具有電動機驅動的車輛的可到達範圍管理的方法以及裝置的製作方法

2023-06-21 16:11:51

專利名稱：具有電動機驅動的車輛的可到達範圍管理的方法以及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於具有電動機驅動的車輛的可到達範圍管理的方法，其基於所述車輛的能源消耗模型、可供使用的能源量以及道路資料庫。此外，本發明還涉及一種用於具有電動機驅動的車輛的可到達範圍管理的裝置，其具有導航系統、車輛控制裝置以及用於所述車輛的駕駛員的反饋裝置。
背景技術：
對於諸如電動車輛、混合動力或燃料電池車輛的具有電動機驅動的車輛的駕駛員來說，主要限制在於相對於傳統車輛明顯受限制的可到達範圍，具有其電動機驅動的所述車輛能夠返回該可到達範圍。如果該(恰是)電動機驅動的車輛由於能源缺乏而停止，在該車輛中不存在如同在具有常規的內燃機的機動車中的簡單的加油可能性。因此，可到達範圍管理和關於行駛目標的可達性的、駕駛員的信息具有很大的重要性。對於車輛的當前的可到達範圍的顯示，存在不同的方案，最小的或者平均的可到達範圍的文字數字的表示以及在地圖表示中對當前可到達的空間區域的突出。同樣已知的是在具有數字道路地圖的導航系統中所輸入的導航目標的可到達性的表示。對於沒有明確的目標輸入的情況，目前缺乏潛在地與駕駛員相關的行駛目標的可達性的信息，其中，出於計算能力不足以及視覺表示的原因而不能合理地實現所有可能路線的計算和可到達的道路路段的表示。DE 102006034408A1公開了一種用於藉助於帶有數字道路地圖的導航系統來從車輛的當前位置起至行駛目標引導帶有內燃機的車輛的駕駛員的方法。為此獲得用於車輛驅動的燃料儲備，其中，根據該燃料儲備和消耗特性確定車輛的剩餘可到達範圍。導航系統基於車輛的當前位置確定至在所確定的剩餘可到達範圍內的行駛目標的路線，該行駛目標使燃料儲備的添加成為可能。在此，導航系統將駕駛員引導至該行駛目標，其中，根據可行駛的路段和關於燃料再添加量的信息確定消耗特性。在此，在導航系統沒有訪問車輛的車載電氣系統的情況下，依賴於車輛和/或駕駛員地確定車輛的剩餘可到達範圍。

發明內容
本發明的任務在於，提供一種用於具有電動機驅動的車輛的可到達範圍管理的改進的方法和改進的裝置，其中，可到達範圍管理應該在沒有激活的導航目標導向的情況下就能考慮與駕駛員相關的行駛目標的可達性。本發明的任務通過根據權利要求1的用於具有電動機驅動的車輛的可到達範圍管理的方法、根據權利要求9的尤其用於導航系統的電腦程式以及根據權利要求10的用於具有電動機驅動的車輛的可到達範圍管理的裝置得以解決。從屬權利要求中給出了本發明有利的改進方案。依據本發明的可到達範圍管理方法基於車輛的能源消耗模型、車輛中可供使用的能源量以及優選為數字的道路資料庫，優選為導航系統或導航裝置的道路資料庫。根據本
4發明實現了車輛的可行駛的行駛路程的可到達範圍估計以及以車輛的駕駛員的至少一個潛在的行駛目標的肯定的、可能的和/或否定的可達性為形式的該可行駛的行駛路程的輸出。通過具有道路資料庫的導航系統和與之交換信息的車輛控制裝置(Vehicle Control Unit)來根據至少一個已存在的和指定的、潛在的行駛目標和可供使用的能源量實現可到達範圍估計。在此，導航系統優選通過電的或光學的數據導線與車輛控制裝置通信連接，或者其通過無線連接無線地交換數據。依據本發明的可到達範圍管理裝置包括導航系統或導航裝置、車輛控制裝置 (Vehicle Control Unit)以及用於車輛的駕駛員的信息的反饋裝置。在此，該裝置根據道路資料庫、車輛的能源消耗模型以及可供使用的能源量，獲得車輛的可行駛的行駛路程的可到達範圍估計，其中，反饋裝置將該可行駛的行駛路程以至少一個行駛目標的肯定的、可能的和/或否定的可達性的形式輸出至車輛的駕駛員。在此，導航系統優選通過電的或者光學的數據導線或者通過無線連接與車輛控制裝置交換信息，其中，根據至少一個已存在的和指定的、潛在的行駛目標，可到達範圍估計是可執行的。本發明說明了在沒有激活的導航目標導向的情況下顯示與駕駛員相關的行駛目標可達性的解決方案。在此，能夠在尤其是電動車輛的車輛的已存在的可到達範圍管理中實施依據本發明的方法。此外，藉助於依據本發明的裝置也能夠實現當前的可到達範圍管理。下面對優選的實施方式進行闡述，該優選的實施方式在不限制駕駛員的使用的情況下， 限制導航系統的用於計算行駛目標的肯定的、可能的和否定的可達性所需的計算能力。優選地，在尤其是用於導航系統的電腦程式或電腦程式產品中實現依據本發明的方法， 其中，該電腦程式具有用於執行該方法的程序代碼。該程序代碼例如被存儲在機器或者計算機可讀的載體上。本發明將存儲在用於可達性估計的目標存儲器中的行駛目標的可達性反饋給駕駛員，而無需在行駛開始前明確的操控輸入，例如激活的目標導向的啟動。本發明處理關於由其指定數量的、包括中途目標在內的潛在的行駛目標的可達性的駕駛員的安全需求，並且不會由於在每次行駛開始前輸入需求而為駕駛員帶來的額外的負擔。用於獲得預先指定的行駛目標的可達性的依據本發明的方法和依據本發明的裝置或者依據本發明的系統與目標存儲器一起工作或者擁有目標存儲器，其中，通過反饋裝置實現將可到達範圍估計的結果反饋至駕駛員。在此，通過能源消耗模型估計可達性，該能源消耗模型基於電動機驅動的車輛的能源消耗以及帶有道路資料庫的導航系統，優選地， 該道路資料庫以數字地圖的形式並且必要時補充以附加的信息。導航系統與車輛控制裝置如此連接，即兩個裝置能夠單向或者雙向地相互交換信息。優選地，目標存儲器是分離的目標存儲器，其包含用於繼續的可到達範圍估計的行駛目標，並且被認為是用於可達性估計的目標存儲器。優選地，如果駕駛員放棄明確地輸入目標至導航系統，那麼執行該方法，其中在用於可達性估計的目標存儲器中存儲有至少一個行駛目標。在此，通過可到達範圍估計訪問用於可達性估計的目標存儲器。在一個優選的實施方式中，在導航系統內執行可到達範圍估計，其中，導航系統根據車輛控制裝置的關於用於車輛驅動所可供使用的能源量的信息來獲得行駛目標的可達性。在本發明的一個實施方式中，駕駛員或者用戶能夠確定一個或多個存在的目標存儲器——收藏、最經常的、最後的、預先確定的行駛目標或類似的——以用於可達性估計的，其中用於可達性估計的目標存儲器包含這樣的行駛目標，即要對這些行駛目標執行依據本發明的可達性估計。優選地，如此實施導航系統的目標存儲器，即能夠在另一個目標存儲器中標記應該為之生成和顯示的行駛目標。因此，駕駛員例如能夠如此實施包含多個收藏的收藏-目標存儲器，其中該駕駛員能夠在該存儲器中為用於可達性估計的目標存儲器而標記隨後應該對之進行可達性估計的那些行駛目標。優選地，駕駛員收到關於在用於可達性估計的目標存儲器中的行駛目標的肯定的、可能的和/或否定的可達性的可視的或視覺的反饋。這能夠例如以導航地圖的形式、在導航系統的必要時所設計的圖形頁上和/或藉助於儀錶盤來實現。但是，聽覺的或者聽覺輔助的反饋也是可能的。優選地，可達性的計算在時間上不是連續地、而是以較大的規則的間隔地發生。這尤其通過觸發信號來實現，以便最低限度地保持所涉及的系統或者所涉及的裝置中的計算負擔。在一個實施方式中有三個觸發信號，其能夠是可組合的。時間控制地、 例如每5分鐘地輸出第一觸發信號。此外，能夠通過一觸發信號來實現可達性的重新估計， 這尤其是發生在啟用和/或停用諸如空調裝置或者加熱裝置的相對比較大的電氣的能源消耗裝置時。但是，也能夠應用與地區有關的觸發信號，例如，當識別到未被測繪到的斜坡時。此外也能夠應用代表駕駛員要求或者交通狀況變化的觸發信號。如果預編程的行駛目標被識別為不能到達，這由此指示否定的可達性，那麼就能夠開始其他的動作，例如顯示周圍的充電站或者加燃料站，或者關於行駛目標的非可達性的聽覺的和/或圖形的駕駛員信息。在用於可達性估計的目標存儲器中的行駛目標的可達性的顯示能夠在諸如導航地圖的共用的表示中與車輛的總的可到達範圍半徑組合在一起。 此外，能夠以以下的形式實現計算和給駕駛員的顯示，即用於可達性估計的目標存儲器中的行駛目標的全部或者部分是否是總體地可達的。這例如是在自例如居所出發的星形的可達性的情況下；即由起點出發的多個行駛的可執行性，必要時包括在沒有中間時間的充電或者加油的情況下返回起點或者從已到達的行駛目標繼續行駛至其他行駛目標，例如由家至幼兒園和/或學校，從那兒至工作場所並且在之後的回家路上經過購物中心。這例如能夠實現為行駛目標之間的可執行的、必要時經分配優先級的車道的表示。為了在緩慢的系統啟動時，例如在車輛啟動時的導航系統在時間上較長的啟動過程中，也立刻將可達性信息給予駕駛員，能夠預先、也就是在車輛的先前的停放時來計算可達性並且將其存儲在諸如快閃記憶體、硬碟、SD卡或者U盤的非易失性存儲器中，並且在車輛啟動後立刻將其讀出並且顯示。在此，能夠首先在車輛停放時、時間上在導航系統和車輛控制裝置關閉之前實現預先計算的觸發；例如在駕駛員離開車輛時、或者時間上在導航系統或車輛控制裝置為關閉而請求一內部的信號之前。此外，在車輛的充電或加油過程結束後或者中斷時觸發預先計算也是可能的。假如充電過程是自動進行的，例如藉助於時間控制的充電，那麼當充電過程結束或者被中斷，必要時能夠為此而喚醒導航裝置。


在唯一的、示意性的圖中示出了依據本發明的方法的實施方式的方框圖，其中，下面為此詳細解釋其過程和依據本發明的裝置的實施例。
具體實施例方式本發明的基本構想在於，諸如電動車輛、混合動力或燃料電池車輛的具有電動機驅動的車輛的駕駛員能夠在專門設計的目標存儲器中、尤其是導航裝置的所謂用於可達性估計的目標存儲器中指定多個行駛目標，為此，以規則的間隔、根據諸如電氣消耗裝置的接通和/或斷開的確定的時間的觸發器或者觸發信號、自動地生成行駛目標的可達性，並且將可達性的當前狀態反饋給駕駛員。根據本發明，駕駛員能夠將諸如回家、工作場所、學校或幼兒園、購物中心等對其典型的、經常駛向的行駛目標持久地存在用於可達性估計的特別的存儲器中，和/或將其在通常的或其他目標存儲器中標記，其中，然後這些所標記的行駛目標形成用於可達性估計的特別的存儲器或者被複製至其中。然後，在行駛開始以及行駛過程中自動地並且以規則的間隔和/或在確定的合理的時間點(參看上文)進行行駛目標的可達性估計。為此優選地，應用車輛的蓄電池或電池的當前充電狀態(State of Charge)。此外，根據導航系統的道路地圖庫(參看下文)採用由當前車輛位置起至用於可達性估計的目標存儲器中所指定的行駛目標的可用的路線信息。依據本發明，導航系統至少以規則的間隔計算由當前車輛位置起至用於可達性估計的目標存儲器中所指定的行駛目標的路線，並且此外藉助於車輛的能源消耗模型和當前的電池狀態計算至行駛目標的預計所需的能源消耗。為此，導航系統與車輛的車輛控制裝置相連接，其中，這兩個裝置相互交換信息。 在此優選地，導航系統和車輛控制裝置或車輛控制單元電氣地或光學地交換信息。在此，設置至少一個單向連接，其來自於車輛控制裝置地通知導航系統關於充電狀態的信息。作為充電狀態的替代，還可以應用任意其他的值，只要其代表車輛的還可供使用的可到達範圍或能源量。在燃料電池車輛中，這一定是還存在的燃料的或者動力燃料的量，其能夠通過燃料電池的特徵值轉換為用於燃料電池車輛的電動機的電能源量。因為在道路網中的多個行駛目標的可達性的不斷的計算會引起導航系統的高的計算負擔，本發明的一個設計方案如此設計，即以合理的時間間隔實現可達性的重新計算。 這能夠通過用於重新計算的觸發信號的應用而實現。這能夠時間控制地實現，例如每3分鐘或5分鐘，或者事件控制地實現，例如在相對較大的電氣能源消耗裝置的激活和非激活時。還能夠通過駕駛員的要求或者交通狀況的改變來執行可達性的重新計算，這優選為同樣通過相應的觸發信號來實現。因為從導航系統的系統啟動直到導航系統大體上運轉起來以致能夠進行可達性估計需要一段時間，這在極端情況下需要超過1分鐘，所以在優選的一個實施方式中，對於車輛的停放和/或離開，在導航系統關閉之前進行行駛目標的可達性的計算並且將結果儲存在非易失性存儲器中、優選為快閃記憶體中。然後，此最後的結果能夠在導航系統重新啟動時立刻作為第一信息被反饋給駕駛員。然而，假如在中間時間對車輛充電或者加油，那麼這些信息應該是被禁止的。本發明的一個實施方式被如此設計，即在充電過程結束之後同樣實現自動地可到達範圍獲得並且將該結果存儲在非易失性存儲器中，以便在車輛啟動時該結果立刻可供使用。下面，根據附圖進一步詳細解釋所示出的方框圖。參看圖的左邊，首先在導航系統中的用於可達性估計的目標存儲器中實現必要時為自動化的目標輸入和/或通過車輛的用戶或者駕駛員進行的改變。這能夠例如是特別地所輸入的行駛目標、收藏、最後駛向的、必要時所選擇的行駛目標和/或最經常駛向的行駛目標。下面，基於車輛的能源消耗模型以及道路資料庫、根據可供使用的(剩餘的)能源量來執行用於可達性估計的目標存儲器中的所有的或所標記部分的行駛目標的可到達範圍估計。這以規則的間隔和/或根據觸發信號(參看上文)來實現，其中，將可到達範圍估計的結果提供給反饋裝置，該反饋裝置優選地通過可視的輸出、必要時在聽覺警告信號輔助下對駕駛員進行通知或警告。在此，此表示包括目標存儲器的多個行駛目標的可達性。優選地，反饋裝置是導航系統的一部分。然而也可能的是，將反饋系統集成至車輛的其他裝置或面板。有利地，例如將反饋裝置集成至儀錶盤。優選地，在車輛控制裝置中計算用於可到達範圍估計的能源消耗模型，然後車輛控制裝置通過合適的方式將車輛的還可供使用的(剩餘的)可到達範圍輸出至導航系統。然後導航系統結束可到達範圍估計並且獲得用於可到達範圍估計的目標存儲器中的目標的可達性並且將其以合適的形式通過反饋裝置輸出至駕駛員。在此，對於不充電或加油就不再可達的行駛目標被標記為例如紅色， 可能可達的行駛目標被標記為黃色以及確定可達的行駛目標被標記為綠色。然而也可能的是，僅在導航系統中計算可到達範圍估計，其中，在導航系統中實施能源消耗模型。由此，導航系統需要的只是關於在不充電或不加油的情況下還有多少電能源還可供使用或還能夠由燃料電池產生的信息。在該實施方式中，從車輛控制裝置至導航系統的單向的連接就足夠了，車輛控制裝置不斷地或以確定的時間間隔地將該信息提供給導航系統。此外，根據本發明還可能的是，不僅能夠計算和輸出用於可達性估計的目標存儲器中的行駛目標的可達性，而且能夠計算和輸出車輛在沒有中間時間充電或加油的情況下是否還能夠返回至其起點或駛向其他的行駛目標。依據本發明，這也能夠被如此實現，即在駕駛員到達行駛目標後，輸出充電站或加燃料站的可達性，也就是不再直接返回起點。這能夠例如藉助合適的圖形元素來實現，如上所述，能夠根據可達性相應地彩色地輸出這些圖形元素。道路資料庫能夠被理解為被提供給導航系統的至少一個數字道路地圖。在本發明的優選的實施方式中，道路資料庫不僅能夠包含地理信息，還能夠包含關於所涉及的道路路段和交通狀況的當前的狀況數據。也就是說，道路資料庫能夠包含補充的信息，例如可供使用的堵塞或交通狀況訊息，這些訊息通過數據通道被提供給導航系統或其地圖資料。這例如能夠通過交通信息例如交通信息頻道訊息(TMC-訊息)來實現。此外，道路資料庫包含額外的信息，例如能夠從關於車輛或者駕駛員的駕駛習慣的所測量到的數據的統計上的分析中獲得的信息，例如平均行駛速度。此外，能夠駕駛員特定地補充完善道路資料庫，也就是說考慮駕駛員的駕駛習慣(駕駛員特定的加速和制動過程、速度(市內、市外、高速公路)等)。此外，能夠如此考慮由所涉及的駕駛員已行駛的道路路段，即假設同樣的駕駛員將以相似的方式行駛相同的道路路段。
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權利要求
1.一種用於具有電動機驅動的車輛的可到達範圍管理的方法，其基於所述車輛的能源消耗模型、可供使用的能源量以及道路資料庫，其中，實現所述車輛的可行駛的行駛路程的可到達範圍估計以及以所述車輛的駕駛員的至少一個行駛目標的可達性的形式的所述可行駛的行駛路程的輸出，其特徵在於，通過具有道路資料庫的導航系統以及通過與其交換信息的車輛控制裝置來根據至少一個已存在的和指定的行駛目標執行所述可到達範圍估計。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，如果沒有實現至所述導航系統的明確的目標輸入，那麼執行所述可到達範圍估計，以及將所述至少一個行駛目標存儲在用於可達性估計的目標存儲器中並且通過所述可到達範圍估計來訪問用於所述可達性估計的所述目標存儲器。
3.根據上述權利要求中任意一項所述的方法，其特徵在於，藉助於所述導航系統執行所述可到達範圍估計，其中，所述導航系統藉助於關於可供所述車輛的所述驅動所使用的所述能源量的、所述車輛控制裝置的信息來獲得所述行駛目標的所述可達性。
4.根據上述權利要求中任意一項所述的方法，其特徵在於，將用於所述可達性估計的所述目標存儲器作為分離的目標存儲器放置在所述導航系統中，並且所述駕駛員或者使用者能夠規定用於所述可達性估計的一個或多個目標存儲器，其中，用於所述可達性估計的優選的特定的目標存儲器包括提前指定的行駛目標、多個最終駛向的行駛目標和/或最經常駛向的行駛目標。
5.根據上述權利要求中任意一項所述的方法，其特徵在於，觸發地通過觸發信號執行繼續的可達性估計，其中，優選以規則的、時間上預先規定的間隔、在電氣消耗裝置的激活和/或非激活時、通過所述駕駛員的要求和/或交通狀況的變化來輸出觸發信號。
6.根據上述權利要求中任意一項所述的方法，其特徵在於，在用於所述可達性估計的所述目標存儲器中識別到駕駛目標的否定的可達性時，通過所述導航系統輸出充電站或加燃料站。
7.根據上述權利要求中任意一項所述的方法，其特徵在於，對於多個行駛或行駛路段的可行性，繼續地為在用於所述可達性估計的所述目標存儲器中的多個行駛目標執行所述方法。
8.根據上述權利要求中任意一項所述的方法，其特徵在於，根據所述車輛的停放或者充電或加油來執行所述方法，其中，將所述可到達範圍估計的所述信息存儲在非易失性的存儲器中，在所述車輛的時間上後續的啟動時讀取所述非易失性的存儲器。
9.一種電腦程式，其尤其用於導航系統，所述電腦程式具有程序代碼，其用於當所述電腦程式在計算機上被實施時，執行根據權利要求1至8中任意一項所述的方法。
10.一種用於具有電動機驅動的車輛的可到達範圍管理的裝置，其具有導航系統、車輛控制裝置以及用於所述車輛的駕駛員的反饋裝置，其中，根據道路資料庫、所述車輛的能源消耗模型以及可供使用的能源量，實現所述車輛的可行駛的行駛路程的可到達範圍估計，以及所述反饋裝置將所述可行駛的行駛路程以至少一個行駛目標的可達性估計的形式輸出至所述車輛的所述駕駛員，其特徵在於，所述導航系統與所述車輛控制裝置交換信息，以及根據至少一個已存在的和指定的行駛目標，能夠執行所述可到達範圍估計。
全文摘要
本發明涉及一種用於具有電動機驅動的車輛的可到達範圍管理的方法，其基於所述車輛的能源消耗模型、可供使用的能源量以及道路資料庫，其中，實現所述車輛的可行駛的行駛路程的可到達範圍估計以及以所述車輛的駕駛員的至少一個行駛目標的可達性的形式的所述可行駛的行駛路程的輸出，並且，通過具有道路資料庫的導航系統以及通過與其交換信息的車輛控制裝置來根據至少一個已存在的和指定的行駛目標執行所述可到達範圍估計。
文檔編號B60W40/12GK102211582SQ201110092509
公開日2011年10月12日 申請日期2011年4月8日 優先權日2010年4月8日
發明者A·恩格斯伯格, B·倫特爾, F·科比拉, G·施蒂布納, M·萊克, T·毛斯巴赫, W·珀克米勒 申請人:羅伯特·博世有限公司