(57)【要約】【課題】  自動車の走行可能距離を推定する方法を提供する。【解決手段】  本発明は、自動車に収容され、検出することができるエネルギの量から自動車の走行可能距離を推定する方法に関し、運転者が、最大許容速度および／または最大許容加速度および／または快適システムの最大性能レベルを制限し、前記自動車の周辺のルート特性、特に標高特性および／または道路の種類が検出され、コンピュータ装置が、少なくとも、実施された制限、検出したルート特性、および引き続き利用可能なエネルギ量に基づいて、引き続き見込まれる走行可能距離を計算し、これを表示する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車に収容され、検出することができるエネルギの量から自動車の走行可能距離を推定する方法であって、
運転者が、最大許容速度、最大許容加速度、および快適システムの最大性能レベルの内の少なくても一つを制限し、
標高特性および道路の種類のいずれか一方または双方を有する前記自動車の周辺のルート特性を検出し、
コンピュータ装置が、少なくとも、実施された前記制限、検出された前記ルート特性、および引き続き利用可能な前記エネルギの量に基づいて、引き続き見込まれる走行可能距離を計算し、これを表示する方法。
【請求項２】
前記運転者は、例えば、「穏やか」、「標準」、または「スポーティ」などの所望の運転スタイルおよびエンジンにおける最大許容トルクのいずれか一方または双方を特定することにより、運転性能を制限する、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記コンピュータ装置は、前記引き続き見込まれる走行可能距離の計算において、次の複数のパラメータ、すなわち、車両特性、車両の状態、天気、快適スタイル、エネルギ蓄積装置の状態の少なくとも１つを考慮に入れる、
請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
個々の前記パラメータに対する少なくとも１つの関連サブパラメータも、前記引き続き見込まれる走行可能距離の計算において考慮に入れられ、
車両特性については、効率、駆動体の損失、アクスルシステムおよびタイヤのいずれか一方または双方の損失、空力特性値、例えばラジオ、空調システム、加熱システムなどの快適システム、補助システム、および安全システムの内の少なくても一つによるエネルギ需要であり、
車両の状態については、エンジンおよびトランスミッションの温度、整備状態、摩耗、負荷、ルーフエクステンションであり、
天気については、昼か夜か、外気温度、降雨量、風、道路の状態であり、
快適スタイルについては、前記空調システムおよび前記ラジオのいずれか一方または双方の設定、照明システム、さらなるシステムの使用であり、
エネルギ蓄積装置については、経年数、充電状態、温度である
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記運転者によって特定された前記運転性能制限に達したことが、例えば、アクセルペダルの特性曲線を用いて触覚的、視覚的、および聴覚的の内の少なくても一つにより示される、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記コンピュータ装置によって計算される最大走行可能距離は、ナビゲーションシステムに表示される、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
走行可能距離を推定する装置を有する自動車であって、
自動車に収容されたエネルギの量を検出する検出装置と、
運転者が運転性能の制限を入力する入力装置と、
標高特性または道路の種類を有する前記自動車の周辺のルート特性を検出するナビゲーション装置と、
少なくとも、実施された前記制限、検出された前記ルート特性、および引き続き利用可能な前記エネルギの量に基づいて、引き続き見込まれる走行可能距離を計算するコンピュータ装置と、
を含む自動車。
【請求項８】
電気車両、内燃機関によって駆動される自動車、またはハイブリッド車として具現化される、
請求項７に記載の自動車。
【請求項９】
前記ナビゲーション装置は、前記引き続き見込まれる走行可能距離を表示するように設計される、
請求項７または８に記載の自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段による、自動車に収容され、検出することができるエネルギの量から自動車の走行可能距離を推定する方法に関する。本発明はまた、走行可能距離を推定する装置を有する自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
独国特許出願公開第４３  ４４  ３６９Ａ１号明細書は、特に電気車両(electric  vehicle)の運転性能をエネルギ消費に関連付けて制限する方法を開示している。その方法は、収容されたエネルギ供給物を利用する際に運転者の助けとなり、それぞれ現存するエネルギ供給量に基づいて、残りの距離に応じた許容ルート消費量が継続的に計算され、運転性能を制限する装置を作動させる事前設定値が、走行抵抗を考慮して、前記ルート許容消費量から求められる。
【０００３】
米国特許第５，４８７，００２号明細書もまた、電気車両の走行可能距離を推定する方法を開示しており、この文献では、例えば、走行抵抗、走行特性、または車両用バッテリの充電状態などの広範なパラメータに応じて走行可能距離が同じく推定される。
【０００４】
内燃機関によって駆動される自動車とは対照的に、これまで電気車両に利用できる再充電地点網はまばらにしかなかった。したがって、不注意により一般道路で動かなくなることは、特に電気車両にとって非常に不都合なことである。再充電プロセスはかなり時間がかかり、したがって、継続中の旅行に遅れが出るため、たとえうまく再充電地点に到着しても、電気車両にとって望ましくない。これらの理由から、自動車で引き続き利用できるエネルギ供給量が、少なくとも選択された目的地に到着するのに十分であるように、選択的に抑制した運転スタイルによってエネルギの供給を配分することは、特定の状況のもとで有益であり得る。特定の目的地群がない場合、さらに、電気車両の運転者が引き続き利用できる最大走行可能距離を運転者が推定できることは、運転者にとって望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許出願公開第４３  ４４  ３６９Ａ１号明細書
【特許文献２】米国特許第５，４８７，００２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、一般的なタイプの方法に代わって、特に、改善されたエネルギ管理を可能にする改善された実施形態を示すという課題に対処する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、独立請求項の主題によって、本発明に従って達成される。有益な実施形態は従属請求項の主題である。
【０００８】
本発明は、自動車の走行可能距離を推定する方法において、最大許容速度および／または最大許容加速度および／または（例えば、空調システムの冷却力などの）快適システムの最大性能レベルという形で運転性能を事前設定または制限し、これらの事前設定値、引き続き利用できるエネルギ量、および検出されたルート特性と共に、引き続き見込まれる走行可能距離（引き続き走行可能な距離）を計算し、これを表示するという概念に基づく。これに関連して、自動車は、それ自体に、検出可能な量のエネルギ、例えば、特定のリットル数の化石燃料や、車両用バッテリに蓄積された特定の量の電気エネルギを収容し、運転者が旅行に出発する前に、最大許容速度および／または最大許容加速度という形で運転性能が最初に制限される。さらに、自動車は、例えば、ナビゲーション装置を使用して、自動車周辺のルート特性、例えば標高特性、道路の種類（高速道路、田舎道、または連邦道路）、天気、道路の状態、交通量などを検出することができる。やはり自動車に配置されるコンピュータ装置は、この場合、少なくとも、実施されている制限、検出したルート特性、および引き続き利用できるエネルギ量に基づいて、自動車の引き続き見込まれる走行可能距離を計算し、例えば、ナビゲーションシステムを使用してこれを表示することができる。充電地点網は、通常の燃料給油所網よりもかなりまばらであり、さらに、電気車両の場合の充電プロセスは、従来からの自動車の通常の給油よりもかなり長い時間をとるので、走行可能距離を推定する方法は、この場合、特に電気車両に対して特に有益である。したがって、本発明による方法を用いて、運転者が、例えば、前もって選択した目的地に引き続き確実に到着できるかどうかを推定するのは容易である。さらに、目的地が事前に特定されなかった場合に、本発明による方法を用いて、運転者の現在地を中心としたある種の走行可能半径を自動車の運転者に提示することが可能であり、その走行可能半径は、例えば、運転者に対してナビゲーション装置に視角的に表示される。ここで、走行可能半径も、当然、ルート特性、自動車内の引き続き利用できるエネルギ量、および前もって特定した最大許容運転性能に応じて計算され、それにより、まだ残っている走行可能距離を推定する、特に正確な取り得る方法を提供する。この場合に、走行可能半径は、あらゆる方位の取り得るルートに応じて、または所定の目的地に対して提示される。
【０００９】
本発明による問題解決手段の有益な一発展形態では、コンピュータ装置は、引き続き見込まれる走行可能距離（引き続き走行可能な距離）の計算において、次のパラメータ、すなわち、車両特性、車両の状態、天気、車両重量、快適スタイル、エネルギ蓄積装置の状態の少なくとも１つを考慮に入れる。特に、車両特性に対して、コンピュータ装置は、例えば、効率レベル、タイヤの摩擦損失、空力抵抗などのサブパラメータをさらに考慮に入れることができ、その結果として、引き続き見込まれる走行可能距離の特に精密かつ正確な推定を可能にする、細かく分岐した方法網が形成される。当然、さらなるサブパラメータ、例えば、空調システムの設定、自動車用バッテリの経年数などもこの場合に考慮に入れ、引き続き見込まれる走行可能距離の計算に含めることができる。
【００１０】
本発明による問題解決手段のさらに有益な一実施形態では、運転者が特定した運転性能制限に達したことが、例えば、アクセルペダルの特性曲線を用いて触覚的に、および／または視覚的に、および／または聴覚的に示される。これに関連して、例えば、設定された運転性能、すなわち、前もって設定した最大許容加速度または速度が、同じく可変のストップ位置で発揮されるようにアクセルペダル特性曲線を合わせることができる。このストップ位置を無視することによって、例えば、追い越し運転のための比較的高い運転性能を要求することももちろん可能である。そのようなストップは、ただし一定ではあるが、従来のオペレータ制御概念からキックダウンとして同様な形で知られている。走行可能距離予測は、この場合、旅行中に継続的に再計算され、例えば、最大許容加速度または最大許容速度に対する制限の変更に合わせるのが好ましい。
【００１１】
本発明のさらに重要な特徴および利点が、従属請求項、図面、および図面に基づいた図の関連説明から明らかになる。
【００１２】
当然ながら、本発明の範囲から逸脱することなく、上記の特徴および引き続き下記に説明される特徴をそれぞれの組み合わせだけでなく、他の組み合わせでまたは単独でも使用することができる。
【００１３】
本発明の好ましい例示的な実施形態が図面に示され、下記の説明にさらに詳細に記載されるであろう。下記の説明では、同一の参照符号は、同一または同様または機能的に同一の部品を示す。
【００１４】
各図面は、いずれの場合も概略図である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】自動車の走行可能距離を推定する本発明による方法のシーケンスを示している。
【図２】最大走行可能距離と最大性能レベルとの間の比率を設定するオペレータ制御要素の可能な実施形態を示している。
【図３】目的地が前もって決まっており、自動車の走行可能距離が不十分な場合のナビゲーション装置の図である。
【図４】図３と同様であるが、有効な走行可能距離が目的地をさらに越える場合の図である。
【図５】関連する事前設定した目的地がない場合の地図上の走行可能距離を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１によれば、自動車、特に電気車両またはハイブリッド車の走行可能距離を推定する本発明による方法は、順番にまたは並行して実行される方法の複数のステップＡ〜Ｈを有する。方法のステップＡでは、自動車に収容されたエネルギの量、例えば、燃料タンクの内容量または車両用バッテリの充電状態を第一に検出する。次いで、方法のステップＢで、例えば、最大許容速度および／または最大許容加速度に対する制限の形態で運転者が運転性能を制限する。
【００１７】
次いで、方法のステップＣで、自動車周辺のルート特性、特に、標高特性や道路の種類を、例えば、ナビゲーション装置で検出する。自動車の走行可能距離を推定するために、この場合に、自動車がその次に高速道路か、田舎道か、または連邦道路か、あるいは補助道路のみの場合さえあるが、どれを走行するのが好ましいか、またどのぐらいの標高差を克服しなければならないかを知ることは重要である。方法のステップＣと並行して、運転者はまた、例えば、所望の運転スタイル、例えば、「穏やか」「標準」または「スポーティ」などを特定して、運転性能に対する制限を選択することができる。あるいは、運転者による過去の旅行での記録データから運転スタイルを特定することができる。特に、運転スタイルの場合、運転者によるエネルギ回生の使用に合わせて、システムを調整する。運転者がエンジンの最大許容トルクを制限することも考えられる。これはすべて、方法のステップＤで行うことができる。次いで、方法のステップＨで、コンピュータ装置が、少なくとも、実施された制限、検出したルート特性、および引き続き利用可能なエネルギ量に基づいて、自動車の引き続き見込まれる走行可能距離を計算し、好ましくは、図３〜５に示すように、これをナビゲーション装置の画面に表示する。したがって、運転者が、特定の性能を事前設定することにより、引き続き見込まれる最大走行可能距離に独自に影響を及ぼすことが、本発明による方法を用いて初めて可能になる。
【００１８】
さらに、コンピュータ装置は、方法のステップＥ、Ｆ、Ｇなどで、引き続き見込まれる走行可能距離の計算におけるさらなるパラメータ、例えば、車両特性、車両の状態、天気、快適スタイル、および／またはエネルギ蓄積装置の状態などを考慮することができる。車両特性の場合、特に、アクスルシステム（車軸システム）の効率、駆動体の損失、アクスルシステムおよび／またはタイヤの損失、摩擦抵抗および転がり抵抗、空力特性値、ならびに快適システム、補助システム、および／または安全システムによるエネルギ需要を考慮に入れることができる。あり得る快適システムには、特に、エネルギ集約型装置、例えば、空調システムや電気加熱システムなどがある。車両の状態の場合、特に、車両の整備状態、摩耗レベル、あり得る損傷、エンジンまたはトランスミッションの温度、ペイロード(payload)、ならびに、車両および、例えば、ルーフボックス、サイクルスタンド（cycle stand）などの機能拡張部品の経年数を考慮に入れることができる。さらに、天気、特に、日光状態、外気温度および降雨量、風、ならびに道路の状態も計算に含めることができる。最後に重要なこととして、エネルギ蓄積装置の状態、すなわち、例えば、車両用バッテリの経年数、充電状態、または温度なども、特に電気車両の場合に、見込まれる最大走行可能距離に大きく影響を及ぼす要因である。上記のリストは、もちろん、権利請求を完全にするものではなく、ここに記載されていないさらなるパラメータを、引き続き見込まれる最大走行可能距離の計算に含めることができる。これに関連して、ルートに関して利用できる、例えば、交通状態、標高データ、速度制限などの情報も多ければ多いほど、予測を正確にすることができる。
【００１９】
図２によれば、オペレータ制御要素１が、この場合にロータリスイッチの形態で示され、あるいはオペレータ制御要素２がスライダの形態で示され、これらのロータリスイッチまたはスライダを使用して、見込まれる最大走行可能距離ｍａｘＲと見込まれる最大性能レベルｍａｘＰとの間の重み比率を設定することができる。オペレータ制御要素１、２は、この場合に、機械式か、あるいは単なるタッチパネルとしてかのいずれかで具現化することができる。当然ながら、そのようなオペレータ制御要素１、２を使用して、最大許容速度や最大許容加速度を設定することも可能である。
【００２０】
これに関連して、本発明による方法の考え方は、運転性能を制限して、特に、最大許容速度および／または最大許容加速度を運転者が前もって設定または制限することにより、最大許容速度および／または最大許容加速度を制限して、走行可能距離に影響を及ぼすというものである。これは、この設定を使用して、所望の走行可能距離を間接的に設定することを可能にし、これに関連して、性能制限を選択することによって得られた予測走行可能距離をナビゲーション装置３（図３〜５）に表示することができる。通常、これは、運転者が運転性能を制限することで自動車の走行可能距離を長くして、例えば、運転者の選択した目的地に到着するか、走行可能距離を余分に維持するか、または単にエネルギを節約することを可能にする。
【００２１】
これに関連して、図２に示したオペレータ制御要素１、２により、見込まれる最大走行可能距離ｍａｘＲと見込まれる最大性能レベルｍａｘＰとの間の重みづけが可能になり、見込まれる最大走行可能距離ｍａｘＲになる場合、運転性能、すなわち最大許容速度または最大許容加速度が相応して（それに応じて）減ぜられる。次いで、オペレータ制御要素１、２を使用して設定された重み指数を適切な特性曲線を用いて再計算して、最大許容速度または最大許容加速度を算出する。代替案として、最大許容速度または最大許容加速度をｋｍ／時またはｍ／秒２で直接設定するか、あるいは、最大加速度に対するパーセンテージとして同様に設定することによって入力することも考えられる。
【００２２】
運転者が特定した運転性能制限に達したことは、例えば、アクセルペダルの特性曲線または圧力点を用いて触覚的に、および／あるいは視覚的に、および／あるいは聴覚的に伝えることができる。これに関連して、オートマチックトランスミッションで同様に使用されるキックダウンに類似した形でオペレータ制御の概念を説明することができる。この場合、設定された運転性能レベルが、ストップ位置で発揮されるようにアクセルペダル特性曲線を合わせるのが好ましい。このストップを無視することによって、例えば、追い越し運転のための比較的高い運転性能レベルまたは最大運転性能レベルを要求することが可能である。圧力点（ストップ）が可変のアクセルペダルは、この場合、アクセルペダル特性曲線を変更することに代わる興味深い代替案になる。走行可能距離予測は、旅行中に継続的に更新されるのが好ましく、これに関連して、旅行中に所定の運転性能レベルを変更することも可能である。
【００２３】
図３は、自動車が三角記号の付いた位置にあるナビゲーション装置３の図である。目的地フラッグは、ナビゲーション装置３を用いて設定された目的地を示し、これに関連して、走行可能距離を推定する方法を実施した後、まだ車両に残っているエネルギ量が目的地に到着するのに十分でないと判断することができる。
【００２４】
それに対して、図４は、自動車が問題なく目的地に到着し、この目的地を越えてもそれでもなお走行可能距離が残るほど多いエネルギ量を備えた自動車を示している。図５によれば、目的地が事前に全く入力されなかったため、この場合に方法は、当然ながら、前もって設定した運転性能レベル、それぞれの道路特性、およびまだ車両に残っているエネルギ量によって決まる最大可能活動半径を単に計算している。引き続き見込まれる活動半径の鋸歯状の縁部は、この場合、例えば、個々の道路の標高特性が異なることに起因する。
【００２５】
当然ながら、図１によって示した方法は、見込まれる最大走行可能距離の計算に含めることができる特定していないパラメータを、例えば、車両の内部および外部センサ（ｃａｒ−２−ｘ、ＴＭＣ、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＧＳＭ）を用いてさらに求めることによって、いっそう精密にすることもできる。過去の旅行を記録してこれを評価し、そこからさらなる計算パラメータを得ることも当然考えられる。
【００２６】
運転時のエネルギ需要をさらに低減するために、運転者が表示情報および／または他の運転指示を提供されるようにすることも可能である。ナビゲーション装置３は、この場合に、ルート上に色または記号で走行可能距離を表示することができ、設定速度を最大許容速度と比較して示すことができ、必要な充電時間と合わせてルートの所要時間を計算してその計算結果を相応して（それに応じて）表示することができ、最も早いルートおよび最も短いルートの代替として、エネルギ的に最適なルートを同じく表示することができ、例えば、予定した充電のための停留地での休息時間が可能であるかを論理的に提示することができるのが好ましい。
【符号の説明】
【００２７】
１  オペレータ制御要素
２  オペレータ制御要素
３  ナビゲーション装置
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図２】
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【図５】
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【外国語明細書】
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