显示出电动行驶工况的续驶里程的导航装置和具有导航装置的汽车的制作方法

显示出电动行驶工况的续驶里程的导航装置和具有导航装置的汽车的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种导航装置，该导航装置显示出用于汽车的电动行驶工况的续驶里程，所述导航装置具有：分析处理装置，用于求得至少一个用储存在所述汽车的能量储存装置中的能量在当前行驶工况模式中预计仍可走过的最大的续驶里程；以及显示装置，用于显示道路地图(30)，在所述道路地图上显示通过所求得的所述至少一个最大的续驶里程限定的动作范围的边缘(44)。要提供续驶里程显示，所述续驶里程显示可以以低投入匹配于不同类型的道路地图。图形处理装置基于待显示的道路地图(30)的图形数据产生所述道路地图(30)的具有相对于地图平面(38)高度错位的区域(36)的显示，其中，所述高度错位区域(36)的边缘(44)的走向相应于所述动作范围的边缘(44)的走向。
【专利说明】显示出电动行驶工况的续驶里程的导航装置和具有导航装 置的汽车

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种具有用于汽车的电动行驶工况的续驶里程显示的导航装置。属于 本发明的也有一种相应的汽车。导航装置具有分析处理装置，用于求得预计用储存在汽车 的能量储存装置中的用于电驱动装置的能量在当前行驶工况模式中预计仍可走过的最大 的续驶里程。用于显示道路地图的显示装置为此显示通过所求得的最大的续驶里程限定的 动作范围的边缘。

【背景技术】
[0002] 根据本发明的汽车可包括具有内燃发动机和电动机的混合动力驱动系统或纯电 动驱动系统。结合混合动力行驶驱动装置，对于电动行驶工况在此理解为，电动机产生驱动 功率的全部或至少一部分。具有混合动力驱动装置或纯电动驱动装置的汽车在电动行驶工 况中通常比仅仅借助于内燃发动机或化石燃料驱动的汽车具有较小的续驶里程。出于此原 因非常重要的是，使驾驶员在电动行驶工况中敏感察觉有限的续驶里程，以便所述驾驶员 匹配其驾驶行为并且或者低消耗地驾驶或者及时地驶向充电站以对能量储存器充电。为了 对此予以保证，需要持续地且尽可能精确地显示当前仍供使用的用剩余能量仍可走过的行 驶路段。
[0003] 为此已经公知，在导航装置的显示用于路线规划的道路地图的显示装置上也显示 通过如基于剩余量的电能预计仍可走过的最大续驶里程得到的动作范围的边缘。该边缘在 此具有不规则的走向，以便向驾驶员通知与行驶路段相关的最大续驶里程。例如在行驶速 度均匀的情况下在高速公路上的消耗比行驶通过城市地区低得多，在所述城市地区汽车例 如在信号灯处经常必须停住并且又加速。此外，消耗例如也可与周围环境的地势、驾驶员的 驾驶风格和气象相关。
[0004] 动作范围的可能情况下不规则的边缘在所显示的道路地图上必须可很好地识别 并且尤其明显地凸显于道路交通网的在道路地图上显示的其余元素、即例如高速公路和地 方公路。否则可能会发生：驾驶员在短暂观察显示装置时将应表示动作范围的边缘的线例 如视为道路。线颜色和线类型的选择因此必须与所显示的道路地图的图形数据相协调。对 于图形数据组在此意义下在此理解为这样的数据：基于所述数据显示关于预给定范围的确 定的道路地图并且所述数据确定颜色和/或纹理与道路交通网的不同组成部分（例如高速 公路、地方公路）和地理信息（例如森林地区、建成地区）的确定对应关系。例如存在用于 道路地图的图形数据组，所述图形数据组一方面匹配于白天行驶并且另一方面匹配于夜间 行驶。另外的例子是交通地图和例如可用Google-Earth?互联网服务的图像素材制成的 基于卫星图像的地图。此外，景区或者说与道路邻接的地区也可视缩放级而定用其它颜色 显不。
[0005] 现在为了基于这种图形数据组产生这样的道路地图的显示--在所述道路地图 上也显示动作范围的边缘，例如用于表示动作范围的边缘的线的颜色必须与图形数据组的 调色板相协调。如果使用新的图形数据组来显示确定的道路地图，则相应地也必须将用于 显示动作范围的边缘的显示装置匹配于新的图形数据组。


【发明内容】

[0006] 本发明所基于的目的在于，在汽车中提供用于电动行驶工况的续驶里程显示，所 述续驶里程显示可以以小的投入匹配于不同形式的道路地图。
[0007] 所述目的通过根据权利要求1的导航装置和根据权利要求10的汽车来实现。根 据本发明的导航装置的有利的扩展构型通过从属权利要求来给出。
[0008] 根据本发明的导航装置以已经描述的方式具有分析处理装置，所述分析处理装置 用于求得如用储存在汽车的电能量储存装置中的能量预计仍可走过的最大的电动的续驶 里程。能量储存装置例如可涉及动力电池或用于燃料电池的运行介质的储备容器。分析处 理装置在最简单情况下可涉及信号输入，所述信号输入被设计用于例如由汽车的控制器接 收最大的续驶里程相关的数据。但分析处理装置也可包括处理器，所述处理器被布置用于 例如基于汽车本身的另外的运行数据求得最大的续驶里程。尤其是可使用本身公知的分析 处理装置。
[0009] 此外，导航装置具有显示装置，所述显示装置用于显示道路地图，在所述道路地图 上显示通过所求得的最大的电动的续驶里程限定的动作范围的边缘。显示装置例如可涉及 屏幕或平视显示单元，借助于所述平视显示单元可将显示例如投影在挡风玻璃上。
[0010] 根据本发明，现在附加地设置有图形处理装置，分析处理装置通过所述图形处理 装置与显示装置耦合。所述图形处理装置被设计用于由分析处理装置接收关于动作范围的 边缘的走向、即关于动作范围的形状的数据并且由所述数据并且基于待显示的道路地图的 图形数据、即确定的图形数据组产生道路地图的具有相对于道路地图的地图平面高度错位 的区域的显示。换言之，道路地图不是被平面地显示，而是存在高度错位区域，所述高度错 位区域伸出超过道路地图的显示平面或伸入到平面中，即高台、拱形或下沉或谷。所述高度 错位区域的边缘的走向在此相应于动作范围的边缘的走向或者说末端。换言之，在道路地 图上作为高度错位区域显示动作范围，汽车可用剩余量的电能预计仍可在所述动作范围中 运动。相应地，根据本发明的导航装置的显示装置也被设计用于对于续驶里程显示而言显 示所述具有高度错位区域的道路地图。
[0011] 根据本发明的导航装置具有优点：不需要转换图形数据组的颜色编码或匹配通过 图形数据本身表示的结构的对比度来在显示装置上可很好识别地显示动作范围的边缘的 走向。因此，可与所选择的道路地图形式（用于白天行驶、夜间行驶的地图或卫星图像的显 示）无关地附加地显示动作范围的所求得的边缘。这通过专门的所配备的处理装置来实 现，所述处理装置作为输入参数接收动作范围的边缘的走向数据和图形数据组并且由此产 生显示数据。
[0012] 在根据本发明的导航装置中尤其是提出，所求得的最大的续驶里程涉及当汽车的 能量消耗不超过预确定的最高消耗值时用汽车由当前位置起至多仍可走过的路段。因为能 量消耗仅可估计，所以在此通常涉及如在最有利的行驶方式下得到的值。在此有利的是，驾 驶员也被警告：在消耗较大的行驶方式下或在使用另外的电部件的情况下续驶里程可能较 小。优选分析处理装置因此被设计用于在假设最有利的消耗情况中求得所述至少一个最大 的电动的续驶里程，在所述最有利的消耗情况中汽车的平均消耗相应于预确定的第一消耗 值。在此可基于直到完全消耗掉能量汽车可走过的续驶里程。也可提出，取代完全消耗，基 于直到确定的剩余储备的消耗。附加地，在此于是也求得用于至少一个较不利的消耗情况 的续驶里程，在所述较不利的消耗情况中平均消耗相应于第二消耗值，所述第二消耗值大 于第一消耗值。所述另外的续驶里程当然小于用于最有利消耗情况的第一续驶里程。由这 样得到的路段差于是由仅当平均消耗低于第二消耗值时才可达到的目的地的集合形成警 告区。通过求得这种警告区而得到优点，在预计能量消耗时可考虑不可测知性。
[0013] 为了将这种不可测知性可很好识别地显示给驾驶员，以便驾驶员可相应匹配其驾 驶行为及其路线规划，导航装置的一个扩展构型提出，在高度错位区域中，相应于警告区的 子区域、即例如下沉或高台的边缘具有比处于由警告区形成的条带内部的子区域、即下沉 底部或高台平面取值大的坡度/斜率。所述内部的区域也可在平均消耗比第二消耗值大的 情况下可靠地达到。
[0014] 因为根据本发明的导航装置现在非常柔性地基于不同的图形数据组实现续驶里 程显示，所以一个符合目的的扩展构型提出，在导航装置的存储器中存储有关于道路地图 的不同的图形数据组并且处理装置被设计用于根据控制信号选择用于在显示装置上产生 显示的图形数据组。不同的图形数据组尤其是至少涉及下列道路地图之一：为了夜间行驶 在颜色上匹配的道路地图、为了白天行驶在颜色上匹配的道路地图、在颜色或显示上使确 定的道路类型突出的道路地图、由卫星图像或航空影像形成的道路地图。如已所述，在根据 本发明的导航装置中可毫无问题地在图形数据组之间转换，而为此也无需匹配用于显示动 作范围的机理。
[0015] 尤其是导航装置现在也可具有接收装置，用于接收用于道路地图的新的未知的图 形数据组。例如接收装置可包括CD-Rom驱动器，通过所述CD-Rom驱动器可读取具有不同 图形数据组的存储媒介。接收装置也可被设计用于通过移动无线电通信从互联网接收图形 数据组。根据本发明的导航装置当然具有优点：基于不同的图形数据组形成的道路地图的 显示始终可补充以续驶里程显示，所述续驶里程显示可被驾驶员很好地识别并且容易地解 译。
[0016] 在根据本发明的导航装置中，毫无问题的也可以是，分析处理装置被设计用于与 行驶路段相关地求得动作范围的边缘，即，使动作范围的边缘的不规则的走向也基于可如 何通过求得多个用于不同行驶路线的最大续驶里程。不成形的边缘在此例如通过引入预计 的交通流量和/或地理障碍（湖/海、山等）而得到。
[0017] 为了求得最大续驶里程和/或用于较不利消耗情况的续驶里程，根据本发明的导 航装置的一个实施形式提出，分析处理装置根据下列方面至少之一求得用于汽车的能量消 耗的预告：道路类型（例如地方公路或高速公路）、周围环境的地势（例如山地或平原）、驾 驶员的所观测的驾驶行为（例如不均匀的行驶速度或均匀的驾驶）、气象（例如下雪情况、 下雨或干燥天气）、例如可通过交通广播或通过互联网连接而求得的通过当前交通数据描 述的交通流量、外部温度、道路的摩擦系数。通过外部温度尤其是在汽车的空调设备和加热 装置电动运行时限制供真正的电动行驶工况使用的能量。道路的摩擦系数例如可通过汽车 本身或与该汽车例如通过车对车通信而连接的其它汽车的电子稳定系统（ESP:电子稳定 程序）来求得。通过考虑所述方面，可较精确地确定最大的续驶里程值和警告区。
[0018] 如已所述，属于本发明的还有一种汽车，所述汽车的特征在于，所述汽车具有根据 本发明的导航装置的实施形式。

【专利附图】

【附图说明】
[0019] 下面借助于具体实施例再次更详细地描述本发明。附图表示：
[0020] 图1根据本发明的汽车的优选实施形式的示意性视图，
[0021] 图2?6根据图1的汽车的电动行驶工况的各一个续驶里程显示，如其可通过汽 车的导航装置产生的那样。

【具体实施方式】
[0022] 图1中示出了汽车10,所述汽车例如可涉及轿车。轿车10可具有一个电动机12 或多个电动机作为行驶驱动装置。附加地可提供内燃发动机用于混合动力驱动。电动机12 在所示的例子中通过能量储存装置14供给电能。能量储存装置例如可涉及动力电池或具 有所属的运行介质容器的燃料电池堆。在汽车10中也提供导航装置16。导航装置16包括 显示装置18例如屏幕、控制显示装置18的处理装置20、存储有关于多个道路地图的图形数 据的存储器22和分析处理装置24。
[0023] 通过导航装置16向汽车10的（未示出的）驾驶员在显示装置18上显示关于汽 车10的周围环境的道路地图。图2至图6中示例性示出了可由导航装置16在显示装置18 上显示的可能显示。在道路地图上除了真正的道路网之外还显示关于剩余的最大续驶里程 的信息。最大续驶里程限定动作范围，在所述动作范围内，至少当驾驶员直接通过道路网驶 向任意目的地时驾驶员可通过汽车10在使用电动机12作为驱动装置的情况下用储存装置 14中剩余的能量到达该目的地。为了产生所述显示，通过分析处理装置24由位置求得装置 26例如GPS接收器（GPS:GlobalPositioningSystem)接收描述汽车10的当前位置的信 号。此外，分析处理装置24由能量储存装置14接收涉及能量储存装置14中仍存在的能量 的数据。此外，分析处理装置24例如也可与电动机12耦合，以便例如由电动机12的（未 示出的）控制器接收涉及电动机12的当前能量消耗或迄今平均消耗或能量消耗值在预确 定时间段上的时间走向的数据。数据传输例如可通过CAN总线28(CAN:ControllerArea Network)来进行。
[0024] 分析处理装置由所接收的数据求得用于最大续驶里程的值、即用剩余能量或用所 述剩余能量的预确定部分预计仍在当前行驶工况模式中、即在同样地使用电动机12用于 驱动时仍可走过的路段。续驶里程在此与行驶路段相关地进行，为此，分析处理装置由存储 器22接收涉及在汽车10周围的道路交通路网的数据。附加地，分析处理装置24还求得当 为了求得最大电动续驶里程而基于的平均消耗被超过时所得到的另外的续驶里程值。
[0025] 分析处理装置24将涉及与行驶路段相关地求得的最大续驶里程的数据和关于在 平均消耗较高时得到的较小的续驶里程的数据传输给处理装置20。处理装置20也与存储 器22耦合并且由存储器22接收关于待显示的道路地图的图形数据。通过图形数据例如确 定：何颜色配置给对应的待显示的道路类型以及例如应如何显示森林地带（纹理和颜色）。 由存储器22的数据得到的道路地图通过处理装置根据由分析处理装置24接收的数据来改 变，以便在显示单元18上与续驶里程显示相组合地显示道路地图。所述显示包括可供使用 的电动续驶里程本身的三维显示。电动续驶里程通过三维的拱形或凹形来表示，其中，所选 择的地图形式（3D或2D)、地图颜色（白天或晚上）以及地图类型（标准，具有绘入的交通 流量，卫星图像）既不必在颜色上也不必以对比度改变，以便集成真正的续驶里程显示。
[0026] 为此，下面借助于图2至图6示例性描述可如何通过导航装置16将不同的续驶里 程显示集成在不同形式的道路地图中。
[0027] 图2中示出了道路地图30,所述道路地图示出了围绕汽车10的当前位置34的周 围环境中的交通路网32。道路地图30用高度错位区域36来表示，所述高度错位区域在此 作为高台伸出超过道路地图30的地图平面38。高度错位区域36在图2的例子中具有高台 平面40和下降的边缘区域42。边缘区域42的宽度相应于通过汽车10从当前位置34起 仅在汽车10对能量的平均消耗低于预确定的消耗值的条件下可达到的区的宽度。边缘区 域42由此是警告区。而高台平面40的地图区域表示（必要时以最短路径经过道路网32) 以较高的平均消耗值仍可驶到的目的地。下降区域42的宽度与可以以何可靠度求得能量 消耗相关。为了求得平均消耗，可通过分析处理装置24来考虑：通过何道路类型可到达对 应的目的地，何高度差可被克服，驾驶员如何驾驶汽车10,道路上存在何交通流量，存在何 气象和何外部温度，或者各个道路区段具有何摩擦系数。尤其是分析处理装置也可与汽车 10的另外的电消耗器耦合，以便也检测其也由能量储存装置14满足的能量消耗以及可予 以分析处理。
[0028] 高度错位区域36的外边缘44限定这样的范围，在所述范围中通过汽车10用剩余 的能量（或剩余的能量减去剩余储备）在最有利的消耗情况下可驶到任意目的地。换言之， 仅当平均消耗在驶到处于边缘44上的目的地时相应于预确定的最小消耗值时，边缘44才 可被汽车10达到。边缘44由此是在完全消耗时或在一直消耗到最小剩余储备时最大的续 驶里程。边缘44在此与行驶路段相关地被求得，因此，所述边缘在道路地图30上具有不规 则的走向。
[0029] 高台平面40的边缘46可在基于第二平均消耗值的情况下求得。通过使用高台作 为高度错位区域36,在此得到优点：在最简单情况下在基于仅两个平均消耗值的情况下已 经可确定下降区域42。
[0030] 图3中示出了道路地图30的一种显示，其中，续驶里程显示包括呈拱形或隆起形 式的具有圆整的下降区域42'的高度错位区域36'。通过以拱形形式显示高度错位区域 36'得到优点：在下降区域42'中可更精确地描述还可用剩余的能量达到确定目的地的 可能性。
[0031] 图4中对于通过呈下沉或谷的形式的高度错位区域36"进行续驶里程显示的情 况示出了道路地图30。所述显示对于驾驶员可被直观地理解，因为驾驶员获得印象：以汽 车10前行在下降区域42"中变得"较难"。这对于驾驶员直观地提供印象：能量储存装置 中的备用能量在下降区域42"中将用尽。
[0032] 图5中示出了具有下沉作为高度错位区域36"的道路地图30。附加地，关于交通 流量的信息呈符号48的形式叠加在道路地图30上。出于清楚原因，仅一些符号设置有参 考标号。与符号48的形状和颜色无关，对于驾驶员可通过高度错位区域36"始终简单地识 别续驶里程显示。这在具有高台或拱形的其它实施形式中也有效，而在此无需对此进行解 释。
[0033]图6中示出了道路地图30'，所述道路地图基于其它图形数据组，所述图形数据 组基于例如卫星数据形成。用于道路地图30'的图形数据组也可存储在存储器22中并且 例如由驾驶员通过导航装置16的（未示出的）操作元件的相应的选择菜单来选择。续驶 里程显示在图6的例子中又通过呈下沉形式的高度错位区域36"集成在道路地图30'中。 尽管使用与前述例子中不同的图形数据组（参见图1至图5)，对于驾驶员在用于道路地图 30'的图形数据组的情况中与高度错位区域36"相同的下沉的显示形式也可另外很好地 作为续驶里程显示。换言之，续驶里程显示不必匹配于所使用的图形数据组或者反之不必 根据所使用的续驶里程显示来选择图形数据组。因此例如如果驾驶员在夜间驾驶并且因此 道路地图的对比更明显的显示是有利的时--关于所述道路地图相应的图形数据组可存 储在存储器22中，也可自动地变换图形数据组。续驶里程显示可保持，由此，驾驶员不被扰 舌L
[0034]总体而言，通过例子表明，不需要转换道路地图的迄今流行的颜色编码或对比度 来将续驶里程显示集成在道路地图中。"下沉"/ "谷"的方案可被驾驶员特别简单地解释， 因为驾驶员获得印象：用车辆的当前可供使用的电能虽然可驶上谷的处于周围的壁（下降 区域42")，但决不可驶出越过上边缘44"。
[0035]通过下降区域42、42'、42"向驾驶员总体上显示警告区，在所述警告区中由于技 术引起的误差而在预告平均消耗时得不保证：驾驶员可以可靠地达到该区域中的目的地。
【权利要求】
1. 一种导航装置（16)，该导航装置显示出用于汽车（10)的电动行驶工况的续驶里程， 具有 -分析处理装置（24)，用于求得利用储存在汽车（10)的能量储存装置（14)中的能量 在当前行驶工况模式中预计仍能驶过的至少一个最大续驶里程，以及 -显示装置（18)，用于显示道路地图（30,30')，在所述道路地图上显示通过所求得的 所述至少一个最大续驶里程限定的动作范围的边缘（44,44")， 其特征在于： 设置有图形处理装置（20)，所述分析处理装置（24)通过所述图形处理装置与所述显 示装置（18)耦合，所述图形处理装置被设计用于接收关于所述动作范围的边缘（44,44") 的走向的数据并且基于待显示的道路地图（30,30')的图形数据产生道路地图（30,30') 的一视图，道路地图（30,30')的该视图具有相对于地图平面（38)高度错位的区域（36， 36'，36")，其中，所述高度错位的区域（36,36'，36")的边缘（44,44〃）的走向相应于 所述动作范围的边缘（44,44")的走向，其中，显示装置（18)被设计用于显示具有高度错 位的区域（36,36'，36")的道路地图（30,30')。
2. 根据权利要求1的导航装置（16)，其特征在于：所述高度错位的区域（36,36'， 36")包括隆起（36')或高台（36)或下沉（36")。
3. 根据权利要求1或2的导航装置（16)，其特征在于：所述分析处理装置（24)被设计 用于：在存在最有利的消耗情况的假设下求得所述至少一个最大续驶里程，在该最有利的 消耗情况下汽车（10)的平均消耗一直相当于预确定的第一消耗值直到能量被完全消耗或 直到预确定的剩余储备，所述分析处理装置被设计用于附加地针对至少一个较不利的消耗 情况求得一续驶里程，在该较不利的消耗情况下平均消耗相当于第二消耗值，所述第二消 耗值大于第一消耗值，并由此确定出仅当平均消耗低于第二消耗值时才可达到的警告区。
4. 根据权利要求3的导航装置（16)，其特征在于：所述高度错位的区域（36,36'， 36")在一相当于警告区的子区域（42,42'，42")中具有比在由所述警告区包围并且在 比第二消耗值大的平均消耗下也能达到的子区域（40)中取值大的坡度。
5. 根据上述权利要求任意之一的导航装置（16)，其特征在于：在所述导航装置（16)的 存储器（22)中存储有不同的图形数据组并且所述处理装置（22)被设计用于根据控制信号 选择用于产生所述视图的图形数据组。
6. 根据权利要求5的导航装置（16)，其特征在于：对于下列道路地图（30, 30')至少 之一存储有图形数据组：在颜色上针对夜间行驶进行适配的道路地图、在颜色上针对白天 行驶进行适配的道路地图（30)、在颜色或显示上使确定的道路类型突出的道路地图（30)、 由卫星图像或航空影像形成的道路地图（30')。
7. 根据权利要求5或6的导航装置（16)，其特征在于：设置有接收装置，用于接收用于 道路地图（30,30')的图形数据组。
8. 根据上述权利要求任意之一的导航装置（16)，其特征在于：所述分析处理装置（24) 被设计用于：通过针对不同的行驶线路求得多个最大续驶里程而与行驶路段相关地求得动 作范围的边缘（44,44〃）。
9. 根据上述权利要求任意之一的导航装置（16)，其特征在于：所述分析处理装置（24) 根据下列方面至少之一求得用于所述汽车（10)的能量消耗的预告：道路类型、周围环境的 地势、所观测到的驾驶员驾驶行为、气象、通过当前交通数据描述的交通流量、外部温度、道 路的摩擦系数。
10. -种汽车（10)，具有根据上述权利要求任意之一的导航装置（16)。
【文档编号】B60L11/18GK104380048SQ201380033319
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年6月19日 优先权日:2012年6月23日
【发明者】J·赫斯特雷 申请人:奥迪股份公司