DE102018209997A1

DE102018209997A1 - Method for determining a directional speed for an electrically operated vehicle

Info

Publication number: DE102018209997A1
Application number: DE102018209997.9A
Authority: DE
Inventors: Jan-Christoph Albrecht; Jochen Westhäuser; Carsten Wachsmuth
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2018-06-20
Filing date: 2018-06-20
Publication date: 2019-12-24
Also published as: WO2019243276A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Richtgeschwindigkeit für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug (50) als Ergebnis einer Optimierungsaufgabe hinsichtlich der Fahrzeit zwischen einem Ziel- und einem Endpunkt unter Berücksichtigung der dabei notwendigen Ladestopps. Bevorzugt erfolgt dabei die Berücksichtigung des geschwindigkeitsabhängigen Verbrauchs des Fahrzeugs (50) sowie der Position und Ladegeschwindigkeit verfügbarer Ladestationen. In dem Verfahren werden eine Anzahl notwendiger Ladestopps in Abhängigkeit einer Länge der Route, dem aktuellen Ladezustand und einer Fahrzeuggeschwindigkeit sowie eine Fahrzeit und/oder ein Energieverbrauch in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Anzahl der bei dieser Fahrzeuggeschwindigkeit notwendigen Ladestopps ermittelt. Schließlich wird eine empfohlene Richtgeschwindigkeit ermittelt, welche die Fahrzeit und/oder den Energieverbrauch des Fahrzeugs (50) minimiert.

The invention relates to a method for determining a target speed for an electrically operated vehicle (50) as a result of an optimization task with regard to the travel time between a target and an end point, taking into account the necessary charging stops. The speed-dependent consumption of the vehicle (50) and the position and charging speed of available charging stations are preferably taken into account. In the method, a number of necessary charging stops depending on a length of the route, the current state of charge and a vehicle speed as well as a travel time and / or an energy consumption depending on the vehicle speed and the number of charging stops necessary at this vehicle speed are determined. Finally, a recommended guide speed is determined, which minimizes the travel time and / or the energy consumption of the vehicle (50).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Richtgeschwindigkeit für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug sowie ein Computerprogrammprodukt zum Ausführen des Verfahrens.The invention relates to a method for determining a target speed for an electrically operated vehicle and a computer program product for executing the method.

Elektrofahrzeuge, das heißt elektrisch betriebene Fahrzeuge, wie rein batteriebetriebene Fahrzeuge oder Hybridfahrzeuge, sind zwar deutlich umweltverträglicher als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren, weisen jedoch aufgrund der begrenzten Kapazitäten derzeit verfügbarer Energiespeicher eine signifikant geringere Reichweite auf als diese. Hinzu kommt, dass die Verfügbarkeit von elektrischen Ladestationen die Verfügbarkeit von Tankstellen für fossile Brennstoffe bei weitem unterschreitet und dass das Nachladen an solchen elektrischen Ladestationen wesentlich mehr Zeit in Anspruch nimmt als das Nachtanken flüssiger Kraftstoffe.Electric vehicles, i.e. electric vehicles, such as purely battery-powered vehicles or hybrid vehicles, are significantly more environmentally friendly than vehicles with internal combustion engines, but because of the limited capacity of the energy storage currently available, they have a significantly shorter range than this. In addition, the availability of electric charging stations is far less than the availability of petrol stations for fossil fuels and that recharging at such electric charging stations takes considerably more time than refueling liquid fuels.

Die Planung von Betriebsstrategien für Elektrofahrzeuge unter Berücksichtigung von verfügbaren Lademöglichkeiten ist somit ein wesentlicher Aspekt, um Nutzern auch längere Fahrten mit Elektrofahrzeugen zu ermöglichen und somit die Alltagstauglichkeit und Akzeptanz von Elektrofahrzeugen zu erhöhen. Aus dem Stand der Technik sind bereits verschiedene Ansätze zum Bereitstellen solcher Betriebsstrategien bekannt.The planning of operating strategies for electric vehicles, taking into account the available charging options, is therefore an essential aspect in order to enable users to travel longer trips with electric vehicles and thus to increase the suitability for everyday use and acceptance of electric vehicles. Various approaches for providing such operating strategies are already known from the prior art.

Die EP 2 944 504 A2 offenbart ein Verfahren für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, bei dem eine Fahrstrecke ermittelt und angezeigt wird. Jedem Abschnitt der Fahrstrecke ist dabei eine bestimmte Betriebsart, wie zum Beispiel rein elektrischer Betrieb, Hybridbetrieb oder reiner Betrieb des Verbrennungsmotors, zugeordnet. Ein die Betriebsarten charakterisierendes alphanumerisches Element wird gemeinsam mit der Fahrstrecke angezeigt und erläutert.The EP 2 944 504 A2 discloses a method for an electric or hybrid vehicle in which a route is determined and displayed. A certain operating mode, such as purely electrical operation, hybrid operation or pure operation of the internal combustion engine, is assigned to each section of the route. An alphanumeric element that characterizes the operating modes is displayed and explained together with the route.

Die DE 10 2012 200 104 A1 offenbart ein Verfahren zum Ermitteln einer Route zwischen einem Start- und einem Zielpunkt, wobei die Route empfohlene Ladepunkte enthält. Die Ladepunkte sind dabei unter den Bedingungen ausgewählt, dass sie ausreichend nah an der Route liegen und zuverlässig verhindern, dass sich der Energievorrat des Fahrzeugs zuvor erschöpft.The DE 10 2012 200 104 A1 discloses a method for determining a route between a starting point and a destination, the route including recommended charging points. The charging points are selected under the conditions that they are sufficiently close to the route and reliably prevent the vehicle's energy reserve from being exhausted beforehand.

Die DE 10 2016 005 630 A1 offenbart eine Datenverarbeitungseinheit, die Informationen von einer Vielzahl elektrisch betriebener Fahrzeuge und Informationen von einer Vielzahl von Ladestationen empfängt, um die Planung von Ladevorgängen der Fahrzeuge an den Ladestationen zu optimieren. In einer Durchführungsform ermittelt die Datenverarbeitungseinheit die von einem Fahrzeug entlang einer bestimmten Route notwendig vorzunehmenden Ladestopps und reserviert die entsprechenden Ladestationen für dieses Fahrzeug.The DE 10 2016 005 630 A1 discloses a data processing unit that receives information from a plurality of electrically operated vehicles and information from a plurality of charging stations to optimize the planning of charging processes of the vehicles at the charging stations. In one embodiment, the data processing unit determines the charging stops to be made by a vehicle along a certain route and reserves the corresponding charging stations for this vehicle.

Die DE 10 2015 205 015 A1 offenbart ebenfalls ein Verwaltungszentrum, das Informationen von einem elektrisch betriebenen Fahrzeug empfängt, während dieses an einer Ladestation geladen wird. Die empfangenen Informationen weisen dabei Informationen zu einer zukünftigen Betriebsroute des Fahrzeugs auf, anhand derer das Verwaltungszentrum einen Ladeplan für das Fahrzeug ermittelt und diesen Ladeplan über die Ladestation an das Fahrzeug übermittelt.The DE 10 2015 205 015 A1 also discloses a management center that receives information from an electrically powered vehicle while it is being charged at a charging station. The information received has information about a future operating route of the vehicle, on the basis of which the administration center determines a charging plan for the vehicle and transmits this charging plan to the vehicle via the charging station.

Keines der bekannten Verfahren berücksichtigt die Abhängigkeit des elektrischen Verbrauchs von der Fahrweise oder die Ladedauer der notwendigen Ladestopps in einer Gesamtkalkulation der notwendigen Fahrzeit. Dementsprechend wird Nutzern von Elektrofahrzeugen bislang keine Unterstützung bei den mit der Fahrzeit verbundenen komplexen Überlegungen geboten.None of the known methods takes into account the dependence of the electrical consumption on the driving style or the charging time of the necessary charging stops in an overall calculation of the necessary driving time. Accordingly, users of electric vehicles have so far been offered no support in the complex considerations associated with travel time.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein Verfahren bereitzustellen, dass einem Fahrer anhand einer einfachen Information eine optimale Betriebsstrategie zum Betrieb eines Elektrofahrzeugs präsentiert.The invention is based on the object of overcoming the disadvantages of the prior art and of providing a method which presents an optimum operating strategy for operating an electric vehicle to a driver on the basis of simple information.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The object of the invention is achieved by the subject matter of the independent claims. Preferred developments are the subject of the dependent claims.

Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Richtgeschwindigkeit für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug, welches die im Folgenden beschriebenen Verfahrensschritte aufweist. Das Verfahren beginnt mit einem Erfassen eines Startpunkts und eines Zielpunkts des Fahrzeugs. In einer einfachsten Durchführungsform des Verfahrens werden diese Informationen von einem Navigationssystem empfangen. Alternativ ist die Funktionalität eines Navigationssystems, das heißt das Berechnen einer Route, ebenfalls Bestandteil des erfindungsgemäßen Verfahrens. Demgemäß wird der Startpunkt bevorzugt anhand einer Nutzereingabe erfasst und wird der Zielpunkt bevorzugt anhand einer Positionsinformation des Fahrzeugs, beispielsweise mittels eines GPS Moduls, erfasst.A first aspect of the present invention relates to a method for determining a target speed for an electrically operated vehicle, which has the method steps described below. The method begins with a detection of a starting point and a destination point of the vehicle. In a simplest embodiment of the method, this information is received by a navigation system. Alternatively, the functionality of a navigation system, that is to say the calculation of a route, is also part of the method according to the invention. Accordingly, the starting point is preferably recorded using a user input and the destination point is preferably recorded using position information of the vehicle, for example by means of a GPS module.

Anhand des erfassten Start- und Zielpunkts wird dann eine Route von dem Startpunkt zu dem Zielpunkt ermittelt. In einer einfachsten Durchführungsform wird die Route dabei in gewohnter Weise von einem Navigationssystem bereitgestellt und enthält insbesondere die Streckenführung sowie gegebenenfalls Informationen zu den entlang der Strecke durchzuführenden Manövern. Alternativ wird die Route im erfindungsgemäßen Verfahren unter Berücksichtigung zusätzlicher Informationen, insbesondere ladespezifischer Informationen ermittelt, wie im Folgenden anhand von bevorzugten Durchführungsformen im Detail beschrieben wird.A route from the starting point to the destination point is then determined on the basis of the recorded starting point and destination point. In a simplest form of implementation, the route is provided in the usual way by a navigation system and in particular contains the route guidance and, if appropriate, information about the routes along the route Route maneuvers to be performed. Alternatively, the route in the method according to the invention is determined taking into account additional information, in particular loading-specific information, as will be described in detail below using preferred implementation forms.

Im erfindungsgemäßen Verfahren wird ferner ein aktueller Ladezustand, im Folgenden als state of charge - SOC, eines elektrischen Energiespeichers des Fahrzeugs, insbesondere aller elektrischen Energiespeicher des Fahrzeugs, erfasst oder ermittelt. Anhand der somit zur Verfügung stehenden Informationen, das heißt der Länge der ermittelten Route und dem aktuellen SOC, wird erfindungsgemäß eine Anzahl notwendiger Ladestopps in Abhängigkeit einer Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt. In einer einfachsten Durchführungsform wird dabei die Länge einer konventionell ermittelten Route genutzt. Die Anzahl der notwendigen Ladestopps wird dabei in einer einfachsten Durchführungsform anhand eines Vergleichs der Reichweite des Fahrzeugs mit dieser Routenlänge bestimmt. Die Reichweite wird dabei in einer einfachsten Durchführungsform anhand eines Durchschnittsenergieverbrauchs des Fahrzeugs pro Streckenlänge, beispielsweise pro Kilometer, ermittelt und mittels eines zusätzlichen Faktors skaliert, der umso geringer ist, desto höher die Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Mit anderen Worten handelt es sich bei der Anzahl der Ladestopps in Abhängigkeit einer Fahrzeuggeschwindigkeit bevorzugt um eine von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängige Funktion.In the method according to the invention, a current state of charge, hereinafter referred to as state of charge - SOC, of an electrical energy store of the vehicle, in particular of all electrical energy stores of the vehicle, is also detected or ascertained. On the basis of the information thus available, that is to say the length of the determined route and the current SOC, according to the invention a number of necessary charging stops are determined as a function of a vehicle speed. In the simplest form of implementation, the length of a conventionally determined route is used. The number of necessary charging stops is determined in a very simple implementation based on a comparison of the range of the vehicle with this route length. The range is determined in the simplest form of implementation on the basis of an average energy consumption of the vehicle per route length, for example per kilometer, and scaled by means of an additional factor which is lower, the higher the vehicle speed. In other words, the number of charging stops depending on a vehicle speed is preferably a function dependent on the vehicle speed.

Die Reichweite des Fahrzeugs setzt sich bevorzugt aus einer, dem aktuellen SOC entsprechenden, initialen Reichweite sowie zumindest einer durch einen Ladestopp bereitgestellten, zusätzlichen Reichweite zusammen. In einer einfachsten Durchführungsform wird dabei angenommen, dass der Energiespeicher des Fahrzeugs bei jedem Ladestopp vollständig gefüllt und somit eine jeweils gleiche zusätzliche Reichweite ergänzt wird.The range of the vehicle is preferably composed of an initial range corresponding to the current SOC and at least one additional range provided by a charging stop. In a simplest implementation, it is assumed that the vehicle's energy storage device is completely filled with each charging stop and that the same additional range is thus added in each case.

In einem nächsten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Fahrzeit des Fahrzeugs, insbesondere entlang der ermittelten Route, in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Anzahl der bei dieser Fahrzeuggeschwindigkeit notwendigen Ladestopps ermittelt. Wesentlicher Gedanke der vorliegenden Erfindung ist es, dass die Fahrzeit bei einem Elektrofahrzeug nicht einmal in erster Näherung anhand des Weg-Zeit-Gesetzes ermittelt werden kann, ohne die Anzahl der notwendigen Ladestopps zu berücksichtigen. Während das Weg-Zeit-Gesetz einen linearen Zusammenhang zwischen Routenlänge, Fahrzeuggeschwindigkeit und Fahrzeit zur Verfügung stellt, sind bei einem Elektrofahrzeug stets auch die sprunghaften Anstiege der Fahrzeit durch die Ladestopps zu berücksichtigen. Die Anzahl der notwendigen Ladestopps hängt offensichtlich vom aktuellen SOC des Fahrzeugs, dessen Verbrauch (beziehungsweise dessen Reichweite) und der Routenlänge ab. Da jedoch der Verbrauch beziehungsweise die Reichweite eines Elektrofahrzeugs umgekehrt proportional zu der Fahrzeuggeschwindigkeit ist und die Ladestopps eine signifikante Zeit in Anspruch nehmen, geht die Fahrzeuggeschwindigkeit auch über die Anzahl der notwendigen Ladestopps in die Ermittlung der Fahrzeit ein.In a next step of the method according to the invention, a journey time of the vehicle, in particular along the determined route, is determined as a function of the vehicle speed and the number of charging stops required at this vehicle speed. An essential idea of the present invention is that the travel time in an electric vehicle cannot even be determined in a first approximation using the distance-time law without taking into account the number of necessary charging stops. While the distance-time law provides a linear relationship between route length, vehicle speed and travel time, the sudden increases in travel time due to charging stops must always be taken into account in an electric vehicle. The number of necessary charging stops obviously depends on the current SOC of the vehicle, its consumption (or its range) and the route length. However, since the consumption or range of an electric vehicle is inversely proportional to the vehicle speed and the charging stops take a significant amount of time, the vehicle speed is also included in the determination of the driving time via the number of necessary charging stops.

Mit anderen Worten handelt es sich bei der Fahrzeit in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Anzahl der bei dieser Fahrzeuggeschwindigkeit notwendigen Ladestopps um eine von der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Anzahl der Ladestopps (Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit) abhängige Funktion. In einer einfachster Durchführungsform wird für diese Funktion eine feste Ladezeit pro Ladestopp, insbesondere zum vollständigen Laden des Energiespeichers, angenommen. Bevorzugt wird eine feste Ladezeit bis zu einer 80 prozentigen Ladung angenommen, da oberhalb von 80 % SOC die Ladegeschwindigkeit deutlich abnimmt. Folglich bedeutet in dieser einfachsten Durchführungsform jeder Ladestopp die Addition dieser festen Ladezeit zur Fahrzeit.In other words, the travel time as a function of the vehicle speed and the number of charging stops required at this vehicle speed is a function dependent on the vehicle speed and the number of charging stops (function of the vehicle speed). In a simplest implementation, a fixed charging time per charging stop is assumed for this function, in particular for the complete charging of the energy store. A fixed charging time up to an 80 percent charge is preferred, since the charging speed decreases significantly above 80% SOC. Consequently, in this simplest implementation, each charging stop means adding this fixed charging time to the driving time.

Im erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt schließlich eine Optimierung der folglich in nichtlinearer Weise von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängenden Fahrzeit. Dabei wird in einer einfachsten Durchführungsform die Fahrzeit solange variiert, bis anhand der oben beschriebenen Annahmen eine minimale Fahrzeit entlang der Route resultiert. Dieses Optimierungsproblem ist für den Nutzer eines Elektrofahrzeugs nicht trivial, insbesondere aufgrund des nicht-linearen Zusammenhangs zwischen Fahrzeuggeschwindigkeit und Fahrzeit.Finally, in the method according to the invention, the travel time, which is consequently dependent on the vehicle speed in a non-linear manner, is optimized. In a simple implementation, the travel time is varied until a minimum travel time along the route results from the assumptions described above. This optimization problem is not trivial for the user of an electric vehicle, especially due to the non-linear relationship between vehicle speed and driving time.

Im erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt diese Optimierungsaufgabe rechnergestützt sowie automatisch und resultiert in der Ausgabe einer die Fahrzeit minimierenden empfohlenen Richtgeschwindigkeit des Fahrzeugs an den Nutzer. Somit wird dem Nutzer vorteilhaft eine einfache Information zur Verfügung gestellt, die es dem Nutzer ermöglicht, die Fahrzeit zu minimieren. Beispielsweise wird eine Richtgeschwindigkeit ausgegeben, die nur geringfügig unter einer maximal zulässigen oder üblichen Geschwindigkeit liegt, aber mit der ein Ladestopp weniger zum Bewältigen der Route benötigt wird, als bei der maximal zulässigen oder üblichen Geschwindigkeit. Übersteigt die dabei erreichte Zeitersparnis die aus der geringeren Geschwindigkeit resultierende Fahrzeiterhöhung, resultiert ein Nettozeitgewinn für den Nutzer.In the method according to the invention, this optimization task is carried out computer-aided and automatically and results in the output of a recommended directional speed of the vehicle which minimizes the travel time to the user. Thus, the user is advantageously provided with simple information which enables the user to minimize the travel time. For example, a guideline speed is output that is only slightly below a maximum permissible or usual speed, but with which a charging stop is required less to master the route than at the maximum permissible or usual speed. If the time saved exceeds the increase in travel time resulting from the lower speed, the user gains a net gain in time.

In einer ferner bevorzugten Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Ermitteln einer die Fahrzeit minimierenden empfohlenen Richtgeschwindigkeit in einem iterativen Verfahren. Dabei wird zunächst ein initialer Wert der Anzahl der notwendigen Ladestopps in Abhängigkeit des aktuellen SOC, der Länge der ermittelten Route und einer bestimmten initialen Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt. Bei der initialen Fahrzeuggeschwindigkeit handelt es sich bevorzugt um eine entlang der Route zulässige Geschwindigkeit oder um einen Mittelwert solcher Geschwindigkeiten. Anhand des anhand der initialen Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelten initialen Werts der Anzahl notwendiger Ladestopps, wird ein initialer Wert der Fahrzeit des Fahrzeugs bei der initialen Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt. Anschließend wird die initiale Fahrzeuggeschwindigkeit inkrementell erhöht oder verringert (weitere Fahrzeuggeschwindigkeit) und werden die beschriebenen Schritte erneut durchgeführt, das heißt ein weiterer Wert für die Anzahl und, darauf basierend, ein weiterer Wert für die Fahrzeit bestimmt. Der weitere Wert der Fahrzeit wird sodann mit dem initialen Wert der Fahrzeit verglichen. Sofern der weitere Wert geringer ist als der initiale Wert, wird die Iteration in der gleichen Richtung, das heißt mit inkrementeller Erhöhung oder Verringerung, erneut durchgeführt, andernfalls die Iterationsrichtung umgekehrt. Ferner bevorzugt werden im Zug der Iteration die Schrittweiten der Iteration verringert.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, this is done Determine a recommended directional speed that minimizes the travel time in an iterative process. Initially, an initial value of the number of necessary charging stops is determined depending on the current SOC, the length of the determined route and a specific initial vehicle speed. The initial vehicle speed is preferably a speed permitted along the route or an average of such speeds. On the basis of the initial value of the number of necessary charging stops determined on the basis of the initial vehicle speed, an initial value of the travel time of the vehicle at the initial vehicle speed is determined. The initial vehicle speed is then incrementally increased or decreased (further vehicle speed) and the steps described are carried out again, that is to say a further value for the number and, based on this, a further value for the travel time. The further value of the travel time is then compared with the initial value of the travel time. If the further value is less than the initial value, the iteration is carried out again in the same direction, that is to say with incremental increase or decrease, otherwise the iteration direction is reversed. Furthermore, the step sizes of the iteration are preferably reduced in the course of the iteration.

In einer bevorzugten Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Anzahl der notwendiger Ladestopps in Abhängigkeit eines geschwindigkeitsabhängigen Energieverbrauchs des Fahrzeugs ermittelt wird. Somit kann die Anzahl der notwendigen Ladestopps vorteilhaft realistischer abgeschätzt werden als mit einer reinen Skalierung der Fahrzeugreichweite anhand der Fahrzeuggeschwindigkeit. Der geschwindigkeitsabhängige Energieverbrauch des Fahrzeugs liegt dabei bevorzugt in Form von LUT vor, die beispielsweise vom Fahrzeughersteller zur Verfügung gestellt werden. Besonders bevorzugt werden diese Werte vom Fahrzeug selbst erfasst beziehungsweise die LUT aktualisiert, um Besonderheiten wie die Bereifung, die Straßenqualität oder jahreszeitliche Einflüsse zu erfassen.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the number of charging stops required is determined as a function of a speed-dependent energy consumption of the vehicle. The number of necessary charging stops can thus advantageously be estimated more realistically than by simply scaling the vehicle range on the basis of the vehicle speed. The speed-dependent energy consumption of the vehicle is preferably in the form of LUT, which is provided by the vehicle manufacturer, for example. These values are particularly preferably recorded by the vehicle itself or the LUT is updated in order to record special features such as the tires, the road quality or seasonal influences.

In einer ferner bevorzugten Durchführungsform umfasst das Ermitteln der Fahrzeit im erfindungsgemäßen Verfahren das Ermitteln von individuellen Ladezeiten pro Ladestopp. Dabei wird insbesondere die Ladeleistung des Fahrzeugs und ein geschätzter SOC bei Beginn des Ladestopps berücksichtigt. In einer einfachsten Durchführungsform wird ohne die Kenntnis der Positionen von Ladestationen angenommen, dass ein Ladestopp stets bei einem bestimmten Rest-SOC, beispielsweise 15% erfolgt. Dieser Rest-SOC erlaubt es in der Regel zuverlässig eine nahegelegene Ladestation zu erreichen. Besonders bevorzugt werden entlang der Route tatsächlich vorhandene Ladestationen in die Berechnung der Fahrzeit einbezogen, indem jeweils der Rest-SOC bei der Ankunft an der jeweiligen Ladestation berücksichtigt wird. Das Schätzen von Ladezeiten in Abhängigkeit der Ladeleistung und bevorzugt der Positionen tatsächlich vorhandener Ladestationen resultiert in einer zutreffenderen Fahrzeitermittlung.In a further preferred embodiment, the determination of the travel time in the method according to the invention comprises the determination of individual charging times per charging stop. In particular, the charging capacity of the vehicle and an estimated SOC at the start of the charging stop are taken into account. In a simplest implementation, without knowing the positions of charging stations, it is assumed that a charging stop always takes place at a certain residual SOC, for example 15%. This residual SOC usually allows you to reliably reach a nearby charging station. Charging stations that are actually present along the route are particularly preferably included in the calculation of the travel time by taking into account the remaining SOC upon arrival at the respective charging station. The estimation of charging times depending on the charging power and preferably the positions of the charging stations actually present results in a more accurate determination of the travel time.

In einer besonders bevorzugten Durchführungsform erfolgt das Ermitteln zumindest einer der individuellen Ladezeiten in Abhängigkeit einer Fahrereingabe zu einer präferierten Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Fahrereingabe erfolgt dabei bevorzugt über eine Nutzerschnittstelle des Fahrzeugs, beispielsweise ein Touchpad eines Multimediasystems. Die Länge der individuellen Ladestopps bestimmt im erfindungsgemäßen Verfahren wesentlich die zu minimierende Fahrzeit. Die hier beschriebene bevorzugte Durchführungsform ermöglicht vorteilhaft einen Fahrerwunsch in das erfindungsgemäße Verfahren einzubinden. Hierfür bietet die Berechnung der individuellen Ladezeiten einen optimalen Anknüpfungspunkt. Insbesondere ermöglichen diese eine Veranschaulichung der Auswirkungen des Fahrerwunsches anhand der Betriebsstrategie für zumindest den nächsten Streckenabschnitt zur nächsten Ladestation. Das Ermitteln der Ladezeit unter Berücksichtigung der vom Fahrer präferierten Geschwindigkeit erfolgt gemäß einer einfachsten Durchführungsform mittels einer Skalierung der Ladezeiten mit der Höhe der vom Fahrer präferierten Geschwindigkeit. Besonders bevorzugt wird die Ladezeit unter Berücksichtigung des geschwindigkeitsabhängigen Energieverbrauchs, wie bereits oben beschrieben (LUT), bestimmt. In der Regel wird die Ladezeit dabei umso höher sein, je höher die vom Fahrer präferierte Fahrzeuggeschwindigkeit ist.In a particularly preferred embodiment, at least one of the individual loading times is determined as a function of a driver input at a preferred vehicle speed. The driver input is preferably carried out via a user interface of the vehicle, for example a touchpad of a multimedia system. The length of the individual charging stops essentially determines the travel time to be minimized in the method according to the invention. The preferred embodiment described here advantageously enables a driver's request to be integrated into the method according to the invention. The calculation of the individual loading times provides an optimal starting point for this. In particular, these enable the effects of the driver's request to be illustrated on the basis of the operating strategy for at least the next section of the route to the next charging station. The charging time, taking into account the speed preferred by the driver, is determined in accordance with a simplest implementation by scaling the loading times with the height of the speed preferred by the driver. The charging time is particularly preferably determined taking into account the speed-dependent energy consumption, as already described above (LUT). As a rule, the charging time will be longer, the higher the vehicle speed preferred by the driver.

Ebenfalls bevorzugt wird im erfindungsgemäßen Verfahren eine Mehrzahl von Kombinationen jeweils einer Ladezeit und der im Anschluss an Ladestopp mit dieser Ladezeit von dem Fahrzeug realisierbaren Fahrzeuggeschwindigkeit an einen Fahrer ausgegeben. Die Ausgabe erfolgt bevorzugt über ein Ausgabemittel des Fahrzeugs, beispielsweise einen Bildschirm eines Multimediasystems Die realisierbare Fahrzeuggeschwindigkeit stellt sicher, dass der Fahrer eine nächste Ladestation entlang der Route und/oder den Zielpunkt der Route sicher erreicht. Mit anderen Worten werden dem Fahrer mehrere Betriebsstrategien für zumindest einen, auf den Ladestopp folgenden Streckenabschnitt angeboten, wobei eine längere Ladedauer des Ladestopps eine höhere Fahrzeuggeschwindigkeit ermöglicht. Im erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt ferner bevorzugt das Erfassen einer ausgewählten Ladezeit anhand einer Nutzereingabe, wobei die Ladezeit insbesondere aus den angezeigten Kombinationen und unter Berücksichtigung der damit realisierbaren Fahrzeuggeschwindigkeit ausgewählt wurde.Likewise, in the method according to the invention, a plurality of combinations of a charging time and the vehicle speed that can be achieved by the vehicle after this charging stop is output to a driver. The output preferably takes place via an output means of the vehicle, for example a screen of a multimedia system. The realizable vehicle speed ensures that the driver safely reaches a next charging station along the route and / or the destination of the route. In other words, the driver is offered several operating strategies for at least one section of the route following the charging stop, with a longer charging time for the charging stop allowing a higher vehicle speed. In the method according to the invention, a selected charging time is also preferably recorded using a user input, the charging time being selected in particular from the displayed combinations and taking into account the vehicle speed that can be achieved therewith.

Besonders bevorzugt weisen die ausgegebenen Kombinationen ferner eine mit der realisierbaren Fahrzeuggeschwindigkeit erreichbare Ankunftszeit am Zielpunkt auf. Somit kann die Fahrereingabe unter der Prämisse des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgen, die Fahrzeit zu minimieren. Der Fahrer kann sich jedoch ebenso bewusst anders entscheiden. Somit wird der Konflikt zwischen einer langen Ladedauer, welche es im Anschluss ermöglicht mit einem hohen Energieverbrauch und einer hohen Geschwindigkeit schnell den Zielpunkt zu erreichen, und einer kurzen Ladedauer mit einer anschließenden langsamen und energiesparenden Fahrt durch Erfassen einer Fahrerpräferenz gelöst. Dabei trifft der Fahrer die Entscheidung für eine kurze oder lange Ladedauer unter Berücksichtigung des Einflusses seiner Entscheidung auf die Ankunftszeit am Zielpunkt beziehungsweise der Fahrzeit. Particularly preferably, the combinations output also have an arrival time at the destination point that can be achieved with the realizable vehicle speed. The driver input can thus take place on the premise of the method according to the invention to minimize the travel time. However, the driver can also consciously choose differently. Thus, the conflict between a long charging time, which then enables you to quickly reach the destination with high energy consumption and high speed, and a short charging time with a subsequent slow and energy-saving journey by solving a driver preference. The driver makes the decision for a short or long charging time, taking into account the influence of his decision on the arrival time at the destination or the travel time.

In einer ferner bevorzugten Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt bereits das Ermitteln der Route anhand von Positionen von zwischen dem Startpunkt und dem Zielpunkt gelegenen Ladestationen. Mit anderen Worten wird die Route so ermittelt, dass eine Ladestation stets angefahren wird, wenn die Restreichweite des Fahrzeugs unter eine Entfernung zu einer entlang der Route darauf folgenden Ladestation sinkt. Dabei wird gegebenenfalls ein Sicherheitsvorbehalt berücksichtigt. Methoden zur Routenermittlung unter Berücksichtigung der Positionen von Ladestationen sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der bereits eingangs erwähnten DE 10 2012 200 104 A1 , auf deren Inhalt hiermit zumindest insofern vollumfänglich Bezug genommen wird.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the route is already determined on the basis of positions from charging stations located between the starting point and the destination. In other words, the route is determined in such a way that a charging station is always approached when the remaining range of the vehicle drops below a distance to a charging station that follows the route. If necessary, a security reservation is taken into account. Methods for determining the route taking into account the positions of charging stations are already known from the prior art, for example from the one already mentioned at the beginning DE 10 2012 200 104 A1 , the content of which is hereby fully referred to at least in this respect.

Die bevorzugte Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ergänzt die bekannten Verfahren jedoch durch die Berücksichtigung der Ladegeschwindigkeiten beziehungsweise Ladeleistungen der zwischen dem Startpunkt und dem Zielpunkt gelegenen Ladestationen. Beispielsweise sollten Ladestationen mit geringer Ladeleistung, wie AC Ladestationen, stets nur das Erreichen der nächsten Ladestation mit hoher Ladeleistung, wie DC Ladestationen, ermöglichen. Unter Berücksichtigung des Rest-SOC bei Ankunft an der jeweiligen Ladestation sowie der Ladegeschwindigkeit der jeweiligen Ladestation kann die Bestimmung der Fahrzeit nochmals verbessert werden. Ebenfalls bevorzugt, können für die Streckenabschnitte zwischen verschiedenen Ladestationen verschiedene Richtgeschwindigkeiten ermittelt werden, beispielsweise um das Erreichen einer Schnellladestation nach kurzzeitigem Laden an einer Ladestation geringer Ladegeschwindigkeit beziehungsweise Ladeleistung zu gewährleisten.The preferred embodiment of the method according to the invention, however, supplements the known methods by taking into account the charging speeds or charging powers of the charging stations located between the starting point and the destination point. For example, charging stations with low charging power, such as AC charging stations, should only ever allow the next charging station with high charging power, such as DC charging stations, to be reached. Taking into account the remaining SOC upon arrival at the respective charging station and the charging speed of the respective charging station, the determination of the travel time can be improved again. It is also preferred that different guide speeds can be determined for the route sections between different charging stations, for example in order to ensure that a quick charging station is reached after brief charging at a charging station with a low charging speed or charging power.

Gemäß dieser bevorzugten Durchführungsform wird somit bevorzugt eine Route ermittelt, welche eine minimale Abweichung von einer ursprünglichen, ohne Berücksichtigung von Ladestationen ermittelten Route bei gleichzeitig maximaler Ladegeschwindigkeit ermöglicht. Folglich stellt bereits das Ermitteln der Route ein Optimierungsproblem hinsichtlich der Fahrzeit dar, welches unter Berücksichtigung der Ladegeschwindigkeiten der Ladestationen rechnergestützt gelöst wird. Das Ergebnis des Optimierungsproblems wird dem Fahrer als einfach nachvollziehbare Routenführung präsentiert. Beispielhaft ist es zeitlich sinnvoll, einen Umweg in Kauf zu nehmen, um eine Schnellladestation zu erreichen, anstatt an einem langsamen AC-Lader zu laden oder mit stark reduzierter Geschwindigkeit sein Ziel zu erreichen. According to this preferred embodiment, a route is thus preferably determined which enables a minimal deviation from an original route determined without taking into account charging stations and at the same time maximum charging speed. Consequently, the determination of the route already represents an optimization problem with regard to the travel time, which is solved with the aid of the computer, taking into account the charging speeds of the charging stations. The result of the optimization problem is presented to the driver as an easily understandable route guidance. For example, it makes sense in terms of time to take a detour to reach a quick charging station instead of charging on a slow AC charger or reaching your destination at a greatly reduced speed.

Bevorzugt wird somit das geschwindigkeitsbasierte Optimierungsproblem gemeinsam mit dem routenbasierten Optimierungsproblem gelöst. Der Zusammenhang dieser Optimierungsprobleme wird beispielhaft deutlich, wenn die partielle Verwendung einer kurzen Route anstelle einer schnellen Route dazu führt, dass ein Ladestopp eingespart wird und sich somit die Fahrzeit deutlich verringert. Ferner bevorzugt wird dem Fahrer eine Route gemeinsam mit den entsprechenden Richtgeschwindigkeiten pro Routenabschnitt zur Verfügung gestellt.The speed-based optimization problem is thus preferably solved together with the route-based optimization problem. The relationship between these optimization problems becomes clear, for example, if the partial use of a short route instead of a fast route means that a charging stop is saved and the travel time is thus significantly reduced. Furthermore, the driver is preferably provided with a route together with the corresponding guide speeds per route section.

In einer besonders bevorzugten Durchführungsform umfasst das Ermitteln der Fahrzeit somit das Ermitteln von Ladezeiten pro Ladestopp unter Berücksichtigung der Ladeleistung des Fahrzeugs, der Ladeleistung der jeweiligen Ladestation sowie dem Rest-SOC bei Ankunft an dieser Ladestation. Als Ziel-SOC für den Ladevorgang wird dabei bevorzugt ein SOC von 80 % angenommen, da oberhalb von 80 % SOC die Ladegeschwindigkeiten deutlich abnehmen. Über den Rest-SOC geht dabei die Position der jeweiligen Ladestation in die Berechnung der Fahrzeit eingeht, woraus der Zusammenhang zwischen den Optimierungsproblemen hinsichtlich Routenführung und Fahrzeit ersichtlich ist. Durch Berücksichtigen der Ladezeiten, insbesondere der Ladeleistungen der Ladestationen, können Routen ermittelt werden, die deutlich von mit bekannten Verfahren ermittelten Routen abweichen. Ferner bevorzugt werden beim kombinierten Ermitteln von Route und optimaler Richtgeschwindigkeit nur solche Ladestationen berücksichtigt, für die seitens des Nutzers eine Nutzungsberechtigung vorliegt. Ebenso können weitere Informationen zu den Ladestationen, beispielsweise zu deren Verfügbarkeit, in die Routenberechnung und die Fahrzeitermittlung einbezogen werden.In a particularly preferred embodiment, the determination of the travel time thus includes the determination of charging times per charging stop, taking into account the charging power of the vehicle, the charging power of the respective charging station and the residual SOC upon arrival at this charging station. The target SOC for the charging process is preferably an SOC of 80%, since above 80% SOC the charging speeds decrease significantly. The position of the respective charging station is included in the calculation of the travel time via the remaining SOC, which shows the connection between the optimization problems with regard to route guidance and travel time. By taking the charging times, in particular the charging power of the charging stations, into account, routes can be determined which differ significantly from routes determined using known methods. Furthermore, in the combined determination of the route and the optimal directional speed, only those charging stations for which the user is authorized to use are taken into account. Likewise, further information on the charging stations, for example on their availability, can be included in the route calculation and the travel time determination.

In einer ferner bevorzugten Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Ermitteln der Anzahl der notwendigen Ladestopps unter der Prämisse eines Sicherheitsvorhalts. Dies ist vorteilhaft, sollte eine Ladestation nicht verfügbar sein oder ein unplanmäßiger Mehrverbrauch, beispielsweise durch Starkwind, eintreten. Dabei beträgt der Sicherheitsvorbehalt bevorzugt 10 %, 15 % oder 20 % der Batteriekapazität. Alternativ bevorzugt wird der Sicherheitsvorbehalt für jeden Ladestopp individuell anhand der Entfernung zur darauffolgenden Ladestation entlang der Route ermittelt, insbesondere als eine zum Erreichen dieser folgenden Ladestation ausreichende Kapazität. Ebenfalls bevorzugt beträgt der Sicherheitsvorbehalt stets eine für das Fahren von 40 km ausreichende Energiemenge.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the number of charging stops required is determined on the premise of a security precaution. This is advantageous if a charging station is not available or an unscheduled additional consumption, for example due to strong winds. The security reservation is preferably 10%, 15% or 20% of the battery capacity. Alternatively, the security reservation for each charging stop is preferably determined individually on the basis of the distance to the subsequent charging station along the route, in particular as a capacity which is sufficient to reach this subsequent charging station. The safety reservation is also preferably always an amount of energy sufficient for driving 40 km.

In einer ebenfalls bevorzugten Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Ermitteln der Anzahl der notwendigen Ladestopps unter Berücksichtigung des Vorhandenseins einer Lademöglichkeit am Zielort. Mit anderen Worten wird die Notwendigkeit eines Rest-SOC einer bestimmten Höhe am Zielort berücksichtigt. Somit wird sichergestellt, dass der Nutzer für eine beliebige Anschlussfahrt vom Zielort ausreichend Energie zur Verfügung hat. Das Vorhandensein einer Ladestation, beispielsweise einer häuslichen Ladestation, kann anhand einer Nutzereingabe ermittelt werden. Alternativ werden die Positionen bekannter Ladestationen in der Umgebung des Zielorts genutzt, um ein Rest-SOC zu ermitteln, der ein Erreichen dieser Ladestationen ausgehend vom Zielort sicher ermöglicht.In a likewise preferred embodiment of the method according to the invention, the number of necessary charging stops is determined taking into account the presence of a charging facility at the destination. In other words, the need for a residual SOC of a certain height at the destination is taken into account. This ensures that the user has sufficient energy available for any connection journey from the destination. The presence of a charging station, for example a domestic charging station, can be determined on the basis of user input. Alternatively, the positions of known charging stations in the vicinity of the destination are used to determine a residual SOC that enables these charging stations to be safely reached from the destination.

In einer ebenfalls bevorzugten Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Ermitteln der Anzahl der notwendigen Ladestopps unter Berücksichtigung von Informationen zum Streckenverlauf. Besonders bevorzugt wird die maximal zulässige oder mögliche Geschwindigkeit in gewissen Bereichen der Strecke berücksichtigt. Ist zum Beispiel bekannt, dass auf einer längeren Teilstrecke eine Geschwindigkeitsbegrenzung vorliegt oder die Verkehrssituation die maximal mögliche Geschwindigkeit beschränkt, so können Bereiche, in denen höhere Geschwindigkeiten erlaubt sind, mit einer Geschwindigkeit durchfahren werden, die höher ist als die zur Fahrzeitoptimierung ermittelte Richtgeschwindigkeit. In Kombination mit den Bereichen, die nur mit einer Geschwindigkeit durchfahren werden können, die unterhalb der zur Fahrzeitoptimierung ermittelten Richtgeschwindigkeit liegt, ergibt sich insgesamt eine optimierte geringe Fahrzeit. Ist beispielsweise 120 km/h über 300 km als die Fahrzeit optimierende Richtgeschwindigkeit ermittelt worden, ist jedoch aufgrund von 200 km Landstraße dort nur eine Geschwindigkeit von 100 km/h zulässig, wird für die restlichen 100 km Autobahn bevorzugt eine Richtgeschwindigkeit von 150 km/h ausgegeben. Ferner bevorzugt werden weitere Informationen, wie beispielsweise Informationen zum Streckenprofil, insbesondere zu Steigungen und zur Fahrbahnbeschaffenheit, oder zum Wetter beim Bestimmen der Anzahl der notwendigen Ladestopps berücksichtigt.In a likewise preferred embodiment of the method according to the invention, the number of charging stops required is determined taking into account information on the route. The maximum permissible or possible speed in certain areas of the route is particularly preferably taken into account. If, for example, it is known that there is a speed limit on a longer section or the traffic situation limits the maximum possible speed, areas in which higher speeds are permitted can be traversed at a speed that is higher than the recommended speed determined to optimize the travel time. In combination with the areas that can only be traversed at a speed that is below the guide speed determined for optimizing the travel time, the overall result is an optimized low travel time. If, for example, 120 km / h over 300 km has been determined as the guiding speed that optimizes the travel time, but only a speed of 100 km / h is permitted there due to 200 km of country road, a guiding speed of 150 km / h is preferred for the remaining 100 km of motorway output. Further information, such as, for example, information about the route profile, in particular about gradients and the condition of the roadway, or about the weather is preferably taken into account when determining the number of necessary charging stops.

Besonders bevorzugt erfolgt während der Fahrt entlang der ermittelten Route eine regelmäßige Aktualisierung der Optimierungsberechnung. Mit anderen Worten, wird das erfindungsgemäße Verfahren während der Fahrt wiederholt angewendet, so dass eine die Fahrzeit minimierende empfohlene Richtgeschwindigkeit wiederholt ermittelt beziehungsweise aktualisiert wird. Dabei wird insbesondere berücksichtigt, ob aufgrund von Störungen oder aufgrund des Fahrerwunschs das Fahrzeug mit einer anderen als der Richtgeschwindigkeit bewegt wurde und somit der tatsächliche Energiebedarf größer oder kleiner war beziehungsweise ist, als der prognostizierte Energiebedarf. Gegebenenfalls erfolgt daraufhin eine entsprechende Anpassung der ermittelten Richtgeschwindigkeit und/oder der ermittelten Route.The optimization calculation is particularly preferably updated regularly while driving along the determined route. In other words, the method according to the invention is used repeatedly while driving, so that a recommended directional speed that minimizes the driving time is repeatedly determined or updated. In particular, it is taken into account whether the vehicle was moved at a speed other than the recommended speed due to malfunctions or the driver's request and whether the actual energy requirement was or is greater or less than the forecast energy requirement. If necessary, the determined guide speed and / or the determined route are then adapted accordingly.

In einer ebenfalls bevorzugten Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird für jeden Ladestopp eine Empfehlung für die Ladedauer an der jeweiligen Ladestation ermittelt. In a likewise preferred embodiment of the method according to the invention, a recommendation for the charging time at the respective charging station is determined for each charging stop.

Diese Ladedauer entspricht dabei der gemäß Optimierungsergebnis an der jeweiligen Ladestation optimalen Ladedauer, beispielsweise um sicherzustellen, dass eine nachfolgende Ladedauer mit höherer Ladegeschwindigkeit sicher erreicht wird. Ferner bevorzugt werden die so ermittelten Ladedauern dem Kunden ausgegeben, um sicherzustellen, dass dieser die optimale Ladezeit nicht überschreitet. Ferner bevorzugt enthält eine solche Ausgabe den Hinweis, dass die Ladeleistung bei sehr voller Batterie, z.B. oberhalb von 80%, abnimmt, und/oder dass zum Erreichen des Ziels nicht die maximale Batterieladung notwendig ist.This charging time corresponds to the optimal charging time according to the optimization result at the respective charging station, for example to ensure that a subsequent charging time with a higher charging speed is reliably achieved. The charging times determined in this way are also preferably output to the customer in order to ensure that the customer does not exceed the optimal charging time. Such an output also preferably contains the indication that the charging power when the battery is very full, e.g. above 80%, and / or that the maximum battery charge is not necessary to reach the goal.

Zusätzlich zu der vorab beschriebenen reinen Optimierung der Fahrzeit, zumindest mittels der Vorgabe einer optimalen Richtgeschwindigkeit und gegebenenfalls einer hinsichtlich der Ladegeschwindigkeiten der Ladestationen optimierten Route, erfolgt bevorzugt eine zusätzliche Optimierung hinsichtlich der Fahrtkosten und/oder des Energieverbrauchs. Ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß dieser Durchführungsform weist bevorzugt die Verfahrensschritte: Erfassen eines Startpunkts und eines Zielpunkts des Fahrzeugs; Ermitteln einer Route von dem Startpunkt zu dem Zielpunkt; Erfassen eines aktuellen Ladezustands, SOC, eines elektrischen Energiespeichers des Fahrzeugs; Ermitteln einer Anzahl notwendiger Ladestopps in Abhängigkeit einer Länge der Route, dem aktuellen Ladezustand und einer Fahrzeuggeschwindigkeit; Ermitteln eines Energieverbrauchs und/oder von Fahrkosten in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Anzahl der bei dieser Fahrzeuggeschwindigkeit notwendigen Ladestopps; Ermitteln einer den Energieverbrauch und/oder die Fahrkosten minimierenden Richtgeschwindigkeit des Fahrzeugs. Die Funktion des Energieverbrauchs in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Anzahl der Ladestopps wird dabei bevorzugt anhand eines geschwindigkeitsabhängigen Verbrauchs und der Gesamtfahrzeit berechnet. Die Funktion des Fahrpreises ist bevorzugt lediglich eine andere Darstellung für die Funktion des Energieverbrauchs.In addition to the pure optimization of the travel time described above, at least by specifying an optimal directional speed and possibly a route optimized with regard to the charging speeds of the charging stations, there is preferably an additional optimization with regard to travel costs and / or energy consumption. A method according to the invention in accordance with this embodiment preferably has the method steps: detecting a starting point and a target point of the vehicle; Determining a route from the starting point to the destination point; Detecting a current state of charge, SOC, of an electrical energy store of the vehicle; Determining a number of necessary charging stops depending on a length of the route, the current state of charge and a vehicle speed; Determining an energy consumption and / or travel costs as a function of the vehicle speed and the number of charging stops required at this vehicle speed; Determine a target speed of the vehicle that minimizes energy consumption and / or travel costs. The function of energy consumption depending on the The vehicle speed and the number of charging stops are preferably calculated on the basis of a speed-dependent consumption and the total driving time. The function of the fare is preferably just another representation of the function of the energy consumption.

Besonders bevorzugt nimmt der Nutzer eine Eingabe vor, in welcher Gewichtung eine Optimierung von Fahrtkosten, Energie und Fahrzeit erfolgen soll. Besonders bevorzugt erfolgt die Eingabe über auf einem Display angezeigter Schieberegler oder dergleichen. Bevorzugt wird die ermittelte Richtgeschwindigkeit anhand der Nutzereingabe angepasst und beispielsweise reduziert, wenn der Nutzer den Energiebedarf mit hoher Gewichtung optimieren will. Ebenfalls bevorzugt erfolgt eine Ausgabe der angepassten Richtgeschwindigkeit und/oder einer entsprechend angepassten Ankunftszeit, um dem Nutzer die Auswirkung seiner Auswahl anzuzeigen.The user particularly preferably makes an entry in which weighting is to be used to optimize travel costs, energy and travel time. The input is particularly preferably carried out by means of sliders or the like shown on a display. The determined target speed is preferably adapted on the basis of the user input and, for example, reduced if the user wants to optimize the energy requirement with high weighting. The adjusted standard speed and / or a correspondingly adjusted arrival time is also preferably output in order to indicate to the user the effect of his selection.

Besonders bevorzugt weist das erfindungsgemäße Verfahren ferner den Verfahrensschritt des Ausgebens der Ermittelten Richtgeschwindigkeit an einen Nutzer beziehungsweise Fahrer des Fahrzeugs. Die Ausgabe erfolgt bevorzugt über zumindest ein Ausgabemittel des Fahrzeugs, wie beispielsweise ein Bildschirm, Kombiinstrument oder Touchscreen. Alternativ oder zusätzlich weist das erfindungsgemäße Verfahren den Verfahrensschritt des Einstellens der ermittelten Richtgeschwindigkeit als Sollgeschwindigkeit eines Tempomats beziehungsweise eines Fahrsystems zum autonomen Fahren eines Elektrofahrzeugs auf. Dies stellt vorteilhaft sicher, dass die optimale Geschwindigkeit tatsächlich eingehalten wird.The method according to the invention particularly preferably also has the method step of outputting the determined target speed to a user or driver of the vehicle. The output is preferably carried out via at least one output means of the vehicle, such as a screen, instrument cluster or touchscreen. As an alternative or in addition, the method according to the invention has the step of setting the determined target speed as the target speed of a cruise control or a driving system for autonomous driving of an electric vehicle. This advantageously ensures that the optimal speed is actually maintained.

Die Verfahrensschritte der erfindungsgemäßen Verfahren können durch elektrische oder elektronische Bauteile oder Komponenten (Hardware), durch Firmware (ASIC) implementiert sein oder durch Ausführen eines geeigneten Programms (Software) verwirklicht werden.The method steps of the method according to the invention can be implemented by electrical or electronic components or components (hardware), by firmware (ASIC) or can be implemented by executing a suitable program (software).

Bevorzugt werden die erfindungsgemäßen Verfahren durch eine Kombination von Hardware, Firmware und/oder Software verwirklicht beziehungsweise implementiert. Beispielsweise sind einzelne Komponenten zum Durchführen einzelner Verfahrensschritte als separat integrierter Schaltkreis ausgebildet oder auf einem gemeinsamen integrierten Schaltkreis angeordnet.The methods according to the invention are preferably implemented or implemented by a combination of hardware, firmware and / or software. For example, individual components for performing individual method steps are designed as separately integrated circuits or arranged on a common integrated circuit.

Ferner bevorzugt sind zum Durchführen einzelner Verfahrensschritte eingerichtete Komponenten auf einem gedruckten (flexiblen) Schaltungsträger (PCB), einem Tape Carrier Package (TCP), oder einem anderen geeigneten Substrat angeordnet.Furthermore, components that are set up to carry out individual method steps are preferably arranged on a printed (flexible) circuit carrier (PCB), a tape carrier package (TCP), or another suitable substrate.

Die einzelnen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens sind ferner bevorzugt als ein oder mehrere Prozesse ausgebildet, die auf einem oder mehreren Prozessoren in einem oder mehreren elektronischen Rechengeräten laufen und beim Ausführen von ein oder mehreren Computerprogrammen erzeugt werden.The individual method steps of the method according to the invention are furthermore preferably designed as one or more processes that run on one or more processors in one or more electronic computing devices and are generated when one or more computer programs are executed.

Die elektronischen Rechengeräte sind dabei bevorzugt dazu ausgebildet mit anderen Komponenten, beispielsweise ein oder mehreren Sensoren sowie Ein- und Ausgabemitteln zusammenzuarbeiten, um die hierin beschriebenen Funktionalitäten zu verwirklichen.The electronic computing devices are preferably designed to work together with other components, for example one or more sensors and input and output means, in order to implement the functionalities described here.

Die Computerprogramme sind dabei bevorzugt in einem flüchtigen Speicher, beispielsweise einem RAM-Element, oder in einem nicht-flüchtigen Speichermedium, wie beispielsweise einer CD-ROM, einem Flash-Speicher oder dergleichen, abgelegt.The computer programs are preferably stored in a volatile memory, for example a RAM element, or in a non-volatile storage medium, such as a CD-ROM, a flash memory or the like.

Dem Fachmann ist ferner ersichtlich, dass die Funktionalitäten von mehreren Computern (Datenverarbeitungsgeräten) kombiniert oder in einem einzigen Gerät kombiniert sein können oder dass die Funktionalität von einem bestimmten Datenverarbeitungsgerät auf eine Vielzahl von Geräten verteilt vorliegen kann, um die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, ohne von dem erfindungsgemäßen Verfahren abzuweichen.It is also apparent to the person skilled in the art that the functionalities of a plurality of computers (data processing devices) can be combined or combined in a single device or that the functionality of a specific data processing device can be distributed over a large number of devices in order to carry out the steps of the method according to the invention without to deviate from the method according to the invention.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogrammprodukt, das Befehle umfasst, bei deren Ausführung durch einen Computer der Computer veranlasst wird ein erfindungsgemäßes Verfahren, wie vorstehend beschrieben durchzuführen. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein computerlesbares Speichermedium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug oder eine erfindungsgemäße Netzwerkeinrichtung, insbesondere einer Steuereinheit des Fahrzeugs oder der Netzwerkeinrichtung, dieses oder diese dazu veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren, wie vorstehend beschrieben, durchzuführen. Das Speichermedium kann ein flüchtiger Speicher oder ein nicht-flüchtiger Speicher sein.A further aspect of the invention relates to a computer program product which comprises commands, when executed by a computer the computer is prompted to carry out a method according to the invention as described above. A further aspect of the invention relates to a computer-readable storage medium, comprising commands which, when executed by a vehicle according to the invention or a network device according to the invention, in particular a control unit of the vehicle or the network device, cause the latter to carry out a method according to the invention, as described above , The storage medium can be volatile memory or non-volatile memory.

Das Computerprogrammprodukt wird vorteilhaft von einer Steuereinheit eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs oder von einer Steuereinheit einer mit dem elektrisch betriebenen Fahrzeug verbundenen Netzwerkrecheneinrichtung ausgeführt. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft daher ferner ein Fahrzeug, das zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist und insbesondere eine zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildete Steuereinheit aufweist. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ferner eine zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtete Netzwerkrecheneinrichtung. Bevorzugt weisen das Fahrzeug und/oder die Netzwerkrecheneinrichtung ein erfindungsgemäßes computerlesbares Speichermedium auf.The computer program product is advantageously executed by a control unit of an electrically operated vehicle or by a control unit of a network computing device connected to the electrically operated vehicle. Another aspect of the present invention therefore further relates to a vehicle which is designed to carry out the method according to the invention and in particular has a control unit designed to carry out the method according to the invention. Another aspect of the present invention further relates to one set up to carry out the method according to the invention Network computing device. The vehicle and / or the network computing device preferably have a computer-readable storage medium according to the invention.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen. Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, vorteilhaft kombinierbar.Further preferred embodiments of the invention result from the other features mentioned in the subclaims. The various embodiments mentioned in this application can be advantageously combined unless otherwise stated in the individual case.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 ein schematisches Ablaufdiagram eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und
2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs und einer erfindungsgemäßen Netzwerkeinrichtung.

The invention is explained below in exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 a schematic flow diagram of a method according to the invention; and
2 a schematic representation of a vehicle according to the invention and a network device according to the invention.

1 zeigt ein schematisches Ablaufdiagram eines erfindungsgemäßen Verfahrens, das von einer Steuereinheit 54 eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 50 und/oder von einer Steuereinheit 61 einer erfindungsgemäßen Netzwerkeinrichtung 60 durchgeführt wird. 1 shows a schematic flow diagram of a method according to the invention by a control unit 54 of a vehicle according to the invention 50 and / or from a control unit 61 a network device according to the invention 60 is carried out.

In einem ersten Schritt 100 wird ein Startpunkt eines Fahrzeugs 50 erfasst. Dabei wird die aktuelle Fahrzeugposition als Startpunkt mittels eines Kommunikationsmoduls 57 des Fahrzeugs 50 erfasst, das hierfür mit mindestens einem GPS Satelliten 71 kommuniziert. Ferner wird ein Zielpunkt über ein Eingabemittel 58, beispielsweise ein Touchscreen, des Fahrzeugs 50 erfasst. Die so erfassten Werte für Start- und Zielpunkt werden einer Steuereinheit 54 des Fahrzeugs oder über das Kommunikationsmodul 57 des Fahrzeugs 50 und ein Kommunikationsmodul 63 einer Netzwerkeinrichtung 60, beispielsweise einem Backend-Server eines Fahrzeugherstellers, einer Steuereinheit 61 der Netzwerkeinrichtung 60 übermittelt. Im vorliegenden Beispiel handelt es sich bei dem Startpunkt um Wolfsburg und bei dem Zielpunkt um Frankfurt am Main.In a first step 100 becomes a starting point of a vehicle 50 detected. The current vehicle position is the starting point using a communication module 57 of the vehicle 50 recorded with at least one GPS satellite 71 communicated. Furthermore, a target point is entered via an input device 58 , for example a touchscreen, of the vehicle 50 detected. The values recorded for the starting and destination points are then a control unit 54 of the vehicle or via the communication module 57 of the vehicle 50 and a communication module 63 a network facility 60 , for example a backend server of a vehicle manufacturer, a control unit 61 the network setup 60 transmitted. In the present example, the starting point is Wolfsburg and the finishing point is Frankfurt am Main.

In einem zweiten Schritt 200 ermittelt die Steuereinheit 54 oder die Steuereinheit 61 eine Route von Wolfsburg nach Frankfurt a.M, welche somit zumindest 370 km beträgt. Wird die Route im Fahrzeug 50 ermittelt wird sie gegebenenfalls an die Steuereinheit 61 der Netzwerkeinrichtung 60 übermittelt. In einem weiteren Schritt 300 wird ein aktueller Ladezustands, SOC, eines elektrischen Energiespeichers 51 des Fahrzeugs 50 erfasst, beispielsweise von der Steuereinheit 54. Gegebenenfalls wird der SOC an die Steuereinheit 61 der Netzwerkeinrichtung 60 übermittelt. Im vorliegenden Beispiel startet das Fahrzeug voll geladen, d.h. mit 100 % SOC.In a second step 200 determines the control unit 54 or the control unit 61 a route from Wolfsburg to Frankfurt aM, which is at least 370 km. The route is in the vehicle 50 if necessary, it is determined to the control unit 61 the network setup 60 transmitted. In a further step 300 becomes a current state of charge, SOC, of an electrical energy store 51 of the vehicle 50 detected, for example by the control unit 54 , If necessary, the SOC is sent to the control unit 61 the network setup 60 transmitted. In the present example, the vehicle starts fully charged, ie with 100% SOC.

Der Energiespeicher 51 des Fahrzeugs 50 hat eine Kapazität von 36 kWh und in Verbindung mit einem elektrischen Antriebssystem des Fahrzeugs 50 somit eine nominelle Reichweite von 300 km. Ein Erreichen des Zielorts ohne Ladestopps ist vorliegend somit ausgeschlossen.The energy storage 51 of the vehicle 50 has a capacity of 36 kWh and in connection with an electric drive system of the vehicle 50 thus a nominal range of 300 km. Reaching the destination without a charging stop is therefore excluded in the present case.

Dementsprechend wird in einem nächsten Schritt 400 eine Anzahl notwendiger Ladestopps in Abhängigkeit einer Länge der Route, dem aktuellen SOC und einer variablen Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt. Dabei wird die Fahrgeschwindigkeit rechnergestützt variiert und anhand eines geschwindigkeitsabhängigen Verbrauchs die jeweilige Reichweite das Fahrzeugs 50 und im Vergleich mit der Fahrstrecke die Anzahl der notwendigen Ladestopps ermitteltAccordingly, the next step 400 determines a number of necessary charging stops depending on a length of the route, the current SOC and a variable vehicle speed. The driving speed is varied with the aid of a computer and, based on speed-dependent consumption, the respective range of the vehicle 50 and determined the number of necessary charging stops in comparison with the route

In einem nächsten Schritt 500 wird die Gesamtfahrzeit in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Anzahl der bei dieser Fahrzeuggeschwindigkeit notwendigen Ladestopps ermittelt. Dabei werden konstante oder notwendige Ladezeiten für die Ladestopps angenommen und die Geschwindigkeit solange variiert (rechnergestützt) bis die minimale Fahrzeit ermittelt ist. Diese Optimierungsaufgabe wird in der Steuereinheit 54 des Fahrzeugs 50 oder in der Steuereinheit 61 der Netzwerkeinrichtung 60 durchgeführt. Im Folgenden sind drei exemplarische Beispiele für die Variation der Anzahl der Ladestopps und somit der Fahrzeit in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit wiedergeben:In a next step 500 the total travel time is determined as a function of the vehicle speed and the number of charging stops required at this vehicle speed. Constant or necessary charging times for the charging stops are assumed and the speed varies (computer-aided) until the minimum driving time is determined. This optimization task is in the control unit 54 of the vehicle 50 or in the control unit 61 the network setup 60 carried out. The following are three exemplary examples of the variation in the number of charging stops and thus the travel time depending on the vehicle speed:

In einem ersten Beispiel fährt das Fahrzeug 50 mit einer maximalen Geschwindigkeit von 155 km/h, wobei der Energieverbrauch in etwa 30 kWh/100 km beträgt. Die Reichweite des vollgeladenen Fahrzeugs (36 kWh) liegt somit in etwa bei 120 km. Auf der zu fahrenden Strecke sind somit zumindest vier Ladestopps notwendig, um das Ziel zu erreichen. Eine Schnellladung dauert in etwa 30 min, um die Speichereinrichtung 51 auf einen SOC von etwa 80 % aufzuladen, wobei eine Ladeleistung von etwa 40 kW zu Grunde gelegt wird. Bei einem SOC von über 80 % sinkt die Ladeleistung. Somit beträgt die gesamte Fahrzeit in diesem ersten Beispiel 370 km geteilt durch 155km/h plus vier mal 30 min Ladezeit und somit etwa 4,4 h.In a first example, the vehicle is driving 50 with a maximum speed of 155 km / h, the energy consumption being about 30 kWh / 100 km. The range of the fully charged vehicle ( 36 kWh) is approximately 120 km. At least four charging stops are therefore required on the route to be traveled in order to reach the destination. A quick charge takes approximately 30 minutes to the storage device 51 to a SOC of about 80%, based on a charging power of about 40 kW. With an SOC of over 80%, the charging capacity drops. Thus, the total travel time in this first example is 370 km divided by 155 km / h plus four times 30 min charging time and thus approximately 4.4 h.

In einem zweiten Beispiel fährt das Fahrzeug mit einer minimalen Geschwindigkeit von beispielsweise 60 km/h, wobei der Energieverbrauch in etwa 12 kWh/100 km beträgt. Die Reichweite des vollgeladenen Fahrzeugs (36 kWh) liegt somit in etwa bei 300 km. Es ist also lediglich eine Schnellladung nach 300 km notwendig, um die Energie für die letzten 70 km, in etwa 8,4 kWh, aufzunehmen, wofür bei einer Ladeleistung von wiederrum 40 kW eine Ladedauer von etwa 12 min ausreichend ist. Die gesamte Fahrzeit in diesem zweiten Beispiel beträgt somit 370 km geteilt durch 60 km/h plus 12 min Ladezeit und somit etwa 6,4 h.In a second example, the vehicle travels at a minimum speed of, for example, 60 km / h, the energy consumption being approximately 12 kWh / 100 km. The range of the fully charged vehicle ( 36 kWh) is approximately 300 km. All that is required is a quick charge after 300 km to absorb the energy for the last 70 km, around 8.4 kWh, for which a charging time of around 40 kW and a charging time of around 12 minutes is sufficient. The total travel time in this second example is therefore 370 km divided by 60 km / h plus 12 min charging time and thus about 6.4 h.

In einem dritten Beispiel fährt das Fahrzeug mit einer mittleren Geschwindigkeit von etwa 110 km/h, wobei der Energieverbrauch in etwa 18 kWh/100 km beträgt. Für die gesamte Strecke von 370 km werden also etwa 67 kWh Energie benötigt. Abzüglich der bei Fahrbeginn in der Speichereinrichtung 51 befindlichen 36 kWh müssen somit noch 31 kWh geladen werden. Hierfür ist bei einer Ladeleistung von 40 kW ein Ladestopp mit etwa 47 min Ladezeit notwendig. Somit beträgt die gesamte Fahrzeit in diesem ersten Beispiel 370 km geteilt durch 110 km/h plus 47 min Ladezeit und somit etwa 4,25 h.In a third example, the vehicle runs at an average speed of approximately 110 km / h, the energy consumption being approximately 18 kWh / 100 km. Around 67 kWh of energy is required for the entire 370 km route. Less at the start of the trip in the storage facility 51 36 kWh must be charged 31 kWh. With a charging power of 40 kW, a charging stop with a charging time of around 47 minutes is necessary. The total travel time in this first example is 370 km divided by 110 km / h plus 47 min charging time and thus approximately 4.25 h.

An diesen drei Beispielen ist erkennbar, dass weder das besonders langsame, noch das besonders schnelle Fahren eine möglichst frühe Zielerreichung gewährleisten. Es handelt sich statt dessen um ein nicht triviales Optimierungsproblem, welches rechnergestützt beispielsweise durch Variationsrechnung oder andere Algorithmen gelöst werden kann. Hierbei können ferner verschiedene Einflussfaktoren berücksichtigt werden, wie beispielsweise die Fahrwiderstände, welche annähernd quadratisch in den Verbrauch eingehen, sowie die entlang einer Route abschnittsweise möglichen Geschwindigkeiten je nach Fahrsituation, wie beispielsweise Landstraße oder Stau. Ferner bevorzugt werden bei der Bestimmung der Ladezeiten die Ladegeschwindigkeit der Ladestationen berücksichtigt. So ist eine Ladeleistung von 7,4 kW mit AC-Laden möglich, hingegen eine Ladeleistung von 40 kW beim DC-Laden.It can be seen from these three examples that neither the particularly slow nor the particularly fast driving guarantee that the destination is reached as early as possible. Instead, it is a non-trivial optimization problem, which can be solved with the aid of computers, for example, using variation calculation or other algorithms. Various influencing factors can also be taken into account here, such as the driving resistance, which is almost square in consumption, and the speeds that are possible in sections along a route, depending on the driving situation, such as a country road or traffic jam. Furthermore, the charging speed of the charging stations is preferably taken into account when determining the charging times. A charging power of 7.4 kW with AC charging is possible, while a charging power of 40 kW is possible with DC charging.

Im vorliegenden Beispiel würde dem Fahrer für die Fahrt von Wolfsburg nach Frankfurt a.M. in einem Schritt 600 die zu einer minimalen Fahrzeit führende Fahrgeschwindigkeit von etwa 110 km/h über ein Ausgabemittel 57 des Fahrzeugs 50 als Richtgeschwindigkeit ausgegeben.In the present example, the driver would travel from Wolfsburg to Frankfurt aM in one step 600 the driving speed of approximately 110 km / h leading to a minimum travel time via an output means 57 of the vehicle 50 output as a guideline speed.

Dennoch bietet das erfindungsgemäße Verfahren, über das anfängliche Optimieren der Fahrzeuggeschwindigkeit hinsichtlich einer minimalen Fahrzeit hinaus, dem Fahrer die Möglichkeit seine persönlichen Präferenzen in die Bestimmung der Betriebsstrategie einzubringen. Beispielsweise wird dem Fahrer in dem oben skizzierten dritten Beispiel eine Mehrzahl von Kombinationen jeweils einer Ladedauer, einer nach dieser Ladedauer realisierbaren Fahrzeuggeschwindigkeit und der damit verbundenen Ankunftszeit in Frankfurt a.M. angezeigt. Eine erste Kombination ist dabei die bereits oben geschilderte Kombination einer Geschwindigkeit von 110 km/h, einer Ladedauer von 47 min und einer Fahrzeit von 4 h 15 min beziehungsweise einer Ankunftszeit von beispielsweise 13 Uhr.Nevertheless, the method according to the invention offers, beyond the initial optimization of the vehicle speed with regard to a minimum driving time, the possibility for the driver to incorporate his personal preferences into the determination of the operating strategy. For example, in the third example outlined above, the driver is shown a plurality of combinations in each case of a charging time, a vehicle speed that can be achieved after this charging time and the associated arrival time in Frankfurt a.M. A first combination is the combination of a speed of 110 km / h, a charging time of 47 min and a driving time of 4 h 15 min or an arrival time of 1 p.m.

Eine zweite Kombination ist eine Ladedauer von nur 30 min, was einer zusätzlich geladenen Leistung von etwa 20 kWh entspricht. Mit dieser Leistung sind die nach 1 h 50 min beziehungsweise bei dem Ladestopp noch verbleibenden 170 km bis zum Ziel mit einer Geschwindigkeit von 60 km/h in ca. 2 h 50 min zu bewältigen. Somit ergibt sich eine Gesamtfahrzeit von ca. 5 h 10 min und eine Ankunftszeit in Frankfurt von 13 Uhr 25 min.A second combination is a charging time of only 30 minutes, which corresponds to an additional charged power of around 20 kWh. With this performance, the 170 km remaining after 1 h 50 min or at the charging stop to the destination can be mastered at a speed of 60 km / h in approx. 2 h 50 min. This results in a total driving time of approx. 5 h 10 min and an arrival time in Frankfurt from 1 p.m. 25 min.

Eine dritte Kombination ist eine Ladedauer von 54 min und eine Geschwindigkeit von 130 km/h. Bei dieser Geschwindigkeit hat das Fahrzeug 50 in etwa einen Verbrauch von 21 kWh/100 km und kann somit mit dem nach 54 min vollgeladenen Energiespeicher 51 des Fahrzeugs 50 die gesamte verbleibende Strecke (170km) bis Frankfurt a.M. ohne weiteren Ladestopp zurücklegen. Dabei benötigt das Fahrzeug für die Restrecke von 170 km eine Fahrzeit von ca. 1 h und 20 min und erreicht Frankfurt a.M. somit inklusive Ladezeit nach einer Gesamtfahrzeit von 4 h 4 min beziehungsweise um 12 Uhr 49 min.A third combination is a charging time of 54 minutes and a speed of 130 km / h. The vehicle has at this speed 50 approximately a consumption of 21 kWh / 100 km and can therefore be used with the fully charged energy store after 54 min 51 of the vehicle 50 cover the entire remaining distance (170km) to Frankfurt aM without further charging. The vehicle needs a travel time of approx. 1 h and 20 min for the remaining distance of 170 km and thus reaches Frankfurt aM including charging time after a total travel time of 4 h 4 min or at 12.49 min.

Somit wird mit der dritten Kombination eine noch effektivere Betriebsstrategie zur Verfügung gestellt, die eine noch frühere Ankunft in Frankfurt a.M. ermöglicht. Da dabei der Energievorrat des Fahrzeugs mit der Ankunft in Frankfurt vollständig erschöpft ist, wird gemeinsam mit dieser dritten Kombination bevorzugt ein Warnhinweis angezeigt. In Reaktion auf die Anzeige der verschiedenen drei Kombination wählt der Fahrer bevorzugt eine dieser Kombinationen durch eine entsprechende Nutzereingabe aus. Dabei kann eine Ladestrategie gemäß der dritten Kombination vom Fahrer nur auswählbar sein, sofern dieser bestätigt, dass am Zielpunkt eine Lademöglichkeit vorhanden ist. In Reaktion auf die Nutzereingabe wird bevorzugt die Fahrzeitberechnung aktualisiert und/oder der nächste Ladevorgang kontrolliert. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 50 und einer erfindungsgemäßen Netzwerkeinrichtung 60 wie teilweise bereits zuvor beschrieben.This means that the third combination provides an even more effective operating strategy that enables an earlier arrival in Frankfurt aM. Since the vehicle's energy reserve is completely exhausted upon arrival in Frankfurt, a warning is preferably displayed together with this third combination. In response to the display of the different three combinations, the driver preferably selects one of these combinations by means of a corresponding user input. A charging strategy according to the third combination can only be selected by the driver if the driver confirms that there is a charging option at the destination. In response to the user input, the travel time calculation is preferably updated and / or the next loading process is checked. 2 shows a schematic representation of a vehicle according to the invention 50 and a network device according to the invention 60 as partially described before.

Das Fahrzeug weist dabei einen Energiespeicher 51 auf, der die elektrische Energie für ein Antriebssystem (nicht dargestellt) zur Verfügung stellt. Der SOC des Energiespeichers 51 wird durch eine Steuereinheit 54 des Fahrzeugs 50 überwacht. Die Steuereinheit ist ferner mit einem Ausgabemittel 57 zum Ausgeben von Informationen an einen Nutzer und einem Eingabemittel 58 zum Empfangen von Nutzereingaben eines Nutzers verbunden. Das Ausgabemittel 57 und das Eingabemittel 58 bilden dabei ein Human Machine Interface - HMI (gestrichelte Linie).The vehicle has an energy store 51 on, which provides the electrical energy for a drive system (not shown). The SOC of energy storage 51 is controlled by a control unit 54 of the vehicle 50 supervised. The control unit is also provided with an output means 57 for outputting information to a user and an input means 58 connected to receive user input from a user. The means of output 57 and the input means 58 form a Human Machine Interface - HMI (dashed line).

Die Steuereinheit 54 ist ferner mit einem Speicher 55, beispielsweise einem Flash Speicher, und einem Kommunikationsmodul 57 verbunden. Das Kommunikationsmodul 57 ist zumindest zur Kommunikation mit einem GPS Satelliten 71 und mit einem Netzwerk über zumindest einen Netzwerkknoten 72 ausgebildet. Bei dem Netzwerk handelt es sich bevorzugt um ein Mobilfunknetz mit Anschluss an das Internet, beispielsweise um ein Evolved Packet System. Über die Netzwerkknoten 72 ist das Kommunikationsmodul 57 ferner zur Kommunikation mit dem Kommunikationsmodul 63 einer Netzwerkeinrichtung 60 in der Lage.The control unit 54 is also with a memory 55 , for example a flash memory, and a communication module 57 connected. The communication module 57 is at least for communication with a GPS satellite 71 and with a network via at least one network node 72 educated. The network is preferably a mobile radio network with a connection to the Internet, for example an evolved packet system. Via the network nodes 72 is the communication module 57 also for communication with the communication module 63 a network facility 60 in a position.

Die Steuereinheit 54 des Fahrzeugs 50 ist zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie oben beschrieben, ausgebildet. Alternativ ist die Steuereinheit 61 der Netzwerkeinrichtung 60 zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet. Hierzu empfängt die Netzwerkeinrichtung 60 über das Kommunikationsmodul 63 zumindest den Startpunkt, den Zielpunkt und den aktuellen SOC vom Fahrzeug 50. Gegebenenfalls empfängt die Netzwerkeinrichtung 60 ferner eine vom Fahrzeug 50 ermittelte Route vom Startpunkt zum Zielpunkt. Alternativ ermittelt die Steuereinheit 61 die Route anhand von Start- und Zielpunkt. Die Netzwerkeinrichtung weist ferner einen Speicher 62 zum Speichern von verfahrensrelevanten Informationen, beispielsweise zum geschwindigkeitsabhängigen Verbrauch des Fahrzeugs 50, auf. Ermittelt die Netzwerkeinrichtung 60 die Anzahl der notwendigen Ladestopps in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Fahrzeit in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit und der bei dieser Fahrzeuggeschwindigkeit erforderlichen Anzahl an Ladestopps und/oder eine Richtgeschwindigkeit zum Minimieren der Fahrzeit, so übermittelt die Netzwerkeinrichtung diese Ergebnisse an das Fahrzeug 50.The control unit 54 of the vehicle 50 is designed to carry out the method according to the invention as described above. Alternatively, the control unit 61 the network setup 60 trained to carry out the inventive method. For this, the network device receives 60 via the communication module 63 at least the starting point, the destination point and the current SOC of the vehicle 50 , The network device may receive 60 also one from the vehicle 50 determined route from the starting point to the destination. Alternatively, the control unit determines 61 the route based on the starting point and destination. The network device also has a memory 62 for storing process-relevant information, for example on the speed-dependent consumption of the vehicle 50 , on. Determines the network setup 60 the number of necessary charging stops depending on the vehicle speed, a driving time depending on the vehicle speed and the number of charging stops required at this vehicle speed and / or a guiding speed to minimize the driving time, the network device transmits these results to the vehicle 50 ,

Hat eine der Steuereinheiten 54, 61 eine Richtgeschwindigkeit als Lösung des Optimierungsproblems der Fahrzeit ermittelt, wird diese, gegebenenfalls nach Übermittlung durch die Kommunikationsmodule 63, 57 dem Fahrer durch das Ausgabemittel 57 angezeigt. Alternativ oder zusätzlich wird die Richtgeschwindigkeit einem Tempomat 52 des Fahrzeugs 50 übermittelt. Der Tempomat 52 kann dabei Teil eines zum autonomen Fahren des Fahrzeugs 50 ausgebildeten Fahrsystems 53 sein. Dabei kann das Fahrsystem 53 zur vollständig automatischen Führung des Kraftfahrzeugs 50 ausgebildet sein und kann insbesondere die Längsführung sowie die Querführung des Kraftfahrzeugs steuern.Has one of the control units 54 . 61 a target speed is determined as a solution to the optimization problem of the travel time, this is, if necessary, after transmission by the communication modules 63 . 57 the driver through the output means 57 displayed. Alternatively or additionally, the speed limit is a cruise control 52 of the vehicle 50 transmitted. The cruise control 52 can be part of one for autonomous driving of the vehicle 50 trained driving system 53 his. The driving system 53 for fully automatic guidance of the motor vehicle 50 be designed and can in particular control the longitudinal guidance and the transverse guidance of the motor vehicle.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

5050: Elektrofahrzeugelectric vehicle
5151: Energiespeicherenergy storage
5252: TempomatCruise control
5353: Fahrsystemdriving system
5454: Steuereinrichtungcontrol device
5555: SpeicherStorage
5656: Navigationssystemnavigation system
5757: Ausgabemitteloutput means
5858: Eingabemittelinput means
5858: Kommunikationsmodul communication module
6060: NetzwerkeinrichtungNetwork Setup
6161: Steuereinrichtungcontrol device
6262: SpeicherStorage
6363: Kommunikationsmodul communication module
7171: GPS SatellitGPS satellite
7272: NetzwerkknotenNetwork nodes

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

EP 2944504 A2 [0004]
DE 102012200104 A1 [0005, 0025]
DE 102016005630 A1 [0006]
DE 102015205015 A1 [0007]

Claims

Method for determining a target speed for an electrically operated vehicle (50), comprising the method steps: Acquiring (100) a starting point and a destination point of the vehicle (50); Determining (200) a route from the starting point to the destination point; Detecting (300) a current state of charge of an electrical energy store (51) of the vehicle (50); Determining (400) a number of necessary charging stops depending on a length of the route, the current state of charge and a vehicle speed; Determining (500) a travel time and / or an energy consumption as a function of the vehicle speed and the number of charging stops required at this vehicle speed; Determining (600) a recommended directional speed of the vehicle (50) at which the travel time and / or the energy consumption of the vehicle (50) is minimal.

Procedure according to Claim 1 , the number of necessary charging stops being determined as a function of a speed-dependent energy consumption of the vehicle (50).

Procedure according to Claim 1 or 2 , wherein the determination of the driving time comprises the determination of charging times per charging stop and wherein each charging time is determined as a function of a charging power of the vehicle (50) and a state of charge at the beginning of the charging stop.

Procedure according to Claim 3 , wherein at least one charging time is determined as a function of a driver input at a preferred vehicle speed.

Procedure according to Claim 3 or 4 , further comprising the method steps: outputting to a driver a plurality of combinations of a charging time and the vehicle speed that can be realized after the charging stop; and / or capturing a selected loading time based on user input.

Procedure according to Claim 5 , wherein an arrival time at the destination point that can be achieved with the realizable vehicle speed is output.

Method according to one of the preceding claims, wherein the route is determined on the basis of positions and preferably loading speeds from charging stations located between the starting point and the destination point.

Procedure according to Claim 7 , wherein the determination of the travel time comprises the determination of charging times per charging stop and wherein each charging time is determined as a function of a charging capacity of the respective charging station and the state of charge upon arrival at the respective charging station.

Procedure according to Claim 5 or 6 , whereby only those charging stations are considered for which a usage authorization exists.

Method according to one of the preceding claims, wherein the determination of the number of necessary charging stops takes place taking into account a safety provision and / or the presence of a charging facility at the destination.

Method according to one of the preceding claims, wherein the number of charging stops required is determined taking into account information relating to the route.

Method according to one of the preceding claims, further comprising: Output (600) of the recommended directional speed to the driver and / or setting the recommended directional speed as the target speed of a cruise control (52) and / or a driving system (53) for autonomous driving.

Computer program product, which comprises instructions which, when the program is executed by a computer, cause the computer to carry out a method according to one of the Claims 1 to 12 perform.