CN102211582A - 具有电动机驱动的车辆的可到达范围管理的方法以及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于具有电动机驱动的车辆的可到达范围管理的方法，其基于所述车辆的能源消耗模型、可供使用的能源量以及道路数据库，其中，实现所述车辆的可行驶的行驶路程的可到达范围估计以及以所述车辆的驾驶员的至少一个行驶目标的可达性的形式的所述可行驶的行驶路程的输出，并且，通过具有道路数据库的导航系统以及通过与其交换信息的车辆控制装置来根据至少一个已存在的和指定的行驶目标执行所述可到达范围估计。

Description

具有电动机驱动的车辆的可到达范围管理的方法以及装置
技术领域
本发明涉及一种用于具有电动机驱动的车辆的可到达范围管理的方法，其基于所述车辆的能源消耗模型、可供使用的能源量以及道路数据库。此外，本发明还涉及一种用于具有电动机驱动的车辆的可到达范围管理的装置，其具有导航系统、车辆控制装置以及用于所述车辆的驾驶员的反馈装置。
背景技术
对于诸如电动车辆、混合动力或燃料电池车辆的具有电动机驱动的车辆的驾驶员来说，主要限制在于相对于传统车辆明显受限制的可到达范围，具有其电动机驱动的所述车辆能够返回该可到达范围。如果该(恰是)电动机驱动的车辆由于能源缺乏而停止，在该车辆中不存在如同在具有常规的内燃机的机动车中的简单的加油可能性。因此，可到达范围管理和关于行驶目标的可达性的、驾驶员的信息具有很大的重要性。
对于车辆的当前的可到达范围的显示，存在不同的方案，最小的或者平均的可到达范围的文字数字的表示以及在地图表示中对当前可到达的空间区域的突出。同样已知的是在具有数字道路地图的导航系统中所输入的导航目标的可到达性的表示。对于没有明确的目标输入的情况，目前缺乏潜在地与驾驶员相关的行驶目标的可达性的信息，其中，出于计算能力不足以及视觉表示的原因而不能合理地实现所有可能路线的计算和可到达的道路路段的表示。
DE 102006034408A1公开了一种用于借助于带有数字道路地图的导航系统来从车辆的当前位置起至行驶目标引导带有内燃机 的车辆的驾驶员的方法。为此获得用于车辆驱动的燃料储备，其中，根据该燃料储备和消耗特性确定车辆的剩余可到达范围。导航系统基于车辆的当前位置确定至在所确定的剩余可到达范围内的行驶目标的路线，该行驶目标使燃料储备的添加成为可能。在此，导航系统将驾驶员引导至该行驶目标，其中，根据可行驶的路段和关于燃料再添加量的信息确定消耗特性。在此，在导航系统没有访问车辆的车载电气系统的情况下，依赖于车辆和/或驾驶员地确定车辆的剩余可到达范围。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种用于具有电动机驱动的车辆的可到达范围管理的改进的方法和改进的装置，其中，可到达范围管理应该在没有激活的导航目标导向的情况下就能考虑与驾驶员相关的行驶目标的可达性。
本发明的任务通过根据权利要求1的用于具有电动机驱动的车辆的可到达范围管理的方法、根据权利要求9的尤其用于导航系统的计算机程序以及根据权利要求10的用于具有电动机驱动的车辆的可到达范围管理的装置得以解决。从属权利要求中给出了本发明有利的改进方案。
依据本发明的可到达范围管理方法基于车辆的能源消耗模型、车辆中可供使用的能源量以及优选为数字的道路数据库，优选为导航系统或导航装置的道路数据库。根据本发明实现了车辆的可行驶的行驶路程的可到达范围估计以及以车辆的驾驶员的至少一个潜在的行驶目标的肯定的、可能的和/或否定的可达性为形式的该可行驶的行驶路程的输出。通过具有道路数据库的导航系统和与之交换信息的车辆控制装置(Vehicle Control Unit)来根据至少一个已存在的和指定的、潜在的行驶目标和可供使用的能源量实现可到达范围估计。在此，导航系统优选通过电的或光学的数据导线与车辆控制装置通信连接，或者其通过无线连接无线地交换数据。
依据本发明的可到达范围管理装置包括导航系统或导航装置、车辆控制装置(Vehicle Control Unit)以及用于车辆的驾驶员的信息的反馈装置。在此，该装置根据道路数据库、车辆的能源消耗模型以及可供使用的能源量，获得车辆的可行驶的行驶路程的可到达范围估计，其中，反馈装置将该可行驶的行驶路程以至少一个行驶目标的肯定的、可能的和/或否定的可达性的形式输出至车辆的驾驶员。在此，导航系统优选通过电的或者光学的数据导线或者通过无线连接与车辆控制装置交换信息，其中，根据至少一个已存在的和指定的、潜在的行驶目标，可到达范围估计是可执行的。
本发明说明了在没有激活的导航目标导向的情况下显示与驾驶员相关的行驶目标可达性的解决方案。在此，能够在尤其是电动车辆的车辆的已存在的可到达范围管理中实施依据本发明的方法。此外，借助于依据本发明的装置也能够实现当前的可到达范围管理。下面对优选的实施方式进行阐述，该优选的实施方式在不限制驾驶员的使用的情况下，限制导航系统的用于计算行驶目标的肯定的、可能的和否定的可达性所需的计算能力。优选地，在尤其是用于导航系统的计算机程序或计算机程序产品中实现依据本发明的方法，其中，该计算机程序具有用于执行该方法的程序代码。该程序代码例如被存储在机器或者计算机可读的载体上。
本发明将存储在用于可达性估计的目标存储器中的行驶目标的可达性反馈给驾驶员，而无需在行驶开始前明确的操控输入，例如激活的目标导向的启动。本发明处理关于由其指定数量的、包括中途目标在内的潜在的行驶目标的可达性的驾驶员的安全需求，并且不会由于在每次行驶开始前输入需求而为驾驶员带来的额外的负担。
用于获得预先指定的行驶目标的可达性的依据本发明的方法和依据本发明的装置或者依据本发明的系统与目标存储器一起工作或者拥有目标存储器，其中，通过反馈装置实现将可到达范围估计的结果反馈至驾驶员。在此，通过能源消耗模型估计可达性，该能 源消耗模型基于电动机驱动的车辆的能源消耗以及带有道路数据库的导航系统，优选地，该道路数据库以数字地图的形式并且必要时补充以附加的信息。导航系统与车辆控制装置如此连接，即两个装置能够单向或者双向地相互交换信息。优选地，目标存储器是分离的目标存储器，其包含用于继续的可到达范围估计的行驶目标，并且被认为是用于可达性估计的目标存储器。
优选地，如果驾驶员放弃明确地输入目标至导航系统，那么执行该方法，其中在用于可达性估计的目标存储器中存储有至少一个行驶目标。在此，通过可到达范围估计访问用于可达性估计的目标存储器。在一个优选的实施方式中，在导航系统内执行可到达范围估计，其中，导航系统根据车辆控制装置的关于用于车辆驱动所可供使用的能源量的信息来获得行驶目标的可达性。
在本发明的一个实施方式中，驾驶员或者用户能够确定一个或多个存在的目标存储器——收藏、最经常的、最后的、预先确定的行驶目标或类似的——以用于可达性估计的，其中用于可达性估计的目标存储器包含这样的行驶目标，即要对这些行驶目标执行依据本发明的可达性估计。优选地，如此实施导航系统的目标存储器，即能够在另一个目标存储器中标记应该为之生成和显示的行驶目标。因此，驾驶员例如能够如此实施包含多个收藏的收藏-目标存储器，其中该驾驶员能够在该存储器中为用于可达性估计的目标存储器而标记随后应该对之进行可达性估计的那些行驶目标。
优选地，驾驶员收到关于在用于可达性估计的目标存储器中的行驶目标的肯定的、可能的和/或否定的可达性的可视的或视觉的反馈。这能够例如以导航地图的形式、在导航系统的必要时所设计的图形页上和/或借助于仪表盘来实现。但是，听觉的或者听觉辅助的反馈也是可能的。优选地，可达性的计算在时间上不是连续地、而是以较大的规则的间隔地发生。
这尤其通过触发信号来实现，以便最低限度地保持所涉及的系统或者所涉及的装置中的计算负担。在一个实施方式中有三个触发 信号，其能够是可组合的。时间控制地、例如每5分钟地输出第一触发信号。此外，能够通过一触发信号来实现可达性的重新估计，这尤其是发生在启用和/或停用诸如空调装置或者加热装置的相对比较大的电气的能源消耗装置时。但是，也能够应用与地区有关的触发信号，例如，当识别到未被测绘到的斜坡时。此外也能够应用代表驾驶员要求或者交通状况变化的触发信号。
如果预编程的行驶目标被识别为不能到达，这由此指示否定的可达性，那么就能够开始其他的动作，例如显示周围的充电站或者加燃料站，或者关于行驶目标的非可达性的听觉的和/或图形的驾驶员信息。在用于可达性估计的目标存储器中的行驶目标的可达性的显示能够在诸如导航地图的共用的表示中与车辆的总的可到达范围半径组合在一起。此外，能够以以下的形式实现计算和给驾驶员的显示，即用于可达性估计的目标存储器中的行驶目标的全部或者部分是否是总体地可达的。
这例如是在自例如居所出发的星形的可达性的情况下；即由起点出发的多个行驶的可执行性，必要时包括在没有中间时间的充电或者加油的情况下返回起点或者从已到达的行驶目标继续行驶至其他行驶目标，例如由家至幼儿园和/或学校，从那儿至工作场所并且在之后的回家路上经过购物中心。这例如能够实现为行驶目标之间的可执行的、必要时经分配优先级的车道的表示。
为了在缓慢的系统启动时，例如在车辆启动时的导航系统在时间上较长的启动过程中，也立刻将可达性信息给予驾驶员，能够预先、也就是在车辆的先前的停放时来计算可达性并且将其存储在诸如闪存、硬盘、SD卡或者U盘的非易失性存储器中，并且在车辆启动后立刻将其读出并且显示。
在此，能够首先在车辆停放时、时间上在导航系统和车辆控制装置关闭之前实现预先计算的触发；例如在驾驶员离开车辆时、或者时间上在导航系统或车辆控制装置为关闭而请求一内部的信号之前。此外，在车辆的充电或加油过程结束后或者中断时触发预先计 算也是可能的。假如充电过程是自动进行的，例如借助于时间控制的充电，那么当充电过程结束或者被中断，必要时能够为此而唤醒导航装置。
附图说明
在唯一的、示意性的图中示出了依据本发明的方法的实施方式的方框图，其中，下面为此详细解释其过程和依据本发明的装置的实施例。
具体实施方式
本发明的基本构想在于，诸如电动车辆、混合动力或燃料电池车辆的具有电动机驱动的车辆的驾驶员能够在专门设计的目标存储器中、尤其是导航装置的所谓用于可达性估计的目标存储器中指定多个行驶目标，为此，以规则的间隔、根据诸如电气消耗装置的接通和/或断开的确定的时间的触发器或者触发信号、自动地生成行驶目标的可达性，并且将可达性的当前状态反馈给驾驶员。
根据本发明，驾驶员能够将诸如回家、工作场所、学校或幼儿园、购物中心等对其典型的、经常驶向的行驶目标持久地存在用于可达性估计的特别的存储器中，和/或将其在通常的或其他目标存储器中标记，其中，然后这些所标记的行驶目标形成用于可达性估计的特别的存储器或者被复制至其中。
然后，在行驶开始以及行驶过程中自动地并且以规则的间隔和/或在确定的合理的时间点(参看上文)进行行驶目标的可达性估计。为此优选地，应用车辆的蓄电池或电池的当前充电状态(State of Charge)。此外，根据导航系统的道路地图库(参看下文)采用由当前车辆位置起至用于可达性估计的目标存储器中所指定的行驶目标的可用的路线信息。依据本发明，导航系统至少以规则的间隔计算由当前车辆位置起至用于可达性估计的目标存储器中所指定的行驶目标的路线，并且此外借助于车辆的能源消耗模型和当前的电池 状态计算至行驶目标的预计所需的能源消耗。
为此，导航系统与车辆的车辆控制装置相连接，其中，这两个装置相互交换信息。在此优选地，导航系统和车辆控制装置或车辆控制单元电气地或光学地交换信息。在此，设置至少一个单向连接，其来自于车辆控制装置地通知导航系统关于充电状态的信息。作为充电状态的替代，还可以应用任意其他的值，只要其代表车辆的还可供使用的可到达范围或能源量。在燃料电池车辆中，这一定是还存在的燃料的或者动力燃料的量，其能够通过燃料电池的特征值转换为用于燃料电池车辆的电动机的电能源量。
因为在道路网中的多个行驶目标的可达性的不断的计算会引起导航系统的高的计算负担，本发明的一个设计方案如此设计，即以合理的时间间隔实现可达性的重新计算。这能够通过用于重新计算的触发信号的应用而实现。这能够时间控制地实现，例如每3分钟或5分钟，或者事件控制地实现，例如在相对较大的电气能源消耗装置的激活和非激活时。还能够通过驾驶员的要求或者交通状况的改变来执行可达性的重新计算，这优选为同样通过相应的触发信号来实现。
因为从导航系统的系统启动直到导航系统大体上运转起来以致能够进行可达性估计需要一段时间，这在极端情况下需要超过1分钟，所以在优选的一个实施方式中，对于车辆的停放和/或离开，在导航系统关闭之前进行行驶目标的可达性的计算并且将结果储存在非易失性存储器中、优选为闪存中。
然后，此最后的结果能够在导航系统重新启动时立刻作为第一信息被反馈给驾驶员。然而，假如在中间时间对车辆充电或者加油，那么这些信息应该是被禁止的。本发明的一个实施方式被如此设计，即在充电过程结束之后同样实现自动地可到达范围获得并且将该结果存储在非易失性存储器中，以便在车辆启动时该结果立刻可供使用。
下面，根据附图进一步详细解释所示出的方框图。参看图的左 边，首先在导航系统中的用于可达性估计的目标存储器中实现必要时为自动化的目标输入和/或通过车辆的用户或者驾驶员进行的改变。这能够例如是特别地所输入的行驶目标、收藏、最后驶向的、必要时所选择的行驶目标和/或最经常驶向的行驶目标。
下面，基于车辆的能源消耗模型以及道路数据库、根据可供使用的(剩余的)能源量来执行用于可达性估计的目标存储器中的所有的或所标记部分的行驶目标的可到达范围估计。这以规则的间隔和/或根据触发信号(参看上文)来实现，其中，将可到达范围估计的结果提供给反馈装置，该反馈装置优选地通过可视的输出、必要时在听觉警告信号辅助下对驾驶员进行通知或警告。在此，此表示包括目标存储器的多个行驶目标的可达性。
优选地，反馈装置是导航系统的一部分。然而也可能的是，将反馈系统集成至车辆的其他装置或面板。有利地，例如将反馈装置集成至仪表盘。优选地，在车辆控制装置中计算用于可到达范围估计的能源消耗模型，然后车辆控制装置通过合适的方式将车辆的还可供使用的(剩余的)可到达范围输出至导航系统。然后导航系统结束可到达范围估计并且获得用于可到达范围估计的目标存储器中的目标的可达性并且将其以合适的形式通过反馈装置输出至驾驶员。在此，对于不充电或加油就不再可达的行驶目标被标记为例如红色，可能可达的行驶目标被标记为黄色以及确定可达的行驶目标被标记为绿色。
然而也可能的是，仅在导航系统中计算可到达范围估计，其中，在导航系统中实施能源消耗模型。由此，导航系统需要的只是关于在不充电或不加油的情况下还有多少电能源还可供使用或还能够由燃料电池产生的信息。在该实施方式中，从车辆控制装置至导航系统的单向的连接就足够了，车辆控制装置不断地或以确定的时间间隔地将该信息提供给导航系统。
此外，根据本发明还可能的是，不仅能够计算和输出用于可达性估计的目标存储器中的行驶目标的可达性，而且能够计算和输出 车辆在没有中间时间充电或加油的情况下是否还能够返回至其起点或驶向其他的行驶目标。依据本发明，这也能够被如此实现，即在驾驶员到达行驶目标后，输出充电站或加燃料站的可达性，也就是不再直接返回起点。这能够例如借助合适的图形元素来实现，如上所述，能够根据可达性相应地彩色地输出这些图形元素。
道路数据库能够被理解为被提供给导航系统的至少一个数字道路地图。在本发明的优选的实施方式中，道路数据库不仅能够包含地理信息，还能够包含关于所涉及的道路路段和交通状况的当前的状况数据。也就是说，道路数据库能够包含补充的信息，例如可供使用的堵塞或交通状况讯息，这些讯息通过数据通道被提供给导航系统或其地图资料。这例如能够通过交通信息例如交通信息频道讯息(TMC-讯息)来实现。
此外，道路数据库包含额外的信息，例如能够从关于车辆或者驾驶员的驾驶习惯的所测量到的数据的统计上的分析中获得的信息，例如平均行驶速度。此外，能够驾驶员特定地补充完善道路数据库，也就是说考虑驾驶员的驾驶习惯(驾驶员特定的加速和制动过程、速度(市内、市外、高速公路)等)。此外，能够如此考虑由所涉及的驾驶员已行驶的道路路段，即假设同样的驾驶员将以相似的方式行驶相同的道路路段。

Claims (10)

1.一种用于具有电动机驱动的车辆的可到达范围管理的方法，其基于所述车辆的能源消耗模型、可供使用的能源量以及道路数据库，其中，
实现所述车辆的可行驶的行驶路程的可到达范围估计以及以所述车辆的驾驶员的至少一个行驶目标的可达性的形式的所述可行驶的行驶路程的输出，其特征在于，
通过具有道路数据库的导航系统以及通过与其交换信息的车辆控制装置来根据至少一个已存在的和指定的行驶目标执行所述可到达范围估计。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
如果没有实现至所述导航系统的明确的目标输入，那么执行所述可到达范围估计，以及
将所述至少一个行驶目标存储在用于可达性估计的目标存储器中并且通过所述可到达范围估计来访问用于所述可达性估计的所述目标存储器。
3.根据上述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，借助于所述导航系统执行所述可到达范围估计，其中，
所述导航系统借助于关于可供所述车辆的所述驱动所使用的所述能源量的、所述车辆控制装置的信息来获得所述行驶目标的所述可达性。
4.根据上述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，将用于所述可达性估计的所述目标存储器作为分离的目标存储器放置在所述导航系统中，并且所述驾驶员或者使用者能够规定用于所述可达性估计的一个或多个目标存储器，其中，
用于所述可达性估计的优选的特定的目标存储器包括提前指定的行驶目标、多个最终驶向的行驶目标和/或最经常驶向的行驶目标。
5.根据上述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，触发地通过触发信号执行继续的可达性估计，其中，
优选以规则的、时间上预先规定的间隔、在电气消耗装置的激活和/或非激活时、通过所述驾驶员的要求和/或交通状况的变化来输出触发信号。
6.根据上述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，在用于所述可达性估计的所述目标存储器中识别到驾驶目标的否定的可达性时，通过所述导航系统输出充电站或加燃料站。
7.根据上述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，对于多个行驶或行驶路段的可行性，继续地为在用于所述可达性估计的所述目标存储器中的多个行驶目标执行所述方法。
8.根据上述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，根据所述车辆的停放或者充电或加油来执行所述方法，其中，将所述可到达范围估计的所述信息存储在非易失性的存储器中，在所述车辆的时间上后续的启动时读取所述非易失性的存储器。
9.一种计算机程序，其尤其用于导航系统，所述计算机程序具有程序代码，其用于当所述计算机程序在计算机上被实施时，执行根据权利要求1至8中任意一项所述的方法。
10.一种用于具有电动机驱动的车辆的可到达范围管理的装置，其具有导航系统、车辆控制装置以及用于所述车辆的驾驶员的反馈装置，其中，
根据道路数据库、所述车辆的能源消耗模型以及可供使用的能源量，实现所述车辆的可行驶的行驶路程的可到达范围估计，以及所述反馈装置将所述可行驶的行驶路程以至少一个行驶目标的可达性估计的形式输出至所述车辆的所述驾驶员，其特征在于，
所述导航系统与所述车辆控制装置交换信息，以及根据至少一个已存在的和指定的行驶目标，能够执行所述可到达范围估计。
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