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专利名称：用于计算机动车的剩余续航能力和/或消耗的方法和机动车的制作方法
技术领域：
本发明涉及:一种用于计算机动车的剩余续航能力(可续驶里程)和/或消耗/能耗的方法，该机动车具有用于作用在机动车的至少一个车轮上的驱动装置的蓄能器系统；以及一种机动车。
背景技术：
具有用于机动车的驱动装置的蓄能器系统的机动车一方面具有取决于当前存储在蓄能器系统中的能量的剩余续航能力，并且另一方面具有当机动车经过某段路程时的消耗。因此特别是为具有导航系统的机动车提出了方法以确定出机动车的剩余续航能力和/或消耗并且借助于导航系统来告知驾驶员。例如可以根据从最大可到达的点确定出的面积以叠加在导航系统的地图上的方式显示出续航能力。例如可以以一种颜色表示利用当前存储的能量还能到达的、在不返程的情况下能到达的区域，而以另一种颜色表示在能返回到当前位置的情况下能到达的另外的区域(“荷包蛋(Spiegelei)”形式的图解的介绍，其中“黄色=返程”，和“白色=可到达的”)。为确定出机动车的剩余续航能力而提出，应用多种另外在导航系统中用于确定出到目标地点需要行驶的路程的算法。在此，至少应用了所谓的迪杰斯特拉(Dijkstra)算法或迪杰斯特拉算法的衍生算法。迪杰斯特拉算法基于，归根结底从节点到节点地从起始位置或者说当前的位置出发通过地图数据运动，其中，根据成本函数、通常是最快的驶过时间，可以确定到目标地点的最佳的路线。如果成本函数基于作为成本的、用于路程部段的被消耗的能量，则归根结底经过地图材料探索(hindurchtasten)的迪杰斯特拉算法也适用于剩余续航能力计算。然而在确定出剩余续航能力的情况下不存在特殊的目标地点，这是因为必须在所有方向上前进并且如果沿路段消耗的能量等于当前在蓄能器系统中存储的能量或者超过该能量时停止。这意味着，需要很多计算时间和非常大的计算成本/计算复杂度/计算量来确定剩余续航能力或者说恰好还能到达的地点。此外，由于实际的消耗附加地取决于驾驶风格、周围环境条件、交通情况等，所以将迪杰斯特拉算法用于计算剩余续航能力至少在较大的续航能力的情况下是相当不准确的。迪杰斯特拉算法的不准确性归根结底随着还存在的能量至少以开平方的方式增大，使得计算伴随着更大的不可靠性。提出了，在迪杰斯特拉算法的范围中仅考虑较大的道路、例如高速公路和可能还考虑到公路主干线，然而在此情况下作为最大的可到达的地点仅获得了也存在这种道路类型的地点。等级较低的、从该高速公路离开并且存在可到达的潜在可能性的道路在显示器中于是可能显示为不可到达的。在在后公开的专利申请DE102010051546.9-53中提出了一种替代算法，其中代替迪杰斯特拉算法的地图数据建议使之基于面积部分，这些面积部分分别地——也可能取决于方向地一被分配穿过该面积部分所必须的能量成本。这些面积部分例如可以选择得相对较大，例如值为2km*2km。通过“经过”面积部分因此总体上得出机动车在所经过的路程上的消耗。该计算在此可以类似于迪杰斯特拉算法地进行，其中，归根结底从在其中例如机动车目前停留的第一面积部分扩展到第二面积部分，该第二面积部分邻接于第一面积部分并且在所有邻接于第一面积部分的面积部分中对应于最低的能量成本。在下一个步骤中随后从第一和第二面积部分扩展到第三面积部分，该第三面积部分邻接于第一面积部分并且在所有邻接于第一面积部分的面积部分中对应于除第二面积部分外的最低的能量成本，或者该第三面积部分邻接于第二面积部分，当第一、第二和第三面积部分总体上所对应的能量成本低于第一面积部分和该面积部分总体上所对应的能量成本时，所有的邻接于第一面积部分的面积部分中的面积部分对应于除第二面积部分外的最低的能量成本。该方法对于下一个面积部分重复地继续进行。替代或附加地，用于续航能力计算和/或消耗计算的面积部分可以星形地和/或递归地扩展。当面积部分的能量成本的总和达到或超过预定的能量、特别是当前存储在蓄能器系统中的能量时，在扩展路段上的续航能力计算和/或消耗计算可以被中止。这种算法可以利用比基于道路网络的迪杰斯特拉算法明显更低的计算成本实施，使得能节省资源和时间。虽然该算法比迪杰斯特拉算法更具启发性，然而由于通过该算法不能掌握的、在上面已经探讨过的影响总归要引起某种程度的不准确性，因此这特别是在大的续航能力的情况下更少应用。

发明内容
因此本发明的目的是:提出一种用于剩余续航能力和/或消耗的计算方法，与已知算法相比该计算方法在不同情况下都允许恰当的计算。为了实现该目的，根据本发明对于开头所述类型的方法提出:能以第一种方式在应用第一算法的情况下计算剩余续航能力和/或消耗并且能以第二种方式在应用第二算法的情况下计算剩余续航能力和/或消耗，其中，所述第二种方式与所述第一种方式相比需要更高的计算成本，根据存储在蓄能器系统中的能量在第一种方式和第二种方式之间进行切换。续航能力也就是说根据本发明揭露了:应用多种算法和切换实现了，尽管如此仍然在各种情况下都获得用于续航能力和/或消耗的足够合适的值。因此揭露了准确但计算量大的算法和不准确但计算成本低的算法来计算剩余续航能力。在剩余能量高、即例如在注满的燃料箱和/或充满电的电池的情况下，剩余续航能力例如可达800km或对于特定的路段更多。在此情况下不必准确地计算，这是因为结果在此情况下本来就是由驾驶员或使用者能“粗略地”预期的，特别是由于不能通过该算法描述的影响参量、例如行驶行为的影响明显比在剩余续航能力低或剩余能量低的情况下更大。与此相反，在剩余续航能力低的情况下完全可以——特别是借助于第二算法——实施更准确的计算，这是因为由于剩余能量低而使成本更小并且因此可以获得更准确的显示。因此本发明提出，在机动车自身中一例如借助于可以是导航系统的一部分的计算装置——进行切换:现在具体地使用何种算法来确定剩余续航能力和/或消耗。这实现了总体上降低计算装置中的计算负担，其中完全可以设想的是，在计算剩余续航能力时不出现对于驾驶员而言明显的质量损失。可以被用作所述蓄能器系统的蓄能器系统具有燃料箱和/或电池。本方法也就不仅可用于仅具有内燃机的机动车和纯电动车，而且可以用于混合动力车辆。在本发明的另一个设计方案中可以提出，在极限能量低于一限值的情况下应用所述第二算法，否则便应用所述第一算法。这特别是当第二算法的计算成本随着续航能力减小而降低并且第二算法在近距离中比第一算法更准确时是有意义的。计算成本下降的效果于是可以被有利地尽管如此也实现:正是在需要第二算法的情况下、例如当使用面积部分的算法由于面积部分的参量/大小而变得过于不准确时和类似情况下，利用第二算法确定出合适的和准确的值。在本发明的具体的设计方案中可以提出，作为第一算法使用的是基于各自被配设有能量成本的面积部分的算法，作为第二算法使用的是以能量值作为成本函数的、基于道路部分的迪杰斯特拉算法。如上所述，基于面积部分的算法例如通过在后公开的DE102010051546.9-53中描述。这种算法归根结底是——取决于面积部分的参量——在所有可设想的剩余能量上都具有基本上相同的不可靠性，但这种不可靠性在近距离中更加突出，因为在此情况下外部影响因素、例如行驶行为或周围环境条件的影响更小。例如在此面积部分可以被考虑为lkm*lkm或更大。在迪杰斯特拉算法中，不仅不可靠性随距离的增大而增加，而且计算成本也超比例(ueberproportional)地增加。在近距离中、也就是说在剩余续航能力或剩余能量较低时，计算成本却保持在限度内并且可以实现更准确的计算。相应地，现在可以这样选择一限值，使得计算成本不会过大并且尽管如此仍然始终存在关于剩余续航能力的足够准确的信息。在本发明的另一设计方案中，根据使用者的输入内容来对用于在所述第一种方式和所述第二种方式之间进行切换的标准——特别是限值——进行匹配。也就是说可能的是，使用者自身配置:他希望所需信息被以多快和/或以多准确的程度提供。例如可以设想的是，设有一种调节器，通过该调节器可设定用于切换的期望的剩余续航能力或类似参数，根据该参数便可以有利地匹配标准、特别是限值。如已经描述地，可以提出，从剩余续航能力计算的结果确定出并显示出地图的可到达的部分面积。例如可能的是，为了清楚地区分而将还可到达的地图区域与不可到达的地图区域以不同的颜色显示。可到达的部分区域的边缘在此还可以被平滑，以便产生更令人愉快的显示。除该方法之外，本发明也还涉及一种机动车，包括:用于计算机动车的剩余续航能力和/或消耗的计算装置；作用在机动车的至少一个车轮上的驱动装置；和用于驱动装置的蓄能器系统，其突出的特点是:通过计算装置能以第一种方式计算剩余续航能力和/或消耗并且能以第二种方式计算剩余续航能力和/或消耗，其中，第二种方式与第一种方式相比需要更高的计算成本，能根据存储在蓄能器系统中的能量在第一种方式和第二种方式之间进行切换续航能力续航能力。计算装置归根结底也就是设计用于实施根据本发明的方法，使得所有根据本发明的方法的实施方式都可以类似地转用于根据本发明的机动车，因此利用该机动车同样能实现本发明的优点。特别地可以提出，蓄能器系统具有燃料箱和/或电池。本发明因此既可以在仅具有内燃机的机动车或纯电动车中实现，也可以在混合动力车辆中实现。此外可以提出，计算装置是导航系统的一部分、特别是导航系统的控制器。由于算法的一部分也被被用于确定出最佳的路线，因此可能有意义的是，也将剩余续航能力和/或消耗的计算作为功能一同集成到导航系统中，使得可以对现有的硬件和/或软件进行多重利用。


由在下面描述的实施例以及根据附图得出本发明的其它优点和细节。图中示出:图1示出根据本发明的机动车的原理图，图2示出根据本发明的方法的流程图，和图3示出剩余续航能力的一种可能的显示的原理图。
具体实施例方式图1示出根据本发明的机动车I的原理图。在此该机动车是混合动力车辆，这意味着，配设给驱动装置2的蓄能器系统3不仅包括燃料箱4而且也包括电池5。关于当前存在于蓄能器系统3中的剩余能量的数据被传输至导航系统6，该导航系统包括计算装置7。该计算装置设计用于:以第一种方式在应用第一算法的情况下以及以第二种方式在应用第二算法的情况下计算剩余续航能力和/或消耗，其中，第二种方式需要的计算成本高于第一种方式。根据存储在蓄能器系统3中的能量可以在第一种方式和第二种方式之间进行切换，其中在此情况下使用一能量限值作为标准。计算装置7也就设计用于实施根据本发明的方法。导航系统6还与显示装置8相连接，在该显示装置上可以显示出所计算出的剩余续航能力和/或所计算出的消耗。图2示出本发明方法的一实施例的可能的流程图。在步骤9中检查:存储在蓄能器系统3中的剩余能量是否低于一限值。如果不是这样(不低于该限值)，则在步骤10中使用第一算法来确定剩余续航能力，这意味着，剩余续航能力被以第一种方式计算。在此当前使用了基于将地图划分为多个面积部分，所述面积部分被分别分配有为穿过该面积部分所需的能量成本。从机动车I当前处于其中的那个面积部分出发，现在寻找借助于仍存留的剩余能量能够到达的最终面积部分。如果在步骤9中判定:存储在蓄能器系统3中的能量小于该限值，则在步骤11中以第二种方式借助于第二算法来计算剩余续航能力，该第二算法当前是一种广泛已知的迪杰斯特拉算法，其中将根据能量值的成本函数作为成本。在此，从机动车I的当前位置或当前正在行驶的路程部分出发，以便在地图上找出利用仍存留的剩余能量最大能到达的目标地点。在第一种方式结束时并且在第二种方式结束时，都计算出一面积，该面积所描述的续航能力续航能力范围与通过所述面积部分或目标地点所描述的相同，其中，例如可以确定出一作为频数多边形/次数多边图等的边界。在步骤12中，在显示装置8中显示地图的这样确定出的部分面积。这种可能的显示在图3中作为原理图示出。在地图13中除了常见的地图信息、例如城市的位置之外还显示出当前的位置14。位于部分面积15内的区域在此被以与位于部分区域15外的区域一该区域例如可以显示为红色——不同的颜色显示。当然也可以设想其它的颜色或者说颜色组合。
权利要求
1.一种用于计算机动车(I)的剩余续航能力和/或消耗的方法，所述机动车具有用于驱动装置(2)的蓄能器系统(3)，该驱动装置作用到所述机动车(I)的至少一个车轮上， 其特征在于， -能以第一种方式在应用第一算法的情况下计算所述剩余续航能力和/或所述消耗并且能以第二种方式在应用第二算法的情况下计算所述剩余续航能力和/或所述消耗，其中，所述第二种方式与所述第一种方式相比需要更高的计算成本， -根据存储在所述蓄能器系统(3)中的能量在所述第一种方式和所述第二种方式之间进行切换。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，被用作所述蓄能器系统(3)的蓄能器系统(3)具有燃料箱(4)和/或电池(5)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在极限能量低于一限值的情况下应用所述第二算法，并且在其它情况下则应用所述第一算法。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，作为所述第一算法使用的是基于各自被配设有能量成本的面积部分的算法，作为所述第二算法使用的是以能量值作为成本函数的基于道路部分的迪杰斯特拉算法或者由迪杰斯特拉算法导出的算法。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据使用者的输入内容来对用于在所述第一种方式和所述第二种方式之间进行切换的标准——特别是限值——进行匹配。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法由剩余续航能力计算确定出地图(13)的可到达的部分面积(15)并将该部分面积显示出。
7.一种机动车(I )，包括:用于计算所述机动车(I)的剩余续航能力和/或消耗的计算装置(7);作用在所述机动车的至少一个车轮上的驱动装置(2);和用于所述驱动装置(2)的蓄能器系统(3)， 其特征在于， 通过所述计算装置(7)， -能以第一种方式计算所述剩余续航能力和/或所述消耗并且能以第二种方式计算所述剩余续航能力和/或所述消耗，其中，所述第二种方式与所述第一种方式相比需要更高的计算成本， -能根据存储在所述蓄能器系统(3)中的能量在所述第一种方式和所述第二种方式之间进行切换。
8.续航能力根据权利要求7所述的机动车，其特征在于，所述蓄能器系统(3)具有燃料箱(4)和/或电池(5)。
9.根据权利要求7或8所述的机动车，其特征在于，所述计算装置(7)是导航系统(6)的一部分。
全文摘要
本发明涉及一种用于计算机动车(1)的剩余续航能力和/或消耗的方法，所述机动车具有用于驱动装置(2)的蓄能器系统(3)，该驱动装置作用到所述机动车(1)的至少一个车轮上，能以第一种方式在应用第一算法的情况下计算所述剩余续航能力和/或所述消耗并且能以第二种方式在应用第二算法的情况下计算所述剩余续航能力和/或所述消耗，其中，所述第二种方式与所述第一种方式相比需要更高的计算成本，根据存储在所述蓄能器系统(3)中的能量在所述第一种方式和所述第二种方式之间进行切换。
文档编号G01C21/36GK103221783SQ201180055590
公开日2013年7月24日 申请日期2011年11月14日 优先权日2010年11月19日
发明者R·朗格, M·哈里斯 申请人:奥迪股份公司