专利名称：具有电机驱动的车辆的可到达范围的管理的方法以及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及基于车辆的能量消耗模型、可供使用的能源量以及街道数据库，用于具有电机驱动的车辆的可到达范围管理的方法。此外，本发明涉及用于具有电机驱动的车辆的可到达范围管理的装置，具有导航系统、车辆控制装置和对车辆的驾驶员的反馈单元。
背景技术：
对于具有电机驱动的车辆，如电动车辆、混合或燃料电池车辆的驾驶员的主要限制在于与传统的车辆相比明显受限的可到达范围，该可到达范围是具有电机驱动的车辆能够行驶的距离。当(恰是)电机地驱动的车辆由于能量不足而停止时，该类车辆不像具有传统的内燃机的机动车一样具备简单的加燃料的可能。因此，可到达范围管理和告知驾驶员关于行驶目的地的可达到性具有重大意义。存在不同的用于示出车辆的当前的可到达范围的方法，其中包括最小的或平均的可到达范围的文字数字的表示，以及在地图表示中突出当前可达到的空间区域。同样地，已知在具有数字街道地图的导航系统中显示所输入的导航目的地的可达到性。由于具有电机驱动的车辆的明显地较小的可到达范围和当前较长的充电时间，由于担心车辆的停止，可预期对于驾驶员而言的可接受度损失。从驾驶员观点看，不但当前目的地的可达到性是重要的，而且充电站或加燃料站或具有连接至电流连接端的接口的地点的时间上后续的可达到性也是重要的。DE 102006034408A1公开了借助于具有数字街道地图的导航系统，用于将具有内燃机的车辆的驾驶员从车辆的当前位置引导至行驶目的地的方法。对此，可得到用于车辆的驱动的燃料存量，其中根据该燃料存量以及消耗特性确定车辆的可到达范围。该导航系统确定在所确定的可到达范围之内的由车辆的当前位置至行驶目的地的路线，这使得燃料存量的补足成为了可能。在此，导航系统将驾驶员引导至行驶目的地，其中根据所驶过的路程段和关于燃料的补足量的信息确定消耗特性。在此，不使用在车辆的车载电气系统上的导航装置而根据车辆和/或驾驶员确定车辆的余下的可到达范围。
发明内容
本发明的任务是给出用于具有电机驱动的车辆的可到达范围的管理的改善的方法和改善的装置，其中应该为车辆的驾驶员提供了迄今为止缺失的、关于时间上在当前目的地或行驶目的地之后的充电站或加燃料站的可达到性的信息。通过根据权利要求1的用于具有电机驱动的车辆的可到达范围的管理的方法；根据权利要求9的计算机程序，尤其是用于导航系统的计算机程序；以及根据权利要求10的用于具有电机驱动的车辆的可到达范围的管理的装置来解决本发明的任务。由各自的从属权利要求给出本发明有利的设计方案。依据本发明的可到达范围的管理-方法基于车辆的能量消耗模型、在车辆中可供使用的能源量以及优选的数字街道数据库、优选导航系统或装置的数字街道数据库。根据本发明，进行车辆可行驶的行驶路段的可到达范围的估计并将其以目的地的肯定的、可能的和/或否定的可达到性为形式输出给车辆的驾驶员。通过具有街道数据库的导航系统和与其交换信息的车辆控制装置(Vehicle Control Unit)的共同作用来进行可到达范围的估计，其中得出在到达目的地之后的参考点的继续的可达到性。在此，导航系统优选地通过电气或光的数据线与车辆控制装置通信连接或导航系统与车辆控制装置无线地通过无线电通信交换数据。依据本发明的可到达范围管理-装置包括导航系统或装置、车辆控制装置 (Vehicle Control Unit)以及对车辆的驾驶员的信息的反馈单元。在此，该装置借助于街道数据库、车辆的能量消耗模型以及可供使用的能源量得出车辆可行驶的行驶路段的可到达范围的估计，其中反馈单元以肯定的、可能的和/或否定的目的地的可达到性为形式将可行驶的行驶路段输出给车辆的驾驶员。在此，导航系统优选地通过电气或光的数据线或通过无线电通信与车辆控制装置交换信息，其中能够如此地执行可到达范围的估计，即能够得出在到达目的地之后的参考点的继续的可达到性。优选地能够借助于反馈单元输出参考点的可达到性。本发明反应了驾驶员的需求，能够总是达到有关的充电或加燃料位置，并且使得驾驶员不用担心车辆停止，因为驾驶员总是被告知，其是否能够找到充电或加燃料位置以及在哪里能够找到充电或加燃料位置。根据本发明，这尤其能够为住所实现，因为在住所能够借助于经济的再充电简单地并且方便地对电动车辆充电。依据本发明的方法能够在已存在的车辆的可到达范围的管理中被实现。此外，还能够以依据本发明的装置转换传统的可到达范围的管理。下面将阐述优选的实施形式，其无需限制驾驶员的利益，就限制了用于计算行驶目的地的肯定的、可能的以及否定的可达到性的导航系统的所需的计算能力。依据本发明的方法能够被优选地转换为计算机程序或计算机程序产品，尤其用于导航系统的计算机程序或计算机程序产品，其中计算机程序具有程序代码，用以执行该方法。该程序代码被存储在例如机器-或计算机可读的载体上。本发明计算时间上或根据路段在激活的目的地或一个或多个潜在的目的地之后的参考点的可达到性，这些目的地被存储在优选地在导航系统中的优选地分离的目的地存储器中。参考点能够在车辆中被明确地说明作为下一个充电或加燃料过程的地点。依据本发明的方法和依据本发明的装置或依据本发明的系统用于估计时间上或地点上在一个或多个所限定的目的地之后的参考点的继续的可达到性，以及用于至驾驶员的反馈，其中通过能量消耗模型估计目的地和参考点的继续的可达到性，能量消耗模型基于车辆的能量消耗、以及基于具有街道数据库的导航系统，并且街道数据库是优选地以数字地图为形式的， 必要时通过附加信息来补充街道数据库。在此，如此地将导航系统与车辆控制装置连接，以使得两个单元能够互相交换数据。除了一个或多个目的地之夕卜，优选地对每个目的地限定唯一的参考点。然而，对每个目的地限定两个或多个参考点也是可能的。在此，能够使用下面的用于确定参考点的方法，其中能够通过使用者改变参考点的确定的方法。参考点例如是作为“家”或住所存储的地点或由驾驶员明确地输入的参考点，例如工作地点或充电或加燃料位置。此外，至少直至接下来的行程的行驶开始之前，应用存储在存储器中的关于行程的出发点的地点信息是可能的。在此，能够计算在车辆上次停止与车辆重新启动之间的时间。在车辆的停止时间足够短的情况下，忽略出发点，以便确保对于在具有多个段的行程期间的期望的或非期望的短暂的停止(堵塞)的容错。在此，尤其地，停止时间能够将过夜的停止时间包括在内，这提高了在车辆的重新启动后再次回到出发点的概率。如果优选的参考点是已知的，其尤其是最近的有关的充电站，例如预先预定的充电站或在车况不好的情况下的回收站、或加燃料位置。此外，参考点能够是系统认识的参考点，其在例如从前的充电或加燃料过程等的情况下认识地点信息。该认识过程能够考虑到星期几和时间，以便获悉驾驶员的习惯的行为，例如充电行为。附加地，能够预测下次行程的可能的参考点，其中驾驶员当然能够变化该参考点。此外，优选地，参考点是必要时相应的参考点的列表中的可最佳地达到的地点的参考点，其中该参考点能够被明确地反馈至使用者。不同的参考点能够被存储在特有的参考点存储器中，其优选地被设置在导航系统中，其中为行程各自选择当前有效的参考点。存储在目的地存储器中的地点能够被作为参考点使用，其中同样地，目的地存储器优选地被设置在导航系统中。在激活的目的地导航的情况下，优选地在在达到目的地之后的参考点的继续的可达到性估计的情况下(也)一直考虑当前目的地。尤其地，驾驶员获得关于在目的地之后的参考点的可达到性的可视的或视觉的反馈，例如在导航地图中，在必要时所布置的导航系统的图形页中和/或仪表盘中。可视的反馈能够具有激活的目的地导航，也能够不具有激活的目的地导航，其中能够选择各自不同的显示。能够尤其当不再能够可靠地达到目的地或相关的参考点时，听觉地支持参考点的可视化。并不时间上连续地进行在目的地之后的一个或多个参考点的可达到性的计算，而是以较大的规律的间隔、由触发信号触发地进行在目的地之后的一个或多个参考点的可达到性的计算，以便保持系统中的小的计算负担。区分时间受控地触发，例如每隔5分钟，和事件受控地触发，例如对于相对较高的电能量消耗的激活或禁止。还能够通过驾驶员的要求或交通状况的改变来执行可达到性的新的计算，这优选地同样地通过相应的触发信号转换。如果在预先规划的或限定的目的地之后的参考点被识别为不能够被达到，则能够开始其他的动作，例如示出附近的充电站或加燃料站、或视频地和/或音频地示出关于参考点的不可达到性的驾驶员信息。在此，在通用的表示中，例如在导航地图中，优选地将目的地存储器的目的地的可达到性的示出与总的可到达范围半径结合起来。为了在慢的系统启动时，例如在车辆启动时的导航系统的长的启动阶段中，也能够立即向驾驶员提供关于目的地和参考点的继续的可达到性的信息，能够预先计算在目的地存储器中的多个目的地的继续的可达到性以及上次激活的或另外地确定的，例如认识的或限定的参考点的继续的可达到性，并且将其存储在非易失性存储器中，并且在车辆启动时将其立即地读取并且示出。如果参考点相应于激活的目的地导航的目的地，则随后尤其地省略继续的可达到性估计。
下面将根据所附的附图借助于实施例进一步解释本发明。示意图中图1示出了依据本发明的方法的实施形式的方框图，同样地将根据其进一步解释
6依据本发明的装置的实施例；图2示出了在反馈单元的图示中的、以目的地的可达到性的通用的分类实现的依据本发明的可到达范围或可达到性的估计；以及图3示出了具有两个箭头用于反馈单元的图形化输出元素，该箭头根据目的地或参考点的可达到性能够被不同地示出。
具体实施例方式根据本发明，参见图1，可到达范围的反馈将被如此地扩展至具有电机驱动的车辆，例如电动车辆、混合或燃料电池车辆的驾驶员，即，例如在激活的目的地导航的情况下， 除了通知目的地的可到达性，或例如在无目的地导航的情况下，除了通知多个目的地的可达到性之外，还总是通知驾驶员充电或加燃料设施的时间上后续的可达到性。该信息提高了驾驶员在当前目的地之后总是还能够将车辆行驶至充电或加燃料位置的可靠性。在此， 应该给予驾驶员如此地可能性，即可在当前的行驶目的地之后，估计在下文被描述为参考点的该类地点的可达到性。由此，使得驾驶员能够在可到达范围的估计中将至参考点的回程考虑在内，该回程例如在行程的出发点和目的地之间有明显的高度差的情况下是重要的，因为在去程和回程上的各自的能量消耗互相显著地不同，或使得能够为驾驶员给出在当前的目的地或行驶目的地之后应该达到或能够达到的另一充电或加燃料位置。优选地，为此，在额外地设置的目的地存储器、所谓的参考点存储器、尤其是在导航装置中的所谓的参考点存储器中，对目的地存储器中的每个目的地限定参考点，将至少一个参考点限定为在目的地之后待达到的其他的行驶目的地。随后对该参考点执行可到达范围的估计，其得出目的地和接着的待达到的参考点的可达到性。即，继续地或顺序地进行可到达范围的估计，其中计算并且输出目的地和参考点的后续的可达到性，其尤其能够可视地实现并且必要时能够由音频地支持实现。尤其地通过反馈单元以通过导航系统或仪表盘的可视反馈的形式实现该输出。图 2以可达到性的分类的形式的通用的可到达范围的表示示出了可达到性信息的结合，其中优选地不通过导航系统实现目标导航。如图3所示，此外，尤其地，同样地，无需通过导航系统的激活的目的地导航而实现目的地和参考点的可达到性的分离的反馈是可能的，其中根据目的地的可达到性-左边箭头-和参考点的可达到性-右边箭头，能够将箭头相应地上色。绿色用于可靠的，即肯定的达到，黄色用于不可靠的，即可能的达到，以及红色用于不可达到，即否定的达到。此外，同样地，在没有激活目的地导航的情况下，能够实现目的地存储器的目的地的列表，在该目的地之后，能够可靠地(肯定)、可能地或不能(否定)达到参考点。在激活目的地导航的情况下，优选地是，例如在导航系统的所设置的图形页中、在仪表盘等中输出关于参考点的可达到性的于导航地图分离的反馈。随后，对于行驶开端和在行驶期间，自动地并且以有规律的间隔和/或在确定的合理的时间点上进行目的地和参考点的可达到性的估计。此外，优选地使用车辆的蓄能器或电池的当前充电状态(State of Charge) 0此外，根据导航系统的街道数据库(参照下文)使用从当前的车辆位置起至在目的地存储器中和在参考点存储器中限定的目的地和参考点可供使用的路线信息。依据本发明，导航系统至少以有规律的间隔计算从当前的车辆位置至在目的地存储器中和在参考的存储器中限定的目的地和参考点的路线，并且此外借助于车辆的能量消耗模型和当前的充电状态来计算至行驶目的地预计所需要的能量消
^^ ο对此，导航系统与车辆的车辆控制装置连接，其中两个装置互相交换信息。在此， 优选地，导航系统和车辆控制装置或车辆控制设备交换电气或光信息。在此，设置至少一个单向连接，其始于车辆控制装置，告知导航系统充电状态。替代充电状态，能够使用任意的其他值，只要其表示还可供使用的可到达范围或车辆的能源量。在燃料电池车辆的情况下， 其能够完全地是还可用的燃料或动力燃料的量，其能够换算成用于燃料电池车辆的电动机的在电气能量中的燃料电池的特性数。因为不断地计算在街道网路中的多个目的地和参考点的可达到性可能引起导航系统的高的计算负担，所以本发明的设计方案被如此构造，即以合理的时间间隔进行可达到性的新的计算。这能够通过用于新的计算的触发信号的应用而实现。这能够时间受控地实现，例如，每隔3或5分钟，或事件受控地实现，例如对于相对较高的电能量消耗的激活或禁止。还能够通过驾驶员的要求或交通状况的改变来执行可达到性的新的计算，这优选地同样地通过相应的触发信号转换。因为在导航系统的系统启动时，能够持续一段时间，直到导航系统如此地运转起来，即能够进行可到达范围的估计，在极端情况下持续大于1分钟的时间，在优选的实施形式中，在车辆的停止和/或离开的情况下，在导航系统的停止之前进行目的地和参考点的可达到性的计算并且将结果存储在非易失性存储器中，例如闪存、硬盘、SD卡或U盘中。随后，在导航系统的重新启动时，这个上次的结果能够被作为第一信息立即反馈至驾驶员。然而，如果车辆在此期间充电或加燃料，则该信息应该被抑制。如此地构建本发明的实施形式，即在充电过程结束之后，同样地进行自动的可到达范围的计算并且将结果存储在非易失性存储器中，以便在车辆启动时可立即使用该结果。下面将根据图1进一步解释在其中示出的方框图。参见图1左边，首先必要时进行自动的目的地输入和/或通过用户或车辆的驾驶员在相关的目的地存储器中更改。这能够例如是额外地输入的目的地或参考点；收藏点；上次行驶过的、必要时所选择的行驶目的地和/或最常行驶过目的地或参考点。接着，借助于可供使用的(余下的)能源量，基于车辆的能量消耗模型以及街道数据库执行相关的目的地和分配给其的参考点的可到达范围的估计。这以有规律的间隔和/ 或根据触发信号(参加上文)进行，其中将可到达范围的估计的结果提供给反馈单元。优选地，反馈单元是导航系统的一部分。然而，反馈单元被集成在车辆的其他装置或控制板中也是可能的。例如，将反馈单元集成在仪表盘中是有利的。优选地，在车辆控制装置中计算用于可到达范围的估计的能量消耗模型，随后该车辆控制装置以适合的方式将车辆的还可供使用的(余下的)可到达范围输出至导航系统。随后，导航系统完成可到达范围估计并且得出目的地和参考点的可达到性并且将其以适合的形式通过反馈单元输出至驾驶员。然而，仅仅在导航系统中计算可到达范围的估计也是可能的，其中随后能量消耗模型被实现在导航系统中。随后该导航系统仅需要以下信息，即还具有多少可供使用的电能或还能够通过燃料电池而无需再充电或加燃料产生多少电能。在该实施形式中，随后从车辆控制装置至导航系统的单向连接是足够的，这向导航系统长期地或以确定的时间间隔地提供该信息。此外，根据本发明，不仅计算并且输出目的地和参考点的可达到性是可能的，而且还可计算并且输出，车辆以在此期间再充电或加燃料是否能够再次驶回出发点或驶向其他行驶目的地。街道数据库可被理解为是至少数字地图，其被提供给导航系统。街道数据库能够以本发明的优选的方式不仅包含地理信息，而且还包含关于相关的街道段和交通状况的当前状态数据。即，街道数据库能够包含补充的信息，如可供使用的堵塞或交通状况讯息，其通过数据通道被提供至导航系统或其地图材料。这能够通过交通信息，例如交通信息信道 (Traffic Message Channel)讯息实现。此外，街道数据库能够包括附加信息，其例如能够从所测量的关于车辆或驾驶员的行驶习惯的数据的统计分析，例如平均行驶速度中获得。附加地，能够以驾驶员特定的方式补充街道数据库，即考虑了驾驶员的行驶习惯(驾驶员特定的加速和制动过程，速度(市区内、市区外、高速公路)等)。此外，已被相关的驾驶员行驶过的街道段能够被如此地考虑，即认为相同的驾驶员以类似的方式行驶过相同的街道段。
权利要求
1.用于具有电机驱动的车辆的可到达范围的管理的方法，其基于所述车辆的能量消耗模型、可供使用的能源量以及街道数据库，其中实现由所述车辆可行驶的行驶路段的可到达范围的估计，并以所述车辆的驾驶员的目的地的可达到性为形式实现所述可行驶的行驶路段的输出，其特征在于通过具有街道数据库的导航系统和通过与所述导航系统交换信息的车辆控制装置如此地执行所述可到达范围的估计，即得出在到达所述目的地之后的参考点的继续的可达到性。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目的地是由所述驾驶员当前输入的目的地或者是已经存在于目的地存储器中的目的地，以及将一个或多个参考点分配给每个目的地，其中通过所述继续的可到达范围的估计得出优选的一个目的地和参考点的可达到性或多个目的地和参考点的可达到性，其中优选地，通过所述驾驶员手动地、通过所述街道数据地图自动地和/或通过电信服务自动地执行所述一个或多个参考点至目的地的分配。
3.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，所述参考点是被存储为住处的地点、由所述驾驶员输入的地点、时间上在所述车辆的相对较长的停止时间之后的行程的出发点、位于邻近于目的地的充电站或加燃料站、由系统认识的地点和/或来自参考点的列表中的最佳的待达到的地点，其中所述参考点被存储在优选地属于所述导航系统的参考点存储器中。
4.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，所述驾驶员被可视地告知参考点的可达到性，其中在没有激活所述导航系统的目的地导航的情况下，将参考点的所述可达到性在所述可达到性的通用的分类中、作为分离的反馈和/或在所述目的地的列表中必要时与所属参考点一起来通知给所述驾驶员，和/或在激活所述导航系统的目的地导航的情况下，将参考点的所述可达到性作为与所述导航系统的导航地图分离的反馈来通知给所述驾驶员。
5.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，通过触发信号触发地执行所述继续的可达到性估计，其中触发信号优选地以有规律的、预先规定的时间间隔；在电气负荷激活和/或禁止的情况下；通过所述驾驶员的要求和/或交通状况的变化而被输出。
6.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，在确定的参考点的否定的可达到性的情况下，通知所述驾驶员附近可达到的充电站或加燃料站，和/或所述驾驶员被视觉地和/或听觉地告知所述确定的参考点的所述否定的可达到性。
7.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，在所述车辆停止之后或充电或加燃料过程之后，执行所述方法，其中所述继续的可达到性估计的信息被存储在非易失性存储器中，在所述车辆的重新启动时读取该存储器。
8.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，如果所述参考点与由所述导航系统的激活的目的地导航的所述目的地相同，则不执行所述方法或所述继续的可达到性估计。
9.具有程序代码的计算机程序，尤其是用于导航系统的计算机程序，所述程序代码用于当所述计算机程序在计算机上实施时，执行根据权利要求1至8中任意一项所述的方法。
10.用于具有电机驱动的车辆的可到达范围管理的装置，具有导航系统、车辆控制装置以及对所述车辆的驾驶员的反馈单元，其中根据街道数据库、所述车辆的能量消耗模型以及可供使用的能源量进行所述车辆可行驶的行驶路段的可到达范围的估计，并且所述反馈单元以目的地的可达到性的形式向所述车辆的所述驾驶员输出所述可行驶的行驶路段，其特征在于，所述导航系统与所述车辆控制装置交换信息，并且能够如此地执行所述可达到性的估计，即能够得出在到达所述目的地之后的参考点的继续的可达到性，其中能够借助于所述反馈单元输出所述参考点的所述可达到性。
全文摘要
本发明涉及用于具有电机驱动的所述车辆的可到达范围的管理的方法，其基于车辆的能量消耗模型、可供使用的能源量以及街道数据库，其中实现由所述车辆可行驶的行驶路段的可到达范围的估计，并以所述车辆的驾驶员的目的地的可达到性为形式实现所述可行驶的行驶路段的输出，其中通过具有街道数据库的导航系统和通过与所述导航系统交换信息的车辆控制装置如此地执行所述可到达范围的估计，即得出在到达所述目的地之后的参考点的继续的可达到性。
文档编号B60W40/00GK102248946SQ20111009250
公开日2011年11月23日 申请日期2011年4月8日 优先权日2010年4月8日
发明者A·恩格斯伯格, B·伦特尔, F·科比拉, G·施蒂布纳, M·莱克, T·毛斯巴赫, W·珀克米勒 申请人:罗伯特·博世有限公司