WO2012171865A2 - Verfahren zur anzeige der reichweite eines fahrzeugs mit elektroantrieb und anzeigeeinrichtung - Google Patents

Verfahren zur anzeige der reichweite eines fahrzeugs mit elektroantrieb und anzeigeeinrichtung Download PDF

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    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Definitions

  • the invention relates to a method for displaying the range of a vehicle with electric drive and a corresponding display device, which is set up in particular by means of a computer program product according to the invention for carrying out the proposed method.
  • the currently available battery energy is determined in a vehicle and from this a maximum range of the vehicle is derived.
  • the battery is typically in the form of a rechargeable battery and provides the electrical energy for the electric drive.
  • at least one battery service station is selected as destination in the method, ie. H. a station where charging or replacement of a battery is possible, in particular a home position in the sense of a private battery service station (home, work station or the like) or a charging station in the sense of a public battery service station.
  • a reachability limit is then determined, beyond which the vehicle can no longer reach the target point with the current battery energy and / or can no longer return to the starting point (as target point).
  • This reachability limit is also referred to as a "point of no return.”
  • the reachability limit is displayed as a range in a map display, where the map representation consists, for example, of a digital map, a merely stylized map with some selected location information, or a single-scale map in the simplest case can exist.
  • advertisements are generally known in which a circle is used in a map display whose radius starting from the center of the circle as the current location, the limits of the achievable area in direct, d. H. radial, indicating route.
  • the driver can recognize whether he can still reach his destination directly. If an intermediate destination is not exactly on this radial path, the driver does not know exactly whether he can still start such an intermediate destination.
  • the end goal often will not be the actual utility of the ride, because the option to charge or replace the battery is not always the goal given is. Then the net goal is actually the intermediate goal and the battery service station the actual end goal.
  • US 2010/0094496 A1 discloses an indication of the maximum range limit and a "point of no return" limit beyond which it is no longer possible to return to a reference point with the current energy supply without charging or replacing the battery
  • determining the accessibility of a destination it is first determined whether a vehicle can reach the destination with the amount of charge currently present in the battery, if this is not possible, it is checked whether the vehicle is a battery service station which may then be added to a power plan, which may also take into account a charging time at that station, as indicated by route guidance, which generates a warning if the driver exceeds a "point of no return” limit , d. H. can no longer reach a battery service station with the energy left in the battery.
  • EP 2 172 740 A1 discloses a method for displaying the range of a vehicle with an electric drive as a function of a charging time of the battery and the location, wherein starting from the current state of charge of the battery, the range is displayed as a function of different charging times.
  • the road geometry, slope information, traffic information and / or information from a learning system can be used. This makes it easier for the user before departure, the amount of energy required for the next ride as relevant to him Estimate the charging time of the system.
  • the user must ensure that, after reaching his desired destination, he can continue to drive to a loading or replacement station.
  • JP-A-2006-112932 a similar method is known in which a navigation device allows the user of an electric powered vehicle to enter a desired destination to then determine the arrival time, in addition to the travel time and the required amount of energy and possibly the time taken for a charge of the battery is taken into account when the energy present in the battery is insufficient to reach the target.
  • JP-A-2003-294463 describes an input or display and selection of charging stations in the vicinity of a desired destination for calculating whether, after reaching the destination, it is possible to proceed to a charging station.
  • it is necessary to always enter a destination which limits the flexibility of use.
  • the object of the invention is to propose a method for displaying the range of a vehicle with electric drive, which offers the driver an interactive system for clear and dynamic range planning.
  • each a battery service station is selected without the driver would have to make a special input for this purpose. This is particularly true if he moves in a familiar environment and returns to his starting position after completing his rides.
  • the home position can be specified as a destination. From this position, the driver obtains dynamic control without the need for a separate destination setting or a changed entry in the desire to change the planned route.
  • the proposed display is particularly user-friendly and can be flexibly adapted to the respective location of the vehicle.
  • the driver may once enter a destination, which will then be used repeatedly in the practice of the method of the invention until the driver selects another destination.
  • a destination which will then be used repeatedly in the practice of the method of the invention until the driver selects another destination.
  • no further inputs are necessary for carrying out the method and displaying the range of the vehicle.
  • the target point is automatically selected according to predefined criteria, whereby manual selection and / or confirmation of the destination by the driver can be activated automatically if certain criteria are present, for example by specifying a suitable selection mask in a menu structure for the user interaction.
  • a suitable selection mask in a menu structure for the user interaction.
  • various menu operations may be provided to provide a manual selection or to confirm an automatically selected destination.
  • These menu items can be implemented as menu item confirmation and menu item entry, whereby one can change from one to the other menu structure, depending on the input.
  • the criteria for the automatic selection of a destination point can be manifold.
  • the last battery service or charging station the current position (if this has been a battery charge and / or occurs more frequently) or a home position predetermined by the user, the home position is preferably selected then if this is sufficiently close to the current location as the starting point based on the range possible with the current battery charge. It can be sufficiently defined that the home station can still be reached or that it can still be reached with a certain share of the total available energy, for example 25%, 50% or 75%, in order to avoid detours and intermediate goals to enable.
  • Target points is taken into account. Furthermore, it can be configurable within the scope of the selection of the destination point which target points can be selected automatically and which destination points can only be selected as new destination points.
  • a particularly advantageous and flexible variant of the method proposed according to the invention provides that the target point is also updated during the execution of the method, ie also during a movement of the vehicle while driving.
  • the update can be carried out whenever the vehicle reaches the reachability limit with respect to the currently selected destination point, which is graded with prior warning can occur when the vehicle approaches, for example, to a certain percentage of the reachability limit.
  • the range is displayed as combined range, possibly in a different representation for the preferred and / or currently selected destination, for example the home location, the most frequently used charging station, a usual daytime battery service station, such as the home position on weekday evenings and at night and the working position during the day, for typical driving habits, e.g. , H. especially in this driving behavior usually visited battery service stations, and for only possible battery service stations, without that there is a specific preference.
  • the possible battery service stations may be public charging stations, for example.
  • the differently preferred destination points can be identified differently, for example, by different color areas or a different representation.
  • the range is displayed in a more or less detailed or abstract map representation by displaying the currently selected destination point or the currently selected and further possible destination points and the starting point, ie the location updated at predefined intervals as the current starting point and one this surrounding area, the boundary of this area being defined by the range from the starting point to the destination point.
  • the limit of the range is therefore defined by the fact that from the starting point this limit can be reached and from the limit in a further journey the target point can still be reached without the battery of the vehicle previously charged.
  • the limit of this range thus indicates the reachability limit beyond which it is no longer possible to approach the selected target point from the current starting point or location. Any point outside the reachability limit is thus a "point of no return".
  • the representation of the destination point has the advantage that even with an automatically selected destination point, the driver recognizes this destination point at first glance in the map display and can optionally change it via a user interface.
  • the updating of the location can preferably take place via a known location system, in particular a satellite positioning system such as GPS, Galileo or the like.
  • a satellite positioning system such as GPS, Galileo or the like.
  • the length from the starting point to a point of the reachability limit and the length from this point to the reachability limit to the destination point in the sum just give the maximum range achievable with the energy supply.
  • start and finish point coincide, for example when starting a journey from the home position
  • the reachability limit is symbolized by a circle.
  • the range is generally represented by an ellipse, the target point and starting point being represented as foci of the ellipse and the edge of the ellipse by the total length of the flock of connecting lines from the one focal point to a point on the edge corresponding to the current range the ellipse
  • the respective reachability limit is determined and summarized as aggregate for all destinations reachability border in the sense of all reachability limits
  • Total accessibility limit is displayed.
  • the boundary lines of the individual accessibility boundaries no longer have to be displayed.
  • the area should be highlighted, which can be reached without changing the destination point. This can be done by a different color design or simply by a - in this case, but in the interior of the total accessibility - solid line.
  • the boundary lines can also be displayed in an overlapping region adjoining the edge region, in order to clarify the association of certain accessibility limits with the different destination points.
  • map information of a stored digital map are taken into account.
  • This information need not necessarily be road-related, but may also be determined by classifying certain environmental areas in the topology and matching average power consumption to the classification. In contrast to a road-related evaluation, this has the advantage that the method according to the invention makes the accuracy available even without the activation of an accurate route guidance, which according to the invention should just be avoided.
  • vehicle sensors may also be used in determining the maximum range, with particular preference being given to sensors that are already installed by other system components already present in the vehicle.
  • sensors may be, for example, angle encoders, wheel sensors, speed sensors, acceleration sensors, gradient sensors, height sensors or the like.
  • sensors are useful for the present method, which also find use in the context of a dead reckoning, can be deduced from the sensor information on the distance covered and / or the covered distance profile.
  • this topology can also be derived from the information contained in positioning systems and digital maps.
  • the present invention relates to a display device with a display for displaying the range of an electric vehicle, a computer unit with data memory, a user interface and a sensor unit for determining the position of the vehicle, wherein the display, the user interface and the sensor unit with the arithmetic unit connected or connectable, for example via a vehicle bus, via which various modules with the display, the user interface, the arithmetic unit and the sensor unit (EN) are in communication with each other.
  • the arithmetic unit assigned to the display device is set up to carry out the method described above or parts thereof.
  • the sensor unit of the display device may preferably have an angle transmitter, a wheel sensor, a speed sensor, an acceleration sensor, a gradient sensor, a height sensor and / or a position sensor. Suitable sensors can also be integrated in a so-called IMU (Intertial Measurement Unit) for driving train stabilization.
  • IMU Intertial Measurement Unit
  • the present invention relates to a computer program product with program code means for establishing a Display device, in particular the above-described display device, for displaying the range of a vehicle with electric drive, wherein the program code means are adapted to set up in an implementation on a computing unit, the arithmetic unit for performing the method described above or parts thereof.
  • Fig. 2 shows the flowchart for the selection of target points according to
  • FIG. 1 in a schematic flow diagram
  • Fig. 3 shows a possible indication of accessibility on a
  • Fig. 4 shows a possible indication of the availability on a
  • Fig. 5 shows a possible indication of the availability on a
  • Fig. 6 shows a possible display of the accessibility on a
  • Fig. 7 is a display device according to an embodiment of the invention.
  • Determination of the currently available battery energy instead. This can take place by polling an energy management unit provided in the vehicle, which constantly monitors the battery charge and displays, for example, in a display in the cockpit of the vehicle. This status display can also be used for the purposes of the invention.
  • the starting point is determined from which the range is to be displayed.
  • this is in particular the current starting point of the vehicle, which can preferably be detected by a corresponding positioning system, for example by means of satellite positioning.
  • the starting point from which the range is to be displayed can also be determined via a dead reckoning and the corresponding sensor information starting from a known location.
  • a target point or possibly several target points takes place, wherein the (all) target points according to the invention are battery service stations in which the battery of the vehicle can be recharged or replaced.
  • the (all) target points according to the invention are battery service stations in which the battery of the vehicle can be recharged or replaced.
  • a home position (home, work or the like) is suitable as destination points, in which, at least for the driver privately, it is possible to charge the battery of his vehicle.
  • the driver must enter these destinations in the configuration of the system according to the invention for carrying out the method, ie in the computer program provided for this purpose.
  • it can be self-learning to determine which positions are possible as target points by the method learning the positions at which a charge or an exchange of the battery took place.
  • public battery service stations can be determined, for example, from digital map information.
  • the selection of the target points can be done automatically, by input via a user interface or a combined method, as explained in more detail later with reference to FIG. 2.
  • the reachability limit is determined on the basis of the previously determined and selected information, ie. H. the range that can be reached starting from the starting point, wherein from the reachability limit each still a return of the vehicle must be possible to the destination point.
  • H. the range that can be reached starting from the starting point
  • an achievable distance is determined or estimated on the basis of a typical average power consumption per kilometer and the available battery energy, whereby the determination can be made more precisely by the use of detailed information.
  • These can be supplemented or replaced after a certain period of the vehicle by a measured and thus the typical use of the vehicle adapted long-term average.
  • the traveled distance can be calculated from speed and time sensors and the battery consumption from the battery management of the vehicle can be added up.
  • the reachability limit or the range of the achievable range is then displayed in method step 5.
  • the above-described method is repeated at predetermined or predetermined time and / or distance distances, so that dynamically based on the current location of the vehicle, the range and the possibility to return to the destination point for the driver can be seen without the Driver must perform a complex route guidance in a navigation device.
  • the selection of one or more destination points according to the method according to the invention does not represent a route guidance in the actual sense, because such a destination often does not have to be selected for each trip, but for example, remains valid for similar usage behavior of the vehicle in a limited spatial area and / / or automatically selected by the proposed method.
  • the reason for this is that the destination is not the actual (subjective) goal of the trip, but a battery service station, where the charging of the vehicle battery can be done.
  • a particularly advantageous method for selecting the destination point will be explained in more detail below with reference to FIG. 2, which relates to method step 3 for selecting the destination point or multiple destination points.
  • a reading of preconfigured target instead of points, which are preferably preferred target points specified by the user.
  • these can be a home position, such as home or work.
  • preconfigured target points can also be self-taught target points by the system, which were approached frequently by the driver in the past, with these target points regularly, ie always or frequently, charging or replacement of the battery has taken place.
  • the program can then assume that a battery service is possible at these locations, so that these destinations are available as battery service stations.
  • the driver can make an assessment of the various existing target points in the sense of a ranking, so that with an automatic selection of target points, the method can take into account this typical ranking.
  • This ranking can be stored, for example, in weekday or daytime-dependent profiles. This happens when reading 6 preconfigured destination points.
  • a determination 7 possible target points is carried out, where initially known, for example, from a digital map battery service stations can be determined as target points in a certain radius around the current position of the vehicle.
  • the automatic destination point selection 8 can select the destination which is the highest in the listing, ie the ranking, and the user in a menu query 9 for Suggest destination confirmation.
  • the menu query the possibility is given to easily select other preferred destinations.
  • the destination point can also be determined here. In this case, partial automatic target point selection is possible.
  • Destination point input instead, where the user in the menu query 10, if necessary, all destinations can be specified. It is also possible for the user to generate a completely new destination.
  • the definition 11 of the destination point then follows, or, if this makes sense and / or is desired by the user, the multiple destination points.
  • This destination point selection can be made in the same way if the vehicle exceeds the reachability limit for a destination point and then inevitably a new destination point has to be selected. For this purpose, all destinations are determined to the new location of the vehicle and carried out the above-described determination of the destination point again.
  • target points are automatic or semi-automatic, so that the user, unlike a complex input in a navigation here only from a list of different targets has to be selected, which are also preconfigured for typical user behavior. Such a procedure is much easier perform as the well-known from the prior art complicated route planning.
  • FIG. 3 shows a first illustration of a display 12 according to the invention of the range on an example as
  • Touch display executed display 13 which can then also serve as a user interface.
  • the display 12 may be a digital map display or a cursory, schematized map, depending on what information is available to the display 12.
  • the map representation is represented in each case by the statements "Scale 1, 2 or 3" as well as the locations "Location 1", “Location 2" and / or "Location 3".
  • the starting point 14 corresponding to the current location of the vehicle is represented by a four-pointed star and the destination point 15 as the selected battery service station as a seven-pointed star.
  • the range determined as described above is represented by the ellipse 16 within which the starting point 14 and the destination point 15 lie.
  • the edge of the ellipse 16 represents the reachability limit, which can not be exceeded starting from the starting point 14 in order to reach the target point.
  • An exemplary route 17 is shown as a dashed line.
  • the driver - starting from the starting point 14 - drive to the edge of the ellipse 16 on the reachability and must continue from there to the destination point 15 so that he reaches the destination point 15 with the currently remaining energy in the battery.
  • the target point 15 represents a battery service station in which the battery can be charged or replaced.
  • the total length of the dashed line (route 17) thus represents the maximum range.
  • the route 17 is shown in the illustration of FIG. 3, however, only for explanation and is not displayed on a display 12 according to the invention or at least not always. It should be noted that FIGS. 3, 4, 5 and 6 merely form a schematic representation of the functional principle and are not geometrically true-to-scale representations.
  • FIG. 4 represents a later time of the travel route represented on FIG. 3 on a larger scale 2.
  • a part of the energy still present at the time according to FIG. 3 is already consumed, so that the ellipse 16 coincides with the Reachability limit is now narrower.
  • the driver must drive on a more direct route from the current location as a starting point 14 to the destination point 15 in order to reach this destination point.
  • Place 2 which according to FIG. 3 was still within reach, can no longer be reached.
  • Location 3 is not shown in this map display with the "scale 2" any more, as well as a possible route 17, which was drawn in Fig. 3 for explaining the meaning of the ellipse 16 as reachability limit.
  • FIG. 6 shows the representation of the range on a display 13 of the display 12, in which a plurality of target points 15 are selected, namely the preferred target point 15 designated as "1" and those designated as target points "2", “3” and “4" Target points 15 '.
  • the reachability limit was determined as an ellipse 16 or 16' and marked in the display 13.
  • the ellipse 16 of the preferred target point 15 is fully displayed to indicate to the driver that he has the range shown for his preferred target point 15.
  • a comparable range calculation was carried out, with the resulting ellipses being combined to form a total ellipse 16', which represents the possible total range upon selection of a respective target point 15 '.
  • the locations and the scale of the map display on the display 13 in FIG. 6 were not shown.
  • Fig. 7 shows schematically the display device 18 according to the invention with a display 13 for displaying the range of a vehicle with electric drive, wherein on the display 13 schematically the starting point 14, the target point 15 and the ellipse 16 can be seen.
  • the display 13 is connected to a computing unit 19 with data memory and - via the arithmetic unit 19 - to a user interface 20 and a sensor unit 21 via a vehicle bus 22.
  • the arithmetic unit 19 is set up to carry out the method described above.
  • a display device 18 and a method carried out on this are available, in which the range of a vehicle with an electric drive without destination input can be displayed dynamically and in a clear manner for the driver.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anzeige (12) der Reichweite eines Fahrzeugs mit Elektroantrieb und eine zu dessen Durchführung eingerichtete Anzeigeeinrichtung. Es werden die Batterieenergie in einem Fahrzeug ermittelt und daraus eine maximale Reichweite (16) des Fahrzeugs abgeleitet, wobei zur Ermittlung der maximalen Reichweite (16) als Zielpunkt (15) mindestens eine Batterieservicestation ausgewählt wird, wobei ausgehend von einem Startpunkt (14) eine Erreichbarkeitsgrenze (16) ermittelt wird, bei deren Überschreiten das Fahrzeug den Zielpunkt (15) nicht mehr mit der aktuellen Batterieenergie erreichen kann, und wobei diese Erreichbarkeitsgrenze (16) als Reichweite in einer Kartendarstellung angezeigt wird. Um eine übersichtliche und dynamische Reichweitenplanung zu erhalten, wird vorgeschlagen, dass bei der Ermittlung der Erreichbarkeitsgrenze (16) jeweils der aktuelle Standort als Startpunkt (14) und die aktuelle Batterieenergie des Fahrzeugs verwendet werden, welche während einer Fahrt des Fahrzeugs in vorgebbaren Abständen aktualisiert werden.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Anzeige der Reichweite eines Fahrzeugs mit Elektroantrieb und Anzeigeeinrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anzeige der Reichweite eines Fahrzeugs mit Elektroantrieb sowie eine entsprechende Anzeigeeinrichtung, die insbesondere mittels eines erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukts zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens eingerichtet ist. Bei dem Verfahren ist vorgesehen, dass die aktuell zur Verfügung stehende Batterieenergie in einem Fahrzeug ermittelt und daraus eine maximale Reichweite des Fahrzeugs abgeleitet wird. Die Batterie ist typischer Weise in Form eines Akkumulators ausgebildet und liefert die elektrische Energie für den Elektroantrieb. Zur Ermittlung der maximalen Reichweite wird bei dem Verfahren als Zielpunkt mindestens eine Batterieservicestation ausgewählt, d. h. eine Station, an der ein Laden oder ein Austausch einer Batterie möglich ist, insbesondere eine Heimatposition im Sinne einer privaten Batterieservicestation (Zuhause, Arbeitsplatz oder dergleichen) oder eine Stromtankstelle im Sinne einer öffentlichen Batterieservicestation. Ausgehend von einem Startpunkt wird dann eine Erreichbarkeitsgrenze ermittelt, bei deren Überschreiten das Fahrzeug den Zielpunkt mit der aktuellen Batterieenergie nicht mehr erreichen kann und/oder nicht mehr zu dem Startpunkt (als Zielpunkt) zurückkehren kann. Diese Erreichbarkeitsgrenze wird auch als „Point of no Return" bezeichnet. Die Erreichbarkeitsgrenze wird als Reichweite in einer Kartendarstellung angezeigt, wobei die Kartendarstellung beispielsweise aus einer digitalen Karte, einer lediglich stilisierten Karte mit einigen ausgewählten Ortsangaben oder einer nur einen Maßstab enthaltenden Karte im einfachsten Fall bestehen kann.
Grundsätzlich ist es bei Fahrzeugen mit Elektroantrieben ein Problem, dass die gegenüber kraftstoffbetriebenen Fahrzeugen deutlich eingeschränkte Reichweite für den Fahrer deutliche Flexibilitätseinbußen bei seiner Routenplanung und dem Erreichen der gewünschten Ziele bedingt. Um die Akzeptanz von Elek- trofahrzeugen zu erhöhen, ist es daher notwendig, den Fahrer zumindest gut über die von ihm noch erreichbaren Ziele zu informieren .
Hierzu sind grundsätzlich Anzeigen bekannt, bei denen ein Kreis in einer Kartendarstellung verwendet wird, dessen Radius ausgehend von dem Mittelpunkt des Kreises als aktuellem Standort die Grenzen des erreichbaren Bereichs bei direkter, d. h. radialer, Route angibt. Hierbei kann der Fahrer zwar erkennen, ob er sein Ziel auf direktem Weg noch erreichen kann. Wenn ein Zwischenziel nicht genau auf diesem radialen Weg liegt, weiß der Fahrer jedoch nicht genau, ob er auch ein solches Zwischenziel noch anfahren kann. Wenn man berücksichtigt, dass ein Fahrzeug an seinem Endziel auch eine Möglichkeit zum Aufladen oder Austauschen der Batterie in einer Batterieservicestation benötigt, wird das Endziel häufig nicht das eigentliche Nutzziel der Fahrt sein, weil an dem Nutzziel eine Möglichkeit zum Aufladen oder Austauschen der Batterie nicht immer gegeben ist. Dann stellen das Nutzziel eigentlich das Zwischenziel und die Batterieservicestation das eigentliche Endziel dar.
Aus der US 5,539,399 A ist eine Anzeige bekannt, bei der die Reichweite eines Fahrzeugs mit einem Elektroantrieb in Abhängigkeit von der aktuellen Batterieladung auf einer Straßenkarte angezeigt werden kann. Dies kann einfacher Weise durch einen Kreis um den aktuellen Standort erfolgen oder durch Markieren der erreichbaren Abschnitte aller von dem momentanen Standort aus befahrbaren Routen. Um die Genauigkeit zu erhöhen, werden topografische Daten der einzelnen Straßen oder Gebiete bei der Berechnung der maximalen Reichweite berücksichtigt, die in einer digitalen Straßenkarte mit gespeichert sind. Das geschilderte Problem von Zwischenzielen wird dabei nicht berücksichtigt, so dass es dem Fahrer überlassen bleibt, zu bewerten, ob er nach einem Zwischenziel auch das Endziel noch erreicht, an dem die Batterie des Fahrzeugs getauscht oder aufgeladen werden kann.
Die US 2010/0094496 AI offenbart eine Anzeige der Grenze der maximalen Reichweite und einer „Point of no return"-Grenze, bei deren Überschreiten eine Rückkehr zu einem Referenzpunkt mit dem aktuellen Energievorrat ohne Laden oder Tauschen der Batterie nicht mehr möglich ist. Der Referenzpunkt kann das Zuhause des PKW-Nutzers oder eine Ladestation sein. Bei der Erreichbarkeitsbestimmung eines Ziels wird zunächst bestimmt, ob ein Fahrzeug das Ziel mit der in der Batterie aktuell vorhandenen Ladungsmenge erreichen kann. Ist dies nicht möglich, wird überprüft, ob das Fahrzeug eine Batterieservicestation erreichen kann, die dann einem Energieplan hinzugefügt wird, wobei gegebenenfalls auch eine Ladezeit an dieser Station mit berücksichtigt werden kann. Die Anzeige erfolgt im Rahmen einer Routenführung, wobei eine Warnmeldung generiert wird, wenn der Fahrer eine „Point of no return"-Grenze überschreitet, d. h. mit der in der Batterie verbliebenen Energie keine Batterieservicestation mehr erreichen kann. Umständlich hierbei ist, dass die Routen aufwendig geplant und durch den Nutzer immer die nächsten Ziele eingegeben bzw. bestätigt werden müssen. Dies ist bei spontanen Routenänderungen aufwendig und kompliziert. Außerdem muss immer die Aktualisierung der Routenplanung abgewartet werden, bis der Fahrer entscheiden kann, ob er die geplante Route auch tatsächlich fahren kann.
Die EP 2 172 740 AI offenbart ein Verfahren zur Darstellung der Reichweite eines Fahrzeugs mit einem Elektroantrieb in Abhängigkeit einer Ladezeit der Batterie und des Standorts, wobei ausgehend von dem aktuellen Ladezustand der Batterie die Reichweite in Abhängigkeit von verschiedenen Ladedauern dargestellt wird. Gleichzeitig können die Straßengeometrie, Steigungsinformationen, Verkehrsinformationen und/oder Informationen aus einem Lernsystem herangezogen werden. Dies erleichtert dem Benutzer vor Fahrtantritt zwar, die für die nächste Fahrt benötigte Energiemenge als für ihn relevante Ladezeit des Systems abzuschätzen. Allerdings muss der Benutzer auch bei diesem System dafür Sorge tragen, dass er nach dem Erreichen des von ihm gewünschten Ziels auch noch bis zu einer Lade- oder Austauschstation weiter fahren kann.
Aus der JP-A-2006-112932 ist ein ähnliches Verfahren bekannt, bei dem ein Navigationsgerät es dem Nutzer eines elektrobetriebenen Fahrzeugs erlaubt, ein gewünschtes Ziel einzugeben, um dann die Ankunftszeit zu bestimmen, wobei neben der Fahrzeit auch die benötigte Energiemenge und gegebenenfalls die für eine Ladung der Batterie benötigte Zeit berücksichtigt wird, wenn die in der Batterie vorhandene Energie zum Erreichen des Ziels nicht ausreicht . Die JP-A-2003-294463 beschreibt eine Eingabe oder Anzeige und Auswahl von Ladestationen in der Nähe eines gewünschten Ziels zur Berechnung, ob nach Erreichen des Ziels bis zu einer Ladestation weiter gefahren werden kann. Allerdings ist es hierbei notwendig, immer eine Zieleingabe vorzunehmen, wodurch die Flexibilität bei der Nutzung eingeschränkt wird. Es muss immer eine systemgestützte Routenplanung erfolgen, die spontane Wegänderungen des Fahrers erschwert.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Anzeige der Reichweite eines Fahrzeugs mit Elektroantrieb vorzuschlagen, welches dem Fahrer ein interaktives System zur übersichtlichen und dynamischen Reichweitenplanung bietet.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bei dem vorgeschlagenen Verfahren ist insbesondere vorgesehen, dass bei der Ermittlung der Erreichbarkeitsgrenze jeweils der aktuelle Standort als Startpunkt und die aktuelle Batterieenergie, d. h. die aktuell ermittelte Batterieenergie, des Fahrzeugs verwendet werden, welche während der Fahrt des Fahrzeugs in vorgebaren Abstände aktualisiert werden. Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren muss der Benutzer für die Nutzung der Anzeige zur Reichweitenplanung kein festes Routenziel vorgeben, sondern erhält eine Anzeige der aktuellen Reichweite auf Grundlage seines aktuellen, während der Fahrt ermittelten Standorts und des aktuellen, während der Fahrt ermittelten Batterieladezustands , wobei als notwendiger Zielpunkt für die Ermittlung der möglichen
Reichweite jeweils eine Batterieservicestation ausgewählt ist, ohne dass der Fahrer hierfür eine spezielle Eingabe machen müsste. Dies gilt insbesondere, wenn er sich in einem bekannten Umfeld bewegt und nach Abschluss seiner Fahrten wieder an die Ausgangsposition zurückkehrt. Insofern kann als Zielpunkt bspw. die Heimatposition vorgegeben sein. Ausgehend von dieser Position erhält der Fahrer eine dynamische Steuerung ohne die Notwendigkeit einer gesonderten Zieleinstellung oder eine geänderten Eingabe bei dem Wunsch, die geplante Fahrtroute zu ändern. Hierdurch ist die vorgeschlagene Anzeige besonders benutzerfreundlich und kann flexibel an den jeweiligen Standort des Fahrzeugs angepasst werden.
In einer einfachsten Ausführungsform kann der Fahrer beispielsweise einmal einen Zielpunkt eingeben, der dann bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens immer wieder verwendet wird, bis der Fahrer einen anderen Zielpunkt wählt. Für eine Vielzahl von Anwendungsbereichen, beispielsweise Fahrten zwischen dem Arbeitsplatz und dem Heimatort sowie Fahrten um den Heimatort herum sind für die Durchführung des Verfahrens und das Anzeigen der Reichweite des Fahrzeugs dann keine weiteren Eingaben notwendig.
Um die notwendigen Nutzereingaben weiter zu reduzieren, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Zielpunkt nach vorgegebenen Kriterien automatisch ausgewählt wird, wobei bei Vorliegen bestimmter Kriterien auch automatisch eine manuelle Auswahl und/oder eine Bestätigung des Zielpunktes durch den Fahrer aktivierbar ist, beispielsweise durch Vorgabe einer geeigneten Auswahlmaske in einer Menüstruktur zur Benutzer- interaktion. Bei der Menüstruktur können verschiedene Menüabläufe vorgesehen werden, um eine manuelle Auswahl vorzusehen oder ein automatisch ausgewähltes Ziel zu bestätigen. Diese Menüpunkte können als Menüzielpunktbestätigung und Menüziel- punkteingabe realisiert sein, wobei je nach Eingabe von der einen in die andere Menüstruktur gewechselt werden kann. Die Kriterien für die automatische Auswahl eines Zielpunktes können vielfältig sein. So kann beispielsweise vorgeschlagen sein, jeweils die letzte Batterieservice- bzw. -ladestation, den aktuellen Standpunkt (sofern an diesem eine Batterieladung stattgefunden hat und/oder häufiger stattfindet) oder eine von dem Nutzer vorgegebene Heimatposition sein, wobei die Heimatposition bevorzugt dann ausgewählt wird, wenn diese bezogen auf die mit der aktuellen Batterieladung möglichen Reichweite ausreichend nah an dem aktuellen Standort als Startpunkt liegt. Ausreichend nah kann dabei so definiert sein, dass die Heimatstation noch erreichbar ist oder dass sie mit einem bestimmten Anteil der insgesamt zur Verfügung stehenden Energie, beispielsweise 25%, 50% oder 75 %, noch erreichbar ist, um auch Umwege und Zwi- schenziele noch zu ermöglichen.
Allgemein kann erfindungsgemäß vorgeschlagen werden, die Auswahl des Zielpunktes abhängig von der Entfernung - ausgehend von dem aktuellen Standort zu möglichen vorgegeben Zielpunkten - zu machen, wobei gegebenenfalls ein bestimmtes Ranking von
Zielpunkten berücksichtigt wird. Ferner kann im Rahmen der Auswahl des Zielpunktes konfigurierbar sein, welche Zielpunkte automatisch und welche Zielpunkte nur nach Bestätigung als neue Zielpunkte auswählbar sind.
Eine besonders vorteilhafte und flexible Variante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens sieht vor, dass der Zielpunkt auch während der Durchführung des Verfahrens, d. h. auch bei einer Bewegung des Fahrzeugs während der Fahrt, ak- tualisiert wird. Die Aktualisierung kann immer dann erfolgen, wenn das Fahrzeug bezogen auf den derzeit gewählten Zielpunkt die Erreichbarkeitsgrenze erreicht, wobei dies abgestuft mit vorheriger Warnmeldung erfolgen kann, wenn sich das Fahrzeug bis beispielsweise auf einen bestimmten Prozentwert der Erreichbarkeitsgrenze nähert.
Um dem Fahrer in der Anzeige bereits deutlich zu machen, welche Reichweite er bei einem Wechsel des Zielpunkts hätte, kann erfindungsgemäß vorgeschlagen werden, dass mehrere verschiedene Zielpunkte bei der Durchführung des Verfahrens ausgewählt und die Reichweite als zusammengefasste Reichweite dargestellt wird, gegebenenfalls in einer unterschiedlichen Darstellung für den bevorzugten und/oder derzeit ausgewählten Zielpunkt, beispielsweise die Heimatposition, die am häufigsten verwendete Ladestation, eine je nach Tageszeit übliche Batterieservicestation, wie beispielsweise die Heimatposition an Werktagen abends und nachts und die Arbeitsposition tagsüber, für aufgrund eines typischen Fahrverhaltens übliche Zielpunkte, d. h. insbesondere bei diesem Fahrverhalten üblicherweise aufgesuchte Batterieservicestationen, und für lediglich mögliche Batterieservicestationen, ohne dass hierfür eine bestimmte Präferenz besteht. Die möglichen Batterieservicestationen können beispielsweise öffentliche Stromtankstellen sein. Die unterschiedlich bevorzugten Zielpunkte können beispielsweise durch verschiedene Farbbereiche oder eine sonstige Darstellung unterschiedlich gekennzeichnet werden.
Vorzugsweise erfolgt bei dem vorliegenden Verfahren die Anzeige der Reichweite in einer mehr oder weniger detaillierten oder abstrakten Kartendarstellung durch Darstellung des derzeit ausgewählten Zielpunktes bzw. des derzeit ausgewählten und weiteren möglichen Zielpunkten und des Startpunkts, d. h. des in vorgegebenen Abständen aktualisierten Standorts als aktuellem Startpunkt sowie eines diese umgebenden Bereichs, wobei die Grenze dieses Bereichs durch die Reichweite von dem Startpunkt zu dem Zielpunkt definiert ist. Die Grenze des Bereichs ist also dadurch definiert, dass von dem Startpunkt aus diese Grenze erreicht und von der Grenze in einer Weiterfahrt der Zielpunkt noch erreicht werden kann, ohne dass die Batterie des Fahrzeugs zuvor aufgeladen werden muss. Die Grenze dieses Bereichs gibt somit der Erreichbarkeitsgrenze an, bei deren Überschreiten eine Anfahrt des gewählten Zielpunkts von dem aktuellen Startpunkt bzw. Standort aus nicht mehr möglich ist. Jeder Punkt außerhalb der Erreichbarkeitsgrenze ist somit ein „Point of no Return".
Die Darstellung des Zielpunkts hat den Vorteil, dass der Fahrer auch bei einem automatisch ausgewählten Zielpunkt diesem Zielpunkt auf den ersten Blick in der Kartendarstellung erkennt und gegebenenfalls über eine Benutzerschnittstelle ändern kann.
Die Aktualisierung des Standorts kann vorzugsweise über ein bekanntes Ortungssystem, insbesondere ein Satellitenortungssystem wie GPS, Galileo oder dergleichen, erfolgen. Durch Berücksichtigung des aktuellen Energievorrats wird die Anzeige ständig und dynamisch aktualisiert, sodass der Fahrer beispielsweise, auch über eine Änderung seines Fahrverhaltens die Möglichkeit hat, die aktuelle Reichweite zu erhöhen und den Zielpunkt doch noch zu erreichen.
Bei der vorbeschriebenen Darstellung ergeben die Länge von dem Startpunkt zu einem Punkt der Erreichbarkeitsgrenze und die Länge von diesem Punkt auf der Erreichbarkeitsgrenze zu dem Zielpunkt in der Summe gerade die mit dem Energievorrat erreichbare maximale Reichweite. Sofern Start- und Zielpunkt zusammen fallen, beispielsweise bei Start einer Fahrt von der Heimatposition aus, wird die Erreichbarkeitsgrenze durch einen Kreis symbolisiert . Vorzugsweise wird die Reichweite erfindungsgemäß allgemein jedoch durch eine Ellipse dargestellt, wobei der Zielpunkt und der Startpunkt als Brennpunkte der Ellipse dargestellt werden und der Rand der Ellipse durch die der aktuellen Reichweite entsprechende Gesamtlänge der Schar von Verbindungslinien von dem einen Brennpunkt zu einem Punkt auf dem Rand der Ellipse
(Erreichbarkeitsgrenze) und von diesem Punkt auf dem Rand der Ellipse zu dem anderen Brennpunkt definiert wird. Auch wenn in der Praxis die tatsächliche Reichweite, welche auch von der Art der zur Verfügung stehenden Straßen, der Topologie usw. abhängt, nicht exakt durch eine Ellipsenform wiedergegeben wird, kann durch diese Ellipsendarstellung eine einfache und übersichtliche dynamische Kartendarstellung erreicht werden, wobei bei dem Ermitteln der Reichweitengrenze eine gewisse Sicherheitsreserve eingerechnet werden kann. Mit abnehmender Energiereserve wird die Ellipse schmaler, bis sie sich zu einer Linie verdichtet. In diesem Fall wäre von dem aktuellen Standort aus nur noch direkt der Zielpunkt erreichbar und kein - nicht auf dieser Linie liegendes - Zwischenziel.
Erfindungsgemäß können bei dem vorgeschlagenen Verfahren auch mehrere Zielpunkte berücksichtigt werden, wobei bei Berücksichtigung mehrerer Zielpunkte für jeden Zielpunkt unter Berücksichtigung des jeweils aktuellen Startpunks (aktueller Standort des Fahrzeugs) die jeweilige Erreichbarkeitsgrenze ermittelt und als für alle Zielpunkte zusammengefas ste Erreichbarkeitsgrenze im Sinne einer alle Erreichbarkeitsgrenzen einhüllenden Gesamt-Erreichbarkeitsgrenze dargestellt wird. Innerhalb dieser Gesamt-Erreichbarkeitsgrenze müssen die Begrenzungslinien der einzelnen Erreichbarkeitsgrenzen nicht mehr dargestellt werden. Vorzugsweise sollte aber der Bereich herausgehoben dargestellt werden, der ohne einen Wechsel des Zielpunktes erreichbar ist. Dies kann durch eine unterschiedliche Farbgestaltung oder einfacherweise durch eine - in diesem Fall doch im Inneren der Gesamt-Erreichbarkeitsgrenze - durchgezogene Begrenzungslinie erfolgen. Gegebenenfalls können die Begrenzungslinien auch in einem an den Randbereich anschließenden Überlappungsbereich dargestellt werden, um die Zugehörigkeit bestimmter Erreichbarkeitsgrenzen zu den verschiedenen Zielpunkten zu verdeutlichen.
Zur weiteren Verbesserung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens können bei der Ermittlung der maximalen Reichweite zusätzlich Angaben über die Fahrweise (beispielsweise als mittlerer Stromverbrauch über einen oder mehrere zurückliegende Zeiträume), das Fahrzeugstromverbrauchsmanagement insbesondere betreffend eingeschaltete Verbraucher und/oder Informationen über die Topologie in der Umgebung um das Fahrzeug bspw. aus Karteninformationen einer gespeicherten digitalen Karte berücksichtigt werden. Diese Informationen müssen nicht notwendigerweise straßenbezogen sein, sondern können auch durch eine Klassifizierung bestimmter Umgebungsbereiche in der Topologie und zu der Klassifizierung passende mittlere Stromverbräuche ermittelt werden. Im Gegensatz zu einer straßenbezogenen Auswertung hat dies den Vorteil, dass das erfindungsgemäße Verfahren die Genauigkeit auch ohne die Aktivierung einer genauen Zielführung verfügbar macht, die erfindungsgemäß gerade vermieden werden soll. Ergänzend kann im Rahmen des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens auch vorgesehen sein, dass ggf. selbstlernend für wiederholt gefahrene Strecken bestimmte typische Stromverbräuche ermittelt werden. Dies kann gegebenenfalls durch eine gleitende oder beispielsweise mit der Anzahl der Fahrten auf dieser Strecke gewichtete Mittelwertbildung erfolgen.
Zur weiteren Detaillierung der für die Reichweitenermittlung herangezogenen Informationen können bei der Ermittlung der maximalen Reichweite auch Fahrzeugsensoren mit verwendet werden, wobei bevorzugt insbesondere solche Sensoren Verwendung finden, die durch andere in dem Fahrzeug ohnehin vorhandene Systemkomponenten bereits verbaut sind. Derartige Sensoren können beispielsweise Winkelgeber, Radsensoren, Geschwindigkeitssensoren, Beschleunigungssensoren, Steigungssensoren, Höhensensoren oder dergleichen sein. Insbesondere sind für das vorliegende Verfahren solche Sensoren sinnvoll, die auch Verwendung im Rahmen einer Koppelnavigation finden, bei der aus Sensorinformationen auf die zurückgelegte Strecke und/oder das zurückgelegte Streckenprofil zurückgeschlossen werden kann. Damit ist es erfindungsgemäß möglich, den Energieverbauch zurückgelegter Strecken auch ohne Ortungs- oder Navigationssysteme zu ermitteln, gegebenenfalls sogar zusammen mit To- pologie-Informationen und/oder einer zusätzlichen Klassifi- zierung dieser Topologie, die natürlich auch aus den in Ortungssystemen und digitalen Karten enthaltenen Informationen ableitbar ist. Hierdurch lässt sich die Energieverbrauchsvorhersage zum Zielpunkt unter der Annahme ähnlicher benachbarter Topologien im Vergleich zu der gerade durchfahrenen Topologie verbessern und eine gute Vorhersage bei Rückkehr zum Ausgangspunkt erreichen, weil dann der Startpunkt zu Beginn der Fahrt mit dem Zielpunkt zusammenhängt und in diesem Fall die Topologie bekannt ist. Hierbei kann erfindungsgemäß berücksichtigt werden, dass die Fahrtrichtung nun umgekehrt ist und beispielsweise eine Steigung zu einem Gefälle wird. Dies kann bei der Energieprognose entsprechend umgerechnet werden.
Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Anzeigeeinrichtung mit einem Display zur Anzeige der Reichweite eines Fahrzeugs mit Elektroantrieb, einer Recheneinheit mit Datenspeicher, einer Benutzerschnittstelle und einer Sensoreinheit zur Ermittlung der Position des Fahrzeugs, wobei das Display, die Benutzerschnittstelle und die Sensoreinheit mit der Recheneinheit verbunden oder verbindbar sind, beispielsweise über einen Fahrzeugbus, über welchen verschiedene Module mit dem Display, der Benutzerschnittstelle, der Recheneinheit und der Sensoreinheit (EN) miteinander in einer Kommunikationsverbindung stehen. Erfindungsgemäß ist die der Anzeigeeinrichtung zugeordnete Recheneinheit zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens oder Teilen hiervon eingerichtet.
Vorzugsweise kann die Sensoreinheit der erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung einen Winkelgeber, einen Radsensor, einen Geschwindigkeitssensor, einen Beschleunigungssensor, einen Steigungssensor, einen Höhensensor und/oder einen Ortungssensor aufweisen. Geeignete Sensoren können auch in einer so genannten IMU (Intertial Measurement Unit) zur FahrZeugstabilisierung integriert sein.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zur Einrichtung einer Anzeigeeinrichtung, insbesondere der vorbeschriebene Anzeigeeinrichtung, für die Anzeige der Reichweite eines Fahrzeugs mit Elektroantrieb, wobei die Programmcodemittel dazu geeignet sind, bei einer Implementierung auf einer Recheneinheit die Recheneinheit zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens oder Teilen hiervon einzurichten.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbezügen.
Es zeigen:
Fig. 1 schematischen den Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines schema- tischen Flussdiagramms;
Fig. 2 den Ablaufplan für die Auswahl von Zielpunkten gemäß
Fig. 1 in einem schematischen Flussdiagramm; Fig. 3 eine mögliche Anzeige der Erreichbarkeit auf einem
Display in einem ersten Zustand;
Fig. 4 eine mögliche Anzeige der Erreichbarkeit auf einem
Display in einem zweiten Zustand;
Fig. 5 eine mögliche Anzeige der Erreichbarkeit auf einem
Display in einem dritten Zustand;
Fig. 6 eine möglich Anzeige der Erreichbarkeit auf einem
Display bei Auswahl mehrere Zielpunkte und Fig. 7 eine Anzeigeeinrichtung gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.
Nach dem Starten des Verfahrens findet bei dem in Fig. 1 dargestellten Verfahren in einem Verfahrensschritt 1 eine
Ermittlung der aktuell zur Verfügung stehenden Batterieenergie statt . Dies kann durch Abfrage einer in dem Fahrzeug vorgesehenen Energiemanagementeinheit stattfinden, welche die Batterieladung ständig überwacht und beispielsweise in einer Anzeige im Cockpit des Fahrzeugs anzeigt. Diese Statusanzeige kann auch für die erfindungsgemäßen Zwecke verwendet werden.
In einem Verfahrensschritt 2 wird der Startpunkt ermittelt, von dem aus die Reichweite dargestellt werden soll. Dies ist er- findungsgemäß insbesondere der jeweils aktuelle Startpunkt des Fahrzeugs, der vorzugsweise durch ein entsprechendes Ortungssystem, beispielsweise mittels einer Satellitenortung, festgestellt werden kann. Hilfsweise kann der Startpunkt, von dem aus die Reichweite dargestellt werden soll, auch über eine Koppelnavigation und die entsprechenden SensorInformationen ausgehend von einem bekannten Standort ermittelt werden.
In einem Verfahrensschritt 3 findet die Auswahl eines Zielpunkts oder gegebenenfalls mehrerer Zielpunkte statt, wobei die (sämtliche) Zielpunkte erfindungsgemäß Batterieservicestationen sind, in welchen die Batterie des Fahrzeugs wiederaufgeladen oder getauscht werden kann. Als Zielpunkte kommen insbesondere also eine Heimatposition (Zuhause, Arbeit oder dergleichen) infrage, in welchen zumindest für den Fahrer privat die Mög- lichkeit besteht, die Batterie seines Fahrzeugs aufzuladen. Diese Zielpunkte muss der Fahrer bei der Konfiguration des erfindungsgemäßen Systems zur Durchführung des Verfahrens, d. h. in dem hierfür vorgesehenen Computerprogramm, eingeben. Alternativ oder zusätzlich kann bei der Durchführung des Verfahrens selbstlernend ermittelt werden, welche Positionen als Zielpunkte infrage kommen, indem das Verfahren die Positionen erlernt, an welchen eine Ladung oder ein Austausch der Batterie stattgefunden hat. Ferner können beispielsweise aus digitalen Karteninformationen öffentliche Batterieservicestationen ermittelt werden. Die Auswahl der Zielpunkte kann automatisch, durch Eingabe über eine Benutzerschnittsteile oder ein einem kombinierten Verfahren erfolgen, wie später noch unter Bezug auf Fig. 2 näher erläutert.
In dem Verfahrensschritt 4 wird auf Basis der zuvor ermittelten und ausgewählten Informationen die Erreichbarkeitsgrenze ermittelt, d. h. der Bereich, der ausgehend von dem Startpunkt erreicht werden kann, wobei von der Erreichbarkeitsgrenze jeweils noch eine Rückkehr des Fahrzeugs bis zu dem Zielpunkt möglich sein muss. Hierzu wird im Rahmen des Verfahrens eine erreichbare Entfernung auf Grundlage eines typischen mittleren Stromverbauchs pro Kilometer und der zur Verfügung stehenden Batterieenergie ermittelt bzw. abgeschätzt, wobei die Ermittlung durch die Verwendung von Detailinformationen präziser gefasst werden kann .
So kann der mittlere Stromverbrauch unmittelbar nach Auslieferung des Fahrzeugs oder nach einem Systemreset mangels empirisch erhobener Daten zunächst auf der Grundlage typischer mittlerer Verbrauchswerte des Herstellers erfolgen. Diese können nach einer gewissen Laufzeit des Fahrzeugs durch einen gemessenen und damit der typischen Nutzung des Fahrzeugs angepassten Langzeitmittelwert ergänzt oder ersetzt werden. Neben diesem Langzeitmittelwert ist es auch sinnvoll, einen Mittelwert über einen kürzeren Zeitraum, beispielsweise ab Antritt der Fahrt und/oder der letzten Fahrt, zu verwenden, da dieser automatisch die derzeit typische Umgebung (Stadt, Überland, Autobahn), die Geländetopologie (eben, hügelig, bergig) sowie äußere Einflüsse (Temperatur) mit berücksichtigt. Hierfür kann aus Geschwin- digkeits- und Zeitsensoren die zurückgelegte Strecke berechnet und aus dem Batteriemanagement des Fahrzeugs der Batterieverbrauch aufsummiert werden. Aus diesen Angaben lässt sich für verschiedene Zeitintervalle der Durchschnittsverbauch errechnen und damit die mögliche Restreichweite. Sobald die Restreichweite kleiner wird als die zurückgelegte Strecke, abzüglich einer Toleranzgrenze, ist ein„Point of no Return" erreicht, bei dessen Überschreiten das Fahrzeug nicht mehr an den Ausgangspunkt zurückkehren kann. Je nach Fahrtrichtung und Lage des Zielpunktes relativ zu dem Startpunkt ergibt sich in einer Kartendarstellung ein Reichweitenbereich, welcher den Startpunkt und den Zielpunkt einschließt und dessen Grenze eine Linie markiert, deren Überschreiten eine Weiterfahrt des Fahrzeugs zu dem vorgegebenen bzw. derzeit Zielpunkt nicht mehr ermöglicht.
Die Erreichbarkeitsgrenze bzw. der Bereich der erreichbaren Reichweite wird anschließend in dem Verfahrensschritt 5 angezeigt. Solange sich das Fahrzeug bewegt, wird in vorgebbaren bzw. vorgegebenen Zeit- und/oder Entfernungsabstände das vorbeschriebene Verfahren wiederholt, sodass dynamisch bezogen auf den jeweils aktuellen Standort des Fahrzeugs die Reichweite und die Rückkehrmöglichkeit zu dem Zielpunkt für den Fahrer ersichtlich ist, ohne dass der Fahrer eine aufwendige Routenführung in einem Navigationsgerät durchführen muss.
Die Auswahl eines oder mehrerer Zielpunkte gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens stellt dabei keine Routenführung im eigentlichen Sinne dar, weil ein derartiger Zielpunkt häufig nicht für jede Fahrt ausgewählt werden muss, sondern bei- spielsweise bei ähnlichem Nutzungsverhalten des Fahrzeugs in einem begrenzten räumlichen Bereich Gültigkeit behält und/oder automatisch durch das vorgeschlagene Verfahren ausgewählt werden kann. Grund hierfür ist, dass der Zielpunkt nicht das eigentliche (subjektive) Nutzziel der Fahrt ist, sondern eine Batterie- Servicestation, an welcher das Aufladen der Fahrzeugbatterie erfolgen kann.
Ein besonders vorteilhaftes Verfahren zur Auswahl des Zielpunktes soll nachfolgend anhand von Fig. 2 näher erläutert werden, welche den Verfahrensschritt 3 zur Auswahl des Zielpunkts oder mehrerer Zielpunkte betrifft. Im Rahmen der Zielpunktauswahl findet zunächst ein Einlesen vorkonfigurierter Ziel- punkte statt, bei denen es sich vorzugsweise um von dem Benutzer vorgegebene bevorzugte Zielpunkte handelt. Diese können insbesondere eine Heimatposition, wie das Zuhause oder der Arbeitsplatz, sein. Vorkonfigurierte Zielpunkte können aber auch durch das System selbstgelernte Zielpunkte sein, welche durch den Fahrer in der Vergangenheit häufig angefahren wurden, wobei bei diesen Zielpunkten regelmäßig, d. h. immer oder häufig, eine Aufladung oder ein Austausch der Batterie stattgefunden hat. An diesen Zielpunkten kann das Programm dann davon ausgehen, dass an diesen Positionen ein Batterieservice möglich ist, sodass auch diese Zielpunkte als Batterieservicestationen zur Verfügung stehen .
Gegebenenfalls kann der Fahrer eine Bewertung der verschiedenen vorhandenen Zielpunkte im Sinne eines Rankings vornehmen, sodass bei einer automatischen Auswahl von Zielpunkten das Verfahren dieses typische Ranking berücksichtigen kann. Dieses Ranking kann bspw. in wochentags- oder tages zeitabhängigen Profilen gespeichert sein. Dies geschieht bei dem Einlesen 6 vorkonfigurierter Zielpunkte.
Ergänzend wird durch das vorgeschlagene Verfahren in einer besonderen Ausführungsform auch eine Ermittlung 7 möglicher Zielpunkte durchgeführt, wobei zunächst beispielsweise aus einer digitalen Karte bekannte Batterieservicestationen als Zielpunkte in einem gewissen Umkreis um den aktuellen Standpunkt des Fahrzeugs ermittelt werden können. In einem weiteren Schritt wird bei der Ermittlung 7 möglicher Zielpunkte überprüft, welche der vorkonfigurierten Zielpunkte innerhalb eines vorgegebenen Reichweitenbereichs um das Fahrzeug liegen. Hieraus wird eine Liste aller möglichen Zielpunkte generiert, die dann an die automatische Zielpunktauswahl 8 weitergereicht wird. Sofern bei der Liste möglicher Zielpunkte der von dem Nutzer als bevorzugter Zielpunkt vorgegebene Zielpunkt enthalten ist, kann dieser ohne weitere Interaktion und Bestätigung durch den Fahrer ausgewählt und automatisch als Zielpunkt festgelegt werden. Sofern dieser Zielpunkt in der Liste möglicher Zielpunkte nicht enthalten ist, jedoch eine Reihe von als bevorzugt gekennzeichneten Zielpunkten enthalten sind, kann die automatische Zielpunktauswahl 8 den in der Listung, d. h. dem Ranking am weitesten oben stehenden Zielpunkt aussuchen und dem Nutzer in einer Menüabfrage 9 zur Zielpunktbestätigung vorschlagen. Vorzugsweise wird in der Menüabfrage die Möglichkeit gegeben, andere bevorzugte Zielpunkte einfach auszuwählen. Nach einer Bestätigung oder Auswahl des Zielpunktes kann auch hier auch Festlegung des Zielpunkts erfolgen. In diesem Fall ist eine teilweise automatische Zielpunktauswahl möglich.
Sofern auch kein als bevorzugt gekennzeichneter Zielpunkt vorhanden ist, ist eine automatische Zielpunktauswahl nicht möglich. In dem Fall findet eine Menüabfrage 10 mit einer
Zielpunkteingabe statt, wobei dem Benutzer in der Menüabfrage 10 gegebenenfalls sämtliche Zielpunkte vorgegeben werden können. Es ist auch möglich, dass der Benutzer einen völlig neuen Zielpunkt generiert .
Im Ergebnis folgt dann die Festlegung 11 des Zielpunkts bzw. sofern dies sinnvoll erscheint und/oder von dem Nutzer gewünscht wird, der mehreren Zielpunkte.
Diese Zielpunktauswahl kann m der gleichen Weise erfolgen, wenn das Fahrzeug die Erreichbarkeitsgrenze für einen Zielpunkt überschreitet und dann zwangsläufig ein neuer Zielpunkt ausgewählt werden muss. Hierfür werden alle Zielpunkte um den neuen Standort des Fahrzeugs festgestellt und die vorbeschriebene Festlegung des Zielpunkts erneut durchgeführt.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die Auswahl von Zielpunkten automatisch oder teilautomatisch erfolgt, sodass der Benutzer im Gegensatz zu einer aufwendigen Eingabe bei einer Navigation hier lediglich aus einer Liste verschiedener Ziele auszuwählen hat, die bei typischen Nutzerverhalten auch geeignet vorkonfiguriert sind. Ein derartiges Verfahren ist wesentlich einfacher durchzuführen als die aus dem Stand der Technik jeweils bekannte aufwendige Routenplanung.
Fig. 3 zeigt eine erste Darstellung einer erfindungsgemäßen Anzeige 12 der Reichweite auf einem beispielsweise als
Touch-Display ausgeführten Display 13, welches dann auch als Benutzerschnittstelle dienen kann. Bei der Anzeige 12 kann es sich um eine digitale Kartendarstellung oder eine kursorische, schematisierte Karte handeln, je nachdem welche Informationen für die Anzeige 12 zur Verfügung stehen.
In dem dargestellten Beispiel gemäß den Fig. 3, 4 und 5 ist die Kartendarstellung jeweils durch die Angaben „Maßstab 1, 2 bzw. 3" sowie die Orte„Ort 1", „Ort 2 " und/oder„Ort 3" repräsentiert. In einer realen Darstellung ist es natürlich wünschenswert, möglichst viele Informationen einzublenden, insbesondere eine dem jeweiligen Maßstab angemessene Straßendarstellung, damit der Fahrer möglichst genaue Informationen zu der Reichweite erhält. In der Karte sind der Startpunkt 14 entsprechend dem aktuellen Standort des Fahrzeugs durch einen vierzackigen Stern und der Zielpunkt 15 als die ausgewählte Batterieservicestation als siebenzackiger Stern wiedergegeben. Die wie vorbeschrieben ermittelte Reichweite wird durch die Ellipse 16 repräsentiert, innerhalb der der Startpunkt 14 und der Zielpunkt 15 liegen. Der Rand der Ellipse 16 stellt die Erreichbarkeitsgrenze dar, die ausgehend von dem Startpunkt 14 nicht überschritten werden kann, um den Zielpunkt noch zu erreichen . Eine beispielhafte Fahrtroute 17 ist als gestrichelte Linie eingezeichnet. Hierbei kann der Fahrer - ausgehend von dem Startpunkt 14 - bis zu dem Rand der Ellipse 16 auf der Erreichbarkeitsgrenze fahren und muss von dort weiter zu dem Zielpunkt 15 fahren, damit er den Zielpunkt 15 mit der aktuell noch vorhandenen Energie in der Batterie erreicht. Der Zielpunkt 15 stellt erfindungsgemäß eine Batterieservi- cestation dar, in welcher die Batterie geladen oder getauscht werden kann. Die Gesamtlänge der gestrichelten Linie (Fahrtroute 17) stellt somit die maximale Reichweite dar. Die Fahrtroute 17 ist in der Darstellung der Fig. 3 allerdings nur zur Erläuterung dargestellt und wird auf einer erfindungsgemäßen Anzeige 12 nicht oder zumindest nicht immer dargestellt. Es wird darauf hingewiesen, dass die Fig. 3, 4, 5 und 6 lediglich eine schematische Darstellung des Funktionsprinzips bilden und keine geometrisch maßstabsgerechten Darstellungen sind.
Fig. 4 stellt einen späteren Zeitpunkt der gemäß Fig. 3 dar- gestellten Fahrtroute in einem größeren Maßstab 2 dar. Zu diesem Zeitpunkt ist bereits ein Teil der zu dem Zeitpunkt gemäß Fig. 3 noch vorhandenen Energie verbraucht, so dass die Ellipse 16 mit der Erreichbarkeitsgrenze nun schmaler ist. Dies bedeutet, dass der Fahrer auf einem direkteren Weg von dem aktuellen Standort als Startpunkt 14 zu dem Zielpunkt 15 fahren muss, um diesen Zielpunkt noch zu erreichen. Ort 2, der gemäß Fig. 3 noch innerhalb der Reichweite war, kann nun nicht mehr erreicht werden. Ort 3 ist in dieser Kartendarstellung mit dem „Maßstab 2 " gar nicht mehr eingezeichnet, ebenso wenig, wie eine mögliche Fahrtroute 17, die in Fig. 3 zur Erläuterung der Bedeutung der Ellipse 16 als Erreichbarkeitsgrenze noch eingezeichnet war.
In der Darstellung gemäß Fig. 5 ist der Fahrer des Fahrzeugs noch weitergefahren und hat in der Zwischenzeit durch eine extensive Klimatisierung zusätzlich viel Strom verbraucht . Inzwischen ist die Ellipse 16 zwischen dem Startpunkt 14 und dem Zielpunkt 15 nahezu auf eine Gerade zusammengeschrumpft. Dies bedeutet, dass der Fahrer nun auf möglichst direktem Weg von dem aktuellen Standort (Startpunkt 14) zu dem angegebenen Zielpunkt 15 fahren muss, um dort die Batterie seines Kraftfahrzeugs zu laden oder auszutauschen. In dieser Darstellung ist der „Maßstab 3" gegenüber Fig. 4 noch weiter vergrößert.
Fig. 6 zeigt die Darstellung der Reichweite auf einem Display 13 der Anzeige 12, bei der mehrere Zielpunkte 15 ausgewählt sind, nämlich der als „1 " bezeichnete bevorzugte Zielpunkt 15 und die als Zielpunkte „2", „3" und „4" bezeichneten Zielpunkte 15 ' . Zu jedem Zielpunkt 15 bzw. 15 ' wurde die Erreichbarkeitsgrenze als Ellipse 16 bzw. 16 ' bestimmt und in das Display 13 angezeichnet. Dabei ist die Ellipse 16 des bevorzugten Zielpunkts 15 vollständig dargestellt, um dem Fahrer anzuzeigen, dass er für seinen bevorzugten Zielpunkt 15 die dargestellte Reichweite hat. Für die übrigen Zielpunkte 15 ' wurde eine vergleichbare Reichweitenberechnung durchgeführt, wobei die sich ergebenen Ellipsen zu einer Gesamt-Ellipse 16 ' zusammengefasst wurden, welche die mögliche Gesamt-Reichweite bei Auswahl eines jeweiligen Zielpunktes 15 ' darstellt. Der Übersichtlichkeit halber wurden die Orte und der Maßstab der Kartendarstellung auf dem Display 13 in Fig. 6 nicht mit dargestellt.
Fig. 7 zeigt schematisch die erfindungsgemäße Anzeigeeinrichtung 18 mit einem Display 13 zur Anzeige der Reichweite eines Fahrzeugs mit Elektroantrieb, wobei auf dem Display 13 schematisch der Startpunkt 14, der Zielpunkt 15 und die Ellipse 16 zu erkennen sind. Das Display 13 ist mit einer Recheneinheit 19 mit Datenspeicher sowie - über die Recheneinheit 19 - mit einer Benutzerschnittstelle 20 und einer Sensoreinheit 21 über einen Fahrzeugbus 22 verbunden. Erfindungsgemäß ist die Recheneinheit 19 zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens eingerichtet . Damit stehen eine Anzeigeeinrichtung 18 und ein auf dieser ausgeführtes Verfahren zur Verfügung, bei dem die Reichweite eines Fahrzeugs mit einem Elektroantrieb ohne Zieleingabe dynamisch und in für den Fahrer übersichtlicher Weise dargestellt werden kann .

Claims

Verfahren zur Anzeige (12) der Reichweite eines Fahrzeugs mit Elektroantrieb, bei dem die Batterieenergie in einem Fahrzeug ermittelt und daraus eine maximale Reichweite des Fahrzeugs abgeleitet wird, wobei zur Ermittlung der maximalen Reichweite (16) als Zielpunkt (15) mindestens eine Batterieservicestation ausgewählt wird, wobei ausgehend von einem Startpunkt (14) eine Erreichbarkeitsgrenze (16) ermittelt wird, bei deren Überschreiten das Fahrzeug den Zielpunkt (15) nicht mehr mit der aktuellen Batterieenergie erreichen kann, und wobei diese Erreichbarkeitsgrenze (16) als Reichweite in einer Kartendarstellung angezeigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der Erreichbarkeitsgrenze (16) jeweils der aktuelle Standort als Startpunkt (14) und die aktuelle Batterieenergie des Fahrzeugs verwendet werden, welche während einer Fahrt des Fahrzeugs in vorgebbaren Abständen aktualisiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Zielpunkt (15) nach vorgegebenen Kriterien automatisch ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Zielpunkt (15) aktualisiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mehrere verschiedene Zielpunkte (15, 15 ' ) ausgewählt und die Reichweite (16) als zusammengefasste Reichweite dargestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Anzeige der Reichweite (16) in einer Kartendarstellung durch Darstellung des Zielpunkts (15) und des Startpunkts (14) und eines diese umgebenden Bereichs erfolgt, wobei die Grenze dieses Bereichs durch die Reichweite (16) von dem Startpunkt (14) zu dem Zielpunkt (15) definiert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Zielpunkt (14) und der Startpunkt (15) als Brennpunkte einer Ellipse (16) dargestellt werden und der Rand der Ellipse durch die der aktuellen Reichweite (16) entsprechende Gesamtlänge der Schar von Verbindungslinien von dem einem Brennpunkt (14) zu einem Punkte auf dem Rand der Ellipse (16) und von diesem Punkt auf dem Rand der Ellipse (16) zu dem anderen Brennpunkt (15) definiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei Berücksichtigung mehrerer Zielpunkte (15, 15 ' ) für jeden Zielpunkt (15, 15 ' ) unter Berücksichtigung des jeweils aktuellen Startpunkts (14) der die jeweilige Erreichbarkeitsgrenze (16, 16 ' ) ermittelt und als zusammengefasste Erreichbarkeitsgrenze (16, 16 ' ) dargestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei der Ermittlung der maximalen Reichweite (16) zusätzlich Angaben über die Fahrweise, das Fahrzeugstromverbrauchsmangement und/oder Informationen über die Topologie in der Umgebung um das Fahrzeug berücksichtigt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei der Ermittlung der maximalen Reichweite (16) Fahrzeugsensoren mitverwendet werden.
Anzeigeeinrichtung mit einem Display (13) zur Anzeige (12) der Reichweite eines Fahrzeugs mit Elektroantrieb, einer Recheneinheit (19) mit Datenspeicher, einer Benutzer- schnittsteile (20) und einer Sensoreinheit (21) zur Ermittlung der Position des Fahrzeugs, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Recheneinheit (19) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 eingerichtet ist.
Anzeigeeinrichtung nact Anspruch 10, dass die Sensoreinheit (21) einen Winkelgeber, Radsensor, Geschwindigkeits sensor, Beschleunigungssensor, Steigungssensor, Höhensensor und/oder Ortungssensor aufweist .
Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zur Einrichtung einer Anzeigeeinrichtung (18) für die Anzeige (19) der Reichweite (16; 16 ' ) eines Fahrzeugs mit
Elektroantrieb, wobei die Programmcodemittel dazu geeignet sind, bei einer Implementierung auf einer Recheneinheit (19) die Recheneinheit (19) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 einzurichten.
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