用于在计划以电动车辆行驶时支持人员的方法以及具有导航装置的机动车的制作方法
【专利摘要】本发明的目的在于，在计划以电动车辆行驶时支持人员。根据本发明的方法，输出关于总范围（G）的信息（S），在所述总范围中可可以以电动车辆达到行驶目标。为此，首先求得初始范围（A0），以电动车辆从电动车辆的当前位置（P）起并且从电动车辆的能量储存器的当前荷电状态出发在不补充能量的情况下可达到所述初始范围的边界（R0）。在初始范围（A0）中于是求得用于电动车辆的充电站（L1，L2）的位置。对于每个充电站（L1，L2）分别求得间接可达范围（A1，A2），从对应的充电站（L1，L2）起并且从在那里通过为电动车辆补充充电改变的荷电状态出发在不另外补充充电的情况下可达到所述间接可达范围的边界。由所述初始范围（A0）和间接可达范围（A1，A2，A1′）形成的总范围（G）。
【专利说明】用于在计划以电动车辆行驶时支持人员的方法以及具有导航装置的机动车
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于在计划以电动车辆行驶时支持人员的方法。属于本发明的还有一种具有导航装置的可电驱动的汽车。
【背景技术】
[0002]在此也被称为电动车辆的可电驱动的汽车为了运行驱动电动机可具有被称为牵引电池的用于储存电能的蓄电池。这种牵引电池可固定地安装在汽车中或构造成可更换的模块。于是，视此而定，牵引电池为了在充电站充确定持续时间的电而必须与电能量源耦合或者放了电的牵引电池通过充好电的牵引电池替换。
[0003]具有完全充电的牵引电池的电动车辆可走过的路程与具有内燃机和满燃料箱的汽车能够走过的路程相比相对短。相应地必须对行驶作出谨慎计划。为此，用于机动车的导航仪提供可能性:为操作人员根据预给定的目标提供关于是否所述操作人员从牵引电池的当时荷电状态出发达到所述目标或者如果情况并非如此时所述操作人员在所计划的路线上可在哪里找到用于为牵引电池充电的充电站的信息。这种方法可相对容易地实现，因为从车辆刚好所处的当前位置以及预给定的目标位置出发可基于相应的优化算法自动寻找路线。
[0004]为此，由DE195 19 107C1公知了一种用于机动车的行驶路线建议装置，所述行驶路线建议装置为了达到预给定的目标位置在将用于牵引电池的充电过程考虑在内的情况下寻找最佳的行驶路线。在该装置中缺点在于，驾驶员被强制也在实际上遵循由所述装置预给定的行驶路线，因为驾驶员否则面对在他达到其它充电站之前其车辆抛锚的风险。
[0005]由EPl 275 936B1公知了一种用于车辆的信息系统,所述信息系统在屏幕上显不道路地图，在所述道路地图上除了到预给定目标的所推荐的路线之外也显示绕道区域，在所述绕道区域中车辆可绕开所推荐的路线，而不必附加补充能量，直到达到目标。但在信息系统中驾驶员必须总是预给定目标，以便查明还可驶向在通到目标的路线不远处的哪些绕道区域。
[0006]如果人员想独立计划行驶并且在此对于多个所考虑的行驶路线查明是否可能情况下他必须将用于为牵引电池补充充电的中间停歇计划在内，则人员被强制将这些行驶路线的每一个都输入到导航仪中并且记住由该导航仪给出的充电站。如果在行驶期间考虑多个可能的作为替换方案的路线，则这种情况可能特别麻烦。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于，在计划以电动车辆行驶时在技术上支持人员。
[0008]所述目的通过根据权利要求1的方法以及通过根据权利要求9的汽车来实现。根据本发明的方法的有利扩展构型通过从属权利要求给出。
[0009]在根据本发明的方法中不需要为了计划路线而预给定行驶目标。取代各个路线，向人员(例如通过导航仪)输出关于总范围的信息，在所述总范围中人员可以以确定的电动车辆达到行驶目标。例如可在屏幕上显示道路地图，在所述道路地图中可看到总范围。也可考虑显示具有可达到的位置的列表，或者生成语音输出，例如:“您可达到距离在265km以内的所有位置”。
[0010]根据本发明的方法如下求得总范围。首先获取电动车辆所处的当前位置。此外，对于当前位置获取电动车辆的能量储存器的当前荷电状态。在此涉及储存用于驱动电动车辆的能量的能量储存器。对于关于位置和荷电状态的当前信息于是求得这样的范围:以电动车辆从当前位置起并且从当前荷电状态出发可达到该范围的边界，而无须补充能量。下面将所述范围称为初始范围。因为在此涉及行驶的计划，所以初始范围的边界当然仅仅预计地、即在假设人员的确定驾驶方式的情况下求得。在初始范围中于是求得电动车辆的充电站的位置。关于位置的信息例如可从数据库获取，所述数据库例如是常用的导航仪的组成部分。位置可涉及初始范围的全部充电站的位置或其选出部分。对于所求得的充电站的每一个于是分别确定间接可达范围。所述间接可达范围也涉及这样的范围:从充电站起并且从在那里通过为电动车辆补充充电改变的荷电状态出发可达到该范围的边界，而无须再次补充能量。最后例如向操作人员显示的总范围由初始范围和间接可达范围形成。
[0011]通过根据本发明的方法得到优点:操作人员现在可知道，当操作人员为其电动车辆在充电站充一次电时，他以该电动车辆总地可达到哪个范围。人员于是在选择其行驶路线时完全自由，尽管如此不会冒由于牵引电池消耗殆尽而使电动车辆意外抛锚的危险。属于本发明的当然也有根据本发明的方法的扩展构型，其中，以递归的方式也对于间接可达范围中的充电站确定另外的间接可达范围。换言之，所述另外的间接可达范围也包括从当前位置起仅可通过两个充电站达到的位置。根据该扩展构型，总范围于是也包括这种另外的间接可达范围。
[0012]为了人员可了解他必须以何频率为电动车辆补充充电，以便可前往所显示的总范围的边界，结合递归地求得另外的间接可达范围，根据本发明的方法的有利扩展构型如下得到，人员预给定这样的充电站的最大数量:通过这些充电站应该可达到总范围的边界。例如人员因此可确定，作为总范围他仅想示出他以总共三个充电过程就可达到的区域。于是可由人员将对于补充充电过程应考虑的所需时间投入一起加入到计划中。
[0013]无论何时对于确定的充电站确定间接可达范围，出发点在于，给电动车辆在充电站供应能量。在此可基于不同的假设。根据本发明的方法的一个实施形式，出发点在于，能量储存器完全充电或如果涉及具有可更换的能量储存器的电动车辆则所述可更换的能量储存器可通过完全充电的能量储存器替换。根据本发明的方法的另一个实施形式的出发点在于，为能量储存器充预确定持续时间的能量。在所述方法的该方案中，人员可通过预给定充电持续时间来十分容易地确定，他可在确定的充电站例如逗留休息多久。根据本发明的方法的另一个实施形式的出发点在于，为能量储存器在充电站充预确定总价钱的能量。由此，人员可以以舒适的方式预给定，他计划为一个路程段支付多少钱。这可在部分地穿过人口稠密地区的行驶中证明是有利的，因为在那里充电站的能量的价钱在趋势上较高。
[0014]确定的所求得的范围、即初始范围或间接可达范围不必涉及这样的范围:以电动车辆在消耗储存在能量储存器中的全部能量的情况下才可达到所述范围的边缘。而有利的是，作为描述范围的边界求得使这样的位置都连接的线:在这些位置上能量储存器的荷电状态分别预计满足预确定的准则，如果人员在不绕开该位置的情况下行驶的话。因此，在根据本发明的方法的一个实施形式中提出，这样确定所求得的范围，在达到该范围的边缘时能量储存器的荷电状态下降到预确定的值(例如到至多可在能量储存器中储存的能量的百分之十)。本发明的另一个提供更多可靠性的扩展构型在于，作为准则对于确定范围的边界的位置基于:在达到该位置时在能量储存器中必须仍储存有足够的剩余能量，由此可通过电动车辆在单独驱动所述电动车辆的情况下达到离该位置最近的充电站。
[0015]结合范围的求得，预设值意味着该范围的边缘可以“在不绕路的情况下”或者说“以直接的路径”达到并且在达到该范围时于是例如仍应有最大能力的百分之十可供使用，这也可以以不同方式来确定。因此，在此例如可基于尽可能短的行驶持续时间、尽可能能量有效的行驶或尽可能短的路程。
[0016]关于所显示的道路地图，在根据本发明的方法的另一个有利扩展构型中，标记总范围中的区。借助于标记在此可看到涉及各个区的确定信息。通过区的标记可表明，必须至少在多少个充电站补充能量，以便可达到该区。因此例如可考虑，在道路地图上非常亮地显示初始范围，用较暗颜色色调表示通过一次补充充电就可达到的包围初始范围的区，用更暗的颜色色调表示仅通过两次补充充电就可达到的区。在此应注意，在范围与区之间进行区分:范围必要时彼此相交，而区是总范围划分成的分开的子区域。给每个区在此配置单义的标记。如果确定的位置例如不仅处于初始范围中而且处于可通过确定的(处于初始范围中的)充电站达到的范围中，则当然将该位置配置给可直接达到的区并且相应地标记该位置。
[0017]作为替换方案，通过区的标记也可看到这样的充电站:通过该充电站可达到对应的区。例如在道路地图上每个充电站可用另外的颜色表示并且仅通过一确定的充电站就可间接达到的区用与该充电站相同的颜色表示。如果一确定的区可通过多个充电站达到，因为例如电动车辆必须补充充电多次或者因为该区通过多个充电站才可达到，则为了对区进行标记而可基于这样的充电站:在该充电站，为了达到该区最后应补充能量。同样可考虑这样的充电站:通过该充电站，最短的路径从当前位置通到该区，或通过该充电站预计可在最少的持续时间内达到该区。为了对于人员允许尽可能节省的行驶方式，也可基于这样的充电站:通过该充电站可以以最少的能量消耗达到该区。
[0018]根据本发明的方法的另一个有利扩展构型简化了人员在行驶期间自主地改变其行驶路线计划。这这样来实现，在行驶期间重复获取当前位置和当前荷电状态，然后分别重新求得初始范围和从该初始范围起间接可达范围。关于总范围的信息、即例如道路地图的显示于是根据重新求得的范围定期更新。如果人员于是例如在行驶时通过频繁且强烈加速而比在开始求得初始范围时所基于的消耗更多能量，则初始范围由此当然收缩并且可能情况下不再达到全部充电站(并且由此也不再达到仅通过这些充电站就间接可达范围)。另夕卜，通过基于在行驶期间变化的荷电状态重复求得初始范围(以及因此总范围)的边界，也可在人员的驾驶方式未被预料的情况下非常柔性地对电动车辆导航，而不存在该电动车辆抛锚的危险。
[0019]根据本发明的汽车是可电驱动的。汽车的导航装置被构造用于输出关于总范围的信息，所述总范围基于根据本发明的方法的所述实施形式之一由初始范围以及由间接可达范围形成，所述间接可达范围可通过一次或者可能情况下多次补充充电达到。此外，根据本发明的汽车具有用于获取汽车所处的位置的装置以及用于获取用于汽车的驱动电动机的能量储存器的荷电状态的装置。通过这两个装置可获取当前位置以及当前荷电状态。根据本发明的方法的剩下的步骤通过导航装置来实施。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]下面借助于优选实施例详细描述本发明。附图表示:
[0021]图1根据本发明的汽车的一个实施形式的轿车的示意性视图，
[0022]图2在图1的轿车的屏幕上显示道路地图的示意性视图，以及
[0023]图3如通过图1的轿车执行的根据本发明的方法的一个实施形式的草图。
【具体实施方式】 [0024]图1中示出了可电驱动的轿车10。轿车10具有用于驱动轿车的电动机12和用于给电动机12供应电能的牵引电池14。对于牵引电池14完全充电的情况，在储存在牵引电池14中的能量消耗完之前，轿车10的驾驶员可用该轿车走过大约200km的路程。在图1中所示的例子中，牵引电池14刚好放电一半。
[0025]驾驶员打算用轿车10进行较长的假期旅行。他计划在行驶期间自主地行驶到他想去且感兴趣的地方。他现在想知道，对他而言存在哪些可能性。为此，他打开轿车10的导航仪16。驾驶员通过(未示出的)键盘向导航仪16输入:他想在他可为牵引电池14充电的充电站在牵引电池14充电期间最多逗留二十分钟，以便在那里休息。
[0026]在导航仪16的屏幕18上于是由所述导航仪的控制装置20显示道路地图S。在图2中示出了所显示的道路地图S，其中，出于清楚原因，图2中没有示出也显示的道路网。在道路地图S上对轿车10的当前位置P以及区或区域AO进行了标记，在驾驶员必须驶向一个充电站之前驾驶员能够以仍储存在半满的牵引电池14中的能量达到所述区域的边缘R0。在区域AO中示出了两个充电站LI和L2的位置。对于充电站LI在道路地图S上突出了区或区域Al，当驾驶员为牵引电池14在充电站LI充电二十分钟的持续时间时，驾驶员可以用轿车10越过区域AO达到所述区域。相应地，对于充电站L2突出了可通过该充电站达到的区域A2。
[0027]两个充电站LI和L2在道路地图S上标记不同。在图2中所示的例子中，这是不同的阴影。例如也可涉及不同颜色或同一颜色的不同色调。以与充电站LI相同的方式标记区域Al，以与充电站L2相同的方式标记A2。驾驶员据此知道，他为了达到对应的区域Al、A2必须驶向哪个充电站L1、L2。在区域Al中存在另一个充电站LI'，该充电站的位置也在道路地图S上显示。如果驾驶员想前往在道路地图S上突出的区域Al'，则充电站LI'和区域Α1`的相同标记向他表明，他必须事先为牵引电池14在充电站LU再充一次电。
[0028]根据驾驶员所预给定的条件，即充电时间允许至多持续二十分钟，对于他而言总体可达到范围G。在所显示的道路地图S上用暗色表示处于范围G之外的道路。
[0029]为了求得道路地图S上的范围G，控制装置20由用于牵引电池14的监控装置22通过轿车10的通信总线接收了关于仍存在的能量的信息。此外，控制装置20与GPS接收器24 (GPS:Global Positioning System)连接,所述控制装置由所述GPS接收器接收了关于轿车10的当前位置P的信息。[0030]基于当前位置P和牵引电池14的当前荷电状态通过控制装置20在假设每单位路程平均能量消耗确定的情况下首先计算轿车10可用仍存在于牵引电池14中的能量走过的路程。在此考虑了裕量:在达到所计算的路程的终点时牵引电池14不会完全消耗殆尽，而是所述牵引电池仅放电到其最大充电能力的百分之十。控制装置20于是由导航仪16的(未示出的)数据库求得了沿着道路的在当前位置P的情况下开始并且其长度相应于所计算的路程的全部路径。通过将所求得的每一个路径所终止的地点全部连接，得到边缘R0。
[0031]下面借助于图3描述，如何通过控制装置20从区域AO起求得可间接达到的区域Al。图3中再一次示出了当前位置P、边缘RO和区域A0。但在此不涉及所显示的信息，而是涉及通过控制装置20的存储器中的数据来代表所述信息。控制装置20由数据库求得关于在区域AO中存在充电站LI的信息。从驾驶员预给定的二十分钟充电时间出发，通过控制装置求得从充电站LI起在充电之后通过道路网可达到的区域BI的边缘R2。区域BI的处于区域AO之外的部分于是形成区域Al。
[0032]通过将区域AO和区域BI组合得到总区域G1，然后从所述总区域起通过控制装置递归地求得另外的区域，由所述另外的区域最后得到了区域A2和区域Al'。
[0033]对于驾驶员现在以轿车10驶走的情况，在屏幕18上所显示的道路地图S上通过控制装置20持续地相应地匹配轿车10的当前位置P。为此，控制装置20以均匀的时间间隔由GPS接收器24接收关于当前位置P的信息。附加地根据监控装置22的另外的信息也重新求得区域AO和从该区域起可达到的区域并且显示在道路地图S上。
[0034]因此对于驾驶员存在可能性:与目标规划无关地对轿车10进行导航，而在此不冒由于牵引电池14消耗殆尽而使轿车抛锚的风险。
【权利要求】
1.一种用于在计划以电动车辆(10)行驶时支持人员的方法，包括下列步骤: -获取所述电动车辆(10)所处的当前位置(P); -获取所述电动车辆(10)的能量储存器(14)的当前荷电状态，所述能量储存器储存用于所述电动车辆(10)的驱动电机(12)的能量； -求得初始范围(A0),以所述电动车辆(10)从当前位置(P)起、从当前荷电状态出发在不补充能量的情况下可达到该初始范围的边界(RO)； -在初始范围(AO)中求得用于电动车辆(10)的充电站(LI，L2)的位置； -对于充电站(LI，L2)分别求得间接可达范围(BI)，从对应的充电站(LI，L2)起并且从在那里以预确定的方式改变的荷电状态出发在不另外补充充电的情况下能达到该间接可达范围的边界(Rl)； -输出关于由初始范围(AO)和间接可达范围(BI)形成的总范围(G)的信息(S)。
2.根据权利要求1的方法， 其中，以递归的方式也对于间接可达范围(BI)中的充电站(LI')求得另外的间接可达范围，从该充电站起并且从在那里以预确定的方式改变的荷电状态出发在不另外补充充电的情况下能达到该另外的间接可达范围的边界，并且其中所述总范围(G)还包括该另外的间接可达范围。
3.根据权利要求2的方法，其中，由人员接收这样的充电站(LI，L2，LU)的最大数量的预设值:通过这些充电站应该能达到所述总范围(G)的边界。
4.根据上述权利要求之一的方法，其中，为了求得间接可达范围(BI)而基于:在求得该范围所依据的充电站处， -将能量储存器完全充电或将处于电动车辆中的能量储存器更换成完全充电的能量储存器，或者 -在预确定的持续时间中为电动车辆(10)的能量储存器(14)充载能量，或者 -为能量储存器充载预确定的总价钱的能量。
5.根据上述权利要求之一的方法，其中，为了求得初始范围(AO)的边界(RO)和/或间接可达范围(BI)而求得这样的位置:在该位置上能量储存器的荷电状态分别预计满足预确定的准则，其中，所述准则尤其是在于，荷电状态下降到预确定的值或能量储存器在达到该位置时仍储存有足以使电动车辆在自身驱动的情况下达到离该位置最近的充电站的剩余能量。
6.根据上述权利要求之一的方法，其中，在电动车辆(10)行驶期间重复获取当前位置(P)和当前荷电状态，然后分别重新求得初始范围(AO)和间接可达范围(BI)，并且根据重新求得的范围(A0，BI)更新信息(S)。
7.根据上述权利要求之一的方法，其中，为了输出信息而显示道路地图(S)，在所述道路地图中可看到所述总范围(G)。
8.根据权利要求7的方法， 其中，在可在所述道路地图(S)上看到的总范围(G)中对区(AO, Al, A2, Al')进行标记并且通过区(AO, Al, A2, Al')的标记显示出: a)为达到所述区而必须在充电站处补充能量的充电站的最少数量，或者 b)利用其能达到所述区(Al，A2，Α1‘)的一个充电站(LI，L2，LP )，如果利用多个充电站(LI，LI')都能达到所述区(Al')，在此基于如下的充电站(LI'): -为达到所述区(Al，A2，Al')而应在该充电站处最后一次补充能量，或者-通过该充电站以最短的路程从当前位置通到所述区，或者 -通过该充电站能在最低的持续时间内达到所述区，或者 -通过该充电站能以最少的能量消耗达到所述区。
9.一种汽车(10)，具有 -用于获取汽车(10)所处位置(P)的装置(24)，-用于获取汽车(10)的驱动电动机(12)的能量储存器的荷电状态的装置(22)，以及-导航装置(16)，所述导航装置被构造用于通过所述导航装置(16)的输出装置(18)输出关于总范围(G)的信息(S)，所述总范围通过执行根据上述权利要求之一的方法来求得。
【文档编号】G01C21/36GK103703343SQ201280036435
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2012年2月25日 优先权日:2011年7月22日
【发明者】A·赖克 申请人:奥迪股份公司