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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Koordinieren eines Aufladens und/oder Befüllens einer Energiespeichereinrichtung eines Kraftfahrzeugs. Als Energiespeichereinrichtung wird dabei ein Bauteil oder eine Bauteilgruppe zum Speichern eines zum Beispiel elektrischen und/oder chemischen Energieträgers verstanden, und kann zum Beispiel als Treibstofftank für Benzin oder Gas, und/ oder als Akku oder Traktionsbatterie zum Speichern von Strom ausgestaltet sein kann, und/oder als Kombination eines Treibstofftanks und einer Traktionsbatterie.
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Mit zunehmender Mobilität wird das Kraftfahrzeug im täglichen Gebrauch immer wichtiger. Für einen Benutzer, insbesondere einen Fahrer, ist es nicht transparent, wie er eine komplexe Route erfolgreich mit einer optimalen Anzahl von Ladestopps zum Abschluss bringt. Dadurch ergibt sich, insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit elektrischem Antrieb, eine Reichweitenangst, dass also der Fahrer ständig unsicher ist, ob die Reichweite noch bis zur nächsten Ladestation hält. Um eine Planung für zum Beispiel einen kompletten Tag zu organisieren, sind viele manuelle Eingaben notwendig, und der Fahrer fährt immer dann und dort eine Tankstelle, Aufladestation oder Befüllstation an, die er zufällig kennt, die er zufällig während der Fahrt sieht, oder die er durch aufwändige Vorplanung ermittelt hat.
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Die Ladestoppplanung muss also manuell und schrittweise durchgeführt werden. Der Aufwand, um eine Planung zu erstellen, liegt beim Benutzer des Kraftfahrzeugs. Bei mehrstufigen Routen, also bei Routen mit mehreren Zwischenstopps, erhöht sich der Aufwand um ein Vielfaches. Zusätzlich ergeben sich unnötige Standzeiten.
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Die
DE 10 2017 216 748 A1 beschreibt ein Verfahren zum Koordinieren eines Aufladevorgangs zum Aufladen einer Energiespeichereinrichtung eines pilotierten Kraftfahrzeugs.
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Aus der
DE 10 2019 101 182 A1 ist ein Verfahren bekannt, das das Steuern des Ladens eines Batteriepacks eines elektrifizierten Fahrzeugs über ein Steuerungssystem des elektrifizierten Fahrzeugs auf Grundlage von Witterungsbedingungen, Verkehrsbedingungen und erlernten Fahrgewohnheiten eines Fahrers des elektrifizierten Fahrzeugs beinhaltet.
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Die
DE 10 2013 007 525 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Laderegelung eines elektrischen Energiespeichers in Fahrzeugen.
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Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist das Optimieren einer Koordination eines Auflade- und/oder Befüllvorgangs zum Aufladen und/oder Befüllen einer Energiespeichereinrichtung für eine Reiseroute mit dem Kraftfahrzeug.
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Die gestellte Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäßen Vorrichtungen gemäß den nebengeordneten Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind durch die Unteransprüche gegeben.
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Die Erfindung basiert auf der Idee, benutzerspezifische Daten, energiespeicherspezifische Daten und Daten über kraftfahrzeugexterne Einflüsse auf einer Fahrt oder Serie von Fahrten mit dem Kraftfahrzeug in einem Agendamodell mit energieabgabevorrichtungs-spezifischen Parametern zu paaren und anhand des Agendamodells eine Reiseroute zu ermitteln, wobei der Reiseplan an sinnvollen Standorten und/oder zu sinnvollen Zeiten Befüll- und/oder Ladestopps vorsieht. Unter einer Energieabgabevorrichtung wird dabei eine Vorrichtung zur Abgabe eines Energieträgers verstanden, zum Beispiel zum Betanken mit Benzin, Befüllen mit Wasserstoff oder einem anderen Gas, oder zum Aufladen der Energiespeichereinrichtung mit Strom. Eine Energieabgabevorrichtung kann also zum Beispiel als Tanksäule, Ladesäule oder Befüllstation für das Befüllen eines Tanks mit Wasserstoff ausgestaltet sein.
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Mit anderen Worten sieht der Reiseplan vor, dass aus einem Gerüst aus benutzerspezifischen Daten zu mindestens einem Termin mit entsprechenden geographischen Koordinaten eines Termin-Standorts und aus kraftfahrzeugexternen Umgebungsdaten, Energiespeicher-spezifischen Daten und dem Ausgangspunkt der Reise sinnvolle Lade- und/oder Befüllstopps als Zwischenziele abgeleitet werden. Insbesondere kann erfindungsgemäß eine Mehrzahl an Terminen berücksichtigt werden, also eine komplexere Reiseroute bereitgestellt und der Benutzer dadurch mit einer komplexeren Tank- und/oder Aufladekoordination unterstützt oder komplett entlastet werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die optimale Anzahl an Ladestopps vorgesehen werden, das heißt dass zum Beispiel mehr Ladestopps, die aber von kürzerer Dauer sind, optimaler sein können wie wenige Ladestopps von längerer Dauer. Innerhalb der optimalen Anzahl kann dabei vorzugsweise die Variante mit der geringsten Anzahl von Stopps verwendet werden. Die Planung wird so organisiert, dass möglichst wenig oder keine zusätzliche Zeit, genauer wenig oder keine Wartezeit, für das Laden benötigt wird.
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Mit anderen Worten werden sinnvolle Lade- oder Befüllstopps vorzugsweise in einer Kette von anzufahrenden Terminen berücksichtigt. Eine solche, automatisierte Reiseplan wird für einen vorgegebenen Zeitbereich oder Zeitraum durchgeführt, also zum Beispiel für einen aktuellen Tag. Die unterschiedlichen berücksichtigten Parameter wirken synergistisch zusammen und fließen in die vorgeschlagene Reiseroute ein. Der Benutzer des Kraftfahrzeugs benötigt idealerweise nur einen Interaktionsschritt für die komplette Planung, beispielsweise durch eine sprachbasierte Initiierung, oder durch eine One-Touch-Lösung. Der initiale Aufruf des Benutzers für die Aktivierung der Ladestoppplanung kann also vorzugsweise sprachlich oder per Touch-Interaktion erfolgen. Der Benutzer muss keine komplexen Planungsprozesse selbst durchführen. Für den Benutzer ergibt sich zudem ein schnelleres und akkurateres Planungsergebnis, die kognitive Belastung wird reduziert, sowohl während der Fahrt, aber auch vor der Fahrt, und die Reichweitenangst wird reduziert oder sogar eliminiert.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Koordinieren eines Aufladens und/oder Befüllens einer Energiespeichereinrichtung eines Kraftfahrzeugs umfasst die folgenden, durch eine Navigationseinrichtung durchgeführten Schritte. Unter einer Navigationseinrichtung wird dabei ein Gerät, eine Gerätekomponente oder Gerätegruppe verstanden, das/die zum Empfangen von Signalen und deren Auswertung, zur Routenberechnung und zum Erzeugen von Steuersignalen ausgestaltet ist. Die Navigationseinrichtung kann alternativ auch als Steuereinrichtung bezeichnet werden. Die Navigationseinrichtung oder Steuereinrichtung kann zum Beispiel als Navigationsgerät ausgestaltet sein, als Steuerchip oder Steuergerät.
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Die Navigationseinrichtung führt die folgenden Schritte dabei für einen vorgegebenen Zeitbereich aus, zum Beispiel für einen aktuellen Tag oder einen vorgegebenen Tag. Optional kann das Vorgeben des Zeitbereichs durch eine Benutzereingabe erfolgen oder voreingestellt sein.
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Die Navigationseinrichtung stellt benutzerspezifische Termindaten mit mindestens einem Termin zugeordneten Standort-Koordinaten fest, also beispielsweise zwei Termine an dem aktuellen Tag und deren jeweilige geographische Standorte. Mit anderen Worten stellt die Navigationseinrichtung in diesem Schritt benutzerspezifische Parameter fest. Idealerweise beschreiben die festgestellten Termindaten dabei mindestens zwei Termine mit jeweiligen Standorten, also eine Vielzahl von Terminen in dem vorgegebenen Zeitraum.
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Die Navigationseinrichtung stellt einen Abfahrtsstandort des Kraftfahrzeugs zu einem Beginn des vorgegebenen Zeitbereichs, also den Startpunkt für die Navigation, und Energiespeicherdaten fest. Die Energiespeicherdaten beschreiben dabei einen Ladezustand und/oder einen Füllzustand der Energiespeichereinrichtung zu Beginn des vorgegebenen Zeitbereichs. Mit anderen Worten stellt die Navigationseinrichtung in diesem Schritt den Ausgangsstandort des Kraftfahrzeugs fest, sowie energiespeicherspezifische Parameter.
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Die Navigationseinrichtung stellt Umgebungsdaten fest, die mindestens einen fahrtrelevanten, kraftfahrzeugexternen Umgebungsparameter beschreiben, also zum Beispiel Verkehrsdaten zu einem Stau oder zu Verkehrsverhältnissen und/oder Wetterdaten.
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Die Navigationseinrichtung stellt ein digitales Agendamodell bereit, welches die festgestellten Termindaten und die festgestellten Umgebungsdaten beschreibt. Außerdem beschreibt das digitale, bereitgestellte Agendamodell Kartendaten eines geographischen Bereichs, der die jeweiligen Standorte - also die Standorte, an denen der mindestens eine Termin stattfindet, sowie den Abfahrts-Standort des Kraftfahrzeugs - sowie mindestens einen Standort einer Energieabgabevorrichtung, zum Beispiel mehrere Standorte von Tankstellen und Ladestationen, umfasst. Das bereitgestellte Agendamodell beschreibt auch die festgestellten Umgebungsdaten.
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Anhand des bereitgestellten Agendamodells ermittelt die Navigationseinrichtung für den vorgegebenen Zeitbereich mindestens einen Reiseplan mit einer Reiseroute zum Einhalten des mindestens einen Termins. Der Reiseplan kann dabei vorzugsweise nicht nur eine Kombination von Navigationsrouten vom Abfahrts-Standort zum ersten Termin, vom ersten Termin zum zweiten Termin und so weiter umfassen, sondern auch Zeitvorgaben zu jeweils einer Dauer des jeweiligen Termins und Fahrtzeiten.
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Die jeweilige Reiseroute berücksichtigt in Abhängigkeit von den festgestellten Energiespeicherdaten mindestens einen Standort einer Energieabgabevorrichtung als Zwischenziel mit einer Lade- und/oder Befüllzeit, so dass das berücksichtigte Zwischenziel ein vorgegebenes Zweckmäßigkeitskriterium erfüllt. Idealerweise kann also die jeweilige Reiseroute in Abhängigkeit von den festgestellten Energiespeicherdaten und mindestens einem Standort einer Energieabgabevorrichtung ermittelt werden.
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Das vorgegebene Zweckmäßigkeitskriterium beschreibt eine Vorgabe dahingehend, dass die Zwischenziele, also die Ladestopps, zweckmäßig in den Reiseplan integriert werden, sodass dem Benutzer möglichst wenig Wartezeit entsteht. Das kann zum Beispiel bedeuten, dass besonders günstige Energieabgabevorrichtungen priorisiert werden, oder die Ladestopps sehr zeiteffizient während der Mittagspause oder während eines Termins integriert werden.
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Die Navigationseinrichtung überträgt den mindestens einen ermittelten Reiseplan an ein Ausgabegerät, also zum Beispiel an einen Bildschirm des Kraftfahrzeugs und/oder eines mobilen Endgeräts des Benutzers. Unter einem Ausgabegerät wird ein Gerät oder eine Gerätegruppe zum Ausgeben eines Bild- und/oder Audioinhalts verstanden. Alternativ oder zusätzlich überträgt die Navigationseinrichtung den mindestens einen ermittelten Reiseplan an ein Fahrerassistenzsystem des Kraftfahrzeugs.
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Das Verfahren zum Koordinieren eines Aufladens und/oder Befüllens der Energiespeichereinrichtung des Kraftfahrzeugs kann auch als Verfahren zum Betreiben der Navigationseinrichtung und/oder des Ausgabegeräts und/oder des Fahrerassistenzsystems bezeichnet werden. Überträgt die Navigationseinrichtung den mindestens einen ermittelten Reiseplan an das Fahrerassistenzsystem, so kann dies vorzugsweise ein Fahrerassistenzsystem eines pilotiert fahrenden Kraftfahrzeugs sein. In diesem Fall kann die Navigationseinrichtung zusätzlich ein Steuersignal zum Steuern des Kraftfahrzeugs entlang der Reiseroute des mindestens einen Reiseplans erzeugen und an das Fahrerassistenzsystem übertragen. Das pilotiert fahrende Kraftfahrzeug kann dann entlang der Reiserouten von Termin zu Termin sowie zu dem mindestens einen Ladestopp gesteuert werden. In dieser Variante kann das erfindungsgemäße Verfahren auch als Verfahren zum Steuern eines pilotiert fahrenden Kraftfahrzeugs bezeichnet werden.
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Es ergeben sich die oben genannten Vorteile.
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Das vorgegebene Zweckmäßigkeitskriterium kann, gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, vorschreiben: eine kleinstmögliche Verzögerung einer Reisezeit, und/oder eine kleinstmögliche Verlängerung der Reiseroute, und/oder einen maximalen Kostenaufwand - also eine Obergrenze eines Kostenaufwands - des Lade- und/oder Befüllvorgangs, und/oder - für eine Kostenoptimierung - einen möglichst minimalen Kostenaufwand des Lade- und/oder Befüllvorgangs, und/oder eine Verfügbarkeit eines Energieträgers, also zum Beispiel Benzin, Wasserstoff oder Strom, aus einer umweltfreundlichen erneuerbaren Energiequelle, und/oder einen vorgegebenen Maximalabstand der Energieabgabevorrichtung zu einem Standort des mindestens einen Termins. Das Zweckmäßigkeitskriterium kann optional durch den Benutzer eingegeben werden oder als Standardeinstellung abgelegt sein, oder vom System, zum Beispiel von der Navigationseinrichtung, gelernt sein. Zusätzlich oder alternativ kann das vorgegebene Zweckmäßigkeitskriterium auch eine Reservierbarkeit der Energieabgabevorrichtung beschreiben, und/oder eine Verfügbarkeit einer Energieabgabevorrichtung.
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Bei der Berücksichtigung erneuerbarer Energien können beispielhaft solche Ladesäulen bevorzugt werden, deren Energieträger, also Strom, ein sogenannter „Grünstrom“ ist. Ist eine kleinstmögliche Verzögerung der Reisezeit priorisiert, so kann zum Beispiel eine Mittagspause oder die Dauer eines Termins als Ladestopp an einer nahegelegenen Ladesäule berücksichtigt werden. Bei einer kleinstmöglichen Verlängerung der Reiseroute, also einem kleinstmöglichen Einfluss des „Umwegs“ zum Ladestopp, kann vorteilhaft berücksichtigt werden, dass die verfügbare Reichweite eventuell noch einen Standort eines Termins umfasst und erst nach dem Termin getankt und/oder aufgeladen werden muss. Auch der vorgegebene Maximalabstand der Energieabgabevorrichtung zu einem Standort mindestens eines Termins schlägt sich in der Gesamt-Reisezeit und in der Gesamt-Länge der Fahrt nieder.
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Ist ein möglichst geringer Kostenaufwand priorisiert, können zum Beispiel Sonderaktionen von Tankstellen oder Ladestationen mit in den Reiseplan einfließen. Wird eine Verfügbarkeit des Energieträgers, zum Beispiel von Benzin oder Strom, berücksichtigt, und/oder eine Verfügbarkeit und/oder Reservierbarkeit einer Tanksäule, einer Befüllstation oder einer Ladesäule, werden Verzögerungen durch langes Warten oder eine Notwendigkeit zum Umplanen zu einer anderen Tankstelle oder Ladesäule reduziert oder sogar vermieden.
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Für ein besonders kostengünstiges Aufladen kann zum Beispiel bevorzugt eine Ladestation berücksichtigt werden, bei der das Aufladen für den Kunden kostenlos ist, oder ob es an dieser gerade ein besonderes Angebot gibt. Ein weiteres, vorteilhaftes vorgegebenes Zweckmäßigkeitskriterium kann eine Ladezeit und/oder eine Befüllzeit der Energiespeichereinrichtung stärker berücksichtigen, vorzugsweise in Kombination mit einer Leistung der Energieabgabevorrichtung. Dadurch können Lade- und/oder Befüllstopps eingeplant werden, bei denen vorzugsweise die Ladezeit und/oder Befüllzeit möglichst gering ist.
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Eine solche Kategorisierung mittels des Zweckmäßigkeitskriteriums ermöglicht eine Gewichtung und beeinflusst somit die Abbildung des bereitgestellten Agendamodells wesentlich. Die bevorzugten, hier angeführten Zweckmäßigkeitskriterien haben also einen großen Einfluss auf den Reiseplan und begünstigen dementsprechend die oben genannten Vorteile in synergistischer Weise.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Navigationseinrichtung zusätzlich kraftfahrzeugspezifische Parameter berücksichtigen. Hierzu kann die Navigationseinrichtung Kraftfahrzeugdaten feststellen, und das bereitgestellte Agendamodell beschreibt diese festgestellten Kraftfahrzeugdaten. Die Kraftfahrzeugdaten können vorzugsweise beschreiben, ob das Kraftfahrzeug ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennermotor, ein Elektro-Kraftfahrzeug oder ein Hybrid-Kraftfahrzeug ist. Optional können die festgestellten Kraftfahrzeugdaten beschreiben, dass das Kraftfahrzeug ein Gas-betriebenes Kraftfahrzeug ist, zum Beispiel ein Wasserstoff-betriebenes Kraftfahrzeug. Dies beeinflusst die oben genannten Vorteile in synergistischer Weise, denn eine Ladezeit bei einem Wasserstoffbetriebenen Kraftfahrzeug unterscheidet sich zum Beispiel deutlich zu dem Auftankvorgang eines Verbrennermotors oder einem Aufladevorgang eines Elektro-Kraftfahrzeugs. Außerdem ergeben sich durch die Information, dass es sich bei dem Kraftfahrzeug um ein Wasserstoff-betriebenes Kraftfahrzeug handelt, andere Reichweiten, und die Infrastruktur zum Befüllen des Wasserstofftanks sehen entsprechend anders aus. Für ein Hybrid-Kraftfahrzeug kann idealerweise entsprechend eine Energieabgabevorrichtung berücksichtigt werden, oder eine Station mit mehreren Energieabgabevorrichtungen, wo der Benutzer sowohl den Benzintank auffüllen und die Traktionsbatterie aufladen kann. Weitere, vorteilhafte Kraftfahrzeugdaten sind insbesondere historische Daten zu einem Verhältnis eines Strom- und Benzinverbrauchs bei Hybrid-Kraftfahrzeugen. Somit kann zum Beispiel die Reichweite, auf jeden Fall jedoch ein sinnvoller Tank- und/oder Ladestopp, ermittelt werden.
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Optional kann die Navigationseinrichtung weitere benutzerspezifische Daten feststellen und in dem bereitgestellten Agendamodell berücksichtigen, vorzugsweise einen Fahrstil des Benutzers eines Kraftfahrzeugs. Da der Fahrstil eine Auswirkung auf den Verbrauch des Energieträgers hat, kann bei dieser Ausführungsform auch eine Reichweite des Kraftfahrzeugs besser prädiziert werden, und Zwischenstopps zum Aufladen und/oder Befüllen können also noch sinnvoller bestimmt werden. Die Berücksichtigung des Fahrstils kann auch einen Vorteil für den Benutzer insofern haben, dass bei einem sehr sportlichen Fahrer solche Straßen bevorzugt werden, auf denen ein sportliches Fahren möglich ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Navigationseinrichtung weitere Energiespeicherdaten feststellen und in dem bereitgestellten Agendamodell berücksichtigen, vorzugsweise Daten zu einem Batteriestatus und/oder eine aktuelle oder prädizierte Reichweite. Die Vorteile wurden bereits oben erläutert. Die Vorteile ergeben sich aus den obigen Erläuterungen.
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Idealerweise kann die Navigationseinrichtung eine aktuelle oder prognostizierte Verfügbarkeit und/oder eine Reservierbarkeit einer Energieabgabevorrichtung feststellen und in dem bereitgestellten Agendamodell berücksichtigen. Die Vorteile wurden bereits oben diskutiert.
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Als weitere, optionale kraftfahrzeugexterne Umgebungsparameter können die Umgebungsdaten Daten zu einer Verkehrssituation in dem geographischen Bereich und/oder Wetterdaten sein. Diese Faktoren haben nicht nur auf die Reisezeit einen hohen Einfluss, sondern auch auf die Einhaltung der Termine. So kann zum Beispiel eine Abfahrtszeit vom Haus des Benutzers an ein Wetterverhältnis und/oder eine aktuelle Verkehrssituation angepasst werden, und ein Zwischenstopp zum Aufladen und/oder Befüllen der Energiespeichereinrichtung gegebenenfalls von einem sehr stark befahrenen Straßenabschnitt zwischen zwei Terminen ausgelassen und stattdessen vor dem ersten Termin vorgesehen werden, wo die Straßen nicht dicht befahren sind.
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Das Verfahren kann von der Navigationseinrichtung vorzugsweise in Abhängigkeit von einer Spracheingabe und/oder von einer Bediengeste, insbesondere einer Berührgeste, durchgeführt werden. Mit anderen Worten kann das Verfahren optional in Abhängigkeit von einer Spracheingabe und/oder einer Bediengeste initiiert werden. Hierdurch kann das Verfahren besonders unkompliziert aktiviert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Navigationseinrichtung fahrtspezifische Parameter berücksichtigen. Hierzu kann die Navigationseinrichtung Fahrtdaten feststellen, die dann von dem bereitgestellten Agendamodell berücksichtigt werden. Solche Fahrtdaten können vorzugsweise Daten zu einem prädizierten, fahrtspezifischen Energieverbrauch sein. Durch einen solchen weiteren Parameter, also durch die sich ergebende noch größere Vielfalt an unterschiedlichen Parametern, kann der Reiseplan besonders gut angepasst werden.
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Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorsehen, dass die Navigationseinrichtung während einer Fahrt die Daten erneut abruft und in dem Agendamodell berücksichtigt, insbesondere die energieabgabevorrichtungsspezifischen Daten zu zum Beispiel einer Verfügbarkeit des Energieträgers oder der Energieabgabevorrichtung und/oder die Umgebungsdaten. In Abhängigkeit von diesen Daten kann die Navigationseinrichtung dann eine Umplanung oder Neuberechnung des ermittelten Reiseplans durchführen. Ist der Benutzer beispielsweise zwischen zwei Terminen unterwegs und empfängt die Navigationseinrichtung die Information „Ladesäule ist defekt“ oder „Ladesäule kann nicht reserviert werden“, kann der Reiseplan angepasst werden, ohne dass der Benutzer zuerst zu der zunächst eingeplanten defekten oder nicht reservierbaren Ladesäule fahren muss. Im Falle der Reservierbarkeit der Ladesäule kann dies insbesondere in einer Situation sehr sinnvoll sein, in der historische Daten aussagen, dass die beispielhafte Ladesäule vermutlich frei ist, sie aber entgegen der Prognose der historischen Daten dann doch belegt sein sollte.
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Vorzugsweise kann das Kraftfahrzeug ein Elektro-Kraftfahrzeug oder ein Hybrid-Kraftfahrzeug sein. Die Energiespeicherdaten des Kraftfahrzeugs können dabei einen Ladezustand beschreiben, und die Energieabgabevorrichtung eine Ladesäule sein. Optional, bei der Ausgestaltung als Hybrid-Kraftfahrzeug, können die Energiespeicherdaten zusätzlich einen Füllstand eines Kraftstofftanks beschreiben, und die Energieabgabevorrichtung kann zusätzlich eine Tanksäule aufweisen.
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Die oben gestellte Aufgabe wird gelöst durch ein Speichermedium mit einem Programmcode, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführung durch eine Prozessoreinrichtung eines mobilen Endgeräts die Navigationseinrichtung dazu zu veranlassen, eine Ausführungsform des oben beschriebenen Verfahrens durchzuführen. Das Speichermedium kann zum Beispiel als Speicherkarte oder Speicherchip oder anderer Datenspeicher ausgestaltet sein. Es ergeben sich die bereits genannten Vorteile.
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Die oben gestellte Aufgabe wird gelöst durch ein mobiles, portables Endgerät, zum Beispiel ein Smartphone oder ein Laptop oder ein Tablet-PC, mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Speichermediums. Vorteilhaft ergibt sich für einen Benutzer, dass er zum Beispiel am Vorabend zuhause die Reiseplanung machen kann, oder bevor er einen Mietwagen benutzt.
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Die oben gestellte Aufgabe wird gelöst durch eine Servervorrichtung zum Betreiben im Internet, zum Beispiel einem Datenserver, einem Backend und/oder eine Daten-Cloud, wobei die Servervorrichtung eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Speichermediums aufweist.
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Zu der Erfindung gehört auch die Navigationseinrichtung, insbesondere eine Navigationseinrichtung für ein Kraftfahrzeug. Die Navigationseinrichtung weist eine Prozessoreinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein. Die Navigationseinrichtung kann beispielhaft als Steuerchip oder Navigationsgerät ausgestaltet sein.
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Die oben gestellte Aufgabe wird gelöst durch ein Kraftfahrzeug, das eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Navigationseinrichtung aufweist. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet. Vorzugsweise kann das Kraftfahrzeug als Elektro-Kraftfahrzeug ausgestaltet sein, oder als Hybrid-Kraftfahrzeug. Auch in Gegenden mit einer weniger guten Abdeckung mit Ladestationen kann ein Reiseplan bereitgestellt werden, der Ladestopps sinnvoll integriert. Dieser Vorteil ergibt sich deswegen insbesondere auch bei einer Ausgestaltung des Kraftfahrzeugs als Kraftfahrzeug mit einem Wasserstoffantrieb, denn für solche Kraftfahrzeuge ist die Abdeckung mit Befüllstationen auch in größeren Städten bisher noch nicht so gut.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen hier nicht noch einmal beschrieben.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung zu einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtungen;
- 2 eine schematische Darstellung zu einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Servervorrichtung; und
- 3 eine schematische Darstellung zu einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen mobilen Endgeräts.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In der Figur bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
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Die Figur veranschaulicht das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens und entsprechend der erfindungsgemäßen Vorrichtungen anhand eines Ausführungsbeispiels. Die 1 veranschaulicht einen Interaktionsfluss zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Hierzu zeigt die Figur eine Navigationseinrichtung 12 eines Kraftfahrzeugs 10, vorzugsweise eines Elektro-Kraftfahrzeugs. Alternativ kann das Kraftfahrzeug 10 zum Beispiel als Fahrzeug mit Wasserstoffantrieb ausgestaltet sein oder als Hybrid-Kraftfahrzeug.
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Die 1 zeigt eine optionale Prozessoreinrichtung 14 der Navigationseinrichtung 12 sowie ein optionales Speichermedium 16, auf dem ein Programmcode zum Durchführen des Verfahrens abgelegt sein kann. Das Speichermedium 16 kann zum Beispiel als Speicherkarte oder Speicherchip ausgestaltet sein.
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Das Verfahren kann vorzugsweise durch eine Spracheingabe und/oder eine Bediengeste, zum Beispiel eine Bewegung einer Hand im Raum oder eine Berührung auf einer berührungssensitiven Oberfläche der Navigationseinrichtung 12, oder durch Drücken einer Taste oder eines Tasters der Navigationseinrichtung 12, initiiert werden. Hierzu kann die Navigationseinrichtung 12 im optionalen Verfahrensschritt S1 eine entsprechende Bedienhandlung empfangen. Optional kann die Navigationseinrichtung 12 eine Gestenerkennung durchführen (optionaler Verfahrensschritt S2, in der 1 nicht gezeigt).
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Eine Offline-Komponente 18 der Navigationseinrichtung 12, also ein System oder Systemanteil, das Verfahrensschritte durchführt und das keine drahtgebundene oder drahtlose Kommunikation mit kraftfahrzeugexternen Kommunikationspartnern benötigt, kann auch als „E-Charging-Service“ (offline) bezeichnet werden. Diese Komponente der Navigationseinrichtung 12 steht vorzugsweise in einer bidirektionalen Kommunikation (S3) mit einer Kraftfahrzeugsensorik 20, die zum Beispiel Daten über einen aktuellen Standort des Kraftfahrzeugs und/oder einen aktuellen Status, also zum Beispiel Tankfüllung oder Ladezustand, einer Energiespeichereinrichtung 22 die als Traktionsbatterie oder Benzintank ausgestaltet sein kann, übertragen kann, und/oder eine aktuelle Temperatur der Energiespeichereinrichtung 22. Eine Datenkommunikationsverbindung 24 zwischen der Energiespeichereinrichtung 22 und der Kraftfahrzeugsensorik 20 kann zum Beispiel ein Datenbus des Kraftfahrzeugs 10 sein oder eine WLAN- oder Bluetooth-Verbindung.
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Eine entsprechende Ausgestaltung einer solchen Kraftfahrzeugsensorik 20 ist dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt. Über diese Kommunikation S3 kann die Navigationseinrichtung 12 den Abfahrts-Standort des Kraftfahrzeugs feststellen (S4), wobei dieser zum Beispiel ein aktueller Standort sein kann, oder ein prädizierter Abfahrts-Standort. Als weiterer, optionaler energiespeicherspezifischer Parameter, also als weitere Energiespeicherdaten, können im Verfahrensschritt S4 so zum Beispiel eine aktuelle oder prädizierte Reichweite festgestellt werden.
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Optionale kraftfahrzeugspezifische Parameter sind beispielhaft Kraftfahrzeugdaten darüber, dass das Kraftfahrzeug 10 ein Elektro-Kraftfahrzeug ist, und/oder ein bestimmtes Modell ist oder ein bestimmtes Modell einer Traktionsbatterie als Energiespeichereinrichtung 22 aufweist.
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Im Beispiel der Figur ist eine Kalendereinrichtung 26, zum Beispiel ein Steuerchip oder ein Datenspeicher mit einem digitalen Kalender, in einer Offline-Kommunikation S5 mit der Offline-Komponente 18 gezeigt. Die Kalendereinrichtung 26 kann ein digitales Kalenderprogramm des Kraftfahrzeugs 10 umfassen. Durch die Kommunikation S5 kann die Navigationseinrichtung 12 im Verfahrensschritt S6 benutzerspezifische Parameter erfassen, also benutzerspezifische Termindaten zu zum Beispiel drei Terminen mit jeweiligen Standortkoordinaten. Der vorgegebene Zeitbereich kann beispielhaft ein ganzer Tag sein.
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Alternativ zu der Darstellung in der 1 kann die Kalendereinrichtung 26 auch eine Komponente eines mobilen Endgeräts (in der 1 nicht gezeigt) sein, wobei dann die Kommunikation S5 nicht mit der Offline-Komponente 18 erfolgen kann, sondern mit einer Online-Komponente 28, die auch als „E-Charging-Service“ (online) bezeichnet werden kann, und/oder als „Smart Service“. Die Online-Komponente 28 kann zur Kommunikation über eine vorzugsweise drahtlose Datenkommunikation ausgestaltet und eingerichtet sein, zum Beispiel über eine Internetverbindung, Mobilfunkverbindung und/oder WLAN- oder Bluetooth-Verbindung. Die Online-Komponente 28 kann als Steuerchip oder Anteil eines Steuerchips ausgestaltet sein und kann vorzugsweise eine Planungseinrichtung 30 aufweisen, also einen Anteil, der, wie weiter unten beschrieben, zum Ermitteln von Reiseplänen (S13) ausgestaltet und eingerichtet ist. Die Planungseinrichtung 30 kann auch als „Planungskomponente“ bezeichnet werden. Mit anderen Worten kann das Feststellen der Termindaten S6 optional durch die Online-Komponente 28 erfolgen.
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Die benutzerspezifischen Termindaten beschreiben vorzugsweise auch eine Dauer des jeweiligen Termins.
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Weitere, optionale benutzerspezifische Daten können zum Beispiel Daten zu einem persönlichen Fahrstil des Benutzers sein, wobei diese Daten zum Beispiel auch über ein Fahrerassistenzsystem des Kraftfahrzeugs 10 festgestellt werden können.
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Von einem solchen Fahrerassistenzsystem (in der 1 nicht gezeigt) können auch fahrtspezifische Daten, sogenannte Fahrtdaten, festgestellt werden (S7), zum Beispiel Daten zu einem prädizierten fahrtspezifischen Energieverbrauch, der von einzelnen Reiseabschnitten zwischen zwei Terminen und/oder einer Verkehrssituation abhängen kann. Dabei kann es beispielhaft einen Unterschied machen, ob in der Zeit zwischen zwei Terminen oder vor dem ersten Termin ein hohes Verkehrsaufkommen herrscht und zum Beispiel abzusehen ist, dass das Kraftfahrzeug 10 nicht in der flüssigen Fahrt, sondern in einer Stopp-and-Go-Fahrt unterwegs sein wird. Solche kraftfahrzeugexternen Umgebungsdaten können vorzugsweise durch die optionale Online-Komponente 28 festgestellt werden (S8).
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Zu solchen kraftfahrzeugexternen Umgebungsdaten können Verkehrsinformation gehören und/oder Wetterdaten. Die Wetterdaten können später bei der Erstellung des Reiseplans (S13) Einfluss darauf haben, ob das Fahrzeug zum Beispiel zwischen zwei Terminen gut vorankommt und noch ein Ladestopp miteingeplant werden kann, oder ob bei Schneeverhältnissen voraussichtlich mehr Zeit benötigt wird für die Fahrt, so dass ein Ladestopp zwischen diesen zwei Terminen eher weniger sinnvoll sein kann. Die kraftfahrzeugexternen Umgebungsdaten können von einem kraftfahrzeugexternen Server (in 1 nicht gezeigt) abgerufen werden.
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Von einem anderen kraftfahrzeugexternen Datenserver 32, der zum Beispiel über eine Mobilfunk- oder Internetkommunikation S9 mit der Online-Komponente 28 kommunizieren kann, kann die Navigationseinrichtung 12 Energieabgabevorrichtungs-spezifische Parameter abrufen und damit feststellen (S10), also Daten über Standorte mindestens einer Ladesäule und/oder Tankstelle, und zum Beispiel Information über eine Reservierbarkeit der beispielhaften Ladesäule und/oder Tanksäule, und/oder sogar eine aktuelle Verfügbarkeit der Energieabgabevorrichtung. Symbolisch sind in der 1 Informationen zu drei Ladestationen 34 veranschaulicht.
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Die Routenberechnung S13 zum Abfahren der Termine kann optional von einem Navigationsmodul 36 der Navigationseinrichtung 12 durchgeführt werden. Diese kann insbesondere mit der Planungseinrichtung 30 in bidirektionaler Kommunikation S12 stehen und in der 1 symbolisch dargestellte, mögliche Routen 38 erstellen und an die Planungseinrichtung 30 übertragen. Optional kann das Navigationsmodul 36 ein Teil der Planungseinrichtung 30 sein, oder die Planungseinrichtung 30 kann ein Anteil des Navigationsmoduls 36 sein.
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Die Routenberechnung S13 erfolgt anhand eines im Verfahrensschritt S11 bereitgestellten digitalen Agendamodells, das vorzugsweise von der Planungseinrichtung 30 bereitgestellt werden kann. Idealerweise werden bei Bereitstellung des Agendamodells S11 und der Reiseplanberechnung S13 voraussichtliche Lade- und/oder Befüllzeiten berücksichtigt.
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Hat der Benutzer zum Beispiel als Standardeinstellung vorgegeben, dass der Reiseplan priorisiert einen maximalen Kostenaufwand oder einen möglichst geringen Kostenaufwand des Lade- und/oder Befüllvorgangs berücksichtigen soll, kann das Agendamodell aktuelle Lade- und/oder Benzinpreise beschreiben, und bei der Erstellung des Reiseplans S13 können solche Lade- und/oder Tankstellen dann bevorzugt werden.
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Priorisiert der Benutzer eine kleinstmögliche Verzögerung der Reisezeit, so können Lade- und/oder Tankstopps vorzugsweise für solche Lade- und Tankstationen bevorzugt werden, die sich in der Nähe eines Terminstandorts oder eines Standorts einer Mittagspause befinden. Falls der prädizierte oder aktuelle Ladezustand es dann zulässt, kann die Energiespeichereinrichtung 22 dann während der Mittagspause in der nahegelegenen Ladestation aufgeladen werden.
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Die 1 symbolisiert beispielsweise drei erstellte Reisepläne 40, die alle an ein Ausgabegerät (in der 1 nicht gezeigt) übertragen werden können, so dass der Benutzer die Auswahl anschauen und einen Reiseplan auswählen kann. Alternativ kann ein besonders sinnvoller Reiseplan durch die Navigationseinrichtung 12 aus der beispielhaften Mehrzahl an Reiseplänen ausgewählt werden und zum Beispiel an das Fahrerassistenzsystem des Kraftfahrzeugs 10 übermittelt werden. Ist das Kraftfahrzeug 10 ein pilotiert fahrendes Kraftfahrzeug, so kann das Kraftfahrzeug 10 selbständig eine priorisierte Reiseroute zum Abfahren der Termine und Ladestopps abfahren. In der beispielhaften Mittagspause kann ein solches pilotiert fahrendes Kraftfahrzeug dann auch selbständig, also ohne den Fahrer, zu dem Ladestopp fahren und nach dem Aufladen dann wieder zum Standort der Mittagspause kommen, um den Fahrer abzuholen.
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Alternativ kann eine Reiseroute zum Abfahren der Termine zum Beispiel durch das Navigationsmodul 36 durch Navigationshinweise ausgegeben werden, so dass der Fahrer anhand der Navigationshinweise des Navigationsmoduls 36 die Reiseroute abfahren kann.
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Die 2 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel einer kraftfahrzeugexternen Servervorrichtung 42, die zum Beispiel als Datenserver oder Daten-Cloud ausgestaltet sein kann. Das Speichermedium 16 kann ein Speicherchip oder eine Festplatte sein.
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Die 3 zeigt ein Beispiel eines mobilen Endgeräts 44, beispielhaft ein Tablet-PC oder ein Smartphone.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine synergistische Lade- und/oder Auftankstoppplanung bereitgestellt werden kann.
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Beispielhaft kann eine intuitive und automatisierte Ladestoppplanung bereitgestellt werden, die vorzugsweise Kalenderinformationen (Termine), Fahrzeiten, einen (persönlichen) Fahrstil, einen Stromverbrauch, Wettereinflüsse, und/oder eine Verkehrslage (Stau) berücksichtigen kann.
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Vorzugsweise können eine One-Touch-Lösung und/oder ein sprachbasiertes Ladestoppplanungssystem vorgesehen sein.
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Die einzelnen Planungsschritte können vorzugsweise vom System, insbesondere durch die Navigationseinrichtung 12, durchgeführt werden, zum Beispiel durch Abfrage der Termine im Kalender. Die Initialisierung kann vorzugsweise durch den Benutzer per Sprache oder Touch erfolgen. Die synergistische Ladestoppplanung greift auf vielfältige Hintergrundinformationen zu, wie zum Beispiel Kalender, Stauinformationen, Prognose der Verfügbarkeit, Batteriestatus, aktuelle Reichweite, Fahrstil, Fahrzeugtyp und generiert optimierte Route(n). Es können optional kostengünstige, schnelle, CO2-optimierte, sichere (im Sinne einer Verfügbarkeit) Routen errechnet werden, vorzugsweise Routen mit geringerer/längerer Ladezeit, mit weniger/mehr Stopps, mit weniger/größerer Restenergiemenge.
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Vorteile sind unter anderem: Der Benutzer benötigt nur einen Interaktionsschritt für die komplette Planung. Der initiale Aufruf des Benutzers für die Aktivierung der Ladestoppplanung erfolgt vorzugsweise sprachlich und/oder per Touch-Interaktion. Der Benutzer muss keine komplexen Planungsprozesse selbst durchführen. Für den Benutzer ergibt sich zudem ein schnelleres und akkurateres Planungsergebnis, die kognitive Belastung wird reduziert (während der Fahrt, aber auch vor der Fahrt) und die Reichweitenangst wird reduziert oder sogar eliminiert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017216748 A1 [0004]
- DE 102019101182 A1 [0005]
- DE 102013007525 A1 [0006]
