DE102010003760A1

DE102010003760A1 - Verfahren sowie Einrichtung für ein Reichweitenmanagement eines Fahrzeugs mit elektromotorischem Antrieb

Info

Publication number: DE102010003760A1
Application number: DE102010003760A
Authority: DE
Inventors: Fanny Kobiela; Bettina Rentel; Michael Laedke; Guido Stuebner; Andreas Engelsberg; Werner Poechmueller; Thorsten Mausbach
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-04-08
Filing date: 2010-04-08
Publication date: 2011-10-13
Also published as: CN102248946B; CN102248946A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für ein Reichweitenmanagement eines Fahrzeugs mit elektromotorischem Antrieb, basierend auf einem Energieverbrauchsmodell des Fahrzeugs, einer zur Verfügung stehenden Energiemenge und einer Straßendatenbasis, wobei eine Reichweitenschätzung einer vom Fahrzeug zurücklegbaren Fahrstrecke und eine Ausgabe der zurücklegbaren Fahrstrecke in Form einer Erreichbarkeit eines Zielorts eines Fahrers des Fahrzeugs erfolgt, wobei die Reichweitenschätzung durch ein Navigationssystem mit Straßendatenbasis und durch ein damit eine Information austauschendes Fahrzeugsteuergerät derart durchgeführt wird, dass eine sukzessive Erreichbarkeit eines Referenzorts nach einem Erreichen des Zielorts ermittelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für ein Reichweitenmanagement eines Fahrzeugs mit elektromotorischem Antrieb, basierend auf einem Energieverbrauchsmodell des Fahrzeugs, einer zur Verfügung stehenden Energiemenge und einer Straßendatenbasis. Ferner betrifft die Erfindung eine Einrichtung für ein Reichweitenmanagement eines Fahrzeugs mit elektromotorischem Antrieb, mit einem Navigationssystem, einem Fahrzeugsteuergerät und einer Rückmeldeeinheit für einen Fahrer des Fahrzeugs.
Stand der Technik
Eine Haupteinschränkung für Fahrer von Fahrzeugen mit einem elektromotorischen Antrieb, wie z. B. einem Elektrofahrzeug, einem Hybrid- oder Brennstoffzellenfahrzeug, besteht in der gegenüber konventionellen Fahrzeugen deutlich eingeschränkten Reichweite, welche das Fahrzeug mit seinem elektromotorischen Antrieb zurücklegen kann. Bei diesen Fahrzeugen besteht keine einfache Nachtankmöglichkeit wie bei Kraftfahrzeugen mit herkömmlichen Verbrennungsmotoren, wenn das (gerade) elektromotorisch betriebene Fahrzeug wegen Energiemangel stehen bleibt. Daher erhalten ein Reichweitenmanagement und eine Information des Fahrers über die Erreichbarkeit von Fahrzielen große Bedeutung.
Für die Anzeige einer aktuellen Reichweite des Fahrzeugs existieren unterschiedliche Konzepte, darunter eine alphanumerische Darstellung einer minimalen oder einer durchschnittlichen Reichweite, sowie eine Hervorhebung eines aktuell erreichbaren räumlichen Gebiets in Kartendarstellungen. Ebenfalls bekannt ist die Darstellung der Erreichbarkeit eines eingegebenen Navigationsziels in ein Navigationssystem mit digitaler Straßenkarte. Aufgrund der deutlich geringeren Reichweite von Fahrzeugen mit elektromotorischem Antrieb und den aktuell langen Ladezeiten sind Akzeptanzeinbußen seitens der Fahrer aufgrund einer Befürchtung eines Liegenbleibens des Fahrzeugs zu erwarten. Aus Fahrersicht ist nicht nur die Erreichbarkeit des aktuellen Zielorts relevant, sondern auch eine zeitlich nachfolgende Erreichbarkeit einer Lade- bzw. Nachtankstation oder eines Orts mit Zugang zu einem Stromanschluss.
Die DE 10 2006 034 408 A1 offenbart ein Verfahren zur Leitung eines Fahrers eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor von einem aktuellen Standort des Fahrzeugs zu einem Fahrziel mithilfe eines Navigationssystems mit digitaler Straßenkarte. Hierfür wird ein Kraftstoffvorrat für den Betrieb des Fahrzeugs ermittelt, wobei aus diesem und einem Verbrauchsprofil eine Restreichweite des Fahrzeugs bestimmt wird. Das Navigationssystem bestimmt ausgehend vom aktuellen Standort des Fahrzeugs eine Route zu einem Fahrziel innerhalb der bestimmten Restreichweite, welches das Auffüllen des Kraftstoffvorrats ermöglicht. Hierbei leitet das Navigationssystem den Fahrer zu diesem Fahrziel, wobei das Verbrauchsprofil aus zurückgelegten Wegstrecken und Informationen über Kraftstoff-Nachfüllmengen bestimmt wird. Hierbei wird fahrzeug- und/oder fahrerabhängig die Restreichweite des Fahrzeugs ohne Zugriff des Navigationssystems auf ein Bordnetz des Fahrzeugs bestimmt.
Aufgabenstellung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Einrichtung für ein Reichweitenmanagement eines Fahrzeugs mit elektromotorischem Antrieb anzugeben, wobei einem Fahrer des Fahrzeugs eine bislang fehlende Information über eine Erreichbarkeit einer Lade- bzw. Nachtankstation zeitlich nach einem aktuellen Zielort bzw. Fahrtziel zur Verfügung gestellt werden soll.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren für ein Reichweitenmanagement eines Fahrzeugs mit elektromotorischem Antrieb gemäß Anspruch 1; ein Computerprogramm, insbesondere für ein Navigationssystem gemäß Anspruch 9; und eine Einrichtung für ein Reichweitenmanagement eines Fahrzeugs mit elektromotorischem Antrieb gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Das erfindungsgemäße Reichweitenmanagement-Verfahren basiert auf einem Energieverbrauchsmodell des Fahrzeugs, einer im Fahrzeug zur Verfügung stehenden Energiemenge und einer bevorzugt digitalen Straßendatenbasis, vorzugsweise der eines Navigationssystems bzw. -geräts. Gemäß der Erfindung erfolgt eine Reichweitenschätzung einer vom Fahrzeug zurücklegbaren Fahrstrecke und deren Ausgabe in Form einer positiven, eventuellen und/oder negativen Erreichbarkeit eines Zielorts eines Fahrers des Fahrzeugs. Die Reichweitenschätzung erfolgt durch ein Zusammenwirken des Navigationssystems mit Straßendatenbasis und einem damit Informationen austauschenden Fahrzeugsteuergerät (Vehicle Control Unit), wobei eine sukzessive Erreichbarkeit eines Referenzorts nach einem Erreichen des Zielorts ermittelt wird. Hierbei ist das Navigationssystem mit dem Fahrzeugsteuergerät bevorzugt über eine elektrische oder optische Datenleitung in Kommunikationsverbindung bzw. diese tauschen Daten drahtlos über eine Funkverbindung aus.
Die erfindungsgemäße Reichweitenmanagement-Einrichtung umfasst ein Navigationssystem bzw. -gerät, ein Fahrzeugsteuergerät (Vehicle Control Unit) und eine Rückmeldeeinheit für eine Information des Fahrers des Fahrzeugs. Die Einrichtung ermittelt dabei anhand einer Straßendatenbasis, eines Energieverbrauchsmodells des Fahrzeugs und einer zur Verfügung stehenden Energiemenge eine Reichweitenschätzung einer vom Fahrzeug zurücklegbaren Fahrstrecke, wobei die Rückmeldeeinheit die zurücklegbare Fahrstrecke in Form einer positiven, eventuellen und/oder negativen Erreichbarkeit eines Zielorts an den Fahrer des Fahrzeugs ausgibt. Das Navigationssystem tauscht dabei mit dem Fahrzeugsteuergerät Informationen, bevorzugt über eine elektrische oder optische Datenleitung bzw. über eine Funkverbindung aus, wobei die Reichweitenschätzung derart durchführbar ist, dass eine sukzessive Erreichbarkeit eines Referenzorts nach einem Erreichen des Zielorts ermittelbar ist. Die Erreichbarkeit des Referenzorts ist bevorzugt mittels der Rückmeldeeinheit ausgebbar.
Die Erfindung spricht das Bedürfnis des Fahrers an, stets eine relevante Lade- bzw. Tankstelle erreichen zu können und hilft ihm dabei, die Furcht vor einem Liegenbleiben zu nehmen, da er stets darüber informiert ist, ob und wo er diese Lade- bzw. Tankstelle finden kann. Dies kann gemäß der Erfindung insbesondere für einen Heimatort erfolgen, da hier ein Elektrofahrzeug einfach und bequem mittels einer schonenden Nachtladung aufladbar ist. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in ein bereits bestehendes Reichweitenmanagement des Fahrzeugs implementiert werden. Ferner kann mit der erfindungsgemäßen Einrichtung auch ein herkömmliches Reichweitenmanagement umgesetzt sein. Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen dargelegt, welche eine benötigte Rechenleistung des Navigationssystems zur Berechnung der positiven, eventuellen und negativen Erreichbarkeit von Fahrzielen begrenzen, ohne einen Nutzen für den Fahrer einzuschränken. Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt in einem Computerprogramm bzw. einem Computerprogrammprodukt, insbesondere für ein Navigationssystem, umgesetzt, wobei das Computerprogramm einen Programmcode zur Durchführung des Verfahrens aufweist. Ein solcher Programmcode ist z. B. auf einem maschinen- bzw. computerlesbaren Träger gespeichert.
Die Erfindung berechnet die Erreichbarkeit eines Referenzorts zeitlich bzw. streckenmäßig nach einem aktivierten Zielort bzw. einem oder einer Mehrzahl potenzieller Ziele, welche in einem bevorzugt separaten Zielspeicher bevorzugt innerhalb des Navigationssystems abgelegt sind. Der Referenzort kann im Fahrzeug explizit als ein Ort für den nächsten Lade- bzw. Tankvorgang angegeben sein. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Einrichtung bzw. das erfindungsgemäße System dient zur Abschätzung der sukzessiven Erreichbarkeit eines Referenzorts zeitlich bzw. örtlich nach einem oder mehreren definierten Zielorten, sowie einer Rückmeldung an den Fahrer, wobei die sukzessive Erreichbarkeit von Ziel- und Referenzort über das Energieverbrauchsmodell geschätzt wird, welches auf einem Energieverbrauch des Fahrzeugs, sowie auf dem Navigationssystem mit Straßendatenbasis, bevorzugt in Form einer digitalen Karte gegebenenfalls ergänzt durch Zusatzinformationen, basiert. Hierbei ist das Navigationssystem mit dem Fahrzeugsteuergerät derart verbunden, dass die beiden Einheiten Daten miteinander austauschen können.
Neben einem oder mehreren Zielorten wird bevorzugt ein einziger Referenzort zu einem jeden Zielort definiert. Es ist jedoch auch möglich, zwei oder mehr Referenzorte zu einem Zielort zu definieren. Hierbei können folgende Methoden zur Bestimmung des Referenzorts genutzt werden, wobei die Methode der Referenzortbestimmung durch den Nutzer veränderbar ist. Der Referenzort ist z. B. ein als „Home” bzw. Zuhause gespeicherter Ort oder ein durch den Fahrer explizit eingegebener Referenzort, wie z. B. eine Arbeitsstelle oder eine Lade- oder Tankstelle. Ferner ist es möglich, wenigstens bis zu einem Fahrtbeginn einer kommenden Fahrt, eine in einem Speicher abgelegte Ortsinformation über einen Startort der Fahrt anzuwenden. Dabei ist die Zeit zwischen einem letztmaligen Abstellen des Fahrzeugs und dessen Neustart zu berechnen. Bei hinreichend kurzen Standzeiten des Fahrzeugs wird der Startort ignoriert, um eine Fehlertoleranz gegenüber einem gewolltem oder einem nicht gewolltem kurzfristigen Abstellen (Stau) während einer Fahrt mit mehreren Abschnitten zu gewährleisten. Hierbei kann insbesondere eine Standzeit über Nacht einbezogen werden, die eine Wahrscheinlichkeit erhöht, dass nach einem erneuten Inbetriebsetzen des Fahrzeugs wieder zum Startort zurückgekehrt wird.
Ein bevorzugter Referenzort ist, falls dieser bekannt ist, insbesondere die nächste relevante Ladestation, wie z. B. eine vorreservierte Ladestation oder eine Rückgabestation bei Flottenfahrzeugen, bzw. eine Tankstelle. Ferner kann ein Referenzort ein systemseitig gelernter Referenzort sein, der über Ortsinformationen bei z. B. bisherigen Lade- oder Tankvorgängen o. ä. gelernt wurde. Ein solcher Lernvorgang kann Wochentage und Zeit berücksichtigen, um ein gewohntes Verhalten, wie z. B. ein Ladeverhalten, des Fahrers zu erlernen. Des Weiteren kann ein wahrscheinlicher Referenzort einer nächsten Fahrt prädiziert werden, wobei dieser für den Fahrer natürlich änderbar bleibt. Ferner ist es bevorzugt, dass ein Referenzort derjenige ist, der von einer Liste gegebenenfalls gleichwertiger Referenzorte der am Besten zu erreichende Ort ist, wobei dieser dem Nutzer explizit zurückgemeldet werden kann.
Verschiedene Referenzorte können in einem eigenen Referenzortspeicher abgelegt sein, der bevorzugt im Navigationssystem vorgesehen ist, wobei für eine Fahrt jeweils ein aktuell gültiger Referenzort zu wählen ist. Als Referenzorte können in einem Zielspeicher abgelegte Orte genutzt werden, wobei der Zielspeicher bevorzugt ebenfalls im Navigationssystem vorgesehen ist. Bei einer aktiven Zielführung wird der aktuelle Zielort stets bevorzugt (auch) bei der sukzessiven Erreichbarkeitsschätzung des Referenzorts nach Zielerreichung betrachtet.
Der Fahrer erhält insbesondere ein visuelles bzw. optisches Feedback über die Erreichbarkeit des Referenzorts nach dem Zielort, beispielsweise in einer Navigationskarte, auf einer gegebenenfalls ausgestalteten Grafikseite des Navigationssystems und/oder einem Clusterinstrument. Das visuelle Feedback kann mit aktiver Zielführung und auch ohne aktiver Zielführung aktiv sein, wobei jeweils unterschiedliche Darstellungen wählbar sind. Die Visualisierung des Referenzorts kann akustisch unterstützt sein, insbesondere dann, wenn ein Ziel- bzw. der betreffende Referenzort nicht mehr mit Sicherheit erreicht werden kann. Die Berechnung der Erreichbarkeit des oder der Referenzorte nach einem Zielort erfolgt nicht zeitlich fortlaufend, sondern in größeren regelmäßigen Abständen, angestoßen durch Trigger-Signale, um eine Rechenlast im System gering zu halten. Es werden zeitgesteuerte, z. B. alle 5 min, und ereignisgesteuerte Trigger, z. B. bei Aktivieren oder Deaktivieren eines vergleichsweise großen elektrischen Energieverbrauchers, unterschieden. Auch durch eine Aufforderung des Fahrers oder eine Änderung eines Verkehrszustands kann die Neuberechnung der Erreichbarkeiten durchgeführt werden, was bevorzugt ebenfalls durch ein entsprechendes Triggersignal umgesetzt ist.
Wird der Referenzort nach einem vorprogrammierten bzw. definierten Zielort als nicht mehr erreichbar erkannt, können weitere Aktionen angestartet werden, z. B. die Anzeige von Lade- oder Tankstationen in einer Nähe, oder eine visuelle und/oder akustische Fahrerinformation über eine Nichterreichbarkeit des Referenzorts. Die Anzeige der Erreichbarkeit der Ziele eines Zielspeichers wird dabei bevorzugt mit einem globalen Reichweiteradius in einer gemeinsamen Darstellung kombiniert, z. B. in der Navigationskarte. Um dem Fahrer auch bei einem langsamen Systemstart, beispielsweise einem langen Bootvorgang des Navigationssystems bei Fahrzeugstart, sofort eine Information über die sukzessive Erreichbarkeit von Ziel- und Referenzort zu geben, kann die sukzessive Erreichbarkeit mehrerer Zielorte im Zielspeicher und des zuletzt aktiven bzw. anderweitig bestimmten, z. B. gelernten oder definierten, Referenzorts vorab berechnet und in einem nichtflüchtigen Speicher abgelegt und bei Fahrzeugstart sofort ausgelesen und angezeigt werden. Die sukzessive Erreichbarkeitsschätzung entfällt insbesondere dann, wenn der Referenzort dem Zielort einer aktiven Zielführung entspricht.
Kurzbeschreibung der Figuren
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. In der schematischen Zeichnung zeigen:
1 ein Blockschaltbild von Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens, anhand dessen Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Einrichtung ebenfalls näher erläutert werden;
2 eine Implementierung einer erfindungsgemäßen Reichweiten- bzw. Erreichbarkeitsschätzung in eine allgemeine Kategorisierung einer Erreichbarkeit eines Zielorts, in eine Darstellung einer Rückmeldeeinheit; und
3 ein grafisches Ausgabeelement für eine Rückmeldeeinheit mit zwei Pfeilen, die sich in Abhängigkeit von einer Erreichbarkeit eines Ziel- bzw. Referenzorts unterschiedlich darstellen lassen.
Ausführungsformen der Erfindung
Gemäß der Erfindung, siehe 1, wird eine Reichweitenrückmeldung an einen Fahrer eines Fahrzeugs mit einem elektromotorischen Antrieb, wie z. B. einem Elektrofahrzeug, einem Hybrid- oder Brennstoffzellenfahrzeug, derart erweitert, dass ihm neben einer Erreichbarkeit eines Zielorts, z. B. bei aktiver Zielführung, bzw. mehrerer Zielorte, z. B. ohne Zielführung, auch stets eine zeitlich nachfolgende Erreichbarkeit einer Lade- oder Tankmöglichkeit mitgeteilt wird. Diese Information erhöht eine Sicherheit des Fahrers, das Fahrzeug nach dem aktuellen Zielort stets auch zu einer Lade- oder Tankstelle fahren zu können. Dem Fahrer soll dabei die Möglichkeit gegeben werden, die Erreichbarkeit eines solchen Orts, der im Folgenden mit Referenzort bezeichnet wird, nach dem aktuellen Fahrtziel abzuschätzen. Dadurch wird dem Fahrer z. B. ermöglicht, die Rückreise zu einem Referenzort in eine Reichweitenschätzung einzubeziehen, die z. B. bei einer deutlichen Höhendifferenz zwischen Start- und Zielort einer Fahrt relevant wird, da sich ein jeweiliger Energieverbrauch auf Hin- und Rückfahrt merkbar unterscheidet, oder eine andere Lade- oder Tankstelle anzugeben, welche nach dem aktuellem Zielort bzw. Fahrtziel erreicht werden soll bzw. kann.
Bevorzugt wird dazu in einem extra eingerichteten Zielspeicher, dem so genannten Referenzortspeicher, insbesondere eines Navigationsgeräts, zu bevorzugt jedem Zielort in einem Zielortspeicher, wenigstens ein Referenzort als ein nach dem Zielort zu erreichendes weiteres Fahrziel, den Referenzort, definiert. Zu diesem Referenzort wird dann eine Reichweitenschätzung durchgeführt, die eine Erreichbarkeit des Zielorts und des darauf folgend zu erreichenden Referenzorts ermittelt. D. h. die Reichweitenschätzung erfolgt sukzessive bzw. sequentiell, wobei die nachfolgenden Erreichbarkeiten von Ziel- und Referenzort berechnet und ausgegeben werden, was insbesondere visuell und gegebenenfalls akustisch unterstützt erfolgen kann.
Eine solche Ausgabe erfolgt insbesondere durch eine Rückmeldeeinheit in Form eines visuellen Feedbacks durch das Navigationssystem oder eines Clusterinstruments. 2 zeigt eine Integration der Erreichbarkeitsinformationen in eine allgemeine Reichweitendarstellung in Form einer Kategorisierung der Erreichbarkeit, wobei bevorzugt keine Zielführung durch das Navigationssystem erfolgt. Ferner ist insbesondere ebenfalls ohne aktive Zielführung durch das Navigationssystem eine getrennte Rückmeldung der Erreichbarkeiten des Ziel- und des Referenzorts, wie in 3 dargestellt, möglich, wobei je nach einer Erreichbarkeit des Zielorts – linker Pfeil – und des Referenzorts – rechter Pfeil – diese entsprechend eingefärbt werden können. Grün für sicheres, d. h. positives Erreichen, gelb für unsicheres, d. h. eventuelles Erreichen, und rot für Nichterreichen, d. h. negatives Erreichen.
Ferner kann ebenfalls bei einer nicht aktivierten Zielführung eine Auflistung der Zielorte des Zielspeichers erfolgen, nach denen der Referenzort sicher (positiv), eventuell oder nicht (negativ) erreicht werden kann. Bei aktiver Zielführung ist es bevorzugt, eine von der Navigationskarte getrennte Rückmeldung über die Erreichbarkeit des Referenzorts, z. B. in eine ausgestaltete Grafikseite des Navigationssystems, im Clusterinstrument o. ä. auszugeben.
Für einen Fahrtantritt und während einer Fahrt wird dann automatisch und in regelmäßigen Abständen und/oder zu bestimmten sinnvollen Zeitpunkten eine Erreichbarkeitsschätzung der Ziel- und Referenzorte vorgenommen. Hierzu wird bevorzugt ein aktueller Ladestatus (State of Charge) eines Akkumulators bzw. einer Batterie des Fahrzeugs verwendet. Ferner kommen die von einer aktuellen Fahrzeugposition aus zu den im Zielspeicher und im Referenzortspeicher definierten Ziel- und Referenzorte verfügbaren Routeninformationen aufgrund einer Straßendatenbasis (siehe unten) des Navigationssystems zur Anwendung. Das Navigationssystem berechnet erfindungsgemäß wenigstens in regelmäßigen Abständen von einer aktuellen Fahrzeugposition aus eine Route zu den im Zielspeicher und im Referenzortspeicher definierten Ziel- und Referenzorten, und berechnet ferner mittels eines Energieverbrauchsmodells des Fahrzeugs und dem aktuellen Ladestatus einen voraussichtlich benötigten Energieverbrauch zu den Fahrzielen.
Hierfür ist das Navigationssystem mit einem Fahrzeugsteuergerät des Fahrzeugs verbunden, wobei beide Einrichtungen Informationen miteinander austauschen. Bevorzugt tauschen dabei das Navigationssystem und das Fahrzeugsteuergerät bzw. die Fahrzeugsteuereinrichtung elektrisch oder optisch Informationen aus. Hierbei ist wenigstens eine unidirektionale Verbindung vorgesehen, die vom Fahrzeugsteuergerät kommend, das Navigationssystem über den Ladestatus informiert. Statt dem Ladestatus kann ein beliebig anderer Wert angewendet werden, solange er eine noch zur Verfügung stehende Reichweite oder Energiemenge des Fahrzeugs repräsentiert. Bei einem Brennstoffzellenfahrzeug kann dies durchaus eine noch vorhandene Menge an Brenn- bzw. Kraftstoff sein, die über die Kennzahlen der Brennstoffzellen in eine elektrische Energiemenge für einen Elektromotor des Brennstoffzellenfahrzeugs umrechenbar ist.
Da eine ständige Berechnung der Erreichbarkeiten mehrerer Ziel- und Referenzorte in einem Straßennetz zu einer hohen Rechenbelastung des Navigationssystems führen würde, ist eine Ausgestaltung der Erfindung derart ausgebildet, dass eine Neuberechnung der Erreichbarkeiten in sinnvollen Zeitabständen erfolgt. Dies kann durch Anwenden eines Triggersignals zur Neuberechnung erfolgen. Dieses kann zeitgesteuert, beispielsweise alle 3 oder 5 min, oder ereignisgesteuert erfolgen, z. B. bei Aktivieren oder Deaktivieren eines vergleichsweise großen elektrischen Energieverbrauchers. Auch durch eine Aufforderung des Fahrers oder eine Änderung eines Verkehrszustands kann die Neuberechnung der Erreichbarkeiten durchgeführt werden, was bevorzugt ebenfalls durch ein entsprechendes Triggersignal umgesetzt wird.
Da es bei einem Systemstart des Navigationssystems einige Zeit dauern kann bis das Navigationssystem soweit hochgefahren ist, dass eine Reichweitenschätzung vorgenommen werden kann, was in Extremfällen mehr als 1 min dauert, wird in einer bevorzugten Ausführungsform bei einem Abstellen und/oder einem Verlassen des Fahrzeugs vor einem Herunterfahren des Navigationssystems eine Berechnung der Erreichbarkeiten der Ziel- und Referenzorte vorgenommen und das Ergebnis in einem nichtflüchtigen Speicher abgelegt, wie z. B. einem Flash-Speicher, einer Festplatte, einer SD-Karte oder einem USB-Stick.
Dieses letzte Ergebnis kann dann bei einem erneuten Start des Navigationssystems sofort dem Fahrer als erste Information zurückgemeldet werden. Diese Informationen sollten jedoch unterdrückt werden, falls das Fahrzeug in der Zwischenzeit aufgeladen bzw. aufgetankt wurde. Eine Ausführungsform der Erfindung ist derart ausgestaltet, dass nach einem Abschluss eines Ladevorgangs ebenfalls eine automatische Reichweitenermittelung erfolgt und das Ergebnis im nichtflüchtigen Speicher abgelegt wird, sodass das Ergebnis bei Fahrzeugstart sofort zur Verfügung steht.
Im Folgenden wird mit Bezug auf die 1 das dort dargestellte Blockdiagramm näher erläutert. Zunächst erfolgen gegebenenfalls automatisierte Zieleingaben und/oder Änderungen durch einen Benutzer bzw. den Fahrer des Fahrzeugs im betreffenden Zielspeicher; siehe links in 1. Dies können beispielsweise gesondert eingegebene Ziel- oder Referenzorte; Favoriten; zuletzt angefahrene, gegebenenfalls selektierte Fahrziele und/oder die am häufigsten angefahrenen Ziel- oder Referenzorte sein.
In der Folge wird die Reichweitenschätzung betreffender Ziel- und diesen zugeordneter Referenzorte basierend auf dem Energieverbrauchsmodell des Fahrzeugs sowie der Straßendatenbasis anhand der zur Verfügung stehenden (Rest-)Energiemenge durchgeführt. Dies erfolgt in regelmäßigen Abständen und/oder aufgrund von Triggersignalen (siehe oben), wobei das Ergebnis der Reichweitenschätzung der Rückmeldeeinheit zur Verfügung gestellt wird.
Die Rückmeldeeinheit ist bevorzugt Teil des Navigationssystems. Es ist jedoch auch möglich, die Rückmeldeeinheit in ein anderes Gerät oder ein Panel des Fahrzeugs zu integrieren. Vorteilhaft ist z. B. die Integrierung der Rückmeldeeinheit in das Clusterinstrument. Das Energieverbrauchsmodell für die Reichweitenschätzung wird bevorzugt im Fahrzeugsteuergerät gerechnet, welches eine noch zur Verfügung stehende (Rest-)Reichweite des Fahrzeugs dann in einer geeigneten Weise an das Navigationssystem ausgibt. Das Navigationssystem vollendet dann die Reichweitenschätzung und ermittelt die Erreichbarkeit der Ziel- und Referenzorte und gibt diese in einer geeigneten Form an den Fahrer über die Rückmeldeeinheit aus.
Es ist jedoch auch möglich, die Reichweitenschätzung ausschließlich im Navigationssystem berechnen zu lassen, wobei dann das Energieverbrauchsmodell in das Navigationssystem implementiert ist. Das Navigationssystem benötigt dann nur noch eine Information darüber, wie viel elektrische Energie noch zur Verfügung steht bzw. durch die Brennstoffzellen noch produziert werden kann, ohne nachzuladen bzw. -tanken. Bei einer solchen Ausführungsform genügt dann eine unidirektionale Verbindung vom Fahrzeugsteuergerät zum Navigationssystem, welches dem Navigationssystem diese Information permanent oder in bestimmten zeitlichen Abständen zur Verfügung stellt.
Ferner ist es gemäß der Erfindung möglich, nicht nur die Erreichbarkeit der Ziel- und Referenzorte berechen und ausgeben zu lassen, sondern ferner berechen und ausgeben zu lassen, ob das Fahrzeug mit einem zwischenzeitlichen Nachladen oder -tanken wieder zu seinem Ausgangspunkt zurückkehren oder ein anderes Fahrziel anfahren kann.
Unter einer Straßendatenbasis ist wenigstens eine digitale Straßenkarte zu verstehen, die dem Navigationssystem zur Verfügung gestellt ist. Die Straßendatenbasis kann in bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung nicht nur geografische Informationen, sondern auch aktuelle Zustandsdaten über betreffende Straßenabschnitte und Verkehrszustände enthalten. D. h. die Straßendatenbasis kann ergänzende Informationen, wie zur Verfügung stehende Stau- oder Verkehrszustandsmeldungen, enthalten, die über Datenkanäle dem Navigationssystem bzw. dessen Kartenmaterial zur Verfügung gestellt werden. Dies kann durch eine Verkehrsinformation, wie beispielsweise eine TMC-Meldung erfolgen.
Ferner kann die Straßendatenbasis Zusatzinformationen beinhalten, die z. B. aus einer statistischen Auswertung gemessener Daten über das Fahrzeug oder die Fahrgewohnheiten des Fahrers gewonnen werden können, wie beispielsweise einer mittleren Fahrgeschwindigkeit. Des Weiteren kann die Straßendatenbasis fahrertypisch ergänzt sein, d. h. Fahrgewohnheiten des Fahrers berücksichtigen (fahrertypische Beschleunigungs- und Bremsvorgänge, Geschwindigkeiten (inner-, außerorts, Autobahn) etc.). Ferner können vom betreffenden Fahrer bereits befahrene Straßenabschnitte derart berücksichtigt werden, dass davon ausgegangen wird, dass derselbe Fahrer denselben Straßenabschnitt in einer ähnlichen Weise fahren wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006034408 A1 [0004]

Claims

Verfahren für ein Reichweitenmanagement eines Fahrzeugs mit elektromotorischem Antrieb, basierend auf einem Energieverbrauchsmodell des Fahrzeugs, einer zur Verfügung stehenden Energiemenge und einer Straßendatenbasis, wobei eine Reichweitenschätzung einer vom Fahrzeug zurücklegbaren Fahrstrecke und eine Ausgabe der zurücklegbaren Fahrstrecke in Form einer Erreichbarkeit eines Zielorts eines Fahrers des Fahrzeugs erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Reichweitenschätzung durch ein Navigationssystem mit Straßendatenbasis und durch ein damit eine Information austauschendes Fahrzeugsteuergerät derart durchgeführt wird, dass eine sukzessive Erreichbarkeit eines Referenzorts nach einem Erreichen des Zielorts ermittelt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zielort ein vom Fahrer aktuell eingegebener Zielort oder ein in einem Zielspeicher bereits vorhandener Zielort ist, und einem jeden Zielort ein oder eine Mehrzahl von Referenzorten zugeordnet ist, wobei durch die sukzessive Erreichbarkeitsschätzung die Erreichbarkeit bevorzugt eines oder die Erreichbarkeiten einer Mehrzahl von Zielorten und Referenzorten ermittelt wird, wobei bevorzugt eine Zuordnung des Referenzorts oder der Referenzorte zu einem Zielort manuell durch den Fahrer, automatisiert durch die Straßendatenbasis und/oder automatisiert über einen Telekommunikationsdienst durchgeführt wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzort ein als ein Zuhause gespeicherter Ort, ein vom Fahrer eingegebener Ort, ein Startort der Fahrt zeitlich nach einer vergleichsweise langen Abstellzeit des Fahrzeugs, eine in Bezug auf einen Zielort nahe gelegene Lade- oder Nachtankstation, ein systemseitig gelernter Ort und/oder ein aus einer Liste von Referenzorten am Besten zu erreichender Ort ist, wobei die Referenzorte in einem Referenzortspeicher abgelegt sind, der bevorzugt dem Navigationssystem zugehörig ist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrer visuell über eine Erreichbarkeit eines Referenzorts informiert wird, wobei ohne eine aktivierte Zielführung des Navigationssystems dem Fahrer die Erreichbarkeit eines Referenzorts: in einer allgemeinen Kategorisierung der Erreichbarkeit, als eine separate Rückmeldung und/oder in einer Auflistung der Zielorte mit gegebenenfalls zugehörigen Referenzorten mitgeteilt wird, und/oder bei aktivierter Zielführung des Navigationssystems dem Fahrer die Erreichbarkeit eines Referenzorts als eine von einer Navigationskarte des Navigationssystems separate Rückmeldung mitgeteilt wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sukzessive Erreichbarkeitsschätzung angestoßen durch ein Triggersignal durchgeführt wird, wobei ein Triggersignal bevorzugt in regelmäßigen, zeitlich vorher festgelegten Abständen; bei Aktivierung und/oder Deaktivierung eines elektrischen Verbrauchers; durch eine Aufforderung des Fahrers und/oder eine Änderung eines Verkehrszustands ausgegeben wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer negativen Erreichbarkeit eines bestimmten Referenzorts, dem Fahrer eine erreichbare Lade- oder Nachtankstation in der Nähe mitgeteilt wird, und/oder der Fahrer optisch und/oder akustisch über die negative Erreichbarkeit des bestimmten Referenzorts informiert wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nach einem Abstellen oder einem Lade- bzw. Nachtankvorgang des Fahrzeugs durchgeführt wird, wobei die Informationen der sukzessiven Erreichbarkeitsschätzung in einem nichtflüchtigen Speicher abgelegt werden, der bei einem Wiederstarten des Fahrzeugs ausgelesen wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Verfahren bzw. die sukzessive Erreichbarkeitsschätzung nicht durchgeführt wird, wenn der Referenzort mit dem Zielort einer aktiven Zielführung durch das Navigationssystem identisch ist.
Computerprogramm, insbesondere für ein Navigationssystem, mit einem Programmcode zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird.
Einrichtung für ein Reichweitenmanagement eines Fahrzeugs mit elektromotorischem Antrieb, mit einem Navigationssystem, einem Fahrzeugsteuergerät und einer Rückmeldeeinheit für einen Fahrer des Fahrzeugs, wobei anhand einer Straßendatenbasis, eines Energieverbrauchsmodells des Fahrzeugs und einer zur Verfügung stehenden Energiemenge eine Reichweitenschätzung einer vom Fahrzeug zurücklegbaren Fahrstrecke erfolgt, und die Rückmeldeeinheit die zurücklegbare Fahrstrecke in Form einer Erreichbarkeit eines Zielorts an den Fahrer des Fahrzeugs ausgibt, dadurch gekennzeichnet, dass das Navigationssystem mit dem Fahrzeugsteuergerät Informationen austauscht, und die Reichweitenschätzung derart durchführbar ist, dass eine sukzessive Erreichbarkeit eines Referenzorts nach einem Erreichen des Zielorts ermittelbar ist, wobei die Erreichbarkeit des Referenzorts mittels der Rückmeldeeinheit ausgebbar ist.