DE102019132380A1

DE102019132380A1 - Method and vehicle for calculating a route for a vehicle including at least one electric drive

Info

Publication number: DE102019132380A1
Application number: DE102019132380.0A
Authority: DE
Inventors: Achim Sonntag; Harald Hofmeier; Johannes Dirnecker; Peter Fertl; Stefan Scheidle; Benjamin Quattelbaum
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2019-11-28
Filing date: 2019-11-28
Publication date: 2021-06-02

Abstract

Offenbart wird ein Verfahren zum Berechnen einer Route für ein Fahrzeug umfassend zumindest auch einen elektrischen Antrieb, mit folgenden Schritten: Berechnen einer Route, die auch durch eine Zone führt, in der das Fahrzeug nur mit elektrischem Antrieb fahren darf; In einer vordefinierten Entfernung vor Eintritt des Fahrzeugs in die Zone: Prüfen, ob die Reichweite für rein elektrischen Antrieb des Fahrzeugs ausreicht, um die Route durch die Zone zu durchfahren; Falls die Prüfung ergibt, dass die Reichweite nicht ausreicht: Neuberechnung der Route unter Berücksichtigung der Reichweite für den rein elektrischen Antrieb, insbesondere durch Minimieren der Routenanteile in der Zone; Falls die Prüfung ergibt, dass die Reichweite ausreicht: Beibehalten der berechneten Route.A method is disclosed for calculating a route for a vehicle including at least one electric drive, with the following steps: calculating a route which also leads through a zone in which the vehicle is only allowed to drive with an electric drive; At a predefined distance before the vehicle enters the zone: Check whether the range for purely electric propulsion of the vehicle is sufficient to drive through the route through the zone; If the check shows that the range is insufficient: Recalculate the route taking into account the range for the purely electric drive, in particular by minimizing the route components in the zone; If the check shows that the range is sufficient: Keep the calculated route.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Fahrzeug zum Berechnen einer Route für ein Fahrzeug umfassend zumindest auch einen elektrischen Antrieb.The invention relates to a method and vehicle for calculating a route for a vehicle including at least one electric drive.

Heutzutage sind Navigationssyteme für Fahrzeuge wohlbekannt, die mithilfe einer gespeicherten digitalen Landkarte Routen für Fahrzeuge berechnen. Ebenfalls bekannt sind Einstellungen, mit denen die Route entsprechend den Wünschen des Fahrers eingestellt werden kann, beispielsweise die Vermeidung von maut- oder vignettenpflichtigen Straßen. Ebenfalls bekannt ist die Vermeidung von ganzen Gebieten, Meidegebiete genannt, die bisher hauptsächlich aus Sicherheitsgründen beachtet wurden. Es wird damit gerechnet, dass zukünftig auch geographische Zonen definiert werden, in denen bestimmte Regeln für Fahrzeugemissionen gelten. Beispielsweise können Zonen vorgesehen sein, in denen nur ein rein elektrischer Antrieb zugelassen ist, wodurch Emissionen durch Verbrennungsmotoren in der Zone vermieden werden.Nowadays, navigation systems for vehicles that calculate routes for vehicles using a stored digital map are well known. Also known are settings with which the route can be set according to the driver's wishes, for example avoiding roads that require tolls or vignettes. Also known is the avoidance of entire areas, called avoidance areas, which were previously considered mainly for safety reasons. It is expected that in the future, geographical zones will also be defined in which certain rules apply to vehicle emissions. For example, zones can be provided in which only a purely electric drive is permitted, as a result of which emissions from internal combustion engines in the zone are avoided.

Die Zonen können in als weiteres sogenanntes Layer zu einer Karte bereitgestellt sein, wobei die Karte die Straßenabschnitte, auch Links genannt, umfasst. Die Beschreibung der Zonen kann auf zwei verschiedene Arten vorgenommen sein: Als Bereich oder als Auflistung von Straßenabschnitten. Der Bereich kann durch Position und Ausdehnung bzw. Form, oder auch als Auflistung der Position von kleineren Bereichen immer gleicher Form definiert sein. Der Bereich umfasst typischerweise mehrere Straßenabschnitte, kann aber auch nur einen Straßenabschnitt umfassen. Bei der Auflistung von Straßenabschnitten wird eine Zone darüber definiert, welche Straßenabschnitte in der Auflistung stehen.The zones can be provided as a further so-called layer on a map, the map comprising the road sections, also called links. The zones can be described in two different ways: as an area or as a listing of street sections. The area can be defined by position and extent or shape, or as a listing of the position of smaller areas, always with the same shape. The area typically comprises several road sections, but can also include only one road section. When street sections are listed, a zone is defined based on which street sections are in the list.

Ebenfalls bekannt sind sogenannte Hybridfahrzeuge, die einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor zum Antrieb des Fahrzeugs umfassen. Dabei ist es möglich, dass das Hybridfahrzeug rein unter Nutzung des Elektromotors angetrieben wird. Hierfür umfasst das Hybridfahrzeug eine Batterie, die eine bestimmte elektrische Kapazität aufweist. Abhängig von der verbleibenden elektrischen Ladung der Batterie hat das Hybridfahrzeug eine Restreichweite, also eine Strecke, die mit rein elektrischem Antrieb zurückgelegt werden kann. Die gesamte Reichweite des Hybridfahrzeugs bestimmt sich dabei aus der verbleibenden elektrischen Ladung der Batterie und des Tankinhalts für den Verbrennungsmotor. Diese Gesamtreichweite des Hybridfahrzeugs wird von Fahrzeugführern verwendet, um Fahrten und das Auftanken bzw. Laden zu planen.So-called hybrid vehicles are also known, which include an internal combustion engine and an electric motor for driving the vehicle. It is possible that the hybrid vehicle is driven purely using the electric motor. For this purpose, the hybrid vehicle includes a battery that has a specific electrical capacity. Depending on the remaining electrical charge in the battery, the hybrid vehicle has a remaining range, i.e. a distance that can be covered with a purely electric drive. The entire range of the hybrid vehicle is determined by the remaining electrical charge in the battery and the tank content for the internal combustion engine. This total range of the hybrid vehicle is used by vehicle drivers to plan trips and refueling or charging.

Für die Durchquerung einer Zone, in der nur elektrisches Fahren zugelassen ist, ist nicht die Gesamtreichweite des Hybridfahrzeugs relevant, sondern nur die Reichweite für rein elektrisches Fahren. Um die Zone zu durchqueren muss die Reichweite für rein elektrisches Fahren größer sein, als die Länge der Route durch die Zone.When crossing a zone in which only electric driving is permitted, the total range of the hybrid vehicle is not relevant, only the range for purely electric driving. To cross the zone, the range for purely electric driving must be greater than the length of the route through the zone.

In Hybridfahrzeugen besteht typischerweise kein oder nur ein sehr geringer Informationsaustausch zwischen der Antriebseinheit, umfassend auch die Batterie des Hybridfahrzeugs, und dem Navigationssystem, das die Route berechnet. Für die Fahrzeugführung ist es nun wichtig zu wissen, ob eine Route mit einer Zone, die nur elektrisches Fahren zulässt, mit dem Fahrzeug und der Reichweite für rein elektrisches Fahren durchfahren werden kann. Dem Fachmann stellt sich die Aufgabe, eine tatsächlich ausführbare Route, auch beim Vorhandensein von Zonen, die nur elektrisches Fahren zulassen, zu berechnen bzw. vom Navigationssystem vorschlagen zu lassen.In hybrid vehicles, there is typically little or no information exchange between the drive unit, including the battery of the hybrid vehicle, and the navigation system that calculates the route. For vehicle guidance, it is now important to know whether a route with a zone that only allows electric driving can be driven through with the vehicle and the range for purely electric driving. A person skilled in the art is faced with the task of calculating a route that can actually be carried out, even if there are zones that only permit electric driving, or of having the navigation system suggest it.

Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.This problem is solved by the independent claims. Advantageous further developments are defined in the dependent claims.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Berechnen einer Route für ein Fahrzeug umfassend zumindest auch einen elektrischen Antrieb, mit folgenden Schritten: Berechnen einer Route, die auch durch eine Zone führt, in der das Fahrzeug nur mit elektrischem Antrieb fahren darf; In einer vordefinierten Entfernung, beispielsweise 1km, 2km, 5km, 10km, vor Eintritt des Fahrzeugs in die Zone: Prüfen, ob die Reichweite für rein elektrischen Antrieb des Fahrzeugs ausreicht, um die Route durch die Zone zu durchfahren; Falls die Prüfung ergibt, dass die Reichweite nicht ausreicht: Neuberechnung der Route unter Berücksichtigung der Reichweite für den rein elektrischen Antrieb, insbesondere durch Minimieren der Routenanteile in der Zone (was auch zu einem Ausschluss von Routenanteilen in der Zone führen kann). Falls die Prüfung ergibt, dass die Reichweite ausreicht: Beibehalten der berechneten Route. Die Minimierung der Routenanteile in der Zone kann durch eine Erhöhung der Gewichtungen (Kantengewichte) der Links in der Zone erreicht werden. Typischerweise verwendet ein Routingalgorithmus Kantengewichte bei der Berechnung der Route. Es kann vorgesehen sein, dass bei der Neuberechnung der Route iterativ die Kantengewichte der Links erhöht werden, solange bis die Reichweite größer ist (ggf. inklusive einem Reichweitenpuffer) als die Länge des Routenanteils in der Zone.A first aspect of the invention relates to a method for calculating a route for a vehicle including at least one electric drive, with the following steps: calculating a route that also leads through a zone in which the vehicle is only allowed to drive with an electric drive; At a predefined distance, for example 1 km, 2 km, 5 km, 10 km, before the vehicle enters the zone: Check whether the range for a purely electric drive of the vehicle is sufficient to drive the route through the zone; If the check shows that the range is insufficient: Recalculate the route taking into account the range for the purely electric drive, in particular by minimizing the route components in the zone (which can also lead to the exclusion of route components in the zone). If the check shows that the range is sufficient: Keep the calculated route. The route shares in the zone can be minimized by increasing the weightings (edge weights) of the links in the zone. Typically, a routing algorithm uses edge weights when calculating the route. It can be provided that when the route is recalculated iteratively, the edge weights of the links are increased until the range is greater (possibly including a range buffer) than the length of the route portion in the zone.

Hierin wird also vorgeschlagen, dass beim Erreichen einer beschränkten Zone, an der Antriebseinheit angefragt wird, wie groß die rein elektrische Reichweite ist. Falls die Reichweite nicht ausreicht, wird eine neue Route berechnet, unter Vermeidung der Zone. Im vorgeschlagenen Verfahren wird somit der Austausch zwischen der Antriebseinheit und der Einheit für die Routenberechnung (das Navigationssystem), auf ein Minimum beschränkt. Die Schnittstelle zwischen den beiden Systemen kann deshalb sehr kosteneffizient und einfach gestaltet werden. Gleichzeitig werden „Liegenbleiber“ in der Zone vermieden.It is therefore proposed here that when a restricted zone is reached, the drive unit is queried as to how large the purely electric range is. If the range is insufficient, a new route is calculated, avoiding the zone. In the proposed method, the exchange between the drive unit and the unit for route calculation (the navigation system) is thus limited to a minimum. The interface between the two systems can therefore be designed very cost-effectively and simply. At the same time, “lying down” in the zone are avoided.

Im Rahmen einer vorausschauenden Antriebsstrategie kann deren Verhalten abhängig von der Route angepasst werden. Beispielswiese kann die vorausschauende Antriebsstrategie vorsehen, dass der Speicher während der Anfahrt auf die Zone noch in gewissem Umfang aufgeladen wird, dies auch abhängig von der Länge des Routenanteils in der Zone.As part of a predictive drive strategy, their behavior can be adapted depending on the route. For example, the predictive drive strategy can provide that the memory is still charged to a certain extent during the approach to the zone, this also depending on the length of the route portion in the zone.

Es kann vorgesehen sein, dass die Abfrage nach der rein elektrischen Reichweite nach Neuberechnung der Route erneut ausgeführt wird. Falls die neue Route ebenfalls einen Abschnitt (in einer Zone) mit rein elektrischem Antrieb vorsieht und die entsprechende Reichweite des Fahrzeugs nicht ausreicht, kann ausgegeben werden, dass eine Neuberechnung der Route nicht möglich ist.It can be provided that the query for the purely electric range is carried out again after the route has been recalculated. If the new route also includes a section (in a zone) with a purely electric drive and the corresponding range of the vehicle is not sufficient, it can be output that a recalculation of the route is not possible.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, umfassend ein Navigationssystem zur Routenberechnung und zumindest auch einen elektrischen Antrieb, wobei das Fahrzeug dazu eingerichtet ist, das vorstehende Verfahren auszuführen.Another aspect of the invention relates to a vehicle comprising a navigation system for route calculation and at least also an electric drive, the vehicle being set up to carry out the above method.

FigurenlisteFigure list

1 shows a flow chart according to an embodiment of the invention.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELSDETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENT

1 zeigt ein Flussdiagramm gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In einem ersten Schritt S1 wird eine Route berechnet, die auch durch eine Zone führt, in der das Fahrzeug nur mit elektrischem Antrieb fahren darf. Die Routenberechnung kann zunächst keine Rücksicht darauf nehmen, ob solche Zonen in der Route liegen. Bei manchen Routenberechnungen kann sich ergeben, dass die Route durch eine solche Zone führt. 1 shows a flow chart according to an embodiment of the invention. In a first step S1 a route is calculated that also leads through a zone in which the vehicle is only allowed to drive with an electric drive. The route calculation cannot initially take into account whether such zones are in the route. With some route calculations it can be shown that the route leads through such a zone.

Das Fahrzeug stellt fortlaufend die eigene Position fest, die für Navigationsanweisungen und die Routenverfolgung verwendet wird. In einem Schritt S2 wird in einer vordefinierten Entfernung vor Eintritt des Fahrzeugs in die Zone geprüft, ob die Reichweite für rein elektrischen Antrieb des Fahrzeugs ausreicht, um die Route durch die Zone zu durchfahren.The vehicle continuously determines its own position, which is used for navigation instructions and route tracking. In one step S2 a check is made at a predefined distance before the vehicle enters the zone whether the range for a purely electric drive of the vehicle is sufficient to drive the route through the zone.

In einem Schritt S3 entsprechend auf die Prüfung reagiert: Falls die Prüfung ergibt, dass die Reichweite nicht ausreicht: Neuberechnung der Route, wobei mögliche Routen durch die Zone minimiert werden, ie. die Zone wird als Meidegebiet behandelt bzw. die Kantengewichte der Links werden erhöht. Das Ergebnis der Routenberechnung ist somit eine Route, die möglichst wenig, nur soweit die rein elektrische Reichweite reicht, oder nicht durch die Zone führt. Falls die Prüfung ergibt, dass die Reichweite ausreicht: Beibehalten der berechneten Route. Es kann in diesem Fall davon ausgegangen werden, dass das Fahrzeug die Durchfahrt der Zone mit rein elektrischem Antrieb bewältigen kann.In one step S3 responds accordingly to the test: If the test shows that the range is insufficient: Recalculation of the route, with possible routes through the zone being minimized, ie. the zone is treated as a avoidance area or the edge weights of the links are increased. The result of the route calculation is thus a route that leads as little as possible, only as far as the purely electric range, or does not lead through the zone. If the check shows that the range is sufficient: Keep the calculated route. In this case, it can be assumed that the vehicle can drive through the zone with a purely electric drive.

Claims

Method for calculating a route for a vehicle including at least one electric drive, with the following steps: Calculating a route that also leads through a zone in which the vehicle is only allowed to drive with an electric drive; At a predefined distance before the vehicle enters the zone: Check whether the range for purely electric propulsion of the vehicle is sufficient to drive through the route through the zone; If the check shows that the range is insufficient: Recalculate the route taking into account the range for the purely electric drive, in particular by minimizing the route components in the zone; If the check shows that the range is sufficient: Keep the calculated route.

Vehicle, comprising a navigation system for route calculation and at least also an electric drive, wherein the vehicle is set up to carry out a method according to Claim 1 to execute.