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Die Erfindung betrifft Verfahren und Systeme für vorausschauendes Energiemanagement in Fahrzeugen.
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Derzeit verfügen Fahrzeuge (insbesondere Fahrzeuge ohne Navigationsgerät bzw. ohne digitale Karte) nicht über vorausschauende Informationen entlang einer vorausliegenden Fahrstrecke. Insbesondere verfügen Fahrzeuge nicht über Daten, die es einem Fahrzeug selbst oder dem Fahrer des Fahrzeugs ermöglichen, die Fahrweise in Bezug auf Energieeffizienz anzupassen. Daher sind auch keine Empfehlungen an den Fahrer bzgl. einer effizienten vorausschauenden Fahrweise möglich.
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In dem vorliegenden Dokument werden Systeme bzw. Verfahren beschrieben, welche es ermöglichen (auch ohne Verfügbarkeit eines Navigationsgeräts), einem Fahrer Fahrempfehlungen für eine vorausschauende, effiziente Fahrweise zu geben, und so ein vorausschauendes Energiemanagement in Fahrzeugen zu integrieren. Dadurch wird es ermöglicht, den Kraftstoffverbrauch von Fahrzeugen zu reduzieren.
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Gemäß einem Aspekt wird ein System beschrieben, welches eingerichtet ist, eine vorausschauende Fahrweise eines Fahrers eines Fahrzeugs (z. B. eines Kraftfahrzeugs) zu unterstützen. Das System kann z. B. in ein Informations- und Kommunikationssystem des Fahrzeugs integriert sein. Das System kann eine Sensor-Schnittstelle umfassen, die eingerichtet ist, Sensordaten von einer Vielzahl von Sensoren des Fahrzeugs zu erfassen. Die Sensordaten können z. B. ein oder mehrere umfassen von: Daten von einem Brems-Sensor, Daten von einem Kupplungs-Sensor, Daten von einem Getriebe-Sensor, Daten von einem Beschleunigungs-Sensor, Daten von einem Geschwindigkeits-Sensor, und/oder Daten von einem Lenk-Sensor.
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Desweiteren kann das System, eine Positions-Schnittstelle umfassen, die eingerichtet ist, Positionsdaten des Fahrzeugs zu erfassen. Die Positions-Schnittstelle kann insbesondere eingerichtet sein, die Positionsdaten des Fahrzeugs von einem Fahrzeug-externen GPS-Empfänger zu empfangen (z. B. von dem GPS-Empfänger eines persönlichen elektronischen Gerätes, wie z. B. eines Smartphones). Dadurch wird es ermöglicht, vorausschauende Fahrunterstützung auch in Fahrzeugen anzubieten, die über kein integriertes Navigationssystem verfügen.
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Das System kann weiter ein Speichermodul umfassen, das eingerichtet ist, eine Ereignis-Datenbank zu speichern. In der Ereignis-Datenbank können ein oder mehrere Ereignis-Datensätze abgespeichert werden, wobei ein Ereignis-Datensatz Informationen über ein zurückliegendes (energierelevantes) Fahr-Ereignis umfasst. Diese gespeicherten Informationen können dem Fahrer zu Verfügung gestellt werden, wenn erkannt wird, dass sich das Fahrzeug auf einer aktuellen Route bewegt, die ein bereits gespeichertes Fahr-Ereignis umfasst. Ein Fahr-Ereignis kann ein oder mehrere umfassen von: ein Abbiege-Ereignis, ein Segel-Ereignis, ein Kurven-Ereignis, ein Ziel-Ereignis, ein Anhalte-Ereignis, und/oder ein Brems-Ereignis.
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Das System kann weiter eine Ausgabeeinheit umfassen, die eingerichtet ist, Informationen bzgl. eines bevorstehenden Fahr-Ereignisses an den Fahrer auszugeben. Die Ausgabeeinheit kann z. B. einen Bildschirm (z. B. den Bildschirm des Fahrzeug-internen IK Systems) umfassen, so dass die Informationen als Bildinformationen ausgegeben werden können. Alternativ oder ergänzend können auch Audioinformationen (z. B. Warnhinweise oder gesprochene Hinweise) ausgegeben werden.
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Das System kann eingerichtet sein, anhand der erfassten Positionsdaten und anhand der erfassten Sensordaten, ein Fahr-Ereignis zu detektieren und als Ereignis-Datensatz in der Ereignis-Datenbank zu speichern. Das Fahr-Ereignis ist typischerweise mit einer Ereignis-Position assoziiert, die angibt, an welcher Position oder in welchem Bereich das Fahr-Ereignis detektiert wurde.
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Das System kann weiter eingerichtet sein, anhand der erfassten Positionsdaten zu erkennen, dass das Fahrzeug auf einer aktuellen Route fährt, auf der auch die Ereignis-Position liegt. Dazu können im System z. B. Routeninformationen abgespeichert sein. Alternativ könnte auch ein Navigationssystem erkennen, dass die geplante Route die Ereignis-Position umfasst.
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Das System kann dann eingerichtet sein, vor Erreichen der Ereignis-Position, Informationen bzgl. des gespeicherten Fahr-Ereignisses über die Ausgabeeinheit auszugeben. So kann es dem Fahrer ermöglicht werden, Maßnahmen einzuleiten, um das anstehende Fahr-Ereignis in möglichst Energie-effizienter Weise zu bewältigen. Die Informationen bzgl. des gespeicherten Fahr-Ereignisses können insbesondere Empfehlungen an den Fahrer bzgl. einer Energie-effizienten Fahrweise umfassen. Durch die Speicherung von Fahr-Ereignissen, die für den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs relevant sind, und durch die vorausschauende Information über die gespeicherten Fahr-Ereignisse, kann der Fahrer angehalten werden, in einem iterativen Verfahren (d. h. bei wiederholtem Durchfahren des gleichen Fahr-Ereignisses) mit der Zeit den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren.
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Das Speichermodul kann weiter eingerichtet sein, eine Position-Datenbank zu speichern und das System kann eingerichtet sein, anhand der erfassten Positionsdaten, eine Vielzahl von Positions-Datensätzen zu generieren und in der Positions-Datenbank zu speichern. Dabei ist jeder der Vielzahl von Positions-Datensätzen mit einer zugehörigen Position assoziiert ist. Durch das Erfassen von Positions-Datensätzen kann das System historische Fahrinformationen des Fahrzeugs erfassen. Insbesondere kann das System Informationen darüber speichern, an welchen Positionen (und damit auch auf welchen Routen) das Fahrzeug bisher gefahren ist. Dadurch wird es möglich, eine aktuell gefahrene Route auch dann wiederzuerkennen, wenn das Fahrzeug über keine digitalen Karten (und/oder über kein Navigationsgerät) verfügt.
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Desweiteren kann das Speichermodul eingerichtet sein, eine Routendatenbank zu speichern, und das System kann eingerichtet sein, einen Routen-Datensatz zu speichern, der eine gespeicherte Route beschreibt, auf der in einer bestimmten Abfolge die Positionen zumindest einiger der Vielzahl von Position-Datensätzen und die Ereignis-Position liegen. Mit anderen Worten beschreibt ein Routen-Datensatz eine bestimmte gespeicherte (historische) Route anhand von einer Abfolge von Positionen (welche auch die Ereignis-Position umfasst). Das System kann damit eingerichtet sein, anhand der bestimmten Abfolge von zumindest zwei Positionen zu erkennen, dass die aktuelle Route der gespeicherten Route entspricht. D. h. das System kann eingerichtet sein, eine bereits zuvor gefahrene Route wiederzuerkennen, auch wenn das System keine digitale Karte und/oder kein Navigationsgerät umfasst.
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Das System kann eingerichtet, anhand der Sensordaten, einen Kraftstoffverbrauch zwischen, mit der Vielzahl von Positions-Datensätzen assoziierten, Positionen zu erfassen und in Verbrauchs-Datensätzen zu speichern. Beispielsweise kann ein Verbrauchs-Datensatz den historischen Kraftstoffverbrauch zwischen den Positionen zweier Positions-Datensätze wiedergeben. Somit kann es dem System ermöglicht werden, aus den Verbrauchs-Datensätzen einen Referenz-Kraftstoffverbrauch für die gespeicherte Route zu ermitteln. Das System kann dann eingerichtet sein, über die Ausgabeeinheit Informationen bzgl. des Referenz-Kraftstoffverbrauchs auszugeben. Diese Informationen können noch vor Erreichen des Ziels der aktuellen Route ausgegeben werden und ggf. mit einem aktuellen Verbrauch verglichen werden. So kann der Fahrer angespornt werden, sein Fahrweise anzupassen, um den Referenz-Kraftstoffverbrauch zu erreichen oder zu unterschreiten.
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Das System kann eingerichtet sein, anhand der erfassten Positionsdaten zu erkennen, dass eine aktuelle Position bereits als Positions-Datensatz gespeichert ist. So kann vermieden werden, dass doppelte Datensätze angelegt werden. Stattdessen kann der existierende Positions-Datensatz aktualisiert werden. Z. B. kann ein Häufigkeitswert des Positions-Datensatzes erhöht werden, der angibt wie häufig die Position des Positions-Datensatzes angefahren wurde.
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Das System kann auch eingerichtet sein, zu erkennen, dass eine aktuelle Position des Fahrzeugs nicht auf der gespeicherten Route liegt und auch noch nicht als Positions-Datensatz gespeichert ist. In diesem Fall, kann ein neuer Positions-Datensatz mit der aktuellen Position des Fahrzeugs in der Positions-Datenbank gespeichert werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Unterstützung einer vorausschauenden Fahrweise eines Fahrers eines Fahrzeugs beschrieben. Das Verfahren kann umfassen: ein Erfassen von Sensordaten von einer Vielzahl von Sensoren des Fahrzeugs; ein Erfassen von Positionsdaten des Fahrzeugs; ein Detektieren eines Fahr-Ereignisses, anhand der erfassten Positionsdaten und Sensordaten; ein Speichern des Fahr-Ereignisses mit einer dazugehörigen Ereignis-Position als ein Ereignis-Datensatz; ein Erkennen, anhand der erfassten Positionsdaten, dass das Fahrzeug auf einer aktuellen Route fährt, auf der auch die Ereignis-Position liegt; und ein Ausgeben, vor Erreichen der Ereignis-Position, von Informationen bzgl. des gespeicherten Fahr-Ereignisses.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Desweiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtung und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigt
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1 ein Blockdiagram eines beispielhaften Systems, das eine vorausschauende Fahrweise eines Fahrzeugs ermöglicht;
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2a und 2b beispielhafte Datenstrukturen zur Erfassung von relevanten Fahrsituationen; und
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3 ein Funktionsdiagram mit beispielhaften Funktion zur Ermöglichung einer vorausschauenden Fahrweise.
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Wie in der Einleitung dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der Ermöglichung einer vorausschauenden Fahrweise in einem Fahrzeug, und damit mit der Ermöglichung eines vorausschauenden Energiemanagements in Fahrzeugen. In diesem Zusammenhang werden Systeme und entsprechende Verfahren beschrieben, die es ermöglichen, in strukturierter Weise energierelevante Daten über bereits gefahrene Strecken bzw. Streckenabschnitte zu erfassen und dem Fahrer des Fahrzeugs für ein vorausschauendes Energiemanagement zu Verfügung zu stellen.
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Die beschriebenen Systeme/Verfahren sind insbesondere auch in Fahrzeugen anwendbar, die über kein Navigationssystem (insbesondere über keine digitalen Karteninformationen) verfügen, und daher auch keine Karten-basierte Streckenplanung ermöglichen. Dies ist insbesondere in Mittel- und Kleinklasse-Fahrzeugen der Fall, die nur zu einem geringen Anteil über integrierte Navigationssysteme verfügen. Weltweit verbreiten sich andererseits sogenannte Smartphones mit GPS Sensor und ausreichenden Speicher- und Rechenressourcen. Es wird in diesem Dokument vorgeschlagen, die in derartigen persönlichen elektronischen Geräten verfügbaren GPS Sensoren für den Zweck eines vorausschauenden Energiemanagements zu nutzen.
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Zusammenfassend beruhen die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren/Systeme auf der Idee, die im Fahrzeug verfügbare Sensorik sowie einen Fahrzeug-externen (oder Fahrzeug-internen) GPS-Sensor zu verwenden, um – positionsabhängig – energetisch relevante Fahrsituationen zu speichern und bei erneutem Befahren der gleichen (Teil-)Strecke wieder abrufbar zu machen. Dies ermöglicht ein komfortables, vorausschauendes und entspanntes Fahren, da der Fahrer frühzeitig auf die bereits gespeicherten energetisch relevanten Fahrsituationen hingewiesen werden kann. Außerdem können so ein geringerer Kraftstoffverbrauch und geringere Emissionen ermöglicht werden.
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1 zeigt ein Blockdiagram eines beispielhaften Systems 100 zur Ermöglichung einer vorausschauenden Fahrweise. Das System 100 umfasst eine Koordinationseinheit 110, welche eingerichtet ist, Daten von verschiedenen Fahrzeug-internen und/oder Fahrzeug-externen Quellen zu erfassen und strukturiert abzuspeichern. Desweiteren ist die Koordinationseinheit 110 eingerichtet, die erfassten Daten situationsabhängig zu Verfügung zu stellen, um so eine vorausschauende – energieeffiziente – Fahrweise zu ermöglichen. Die Koordinationseinheit 110 kann z. B. in ein Information- und Kommunikationssystem (IK System) eines Fahrzeugs integriert sein.
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Die Koordinationseinheit 110 umfasst z. B. eine Sensor-Schnittstelle 112, die eingerichtet ist, Daten von einer Vielzahl von Fahrzeug-Sensoren 130 zu empfangen. Beispiele für Fahrzeug-Sensoren 130 sind ein Brems-Sensor, der eingerichtet ist, die Bremsung des Fahrzeugs zu erfassen; ein Kupplungs-Sensor, der eingerichtet ist, einen Kupplungsstatus zu erfassen (z. B. gelöste oder feste Kupplung zwischen Motor und Getriebe); einen Getriebe-Sensor, der eingerichtet ist, eine aktuelle Getriebestufe zu erfassen; ein Beschleunigungs-Sensor, der eingerichtet ist, die Betätigung des Fahrfußhebels zur Beschleunigung des Fahrzeugs zu erfassen; einen Geschwindigkeits-Sensor, der eingerichtet ist, eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu erfassen; einen Lenk-Sensor, der eingerichtet ist, einen Einschlags-Winkel des Lenkrads des Fahrzeugs zu erfassen, etc..
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Die von den Fahrzeug-Sensoren 130 empfangenen Daten können zur Definition und/oder Abspeicherung von sogenannten „Events” (auch „Ereignisse” genannt) verwendet werden. Beispielhafte Fahr-„Ereignisse” sind z. B.
- • ein Abbiege-Ereignis: Dieses Ereignis liegt z. B. vor, wenn innerhalb eines vordefinierten Abbiege-Zeitintervalls, die erfasste Geschwindigkeit des Fahrzeugs unterhalb eines Abbiege-Schwellwertes liegt (z. B. 10 km/h) und der Einschlags-Winkel über einem Abbiege-Schwellwert (z. B. 60°) liegt.
- • ein Segel-Ereignis: Dieses Ereignis liegt z. B. vor, wenn für einen Zeitraum, der mindestens ein vor-definiertes Segel-Zeitintervall umfasst, die Kupplung gelöst ist.
- • ein Kurven-Ereignis: Dieses Ereignis liegt z. B. vor, wenn der Einschlags-Winkel innerhalb eines Kurven-Intervalls (z. B. 20° bis 60°) liegt. Als weitere Bedingung könnte auch noch festgelegt werden, dass zeitgleich eine minimale Kurven-Geschwindigkeit (z. B. 20 km/h) überschritten wird.
- • ein Ziel-Ereignis: Dieses Ereignis liegt z. B. vor, wenn ein manuelles Abschalten des Motors und/oder ein Abziehen des Fahrzeugschlüssels detektiert wird.
- • ein Anhalte-Ereignis: Dieses Ereignis liegt z. B. vor, wenn für einen Zeitraum der mindestens ein vordefiniertes Anhalte-Zeitintervall umfasst, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs bei oder unterhalb einer vordefinierten Anhalte-Geschwindigkeit (z. B. 1 km/h) liegt. Durch geeignete Kombination von Bedingungen kann z. B. zwischen einem geplanten Anhaltepunkt (rote Ampel) oder stockendem Verkehr unterschieden werden.
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Die oben aufgeführte Liste von Ereignissen ist beispielhaft für eine Vielzahl von Ereignissen, die für eine vorausschauende, energieeffiziente Fahrweise von Bedeutung sein können. Die Koordinationseinheit 110 kann eingerichtet sein, durch Kombination von ein oder mehreren Bedingungen in Bezug auf die erfassten Sensordaten der Fahrzeug-Sensoren 130, eine Vielzahl von Fahr-Ereignissen zu definieren und bei der Fahrt des Fahrzeugs zu detektieren und aufzuzeichnen. Beispielsweise kann die Kontrolleinheit 110 ein Speichermodul 113 umfassen, um detektierte Fahr-Ereignisse zu speichern.
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Die Koordinationseinheit 110 kann weiter eine Position-Schnittstelle 114 umfassen. Die Positions-Schnittstelle 114 kann z. B. Positionsdaten bzgl. der aktuellen Position des Fahrzeugs von einem externen persönlichen elektronischen Gerät 120 (z. B. einem Smartphone) empfangen, das einen Positionierungs-Empfänger 121 (z. B. einen GPS Empfänger) umfasst. Die Positions-Schnittstelle 114 kann die Positionsdaten aber auch von einem Fahrzeug-internen Positionierungs-Empfänger erhalten. Zur Kommunikation mit der Koordinationseinheit 110 kann ein externes persönliches elektronisches Gerät 120 eine geeignete Kommunikationsschnittstelle 124 (z. B. Bluetooth) sowie eine geeignete Kommunikationssoftware (z. B. eine „App”) umfassen.
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Die Koordinationseinheit 110 kann die über die Positions-Schnittstelle 114 empfangenen Positionsdaten erfassen und in dem Speichermodul 113 speichern. Insbesondere kann die Koordinationseinheit 110 anhand der Positionsdaten, von dem Fahrzeug gefahrene Strecken bzw. Streckenabschnitte ermitteln und speichern. Außerdem kann die Koordinationseinheit 110 eingerichtet sein, detektierte Fahr-Ereignisse mit den entsprechenden Positionsdaten zu versehen, die anzeigen, an welcher Position das detektierte Fahr-Ereignis aufgetreten ist.
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Die 2a und 2b zeigen beispielhafte Datenstrukturen, die von der Koordinationseinheit 110 anhand der Positionsdaten und anhand der Sensordaten ermittelt und im Speichermodul 113 abgespeichert werden können. Beispielsweise kann die Koordinationseinheit 110 eingerichtet sein, eine Positions-Datenbank 210 zu erstellen und zu pflegen. Die Position-Datenbank 210 kann eine Vielzahl von Positions-Markern 211 (auch Positions-Datensätze 211 genannt) umfassen. Ein Positions-Datensatz 211 umfasst z. B. die Positionsdaten (z. B. die GPS-Koordinaten) einer Position auf einer Strecke, die das Fahrzeug bereits befahren hat. Beispielsweise kann die Koordinationseinheit 110 eingerichtet sein, bei der Fahrt des Fahrzeugs in regelmäßigen Abständen (z. B. in Abständen von 50, 100 oder 200 m) einen Positions-Datensatz 211 zu erfassen und abzuspeichern. Die Positions-Datenbank 210 umfasst somit Informationen (mit einer bestimmten Raster-Genauigkeit) über die Positionen, die von dem Fahrzeug bisher angefahren wurden.
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Aufgrund der Gewohnheiten des Fahrers des Fahrzeugs (Fahr zur Arbeit, Fahrt zur Freizeitaktivität, Fahrt in den Urlaub) werden bestimmte Strecken wiederholt mit dem Fahrzeug befahren. Typischerweise ergeben sich Wiederholungsraten von bis zu 80%, so dass immer wieder die gleichen Positionen angefahren werden. Die Koordinationseinheit 110 kann eingerichtet sein, zu erkennen, dass eine bestimmte Position bereits angefahren wurde und dass für diese Position bereits ein Positions-Datensatz 211 gespeichert wurde. Dadurch wird erreicht, dass bei wiederholtem Befahren von gleichen Strecken keine wiederholten Positions-Datensätze 211 abgespeichert werden, so dass der effektiv benötigte Speicherplatz für die Positions-Datenbank 210 (aufgrund der sich wiederholenden Strecken) begrenzt werden kann. Ein Positions-Datensatz 211 kann einen Häufigkeitszähler umfassen, der erfasst, wie häufig die entsprechende Position bereits angefahren wurde. Die Koordinationseinheit 110 kann eingerichtet sein, bei wiederholtem Anfahren der entsprechenden Position den Häufigkeitszähler zu erhöhen. So können besonders häufig angefahrene Positionen (und Strecken) ermittelt werden, und bei der Ermöglichung einer vorausschauenden Fahrweise besonders berücksichtigt werden.
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Die Koordinationseinheit 110 kann weiter eingerichtet sein, eine Ereignisdatenbank 220 zu erstellen und zu pflegen. Die Ereignisdatenbank 220 umfasst eine Vielzahl von Ereignis-Markern 221 (auch Ereignis-Datensätze 221 genannt). Ein Ereignis-Datensatz 221 wird für ein detektiertes Fahr-Ereignis erstellt. Es umfasst einen Indikator für den Typ des detektierten Fahr-Ereignisses (z. B. einen Kode der den Typ des Fahr-Ereignisses (Segel-Ereignis, Kurven-Ereignis, etc.) angibt). Außerdem umfasst der Ereignis-Datensatz 221 die Positionsdaten (z. B. die GPS-Koordinaten) des detektierten Fahr-Ereignisses. Desweiteren kann der Ereignis-Datensatz 221 einen Häufigkeitszähler umfassen, der angibt, wie häufig (z. B. wie viel Mal) das detektierte Fahr-Ereignis bereits an der entsprechenden Position eingetreten ist. Dadurch kann die Relevanz des detektierten Fahr-Ereignisses erfasst werden.
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Desweiteren kann die Koordinationseinheit 110 eingerichtet sein, eine Verbrauchsdatenbank 230 zu erstellen und zu pflegen. Die Verbrauchsdatenbank 230 umfasst eine Vielzahl von Verbrauchs-Markern 231 (auch Verbrauchs-Datensätze 231 genannt). Ein Verbrauchs-Datensatz 231 umfasst Informationen über den Kraftstoffverbrauch auf bestimmten Teilstrecken. Beispielsweise kann ein Verbrauchs-Datensatz 231 mit jeweils zwei Position-Datensätzen 211 assoziiert sein, und den Kraftstoffverbrauch zwischen den Positionen der zwei Positions-Datensätze 211 angeben. In einem Beispiel umfasst ein Verbrauchs-Datensatz 231 einen Indikator für eine Anfangsposition (z. B. einen Zeiger auf einen ersten Positions-Datensatz 211) und einen Indikator für eine Endposition (z. B. einen Zeiger auf einen zweiten Positions-Datensatz 211) und definiert dadurch eine Teilstrecke. Für eine Teilstrecke kann der Verbrauchs-Datensatz 231 einen bisher erfassten maximalen Kraftstoffverbrauch, einen bisher erfassten minimalen Kraftstoff verbrauch und/oder einen durchschnittlichen Kraftstoffverbrauch anzeigen. Die Koordinationseinheit 110 kann eingerichtet sein, diese Informationen bei wiederholtem Befahren der Teilstrecke zu aktualisieren.
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Desweiteren kann die Koordinationseinheit 110 eingerichtet sein, eine Routendatenbank 240 zu erstellen und zu aktualisieren. Die Routendatenbank 240 umfasst eine Vielzahl von Routen-Datensätzen 241, die Routen (auch Strecken genannt) anzeigen, die bereits von dem Fahrzeug gefahren wurden. Ein Routen-Datensatz 241 stellt eine Verkettung (z. B. eine Abfolge) von den Positions-Datensätzen 211 und/oder Ereignis-Datensätzen 221 dar, dessen Position (z. B. GPS-Koordinaten) auf der entsprechenden Route liegen. Wie bereits oben dargelegt, befahren Fahrzeuge aufgrund der Gewohnheiten des Fahrers immer wieder die gleichen Routen, so dass die effektive Anzahl von verschiedenen Routen-Datensätzen 241 in der Routendatenbank 240 in der Praxis relative klein ist. Ein Routen-Datensatz 214 kann einen Häufigkeitszähler umfassen, der angibt, wie oft die entsprechende Route bereits befahren wurde. Der Häufigkeitszähler kann z. B. dazu verwendet werden, wenig befahrene Routen zu löschen, und so den erforderlichen Speicherplatz zu reduzieren.
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Durch die in 2a und 2b dargestellten Datensätze erfasst die Koordinationseinheit 110 ein Bild über das bisherige Fahrverhalten und die Fahrgewohnheiten des Fahrers des Fahrzeugs. Die gesammelten Informationen können dazu verwendet werden, dem Fahrer Empfehlungen über bevorstehende Fahrsituationen zu geben (z. B. über ein Ausgabemodul 111 der Koordinationseinheit 110), und so die Fahrweise des Fahrers zu optimieren (z. B. in Bezug auf den Kraftstoffverbrauch).
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Mit anderen Worten, es ist das Ziel des Systems 100, mit Hilfe der Sensorik 130 eines Fahrzeugs, Daten 210, 220, 230, 240 von häufig befahrenen Strecken zu sammeln, um
- • diese Strecken bei einer erneuten Befahrung der Strecke wiederzuerkennen.
- • dem Fahrer einen Vergleich der Daten der unterschiedlichen Befahrungen der Strecke anzubieten (z. B. Verbrauch oder Befahrungszeit im Vergleich zur bisher sparsamsten/schnellsten Fahrt). Diese Daten können z. B. aus dem Routen-Datensatz 241 der erneut befahrenen Strecke entnommen werden. Die Daten können auf dem Ausgabemodul 111 (z. B. einem Bildschirm des IK Systems) wiedergegeben werden. Der Vergleich kann auf Teilstrecken oder der Gesamtstrecke erfolgen. Zur Ermittlung der Verbrauchsdaten (auf Teilstrecken oder Gesamtstrecken) kann auf die Verbrauchs-Datensätze 231 zurückgegriffen werden. Die befahrene Strecke kann von der Koordinationseinheit 110 frühzeitig erkannt werden (aufgrund eine Reihe von aktuell erkannten Positionen), so dass der Referenz-Verbrauchswert bereits zu Beginn der Fahrt angezeigt werden kann, und nicht erst danach und so als Motivation wirken kann. Beispielsweise könnte folgende Information ausgegeben werden: „Bei der letzten Fahrt auf dieser Route haben Sie einen Durchschnittsverbrauch von 4,3 Litern geschafft – derzeit liegen Sie noch bei 4,5”.
- • den Fahrer vorausschauend auf Situationen aufmerksam zu machen, in denen er Kraftstoff sparen kann (auf Basis der erfassten Ereignis-Datensätze 221). Dazu werden energetisch relevante Situationen der Befahrungen in den Ereignis-Datensätzen 221 gespeichert, z. B. starke Bremsungen vor Ortseinfahrten, Kurven, Kreisverkehr oder Abbiegevorgänge, und dem Fahrer bei der nächsten Befahrung frühzeitig angezeigt. Beispielsweise könnte folgende Information ausgegeben werden: „Kurve in 200 m, Sie können jetzt schon vom Gas gehen.”
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Wie bereits oben dargelegt, weist das System 100 eine oder mehrere der folgenden Merkmale und Funktionen auf:
Wird eine neue Strecke befahren, werden nach einer bestimmten Auslösebedingung Positions-Marker 211 gesetzt und in der Position-Datenbank 210 gespeichert. Bei der Auslösebedingung kann es sich z. B. um die Bedingung handeln, dass der letzte Marker 211 bereits eine bestimmte Strecke (z. B. 50 m, 100 m oder 200 m) zurückliegt. Eine weitere Bedingung kann z. B. sein, dass der Positions-Marker 211 noch nicht in der Datenbank 210 existiert.
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Die Positions-Marker 211 können eine Routen- und/oder eine Marker-Nummer aufweisen, z. B. (5/14) = Route 5, Marker 14 und können aufsteigend vergeben werden, z. B. (5/1), (5/2), (5/3) etc.. In dem Beispiel aus 2a/2b umfassen die Positions-Marker 211 eine Marker-Nummer zur Identifikation. Außerdem wird bei einer neu gefahrenen Strecke ein Routen-Datensatz 241 generiert, der auf die der Strecke entsprechenden Positions-Marker 211 (in der der Strecke entsprechenden Reihenfolge) verweist.
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Die Positions-Marker 211 können alle notwendigen Informationen enthalten, um eine Position bzw. eine Strecke wiederzuerkennen (GPS-Position, vorhergehender und nachfolgender Positions-Marker 211, Befahrungshäufigkeit). In dem in 2a/2b dargestellten Beispiel enthalten die Positions-Marker 211 Informationen über die GPS-Position und ggf. über die Befahrungshäufigkeit. Die Informationen über eine bestimmte gefahrene Strecke werden in einem Routen-Datensatz 241 gespeichert (z. B. Abfolge von Positions-Marker 211).
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Bei besonderen Fahr-Ereignissen können zudem Event-Marker 221 gesetzt und gespeichert werden (Beispiele für besondere Fahr-Ereignisse sind eine Kurve, Abbiegung, starke Bremsung, Ziel erreicht, etc.). In dem in 2a/2b dargestellten Beispiel wird bei Detektion eines Fahr-Ereignisses ein Ereignis-Datensatz 221 generiert und gespeichert, auf den in dem zu der Strecke gehörenden Routen-Datensatz 241 verwiesen wird. Wenn sich z. B. das Fahr-Ereignis EM a zwischen den Positions-Markern PM y und PM z befindet, so kann der Routen-Datensatz 241 einen Verweis auf den Ereignis-Datensatz 221 EM a zwischen den Verweisen auf die Positions-Marker PM y und PM z umfassen (siehe 2b).
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Trifft das Fahrzeug auf einen bereits gesetzten Position-Marker 211 oder Ereignis-Marker 221 (unter Berücksichtigung einer von der Genauigkeit der Positionsdaten abhängigen Toleranz, von z. B. 30 m), werden für eine bestimmte Fahrtstrecke keine weiteren Marker gesetzt. Ggf. können die Informationen in den bereits gesetzten Markern 211, 221 aktualisiert werden.
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Trifft das Fahrzeug auf zwei aufeinanderfolgende bereits gesetzte Positions-Marker 211 (z. B. (5/3) und (5/4)) kann angenommen werden, dass die entsprechende Route (im Beispiel die Route „5”) in der entsprechenden Richtung (im Beispiel „vorwärts”) befahren wird. Es wird der Zustand „Route erkannt” eingenommen. Mit anderen Worten, die Koordinationseinheit 110 kann eingerichtet sein, zu erkennen, dass das Fahrzeug bereits gesetzte Positions-Marker 211 anfährt. Insbesondere kann die Koordinationseinheit 110 erkennen, dass eine Folge von Positions-Markern 221 (z. B. eine Folge von mindestens zwei Markern 221) in einer bestimmten Reihenfolge angefahren wird. Die Folge von Positions-Markern 221 kann mit den Routen-Datensätzen 241 verglichen werden (z. B. anhand eines inversen Suchindexes). Wird ein Routen-Datensatz 241 ermittelt, der die gleiche Folge von Positions-Markern 221 umfasst, so kann angenommen werden, dass sich das Fahrzeug auf der dem Routen-Datensatz 241 entsprechenden Strecke befindet. Außerdem kann erkannt werden, in welcher Richtung (vorwärts oder rückwärts die dem Routen-Datensatz 241 entsprechenden Strecke abgefahren wird). Als weiteren Hinweis zur Untermauerung dieser Hypothese kann die Koordinationseinheit 110 den Häufigkeitswert des ermittelten Routen-Datensatzes 241 heranziehen (ein hoher Häufigkeitswert deutet auf eine hohe Wahrscheinlichkeit hin, dass die gleiche Strecke befahren wird). Somit ermöglichen es die gespeicherten Positions-Marker 211 und/oder die gespeicherten Routen-Datensätze 241, auch ohne Vorhandensein eines Navigationssystems im Fahrzeug, zu erkennen, dass das Fahrzeug wieder eine bereits gefahrene Route befährt.
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Typischerweise, werden im Zustand „Route erkannt” keine neuen Positions-Marker 211 gesetzt (ggf. aber aktualisiert). Das System 100 geht (bis zur Erkennung einer Abweichung von der erkannten Route des erkannten Routen-Datensatzes 241) davon aus, dass der Fahrer die gespeicherte Strecke abfährt. Die für die erkannte Route gespeicherten Daten und Ereignisse können für die oben beschriebenen Funktionen verwendet werden. Insbesondere kann der Fahrer frühzeitig über ein auf der Strecke liegendes Fahr-Ereignis informiert werden. Wurde z. B. die Route 1 in 2b erkannt und befindet sich das Fahrzeug aktuell an oder vor dem Positions-Marker PM x, so kann die Koordinationseinheit 110 den Fahrer frühzeitig über das Fahr-Ereignis EM a informieren.
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Der Zustand „Route erkannt” kann verlassen werden, wenn der erwartete nächste Positions-Marker 211 nicht in angemessener Strecke angetroffen wird bzw. wenn ein Marker 211 einer anderen Route getroffen wird. Zur Reduzierung des Speicherbedarfs können Positions-Marker 211, Ereignis-Marker 221 und/oder Verbrauchs-Marker 231 von Strecken, die nicht mehr befahren werden, nach einer bestimmten Zeit gelöscht werden. Dazu können die jeweiligen Marker mit einem Zeitstempel versehen werden, der angibt, wann der jeweilige Marker zum letzten Mal angefahren wurde bzw. aktualisiert wurde.
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3 zeigt ein beispielhaftes Funktionsdiagramm mit Funktionen zur Ermöglichung bzw. zur Unterstützung einer vorausschauenden Fahrweise. Die Funktionen sind z. B. im Rahmen der Koordinationseinheit 110 implementiert. Das Funktionsdiagramm umfasst eine Vielzahl von Ereignis-Detektions-Funktionen 301, die eingerichtet sind, Ereignis-Marker 221 zu setzen und zu aktualisieren. Dazu greifen die Ereignis-Detektions-Funktionen 301 auf Sensor-Daten des Fahrzeugs zurück (welche z. B. über einen CAN Bus des Fahrzeugs übertragen werden). Mit anderen Worten, erkennen die Ereignis-Detektions-Funktionen 301 energetisch relevante Events, wie zum Beispiel das Erreichen eines Ziels, eine Abbiegung, einen möglichen Segelpunkt, eine Kurve, eine Bremsung vor einer Ortseinfahrt, einen Kreisverkehr, etc.
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Erkennt eine Ereignis-Detektions-Funktion 301 einen Event, meldet sie das an die Funktion „Marker setzen und update” 302. Die Funktion 302 löst einen Positions-Marker 211 aus, wenn in einem vordefinierten Abstand von dem letzten Positions-Marker 211 sonst nichts passiert ist. Außerdem koordiniert die Funktion 302 Informationen der Ereignis-Detektions-Funktionen 301. Falls bereits ein Positions-Marker 211 oder ein Ereignis-Marker 221 erkannt wurde, kann dieser mit den neuen Informationen angereichert werden. Die Informationen werden der Speicherfunktion 303 übergeben. Die Speicherfunktion 303 speichert und verwaltet alle gesammelten Informationen in den Datenbanken 210, 220, 230, 240 auf dem Speichermodul 113.
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Die Verbrauchsfunktion 304 berechnet den Verbrauch zwischen dem letztem und dem darauf folgenden Positions-Marker 211, und speichert diese Informationen in einem entsprechenden Verbrauchs-Datensatz 231 ab. Außerdem aktualisiert die Funktion 304 z. B. den in dem Datensatz 231 gespeicherten Minimal- und Durchschnittsverbrauch.
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Die Wiedererkennung und Tracking Funktionen 305, 306 erkennen, wenn sich das Fahrzeug in der Nähe eines Positions-Markers 211 befindet. Außerdem kann eine mögliche bekannte Route und die Fahrtrichtung erkannt werden. Anhand dieser Information ermitteln die Funktionen 305, 306 den nächsten und/oder vorherigen Positions-Marker 211 und bevorstehende Fahrereignisse auf der Route. Außerdem erkennen diese Funktionen 305, 306 Abzweigungen oder Verknüpfung zu anderen Routen.
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Die Visualisierungsfunktion 307 zeigt dem Fahrer des Fahrzeugs (z. B. auf der Ausgabeeinheit 111) bevorstehende Fahr-Ereignisse und/oder Verbrauchsdaten an. Desweiteren können Empfehlungen dargestellt werden, wie die bevorstehenden Fahr-Ereignisse in Energie-effizienter Weise bewerkstelligt werden können.
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In diesem Dokument werden Systeme und Verfahren beschrieben, die eine vorausschauende, energieeffiziente Fahrweise unterstützen. Die beschriebenen Systeme/Verfahren können auch in Fahrzeugen eingesetzt werden, die über kein Navigationssystem verfügen. Durch die Erkennung einer aktuell befahrenen Route kann der Fahrer auf bevorstehende Fahr-Ereignisse hingewiesen werden. Dem Fahrer können Empfehlungen gegeben werden, wie die bevorstehenden Fahr-Ereignisse in energieeffizienter Weise gemeistert werden können. Dadurch ist es möglich, den Kraftstoffverbrauch von Fahrzeugen zu reduzieren.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.
