetz und zum fahrzeugindividuellen oder fahrerindividuellen Kraftstoffverbrauch enthält. Der fahrerindividuelle Kraftstoffverbrauch kann hierbei abhängig vom jeweiligen Straßentyp differenziert angegeben werden.
-
Die
DE 10 2008 030 563 A1 beschreibt ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zur Reichweitenermittlung und einem Navigationssystem, wobei neben dem Straßentyp und der angenommenen Geschwindigkeit auf dem Weg zum Zielort etwa die Fahrgewohnheiten der Fahrer und der Durchschnittsverbrauch des Kraftfahrzeugs berücksichtigt werden.
-
Die
DE 43 44 369 A1 betrifft eine verbrauchsorientierte Fahrleistungsbegrenzung eines Fahrzeugantriebs. Hierbei wird neben dem Straßentyp auch das Verkehrsaufkommen berücksichtigt, um einen Zusammenhang zwischen dem mittleren Streckenverbrauch und der mittleren Geschwindigkeit empirisch zu ermitteln.
-
In der
WO 2011/029562 A1 geht es um die Reichweitenberechnung bei einer Vielzahl von Wegen. Die Wege werden in eine Mehrzahl von Klassen eingeteilt. Reichweiten werden auf Wegen einer ersten Klasse berechnet, während sie auf Wegen einer zweiten Klasse durch Schätzung ermittelt werden.
-
Bei den Verfahren gemäß dem Stand der Technik wird nur in unzureichendem Maße ein fahrerindividuelles Verhalten berücksichtigt. Bei der Berücksichtigung des Fahrstils ist zwar ein Anfang hierbei gemacht, sinnvollerweise lassen sich aber nicht mehr als zwei oder drei Fahrstile voneinander unterscheiden, sodass dann die Reichweitenermittlung nicht individuell für einen bestimmten Fahrzeugführer erfolgt.
-
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Bereitstellen einer Kartendarstellung anzugeben, in der zu einem Standort eines Kraftfahrzeugs eine Reichweite richtungsabhängig angezeigt wird, das in verbessertem Maße die Realität abbildet, also eine bessere Vorhersage der von einem bestimmten Fahrer auf einer bestimmten Strecke tatsächlich erzielbaren Reichweite ermöglicht.
-
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 und ein zugehöriges Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 4 gelöst.
-
Somit wird bei dem Berechnen der Reichweite vom Standort zu einem bestimmten Ort zumindest ein Wert für den mittleren Verbrauch an einem Betriebsmittel in Abhängigkeit von zumindest einem Wegparameter berechnet. Hierbei werden zum Bereitstellen des Werts für den mittleren Verbrauch Messwerte für den aktuellen Verbrauch gewonnen und sie werden unter Einsatz eines jeweils bei Ermittlung des Messwerts gültigen Werts für den zumindest einen Wegparameter einer bestimmten Werteklasse aus einer Mehrzahl von Werteklassen zugeordnet, und schließlich (abschließend oder fortlaufend) wird aus den einer Werteklasse zugeordneten Messwerten ein Wert für den mittleren Verbrauch ermittelt.
-
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass ein fahrerindividuelles Ermitteln des mittleren Verbrauchs eine besonders präzise Vorhersage einer Reichweite ermöglicht, wenn hierbei bestimmte Wegparameter berücksichtigt werden. Die Vorgehensweise ist viel feiner als das bloße Annehmen eines Fahrstils: Während man bei Annahme eines Fahrstils nur ungefähr einen mittleren Verbrauch abschätzen kann, der bei einem sportlichen Fahrstil höher sein mag als bei einem defensiven Fahrstil, lässt sich hier für einen bestimmten Fahrzeugführer genau angeben, wie er bei Gültigkeit eines bestimmten Wegparameters das Betriebsmittel für das Kraftfahrzeug verbraucht.
-
Bei der Erfindung werden sowohl beim Ermitteln als auch beim Anwenden der Werte für den mittleren Verbrauch in Abhängigkeit von dem zumindest einen Wegparameter weitere Wegparameter berücksichtigt, um eine rechnerische Korrektur vorzunehmen. Werden diese weiteren Wegparameter beim Ermitteln berücksichtigt, muss die rechnerische Korrektur im Sinne eines Normierens dahin gehen, den Einfluss der weiteren Wegparameter in gewisser Weise „herauszurechnen”. Wird der Wert für den mittleren Verbrauch angewendet, wenn die Reichweite berechnet werden soll, dann müssen die weiteren Wegparameter für das Normieren (wieder) „hineingerechnet” werden.
-
Das Berücksichtigen weiterer Wegparameter für Zwecke außerhalb der Klassifizierung in Werteklassen hat den Vorteil, dass nicht eine übermäßig hohe Anzahl an Werteklassen gebildet werden muss, aber gleichwohl solche Wegparameter nicht unbeachtet bleiben.
-
Anstelle eines reinen Wegparameters können auch weitere Parameter berücksichtigt werden, die eine bestimmte Situation kennzeichnen. Die Situation kann sich insbesondere auf das aktuelle Wetter bzw. die klimatischen Bedingungen beziehen. So können physikalische Parameter wie etwa die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit berücksichtigt werden; denn beispielsweise bei hohen Temperaturen muss der Fahrgastinnenraum mithilfe der Klimatisierungsanlage verstärkt gekühlt werden, was zu einem erhöhten Verbrauch an Kraftstoff führt.
-
Der zumindest eine Wegparameter kann zum Beispiel eine Angabe über die Art einer Straße beinhalten. So lässt sich zum Beispiel bereits grob zuordnen, wie der mittlere Verbrauch auf einer Autobahn ist, auf einer Landstraße und innerstädtisch. Alternativ oder zusätzlich können Geschwindigkeitsbeschränkungen auf der Straße berücksichtigt werden. Der mittlere Verbrauch auf einer Autobahn kann davon abhängig sein, ob zum Beispiel eine Geschwindigkeitsbeschränkung auf 120 km/h vorliegt oder nicht. Schließlich kann der zumindest eine Wegparameter auch eine Angabe über eine Verkehrssituation auf der Straße beinhalten. Die Klassifizierung lässt sich insofern verfeinern, dass unterschieden wird, ob zum Beispiel auf einer Autobahn ein Verkehrsstau vorliegt oder nicht. Man kann somit eine Vielzahl von Werteklassen mit wenigen Wegparametern definieren, durch die ganz unterschiedliche Fahrsituationen widergespiegelt werden. Dadurch lässt sich zum Beispiel berücksichtigen, dass der eine Fahrer zwar möglicherweise auf einer Landstraße sehr sportlich überholt und häufig beschleunigt und damit mehr Kraftstoff verbraucht, hingegen auf Baustellen einer Autobahn eher defensiv fährt oder innerstädtisch häufig mit leicht überhöhter, aber gleichmäßiger Geschwindigkeit fährt. Durch die Verfeinerung bei der Definition der Werteklassen ist somit in besonderem Maße dafür gesorgt, dass die mittleren Werte für den Verbrauch an dem Betriebsmittel, die der Reichweitenberechnung zugrunde liegen, auch so genau sind, dass die Reichweite möglichst exakt ermittelt werden kann, wenn sich der Fahrzeugführer immer gleich oder zumindest ähnlich (in Abhängigkeit von zumindest einem Wegparameter) verhält.
-
Als Beispiel für den weiteren Wegparameter sei die Straßensteigung genannt oder ein Kurvenradius der Straße. Insbesondere im Fall der Straßensteigung ist es nicht sinnvoll, zu jeder möglichen Steigung einen mittleren Verbrauch zu ermitteln. Es lässt sich zum Beispiel berechnen, dass bei einer Bergauffahrt über eine Straße mit einer bestimmten Straßensteigung ein Anstieg des Verbrauchs von dieser Straßensteigung abhängig ist. Es muss somit keine gesonderte Werteklasse gebildet werden, um die Straßensteigung angemessen zu berücksichtigen. Gegebenenfalls können neben rein mathematischen Formeln auch komplexe Zusammenhänge und insbesondere empirisch gewonnene Kurven (Wertetabellen) berücksichtigt werden.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ermittelt ein erstes Datenverarbeitungsgerät Daten zu allen aktuellen Wegparametern. Es übermittelt selbige an ein zweites Datenverarbeitungsgerät, welches sodann die Messwerte für den aktuellen Verbrauch ermittelt und daraus in Werteklassen den mittleren Verbrauch ermittelt. Das zweite Datenverarbeitungsgerät übermittelt ferner zu allen Werteklassen den jeweiligen mittleren Verbrauch an das erste Datenverarbeitungsgerät, und das erste Datenverarbeitungsgerät stellt ferner die Kartendarstellung bereit. Die Reihenfolge in der Darstellung der genannten Eigenschaften der Datenverarbeitungsgeräte stehlt nicht notwendigerweise eine Reihenfolge dar. So wird das Ermitteln der mittleren Verbrauchswerte ständig und wiederholt erfolgen, das Übermitteln der ermittelten jeweiligen mittleren Verbrauchswerte aber kann auf Anfrage durch das erste Datenverarbeitungsgerät erfolgen, wenn dieses die Kartendarstellung bereitstellen soll; gegebenenfalls kann das Übermitteln der mittleren Verbrauchswerte in einer bestimmten Taktung erfolgen, die größer ist als beim Ermitteln der aktuellen Messwerte für den Verbrauch.
-
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung näher unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, in der
-
1 ein schematisches Schaubild eines Kraftfahrzeugs ist, anhand dessen die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren beteiligten Bauteile des Kraftfahrzeugs erläutert werden, und wobei
-
2 ein Schaubild zur Erläuterung des Datenflusses zwischen zwei Datenverarbeitungsgeräten in dem Kraftfahrzeug ist.
-
In einem im Ganzen mit 10 bezeichneten Kraftfahrzeug treibt eine Verbrennungskraftmaschine 12 die Räder 14 des Kraftfahrzeugs an. Hierzu wird aus einem Kraftstofftank 16 Kraftstoff über eine Leitung 18 entnommen.
-
Ein bestimmtes Steuergerät 20, das man als Bordcomputer oder auch als Kombiinstrument bezeichnen kann, erhält über einen in der Figur nicht gezeigten Datenbus eine Information über den von dem Kraftfahrzeug zurückgelegten Weg und seinen Verbrauch an Kraftstoff. Die Geschwindigkeit wird mithilfe von Drehzahlsensoren gemessen. Die Motorsteuerung liefert die Menge an der Verbrennungskraftmaschine zugeführtem Kraftstoff, wozu in der Figur symbolisch ein Sensor in der Leitung 18 gezeichnet ist. Alternativ hierzu liefert die Motorsteuerung die momentane elektrische Leistung. Das Kombiinstrument 20 ist somit in der Lage, den mittleren Kraftstoffverbrauch zu messen. Dem Kombiinstrument 20 zugeordnet ist eine Vielzahl von Speichern 24a, 24b, 24c etc., in die Datenwerte einschreibbar sind. Die Speicher 24a, 24b und 24c können auch Sektoren eines größeren Speichers sein.
-
In dem Kraftfahrzeug 10 gibt es als weiteres Steuergerät 26 ein Navigationsgerät. Dieses ist mit einer Einrichtung 28 zum Messen des Standorts des Kraftfahrzeugs über das „Global Positioning System”, das globale Positionierungssystem, ausgerüstet, das über eine Antenne 30 Signale von einem fahrzeugexternen Satellitensystem 32 empfängt.
-
Das Navigationsgerät 26 bewirkt auf einer Anzeigeeinrichtung 34 das Bereitstellen einer Kartendarstellung 36. Vorliegend soll der Standort 38 des Kraftfahrzeugs, gemessen durch die Einrichtung 28, auf einer Landkarte dargestellt werden. Zu dem Standort 38 soll eine Reichweite richtungsabhängig angegeben werden. Zu diesem Zweck wird eine Kontur 40 dargestellt, die für jede Richtung, ausgehend von dem Standort 38, anzeigt, wie weit das Kraftfahrzeug mit dem von einem Füllstandsmesser 42 im Kraftstofftank 16 gemessenen Tankinhalt des Kraftstofftanks 16 fahren kann.
-
Nachfolgend wird beschrieben, wie diese Reichweite ermittelt wird, und was hierzu in dem Kraftfahrzeug 10 beständig passiert. Das Verfahren ist gleichermaßen dann anwendbar, wenn statt einer Verbrennungskraftmaschine 12 ein Elektromotor verwendet wird, der aus einem elektrochemischen Speichermedium (Batterie) mit Strom gespeist wird – die Reichweite ermittelt sich dann bezüglich des Ladezustands der Batterie. Ferner ist das Verfahren auch dann anwendbar, wenn das Kraftfahrzeug ein Hybridfahrzeug ist, in dem es sowohl eine Verbrennungskraftmaschine mit zugehörigem Tankinhalt gibt, als auch einen Elektromotor mit zugehöriger gespeicherter Ladung.
-
Das Verfahren beruht darauf, dass unterschiedliche mögliche Standorte des Kraftfahrzeugs bzw. Streckenabschnitte, die das Kraftfahrzeug befahren kann, gemäß zumindest dreier möglicher Informationen (Info 1, 2, 3) charakterisierbar sind, zum Beispiel die Art einer Straße, die Straßensteigung und ein Kurvenradius in der Straße. Vorliegend werde eine Klassifizierung anhand der ersten Information vorgenommen, der Art der Straße. Die Klassifizierung kann auf verfeinerte Art und Weise erfolgen, zum Beispiel kann es eine Klasse „Autobahn mit Stau”, „Autobahn mit Geschwindigkeitsbeschränkung auf 80 km/h”, „Autobahn mit Geschwindigkeitsbeschränkung auf 120 km/h”, „Autobahn ohne Geschwindigkeitsbeschränkung” geben, genauso auch „Landstraße mit Geschwindigkeitsbeschränkung auf 80 km/h”, „Landstraße ohne Geschwindigkeitsbeschränkung”, „Stadtverkehr”, etc. Zu jeder dieser Klassen gibt es vorliegend einen Speicher 24a, 24b, 24c.
-
Das Verfahren beruht nun des Weiteren darauf, dass zu jeder dieser Klassen ein mittlerer Verbrauch für das Kraftfahrzeug fahrzeugführerindividuell ermittelt wird.
-
Das Verfahren beginnt damit, dass in einem Schritt S10 die Speicherwerte zunächst initialisiert werden. Hier kann man typische Verbrauchswerte verwenden, die empirisch ermittelt sind. Auf den Schritt S10 kann gegebenenfalls verzichtet werden.
-
Im Schritt S12 wird nun der Standort des Kraftfahrzeugs durch das Navigationsgerät ermittelt. Das Navigationsgerät 26 ermittelt zu dem Standort die Informationen 1, 2 und 3 in Schritt S14. Diese Informationen werden sodann über eine bidirektionale Datenverbindung 44 dem Kombiinstrument 20 zur Verfügung gestellt, also in Schritt S16 von dem Navigationsgerät 26 ausgesandt und in Schritt S18 vom Kombiinstrument 20 empfangen.
-
Das Kombiinstrument 20 misst ferner in Schritt S20 den Momentanverbrauch der Verbrennungskraftmaschine und damit des Kraftfahrzeugs an Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 16.
-
Anhand der Informationen 2 und 3 lässt sich dieser Momentanverbrauch nun in Schritt S22 korrigieren. Beispielsweise kann bei Befahren einer Straße mit starker Steigung von z. B. 15% der Momentanverbrauch durch eine Zahl von 1,3 geteilt werden, weil typischerweise bei Befahren einer solchen Straße der Kraftstoffverbrauch um 30% höher ist als auf einer ebenen Straße. Diese Korrektur dient dem Herausrechnen der Straßensteigung, um Werte zu erhalten, die für eine ebene Fahrbahn gelten. Genauso kann das Dividieren durch eine Zahl erfolgen, die kleiner als 1 ist, wenn gerade bergab gefahren wird.
-
In Schritt S24 erfolgt dann ein Klassifizieren anhand der Information 1: Der momentan gemessene und korrigierte Momentanverbrauch wird in Schritt S24 dazu genutzt, den Speicherwert in dem der aktuell gültigen Info 1 entsprechenden Speicher zu überschreiben. Hierzu wird der bisherige Speicherwert ausgelesen und mit einer Gewichtung ein neuer Mittelwert mit dem aktuell gemessenen und korrigierten Momentanverbrauch gebildet. Dies erfolgt in Schritt S26, der korrigierte Momentanverbrauch wird somit in den Speicher gemäß Klassifzierung geschrieben. Alternativ hierzu ist es denkbar, in den Speicher immer wieder neue Werte für den korrigierten Momentanverbrauch zu speichern und den Mittelwert erst zu einem späteren Zeitpunkt zu bilden.
-
Die bisher genannten Schritte S12 bis S26 werden bevorzugt ständig zu jeweils aktuellen Standorten wiederholt. Typischerweise wird sich dann zumindest eine der Infos 1, 2 und 3 ändern, sodass bei Änderung der Info 1 eine aktuelle Messung für einen anderen Speicher erfolgt und bei Änderung der Infos 2 und 3 eine andere Art der Korrektur erfolgt. Im Ergebnis erhält man schließlich solche Speicherwerte, die bei einem bestimmten Fahrzeugführer angeben, wie viel er bei Befahren einer Straße gemäß der Info 1 an Kraftstoff verbraucht.
-
In Schritt S28 erfolgt nun über die bidirektionale Datenverbindung 44 eine Ausgabe durch das Kombiinstrument 20 zu dem Navigationsgerät 26, und zwar werden die Speicherwerte, gegebenenfalls auch der korrigierte Momentanverbrauch, dem Navigationsgerät 26 mitgeteilt, das diese in Schritt S30 empfängt. Das Navigationsgerät 26 berechnet in Schritt S32 zu dem aktuell gemessenen Standort (siehe das letztmalige Durchlaufen des Schrittes S12) den Mobilitätshorizont, also die Kontur 40, die angibt, wie weit in welche Richtung das Kraftfahrzeug mit dem verbleibenden Kraftstoff noch fahren kann, wenn der Fahrzeugführer in der Zukunft sein Fahrverhalten in Abhängigkeit von der jeweiligen Straßenart gemäß Info 1 fortsetzt. Nun wird durch das Navigationsgerät 26 bewirkt, dass die Karte 36 mit dem Standort 38 und dem Mobilitätshorizont 40 angezeigt wird.
-
Das Kraftfahrzeug 10 lernt bei dem Verfahren somit zu einem bestimmten Fahrzeugführer, wie viel Kraftstoff er unter welchen Umständen verbraucht. Dies wird dann bei der Berechnung des Reichweitenhorizonts 40 berücksichtigt. Das Verfahren ist dadurch in der Lage, dem Fahrzeugführer eine besonders zuverlässige Voraussage über die erzielbare Reichweite zu geben.
