CN102060021A - 用于估算机动车辆行程的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种通过在机动车辆中携带的并且可以被检测的能量的量值来估算该机动车辆行程的方法，其中，一位驾驶者限制了对于一个舒适度系统的最大可允许的速度和/或最大可允许的加速度和/或最高的性能水平，对该机动车辆周围的道路特征分布，特别是海拔高度分布和/或道路类别进行检测，一个计算机装置至少在已经实行的限制、所检测到的道路特征分布以及仍然可供使用能量的量值的基础上来计算并显示仍然可能的行程。

Description

用于估算机动车辆行程的方法
技术领域
本发明涉及通过在机动车辆中携带的并且可以被检测的能量的量值对机动车辆的行程进行估算的一种方法。本发明还涉及具有用于估算行程的装置的一种机动车辆。
背景技术
DE 43 44 369 A1披露了一种特别是用于电动车辆的用于指向消耗来限制驾驶性能的方法。这种方法帮助驾驶者利用所携带的能量供应，其中，在对应地存在的能量供应的基础上，不断估算与剩余距离相关的可允许的行程消耗，并且由所述可允许的行程消耗、将行驶阻力考虑在内来确定一个预设值，该预设值致动一种用于限制驾驶性能的装置。
US 5,487,002也披露了在电动车辆中一种用于估算行程的方法，其中在这个文件中根据众多的参数(例如像，行驶阻力、运行特征分布或者车辆电池的充电状态)同样进行了行程的估算。
与由内燃发动机驱动的机动车辆相对比，迄今仅存在再充电站点的一个稀少的网络可供电动车辆使用。因此无意间被滞留在公路上是极其不方便的，特别是对于电动车辆而言。甚至仅设法到达一个再充电站点对于电动车辆来说也不是令人希望的，因为再充电过程耗费相当长的时间并且因此延迟了前进的旅程。由于这些原因，在某些情况下可能有利的是通过一种选择性地节流驾驶方式来按比例分配能量供应，其方式为使得在机动车辆中仍然可供使用的能量供应足以至少到达所选定的目的地。如果没有设置特定的目的地，对于电动车辆的驾驶者来说令人希望的是他能够估算对其仍然可供使用的最大行程。
发明内容
本发明针对该问题，对该属类的方法给出一种改进的实施方案，具体地，该实施方案实现了改进的能量管理。
根据本发明，这一问题是通过下述1和7的方案来解决的。2-6和8-9是优选的实施方案。
1.一种通过在机动车辆中所携带的并且可以被检测的能量的量值对该机动车辆的行程进行估算的方法，其特征在于，
-一位驾驶者限制了对于一个舒适度系统的一个最大可允许的速度和/或一个最大可允许的加速度和/或一个最高的性能水平，
-对该机动车辆周围的多种道路特征分布、特别是海拔高度分布和/或道路类别进行检测，
-一个计算机装置至少在已经实行的限制、所检测到的这些道路特征分布以及仍然可供使用的能量的量值的基础上计算并显示一个仍然可能的行程。
2.如1所述的方法，
其特征在于，
该驾驶者通过定义一种所希望的驾驶类型，例如“轻柔型”、“正常型”或者“运动型”和/或发动机处的最大可允许的转矩来限制该驾驶性能。
3.如1或2所述的方法，
其特征在于，
该计算机装置在计算该仍然可能的行程中将以下参数中的至少一项考虑在内：车辆特性、车辆状态、天气、舒适度类型、能量储能器的状态。
4.如3所述的方法，
其特征在于，
在计算该仍然可能的行程中还将这些单独参数的至少一个相关联的子参数考虑在内，
车辆特性：效率，传动系的损耗，车桥系统和/或这些轮胎的损耗，空气动力学特征值，由舒适度系统、辅助系统和/或安全系统——例如像收音机、空调系统、取暖系统——所要求的能量，
车辆状态：发动机和变速器的温度、维护状态、磨损、负载、车顶延伸件，
天气：白天或夜晚、外部温度、降水、风、道路状态，
舒适类型：空调系统和/或收音机、照明系统的设置、额外系统的使用，
能量储能器状态：年龄、充电状态、温度。
5.如1至4之一所述的方法，
其特征在于，
已经达到由该驾驶者限定的这些驾驶性能限制的事实是在触觉上，例如通过一种加速器踏板特征曲线，和/或在视觉和/或在听觉上指示的。
6.如1至5之一所述的方法，
其特征在于，
由该计算机装置计算出的最大行程被显示在一个导航装置上。
7.一种具有用于估算行程的装置的机动车辆，该机动车辆包括：
-一个检测装置，用于检测机动车辆中所携带的能量的量值，
-一个输入装置，通过该输入装置驾驶者输入一种驾驶性能的限制，
-一个导航装置，该导航装置检测该机动车辆周围的多种道路特征分布，特别是海拔高度分布或道路类别，
-一个计算机装置，该计算机装置至少在已经被实行的限制、所检测到的这些道路特征分布以及仍然可供使用的能量的量值的基础上来计算一个仍然可能的行程。
8.如7所述的机动车辆，
其特征在于，
该机动车辆被实施为：一种电动车辆、一种由内燃发动机驱动的机动车辆、或者一种混合动力车辆。
9.如7或8所述的机动车辆，
其特征在于，
该导航装置被设计为用来显示该仍然可能的行程。
本发明所依据的总体思想是，在用于估算机动车辆的行程的方法中，预设或限制对于一个舒适度系统(例如像，空调系统的冷却能力)的驾驶性能，其形式为最大可允许的速度和/或最大可允许的加速度和/或最高的性能水平，并且与这些预设值、仍然可供使用的能量的量值以及检测到的道路特征分布一起估算并显示仍然可能的行程。与此同时，该机动车辆随其携带了一个可检测量值的能量，例如具体升数的化石燃料或者被存储在车辆电池中的具体量值的电能，其中，在驾驶者开始旅程之前，首先将该驾驶性能限定为最大可允许的速度和/或最大可允许的加速度的形式。此外，该机动车辆例如能够使用一个导航装置对该机动车辆周围的这些道路特征分布进行检测，例如海拔高度分布、道路类别(高速公路、乡间道路或联邦高速路)、天气、道路状态、交通量、......同样被安排在该机动车辆中的计算机装置在此能够至少在已实行的限制、所检测到的这些道路特征分布以及仍然可供使用的能量的量值的基础上来计算该机动车辆的仍然可能的行程，并且能够通过例如导航系统来对它进行显示。在此用于估算行程的方法特别对于电动车辆是特别有利的，因为与正常的加油站网点相比再充电站点是明显较少的，并且加上与常规的机动车辆平常加油相比在电动车辆情况下充电过程耗费明显更长的时间。因此通过根据本发明的方法使驾驶者易于估算(例如)他是否仍然能够可靠地到达一个之前选定的目的地。此外，当没有预先指定目的地时，通过根据本发明的方法可以为机动车辆驾驶者提供围绕他当前位置的一个典型的行程范围，例如，该行程范围在导航装置上在视觉上显示给他。当然，在此还根据道路特征分布、机动车辆中仍然可供使用的能量的量值、以及之前限定的最大可允许的驾驶性能来计算该行程范围，并且因此提供了估算仍然剩余的行程的一种特别准确的可行的方法。在此该行程范围是根据能力所及的所有方位上的多个可能的路线或者相对于一个预先定义的目的地来提供的。
在根据本发明的解决方案的一个有利的发展中，该计算机装置在计算仍然可能的行程中将以下这些参数中的至少一项考虑在内：车辆特性、车辆状态、天气、车辆重量、舒适度类型、能量储能器的状态。特别是，就这些车辆特性而言，该计算机装置可以额外地将多个子参数考虑在内，例如像，效率水平、轮胎的摩擦损耗、空气动力学的阻力、等等，其结果是提供了一个精细分支的网络，这允许仍然可能的行程的特别精确以及准确的估算。当然，另外的子参数(例如像，空调系统上的多个设置值、车辆电池年龄、等等)在此也可以被考虑在内并且被包括在仍然可能的行程的计算中。
在根据本发明解决方案的另一个有利的实施方案中，已经达到由该驾驶者限定的这些驾驶性能限制的事实是在触觉上(例如通过一种加速器踏板特征曲线(Fahrpedalkennlinie))和/或在视觉和/或用听觉上指示的。与此同时，例如，一个加速器踏板的特征曲线可以进行适配的方式为使得所设置的这些驾驶性能(即预设的最大可允许的加速度或速度)是通过一个同样可变的止动器的位置来显示的。通过压这个位置，当然还可以要求相对高的驾驶性能，例如用于超车驾驶操作。一种如此的但恒定的止动器(Anschlag)可以根据常规的操作控制概念被知晓为与踏板踩下(kick-down)的方式相类似。优选地，在旅程过程中行程的预测在此是不断地重新计算并且针对(例如)相对于最大可允许的加速度或者相对于最大可允许的速度已改变的限制来进行适配。
本发明的进一步的重要特征和优点将从附图中以及从基于附图的这些图形的相关说明中显现出来。
当然，以上提到的这些特征以及仍将在以下说明的特征不仅能够在对应的组合中使用，而且还可在其他组合中使用或者单独地使用而不脱离本发明的范围。
在这些附图中展示了本发明的多个优选的示例性实施方案并且将在以下说明中对它们进行更详细地说明，其中相同的参考符号是与相同的或相似的或功能上相同的部件相关的。
附图说明
这些附图均以示意图的方式示出：
图1示出了根据本发明的用于在机动车辆中估算行程的方法的流程；
图2示出了用于设置最大行程与最高性能水平之间比例的操作控制元件的多个可能的实施方案；
图3是在预先限定目的地以及机动车辆行程不够的情况下的一个导航装置的图示；
图4是如同图3的一个图示，但是带有超过目的地的可供使用的剩余行程；并且
图5示出了没有相关的预设目的地时在地图上的行程。
具体实施方案
根据图1，根据本发明用于估算机动车辆(特别是电动车辆或混合动力车辆)的行程的方法具有以顺序或并行的方式运行的多个方法步骤A到H。在方法步骤A中，首先检测机动车辆中携带的能量的量值，例如油箱的含量或者车辆电池的充电状态。在方法步骤B中，然后由驾驶者限制驾驶性能，例如其形式为最大可允许的速度和/或最大可允许的加速度的限制。在方法步骤C中，然后例如由一个导航装置检测该机动车辆周围的这些道路特征分布，特别是海拔高度分布和/或道路类别。为了估算机动车辆的行程，在此重要的是知道机动车辆是否随后将优选在高速路、乡村道路或联邦高速路或者甚至仅在次要道路上行进，并且知道必须克服的海拔高度的差值。与方法步骤C平行，驾驶者还可以(例如)通过定义一种希望的驾驶类型，例如“轻柔型”、“正常型”或“运动型”来选择驾驶性能的限制。可替代地，可以由驾驶者从之前的旅程中记录的数据来限定行驶类型。具体地讲，在行驶类型的情况下，该系统被驾驶者定制为用于再生。还可想像的是由驾驶者限制发动机的最大可允许的转矩。所有这些可以在方法步骤D中发生。在方法步骤H中，然后一个计算机装置至少在已实行的限制、所检测到的这些道路特征分布以及仍然可供使用的能量的量值的基础上来计算该机动车辆的一个仍然可能的行程，并且优选地将其显示在如图3至图5所展示的一个导航装置的屏幕上。通过根据本发明的方法，因此首次有可能使驾驶者通过多个特定的性能预设值来单独地影响最大的仍然可能的行程。
此外，该计算机装置能够在这些方法步骤E、F、G......中、在仍然可能的行程的计算中考虑多个另外的参数，例如像，多项车辆特性、车辆状态、天气、舒适度类型和/或能量储能器的状态。就这些车辆特性而言，具体地讲，有可能的是将车桥系统的效率、传动系的损耗、车桥系统和/或轮胎的损耗、摩擦阻力和滚动阻力、空气动力学的特征值以及由舒适度系统、辅助系统和/或安全系统所要求的能量考虑在内。可能的舒适度系统具体是多种能量集中的装置，例如像，空调系统或电取暖系统。就车辆的状态而言，有可能具体地将其维护状态、磨损水平、可能的损坏、发动机和变速器的温度、有效载荷、车辆寿命以及延伸件(例如像车顶箱、自行车架或类似物件)考虑在内。此外，在该计算中还可以包含天气，特别是光线条件、外部温度和降水、风以及道路状况。最后但并非最不重要的是，能量储能器的状态，即例如年龄、充电状态或者车辆电池的温度(特别是在电动车辆的情况下)也是显著影响最大可能行程的一个因素。当然上述清单不声称是完整的，因此在此未提及的多个另外的参数也可以被包括在仍然可能的最大行程的计算过程中。在此背景下，关于该行程的可获得的信息越多(例如还有交通状态、海拔高度数据、速度限制等等)，则产生的预测值就越精确。
根据图2，在此以转动开关的方式示出一个操作控制元件1或者以滑件形式示出一个操作控制元件2，通过该操作控制元件可以设置一个在最大的可能的行程max R与最高的可能的性能水平max P之间的一个权重比值。在此这些操作控制元件1、2可以用机械的方式或者仅作为一个触摸屏来实施。当然，还有可能的是通过这种操作控制元件1、2来设置最大可允许的速度或者最大可允许的加速度。
根据本发明的方法的构思在此通过这些驾驶性能的限制(特别是最大可允许的速度和/或最大可允许的加速度并通过由驾驶者预先设置或限制后者)来影响该行程。这使之可能间接地通过这种设置来设定一个所希望的行程，其中，由这些性能限制的选择中得出的这些预测的行程可以被显示在一个导航装置3上(参见图3至图5)。总而言之，这允许驾驶者通过限制行驶性能来增加机动车辆的行程，以便(例如)达到他选择的目的地，以便维持行程储备或者简单地仅是为了节省能量。
在图2中所展示的这些操作控制元件1、2在此允许在最大可能的行程max R与最大可能的性能水平max P之间进行权衡，其中在最大可能的行程max R的情况下，驾驶性能或最大可允许的速度或最大可允许的加速度相应地被降低。于是通过操作控制元件1、2设置的权重系数可以通过适当的特征曲线来重新计算，以便执行最大可允许的速度或最大加速度。可替代地，还可想像使最大可允许的速度或最大可允许的加速度直接以km/h或者m/s2来设置或者还另外作为最大加速度的百分比来设置并输入。
可以在触觉上，例如通过一种加速器踏板特征曲线，和/或在视觉和/或在听觉上指示出已经达到了由该驾驶者限定的这些驾驶性能限制的事实。与此同时，操作控制概念能够以与踏板踩下类似的方式来展示，如同在自动变速器中使用的情况类似。在此优选地对加速器踏板特征曲线进行适配，其方式为所设置的这些驾驶性能水平通过止动器的位置来显示。通过压下止动器，可以要求相对高的驾驶性能水平、或者最高的驾驶性能水平，例如用于超车驾驶操作。在此带有可变压力点(停止点)的一个加速器踏板构成了改变该加速器踏板特征曲线的一种令人感兴趣的替代方案。优选地在旅程过程中不断地更新行程的预测值，其中，还可以在旅程过程中改变预先定义的驾驶性能水平。
图3是导航装置3的一个图示，其中机动车辆位于带三角符号的位置处。一个目的地旗帜标记出了通过导航装置3设置的目的地，其中，在执行了用于估算行程的方法之后可以确定，仍然存在于车里面的能量量值不足以到达该目的地。
相比之下，图4展示了带有一定量值的能量的机动车辆，其能量如此多以至于它毫不费力地到达该目的地并且仍有超过这个目的地的剩余的行程。根据图5，根本没有预先输入目的地，这样在这种情况下该方法仅计算出了一个最大的可能行动范围，该最大的可能行动范围当然取决于这些预设的驾驶性能水平、对应的道路特征分布以及仍然存在于车里面的能量的量值。例如，仍然可能的行动范围的参差不齐的边缘在此是从这些单独的道路的不同的海拔高度分布而得出的。
当然，根据图1所展示的方法还可以通过进一步确定未说明的参数，例如通过车辆内部和外部的传感器(car-2-x、TMC、Galileo、GSM)，被增量地细化，并且被包括在最大可能的行程的计算中。当然还可想像的是能够记录并评估以前的旅程并且从其中获得多个另外的计算参数。
为了减少行驶过程中的进一步的能量要求，还可以安排，给驾驶者提供有待供应的多种显示和/或其他的驾驶指令。导航装置3优选在此能够在路线上用颜色或者象征性地显示该行程、能够指示与允许的最大速度相比较的设置速度、能够进行路线时间以及必要的充电时间的计算并且能够对应地将其显示出来、还能够显示作为最快的路线与最短的路线的替代方案的能量最优的路线、并且例如能够在计划充电站处提供连接至一些能够提供多种休闲时间可能性的一个链接。

Claims (9)

1.一种通过在机动车辆中所携带的并且可以被检测的能量的量值对该机动车辆的行程进行估算的方法，其特征在于，
-一位驾驶者限制了对于一个舒适度系统的一个最大可允许的速度和/或一个最大可允许的加速度和/或一个最高的性能水平，
-对该机动车辆周围的多种道路特征分布、特别是海拔高度分布和/或道路类别进行检测，
-一个计算机装置至少在已经实行的限制、所检测到的这些道路特征分布以及仍然可供使用的能量的量值的基础上计算并显示一个仍然可能的行程。
2.如权利要求1所述的方法，
其特征在于，
该驾驶者通过定义一种所希望的驾驶类型，例如“轻柔型”、“正常型”或者“运动型”和/或发动机处的最大可允许的转矩来限制该驾驶性能。
3.如权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
该计算机装置在计算该仍然可能的行程中将以下参数中的至少一项考虑在内：车辆特性、车辆状态、天气、舒适度类型、能量储能器的状态。
4.如权利要求3所述的方法，
其特征在于，
在计算该仍然可能的行程中还将这些单独参数的至少一个相关联的子参数考虑在内，
车辆特性：效率，传动系的损耗，车桥系统和/或这些轮胎的损耗，空气动力学特征值，由舒适度系统、辅助系统和/或安全系统——例如像收音机、空调系统、取暖系统——所要求的能量，
车辆状态：发动机和变速器的温度、维护状态、磨损、负载、车顶延伸件，
天气：白天或夜晚、外部温度、降水、风、道路状态，
舒适类型：空调系统和/或收音机、照明系统的设置、额外系统的使用，
能量储能器状态：年龄、充电状态、温度。
5.如权利要求1至4之一所述的方法，
其特征在于，
已经达到由该驾驶者限定的这些驾驶性能限制的事实是在触觉上，例如通过一种加速器踏板特征曲线，和/或在视觉和/或在听觉上指示的。
6.如权利要求1至5之一所述的方法，
其特征在于，
由该计算机装置计算出的最大行程被显示在一个导航装置(3)上。
7.一种具有用于估算行程的装置的机动车辆，该机动车辆包括：
-一个检测装置，用于检测机动车辆中所携带的能量的量值，
-一个输入装置(1，2)，通过该输入装置驾驶者输入一种驾驶性能的限制，
-一个导航装置(3)，该导航装置检测该机动车辆周围的多种道路特征分布，特别是海拔高度分布或道路类别，
-一个计算机装置，该计算机装置至少在已经被实行的限制、所检测到的这些道路特征分布以及仍然可供使用的能量的量值的基础上来计算一个仍然可能的行程。
8.如权利要求7所述的机动车辆，
其特征在于，
该机动车辆被实施为：一种电动车辆、一种由内燃发动机驱动的机动车辆、或者一种混合动力车辆。
9.如权利要求7或8所述的机动车辆，
其特征在于，
该导航装置(3)被设计为用来显示该仍然可能的行程。
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