WO2019115314A1

WO2019115314A1 - Verfahren, vorrichtung und system zum ermitteln einer lichteinstrahlung

Info

Publication number: WO2019115314A1
Application number: PCT/EP2018/083657
Authority: WO
Inventors: Stefan Grubwinkler
Original assignee: Continental Automotive Gmbh
Priority date: 2017-12-13
Filing date: 2018-12-05
Publication date: 2019-06-20

Abstract

Ein Verfahren zum Ermitteln einer Eigenschaft einer Lichteinstrahlung mittels einer Anordnung für ein Kraftfahrzeug (1), welche in oder an dem Kraftfahrzeug (1) anordbar ist und welche eine Kommunikationsschnittstelle (5) und eine Sensorik (10, 12, 14) aufweist, die mit der Kommunikationsschnittstelle (5) signaltechnisch gekoppelt ist und deren Messsignale repräsentativ sind für eine Eigenschaft einer auf die Sensorik (10, 12, 14) einfallenden Lichteinstrahlung, umfasst ein Erfassen eines Messsignals mittels der Sensorik (10, 12, 14) und ein Ermitteln einer Eigenschaft der Lichteinstrahlung in Abhängigkeit des erfassten Messsignals der Sensorik (10, 12, 14). Außerdem umfasst das Verfahren weiter ein Senden der ermittelten Eigenschaft der Lichteinstrahlung mittels der Kommunikationsschnittstelle (5) an eine zu dem Kraftfahrzeug (1) externe Servereinheit (7).

Description

Beschreibung

Verfahren, Vorrichtung und System zum Ermitteln einer Licht einstrahlung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Lichteinstrahlung mittels einer Anordnung für ein Kraftfahrzeug. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und System, welche ein Ermitteln einer lokalen Lichteinstrahlung ermög lichen .

Es ist in der Regel ein Anliegen, Schadstoffemissionen in Kraftfahrzeugen gering zu halten und Vorrichtungen für ein Kraftfahrzeug energiesparend zu Betreiben und mit sauberer Energie zu versorgen. Ein möglicher Ansatzpunkt ist der Einsatz von regenerativen Energien, beispielsweise die Stromerzeugung mittels Photovoltaik, welche auf der Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie basiert. Auf diese Weise kann Sonnenlicht als Energielieferant für eine Batterie oder einen Akkumulator eines Elektrofahrzeugs genutzt werden. Ein weiterer Ansatzpunkt ist es, Funktionen des Kraftfahrzeugs auf Umgebungsbedingungen, wie Temperatur und Sonneneinstrahlung, abzustimmen, sodass eine zuverlässige Vorhersage solcher Umgebungsbedingungen wün schenswert ist.

Allerdings sind auch mit Hilfe von Wetterprognosen Aussagen über eine Sonneneinstrahlung in der Regel schwierig zu prognosti zieren, da diese von einer Vielzahl von Faktoren, wie Sonnenstand und Absorption der Sonnenstrahlung in der Atmosphäre abhängig sind .

Es ist daher eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ein Verfahren zum Ermitteln einer Lichteinstrahlung, eine Vor richtung für ein Kraftfahrzeug und ein System zu schaffen, die jeweils dazu geeignet sind, zu einer zuverlässigen Prognose von Witterungsbedingungen beizutragen und somit einen energie sparsamen Betrieb des Kraftfahrzeugs zu ermöglichen.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Pa tentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Er findung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Ermitteln einer Eigenschaft einer lokalen Lichteinstrahlung mittels einer Anordnung für ein Kraftfahrzeug, welche in oder an dem Kraftfahrzeug anordbar ist und welche eine Kommunikati onsschnittstelle sowie eine Sensorik aufweist, die mit der Kommunikationsschnittstelle signaltechnisch gekoppelt ist und deren Messsignale repräsentativ sind für eine Eigenschaft einer auf die Sensorik einfallenden Lichteinstrahlung, ein Erfassen eines Messsignals mittels der Sensorik. Das Verfahren umfasst weiter ein Ermitteln einer Eigenschaft der Lichteinstrahlung in Abhängigkeit des erfassten Messsignals der Sensorik und ein Senden der erfassten Messsignale und/oder der ermittelten Eigenschaft der Lichteinstrahlung mittels der Kommunikati onsschnittstelle an eine zu dem Kraftfahrzeug externe Ser vereinheit .

Mittels des beschriebenen Verfahrens ist ein Ermitteln einer Lichteinstrahlung, welche insbesondere zu einem energiespar samen Betrieb eines Kraftfahrzeugs beitragen kann. Die

Lichteinstrahlung umfasst im Wesentlichen die Sonnenein strahlung und kann auch als Globalstrahlung bezeichnet werden und hat einen Einfluss auf verschiedene Funktionen und Anwendungen des Kraftfahrzeugs. Dies betrifft insbesondere den Energiebedarf zur Klimatisierung des Innenraums des Kraftfahrzeugs, welcher unter anderem deutlich von der auf das Kraftfahrzeug auf treffenden Sonneneinstrahlung abhängt. Mittels des beschrie- benen Verfahrens ist es unter anderem möglich, den benötigten Energiebedarf für prädiktive Thermomanagementsysteme im Voraus abzuschätzen, um die zur Klimatisierung zur Verfügung stehende Energie optimal einzusetzen.

Darüber hinaus ist das beschriebene Verfahren insbesondere auch für voraussichtliche Entwicklungen im Kraftfahrzeugbereich geeignet, welche zum Beispiel Kraftfahrzeuge mit Solarelementen betreffen, die als Solardächer ein jeweiliges Fahrzeugdach ausbilden oder in einem solchen integriert sind. Mit solchen Solardächern kann ein elektrischer Energiespeicher des

Kraftfahrzeugs aufgeladen werden, sodass die vorhandene

Lichtenergie als saubere Energie genutzt wird.

Die durch ein Solardach konvertierbare Energiemenge ist neben der Fläche des Solarelements im Wesentlichen von der Sonnenein strahlung abhängig. Auf Basis des beschriebenen Verfahrens kann eine zuverlässige Prognose für eine Lichteinstrahlung ermittelt werden, welche ein präzises Berechnen eines konvertierbaren Energieinhalts der voraussichtlich auf das Kraftfahrzeug auftreffenden Lichteinstrahlung ermöglicht. Der berechnete umwandelbare Energieinhalt kann in Bezug auf eine Bestimmung einer Restreichweite des Kraftfahrzeugs und weiterer Ener giemanagementfunktionen verarbeitet werden, sodass das be schriebene Verfahren zu einem energieeffizienten und umwelt freundlichen Betreiben eines Kraftfahrzeugs beitragen kann.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung umfasst das Verfahren zum Ermitteln einer Eigenschaft einer lokalen Lichteinstrahlung ein Empfangen von Daten, die Informationen über eine Wetterprognose umfassen, und ein Ermitteln einer Eigenschaft der Lichtein strahlung in Abhängigkeit der empfangenen Daten. Auf diese Weise kann das beschriebene Verfahren zu einem Erstellen einer be sonders zuverlässigen Witterungs- oder Lichteinstrahlungs- Prognose beitragen, indem die lokal ermittelte Lichteinstrahlung mit einer verfügbaren Wetterprognose abgeglichen beziehungs weise zusammen mit dieser verarbeitet wird, um die bereitge stellte Wetterprognose mit der ermittelten Eigenschaft zu ergänzen und somit deutlich präzisere Aussagen über die Son neneinstrahlung zu ermöglichen.

Für eine Bestimmung eines prädiktiven Energiebedarfs für das Kraftfahrzeug sind Daten mit Informationen zu voraussichtlichen Witterungsbedingungen erforderlich, welche insbesondere von einer Wetterprognose stammen können. Solche Wetterprognosen können Daten über eine Temperatur und eine Luftfeuchtigkeit für eine bestimmte Region enthalten, welche in der Regel für einen kurzen oder zeitnahen Zeitraum relativ verlässlich sind.

Vorhersagen hinsichtlich einer Sonneneinstrahlung sind dagegen in der Regel deutlich schwieriger zu treffen, da diese von zahlreichen, schwierig vorhersehbaren Faktoren wie Verschattung durch Wolkenbildung, Sonnenstand und der Absorption der Son nenstrahlung in der Atmosphäre durch Witterungseinflüsse und Luftverschmutzung abhängig sind.

Mittels des beschriebenen Verfahrens und der Anordnung für ein Kraftfahrzeug kann mittels der Sensorik eine aktuelle Licht einstrahlung lokal an der Position des Kraftfahrzeugs bezie hungsweise der Anordnung ermittelt werden und in Verbindung mit den zur Verfügung stehenden Daten einer Wetterprognose ein Erstellen einer Lichteinstrahlungskarte ermöglichen, welche sich nutzbringend auf einen Betrieb des Kraftfahrzeugs auswirken kann. Um ein Erstellen einer solchen Lichteinstrahlungskarte zu ermöglichen, werden vorzugsweise mittels der Kommunikations schnittstelle auch weitere Daten von dem Kraftfahrzeug be ziehungsweise der Anordnung an die Servereinheit übermittelt, die insbesondere Informationen über eine Geoposition der je weiligen Anordnung und eine zugehörige Zeit umfassen. Die Wetterprognose ist beispielsweise in einer Datenbank hinterlegt und kann mittels der Kommunikationsschnittstelle der Anordnung abgerufen werden. Ein Empfangen von Wetterdaten kann bei Bedarf eingeleitet werden oder alternativ können empfangene Wetterdaten in einer Speichereinheit der Anordnung zwischen gespeichert werden, um für eine weitere Verarbeitung im Rahmen des Verfahrens zur Verfügung zu stehen.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung umfasst das Verfahren ein Empfangen von Daten von der zu dem Kraftfahrzeug externen Servereinheit und Ermitteln einer Eigenschaft der Lichtein strahlung in Abhängigkeit der empfangenen Daten von der externen Servereinheit. Solche Daten umfassen insbesondere eine er mittelte Eigenschaft einer jeweiligen lokalen Lichteinstrah lung, welche jeweils mittels des beschriebenen Verfahrens an einem zugehörigen Ort ermittelt und an die externe Servereinheit gesendet wurde.

Das beschriebene Verfahren ist gemäß einer solchen Weiterbildung dahingehend ergänzt, dass es sich eine Vernetzung von Kraft fahrzeugen untereinander beziehungsweise mit der externen Servereinheit zu Nutze macht, wobei die Kraftfahrzeuge jeweils eine Anordnung zum Ermitteln einer Eigenschaft einer Licht einstrahlung aufweisen. Auf diese Weise kann die an verschiedenen Positionen ermittelte jeweilige Sonneneinstrahlung an ein Backend übertragen und für eine weitere Verarbeitung zur Verfügung gestellt werden.

Das Backend kann ein Teil der externen Servereinheit sein oder alternativ als eine zu der Servereinheit separate Datenbank ausgebildet sein. Auf Basis der gesammelten Informationen über die jeweilige Lichteinstrahlung kann ein Prognosemodell für die Lichteinstrahlung erstellt werden, welches eine zukünftig an einem Ort auftretende Sonneneinstrahlung prädiziert. Auf diese Weise kann mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit eine Licht einstrahlung an einem jeweiligen Ort prognostiziert werden. Darüber hinaus können die mittels eines jeweiligen Kraft fahrzeugs gesammelten, ortsbezogenen Informationen auch weitere Daten, wie eine ortsbezogene lokale Tageszeit und eine Jah reszeit, umfassen oder mit solchen Daten verknüpft werden, um eine zuverlässige und aussagekräftige Prognose in Bezug auf eine georeferenzierte Lichteinstrahlung anfertigen zu können.

Insbesondere Informationen über den jeweiligen Ort der zuge hörigen Messsignalaufnahme sowie die Tages- und Jahreszeit können einen wesentlichen Einfluss auf die ermittelbare

Lichteinstrahlung und das Erstellen einer Prognose haben.

Auf diese Weise ist es mittels des beschriebenen Verfahrens und einer Vielzahl von Kraftfahrzeugen, die zum Durchführen eines solchen Verfahrens befähigt sind, möglich, kartographierte Daten zu entwickeln und bereitzustellen, welche insbesondere In formationen über eine jeweilige lokale Sonneneinstrahlung umfassen, die von weiteren Nutzern eines jeweiligen Kraft fahrzeugs mittels der zugehörigen Sensorik gemessenen und mittels Kommunikationsschnittstelle an die Servereinheit ge sendet und zum Beispiel in Form einer digitalen Karte in einer Datenbank der Servereinheit hinterlegt wurden.

Ein Kraftfahrzeug, welches die beschriebene Anordnung mit Sensorik und Kommunikationsschnittstelle umfasst, realisiert somit eine mobile Messstation für Lichteinstrahlung an der jeweiligen Position, sodass ein nutzbringendes Kartographieren einer Sonnen- bzw. Lichteinstrahlung an der Position möglich ist . Dies kann sich insbesondere in Bezug auf Großstädte und Bal lungsräume vorteilhaft auswirken, da diese in der Regel nur über eine geringe Anzahl stationärer Wettermessstationen verfügen und üblicherweise keine Auskunft über lokale Lichtverhältnisse, wie Schattenwanderungen, geben können. Somit können mittels des beschriebenen Verfahrens Daten über lokale Witterungsbedingungen und Umgebungsverhältnisse er mittelt, auf der externen Servereinheit oder einem weiteren Backend bereitgestellt und abgefragt werden, sodass eine zu verlässige Prognose für eine Sonneneinstrahlung möglich ist, welche sich vorteilhaft hinsichtlich eines energiesparsamen Betriebs des Kraftfahrzeugs auswirken kann. Das Verfahren ermöglicht daher ein Erstellen eines Prognosemodells für die Lichteinstrahlung in Abhängigkeit von einer Mehrzahl von er mittelten Eigenschaften einer jeweiligen lokalen Lichtein strahlung, die jeweils in der externen Servereinheit hinterlegt ist. Darüber hinaus können auch die zuvor beschriebenen Wet terdaten, die bevorzugt im Rahmen des Verfahrens mit einbezogen werden, auf der externen Servereinheit bereitgestellt sein oder durch diese, beispielsweise als zwischengeschaltete Server einheit, zur Verfügung gestellt werden.

Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung umfasst das Verfahren ein Erstellen einer Lichteinstrahlungskarte in Ab hängigkeit von den erfassten Messsignalen der Sensorik und/oder in Abhängigkeit von empfangenen Daten. Eine solche digitale Lichteinstrahlungskarte kann zum Beispiel auf Basis einer Mehrzahl von jeweiligen ermittelten Lichteinstrahlungen er stellt werden und zur Abfrage und weiteren Verwendung in der Servereinheit bereitgestellt sein. Vorzugsweise ist eine relativ hohe Anzahl an jeweils ermittelten Lichteinstrahlungen in einer solchen Lichteinstrahlungskarte verarbeitet, sodass eine zu verlässige und umfangreiche Auskunft in Bezug auf die Licht einstrahlung ermöglicht wird. Allerdings kann eine Lichtein strahlungskarte auch anhand einer relativ geringen Anzahl an Informationen über eine jeweilige ermittelte Lichteinstrahlung erstellt werden. Insbesondere ist es bei dem Erstellen einer Lichteinstrahlungskarte vorteilhaft, Wetterdaten und/oder anderweitige Informationen, wie Kartendaten von Kartendiens- tanbietern, miteinzubeziehen, um die erstellte Lichtein strahlungskarte zum Beispiel zu plausibilisieren und die er fassten Lichteinstrahlungen zu verifizieren und beispielsweise eine mit einem Straßennetz versehene kartographierte Licht einstrahlungskarte anzufertigen.

Die Anordnung, mittels derer ein Ermitteln einer Eigenschaft der Sonnen- beziehungsweise Lichteinstrahlung möglich ist, weist zum Beispiel als Sensorik ein Solarelement mit einer Mehrzahl von Solarzellen auf, welches an dem Kraftfahrzeug angeordnet ist und beispielsweise ein Solardach des Kraftfahrzeugs ausbildet. Bei bekannter Fläche und Umwandlungseffizienz des Solarelements ist es möglich, von der gewonnenen elektrischen Energie auf die konvertierte Lichtenergie zu schließen und Aussagen über die einfallende Lichteinstrahlung treffen zu können. Somit kann indirekt eine Eigenschaft, wie Helligkeit, Leistungsdichte oder Intensität, der einfallenden Lichteinstrahlung ermittelt werden. Die Kommunikationsschnittstelle ist vorteilhaft so eingerichtet, dass eine drahtlose Kommunikation des Kraft fahrzeugs beziehungsweise der Anordnung mit der externen Servereinheit möglich ist.

Gemäß einer Weiterbildung umfasst das Verfahren ein Ermitteln einer Helligkeit, einer Leistungsdichte und/oder einer In tensität der einfallenden Lichteinstrahlung. Darüber hinaus ist auch das Erfassen und Ermitteln weiterer Eigenschaften der einfallenden Lichteinstrahlung möglich, die mittels der Sensorik erfassbar sind und insbesondere im Hinblick auf einen sparsamen Energiehaushalt nutzbringend zu dem beschriebenen Verfahren beitragen können. Die Sensorik weist zu diesem Zweck zum Beispiel eine Kamera, eine Photodiode und/oder, wie zuvor beschrieben, ein Solarelement auf. Die Kamera ermöglicht zum Beispiel ein Er mitteln der Helligkeit der umgebenden Lichteinstrahlung und unter anderem ein Feststellen von Schattenverhältnissen, die durch einen Baum oder ein Gebäude zu bestimmten Tages- und Jahreszeiten verursacht werden. Die Photodiode und das So larelement ermöglichen darüber hinaus ein Ermitteln einer Leistungsdichte oder Intensität der Lichteinstrahlung und erlauben daher ein Erstellen einer präziseren Lichteinstrah lungsprognose sowie eine genauere Prädiktion eines benötigten Energiebedarf und einer erzielbaren Energiekonversion.

In einem verbauten Zustand der Anordnung, in dem die Sensorik und die Kommunikationsschnittstelle in oder an dem Kraftfahrzeug angeordnet sind, werden die Kamera und/oder die Photodiode vorzugsweise während eines Fahrzyklus betrieben, können aber auch außerhalb eines solchen, zum Beispiel in einem parkenden Zustand des Kraftfahrzeugs, betrieben werden. Ein solcher Betrieb der Sensorik während des Parkens wird dann zum Beispiel zyklisch in vorgegebenen Zeitintervallen durchgeführt, um einen Energieverbrauch gering zu halten. Ist die Sensorik als Sen sorelement ausgestaltet beziehungsweise umfasst ein solches, erfolgt ein Betrieb nutzbringend auch während einer Stellzeit, um Lichtenergie in elektrische Energie umzuwandeln. Dies er möglicht somit gemäß dem beschriebenen Verfahren auch ein Ermitteln einer Eigenschaft der einfallenden Lichteinstrahlung.

Gemäß einer Weiterbildung umfasst das Verfahren ein Ermitteln einer konvertierbaren Energiemenge der einfallenden Licht einstrahlung. Gemäß einer weiteren Weiterbildung umfasst das Verfahren ein Ermitteln eines Energiebedarfs zum Ausführen einer Funktion des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit der ermittelten Eigenschaft der Lichteinstrahlung.

Gemäß einer weiteren Weiterbildung umfasst das Verfahren, wenn die Anordnung zum Ermitteln einer Eigenschaft einer Licht einstrahlung in oder an dem Kraftfahrzeug angeordnet und mit einer Steuereinheit des Kraftfahrzeugs signaltechnisch ge- koppelt ist, ein Steuern einer Funktion des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit der ermittelten Eigenschaft der Lichteinstrahlung. Das Steuern einer Funktion des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit der ermittelten Lichteinstrahlung kann insbesondere ein Aktivieren eines Thermomanagementsystems oder einer Klimatisierungsvor richtung des Kraftfahrzeugs umfassen.

Die mittels des Verfahrens gesammelten Informationen, insbe sondere in Form einer, wie zuvor beschrieben, erstellten Karte für eine Lichteinstrahlungsprognose, kann von den vernetzten Kraftfahrzeugen abgerufen und für verschiedene Anwendungen genutzt werden . So kann im Rahmen des weitergebildeten Verfahrens auf Basis der ermittelten Lichteinstrahlungskarte eine präzise Prädiktion eines Energiebedarfs zur Klimatisierung oder zur Vorkonditionierung des Innenraums des Kraftfahrzeugs vor Fahrtbeginn durchgeführt werden. Sofern das jeweilige Kraft fahrzeug ein Solardach aufweist, kann mit Hilfe der erstellten Lichteinstrahlungskarte auch eine genaue Vorhersage einer konvertierbaren Energiemenge ermittelt werden.

Das Steuern einer Funktion des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit der ermittelten Lichteinstrahlung kann alternativ oder zusätzlich ein Ausgeben von Informationen mittels einer Ausgabeeinheit des Kraftfahrzeugs umfassen. So kann die mittels der miteinander vernetzten Kraftfahrzeuge erstellte Lichteinstrahlungskarte im Rahmen des weitergebildeten Verfahrens dahingehend genutzt werden, dass eine Auswahl eines geeigneten Parkplatzes mittels einer Anzeigevorrichtung des Kraftfahrzeugs angezeigt wird. Dadurch hat beispielsweise der Fahrer die Möglichkeit nach seinen individuellen Vorgaben einen Parkplatz im Schatten oder in der Sonne auszuwählen. Eine solche Auswahlmöglichkeit ist insbe sondere hinsichtlich eines Parkassistenten, welcher dem Fahrer verfügbare Parkplätze als Möglichkeiten anzeigt, um bei spielsweise im Sommer einen Parkplatz im Schatten auszuwählen, um das Kraftfahrzeug nicht unnötig aufzuheizen, da sonst zum Beispiel ein erhöhter Energiebedarf zur Kühlung des Fahrzeu ginnenraums nötig wäre.

Darüber hinaus kann auf Basis einer solchen ermittelten

Lichteinstrahlungskarte und mittels Kenntnis über Eigenschaften des Solardachs, wie effektive Fläche und Effizienz zur Ener gieumwandlung, eine Prognose für eine konvertierbare Ener giemenge ermittelt werden, welche abhängig von der vorherge sagten lokalen Lichteinstrahlung ist . Außerdem ist es im weiteren Verlauf des Verfahrens möglich, die prognostizierte Energiemenge mit einer benötigten Energiemenge, die zum Aufladen einer Batterie oder eines Akkumulators des Kraftfahrzeugs und/oder zum Ausführen von einer oder mehreren Funktionen des Kraftfahrzeugs erforderlich ist, abzugleichen und infolgedessen die konver tierte Energie gezielt zu verteilen.

Falls daraufhin ermittelt wird, dass die prognostizierte um wandelbare Energiemenge den benötigten Energiebedarf deckt und sogar einen Energieüberschuss ermöglicht, so kann das Verfahren dahingehend erweitert sein, dass diese überschüssige Energie zum Beispiel in ein lokales Energienetz eingespeist wird. Ein solches Einspeisen von Energie mittels eines Kraftfahrzeugs kann beispielsweise im Rahmen einer sogenannten Smart-Grid-Anbindung an das Energienetz eines Hauses erfolgen. Das Energienetz des Hauses sowie das Kraftfahrzeug müssen unter anderem eine je weilige Schnittstelle aufweisen und entsprechend dazu befähigt sein, um ein solches Einspeisen von elektrischer Energie in ein Energienetz zu ermöglichen.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Eigenschaft einer Lichteinstrahlung, die dazu eingerichtet ist, eines der zuvor beschriebenen Verfahren durchzuführen. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise als Servereinheit oder Backend realisiert und zum Empfangen, Verarbeiten und Versenden von Daten ausgebildet, die im Zu sammenhang mit dem Verfahren ermittelt oder verarbeitet werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Steuereinheit des Kraftfahrzeugs als Vorrichtung zum Ermitteln einer Eigenschaft einer Lichteinstrahlung und zum Durchführen eines der be schriebenen Verfahren befähigt sein.

Ein mittels der beschriebenen Anordnung versehenes Kraftfahrzeug ermöglicht als mobile Messstation für eine ortsbezogene

Lichteinstrahlung zumindest die Aufnahme und das Versenden zugehöriger Messsignale, sodass diese Verfahrensschritte vorzugsweise mittels der Steuereinheit des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden. Weitere Verfahrensschritte können in der Steuereinheit aber auch in der externen Servereinheit durch geführt werden. Insbesondere in Bezug auf ein Verarbeiten einer Vielzahl von gesammelten Informationen über eine jeweilige Lichteinstrahlung erfolgen auswertende Verfahrensschritte, wie das Erstellen einer Prognose, das Miteinbeziehen von Wetterdaten und das Anfertigen einer digitalen Lichteinstrahlungskarte, vorzugsweise in der zu dem Kraftfahrzeug externen Servereinheit.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein System ein Kraftfahrzeug und eine Anordnung zum Ermitteln einer Eigenschaft einer Lichteinstrahlung, welche in oder an dem Kraftfahrzeug angeordnet ist und welche eine Kommunikationsschnittstelle sowie eine Sensorik aufweist, die signaltechnisch mit der Kommuni kationsschnittstelle gekoppelt ist und deren Messsignale re präsentativ sind für eine Eigenschaft einer auf die Sensorik lokal einfallenden Lichteinstrahlung. Das System realisiert somit eine mobile Messstation zum Ermitteln einer Eigenschaft einer lokalen Lichteinstrahlung und ermöglicht ein energie sparendes und umweltfreundliches Betreiben des Kraftfahrzeugs. Dies wird außerdem für weitere Kraftfahrzeuge ermöglicht, die jeweils eine entsprechende Anordnung zum Ermitteln einer Lichteinstrahlung aufweisen und die jeweils von den erfassten und gesammelten Daten anderer Kraftfahrzeuge profitieren können.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein schematisches Ausführungsbeispiel eines Kraft fahrzeugs in einer Aufsicht,

Figur 2 eine Illustration, wie gemäß einer Ausführungsva riante des erfindungsgemäßen Verfahrens eine

Lichteinstrahlungskarte erstellt werden kann,

Figur 3 ein schematisches Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum

Ermitteln einer Eigenschaft einer Lichteinstrahlung gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung.

Figur 1 illustriert ein Ausführungsbeispiel eines Systems mit einem Kraftfahrzeug 1 in einer schematischen Aufsicht. Das Kraftfahrzeug 1 weist eine Anordnung auf, die eine Kommuni kationsschnittstelle 5 und eine jeweilige Sensorik 10, 12, 14 umfasst, die jeweils signaltechnisch mittels einer Steuereinheit 3 des Kraftfahrzeugs 1 mit der Kommunikationsschnittstelle 5 signaltechnisch gekoppelt ist.

Die Kommunikationsschnittstelle 5 ist dazu eingerichtet, bidirektional mit einer zu dem Kraftfahrzeug 1 externen Ser vereinheit 7 zu kommunizieren und Daten an diese zu senden und von dieser zu empfangen.

Die Anordnung mit der Sensorik 10, 12, 14 und der Kommunika tionsschnittstelle 5 ermöglicht ein Durchführen eines Verfahrens zum Ermitteln einer Eigenschaft einer Lichteinstrahlung, die auf das Kraftfahrzeug 1 einfällt. Das System, die Anordnung und das Verfahren zum Ermitteln einer Lichteinstrahlung tragen jeweils zu einer zuverlässigen Prognose von Witterungsbedingungen, insbesondere von Sonneneinstrahlung, bei und ermöglichen einen energiesparsamen und umweltfreundlichen Betrieb des Kraft fahrzeugs 1, wie anhand der nachfolgenden Figuren 2 und 3 erläutert wird.

Die Anordnung weist zu diesem Zweck eine Sensorik 10, 12, 14 auf, die zum Beispiel als Kamera 14, als Photodiode 12 und/oder als Solarelement 10 ausgebildet ist. Gemäß dem illustrierten Ausführungsbeispiel nach Figur 1 weist die in dem Kraftfahrzeug 1 verbaute Anordnung das Solarelement 10 mit einer Mehrzahl von Solarzellen 11 sowie zwei Photodioden 12 und zwei Kameras 14 auf. Gemäß alternativen Ausführungsbeispielen weist die Anordnung für das Kraftfahrzeug 1 lediglich das Solarelement 10 auf, welches als Solardach in dem Fahrzeugdach des Kraftfahrzeugs 1 integriert ist. Alternativ weist die Anordnung eine oder mehrere Photodioden 12 und/oder eine oder mehrere Kameras 14 auf, die auch an anderen als den in Figur 1 dargestellten Positionen in oder an dem Kraftfahrzeug 1 angeordnet sein können. Die Anordnung weist zumindest eine Sensorik 10, 12, 14 auf, die im Zusammenwirken mit der Kommunikationsschnittstelle 5 ein Ermitteln einer Eigen schaft einer Lichteinstrahlung ermöglichen.

Die Kamera 14 ermöglicht zum Beispiel ein Ermitteln der Hel ligkeit der umgebenden Lichteinstrahlung und unter anderem ein Feststellen von Schattenverhältnissen, die durch einen Baum 23 oder ein Gebäude zu bestimmten Tages- und Jahreszeiten verursacht werden. Mittels einer Photodiode 12 und mittels des Solarelements 10 kann darüber hinaus ein Ermitteln einer Leistungsdichte oder Intensität der Lichteinstrahlung durchgeführt werden, welche jeweils zu einem Erstellen einer präziseren Lichteinstrah lungsprognose sowie zu einer genauere Prädiktion eines benö- tigten Energiebedarfs und einer erzielbaren Energiekonversion beitragen können.

Figur 2 illustriert schematisch, wie ein Erstellen einer Lichteinstrahlungskarte 9 mittels einer Anordnung bezie hungsweise eines Kraftfahrzeugs 1 gemäß Figur 1 erfolgen kann und welche Umgebungseinflüsse dabei berücksichtigt werden können. Mittels der Sensorik 10, 12, 14, zum Beispiel mittels der Photodiode 12 im Kraftfahrzeug 1 wird die lokal an einem Ort auftretende Sonneneinstrahlung von der Sonne 20 bestimmt. Alternativ kann die durch das Solarelement 10 umgewandelte elektrische Leistung bestimmt werden und daraus indirekt die einfallende Sonneneinstrahlung ermittelt werden. Die Sonnen einstrahlung kann zudem durch Wolken 21 verdeckt sein oder es tritt aufgrund eines Baumes 23 oder eines Gebäudes zu gewissen Tages- und Jahreszeiten eine lokale Verschattung auf, welche mittels der Sensorik 10, 12, 14 detektierbar sind. Ein Erfassen von Messsignalen und Daten ist insbesondere in Abschnitt I der Figur 2 illustriert.

Bei dem Kraftfahrzeug 1 mit Solardach können die Sensorwerte des Solarelements 10 auch während des Parkens ermittelt und an die Servereinheit 7 oder ein anderes Backend übertragen werden. Die ermittelten Sensorwerte werden über die drahtlose Kommunika tionsschnittstelle 5 von dem Kraftfahrzeug 1 an die Servereinheit 7 beziehungsweise das in ein Backend übermittelt.

In der Servereinheit 7 beziehungsweise dem Backend kann eine Verarbeitung der erfassten Daten durchgeführt werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Auswerten der erfassten Messignale der Sensorik 10, 12, 14 mittels der Steuereinheit 3 des Kraft fahrzeugs 1 erfolgen. Insbesondere kann ein Auswerten der Daten mittels einer Vorrichtung 6 erfolgen, welche zum Durchführen eines Verfahrens zum Ermitteln einer Eigenschaft einer Lichteinstrahlung gemäß Figur 3 ausgebildet ist. Die Vorrichtung 6 steht vorzugsweise signaltechnisch mit der Servereinheit 7 und gegebenenfalls einer weiteren Datenbank 8 in Verbindung, um die erfassten Messsignale und/oder die ermittelten Eigenschaften der jeweiligen Lichteinstrahlung und weitere Daten abzurufen, die insbesondere Informationen über eine Wetterprognose umfassen, sodass ein Erstellen einer präzisen Lichteinstrahlungskarte 9 auf Basis einer Mehrzahl miteinander vernetzter Kraftfahrzeuge 1 durchführbar ist. Das Verarbeiten von Daten ist insbesondere in Abschnitt II der Figur 2 illustriert.

Im Rahmen des Auswertens der erfassten Messsignale, des Er- mittelns der Lichteinstrahlung beziehungsweise zumindest einer Eigenschaften der Lichteinstrahlung sowie des Erstellens einer Lichteinstrahlungskarte wird mittels der Vorrichtung 6 zum Beispiel mit Hilfe von statistischen Methoden und/oder ma schinellen Lernverfahren ein Prognosemodell für Witterungs bedingungen und insbesondere für eine Sonneneinstrahlung er stellt. Dafür werden neben den Sensorwerten der Sensorik 10, 12, 14 weitere Daten von dem Kraftfahrzeug 1 an die Servereinheit 7 übermittelt, die insbesondere Informationen über eine Geopo- sition des jeweiligen Kraftfahrzeugs 1 und eine zugehörige Zeit, zum Beispiel in Form eines Zeitstempels , umfassen.

Bei einem solchen Prognosemodell für eine Lichteinstrah lungskarte wird zwischen witterungsbedingter und standortbe dingter Sonneneinstrahlung unterschieden. Witterungsbedingte Sonneneinstrahlung ist unter anderem von den Wettereinflüssen, wie zum Beispiel Bewölkungsgrad durch Wolken 21 abhängig und ist für ein begrenztes Gebiet für einen gewissen Zeitraum gültig beziehungsweise zuverlässig vorhersagbar. Standortbedingte Sonneneinstrahlung ist von schattenspendenden Hindernissen, wie beispielsweise Bäumen 23 oder Gebäuden abhängig. Die Stand ortbezogene Sonneneinstrahlung ist insbesondere auch von der Tages- und Jahreszeit abhängig und ist im Wesentlichen lokal an einer bestimmten Geoposition gültig beziehungsweise zutreffend.

Zur Berechnung der erwarteten Sonneneinstrahlung ist es vor teilhaft, den standortbezogenen und witterungsbedingten Wert für die Lichteinstrahlung zu verknüpfen. In der Servereinheit 7, in der Datenbank 8 oder im Backend kann durch das Prognosemodell für jeden Ort die erwartete Sonneneinstrahlung ermittelt, geore- ferenziert und in Form einer digitalen Karte eingetragen werden, welche die Lichteinstrahlungskarte 9 realisiert. Diese erstellte Lichteinstrahlungskarte 9 kann den miteinander vernetzten Kraftfahrzeugen 1 gemäß Abschnitt III in Figur 2 über eine jeweilige drahtlose Kommunikationsverbindung für das Steuern verschiedener Dienste des Kraftfahrzeugs 1 zur Verfügung ge stellt werden.

Das beschriebene System beziehungsweise die beschriebene An ordnung für das Kraftfahrzeug 1 ermöglichen eine serverbasierte präzise Prädiktion der Sonneneinstrahlung und kann sich zum Beispiel vorteilhaft auf den benötigten Energiebedarf zur Klimatisierung des Fahrzeugsinnenraums auswirken, welcher in Abhängigkeit der ermittelten Lichteinstrahlungskarte 9 vor gegeben abgekühlt oder erwärmt wird. Außerdem ermöglicht die ermittelte Lichteinstrahlungskarte 9 ein genaueres Vorhersagen einer mittels eines Solardachs erzeugbaren Energieinhalts im Vergleich zu einer simplen Wetterprognose, welche insbesondere nicht lokal vorhandene Umgebungsbedingungen mit berücksichtigt.

Durch das serverbasierte Zusammenwirken vernetzter Kraft fahrzeuge 1 kann vor allem die lokal auftretende Sonnenein strahlung an Parkplätzen 22 prädiziert werden, was durch ein Wetterprognosemodell allein nicht oder nur unzureichend möglich ist. Dadurch sind neue beziehungsweise erweiterte Dienste möglich, wie das Anzeigen von vorteilhaften Parkplätzen, an denen für eine definierbare Standzeit ein Energiespeicher des

Kraftfahrzeugs 1 und/oder im Rahmen einer Smart-Grid-Anbindung ein Energiespeicher eines angrenzenden Energienetzes geladen werden kann.

Figur 3 stellt ein schematisches Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Ermitteln einer Eigenschaft einer Lichteinstrahlung dar, das zum Beispiel gemäß der in Figur 2 illustrierten schematischen Übersicht durchgeführt werden kann. Das Verfahren kann ins besondere mittels einer Anordnung für das Kraftfahrzeug 1 durchgeführt werden, welche in oder an dem Kraftfahrzeug 1 anordbar ist und welche die Kommunikationsschnittstelle 5 und eine Sensorik 10, 12 und/oder 14 aufweist, die mit der Kom munikationsschnittstelle 5 signaltechnisch gekoppelt ist und deren Messsignale repräsentativ sind für eine Eigenschaft einer auf die Sensorik 10, 12, 14 einfallenden Lichteinstrahlung.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Anordnung, wie in Figur 1 illustriert, in oder an dem Kraftfahrzeug 1 angeordnet und ermöglicht mittels der Kommunikationsschnittstelle 5 eine bidirektionale Kommunikation mit der Servereinheit 7.

In einem Schritt S1 des Verfahrens wird zum Beispiel mittels der Sensorik 10, 12, 14 eine Lichteinstrahlung detektiert und ein Messsignal erfasst.

In einem Schritt S3 des Verfahrens wird in Abhängigkeit des erfassten Messsignals der Sensorik 10, 12, 14 eine Eigenschaft der Lichteinstrahlung, wie Helligkeit, Leistungsdichte oder Intensität, ermittelt.

In einem weiteren Schritt S5 des Verfahrens wird die ermittelte Eigenschaft der Lichteinstrahlung mittels der Kommunikati onsschnittstelle 5 an die zu dem Kraftfahrzeug 1 externe Servereinheit 7 gesendet und für weitere Verarbeitung zur Verfügung gestellt.

In einem weiteren Schritt S7 des Verfahrens kann auf Basis der an die Servereinheit 7 übermittelten Eigenschaften einer je- weiligen lokalen Lichteinstrahlung eine Lichteinstrahlungskarte 9 ermittelt werden, welche zum Steuern von Funktionen des Kraftfahrzeugs, wie ein Aufladen einer Batterie oder eines Akkumulators des Kraftfahrzeugs 1 und/oder ein Aktivieren einer Klimaanlage des Kraftfahrzeugs, genutzt werden.

Ein solches Verfahren kann zum Beispiel mittels der Steuereinheit 3 und/oder der Servereinheit 7 durchgeführt werden, die dann entsprechend dazu eingerichtet sind und daher zu einer zu verlässigen Prognose von Witterungsbedingungen, insbesondere von Lichteinstrahlung, beitragen können und einen energie sparsamen Betrieb des Kraftfahrzeugs 1 ermöglichen.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Ermitteln einer Eigenschaft einer Licht einstrahlung mittels einer Anordnung für ein Kraftfahrzeug (1), welche in oder an dem Kraftfahrzeug (1) anordbar ist und welche eine Kommunikationsschnittstelle (5) und eine Sensorik (10, 12, 14) aufweist, die mit der Kommunika tionsschnittstelle (5) signaltechnisch gekoppelt ist und deren Messsignale repräsentativ sind für eine Eigenschaft einer auf die Sensorik (10, 12, 14) einfallenden Licht einstrahlung, umfassend:

- Erfassen eines Messsignals mittels der Sensorik (10, 12, 14) ,

- Ermitteln einer Eigenschaft der Lichteinstrahlung in Abhängigkeit des erfassten Messsignals der Sensorik (10, 12 , 14 ) , und

- Senden der erfassten Messsignale und/oder der ermit telten Eigenschaft der Lichteinstrahlung mittels der Kommunikationsschnittstelle (5) an eine zu dem Kraft fahrzeug (1) externe Servereinheit (7).

2. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend:

- Empfangen von Daten, die Informationen über eine Wet terprognose umfassen, und

- Ermitteln einer Eigenschaft der Lichteinstrahlung in Abhängigkeit der empfangenen Daten.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, umfassend:

- Empfangen von Daten von der zu dem Kraftfahrzeug (1) externen Servereinheit (7), und

- Ermitteln einer Eigenschaft der Lichteinstrahlung in Abhängigkeit der empfangenen Daten von der externen Servereinheit (7) .

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend: Ermitteln eines Prognosemodells für die Lichteinstrahlung in Abhängigkeit von einer Mehrzahl von ermittelten Ei genschaften einer jeweiligen lokalen Lichteinstrahlung, die jeweils in der externen Servereinheit (7) hinterlegt ist .

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend:

Erstellen einer Lichteinstrahlungskarte (9) in Abhän gigkeit von den erfassten Messsignalen der Sensorik (10, 12, 14) und/oder in Abhängigkeit von den empfangenen Daten.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Ermitteln einer Eigenschaft der Lichteinstrahlung in Abhängigkeit des erfassten Messsignals der Sensorik (10, 12, 14) umfasst:

Ermitteln einer Helligkeit, einer Leistungsdichte und/oder einer Intensität der einfallenden Lichteinstrahlung.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Ermitteln einer Eigenschaft der Lichteinstrahlung in Abhängigkeit des erfassten Messsignals der Sensorik (10, 12, 14) umfasst:

Ermitteln einer konvertierbaren Energiemenge der ein fallenden Lichteinstrahlung.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend:

Ermitteln eines Energiebedarfs zum Ausführen einer Funktion des Kraftfahrzeugs (1) in Abhängigkeit der ermittelten Eigenschaft der Lichteinstrahlung.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Anordnung zum Ermitteln einer Eigenschaft einer Licht einstrahlung in oder an dem Kraftfahrzeug (1) angeordnet und mit einer Steuereinheit (3) des Kraftfahrzeugs (1) ge koppelt ist, umfassend:

Steuern einer Funktion des Kraftfahrzeugs (1) in Abhän gigkeit der ermittelten Eigenschaft der Lichteinstrahlung.

10. Verfahren nach einem der Anspruch 9, bei dem das Steuern einer Funktion des Kraftfahrzeugs (1) in Abhängigkeit der ermittelten Lichteinstrahlung umfasst:

Aktivieren einer Klimatisierungsvorrichtung des Kraft fahrzeugs ( 1 ) .

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem das Steuern einer Funktion des Kraftfahrzeugs (1) in Abhängigkeit der er mittelten Eigenschaft der Lichteinstrahlung umfasst:

Ausgeben von Informationen mittels einer Ausgabeeinheit des Kraftfahrzeugs (1) .

12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das Ausgeben von

Informationen mittels der Ausgabeeinheit des Kraftfahr zeugs (1) umfasst:

Anzeigen eines verfügbaren ortsbezogenen Parkplatzes in Abhängigkeit der ermittelten Eigenschaft der Lichtein strahlung .

13. Vorrichtung (6) zum Ermitteln einer Eigenschaft einer Lichteinstrahlung, die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 durchzuführen.

14. System zum Ermitteln einer Eigenschaft einer Lichtein strahlung, umfassend:

- ein Kraftfahrzeug (1), und

- eine Anordnung zum Ermitteln einer Eigenschaft einer Lichteinstrahlung, welche in oder an dem Kraftfahrzeug (1) angeordnet ist und welche eine Kommunikationsschnittstelle (5) und eine Sensorik (10, 12, 14) aufweist, die sig- naltechnisch mit der Kommunikationsschnittstelle (5) gekoppelt ist und deren Messsignale repräsentativ sind für eine Eigenschaft einer auf die Sensorik (10, 12, 14) lokal einfallenden Lichteinstrahlung.