DE102014225122A1 - A method and system for providing information about the availability of charging stations - Google Patents

A method and system for providing information about the availability of charging stations

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DE102014225122A1
DE102014225122A1 DE201410225122 DE102014225122A DE102014225122A1 DE 102014225122 A1 DE102014225122 A1 DE 102014225122A1 DE 201410225122 DE201410225122 DE 201410225122 DE 102014225122 A DE102014225122 A DE 102014225122A DE 102014225122 A1 DE102014225122 A1 DE 102014225122A1
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DE
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Application
Patent type
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vehicle
method
charging stations
charging
according
Prior art date
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Pending
Application number
DE201410225122
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German (de)
Inventor
Heidrun Belzner
Daniel Kotzor
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Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
    • G06QDATA PROCESSING SYSTEMS OR METHODS, SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL, SUPERVISORY OR FORECASTING PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL, SUPERVISORY OR FORECASTING PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/30Transportation; Communications

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein The present invention relates to a
Beschrieben wird ein Verfahren zur Bereitstellung von Informationen zur Verfügbarkeit von Ladestationen, bei dem man Disclosed is a method for providing information about the availability of charging stations, in which
a) eine Ladeanfrage eines Fahrzeuges an eine Recheneinheit (2) übermittelt; a) send a load request of a vehicle to a computing unit (2);
b) Zustandsinformationen des Fahrzeugs (10) über den Ladezustand an die Recheneinheit (2) übermittelt; received b) state information of the vehicle (10) on the charging status to the computing unit (2);
c) aus den statischen (4) und dynamischen (5) Daten von Ladestationen und den Zustandsinformationen des Fahrzeugs (10) eine Wahrscheinlichkeitsverteilung (21) zu erwartender freier Ladestationen ermittelt; c) from the static (4) and dynamic (5) information of charging stations and the state information of the vehicle (10) determines a probability distribution (21) Expected free charging stations;
d) die Wahrscheinlichkeitsverteilung (21) der Verfügbarkeit der Ladestationen visualisiert. d) visualized the probability distribution (21) of the availability of the charging stations.
Weiterhin wird ein System (1) zur Ausführung des Verfahrens beschrieben sowie ein Computerprogrammprodukt welches zur Ausführung der Verfahrensschritte auf einer Recheneinheit (2) des System (1) vorgesehen ist. Furthermore, a system (1) for implementing the method is described as well as a computer program product which is intended for execution of the method steps on a computing unit (2) of the system (1).
Die Erfindung stellt ein verbessertes Verfahren zur Bereitstellung von Informationen zur Verfügbarkeit von Ladestationen zur Verfügung. The invention provides an improved method for providing information about the availability of charging stations. Dadurch wird sichergestellt, dass ein Fahrer eines E-Fahrzeugs eine Fahrt bei der er unbedingt auf dem Weg laden muss, eine freie Ladestation findet. This ensures that a driver of an electric vehicle in which he must necessarily charge the way a ride, is a free charging station.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Bereitstellung von Informationen zur Verfügbarkeit von Ladestationen für Elektrofahrzeuge. The invention relates to a method and a system for providing information about the availability of charging stations for electric vehicles.
  • Der Anteil von Elektrofahrzeugen im Straßenverkehr nimmt stetig zu. The share of electric vehicles on the roads is steadily increasing. Elektrofahrzeuge sind Fahrzeuge mit einem mindestens teilweise elektrischen Antrieb, bei welchen die Energiespeicher regelmäßig aufgeladen werden müssen und werden im Zusammenhang mit dieser Erfindung hierin als E-Fahrzeuge oder auch kurz als Fahrzeuge bezeichnet. Electric vehicles are vehicles with an at least partially electric drive, in which the energy storage must be charged regularly and are referred to herein as electric vehicles or simply as vehicles in connection with this invention. Es muss daher auch die entsprechende Infrastruktur zur Aufladung der E-Fahrzeuge, insbesondere auch im öffentlichen Straßenland ausgebaut werden. It must therefore also the infrastructure to charge the electric vehicles to be expanded especially in the public streets. Die Anzahl der Ladestationen steigt mit zunehmendem Verkauf von Elektrofahrzeugen oder deren Nutzung, insbesondere auch durch Carsharing. The number of charging stations increases with increasing sales of electric vehicles or their use, especially by car sharing. Der stetige Ausbau an Infrastruktur führt allerdings dazu, dass Karten im Internet und in Navigationsgeräten häufig veraltet sind. However, the continuous expansion of infrastructure means that maps are often out of date on the Internet and in navigation devices. Zudem ist die Infrastruktur von Ladestationen sehr inhomogen. In addition, the infrastructure of charging stations is very inhomogeneous. Ein kritischer Punkt ist, dass viele Ladestationen oftmals durch Verbrenner-Fahrzeuge, andere E-Fahrzeuge blockiert oder die Stationen defekt sind. A critical point is that many charging stations often blocked by gasoline cars, other electric vehicles or stations are defective. Plant ein Fahrer eines E-Fahrzeugs eine Fahrt bei der er unbedingt auf dem Weg laden muss, ist heutzutage nicht gewährleistet, dass er eine freie Ladestation findet. Plant a driver of an electric vehicle in which he must necessarily charge the way a ride today is no guarantee that he will find a free charging station.
  • Im Stand der Technik sind bereits Lösungen beschrieben worden, welche aber erhebliche Nachteile aufweisen bzw. die Problematik des Findens einer Ladestation nicht vollständig lösen. In the prior art solutions have been described, but which have significant disadvantages or does not completely solve the problem of finding a charging station. In der In the DE 10 2012 203 127 A1 DE 10 2012 203 127 A1 wird ein System zum Reservieren einer elektrischen Ladestation für ein E-Fahrzeug offenbart, wobei eine bestimmte Ladestation nur für das anfragende Fahrzeug reserviert ist. is disclosed a system for reserving an electrical charging station for an electric vehicle, wherein a specific charging station is reserved for the requesting vehicle. Die The DE 10 2009 042 627 A1 DE 10 2009 042 627 A1 beschreibt ein Verfahren zur Anzeige von verfügbaren Ladestationen, die aufgrund von direktem Kontakt zwischen Ladestation und Fahrzeug angezeigt werden. describes a method of displaying available charging stations that appear due to direct contact between the charging station and the vehicle. Dabei wird lediglich zwischen Ladestationen unterschieden, die „frei” oder „belegt” sind. The only distinguish between charging stations, "free" or "occupied" is.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Bereitstellung von Informationen zur Verfügbarkeit von Ladestationen zur Verfügung zu stellen. It is an object of the present invention to provide an improved method for providing information about the availability of charging stations.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. The object is achieved by a method having the features of the main claim. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung werden durch die Merkmale der abhängigen Unteransprüche gekennzeichnet. Advantageous developments of the present invention are characterized by the features of the dependent subclaims.
  • Die Aufgabe wird ferner durch ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs für ein Computerprogrammprodukt gelöst. The object is further achieved by a computer program product having the features of independent claim for a computer program product.
  • Die Aufgabe wird ferner auch durch ein System mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs für ein System gelöst. The object is further achieved by a system having the features of the independent claim for a system. Vorteilhafte Weiterbildungen werden in abhängigen Ansprüchen hierzu gekennzeichnet. Advantageous further developments are characterized in dependent claims thereto.
  • Die Erfindung schafft ein Verfahren zur Bereitstellung von Informationen zur Verfügbarkeit von Ladestationen, bei dem man The invention provides a method for providing information about the availability of charging stations, in which
    • a) eine Ladeanfrage eines Fahrzeuges an eine Recheneinheit übermittelt; a) send a load request of a vehicle to a computing unit;
    • b) Zustandsinformationen des Fahrzeugs über den Ladezustand an die Recheneinheit übermittelt; b transmitted) state information of the vehicle about the charging state to the arithmetic unit;
    • c) aus den statischen und dynamischen Daten von Ladestationen und den Zustandsinformationen des Fahrzeugs eine Wahrscheinlichkeitsverteilung zu erwartender freier Ladestationen ermittelt; c) determining a probability distribution of expected free charging stations from the static and dynamic data of charging stations and the status information of the vehicle;
    • d) die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Verfügbarkeit der Ladestationen visualisiert. d) visualizes the probability distribution of the availability of the charging stations.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die übermittelte Ladeanfrage des Fahrzeugs Daten der aktuellen Position, des gewünschten Ziels, des gewünschten Zielgebiets, der gewünschten Ankunftszeit, der ermittelten Ankunftszeit oder beliebige Kombinationen dieser Daten umfasst. An advantageous embodiment of the inventive method provides that the transmitted charge request of the vehicle data of the current position of the desired destination, the desired target area, the desired arrival time, the arrival time determined or any combination of these data includes.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Ladeanfrage des Fahrzeugs mittels eines Benutzerinterfaces an die Recheneinheit übermittelt. In an advantageous embodiment of the method the load request of the vehicle is transmitted to the computing unit by means of a user interface.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Zustandsinformationen des Fahrzeugs über den Ladezustand mittels eines Fahrzeuginterfaces an die Recheneinheit übermittelt. In a further advantageous embodiment of the inventive state information of the vehicle via the charging state by means of a vehicle interfaces are communicated to the computing unit.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass man die Übermittlung der Daten an die Recheneinheit mittels einer Schnittstelle ausführt, wobei die Schnittstelle mit der Recheneinheit und/oder dem Benutzerinterface und/oder dem Fahrzeuginterface in kommunikativer Verbindung steht. A further advantageous embodiment of the method provides that one carries out the transmission of data to the computing unit via an interface, wherein the interface communicates with the computer unit and / or the user interface and / or the vehicle interface in communicative connection.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die statischen Daten in einer POI-Datenbank abgelegt, wobei die POI-Datenbank eine externe Datenbank ist und/oder eine Komponente der Recheneinheit bildet. In a further advantageous embodiment of the inventive method, the static data are stored in a POI database, the POI database is an external database and / or forms a component of the computing unit.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Verfügbarkeit der Ladestationen visualisiert, indem man diese auf einem separaten Display im Fahrzeug oder mittels des Benutzerinterfaces darstellt. In a further advantageous embodiment of the inventive method, the probability distribution of the availability of the charging stations are visualized by representing it on a separate display in the vehicle or by means of the user interface.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des vorliegenden Verfahrens sieht vor, dass man die Wahrscheinlichkeitsverteilung zum Zeitpunkt der Ladeanfrage des Fahrzeugs berechnet und/oder während des fortlaufenden Betriebs des Fahrzeugs die Berechnung zu bestimmten Zeitpunkten und/oder in zuvor definierten Zeitintervallen wiederholt, wobei man die jeweils zu diesem Zeitpunkt vorliegenden statischen und dynamischen Daten von Ladestationen am gewünschten Ziel und die jeweils aktuellen Zustandsinformationen des Fahrzeugs verwendet. A further advantageous embodiment of the present method provides that one calculates the probability distribution at the time of loading request of the vehicle and / or during the ongoing operation of the vehicle, the calculation at certain times and / or repeated in previously defined time intervals, to each of this time this static and dynamic data of charging points at the desired destination and the current state information of the vehicle used.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein Computerprogrammprodukt bereit, welches direkt in den internen Speicher der Recheneinheit ladbar ist und Softwarecode oder Teile davon umfasst, welche zur Ausführung der Verfahrensschritte gemäß einem der voranstehenden Ansprüche ausführbar sind, wenn das Computerprogrammprodukt auf der Recheneinheit ausgeführt wird. The present invention further provides a computer program product which is directly loadable into the internal memory of the computing unit and software code or parts thereof, which are executable to perform the method steps according to one of the preceding claims when the computer program product is run on the processing unit.
  • Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein System zur Bereitstellung von Informationen zur Verfügbarkeit von Ladestationen, umfassend The present invention further provides a system for providing information about the availability of charging stations, comprising
    • a) mindestens eine Recheneinheit; a) at least one computing unit;
    • b) mindestens eine POI-Datenbank mit statischen Daten von Ladestationen; b) at least one POI database with static information of charging stations;
    • c) mindestens ein Benutzerinterface in einem Fahrzeug zur Eingabe einer Ladeanfrage; c) at least one user interface in a vehicle to enter a charging request;
    • d) mindestens ein Kommunikationsweg zur Übermittlung von Daten zwischen dem Benutzerinterface und der Recheneinheit. d) at least one communication path for communicating data between the user interface and the processing unit.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems umfasst dieses weiterhin mindestens ein Fahrzeuginterface zur Erfassung und Bereitstellung von Zustandsinformationen des Fahrzeugs. In a further advantageous embodiment of the system according to the invention it further comprises at least one vehicle interface for detecting and providing state information of the vehicle.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Systems umfassen weitere Mittel zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß mindestens einem unabhängigen oder abhängigen Verfahrensansprüche. Further advantageous embodiments of the system according to the invention comprise further means for carrying out a method according to the invention according to at least one independent or dependent method claims.
  • POI-Datenbanken im Sinne der Erfindung sind zunächst Datenbanken, welche die Geodaten von Ladestationen enthalten. POI databases within the meaning of the invention are first of all databases containing the spatial information of charging stations. Um das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen werden beispielsweise POI-Datenbanken von Ladestationsbetreibern verwendet. POI databases are to carry out the novel process, for example, used by the charging station operators. Derartige Datenbanken können aber auch weitere Daten enthalten, beispielsweise Daten zu den Betriebszuständen der Ladestationen. However, such databases can contain other data, such as data on the operating conditions of the charging stations. Derartige Daten werden als dynamische Daten bezeichnet. Such data is referred to as dynamic data. Allerdings können diese (dynamischen) Daten auch in anderen Datenquellen gespeichert werden, da diese in aller Regel nur vorübergehend gespeichert und vorrätige gehalten werden müssen. However, these (dynamic) data in other data sources are saved because they have to be held only temporarily in most cases and of stock. Eine dauerhafte oder persistente Speicherung dieser Daten ist erfindungsgemäß nicht erforderlich. A permanent or persistent storage of these data, the invention is not required. Es kann erfindungsgemäß also vorgesehen sein, dass mehrere Datenbanken und/oder Datenquellen verwendet werden, um die entsprechenden Berechnungen durchzuführen, die zur Ermittlung der Wahrscheinlichkeitsverteilung führen. It may be therefore the invention provides that multiple databases and / or data sources are used to perform the calculations which lead to the determination of the probability distribution.
  • Statische Daten im Sinne der vorliegenden Erfindung umfassen neben den POI-Daten, also beispielsweise den Geodaten der Ladestationen, auch weitere Daten, die erfindungsgemäß zur Abschätzung der Wahrscheinlichkeitsverteilung benötigt werden. Static data in the context of the present invention comprise in addition to the POI data, so for example, the spatial data of the charging stations, and other data according to the invention required to estimate the probability distribution. Zu diesen Daten, also zu den statischen Daten, gehören im Sinne der Erfindung auch die Modellparameter zur Darstellung der historischen Profile. These data, so the static data, including for the purposes of the invention, the model parameters to represent the historical profiles.
  • Es wird also ein Verfahren und ein System vorgeschlagen, welches auf der Basis von Datenquellen wie Content-Provider-Daten oder dynamischen Fahrzeuginformationen eine Schätzung zur Verfügbarkeit von Ladestationen visualisiert, nachdem eine entsprechende Ladeanfrage erfolgt ist. It is proposed therefore, to a method and a system which visualizes on the basis of data sources such as content provider data or dynamic vehicle information an estimate for the availability of charging stations after a corresponding charging request has been made. Diese Content-Provider-Daten können erfindungsgemäß POI-Datenbanken und/oder andere, auch temporäre Datenbanken sein, in welchen die Geodaten und/oder Betriebszustände von Ladestationen hinterlegt sind. This content provider data can be inventively POI databases and / or other temporary databases, in which the spatial data and / or operating conditions of charging stations stored. Diese Daten können sowohl statische wie auch dynamische Daten umfassen. This data can include both static and dynamic data.
  • Das vom Nutzer des Systems gewählte Ziel kann erfindungsgemäß dazu verwendet werden, ein Zielgebiet zu definieren, innerhalb dessen nach geeigneten Ladestationen gesucht und deren Verfügbarkeit abgeschätzt wird. The user's chosen the system object can be used in the invention to define a target area within which a search for suitable charging stations and their availability is estimated. Somit kann der hierin verwendete Begriff Ziel auch die Bedeutung eines Zielgebietes haben, in welchem eine Ladestation verfügbar ist. Thus, the term destination used herein may also have the meaning of a target area in which a charging station is available. Es kann erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, dass der Nutzer des Systems das Zielgebiet in Form eines Radius um das gewählte Ziel herum, angibt. It may be also provided according to the invention that the users of the system in the form of a radius around the selected target indicating the target area.
  • Das System weist im Wesentlichen die folgenden Komponenten auf: The system comprises essentially the following components:
    Recheneinheit zur Verarbeitung von eingehenden Daten und Aufbereitung angeforderter Ladeinformationen. Computing unit for processing incoming data and preparation of requested charging information.
    Flexible Schnittstelle für eingehende, laderelevante Nachrichten. Flexible interface for incoming, download-relevant messages.
    Datenfusions-Modul zum Berechnen einer neuen Verfügbarkeitsschätzung (Mikromodell). Data fusion module for computing a new estimate of availability (micro-model).
    Makromodell zum Lernen neuer Ladestationen und Anpassen der Prognoseparameter. Macro model for learning new charging stations and adjust the forecast parameters.
    Datenbank zur Speicherung der statischen Daten der Ladestationen (POI-Datenbank). Database for storing static data of the charging stations (POI database).
    Benutzerfrontend (Fahrzeuginterface, Benutzerinterface) in Ausprägung eines Web-Servers mit spezifizierter Schnittstelle für den Zugriff auf die Recheneinheit. User front end (Vehicle Interface, User Interface) in version of a Web server with specified interface for access to the computing unit.
  • Für die Durchführung des Verfahrens können folgende Datenquellen gegebenenfalls verwendet werden, nämlich statische POI-Daten der Content-Provider (z. B. Ladestationsbetreiber), dynamische Daten der Ladestationen und Echtzeit-Informationen der Fahrzeuge. For carrying out the process the following data sources can optionally be used, namely static POI data of the content provider (eg. As charging station operator) and dynamic data of the charging stations and real-time information of the vehicles. Allerdings ist es auch möglich, dass die statischen Daten, also die Geoposition der Ladestationen, aus Fahrzeugrückmeldungen gelernt werden. However, it is also possible that the static data, so the geolocation of the charging stations to be learned from vehicle feedback. Dadurch erzeugt das erfindungsgemäße System mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine eigene Datenbasis. Thereby, the inventive system generates its own database using the inventive method.
  • Vorteilhafterweise bietet der Content-Provider eine Aussage zur Verfügbarkeit der Ladestation (StateCharging). Advantageously, the content provider provides a statement on the availability of the charging station (StateCharging). Hieraus kann die Information „alle Ladesäulen verfügbar”, „nicht alle Ladesäulen sind besetzt aber auch nicht alle frei” oder „keine Ladesäule verfügbar” extrahiert werden. Hence, the information "all charging stations available", "not all charging stations are occupied but not all free" or "no charging station available" are extracted.
  • Die E-Fahrzeuge senden zu definierten Fahrzeugereignissen (z. B. Start Laden) bzw. bei Anfragen durch das Fahrzeuginterface Zustandsinformationen über eine Schnittstelle an die Recheneinheit. Send the e-vehicles defined vehicle events (eg. as start charging) or requests by the vehicle interface status information via an interface to the computing unit. Aus diesen können Ereignisse „ChargingStart” und „ChargingEnd” extrahiert werden. For these events, "ChargingStart" and "ChargingEnd" can be extracted.
  • Das Mikromodell, welches in der Recheneinheit als entsprechendes Computerprogramm ausgeführt wird, berechnet bei jeder neuen Anfrage eine Prognose für einen späteren Zeitpunkt t. The micro-model, which is executed in the computing unit as a corresponding computer program that computes a prediction for a future time t at each request.
  • In das Prognose-Modell gehen Events der Form ChargingStart (aus Meldung Fahrzeugdaten), ChargingEnd (aus Meldung Fahrzeugdaten) und StateCharging (aus Content-Provider-Daten) ein. In the forecasting model events will shape ChargingStart (from vehicle data message), ChargingEnd (from reporting vehicle data) and StateCharging (from content provider data) a.
  • Im Mikromodell werden Objekte des Typs POItype=Laden verarbeitet. Microscale model objects of type POItype be = store processed. Ein POI ist die kleinste Einheit an Ladestationen, die der Algorithmus verarbeiten kann und besteht aus einer Zusammenfassung von n Ladesäulen. A POI is the smallest unit of charging stations that can process the algorithm and consists of a summary of charging n columns. Damit kann ein POI n + 1 Zustände/Füllgrade annehmen. Thus, a POI n + 1 states accept / fill levels. Für den POItype Laden besteht die Geometrie des POIs aus einer GeoPosition. For the POItype Laden is the geometry of the POI from a GeoPosition. Die genaue Anzahl der zur Verfügung stehenden Ladesäulen kann sich über die Zeit durch an- und wegfahrende Fahrzeuge verändern und ist in der Regel unbekannt. The exact number of available charging stations may over time by buying and change wegfahrende vehicles and is usually unknown. Die Modellierung der momentanen Anzahl an verfügbaren Ladesäulen findet somit mit dem Vektor The modeling of the current number of available charging stations is thus with the vector P(t) = (P 0 (t), ..., P n (t)) T (1) P (t) = (P 0 (t), ..., P n (t)) T (1) statt. instead of. P i (t) bezeichnet hier die Wahrscheinlichkeit, dass zum Zeitpunkt t, Ladesäulen im Segment besetzt sind und natürlich gilt für alle Zeitpunkte, P i (t) here designates the probability that at time t, charging stations are busy in the segment and of course applies to all points in time, ΣP i (t) = 1. ΣP i (t) =. 1
  • Zu diesem Zweck werden folgende Variablen definiert: To this end, the following variables are defined:
    Ladeanfragerate λp, Load demand Rate .lambda.p,
    Ladeenderate μp End of charging rate uP
  • Bei unbekannten Ladevorgängen wird basierend auf historischen Daten (Ladeanfragerate λ, Ladeenderate μ) eine Differentialgleichung gelöst. For unknown loads based on historical data (charging request rate λ, μ end of charging rate) is dissolved a differential equation. Hierzu kann das Modell der Markow-Kette verwendet werden. To this end, the model of the Markov chain can be used. Die Anwendung des Markow-Prozesses auf derartige Fragestellungen ist im Stand der Technik bekannt. The application of the Markov process to such problems is known in the art.
  • Die Wahrscheinlichkeit Pi i freie Ladesäulen in einem Segment zu haben kann somit gemäß Formel (2) berechnet werden: The probability Pi i can have free charging stations in a segment thus according to formula (2) are calculated:
    Figure DE102014225122A1_0002
  • Zur Schätzung werden die Parameter λ(t) und μ(t) benötigt. the parameters λ (t) and μ (t) are required to estimate. Diese werden mit Hilfe eines unten beschriebenen Makromodells adaptiv gelernt. These are learned adaptively using a macro model described below.
  • Bei bekannten Ladevorgängen werden die Ladevorgänge folgendermaßen modelliert. In known loads, the loads are modeled as follows.
    ChargingStart (Fahrzeugmeldung): ChargingStart (vehicle required):

    Die Elemente des Vektors P(t 2 ) werden um eins nach rechts verschoben und neu auf 1 normiert. The elements of the vector P (t 2) to be moved and to the right one newly normalized to 1.
    ChargingEnd (Fahrzeugmeldung): ChargingEnd (vehicle required):

    Die Elemente des Vektors P(t 2 ) werden um eins nach links verschoben und neu auf 1 normiert. The elements of the vector P (t 2) are shifted one to the left and to re-normalized to 1.
    StateCharging (Zustandsinformationen Ladestationsbetreiber): StateCharging (state information charging station operator):
    StateCharging = 1 (frei): StateCharging = 1 (free):
    P0(t) = 1 P0 (t) = 1
    StateCharging = 2 (teilweise frei): StateCharging = 2 (partially):
    P0(t) = 0 und Pn(t) = 0: P0 (t) = 0 and P (t) = 0:
    Die restlichen Elemente werden neu auf 1 normiert. The remaining elements are re-normalized to 1.
    StateCharging = 3 (besetzt): StateCharging = 3 (busy):
    Pn(t) = 1 Pn (t) = 1
  • Das Makromodell schließlich stellt die statistischen Zusammenhänge der Ladevorgänge in Abhängigkeit des Tages und der Zeit dar. Diese werden über die Parameter Ladeanfragerate λ(t) und Ladeenderrate μ(t) beschrieben. The macro model finally, the statistical relationships between the loads is a function of the day and the time. These are described by the parameters μ load request rate λ (t) and charge cut rate (t).
  • Die Funktionen λ(t) und μ(t) werden aus den Parametern The functions of λ (t) and μ (t) are calculated from the parameters
    Param = a 1 , ..., a n wie folgt gebildet: Param = a 1, ..., a n formed as follows:
    Figure DE102014225122A1_0003
    mit der radialen Basisfunktion, with the radial basis function,
    Figure DE102014225122A1_0004
    und den vorläufigen Definitionen and the preliminary definitions
    σ = 3 σ = 3
    sowie such as
    t 1 = 1, t 2 = 2, ..., t 24 = 24 t 1 = 1, t 2 = 2, ..., t 24 = 24
  • In diesem Zusammenhang ist t als die Uhrzeit in Stunden pro Tag zu interpretieren. In this context, t is the time in hours per day to interpret. Analog dazu wird μ(t) gebildet. Similarly, μ (t) is formed. Die Ladedauerrate μ(t) ist folgendermaßen definiert: The charging time rate μ (t) is defined as follows: μ(t) = 1 / mittlere Ladedauer μ (t) = 1 / average charging time
  • Die durchschnittlichen Ladedauerzeiten sind abhängig von Datum, Zeit, Ladezustand und Ladestation. The average charging time times depend on the date, time, state of charge and charging station.
  • Das erfindungsgemäße Makromodell ermöglicht eine verbesserte Prognose, indem die Parameter der Ladeanfragerate λ und der Ladeenderrate μ anhand neuer Messungen adaptiv geschätzt werden. The macro model of the invention enables an improved forecast by the parameters of the load request rate λ and the charge cut rate μ are estimated adaptively using new measurements. So können im Laufe der Zeit die Parameter in Abhängigkeit bestimmter Kriterien wie Wochentag, Uhrzeit, etc. an die Gegebenheiten der Ladestation gelernt bzw. angepasst werden. Thus, the parameters are learned or depending on certain criteria, such as day of week, time, etc. to the conditions of the charging station adapted over time. Dies gilt auch für die Einführung neuer Ladestationen bzw. für die Änderungen der Ladegewohnheiten der Nutzer des Systems. This also applies to the introduction of new charging stations or for changes to the charging habits of users of the system.
  • Die unbekannten Parameter Ladeanfragerate λ und Ladeenderate μ können mit im Stand der Technik bekannten Methoden und Verfahren abgeschätzt werden. The unknown parameters charging request rate λ and end of charging rate μ can be estimated with known in the prior art methods and procedures. Dies kann beispielsweise durch die Lösung eines Optimierungsproblems wie etwa einer Maximum-Likelihood-Methode geschätzt werden. This can be estimated for example by solving an optimization problem such as a maximum likelihood. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Anzahl der besetzten Ladestationen anhand des Verhältnisses des Ladedrucks und der Ladestationsdichte zu ermitteln. Another possibility is to determine the number of occupied charging stations based on the ratio of the boost pressure and the charging station density. Eine Schätzung des Ladedrucks kann anhand des Makromodells und der Ladeanfragerate λp ermittelt werden. An estimate of the boost pressure can be determined .lambda.p using the macro model and the load request rate. Die Ladestationsdichte ist durch ein geographisches Kartenmodell gegeben. The charging station density is given by a geographical card model.
  • Mit den hierin beschriebenen Parametern und Berechnungsmethoden kann ein Computerprogramm erzeugt werden, welches auf einem Rechner oder einen Recheneinheit ausgeführt wird, um das hierin beschriebene erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. With the herein described parameters and calculation methods, a computer program can be generated, which is executed on a computer or a computing unit to perform methods according to the invention described herein. Unter Verwendung der hierin angegebenen Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens und in Kombination mit dem erfindungsgemäßen System zur Durchführung des Verfahren kann der Fachmann Softwarecode erstellen, um die Erfindung auszuführen. Using the above description herein of the inventive method and in combination with the inventive system for carrying out the method, the skilled artisan can create software code to perform the invention.
  • Das aus dem Softwarecode gebildete Computerprogrammprodukt ist direkt in den internen Speicher der Recheneinheit ladbar und bewirkt dann die Ausführung der Verfahrensschritte gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn das Computerprogrammprodukt auf der Recheneinheit ausgeführt wird. The computer program product formed from the software code is directly loadable into the internal memory of the computer unit and then causes the execution of the method steps according to the present invention, when the computer program product is run on the processing unit.
  • Die vorliegende Erfindung wird mit der beigefügten Zeichnung näher erläutert. The present invention is explained in detail with the accompanying drawings. Es zeigt: It shows:
  • 1 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. a schematic representation of a system according to the invention for carrying out the inventive method.
  • Die nachfolgende Beschreibung erläutert unter Bezugnahme auf die Figur die Erfindung näher, ohne den Umfang der Erfindung zu beschränken. The following description will be explained with reference to the figure, the invention in more detail without restricting the scope of the invention. 1 1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems shows a schematic representation of a system according to the invention 1 1 zur Bereitstellung von Informationen zur Verfügbarkeit von Ladestationen. to provide information about the availability of charging stations. Das System The system 1 1 umfasst eine Recheneinheit includes a computing unit 2 2 , welche mit mindestens einer Schnittstelle Which with at least one interface 6 6 versehen ist. is provided. Über diese mindestens eine Schnittstelle About this at least one interface 6 6 steht die Recheneinheit is the computing unit 2 2 mit dem Fahrzeug with the vehicle 10 10 in kommunikativer Verbindung. in communicative connection. Über den Kommunikationsweg Via communications 14 14 werden Daten des Benutzerinterfaces , data of the user interface 12 12 und über einen weiteren Kommunikationsweg and via a further communication path 13 13 Daten des Fahrzeuginterfaces Data of the vehicle interfaces 11 11 an die Recheneinheit to the computing unit 2 2 übermittelt. transmitted. Es ist aber auch erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Benutzerinterface It is also inventively provided that the user interface 12 12 und Fahrzeuginterface and Vehicle Interface 11 11 in kommunikativer Verbindung miteinander stehen. each other communicatively connected.
  • Die Recheneinheit The computing unit 2 2 umfasst weiterhin eine POI-Datenbank also includes a POI database 3 3 oder hat Zugriff auf diese. or has access to them. In der POI-Datenbank sind statische Daten In the POI database are static data 4 4 zu den Ladestationen hinterlegt. deposited to the charging stations. Diese statischen Daten These static data 4 4 umfassen jedenfalls die Ortskoordinaten der jeweiligen Ladestationen und gegebenenfalls auch deren maximale Belegung, da eine Ladestation auch mehrere Ladestellen umfassen kann. in any case include the location coordinates of the respective charging stations and possibly also their maximum allocation, since a charging station may also include a plurality of loading points. Ferner können in einer weiteren Datenbank dynamische Daten Further, in another database dynamic data 5 5 gespeichert werden, welche den Belegungszustand (StateCharging) der Ladestation bzw. der einzelnen Ladestellen darstellen. is stored, which the availability state (StateCharging) represent the loading station or of the individual loading sites. Der Belegungszustand kann im Wesentlichen drei Zustände annehmen, nämlich „alle Ladesäulen verfügbar”, „nicht alle Ladesäulen sind besetzt aber auch nicht alle frei” oder „keine Ladesäule verfügbar”. The occupancy status can assume three states essentially, that "all charging stations available", "not all charging stations are occupied but not all free" or "no charging station available". Weiterhin ist es möglich, auch den Ladezustand des angeschlossenen Fahrzeuges anzuzeigen. Furthermore, it is possible to display the charge status of the connected vehicle. Daraus lässt sich abschätzen, wie lange das daran angeschlossene Fahrzeug die entsprechende Ladestation noch blockieren, also als „nicht verfügbar” kennzeichnen wird. is this it can be estimated how long the vehicle connected to it yet block the corresponding charger, so as "not available" feature. Das Mikromodell benutzt nun diese dynamischen Daten, welche auch in einem Zwischenspeicher abgelegt sein können, um die Prognose für die Wahrscheinlichkeitsverteilung zu erstellen. The micro model now uses these dynamic data can also be stored in a cache to create the forecast of the probability distribution.
  • Eine derartige Datenbank kann von einem externen Content-Provider unterhalten und gepflegt werden, der beispielsweise auch die Ladestationen betreibt bzw. zur Verfügung stellt. Such a database can be maintained by an external content provider and maintained, for example, operates the charging stations or makes available. Es können aber mehrere derartige POI-Datenbanken von unterschiedlichen Content-Provider verwendet werden. but it can be used by different content providers more such POI databases. Je nach Angebot der Content-Provider werden entsprechende statische und/oder dynamisch Daten zur Verfügung gestellt. Depending on the offer of content providers are corresponding static and / or dynamic provided data. Content-Provider kann natürlich auch ein Automobilhersteller sein. Content providers can of course also be a car manufacturer.
  • Als Recheneinheit im Sinne der Erfindung umfasst einen oder mehrere Rechner. As the unit in the sense of the invention comprises one or more computers. Derartige geeignete Rechner sind dem Fachmann bekannt und sind in der Lage, komplizierte Berechnungen im Bereich der Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechung auszuführen. Such suitable hosts are known to the skilled person and are able to carry out complicated calculations in the field of statistics and probability calculation. Diese Rechner verfügen ferner über die entsprechenden Schnittstellen These computers also have the appropriate interfaces 6 6 und Interfaces, um in Datenkommunikation mit anderen Rechnern oder Rechnersystemen über entsprechende Kommunikationswege and interfaces to be in data communication with other computers or computer systems through appropriate channels of communication 13 13 , . 14 14 , . 20 20 treten zu können. to occur. Als Kommunikationswege werden bevorzugt Funkverbindungen wie WLAN, Bluetooth oder Mobilfunk verwendet. As communication channels preferred wireless connections such as WiFi, Bluetooth or mobile use.
  • Die Recheneinheit The computing unit 2 2 umfasst erfindungsgemäß ein Fusionsmodul according to the invention comprises a fusion module 7 7 , welches aus den aus der POI-Datenbank Which from the from the POI database 3 3 ausgelesenen Daten mittels einer Datenfusion mittels eines hierin zuvor beschriebenen Mikromodells eine Prognose zur Wahrscheinlichkeitsverteilung read-out data by means of a data fusion using a previously described herein micro-model, a prediction of the likelihood distribution 21 21 von im Zielgebiet zur geschätzten Ankunftszeit vorhandenen freien Ladestationen ermittelt. determined from existing in the target area to the estimated arrival time of free charging stations. Diese ermittelte Wahrscheinlichkeitsverteilung This probability distribution determined 21 21 wird mittels eines Kommunikationsweges by means of a communication path 20 20 an den Nutzer des Systems, bevorzugt den Führer des Fahrzeugs to the user of the system, preferably the driver of the vehicle 10 10 , übermittelt. , transmitted. Wie oben beschreiben ist der Kommunikationsweg bevorzugt eine Funkverbindung. As described above, the communication path is preferably a radio link. Die Übermittlung der Wahrscheinlichkeitsverteilung The transmission of the probability distribution 21 21 kann aber auch über das Benutzerinterface but can also via the user interface 12 12 erfolgen und beispielsweise auf diesem auf einem Display dargestellt werden. be made and example displayed on this on a display.
  • Die Recheneinheit The computing unit 2 2 umfasst erfindungsgemäß weiterhin ein Makromodell further comprises according to the invention, a macro model 8 8th , welches die statistischen Zusammenhänge der Ladevorgänge in Abhängigkeit des Tages und der Zeit dar. Das Makromodell That the statistical relationships of the charging operations as a function of the day and the time. The macro model 8 8th ist ferner derart ausgestaltet, dass ein adaptives Lernen aus dynamischen Daten ausführbar ist. is further configured such that an adaptive learning of dynamic data is executable. Dabei wird ein historisches Profil aus früheren Ladevorgängen erstellt, um eine entsprechende Prognose für die Zukunft zu erstellen. Here, a historical profile from previous loads is created to create a corresponding forecast for the future. Außerdem ist das Makromodell ferner derart ausgestaltet, dass auch ein adaptives Lernen aus Rückmeldungen der Fahrzeuge möglich ist. In addition, the macro model is also designed such that an adaptive learning from feedback of the vehicles is possible. Wird beispielsweise das Fahrzeug an eine Ladestation angeschlossen, welche dem System noch nicht bekannt ist, was durch einen Abgleich der POI-Daten feststellbar ist, werden diese Informationen in eine entsprechende POI-Datenbank der Recheneinheit abgelegt. For example, if the vehicle is connected to a charging station, which is not yet known to the system, which can be determined by a comparison of the POI data, this information is stored in a corresponding POI database of the computer unit. Damit kann diese Information für künftige vom Mikromodell zu erstellende Prognosen verwendet werden. In order for this information for future to be created by micro-model predictions may be used.
  • Es ist erfindungsgemäß auch vorgesehen die ermittelten Informationen für eine Reservierung einer Ladestation im Zielgebiet des Fahrzeugs zu berücksichtigen. There is also provided according to the invention to take into account the information determined for a reservation of a charging station in the target area of ​​the vehicle. Damit wird die Wahrscheinlichkeitsaussage sicherer, dass das Fahrzeug zur vorhergesehenen Ankunftszeit eine freie Ladestation vorfindet. Thus the probability statement is more secure that the vehicle encounters a free charging station for the anticipated arrival time. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Fahrt nur fortgesetzt werden kann, wenn eine Ladung der Energiespeicher des Fahrzeugs dringend notwendig ist. This is particularly advantageous if the drive can only be continued if a charge of the energy storage of the vehicle is urgently needed. In gleicher Weise können die ermittelten Informationen auch dafür verwendet werden, eine Reservierung einer bestimmten Ladestation im Zielgebiet durchzuführen. Similarly, the information obtained can also be used to perform a reservation of a specific charging station in the target area.
  • Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
  • 1 1
    System system
    2 2
    Recheneinheit computer unit
    3 3
    POI-Datenbank POI database
    4 4
    Statische Daten static data
    5 5
    Dynamische Daten dynamic data
    6 6
    Schnittstelle interface
    7 7
    Fusionsmodul fusion module
    8 8th
    Makromodell Macro model
    10 10
    Fahrzeug vehicle
    11 11
    Fahrzeuginterface vehicle interface
    12 12
    Benutzerinterface user interface
    13 13
    Kommunikationsweg communication
    14 14
    Kommunikationsweg communication
    20 20
    Kommunikationsweg communication
    21 21
    Wahrscheinlichkeitsverteilung probability distribution
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Claims (12)

  1. Verfahren zur Bereitstellung von Informationen zur Verfügbarkeit von Ladestationen, bei dem a) eine Ladeanfrage eines Fahrzeuges an eine Recheneinheit ( A method for providing information about the availability of charging stations, in which a) a load request of a vehicle (to a computing unit 2 2 ) übermittelt wird; ) Is transmitted; b) Zustandsinformationen des Fahrzeugs ( b) state information of the vehicle ( 10 10 ) über den Ladezustand an die Recheneinheit ( ) (On the charging state to the arithmetic unit 2 2 ) übermittelt werden; ) Are disclosed; c) aus den statischen ( c) from the static ( 4 4 ) und dynamischen ( ) And dynamic ( 5 5 ) Daten von Ladestationen und den Zustandsinformationen des Fahrzeugs ( ) Information of charging stations and the status information of the vehicle ( 10 10 ) eine Wahrscheinlichkeitsverteilung ( ) Is a probability distribution ( 21 21 ) zu erwartender freier Ladestationen ermittelt wird; to be expected) free charging stations is detected; d) die Wahrscheinlichkeitsverteilung ( d) the probability distribution ( 21 21 ) der Verfügbarkeit der Ladestationen visualisiert wird. ) Is visualized the availability of the charging stations.
  2. Verfahren, gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die übermittelte Ladeanfrage des Fahrzeugs Daten der aktuellen Position, des gewünschten Ziels, des gewünschten Zielgebiets, der gewünschten Ankunftszeit, der ermittelten Ankunftszeit oder beliebige Kombinationen dieser Daten umfasst. A method according to claim 1, characterized in that the transmitted charge request of the vehicle includes data of the current position of the desired destination, the desired target area, the desired arrival time, the arrival time determined or any combination of these data.
  3. Verfahren, gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Ladeanfrage des Fahrzeugs mittels eines Benutzerinterfaces ( A method according to claim 1, characterized in that (the charging request of the vehicle by means of a user interface 12 12 ) an die Recheneinheit übermittelt. ) Transmitted to the computing unit.
  4. Verfahren, gemäß mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man Zustandsinformationen des Fahrzeugs ( A method, according to at least one of the preceding claims, characterized in that one (status information of the vehicle 10 10 ) über den Ladezustand mittels eines Fahrzeuginterfaces ( ) (About the charge state of a vehicle by means of interface 11 11 ) an die Recheneinheit ( ) (To the computing unit 2 2 ) übermittelt. ) transmitted.
  5. Verfahren, gemäß mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die Übermittlung der Daten an die Recheneinheit ( A method, according to at least one of the preceding claims, characterized in that one (the transmission of data to the computing unit 2 2 ) mittels einer Schnittstelle ( ) (Via an interface 6 6 ) ausführt, wobei die Schnittstelle ( ) Executes, wherein the interface ( 6 6 ) mit der Recheneinheit ( ) (With the computing unit 2 2 ) und/oder dem Benutzerinterface ( ) And / or (User Interface 12 12 ) und/oder dem Fahrzeuginterface ( () And / or the vehicle interface 11 11 ) in kommunikativer Verbindung steht. ) Is in communicative connection.
  6. Verfahren, gemäß mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die statischen ( A method, according to at least one of the preceding claims, characterized in that the static ( 4 4 ) Daten in einer POI-Datenbank ( () Data into a POI database 3 3 ) abgelegt sind, wobei die POI-Datenbank ( ) Are stored, wherein the POI database ( 3 3 ) eine externe Datenbank ist und/oder eine Komponente der Recheneinheit ( ) And an external database / or (a component of the computing unit 2 2 ) bildet. ) Forms.
  7. Verfahren, gemäß mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die Wahrscheinlichkeitsverteilung ( A method, according to at least one of the preceding claims, characterized in that one (the probability distribution 21 21 ) der Verfügbarkeit der Ladestationen visualisiert, indem man diese auf einem separaten Display im Fahrzeug ( ) Of the availability of the charging stations visualized by reacting (this on a separate display in the vehicle 10 10 ) oder mittels des Benutzerinterfaces darstellt. group) or by means of the user interface.
  8. Verfahren, gemäß mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die Wahrscheinlichkeitsverteilung ( A method, according to at least one of the preceding claims, characterized in that one (the probability distribution 21 21 ) zum Zeitpunkt der Ladeanfrage des Fahrzeugs berechnet und/oder während des fortlaufenden Betriebs des Fahrzeugs die Berechnung zu bestimmten Zeitpunkten und/oder in zuvor definierten Zeitintervallen wiederholt, wobei man die jeweils zu diesem Zeitpunkt vorliegenden statischen ( ) Calculated at the time of loading request of the vehicle and / or during the ongoing operation of the vehicle, the calculation at certain times and / or repeated in previously defined time intervals, wherein one (each present at this time, static 4 4 ) und dynamischen ( ) And dynamic ( 5 5 ) Daten von Ladestationen am gewünschten Ziel und die jeweils aktuellen Zustandsinformationen des Fahrzeugs ( ) Data of charging points at the desired destination and the current state information of the vehicle ( 10 10 ) verwendet. ) Was used.
  9. Computerprogrammprodukt, welches direkt in den internen Speicher der Recheneinheit ( Computer program product directly (in the internal memory of the computer unit 2 2 ) ladbar ist und Softwarecode oder Teile davon umfasst, welche zur Ausführung der Verfahrensschritte gemäß einem der voranstehenden Ansprüche ausführbar sind, wenn das Computerprogrammprodukt auf der Recheneinheit ( ) Is loadable software code, or portions thereof, which are executable to perform the method steps according to one of the preceding claims when the computer program product (on the computing unit 2 2 ) ausgeführt wird. ) is performed.
  10. System zur Bereitstellung von Informationen zur Verfügbarkeit von Ladestationen, umfassend a) mindestens eine Recheneinheit ( A system for providing information about the availability of charging stations, comprising a) at least one computing unit ( 2 2 ); ); b) mindestens eine POI-Datenbank ( b) at least one POI database ( 3 3 ) mit statischen ( ) With static ( 4 4 ) Daten von Ladestationen; ) Information of charging stations; c) mindestens ein Benutzerinterface ( c) at least one user interface ( 12 12 ) in einem Fahrzeug ( ) (In a vehicle 10 10 ) zur Eingabe einer Ladeanfrage; ) For inputting a load request; d) mindestens ein Kommunikationsweg ( d) at least one communication path ( 14 14 ) zur Übermittlung von Daten zwischen dem Benutzerinterface ( ) (For the transmission of data between the user interface 12 12 ) und der Recheneinheit ( ) And the processing unit ( 2 2 ). ).
  11. System, gemäß Anspruch 10, weiterhin umfassend mindestens ein Fahrzeuginterface ( System according to claim 10, further comprising at least one vehicle Interface ( 14 14 ) zur Erfassung und Bereitstellung von Zustandsinformationen des Fahrzeugs ( ) (For detecting and providing state information of the vehicle 10 10 ). ).
  12. System, gemäß Anspruch 10 oder 11, welches weitere Mittel zur Durchführung eines Verfahrens gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 umfasst. System according to claim 10 or 11, which comprises, according to another means for carrying out a method at least one of claims 1 to. 8
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