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Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein System zum Erstellen einer Reichweitenprognose für ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Bereitstellen von Energieverbrauchswerten eines Referenzkraftfahrzeugs für einen Fahrtabschnitt.
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Aus der
DE 10 2014 203 903 A1 ist ein Verfahren zur Prognose einer Reichweitenveränderung durch Ein- oder Ausschalten einer Fahrzeugfunktion eines Fahrzeugs bekannt. Beim Erstellen der Prognose werden Parameter aus einer Fahrzeugumgebung und/oder einem Fahrzeuginnenraum berücksichtigt. Neben einer Umgebungstemperatur können weitere Parameter einem Innenraum des Fahrzeugs und aus einer Umgebung des Fahrzeugs erhoben werden, beispielsweise Sonneneinstrahlung, Feuchtigkeit und ein Fahrstreckenprofil.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie ein System zum Erstellen einer Reichweitenprognose für ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Bereitstellen von Energieverbrauchswerten eines Referenzkraftfahrzeugs für einen Fahrtabschnitt zu schaffen, welche eine besonders genaue Reichweitenprognose für ein Kraftfahrzeug ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren sowie ein System zum Erstellen einer Reichweitenprognose für ein Kraftfahrzeug sowie durch ein Verfahren zum Bereitstellen von Energieverbrauchswerten eines Referenzkraftfahrzeugs für einen Fahrtabschnitt mit den Merkmalen der Patentansprüche 1, 4 und 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen sowie in der folgenden Beschreibung angegeben.
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Die Erfindung betrifft zum einen ein Verfahren zum Erstellen einer Reichweitenprognose für ein Kraftfahrzeug, bei welchem mittels einer kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung eine in einer Speichereinrichtung des Kraftfahrzeugs gespeicherte Energiemenge ermittelt wird. Handelt es sich bei dem Kraftfahrzeug beispielsweise um ein elektrisch betreibbares Kraftfahrzeug, so kann die Speichereinrichtung als Traktionsbatterie ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Kraftfahrzeug mithilfe eines Kraftstoffs antreibbar sein, wobei in der Speichereinrichtung des Kraftfahrzeugs der Kraftstoff speicherbar ist und mittels der kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung die in der Speichereinrichtung in Form des Kraftstoffs gespeicherte Energiemenge ermittelbar ist. Bei dem Verfahren ist es weiterhin vorgesehen, dass mittels der kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung oder mittels einer kraftfahrzeugexternen Recheneinrichtung eine Fahrtroute für das Kraftfahrzeug ermittelt wird. Die Fahrtroute kann in Abhängigkeit von einer einen Startpunkt der Fahrtroute charakterisierende Starteingabe und/oder einer einen Zielpunkt der Fahrtroute charakterisierenden Zieleingabe ermittelt werden. Hierbei können die Starteingabe und/oder die Zieleingabe mittels des Kraftfahrzeugs und/oder mittels einer Recheneinrichtung des Internets, insbesondere über einen Browser eines Laptops, und/oder mittels eines mobilen elektronischen Endgeräts, wie einem Smart Device, insbesondere über eine App, empfangen werden und für die kraftfahrzeugseitige Recheneinrichtung und/oder die kraftfahrzeugexterne Recheneinrichtung zum Ermitteln der Fahrtroute bereitgestellt werden. Diese Fahrtroute wird in eine Mehrzahl von Fahrtabschnitten unterteilt. Das Unterteilen der Fahrtroute in die Fahrtabschnitte kann mittels der kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung erfolgen oder alternativ mittels der kraftfahrzeugexternen Recheneinrichtung erfolgen, wobei die ermittelte Fahrtroute mittels der kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung für die kraftfahrzeugexterne Recheneinrichtung bereitgestellt wird. Bei dem Verfahren ist es weiterhin vorgesehen, dass mittels der kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung Energieverbrauchswerte eines Referenzkraftfahrzeugs für die Fahrtabschnitte von der kraftfahrzeugexternen Recheneinrichtung empfangen werden und die Energieverbrauchswerte in Abhängigkeit von spezifischen Parametern des Kraftfahrzeugs für das Kraftfahrzeug angepasst werden. Hierbei können die Energieverbrauchswerte mittels der kraftfahrzeugexternen Recheneinrichtung angepasst werden und anschließend für die kraftfahrzeugseitige Recheneinrichtung bereitgestellt werden oder die Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs mittels der kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung empfangen werden und anschließend in Abhängigkeit von den spezifischen Parametern des Kraftfahrzeugs mittels der kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung angepasst werden. Bei den spezifischen Parametern kann es sich um Umgebungsparameter und/oder um Fahrzeugparameter und/oder um Fahrerparameter des Kraftfahrzeugs handeln. Vor dem Anpassen der Energieverbrauchswerte in Abhängigkeit von den spezifischen Parametern beziehen sich die Energieverbrauchswerte auf das Referenzkraftfahrzeug. Hierbei kann das Referenzkraftfahrzeug vorgegebene Eigenschaften aufweisen, wobei die Energieverbrauchswerte in Abhängigkeit von Abweichungen zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Referenzkraftfahrzeug angepasst werden können. Alternativ oder zusätzlich kann das Referenzkraftfahrzeug durch jeweilige Mittelwerte von Eigenschaften einer Vielzahl von Kraftfahrzeugen gebildet werden. Überdies ist es bei dem Verfahren vorgesehen, dass in Abhängigkeit von den angepassten Energieverbrauchswerten und der ermittelten Energiemenge die Reichweitenprognose für die Fahrtroute erstellt wird. Hierbei kann die Reichweitenprognose mittels der kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung und/oder der kraftfahrzeugexternen Recheneinrichtung erstellt werden und beispielsweise an den Fahrer des Kraftfahrzeugs ausgegeben werden. Das Erstellen der Reichweitenprognose basierend auf den Energieverbrauchswerten für die Fahrtabschnitte der Fahrtroute sowie das Anpassen der Energieverbrauchswerte für das Kraftfahrzeug ermöglichen eine besonders genaue Reichweitenprognose für das Kraftfahrzeug.
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In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Energieverbrauchswerte in Abhängigkeit von einer Fahrzeugmasse des Kraftfahrzeugs und/oder einer Umgebungstemperatur des Kraftfahrzeugs und/oder Luftströmungsparametern von das Kraftfahrzeug umströmender Luft und/oder eines Rollwiderstands des Kraftfahrzeugs und/oder einer effektiven Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder einer Fahrerklassifizierung als spezifische Parameter des Kraftfahrzeugs angepasst werden. Unter der effektiven Fahrzeuggeschwindigkeit ist eine jeweilige aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zu einem definierten Zeitpunkt zu verstehen. Die Fahrerklassifizierung beschreibt ein Fahrerverhalten des Kraftfahrzeugs, wobei die spezifischen Parameter des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von einem Fahrverhalten des jeweiligen das Kraftfahrzeug fahrenden Fahrers angepasst werden können. Hierzu wird ermittelt, wer das Kraftfahrzeug als Fahrer steuert und eine dem ermittelten Fahrer zugeordnete Fahrerklassifizierung zum Anpassen der spezifischen Parameter herangezogen. Hierdurch kann eine hochgenaue Reichweitenprognose für das Kraftfahrzeug erstellt werden, da sowohl die Fahrzeugmasse des Kraftfahrzeugs als auch die Umgebungstemperatur des Kraftfahrzeugs als auch Luftströmungsparameter als auch der Rollwiderstand einen deutlichen Einfluss auf eine Reichweite des Kraftfahrzeugs mit einer vorgegebenen Energiemenge haben.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die spezifischen Parameter des Kraftfahrzeugs mittels der kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung von einer Sensoreinrichtung des Kraftfahrzeugs und/oder über eine Benutzereingabe und/oder von einer Datenbank empfangen werden. Bei der Sensoreinrichtung des Kraftfahrzeugs kann es sich beispielsweise um eine Kameraeinrichtung und/oder um eine Temperatursensoreinrichtung und/oder um ein Radar und/oder um einen Lidar handeln. Mittels der Benutzereingabe kann ein Fahrer des Kraftfahrzeugs die spezifischen Parameter des Kraftfahrzeugs direkt an die kraftfahrzeugseitige Recheneinrichtung übermitteln. Alternativ oder zusätzlich können die spezifischen Parameter von der Datenbank empfangen werden, wobei die Datenbank in der kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung hinterlegt sein kann oder in der kraftfahrzeugexternen Recheneinrichtung hinterlegt sein kann. Hierbei kann in der Datenbank beispielsweise ein Räderwechsel zwischen Sommerreifen und Winterreifen oder eine Sonderausstattung des Kraftfahrzeugs hinterlegt sein. Je mehr spezifische Parameter des Kraftfahrzeugs der kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung und/oder der kraftfahrzeugexternen Recheneinrichtung zum Anpassen der Energieverbrauchswerte zur Verfügung stehen, desto genauer kann die Reichweitenprognose für die Fahrtroute erstellt werden.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Bereitstellen von Energieverbrauchswerten eines Referenzkraftfahrzeugs für einen Fahrtabschnitt, bei welchem mittels einer kraftfahrzeugexternen Recheneinrichtung Kraftfahrzeugenergieverbrauchswerte von wenigstens einer kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung für den Fahrtabschnitt empfangen werden. Das bedeutet, dass die wenigstens eine kraftfahrzeugseitige Recheneinrichtung eines Kraftfahrzeugs für den Fahrtabschnitt die Kraftfahrzeugenergieverbrauchswerte des Kraftfahrzeugs ermittelt und für die kraftfahrzeugexterne Recheneinrichtung bereitstellt. Des Weiteren ist vorgesehen, dass aus den empfangenen Kraftfahrzeugenergieverbrauchswerten die Energieverbrauchswerte für das Referenzkraftfahrzeug für den Fahrtabschnitt erstellt werden. Hierbei können die Kraftfahrzeugenergieverbrauchswerte des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von einer Abweichung zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Referenzkraftfahrzeug zum Erstellen der Energieverbrauchswerte angepasst werden. Eigenschaften des Referenzkraftfahrzeugs können vorgegeben werden oder in Abhängigkeit von Eigenschaften von Kraftfahrzeugen, deren kraftfahrzeugseitige Recheneinrichtung die Kraftfahrzeugenergieverbrauchswerte für die kraftfahrzeugexterne Recheneinrichtung bereitstellen, insbesondere über jeweilige Mittelwerte der Eigenschaften, erstellt werden. Bei dem Verfahren ist es des Weiteren vorgesehen, dass die Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs für den Fahrtabschnitt für wenigstens eine kraftfahrzeugseitige Recheneinrichtung für eine Reichweitenprognose bereitgestellt werden. Hierbei kann die kraftfahrzeugexterne Recheneinrichtung eine Anfrage der kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung für die Energieverbrauchswerte für das Kraftfahrzeug für den Fahrtabschnitt empfangen und in Abhängigkeit von der Anfrage die Energieverbrauchswerte für das Referenzkraftfahrzeug für den Fahrtabschnitt für die kraftfahrzeugseitige Recheneinrichtung bereitstellen. Beispielsweise kann die kraftfahrzeugseitige Recheneinrichtung eine Fahrtroute an die kraftfahrzeugexterne Recheneinrichtung übermitteln und die kraftfahrzeugexterne Recheneinrichtung die Fahrtroute in eine Mehrzahl von Fahrtabschnitte unterteilen. Alternativ oder zusätzlich kann die kraftfahrzeugseitige Recheneinrichtung die Fahrtroute in die Mehrzahl der Fahrtabschnitte unterteilen und die Mehrzahl der Fahrtabschnitte an die kraftfahrzeugexterne Recheneinrichtung übermitteln. Im Anschluss daran kann die kraftfahrzeugexterne Recheneinrichtung die Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs für die Mehrzahl der Fahrtabschnitte der Fahrtroute für die kraftfahrzeugseitige Recheneinrichtung bereitstellen, sodass die kraftfahrzeugseitige Recheneinrichtung in Abhängigkeit von den empfangenen Energieverbrauchswerten die Reichweitenprognose für das Kraftfahrzeug erstellen kann. Die Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs für den jeweiligen Fahrtabschnitt stellen standardisierte Energieverbrauchswerte für den Fahrtabschnitt dar, welche aufgrund deren Standardisierung für eine Vielzahl von kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtungen zur Reichweitenprognose relevant sein können. Das Verfahren zum Bereitstellen der Energieverbrauchswerte mittels der kraftfahrzeugexternen Recheneinrichtung ermöglicht das Erstellen sowie das Bereitstellen der standardisierten Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs für wenigstens eine kraftfahrzeugseitige Recheneinrichtung, insbesondere eine Vielzahl von kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtungen.
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In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die von der kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung empfangenen Kraftfahrzeugenergieverbrauchswerte um spezifische Parameter eines die kraftfahrzeugseitige Recheneinrichtung aufweisenden Kraftfahrzeugs bereinigt sind. Das bedeutet, dass die kraftfahrzeugseitige Recheneinrichtung die Kraftfahrzeugenergieverbrauchswerte um spezifische Parameter des Kraftfahrzeugs bereinigt und anschließend für die kraftfahrzeugexterne Recheneinrichtung bereitstellt. Alternativ können die empfangenen Kraftfahrzeugverbrauchswerte mittels der kraftfahrzeugexternen Recheneinrichtung um die spezifischen Parameter des Kraftfahrzeugs bereinigt werden. Hierfür empfängt die kraftfahrzeugexterne Recheneinrichtung die spezifischen Parameter des Kraftfahrzeugs sowie die Kraftfahrzeugenergieverbrauchswerte und bereinigt zum Erstellen der Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs die empfangenen Kraftfahrzeugenergieverbrauchswerte um die spezifischen Parameter des Kraftfahrzeugs. Das Bereinigen der Kraftfahrzeugenergieverbrauchswerte um die spezifischen Parameter des die Kraftfahrzeugenergieverbrauchswerte bereitstellenden Kraftfahrzeugs ermöglicht, dass die Energieverbrauchswerte abstrahiert und auf das Referenzkraftfahrzeug bezogen werden können. Somit können die Energieverbrauchswerte von den individuellen, die Kraftfahrzeugenergieverbrauchswerte bereitstellenden Kraftfahrzeuge abstrahiert werden, was eine Anwendung der Energieverbrauchswerte für eine Reichweitenprognose eines zu dem die Kraftfahrzeugenergieverbrauchswerte bereitstellenden Kraftfahrzeug unterschiedlichen weiteren Kraftfahrzeug ermöglicht.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Wetterprognose für den Fahrtabschnitt empfangen wird und die Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs in Abhängigkeit von der Wetterprognose für den Fahrtabschnitt angepasst werden und für die wenigstens eine kraftfahrzeugseitige Recheneinrichtung für die Reichweitenprognose bereitgestellt werden. Insbesondere empfängt die kraftfahrzeugexterne Recheneinrichtung die Wetterprognose in regelmäßigen Abständen und passt die Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs in regelmäßigen Abständen in Abhängigkeit von der empfangenen Wetterprognose an. Fragt eine kraftfahrzeugseitige Recheneinrichtung die Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs für den Fahrtabschnitt an, so stellt die kraftfahrzeugexterne Recheneinrichtung die Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs, welche in Abhängigkeit von der Wetterprognose angepasst sind, für den Fahrtabschnitt für die kraftfahrzeugseitige Recheneinrichtung bereit. Hierdurch kann die Reichweitenprognose mittels der kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung besonders schnell ermittelt werden, da die empfangenen Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs bereits an die Wetterprognose angepasst sind und die kraftfahrzeugseitige Recheneinrichtung somit zur Anpassung der Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs an ein im Fahrtabschnitt herrschendes Wetter nicht zwangsläufig weiter angepasst werden muss. Dies ist insbesondere insoweit vorteilhaft, als die kraftfahrzeugexterne Recheneinrichtung beispielsweise eine größere Rechenleistung als die kraftfahrzeugseitige Recheneinrichtung aufweist und die in Abhängigkeit von der Wetterprognose angepassten Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs für den Fahrtabschnitt für eine Vielzahl von kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtungen zur Verfügung stellen kann, sodass das Anpassen der Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs für den Fahrtabschnitt in Abhängigkeit von der Wetterprognose lediglich mittels der kraftfahrzeugexternen Recheneinrichtung und nicht mittels jeder der Vielzahl von kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtungen erfolgen muss. Hierdurch kann Rechenleistung eingespart werden, da lediglich die Energieverbrauchswerte mittels der kraftfahrzeugexternen Recheneinrichtung in Abhängigkeit von der Wetterprognose für den Fahrtabschnitt angepasst werden.
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Es hat sich in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung als vorteilhaft erwiesen, wenn die von der kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung empfangenen Kraftfahrzeugenergieverbrauchswerte für den Fahrtabschnitt um einen Fahrereinfluss und/oder einem Wettereinfluss bereinigt werden. Hierbei können die Kraftfahrzeugenergieverbrauchswerte mittels der kraftfahrzeugexternen Recheneinrichtung und/oder mittels der kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung um den Fahrereinfluss und/oder den Wettereinfluss bereinigt werden. Hierdurch können die Kraftfahrzeugenergieverbrauchswerte zum Erstellen der Energieverbrauchswerte für das Referenzkraftfahrzeug abstrahiert werden. Das Bereinigen der Kraftfahrzeugenergieverbrauchswerte um den Fahrereinfluss ist insbesondere deshalb vorteilhaft, da die kraftfahrzeugexterne Recheneinrichtung die Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs für eine Vielzahl von kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtungen unterschiedlicher Kraftfahrzeuge mit unterschiedlichen Fahrern bereitstellen kann, wobei die unterschiedlichen Fahrer eine jeweilige Reichweite der unterschiedlichen Kraftfahrzeuge unterschiedlich stark und auf eine unterschiedliche Weise beeinflussen können. Das Bereinigen der Kraftfahrzeugenergieverbrauchswerte um den Wettereinfluss ermöglicht, dass die Energieverbrauchswerte für das Referenzkraftfahrzeug wetterunabhängig erstellt werden und beispielsweise in Abhängigkeit von der Wetterprognose angepasst werden können. Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, da sich das Wetter an dem Fahrtabschnitt kontinuierlich ändert.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs in einen Luftwiderstandsenergieeinfluss und/oder einen Rollwiderstandsenergieeinfluss und/oder einen Beschleunigungs- und Höhenenergieeinfluss und/oder einen Nebenverbraucher- und Innenraumklimatisierungseinfluss aufgeteilt dem Fahrtabschnitt zugeordnet werden. Dies bedeutet, dass die Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs mittels der kraftfahrzeugexternen Recheneinrichtung aufgeteilt werden und derart aufgeteilt dem Fahrtabschnitt zugeordnet werden. Hierdurch können die aufgeteilten Energieverbrauchswerte unabhängig voneinander angepasst werden und in ihrer angepassten Form für wenigstens eine kraftfahrzeugseitige Recheneinrichtung bereitgestellt werden. Dies ermöglicht eine besonders präzise Reichweitenprognose mittels der kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren ein System zum Erstellen einer Reichweitenprognose für ein Kraftfahrzeug, mit einer kraftfahrzeugexternen Recheneinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren zum Bereitstellen von Energieverbrauchswerten eines Referenzkraftfahrzeugs für einen Fahrtabschnitt durchzuführen. Des Weiteren umfasst das System eine kraftfahrzeugseitige Recheneinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren zum Erstellen einer Reichweitenprognose für ein Kraftfahrzeug durchzuführen.
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Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Systems anzusehen. Aus diesem Grund sind die Vorteile und vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Systems hier nicht noch einmal beschrieben.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigt
- 1 eine schematische Ansicht eines Systems zum Erstellen einer Reichweitenprognose für ein Kraftfahrzeug mit einer kraftfahrzeugexternen Recheneinrichtung sowie mit einer kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung, welche zum Erstellen der Reichweitenprognosen miteinander kommunizieren; und
- 2 ein Verfahrensschema zum Ermitteln von Energieverbrauchswerten eines Referenzkraftfahrzeugs für einen Fahrtabschnitt, bei welchem die kraftfahrzeugexterne Recheneinrichtung Kraftfahrzeugenergieverbrauchswerte für den Fahrtabschnitt von einer kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung empfängt und aus den empfangenen Kraftfahrzeugenergieverbrauchswerten die Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs ermittelt.
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In 1 ist in einer schematischen Seitenansicht ein Kraftfahrzeug 10, welches vorliegend elektrisch betreibbar ist, dargestellt. Das Kraftfahrzeug 10 weist eine Speichereinrichtung 12, vorliegend eine Traktionsbatterie, auf. Mittels Energie aus der Speichereinrichtung 12 ist das Kraftfahrzeug 10 antreibbar. Um ermitteln zu können, wie hoch die Reichweite des Kraftfahrzeugs 10 mit einer in der Speichereinrichtung 12 gespeicherten Energiemenge ist, wird eine Reichweitenprognose für das Kraftfahrzeug 10 erstellt. Diese Reichweitenprognose kann mittels einer kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung 14 erstellt werden oder mittels der kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung 14 von einer die Reichweitenprognose erstellenden kraftfahrzeugexternen Recheneinrichtung 16 empfangen werden und mittels der kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung 14 einem Fahrer 18 des Kraftfahrzeugs 10 ausgegeben werden.
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Zum Erstellen der Reichweitenprognose wird mittels der kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung 14 die in der Speichereinrichtung 12 gespeicherte Energiemenge ermittelt und eine Fahrtroute 36 für das Kraftfahrzeug 10 ermittelt. Die Fahrtroute 36 kann insbesondere in Abhängigkeit von einer Benutzereingabe des Fahrers 18 ermittelt werden. Anschließend kann die Fahrtroute 36 mittels der kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung 14 oder der kraftfahrzeugexternen Recheneinrichtung 16 in eine Mehrzahl von Fahrtabschnitten unterteilt werden und für die Mehrzahl der Fahrtabschnitte der Fahrtroute 36 der kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung 14 Energieverbrauchswerte eines Referenzkraftfahrzeugs 24 für die Mehrzahl der Fahrtabschnitte von der kraftfahrzeugexternen Recheneinrichtung 16 empfangen werden. Diese Energieverbrauchswerte können mittels der kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung 14 oder mittels der kraftfahrzeugexternen Recheneinrichtung 16 vor der Übertragung an die kraftfahrzeugseitige Recheneinrichtung 14 in Abhängigkeit von spezifischen Parametern des Kraftfahrzeugs 10 für das Kraftfahrzeug 10 angepasst werden. Hierfür können die kraftfahrzeugseitige Recheneinrichtung 14 und/oder die kraftfahrzeugexterne Recheneinrichtung 16 die spezifischen Parameter des Kraftfahrzeugs 10 für eine anschließende Anpassung der Energieverbrauchswerte für das Kraftfahrzeug 10 empfangen. Sowohl in Abhängigkeit von den angepassten Energieverbrauchswerten als auch in Abhängigkeit von der ermittelten Energiemenge in der Speichereinrichtung 12 wird die Reichweitenprognose für die Fahrtroute 36 mittels der kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung 14 erstellt. In einer alternativen Ausführungsform kann die Reichweitenprognose für die Fahrtroute 36 mittels der kraftfahrzeugexternen Recheneinrichtung 16 erstellt und für die kraftfahrzeugseitige Recheneinrichtung 14 bereitgestellt werden.
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Die spezifischen Parameter des Kraftfahrzeugs 10 können als Benutzereingabe von dem Fahrer 18 mittels der kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung 14 empfangen werden. Alternativ oder zusätzlich können die spezifischen Parameter mittels einer Sensoreinrichtung 20 des Kraftfahrzeugs 10 ermittelt und für die kraftfahrzeugseitige Recheneinrichtung 14 bereitgestellt werden. Wiederum alternativ oder zusätzlich können die spezifischen Parameter mittels der kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung 14 von einer Datenbank 22 empfangen werden, wobei die Datenbank 22 kraftfahrzeugseitig oder kraftfahrzeugextern sein kann. Bei den spezifischen Parametern kann es sich um Umgebungsparameter des Kraftfahrzeugs 10, um Kraftfahrzeugparameter des Kraftfahrzeugs 10 und/oder um Fahrerparameter des Kraftfahrzeugs 10 handeln. Unter den Fahrerparametern sind ein Fahrertyp, welcher ein Fahrverhalten des Fahrers 18 beschreibt oder ein ausgewähltes Fahrprogramm, insbesondere in einem autonomen Fahrmodus, zu verstehen. Die Umgebungsparameter beschreiben einen Wettereinfluss 42 auf das Kraftfahrzeug, wie eine Windrichtung, eine Windstärke, eine Außentemperatur, Regen, Luftdruck, Nebel und/oder Bewölkung. Die Umgebungsparameter können des Weiteren einen Verkehrsfluss, wie einen tageszeitabhängigen Stau oder einen von Wochenzeit und/oder Uhrzeit und/oder Kalendertag und/oder Ferienzeit und/oder Stauprognose abhängigen Verkehrsfluss und/oder Streckenparameter wie eine Ampel, eine Baustelle, ein Stoppschild, eine Schule oder ein Krankenhaus, umfassen. Die Kraftfahrzeugparameter können ein Gewicht, einen Rollwiderstand, einen Windwiderstand, einen cw -Wert, eine Bereifung, eine Beladung, eine Dachkiste und/oder einen Fahrradträger charakterisieren. Die Fahrzeugparameter können alternativ oder zusätzlich eine Klimaanlage und/oder eine Fahrzeuginnenraumheizung und/oder eine Temperierung der Traktionsbatterie und/oder eine Temperierung eines Elektroantriebs charakterisieren. Es ist somit insbesondere eine Anpassung der Energieverbrauchswerte in Abhängigkeit von einer Fahrzeugmasse des Kraftfahrzeugs 10 und/oder einer Umgebungstemperatur des Kraftfahrzeugs 10 und/oder Luftströmungsparametern von das Kraftfahrzeug 10 umströmender Luft und/oder eines Fahrwiderstands des Kraftfahrzeugs 10 als spezifischer Parameter des Kraftfahrzeugs 10 möglich.
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In 2 ist ein Verfahrensschema zum Ermitteln der Energieverbrauchswerten des Referenzkraftfahrzeugs 24 dargestellt. Die Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs 24 werden mittels der kraftfahrzeugexternen Recheneinrichtung 16 erstellt, wobei die kraftfahrzeugexterne Recheneinrichtung 16 die Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs 24 für die Fahrtabschnitte in Abhängigkeit von empfangenen Kraftfahrzeugenergieverbrauchswerten 26 erstellt. Hierfür empfängt die kraftfahrzeugexterne Recheneinrichtung 16 von dem Kraftfahrzeug 10 und/oder einer Recheneinrichtung des Internets, insbesondere über einen Browser 28, und/oder einem Smart Device, insbesondere über eine App 30, eine einen Startpunkt der Fahrtroute 36 charakterisierende Starteingabe 32 und/oder eine einen Zielpunkt der Fahrtroute 36 charakterisierenden Zieleingabe 34. In Abhängigkeit von der Starteingabe 32 und/oder der Zieleingabe 34 ermittelt die kraftfahrzeugexterne Recheneinrichtung 16 die Fahrtroute 36. Diese Fahrtroute 36 wird mittels der kraftfahrzeugexternen Recheneinrichtung 16 für die kraftfahrzeugseitige Recheneinrichtung 14 bereitgestellt. Die kraftfahrzeugseitige Recheneinrichtung 14 steuert das Kraftfahrzeug 10 entlang der Fahrtroute 36 und steuert ein Ermitteln der Kraftfahrzeugenergieverbrauchswerte 26. Zum Erstellen der Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs 24 empfängt die kraftfahrzeugexterne Recheneinrichtung 16 von wenigstens einer kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung 14 Kraftfahrzeugenergieverbrauchswerte 26, welche einen jeweiligen Energieverbrauch des Kraftfahrzeugs 10 für den jeweiligen Fahrtabschnitt charakterisieren. Hierbei kann die kraftfahrzeugexterne Recheneinrichtung 16 die Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs 24 dem Kraftfahrzeug 10 vor Befahren eines definierten Fahrtabschnitts zum Erstellen der Reichweitenprognose für den Fahrtabschnitt zur Verfügung stellen und von der kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung 14 nach Durchfahren des definierten Fahrtabschnitts die Kraftfahrzeugenergieverbrauchswerte 26 des Kraftfahrzeugs 10 für den definierten Fahrtabschnitt für ein Anpassen der Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs 24 empfangen. Alternativ oder zusätzlich kann die kraftfahrzeugexterne Recheneinrichtung 16 die Kraftfahrzeugenergieverbrauchswerte 26 von einem ersten Kraftfahrzeug empfangen und die ermittelten Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs 24 für ein zweites Kraftfahrzeug zum Erstellen einer Reichweitenprognose zur Verfügung stellen. Zum Erstellen der Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs 24 werden die Kraftfahrzeugenergieverbrauchswerte 26 um die spezifischen Parameter des die Kraftfahrzeugenergieverbrauchswerte 26 zur Verfügung stellenden Kraftfahrzeugs bereinigt. Die Bereinigung 38 der Kraftfahrzeugenergieverbrauchswerte 26 kann mittels der jeweiligen kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung 14, wie in 2 dargestellt ist,oder mittels der kraftfahrzeugexternen Recheneinrichtung 16 erfolgen. Hierbei können die Kraftfahrzeugenergieverbrauchswerte 26 für den definierten Fahrtabschnitt insbesondere um einen Fahrereinfluss 40 und/oder einen Wettereinfluss 42 und/oder einen Fahrzeugeinfluss 44 bereinigt werden. Die Kraftfahrzeugenergieverbrauchswerte 26 können anschließend für die fahrzeugexterne Recheneinrichtung 16 bereitgestellt werden, welche diese der Fahrtroute 36 beziehungsweise den Fahrtabschnitten zugeordnet zum Ermitteln der Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs 24 heranzieht. Die spezifischen Parameter des Kraftfahrzeugs 10, insbesondere der Fahrereinfluss 40 und/oder der Wettereinfluss 42 und/oder der Fahrzeugeinfluss 44 können in der Datenbank 22 hinterlegt werden.
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Stellt die kraftfahrzeugexterne Recheneinrichtung 16 die Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs 24 für den Fahrtabschnitt zumindest im Wesentlichen gleichzeitig für mehrere Kraftfahrzeuge 10 zur Verfügung, kann die kraftfahrzeugexterne Recheneinrichtung 16 eine Wetterprognose 46 für den definierten Fahrtabschnitt empfangen und die Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs 24 in Abhängigkeit von der empfangenen Wetterprognose 46 für den Fahrtabschnitt anpassen und für die mehreren kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtungen 14 zur Verfügung stellen. Somit kann vermieden werden, dass jede der mehreren zumindest im Wesentlichen gleichzeitig die Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs 24 empfangenen kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtungen 14 die Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs 24 jeweils in Abhängigkeit von der Wetterprognose 46 für den Fahrtabschnitt anpassen müssen. Stattdessen passt die kraftfahrzeugexterne Recheneinrichtung 16 die Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs 24 in Abhängigkeit von der Wetterprognose 46 für den Fahrtabschnitt für alle der mehreren zumindest im Wesentlichen gleichzeitig die Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs 24 empfangenden kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtungen 14 an. Überdies kann die kraftfahrzeugexterne Recheneinrichtung 16 die Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs 24 in Abhängigkeit von spezifischen Parametern, welche jedes der Kraftfahrzeuge 10 in dem Fahrtabschnitt gleichermaßen betreffen, vor Bereitstellung an die jeweiligen kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtungen 14 an, sodass zum Anpassen der Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs 24 besonders wenig Rechenleistung benötigt wird.
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Die jeweiligen Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs 24 werden mittels der kraftfahrzeugexternen Recheneinrichtung 16 dem Fahrtabschnitt beziehungsweise jeweiligen Fahrtabschnitten zugeordnet. Hierbei können die Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs 24 in einen Luftwiderstandsenergieeinfluss und/oder einen Rollwiderstandsenergieeinfluss und/oder einen Beschleunigungs- und Höhenenergieeinfluss und/oder einen Nebenverbraucher- und Innenraumklimatisierungseinfluss aufgeteilt werden und aufgeteilt dem jeweiligen Fahrtabschnitt zugeordnet werden.
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Zur Erstellung einer besonders genauen Reichweiten- beziehungsweise Energieverbrauchsprognose löst somit der Fahrer 18 eine Routenanfrage an ein fahrzeugseitiges oder fahrzeugexternes Navigationssystem aus. Das Navigationssystem kann dem Fahrer 18 und/oder der kraftfahrzeugseitigen Recheneinrichtung 14 die Fahrtroute 36 in Abhängigkeit von der Routenanfrage zurück melden, wobei die Fahrtroute 36 auf einer Kantenabfolge, das bedeutet einer Abfolge von insbesondere mehreren Fahrtabschnitten, besteht, entlang der das Kraftfahrzeug 10 zu seinem Navigationsziel geleitet wird.
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Für eine cloudbasierte Energieerfassung und Energiedekomposition werden Energieeinflüsse im Kraftfahrzeug 10 insbesondere separat ermittelt, insbesondere Energieeinflüsse von den spezifischen Parametern des Kraftfahrzeugs 10. Dieses Ermitteln der Energieeinflüsse kann sowohl in einem Kraftfahrzeug 10 als auch in einer Vielzahl von Kraftfahrzeugen 10 erfolgen. In dem wenigstens einen Kraftfahrzeug 10 erfasste Kraftfahrzeugenergieverbrauchswerte 26, vorliegend die Energieeinflüsse der spezifischen Parameter des Kraftfahrzeugs 10, werden anschließend auf ein das Referenzkraftfahrzeug charakterisierendes Referenzfahrzeug, Referenzwetter und Referenzfahrer dekomponiert. Die hierbei ermittelten Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs 24 können auf vier Energiewerte wie den Luftwiderstandsenergieeinfluss und/oder den Rollwiderstandseinfluss und/oder den Beschleunigungs- und Höhenenergieeinfluss und/oder den Nebenverbraucher- und Innenraumklimatisierungseinfluss zusammengeführt und somit reduziert werden. Diese vier Energiewerte können zu Kanten eines Navigationsroutennetzwerks, insbesondere zu dem jeweiligen Fahrtabschnitt, GPS-basiert zugeordnet werden. Die normierten Energiewerte können an die kraftfahrzeugexterne Recheneinrichtung 16, welche als Backend beziehungsweise Cloud ausgebildet sein kann, übertragen werden und in dieser fahrzeugextern gespeichert werden. In der kraftfahrzeugexternen Recheneinrichtung 16 können die vier Energiewerte an die Kanten des Navigationsroutennetzwerks GPS-basiert angeheftet beziehungsweise zugeordnet und eingelernt werden. Das Einlernen kann mittels Maschinenlernen, künstlicher Intelligenz und/oder Heuristikverfahren erfolgen.
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Zum Adaptieren des Wetters in der kraftfahrzeugexternen Recheneinrichtung 16 können die Energiewerte sämtlicher Kanten des gesamten Navigationsnetzwerks in Abhängigkeit von der empfangenen Wetterprognose 46 korrigiert werden. Dieses Korrigieren kann in Abhängigkeit von einer Lufttemperatur und/oder einer Windrichtung und/oder einer Windgeschwindigkeit und/oder einer Feuchtigkeit und/oder einem Sonneneinfluss und/oder einem Luftdruck erfolgen. Hierbei können die Energiewerte zyklisch mehrfach pro Tag korrigiert werden.
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Für die vom Fahrer 18 ausgelöste Routenanfrage kann die Fahrtroute 36 ermittelt und eine grobe Energieprognose für die Fahrtroute 36 erstellt werden. Auf Basis der Energiewerte an den Kanten der Fahrtroute 36 des Navigationsroutennetzwerks kann unter Berücksichtigung einer Ladesäulenverteilung beziehungsweise einer Energieversorgung für das Kraftfahrzeug 10 und Energieversorgungseigenschaften, wie Ladesäuleneigenschaften, die Fahrtroute 36 ausgewählt beziehungsweise angepasst werden. Hierdurch kann insbesondere eine optimale Fahrtroute 36 für das elektrisch betreibbare Kraftfahrzeug 10 gefunden werden.
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Mit Einbindung von streckenbezogenen und zeitpunktbezogenen Verkehrsprognosen beziehungsweise Wetterprognosen 46 kann unter Einbeziehung der spezifischen Parameter des Kraftfahrzeugs 10 eine besonders genaue Reichweitenprognose für das Kraftfahrzeug 10 erstellt werden. Folglich wird die grobe Energieprognose für die Fahrtroute 36 in Abhängigkeit von den spezifischen Parametern und/oder der Verkehrsprognose und/oder der Wetterprognose 46 für das Kraftfahrzeug 10 individualisiert.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kraftfahrzeug
- 12
- Speichereinrichtung
- 14
- Kraftfahrzeugseitige Recheneinrichtung
- 16
- Kraftfahrzeugexterne Recheneinrichtung
- 18
- Fahrer
- 20
- Sensoreinrichtung
- 22
- Datenbank
- 24
- Energieverbrauchswerte des Referenzkraftfahrzeugs
- 26
- Kraftfahrzeugenergieverbrauchswerte
- 28
- Browser
- 30
- App
- 32
- Starteingabe
- 34
- Zieleingabe
- 36
- Fahrtroute
- 38
- Bereinigung
- 40
- Fahrereinfluss
- 42
- Wettereinfluss
- 44
- Fahrzeugeinfluss
- 46
- Wetterprognose
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014203903 A1 [0002]