DE102011108385B3

DE102011108385B3 - Verfahren zum Bestimmen einer Fahrtreichweite eines Kraftwagens

Info

Publication number: DE102011108385B3
Application number: DE102011108385A
Authority: DE
Inventors: Lars Wischhof; Andreas Lamprecht; Stefan Grubwinkler
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2011-07-22
Filing date: 2011-07-22
Publication date: 2012-06-28
Anticipated expiration: 2031-07-23
Also published as: WO2013013730A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Fahrtreichweite eines Kraftwagens (10), bei welchem mittels einer im Kraftwagen (10) angeordneten Steuereinrichtung (12) zumindest ein fahrzeugabhängiger Parameterwert bestimmt und zusammen mit einer geographischen Position des Kraftwagens (10) an eine außerhalb des Kraftwagens (10) angeordnete Rechenmaschine (22)übermittelt wird. Diese bestimmt anhand derübermittelten Daten sowie wenigstens eines fahrzeugunabhängigen Parameterwerts die Fahrtreichweite undübermittelt diesen Wert an ein Empfangsgerät (20) des Kraftwagens (10). Hierdurch kann eine besonders gute Prognose der Fahrtreichweite des Kraftwagens (10) bei gleichzeitig besonders geringerübertragener Datenmenge zwischen Kraftwagen (10) und Rechenmaschine (22) erzielt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Fahrtreichweite eines Kraftwagens.
Um festzustellen, welche Reichweite ein Kraftwagen in einer gegebenen Situation besitzt, wird im einfachsten Fall der Quotient aus einer Restenergiemenge in einem Betriebsmittelspeicher – also einem Kraftstofftank, einer Batterie oder dgl. – und dem durchschnittlichen Verbrauch des Kraftwagens pro Streckeneinheit gebildet. Um verbesserte Vorhersagen bezüglich der Restreichweite zu erhalten, können zudem vorher aufgezeichnete Daten bezüglich eines Fahrzustands des Kraftwagens, wie beispielsweise ein zeitlicher Verlauf des Energieverbrauchs, in die Berechnung mit einbezogen werden.
Eine solche Bestimmung der Reichweite ist jedoch noch immer sehr ungenau, da zusätzlich zu den fahrzeugabhängigen Parametern auch fahrzeugunabhängige Parameter, wie beispielsweise das Verkehrsaufkommen auf einer geplanten Route, die Reichweite des Kraftwagens beeinflussen.
Aus der DE 10 2009 012 533 A1 ist es bekannt, über eine drahtlose Datenverbindung Informationen zwischen einem Kraftwagen und einem außerhalb des Kraftwagens angeordnetem Server auszutauschen. Der Server liefert auf eine Anfrage hin eine Vielzahl von fahrzeugunabhängigen Informationen bezüglich einer geplanten Route oder auch nur der geographischen Umgebung des Kraftwagens. Diese Informationen können im Kraftwagen angezeigt und weiterverarbeitet werden und untere anderem auch in die Reichweitenbestimmung einbezogen werden.
Die DE 10 2009 016 869 A1 beschreibt ein weiteres Verfahren zur Reichweitenbestimmung, bei dem ein Kraftwagen mit einem externen Server kommuniziert. Die eigentliche Reichweitenbestimmung kann dabei sowohl kraftwagen- als auch serverseitig erfolgen, wobei Parameter wie Verkehrslage, Wetter und dgl. mit einbezogen werden.
Auch die US 2007/0090937 A1 beschreibt ein derartiges Verfahren, bei welchem dem Fahrer zusätzlich Informationen über sich in Reichweite befindende Servicestationen und gegebenenfalls Routen zu diesen übermittelt werden.
Die US 2004/0128067 A1 offenbart ein weiteres Verfahren zur Reichweiten- bestimmung, bei welchem eine Kommunikation zwischen Kraftwagen und einem externen Server erfolgt, welcher auch Informationen über Wetter, Verkehrslage und dgl. verarbeitet.
Nachteilig ist hierbei jedoch, dass hierfür eine große Datenmenge vom Server an den Kraftwagen übertragen werden muss. Dies belastet die hierfür üblicherweise verwendeten, relativ schmalbandigen Mobilfunkverbindungen stärk. In Gebieten mit eingeschränktem Mobilfunkempfang sinkt zudem die Bandbreite, die für die Datenübertragung zur Verfügung steht, so dass die angeforderten Umgebungsdaten gegebenenfalls nicht übertragen werden können.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches eine verbesserte Bestimmung der Fahrtreichweite eines Kraftwagens ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Bestimmen einer Fahrtreichweite eines Kraftwagens wird mittels einer im Kraftwagen angeordneten Steuereinrichtung zumindest ein fahrzeugabhängiger Parameterwert bestimmt und zusammen mit einer geographischen Position des Kraftwagens an eine außerhalb des Kraftwagens angeordnete Rechenmaschine übermittelt. Diese bestimmt anhand der übermittelten Daten sowie wenigstens eines fahrzeugunabhängigen Parameterwerts die Fahrtreichweite und übermittelt diese an ein Empfangsgerät des Kraftwagens.
Im Gegensatz zum Stand der Technik findet die Reichweitenbestimmung also auf der außerhalb des Kraftwagens angeordneten Rechenmaschine statt. Anstelle eine Vielzahl von Umgebungsdaten zwischen Rechenmaschine und Kraftwagen zu übertragen, werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren lediglich der wenigstens eine fahrzeugabhängige Parameterwert mit der geographischen Position einerseits sowie die ermittelte Reichweite andererseits drahtlos übermittelt. Dies benötigt deutlich weniger Bandbreite, schont die verwendeten Übermittlungsmedien und kann auch unter schlechten Empfangsbedingungen zuverlässig durchgeführt werden.
Die Bestimmung der Reichweite in der externen Rechenmaschine hat zudem den Vorteil, dass eine deutlich höhere Rechenkapazität genutzt werden kann als bei der Reichweitenbestimmung mittels eines Steuergeräts des Kraftwagens. Dies ermöglicht die Verwendung komplexerer und genauerer Algorithmen. Auch die Wartung der verwendeten Programme und Datenbanken wird vereinfacht und kann im Gegensatz zur Wartung fahrzeuggebundener Steuergeräte jederzeit durchgeführt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung charakterisiert der zumindest eine fahrzeugabhängige Parameterwert eine Restenergiemenge eines Betriebsmittelspeichers des Kraftwagens, einen momentaner Verbrauchswert des Kraftwagens, einen zeitlicher Verlauf eines Verbrauchswerts des Kraftwagens oder dergleichen. Allgemein sollen hierunter ferner alle Größen verstanden werden, die einen Zustand des Kraftwagens charakterisieren, welcher einen Einfluss auf dessen Energieverbrauch hat. Weitere Beispiele hierfür sind der Reifendruck, die Konfiguration des Kraftwagens, wie beispielsweise das Vorhandensein eines Dachgepäckträgers oder Anhängers, und Ähnliches.
Vorzugsweise beschreibt der wenigstens eine fahrzeugunabhängige Parameterwert eine Umgebungsbedingung an der geographischen Position des Kraftwagens. Damit werden Einflussgrößen erfasst, die einen zeitlich nahen Einfluss auf den Verbrauch des Kraftwagens haben.
Es ist ferner zweckmäßig, wenn der wenigstens eine fahrzeugunabhängige Parameterwert eine Umgebungsbedingung an einem Punkt oder Abschnitt einer von der geographischen Position des Kraftwagens ausgehenden möglichen Fahrtroute charakterisiert. Hierdurch werden Umgebungsbedingungen, also Größen, die nicht vom Kraftwagen selbst abhängen, in die Reichweitenberechnung einbezogen, die den zukünftigen Verbrauch des Kraftwagens bei dessen Fahrt entlang dieser Fahrtroute beeinflussen können, so dass eine besonders genaue routenspezifische Reichweitenprognose ermöglicht wird.
Vorzugsweise charakterisiert der wenigstens eine fahrzeugunabhängige Parameterwert einen Straßenzustand, eine Fahrbahnsteigung, einen Verkehrszustand, eine Umgebungstemperatur, eine Windstärke, eine Windrichtung oder dergleichen. Allgemein fallen hierunter alle von außen auf das Fahrzeug einwirkende Einflussgrößen, die eine Auswirkung auf den Verbrauch des Kraftwagens haben. Solche Einflussgrößen sind entweder konstant, wie beispielsweise die Topographie entlang einer möglichen Fahrtroute, oder aber variabel, wie beispielsweise das Wetter oder die Verkehrslage kennzeichnende Größen. Gerade bei der zeitnahen Erfassung solcher variabler Einflussgrößen kommt der Vorteil der Reichweitenbestimmung in einer vom Kraftwagen getrennten Rechenmaschine besonders stark zu tragen, da entsprechende Daten in der Rechenmaschine besonders einfach jederzeit auf dem aktuellen Stand gehalten werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird durch die Rechenmaschine die Fahrtreichweite bezüglich aller möglichen von der übermittelten geographischen Position ausgehenden Fahrtrouten ermittelt. Dem Fahrer stehen somit alle Informationen zur Verfügung, die er benötigt, um seine Fahrtroute zu planen. Aus der Gesamtheit der möglichen Routen kann beispielsweise auch die energiesparendste Route zu einem vorgegebenen Ziel bestimmt werden.
Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass von der Steuereinrichtung des Kraftwagens eine geplante Fahrtroute an die Rechenmaschine übermittelt wird und die Fahrtreichweite lediglich bezüglich der übermittelten Fahrtroute ermittelt wird. Damit kann die Menge der zwischen Kraftwagen und Rechenmaschine zu übermittelnden Daten eingeschränkt werden. Der Fahrer erhält dann lediglich die Informationen, die für seine bereits fest geplante Route relevant sind und wird nicht durch für ihn in dieser Situation unnötige Informationen abgelenkt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird von der Steuereinrichtung zumindest ein fahrzeugunabhängiger Parameterwert bestimmt und an die Rechenmaschine übermittelt. So können beispielsweise mittels geeigneter Sensoren Informationen zu Wetter, Straßenzustand oder Verkehrslage gesammelt und an die Rechenmaschine gesendet werden. Diese Daten stehen der Rechenmaschine dann für zukünftige Reichweitenprognosen zur Verfügung. Durch die ständige Aktualisierung des Datenbestandes der Rechenmaschine können so besonders gute Vorhersagen getroffen werden.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Rechenmaschine fahrzeugunabhängige und/oder fahrzeugabhängige Parameterwerte einer Mehrzahl von Kraftfahrzeugen zusammen mit den jeweils zugeordneten geographischen Positionen speichert. Damit wird eine besonders umfassende Datenbasis für zukünftige Reichweitenprognosen geschaffen und ständig auf dem neuesten Stand gehalten.
Ferner ist es zweckmäßig, die von dem Empfangsgerät empfangene Fahrtreichweite auf einem Anzeigegerät des Kraftwagens anzuzeigen, so dass diese Informationen nicht nur in der automatischen Steuerung des Kraftwagens berücksichtigt, sondern auch vom Fahrer wahrgenommen und bei seiner Fahrtplanung verwendet werden können.
Im Folgenden werden die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt dabei ein schematisches Blockdiagramm der an der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens beteiligten Komponenten und Kommunikationswege.
Ein Kraftwagen 10 umfasst ein Steuergerät 12, welches über einen Datenbus 14 mit einer Mehrzahl von Sensoren 16, 18 kommuniziert. Die Sensoren 16 erfassen Daten, die einen Betriebszustand des Fahrzeugs charakterisieren. Hierbei kann es sich um Verbrauchswerte, einen Tankfüllstand, einen Ladezustand einer Batterie, Reifendruck, Fahrtgeschwindigkeit, Informationen zum Vorhandensein von Anbauteilen wie Dachgepäckträgern oder dergleichen, Betriebsdaten eines Motors oder ähnliches handeln. Mit den Sensoren 18 werden hingegen Umgebungsdaten, wie beispielsweise eine geographische Position des Kraftwagens 10, eine Außenlufttemperatur, ein Straßenzustand oder dgl. erfasst. Die von den Sensoren 16, 18 erfassten Daten werden im Steuergerät 12 entweder als Momentanwerte oder aber als zeitlicher Verlauf gespeichert.
Um eine Prognose bezüglich der verbleibenden Fahrtreichweite des Kraftwagens 10 zu erstellen, werden die erfassten Daten mittels einer drahtlosen Übermittlungseinrichtung 20 an einen Server 22 übermittelt. Hierzu können beispielsweise bekannte Mobilfunkstandards zur Datenübertragung Anwendung finden.
Neben den vom Kraftwagen 10 bei einer Reichweitenanfrage übermittelten Daten stehen dem Server 22 weitere Informationen zur Verfügung. Hierbei kann es sich um fahrzeugtypspezifische Verbrauchsmittelwerte, Informationen über einen tatsächlichen Verbrauch des selben Kraftwagens 10 auf der gleichen Strecke bei einer früheren Fahrt oder dgl. handeln. Auch Umgebungsinformationen bezüglich der geographischen Position des Kraftwagens 10, wie beispielsweise Wetter- oder Verkehrslage, Straßenzustand, Fahrbahnsteigung und dergleichen können in die Bestimmung der Fahrtreichweite mit einfließen. Solche Daten können dem Server über eine Internetverbindung 24 von jeweiligen Datenbanken 26 zur Verfügung gestellt werden.
Der Server 22 kommuniziert ferner drahtlos mit weiteren Kraftwagen 28. Befindet sich einer dieser Kraftwagen 28 in der Nähe des Kraftwagens 10, für den eine Reichweitenberechnung durchgeführt werden soll, oder befährt einer der Kraftwagen 28 die gleiche Route wie der Kraftwagen 10, so können auch aktuelle Verbrauchswerte oder gemessene Umgebungsbedingungen des Kraftwagens 28 in die Bestimmung der Reichweite für den Kraftwagen 10 mit einbezogen werden. Die Kraftwagen 10 und 28 können zudem zum Informationsaustausch auch untereinander direkt, also unter Umgehung des Servers 22, kommunizieren.
Eine besonders genaue und routenspezifische Reichweitenabschätzung ist möglich, wenn zusätzlich zu den Messwerten der Sensoren 16, 18 bei der Reichweitenanfrage eine geplante Fahrtroute des Kraftwagens 10 mit an den Server 22 übermittelt wird. Die Planung der Fahrtroute wird vom Fahrer des Kraftwagens mittels eines Navigationsgeräts 30 im Kraftwagen 10 vorgenommen. Dieses Navigationsgerät, welches über entsprechende Ein- und Ausgabevorrichtungen verfügt, steht ebenfalls mit dem Steuergerät 12 in Verbindung.
Bei einer solchen routenspezifischen Reichweitenabschätzung werden vom Server 22 nicht nur die Umgebungsbedingungen an der momentanen geographischen Position des Kraftwagens 10, sonder auch die Umgebungsbedingungen entlang der gesamten geplanten Route in die Bestimmung der Fahrtreichweite einbezogen. Dies ermöglicht eine besonders genaue Prognose, die auch kurzfristig auftretende Ereignisse wie Staus, die die Reichweite des Kraftwagens stark beeinflussen können, mit einbezieht.
Um solche Ereignisse besonders schnell und einfach erfassen zu können, ist es zweckmäßig, Verbrauchsdaten der Kraftwagen 10, 28 für jeweilige Routenabschnitte auf dem Server 22 zu speichern. Auf diese Weise kann eine genaues historisches Bild des durchschnittlichen Verbrauchs für diese Routenabschnitte gewonnen werden. Befährt nun einer der Kraftwagen 28 einen solchen Routenabschnitt und überträgt dabei Verbrauchswerte an den Server 22, die deutlich vom historischen Durchschnitt abweichen, so kann diese Information in die Reichweitenberechnung für den Kraftwagen 10 mit einbezogen werden, bevor dieser den Routenabschnitt befährt.
Die ermittelte Reichweite wird schließlich drahtlos an das Übermittlungsgerät 20 des Kraftwagens gesendet, von dem Steuergerät 12 aufbereitet und auf einer Anzeigevorrichtung des Navigationsgeräts 30 angezeigt.
Alternativ zur Bestimmung der Reichweite für eine einzige Route kann die Reichweite des Kraftwagens 10 auch für allle möglichen, von der momentanen geographischen Position des Kraftwagens 10 ausgehenden Routen bestimmt wird. Dies ermöglicht es dem Fahrer, kurzfristig und spontan Routenänderungen vorzunehmen und dennoch stets zuverlässige Informationen zu besitzen, ob sein angestrebtes Fahrtziel noch im Bereich der Fahrtreichweite des Kraftwagens 10 liegt.

Claims

Verfahren zum Bestimmen einer Fahrtreichweite eines Kraftwagens (10), bei welchem mittels einer im Kraftwagen (10) angeordneten Steuereinrichtung (12) zumindest ein fahrzeugabhängiger und zumindest ein fahrzeugunabhängiger Parameterwert bestimmt und zusammen mit einer geographischen Position des Kraftwagens (10) an eine außerhalb des Kraftwagens (10) angeordnete Rechenmaschine (22) übermittelt wird, welche anhand der übermittelten Daten sowie wenigstens eines fahrzeugunabhängigen Parameterwerts die Fahrtreichweite bestimmt und an ein Empfangsgerät (20) des Kraftwagens (10) übermittelt, wobei die Rechenmaschine (22) fahrzeugunabhängige und/oder fahrzeugabhängige Parameterwerte einer Mehrzahl von Kraftfahrzeugen (10, 28) zusammen mit den jeweils zugeordneten geographischen Positionen speichert, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrtreichweite auf Grundlage der fahrzeugunabhängigen und/oder fahrzeugabhängigen Parameterwerte einer Mehrzahl von Kraftfahrzeugen (10, 28) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine fahrzeugabhängige Parameterwert eine Restenergiemenge eines Betriebsmittelspeichers des Kraftwagens (10), einen momentanen Verbrauchswert des Kraftwagens (10), einen zeitlichen Verlauf eines Verbrauchswerts des Kraftwagens (10) charakterisiert.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine fahrzeugunabhängige Parameterwert eine Umgebungsbedingung an der geographischen Position des Kraftwagens (10) charakterisiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine fahrzeugunabhängige Parameterwert eine Umgebungsbedingung an einem Punkt oder Abschnitt einer von der geographischen Position des Kraftwagens (10) ausgehenden möglichen Fahrtroute charakterisiert.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine fahrzeugunabhängige Parameterwert einen Straßenzustand, eine Fahrbahnsteigung, einen Verkehrszustand, eine Umgebungstemperatur, eine Windstärke, eine Windrichtung charakterisiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Rechenmaschine (22) die Fahrtreichweite bezüglich aller möglichen von der übermittelten geographischen Position ausgehenden Fahrtrouten ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass von der Steuereinrichtung (12) des Kraftwagens (10) eine geplante Fahrtroute an die Rechenmaschine (22) übermittelt wird und die Fahrtreichweite lediglich bezüglich der übermittelten Fahrtroute ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechenmaschine (22) fahrzeugunabhängige Parameterwerte mit jeweils zugeordneten geographischen Positionen von zumindest einer weiteren Rechenmaschine (26) empfängt und speichert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Empfangsgerät (20) empfangene Fahrtreichweite auf einem Anzeigegerät (30) des Kraftwagens (10) angezeigt wird.