专利名称：用于运行导航系统的方法以及用于汽车的导航系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的用于运行用于汽
车的导航系统的方法以及一种按权利要求13前序部分所述的用于汽 车的导航系统。
背景技术：
配备内燃机的汽车的运行与排放相关联，所述排放尤其在(比如 呼吸空气中的有害物质的)浓度较高时会对人类、动物和环境产生不 好的影响。出于这个原因，汽车设有技术装备，用于减少排放(如废 气、精细粉尘和噪声)。但是恰好在人口稠密的地区经常尤其在精细 粉尘负荷方面超过针对空气有害物质负荷的法律极限值，从而越来越 多地规定所谓的"环保地带，，，只能让有害物质特别少的汽车驶过所 述"环保地带"。为此，大多数汽车被划分为目前的四类(有害物质 等级)，其中设在这样的"环保地带"的边缘上的路牌表明，哪些汽 车按照其有害物质等级可以驶入所述环保地带以及哪些汽车不得驶 入所述环保地带。
为检查这样的规定，用不同颜色的标志给汽车进行标识，从这些 标志中可以看出分配给相应的汽车的有害物质等级。
所述方法的目的是，将交通道路网(道路网)的这样的处于具有 严重的排放负荷的地带(环保地带)中的地带和区域从这样的以显著 的方式助长了空气有害物质负荷的汽车的运行中解除出来。
在所描述的方法上，已经证实不利的是，尤其不熟悉地方情况的 交通参与者不了解所述环保地带的准确的地理位置并且因此在无意 之中且在违反禁令的情况下将其汽车驶入这样的环保地带，尽管相应 的汽车不具有为此所必需的有害物质等级。另一个缺点在于，汽车比 如混合动力汽车按运行方式(运行模式)具有不同的排放特性，该排 放特性无法通过唯一的有害物质等级与汽车之间的刚性的对应关系 来有意义地反映出来。
发明内容
因此，本发明的任务是，在遵守从环保地带和驾驶员的汽车的有害物质等级中产生的通行限制方面向所述汽车的驾驶员提供支持。在 此，本发明的另一项任务是，将具有不同的运行模式的汽车整合到环 保地带的方案中。
为解决所述任务，提出一种按权利要求1所述的方法和一种按权
利要求13所述的导航系统。
所述任务的解决方案在此提出一种用于运行用于交通道路网中 的汽车的导航系统的方法，其中所述交通道路网的至少一个地带设有 依赖于有害物质等级的通行限制，并且为汽车分配了至少一个有害物 质等级。在此首先在导航系统的数据库中保存着关于所述至少一个地 带的地理位置的信息以及关于对于在这个地带中有通行资格的汽车 至少要求的有害物质等级的信息，此外在导航系统的这个数据库或者 另一个数据库中至少输入关于配备着所述导航系统的汽车的至少一 个有害物质等级的信息。所输入的信息考虑用于目的地指引，其中只 要所述汽车的至少一个有害物质等级涉及所述地带中的依赖于有害 物质等级的通行限制，那就避免进入或者穿过所述地带的目的地指 引。通过这种方法来给汽车导航，从而遵守所述地带(环保地带)的 通行限制(通行禁令、封锁)，其中所述导航系统通过所使用的汽车 的有害物质等级与对于所述地带来说"允许的，，或者说"禁止的"有 害物质等级的比较来保证遵守法律规定。"有害物质等级"这个概念 在此通常是指用于排放的条件或者极限值，其中在涉及多个排放类型 (比如用于不同的气态的有害物质、噪声排放，但也包括实际的车重
等等)时要么可以将这些排放类型归纳为组合的有害物质等级，要么 可以作为单个有害物质等级分别单个地按照其极限值予以遵守。在后
一种情况下，如果(目前的)有害物质等级中的至少一个或者说汽车 的排放值中的至少一个与通行限制不匹配，则有利地避免进入环保地 带中的目的地指引。有待为第二步骤输入的关于汽车的有害物质等级 的信息可以通过不同的途径传输给导航系统或者说输入到导航系统 中，其中获得一种特别简单的途径的方法是，将这些信息手动输入到 导航系统中。获得一种舒适的替代方案的方法是，优选通过汽车侧的 数据总线通过电子途径将有害物质等级从汽车的信息存储器(比如发 动机管理系统或者汽车管理系统)传输给导航系统。尤其对于移动式 导航仪来说有利的是，将这些信息从与汽车相连接的信息存储器中无线地传输给导航系统。为此可以有利地使用RFID (无线射频识别) 应答器，该RFID应答器比如集成在由官方分配给汽车的有害物质标 志中。这样的标志(大多数标识为彩色的)本来就设有关于汽车的有 害物质等级的信息，因而除了所述标志的视觉作用之外也可以设置无 线的信息传输。当然也可以进行其它的无线电连接(比如根据蓝牙标 准IEEE 802.15.1 )或者比如借助于分配给导航系统的"条形码阅读 器"和所述标志上的相应的印字进行光学扫描。
此外，本发明的解决方案提出了一种用于汽车的导航系统，该导 航系统配设了用于交通道路网的数据库。导航系统的数据库在此构造 用于存储至少一种依赖于有害物质等级的、用于交通道路网的至少一 个地带的通行限制，此外导航系统设置用于存储至少一个分配给汽车 的有害物质等级，对于该汽车来说运行着所述导航系统。该导航系统
构造用于在至少一种分配给汽车的有害物质等级方面考虑用于所述 地带的依赖于有害物质等级的通行限制，其中在一些情况中避免驶入 和/或通过所述地带，在这些情况中汽车的至少一个有害物质等级相 应于通行限制。通过这样的导航系统来保证，相应于通行限制的有害 物质等级或者说被分配了这些有害物质等级的汽车不驶入所述地带 (环保地带)中，由此方便汽车驾驶员遵守法律规定。
按本发明的方法的改进方案在从属权利要求中得到说明。在此所 使用的特征及其优点按意义也可以应用到按本发明的导航系统上。
在一些情况中，行驶目的地处于所述地带之内并且由于在那里所 要求的有害物质等级汽车不得驶过该地带，在这些情况中可以有利地
将目的地指引到所述地带之外的停车场(比如"存车换乘 (Park-and-Ride )"停车场，车站或类似地点)，其中有利地尽可 能靠近地导航到所期望的目的地或者替代目的地(Ersatz-Zielort)。 这样的替代目的地可以通过导航系统比如根据行驶时间(行车时间 表)和行驶成本在公共的短途客运(6PNV)中来选择。在一些情况 中通往行驶目的地的直接的路径穿过一个地带，其中由于分配给汽车 的有害物质等级汽车不得驶过(通过)该地带，在这些情况中有利地 通过所述导航系统在避开这个地带的情况下算出行驶路线，并且将该 行驶路线用于目的地指引。由此也避免违反规定地驶入对具体的汽车 来说禁止的地带(环保地带)。可以通过以下方式来改进对交通流的控制，即对于所述地带来说 在不同的时间不同的有害物质等级被视为用于通行限制的标准，其中 在第三步骤中考虑在相应的行驶时间适用的与有害物质等级相关的 通行限制。只要提前确定这种时间上的关系或者说这种时间上的关系
相应于固定的时间上的网栅(Raster)，那么在第一步骤中所输入的 信息就可以具有依赖于白天时间的和/或依赖于工作日的或者其它的 时间信息，其中在第三步骤中考虑关于相应地有待应用于通行限制的 有害物质等级的、适用于相应的白天时间或者说相应的工作日的说 明。除了这种时间上的控制之外，也可以"动态地"比如有控制地通 过所述地带中的实际(当前)的有害物质负荷的定期或者持续的测量 来确定所要求的有害物质等级(最低有害物质等级)。在这种情况下， 有利地将关于在相应的时间适用的依赖于有害物质等级的通行限制 的信息和/或关于通行限制的变化的信息通过基于无线电的服务传输
的地指引。为^可以使用和用^交,通新闻广播(TMC-交通信1频道) 相类似或者相同的无线电方法。
所述方法可以有利地用于这样的汽车的运行，所述汽车设置用于 以至少两种不同的运行模式来运行，其中为每种运行模式分配了一个 (自己的)有害物质等级。为此，在汽车在具有依赖于有害物质等级 的通行限制的地带中运行时有控制地通过所述导航系统来选择一种 这样的运行模式，其所配属的有害物质等级规定了一种与通行限制相 一致的运行。尤其在作为所述汽车规定了具有用于用内燃机运行的第 一运行模式和用于用电动机运行的第二运行模式的混合动力汽车时 可以有利地使用这种方法。在此，通过所述导航系统在汽车驶入一个 地带中并且这个地带的依赖于有害物质等级的通行限制没有规定汽 车以第一运行模式进行运行，那就发出一个用于汽车的驱动技术的控 制指令用于切换到第二运行模式。在此有利地一直禁止使用第一运行 模式，直到汽车驶出这个地带；此外在此应该有利地使用"紧急情况 线路"，所述"紧急情况线路"也能够在这个地带之内实现内燃机的 例外的运行。通过这种方法，可以在这个地带之外借助于内燃机来运 行汽车，由此可以在交通道路网的这样的区域中给电池或者说蓄电池 充电，在这些区域中可以或者说允许运行内燃机。另一方面，几乎完全可以使由汽车引起的排放远离特别敏感的区域比如具有严格限制 的环保地带"(零排放地带)"如疗养区、停车场和医院、地下车库、 步行区或类似场所的区域上的道路。
也可以有利地考虑多种排放类型，由此比如在噪声敏感的地带中 自动地避免高的引起高的噪声排放的发动机转速。在这样的地带中也 可以相应自动地抑制声学的报警装置(喇叭、警笛、警报器)，因为 在降噪的地带中即使声强减小也能够听得见这样的声学装置。
在下面并且借助于附图对按本发明的方法的实施例进行解释。这
些实施例同时用于解释按本发明的导航系统的实施例。其中
图l是具有道路、汽车、停车场、四块路牌和两个目的地的道路
网的示意图2是用于环保地带的路牌，并且
图3是具有导航系统、发动机管理系统的汽车连同卫星导航系统 的三个卫星的示意图。
具体实施例方式
在图1中作为交通道路网示出了具有环保地带UZ作为地带的道 路网VN。汽车KFZ驶过所述道路网VN;汽车KFZ在图3中示意 示出。通过所述道路网VN能够到达停车场P和目的地Zl、 Z2。在 此目的地Zl处于环保地带UZ之内并且目的地Z2处于环保地带UZ 之外。环保地带UZ在实际的道路网VN中通过交通标志S来标识； 这样的交通标志S在图2中绘出。
如提到的一样，图2示范性地示出了交通标志S，其中借助于这 个交通标志S来向交通参与者指出在这个地方对所有不具有规定的 有害物质等级的汽车来说限制通行。在这里的实施例中，所有被分配 了有害物质等级1、 2或3的汽车可以驶入这个地带中。
图3在示意图中示出了汽车KFZ，该汽车配备了导航系统NSYS 和发动机管理系统MM。所述导航系统NSYS和发动机管理系统MM 通过数据总线CAN彼此相联系。导航系统NSYS与用于检测导航卫 星SAT1、 SAT2、 SAT3的信号的卫星接收天线ANT相连接。此夕卜， 所述导航系统NSYS拥有配置数据存储器KDS("客户数据存储器") 并且通过数据线与数据存储器VNI (交通网信息)相连接，所述数据存储器VNI则包含用于道路网VN的数据库("地图数据")。也 可以取代这里所描述的单独的解决方案而将具有交通道路网(道路网 VN)的道路数据的数据库集成在所述导航系统NSYS中。
下面作为一种实施例对汽车KFZ到目的地Z1的得到导航系统支 持的行驶进行说明，其中所述汽车KFZ在行驶开始时处于环保地带 UZ之外，而目的地Zl则处于环保地带Zl之内。为汽车KFZ分配 了有害物质等级"0";在安装导航系统NSYS时已经将这个数值输 入到数据库KDS中。作为替代方案，这种关于有害物质等级的信息 也可以一次性地或者反复地通过数据总线CAN从发动机管理系统 MM中读出。
在另一种实施方式中，所述导航系统NSYS构造为移动式设备。 在那里除了早已描述的由汽车的使用者进行的手动输入之外也可以 从另一个作为发动机管理系统MM的信息存储器中读出关于有害物 质等级的信息，比如以无线方式从与汽车相连接的RFID应答器中读 出，该RFID应答器在该实施例中被加入到所谓的"有害物质标志" 中，该"有害物质标志"由批准机关分配给汽车KFZ并且粘贴在这 部汽车上(比如粘贴在挡风玻璃的区域中)。在一种另外的作为替代 方案的实施方式中，这个标志也可以设有机器可读的标记比如条形 码，该标记由导航系统NSYS以光学方式来检测。
所述数据存储器VNI在该实施例中保存在可再写的与导航系统 NSYS相连接的存储卡上；当然也可以考虑其它的存储介质如DVD (数码多功能光碟)。在一种作为替代方案的实施方式中，所述导航 系统NSYS也可以无线地比如通过GSM移动无线电连接来访问这样 的保存在中心管理处的道路数据。
在数据存储器VNI(电子的道路地图)中也保存了关于环保地带 UZ的地理位置或者说那些属于环保地带UZ的道路/道路区段的信 息。在这里的实施例中，关于环保地带UZ的信息集成在所述"电子 的道路地图中"也就是说集成在数据存储器VNI中并且已经由其制 造商一同提供。但是，作为替代方案，这些信息也可以单独地保存在 导航系统NSYS的另一个数据存储器中。这尤其适用于这样的实施 例，在这些实施例中所述环保地带UZ的地理位置和/或在那里"允许 的，，或者说"禁止的"有害物质等级是"动态的"，也就是说经受时间上的变化。为此，这些关于环保地带uz的信息也可以通过数字的
交通无线电("TMC")或者其它的无线连接定期地或者在需要时 录制到导航系统NSYS中。关于环保地带UZ的信息也可以与时间上 的条件相联系，比如如此相联系，从而在周末有害物质等级1、 2和 3可以驶入环保地带UZ中，而在工作日比如仅仅具有有害物质等级 3 (或者更好的有害物质等级)的汽车KFZ可以在环保地带UZ中运 行。
下面假设，所述汽车KFZ具有有害物质等级"0"，这意味着， 该汽车不得驶过所示出的环保地带UZ,因为只允许具有更高级的有 害物质等级l、 2或3 (或更好)的汽车在那里运行。导航系统NSYS 在计划通往所期望的行驶目的地Z1的路线时确定，有害物质等级"O" 不足以直接到达目的地，从而选择最靠近行驶目的地Zl的停车场P 作为"避让目的地(Ausweichziel)"。在此如此选择通往停车场P 的行驶路线，从而避免驶入或者说通过环保地带UZ。如果汽车KFZ 的驾驶员在道路指引意义上放弃使用导航系统NSYS，那么导航系统 NSYS就在驾驶员试图驶入环保地带UZ中时向其报告这样的情况， 即其想要违反环保地带UZ的通行限制。可选择为用公共交通工具有 利地继续行驶以及合适的停车场输出一个建议。
在另一种类似的实施例中，现在行驶目的地Z2处于环保地带UZ 之外，但是从汽车KFZ的目前所在地到行驶目的地Z2的交通最为便 利的路径穿过所述环保地带UZ。但是在计划路线时，通过导航系统 NSYS考虑到通行限制，从而向汽车KFZ的驾驶员提供替代的目的 地指引，该目的地指引围绕着环保地带UZ前行，从而遵守了通行限 制。
在一种作为替代方案的实施例中假设，汽车KFZ是混合动力汽 车，该混合动力汽车在具有接通的内燃机的运行模式中满足有害物质 等级"3"，而在纯粹电运行模式中则达到有害物质等级"Z，，("零，，)， 这意味着，没有排出气态的排放物。此外对这种实施例来说假设，只 能用有害等级"4"(或更好)的汽车驶过所述环保地带UZ。在读出 汽车KFZ的汽车管理系统时已经向所述导航系统NSYS提供了这样 的信息，即该汽车是具有依赖于运行模式的有害物质等级"3"和"Z" 的混合动力汽车。此外，在交互的用户对话中向所述导航系统NSYS
12距离有多高这样的信 息；作为替代方案，也可以自动地从汽车KFZ的汽车管理系统中输 出这种信息。
现在，在为驶往行驶目的地Zl的汽车KFZ计算路程时导航系统 NSYS考虑到这些说明，其中该导航系统确定，只能在电运行模式中 驶过环保地带UZ，因为在使用内燃机的运行模式中有害物质等级"3" 适用于汽车KFZ，该有害物质等级"3"涉及通行限制。此外，导航 系统NSYS确定，电驱动装置的蓄电池的有效距离足以到达行驶目的 地Zl并且足以返回到环保地带UZ之外的交通道路网中。导航系统 NSYS将这种情况通知使用者(汽车驾驶员)并且随着环保地带UZ 的抵达将控制指令发送给汽车管理系统，该控制指令使得切换到纯电 运行模式。由此引起的对燃烧驱动装置的"禁止"在汽车KFZ再次 离开环保地带UZ时就立即通过导航系统NSYS的相应的指令来取 消。
也可以取代"硬，，切换到电运行模式这种方法按所要求的排放极 限值来自动地降低内燃机的发动机功率、降低转速或者采取其它的技 术措施，用于减少实际的(当前的)排放。
权利要求
1.用于运行用于交通道路网(VN)中的汽车(KFZ)的导航系统(NSYS)的方法，其中所述交通道路网(VN)的至少一个地带(UZ)设有依赖于有害物质等级的通行限制，其中为所述汽车(KFZ)分配了至少一个有害物质等级(1、2、3)，其中-在第一步骤中将关于所述至少一个地带(UZ)的地理位置以及关于对于在这个地带(UZ)中有通行资格的汽车(KFZ)至少要求的有害物质等级(1、2、3)的信息存储到所述导航系统(NSYS)的第一数据库(VNI)中，-在第二步骤中将关于具有所述导航系统(NSYS)的汽车(KFZ)的至少一个有害物质等级(1、2、3)的信息输入到所述导航系统(NSYS)的第二数据库(VNI)中，并且-在第三步骤中为目的地指引考虑在第一步骤和第二步骤中所输入的信息，其中只要所述汽车(KFZ)的至少一个有害物质等级(1、2、3)涉及所述地带(UZ)中的依赖于有害物质等级的通行限制，那就避免进入或者通过所述地带(UZ)的目的地指引，其特征在于，在所述第二步骤中将有害物质等级(1、2、3)从汽车侧的信息存储器传输到导航系统(NSYS)中，其中作为导航系统(NSYS)使用移动式导航系统(NSYS)并且通过所述导航系统(NSYS)无接触地从汽车侧的信息存储器中读出关于所述至少一个有害物质等级(1、2、3)的信息。
2. 按权利要求l所述的方法， 其特征在于，在所述第二步骤中将汽车(KFZ)的有害物质等级(1、 2、 3) 手动输入到导航系统(NSYS)中。
3. 按前述权利要求中任一项所述的方法， 其特征在于，将至少一个分配给汽车(KFZ)的有害物质等级(1、 2、 3)保存在汽车(KFZ)的发动机管理系统(MM)或者汽车管理系统中并 且通过汽车侧的数据总线传输给导航系统(NSYS)。
4. 按前述权利要求中任一项所述的方法， 其特征在于，作为所述汽车侧的信息存储器使用设有应答器系统的标志，从该 标志中无接触地读出关于至少一个有害物质等级(1、 2、 3)的信息。
5. 按前述权利要求中任一项所述的方法， 其特征在于，在行驶目的地(Zl )处于所述地带(UZ)之内并且由于在那里 所要求的有害物质等级(1、 2、 3)汽车不得驶过该地带(UZ)的情 况中，在所述第三步骤中将目的地指引到所述地带(UZ)之外的停 车场。
6. 按权利要求1到4中任一项所述的方法， 其特征在于，在通往行驶目的地(Z2)的直接的路径穿过一个地带(UZ)并 且其中由于分配给汽车(KFZ)的有害物质等级(1、 2、 3)汽车不 得驶过该地带(UZ)的情况中通过所述导航系统(NSYS)在避开这 个地带(UZ)的情况下算出行驶路线，并且将该行驶路线用于目的 地指引。
7. 按前述权利要求中任一项所述的方法， 其特征在于，对于所述地带(UZ)来说在不同的时间不同的有害物质等级(1、 2、 3)被视为用于通行限制的标准，其中在所述第三步骤中考虑在相 应的行驶时间适用的与有害物质等级相关的通行限制。
8. 按权利要求7所述的方法， 其特征在于，将关于在相应的时间适用的依赖于有害物质等级的通行限制的 信息和/或关于通行限制的变化的信息通过基于无线电的服务传输给 所述导航系统(NSYS)并且由该导航系统(NSYS)保存在数据库 (VNI)中并且考虑用于目的地指引。
9. 按前述权利要求中任一项所述的方法， 其特征在于，所述汽车(KFZ)用于以至少两种不同的运行模式来运行， 其中为每种运行模式分配了有害物质等级(1、 2、 3)，并且 其中在汽车(KFZ)在具有依赖于有害物质等级的通行限制的地 带(UZ)中运行时选择一种运行模式，该运行模式所配属的有害物 质等级(1、 2、 3)规定了与通行限制相一致的运行。
10. 按权利要求9所述的方法， 其特征在于，作为所述汽车(KFZ)设置具有用于用内燃机运行的第一运行模 式和用于用电动机运行的第二运行模式的混合动力汽车，其中通过所述导航系统(NSYS)在汽车(KFZ)驶入一个地带 (UZ)中并且这个地带(UZ)的依赖于有害物质等级的通行限制没 有规定汽车(KFZ)以所述第一运行模式进行运行，那就发出用于汽 车(KFZ)的驱动技术的控制指令用于切换到第二运行模式。
11. 按权利要求10所述的方法， 其特征在于，一直禁止第一运行模式的使用，直到汽车(KFZ)驶出所述地带 (UZ)。
12. 按前述权利要求中任一项所述的方法， 其特征在于，在所述第一步骤中输入的信息具有白天时间关系和/或工作日关系，其中在第三步骤中考虑关于有待应用于通行限制的有害物质等 级(l、 2、 3)的、适用于相应的白天时间或者说相应的工作日的说 明。
13. 用于汽车(KFZ)的导航系统(NSYS),具有用于交通道 路网(VN)的数据库(VNI),其中所述导航系统(NSYS )用于存储至少一种用于交通道路网(VN ) 的至少一个地带(UZ)的依赖于有害物质等级的通行限制，所述导航系统(NSYS)用于存储至少一个分配给汽车(KFZ) 的有害物质等级(l、 2、 3)，在该汽车(KFZ)中运行着所述导航 系统(NSYS),并且所述导航系统(NSYS)用于在所述至少一个分配给汽车(KFZ) 的有害物质等级(1、 2、 3)方面为所述地带(UZ)考虑所述依赖于 有害物质等级的通行限制，其中在所述汽车(KFZ)的至少一个有害物质等级(1、 2、 3) 相应于通行限制的情况中避免驶入和/或通过所述地带(UZ),其特征在于，所述导航系统(NSYS)用于无接触地从汽车侧的信息存储器中 读出所述有害物质等级(1、 2、 3)。
全文摘要
本发明涉及一种用于运行用于交通道路网(VN)中的汽车(KFZ)的导航系统(NSYS)的方法以及一种导航系统。在此所述交通道路网(VN)的至少一个地带(UZ)设有依赖于有害物质等级的通行限制，其中为所述汽车(KFZ)分配了至少一个有害物质等级(1、2、3)。在此首先将关于所述地带(UZ)的地理位置以及关于在那里至少要求的有害物质等级(1、2、3)的信息存储到所述导航系统(NSYS)中。然后将关于汽车(KFZ)的至少一个有害物质等级(1、2、3)的信息输入到所述导航系统(NSYS)中。接着为目的地指引考虑所输入的信息，其中只要所述汽车(KFZ)的至少一个有害物质等级(1、2、3)涉及所述地带(UZ)中的依赖于有害物质等级的通行限制，那避免进入或者通过所述地带(UZ)的目的地指引。
文档编号G01C21/34GK101680769SQ200880018816
公开日2010年3月24日 申请日期2008年4月24日 优先权日2007年6月6日
发明者B·博佐尼克, R·施雷, R·齐默曼 申请人:西门子企业通讯有限责任两合公司