DE102007030524B4

DE102007030524B4 - Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102007030524B4
Application number: DE102007030524.0A
Authority: DE
Inventors: Dr. Schumann Josef; Nicolas Schreiber; Hermann Kuenzner
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2007-06-16
Filing date: 2007-06-30
Publication date: 2019-04-11
Anticipated expiration: 2027-07-01
Also published as: DE102007030524A1

Abstract

Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug, welches einen Verbrennungsmotor aufweist, mit einem Zeigerinstrument als Anzeige der Leistungsfähigkeit des Antriebs, wobei der Zeiger (2) zusätzlich zur Signalisierung der Fahrbereitschaft dient, indem er in einer ersten Stellung (a) unterhalb der Stellung für den Leistungswert = 0 die fehlende Fahrbereitschaft und in einer zweiten Stellung (b), die der Stellung für den Leistungswert = 0 zumindest angenähert ist, die Fahrbereitschaft signalisiert, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug einen Elektromotor aufweist, wobei der Zeiger in seiner zweiten Stellung (b) die Fahrbereitschaft im Elektro-Modus signalisiert, wobei die Anzeigevorrichtung eine der zweiten Stellung (b) des Zeigers (2) zugeordnete zusätzliche flächige optische Anzeige (3-5) aufweist, deren wirksame Anzeigefläche die vom Elektromotor zur Verfügung gestellte Antriebsleistung symbolisiert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Unter der Anzeige der Leistungsfähigkeit des Antriebs ist z.B. ein Drehzahlmesser zum Anzeigen der Umdrehungszahl des Verbrennungsmotors zu verstehen.
Moderne Fahrzeuge werden zunehmend mit zusätzlichen Einrichtungen versehen mit dem Ziel, den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren. Dazu gehören Start-Stopp-Vorrichtungen in den Fahrzeugen ebenso wie bei sog. Hybrid-Fahrzeugen Elektromotoren mit eigenem Energiespeicher, deren Zweck es ist, in einem beschränkten Umfang den Verbrennungsmotor als Antriebsquelle zu ersetzen oder zu unterstützen.
Allen derartigen Fahrzeugen gemeinsam ist die Situation, in der alle zum Antrieb des Fahrzeuges beitragenden Motoren ausgeschaltet ist und für den Fahrer Ungewissheit darüber besteht, ob ein Antrieb oder ein Aggregat zur Energieversorgung nötigenfalls zur Verfügung steht, d.h. wie im Folgenden bezeichnet, Fahrbereitschaft besteht.
Es ist in diesem Zusammenhang bekannt, die Fahrbereitschaft durch eine ggf. aktivierte Leuchte zu signalisieren. Insbesondere für den ungeübten Fahrer besteht dabei die Unsicherheit, ob es sich dabei um eine für ihn positive oder wie er es an sich von Warnleuchten gewohnt ist, um eine negative Anzeige handelt.
Dies wird besonders deutlich in einer Anzeigevorrichtung für ein Hybrid-Fahrzeug, wie sie aus der DE 10 2005 008 150 A1 bekannt ist. Unterhalb der Null-Stellung des Drehzahlmessers befindet sich eine Leuchtanzeige, auf die der Zeiger im Falle des Elektro-Modus zeigt. Die Leuchtanzeige besitzt die Form eines Motorsymbols. Ist sie beleuchtet, soll der Benutzer wissen, dass die Fahrbereitschaft im Elektro-Modus besteht. Ist das Symbol nicht beleuchtet, bedeutet dies, dass die Fahrbereitschaft nicht besteht.
Das Zusammenspiel von Zeigerstellung und Leuchtanzeige dürfte gerade für den mit Hybrid-Antrieben unerfahrenen Fahrzeugnutzer nicht zweifelsfrei zu erkennen sein. Dies führt dazu, dass er die Anzeige fehlerhaft interpretiert und ein Betriebsverhalten des Fahrzeugs erwartet, das nicht den tatsächlichen Gegebenheiten entspricht. Die Folge kann eine erhebliche Verunsicherung des Fahrzeugnutzers sein.
Dementsprechend besteht ein Bedarf danach, dem Fahrer in jeder Situation klar und unmissverständlich den Status der Fahrbereitschaft anzuzeigen.
Hierzu ist aus der DE 102 11 464 A1 eine gattungsbildende Vorrichtung zur Anzeige einer Start/Stopp-Funktion eines Startergenerators bekannt. Dazu kann ein Drehzahlinstrument derart um eine zusätzliche Anzeige-Funktion erweitert werden, dass zwei Segmente vorgesehen sind, wobei ein erstes Segment eine Stopp-Funktion anzeigt und ein zweites Segment eine Aus-Funktion anzeigt.
DE 199 08 136 A1 beschreibt eine Anzeigeeinrichtung eines Kraftfahrzeugs, bei der ein Zeiger eines Drehzahlmessers und / oder eines Tachometers bei Betriebsabschaltung des Fahrzeugs in eine separate Neutralstellung geht oder gehen, die von der Anzeigen-Nullstellung verschieden ist. Eine derartige Vorrichtung offenbart auch DE 102 46 920 B4 .
DE 10 2005 008 150 A1 offenbart eine Anzeigevorrichtung für ein Hybrid-Elektrofahrzeug. Ein Drehzahlmesser des Fahrzeugs kann eine separate Stellung unterhalb der Null-Stellung aufweisen, die der Zeiger des Drehzahlmessers dann einnimmt, wenn das Fahrzeug rein elektrisch betrieben wird, es also nur durch seinen Elektromotor angetrieben wird.
DE 600 24 927 T2 lehrt eine Schaltvorschlag-Vorrichtung für ein Hybridfahrzeug. Dabei wird eine Anzeigetafel mit einer Regenerations-/Antriebsunterstützungsanzeige vorgeschlagen. Diese umfasst eine zweiteilige Skala, deren einer Teil einem Laden einer Fahrzeugbatterie und deren anderer Teil einem Unterstützen des Antriebs durch den Elektromotor (und somit einem Entladen der Batterie) zugeordnet ist.
Ausgehend vom Stand der Technik besteht die Aufgabe, dem Fahrer eines Hybrid-Fahrzeugs eine verbesserte Informationsvermittlung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Ohne ergänzende Leuchtanzeige wird allein aus der unterschiedlichen Stellung des Zeigers eine eindeutige Information über die Fahrbereitschaft ersichtlich.
In seiner ersten Stellung liegt der Zeiger deutlich von einer Null-Stellung entfernt. Fahrbereitschaft ist nicht gegeben. In der zweiten Stellung des Zeigers kann, wie optisch durch die Lage und die Veränderung der Stellung des Zeigers signalisiert wird, jederzeit der Verbrennungsmotor seinen Betrieb und damit Drehzahl aufnehmen.
Die Analogie der Zeigerbewegung ist dem Fahrer auch bei einem herkömmlichen Fahrzeug mit Drehzahlmesser geläufig, bei dem sich bei Fahrzeugstart, d.h. dem Herstellen der Fahrbereitschaft der Zeiger aus einer Nullstellung (Fahrbereitschaft ist nicht gegeben) in eine Leerlaufdrehzahlstellung (Fahrbereitschaft gegeben) bewegt.
Erfindungsgemäß werden die mit flächigen optischen Anzeigen bestehenden Möglichkeiten der verbesserten Informationsvermittlung im Falle eines Hybrid-Fahrzeugs genutzt, zweifelsfrei dem Fahrzeugnutzer eine zusätzliche Information zu vermitteln, die zudem noch in einem engen technischen Zusammenhang mit der Anzeige der Fahrbereitschaft steht. Dies wird erreicht, indem eine zusätzliche flächige optische Anzeige mit ihrer wirksamen Anzeigefläche die dem Elektromotor zur Verfügung gestellte Antriebsleistung symbolisiert.
Indem erfindungsgemäß diese flächige optische Anzeige der zweiten Stellung des Zeigers zugeordnet wird, wird der technische Zusammenhang durch die grafische Gestaltung der aus Zeiger und flächiger Anzeige bestehenden Anzeigevorrichtung deutlich gemacht.
Vorteilhafterweise kann die Anzeige der Leistungsaufnahme in zweifacher Hinsicht charakterisiert sein. Sie kann erstens in Stufen erfolgen. Zusätzlich oder unabhängig dazu kann sie auch eine Bewegung in Richtung der zweiten Stellung, d.h. dem Einsatzbeginn des Verbrennungsmotors ausdrücken.
Die Stufenanzeige bietet die Möglichkeit, anstelle beispielsweise einer zusätzlichen kontinuierlichen Anzeige mittels eines Zeigers den Anzeigeinhalt übersichtlich zu präsentieren. Gleichzeitig kann die Anzeige sich relativ zu dem jeweils gerade zur Verfügung stehenden Leistungsangebot gestalten. Gerade im Falle eines Hybridfahrzeugs ist das Leistungsangebot für den Elektromotor starken thermischen Schwankungen unterworfen.
Die Bewegung der Anzeige hin zur zweiten Stellung des Zeigers (Fahrbereitschaft) kann die Bewegung des Gesamtsystems hin zum Einsatz des Verbrennungsmotors symbolisieren und damit dem Fahrer die technischen Zusammenhänge und das Zusammenspiel der verschiedenen Antriebsquellen deutlich machen.
Ergänzend kann auch noch ein zusätzliches in der Anzeigefläche des Drehzahlmessers Anzeige-Instrument für den Ladezustand des die Antriebsleistung des Elektromotors liefernden Energiespeichers vorgesehen sein. Der Fahrzeugnutzer erhält dann in engem räumlichem Zusammenhang alle für den Betrieb des Elektroantriebs wichtigen Informationen sicher und eindeutig erkennbar zur Verfügung gestellt.
Die Eindeutigkeit der Informationsvermittlung kann noch weiter verbessert werden, wenn die der bestehenden Fahrbereitschaft zugeordnete zweite Stellung des Zeigers exakt beim Drehzahlwert = 0 liegt.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen. Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen näher erläutert.
Es zeigen:

1 eine gattungsbildende Anzeigevorrichtung,
2 mit den Teilen a bis d eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung und
3 eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

Bei der Anzeigevorrichtung von 1 handelt es sich um die Leistungsanzeige eines Verbrennungsmotors in Form eines üblichen Drehzahlmesser 1 für einen Verbrennungsmotor, dessen Zeiger 2 unterhalb der Stellung beim Drehzahlwert = 0 rpm eine weitere Stellung einnehmen kann, die mit a bezeichnet ist. Die Stellung des Drehzahlmessers beim Drehzahlwert 0 ist mit b bezeichnet und mit dem Wort „READY“ markiert.
Wenn der Verbrennungsmotor und der Elektromotor als Antriebsquelle nicht zur Verfügung stehen und das Fahrzeug nicht fahrbereit ist, befindet sich der Zeiger unterhalb der READY-Markierung. Diese Position kann zusätzlich z.B. durch „Off“ markiert sein (nicht dargestellt).
Wenn Fahrbereitschaft hergestellt ist rückt der Zeiger 2 bis auf die READY-Markierung = Anzeige eines Drehzahlwerts = 0 vor. Der Verbrennungsmotor läuft dabei noch nicht. Das Fahrzeug befindet sich in Fahrbereitschaft. Damit wird signalisiert, dass eine Antriebsquelle zur Verfügung steht.
Durch die Integration der Anzeige in dem vorhandenen Drehzahlmesser wird bei der Erfindung keine zusätzliche Anzeigevorrichtung benötigt. Die Übersichtlichkeit der Anzeigentafel bleibt gewährleistet. Die Gestaltung der Anzeigentafel wird nicht eingeschränkt.
Der Fahrer nimmt die Fahrbereitschaft des Fahrzeuges durch einen Ausschlag des Zeigers in der Motor-Leistungsanzeige wahr, wie er es bereits von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor als alleiniger Antriebsquelle gewöhnt ist. Durch die Darstellung der Fahrbereitschaft innerhalb der Leistungsanzeige für den Verbrennungsmotor wird auch visuell der Zusammenhang zwischen den unterschiedlichen Antriebsarten betont.
Beim Ausführungsbeispiel von 2 sind zusätzlich mehrere gleiche Leuchtelemente (Pfeile 3, 4 und 5) vorgesehen, die auf einer Kreisbahn etwa in dem Bereich angeordnet sind, den der Zeiger 2 mit seiner Spitze 2' zwischen den Stellungen a und b beschreibt.
Die Schnittstelle zwischen den Anzeigen für beide Antriebsvarianten Verbrennungsmotor und Elektromotor bildet die Anzeige (Stellung b) der Fahrbereitschaft, die in die Leistungsanzeige des Verbrennungsmotors integriert ist.
Ist das Hybrid-Fahrzeug fahrbereit, bewegt sich der Zeiger 2 aus der „OFF“-Stellung a in die Stellung „fahrbereit“ (2a: Zeiger 2 wechselt von a nach b). Diese Anzeige signalisiert dem Fahrer die Fahrbereitschaft des Hybridfahrzeuges, d.h. eine Antriebsquelle steht bereit.
Falls dabei zunächst die gesamte Antriebsleistung aus dem Elektromotor bezogen wird, wird der Umfang dieser aufgebrachten Leistung sowie ihre Zu- und Abnahme über das Aufleuchten und Erlöschen der Pfeile 3 bis 5 dargestellt (2a - 2c). Während dieser Zeit befindet sich der Zeiger 2 des Drehzahlmessers in der „READY“ Position, die wie erwähnt die Fahrbereitschaft des Hybridfahrzeugs signalisiert.
Wenn der Elektromotor die maximal zur Verfügung stehende Antriebsleistung verbraucht, leuchten alle Pfeile 3 bis 5. Der oberste leuchtende Pfeil „stößt“ bei fortgesetzter maximaler Leistungsaufnahme den Zeiger 2, der bis dahin in der Stellung b ruhte, quasi optisch an und signalisiert den dann notwendig werdenden Einsatz des Verbrennungsmotors (2c). Mit dem Übergang zum Verbrennungsmotor als Antriebsquelle zeigt der Zeiger 2 dann die tatsächliche Leistung, hier die Drehzahl des Verbrennungsmotors an (2d).
Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Übergang von Elektromotor zu Verbrennungsmotor deutlich und anschaulich dargestellt. Für beide Leistungsanzeigen Elektromotor und Verbrennungsmotor werden klar unterscheidbare Anzeigen realisiert; dies verdeutlicht das Vorhandensein unterschiedlicher Antriebsarten beim Hybridfahrzeug.
In die Leistungsanzeigen des Verbrennungsmotors wird die Anzeige der Leistung des Elektromotors räumlich so integriert, dass sie der Leistungsanzeige des Verbrennungsmotors „vorgeschaltet“ ist.
Beim Ausführungsbeispiel von 3 ist ein zusätzliches Zeigerinstrument 6 in räumlicher Nähe zum Zeiger 2 vorgesehen, mit dem der Ladezustand (0-100%) der Hybrid-Batterie (nicht dargestellt) angezeigt wird.
Damit ist es auch möglich, die verschiedenen Vorgänge wie „Boosten“ und „Rekuperation“ anzuzeigen. Beim Boosten wird der Elektromotor bei laufendem Verbrennungsmotor als zusätzliche Antriebsquelle eingeschaltet und durch eine entsprechende Anzeige im Zeigerinstrument 6 deutlich gemacht. Rekuperation, d.h. Rückgewinnung elektrischer Energie beim Bremsen, wird ebenfalls im Zeigerinstrument 6 deutlich.
Wird dabei die Anzeige der abgerufenen Leistung des Elektromotors auf die momentan verfügbare Leistung (u.a. den Ladezustand der Batterie) genormt, lässt sich ein anschaulicher Zusammenhang zwischen dem Ladezustand der Hybridbatterie und der noch verfügbaren Leistung des Elektromotors darstellen. Zusätzlich kann aus den aktuellen Zustandsdaten der Hybridbatterie berechnet werden, wie viel Leistungspotential der ElektroMotor noch hat, bis der Verbrennungsmotor als Antriebsquelle eingesetzt wird.
Diese Information wird wiederum in der Leistungsanzeige des Elektromotors (Pfeile 3 bis 5) dargestellt, die ihrerseits eine Schnittstelle zur Leistungsanzeige des Verbrennungsmotors aufweist. Aus der aktuellen Position der Leistungsanzeige Hybrid (bzw. der Entfernung des Anzeigeelements zur Schnittstelle mit dem Verbrennungsmotor) kann der Fahrer jederzeit ablesen, wie viel Potenzial des Elektro-Antriebs ihm noch zur Verfügung steht.
Die kontinuierliche Normierung und Neuskalierung der Leistungsanzeige auf die verfügbare Leistung ist vor allem deshalb wichtig, weil sich der Ladestatus der Batterie nicht proportional zum verbleibenden verfügbaren Leistungspotenzial des Elektromotors verhält. Aus diesem Grund wäre eine bloße Anzeige des Ladestandes der Batterie keine aussagekräftige Informationsquelle über die Leistungsbereitschaft des E-Motors.
Durch die Normierung der Leistungsbereitschaft des Elektromotors auf die verfügbare Leistung/Ladung der Batterie ergeben sich folgende Vorteile:

Wesentliche Vorgänge, die den Ladezustand und somit auch die Leistungsbereitschaft des Elektro-Antriebs beeinflussen, können anschaulich dargestellt werden wie o.g. beispielsweise Rekuperation und (elektrisch) Boosten. Der Fahrer kann jederzeit ablesen, wie nah er sich an der Grenze zum Verlassen des Fahrens mit dem Elektromotor befindet und so die nötige Dosierarbeit leisten.

Claims

Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug, welches einen Verbrennungsmotor aufweist, mit einem Zeigerinstrument als Anzeige der Leistungsfähigkeit des Antriebs, wobei der Zeiger (2) zusätzlich zur Signalisierung der Fahrbereitschaft dient, indem er in einer ersten Stellung (a) unterhalb der Stellung für den Leistungswert = 0 die fehlende Fahrbereitschaft und in einer zweiten Stellung (b), die der Stellung für den Leistungswert = 0 zumindest angenähert ist, die Fahrbereitschaft signalisiert, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug einen Elektromotor aufweist, wobei der Zeiger in seiner zweiten Stellung (b) die Fahrbereitschaft im Elektro-Modus signalisiert, wobei die Anzeigevorrichtung eine der zweiten Stellung (b) des Zeigers (2) zugeordnete zusätzliche flächige optische Anzeige (3-5) aufweist, deren wirksame Anzeigefläche die vom Elektromotor zur Verfügung gestellte Antriebsleistung symbolisiert.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die flächige optische Anzeige in definierten Stufen (3, 4, 5) erfolgt.
Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, gekennzeichnet durch eine zusätzliche in der Anzeigefläche der Anzeige der Leistungsfähigkeit des Antriebs angeordnete Zeiger-Anzeige (6) für den Ladezustand des die Antriebsleistung des Elektromotors liefernden Energiespeichers.
Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Stellung (b) des Zeigers (2) identisch mit der Stellung für den Leistungswert = 0 ist.
Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche für ein Fahrzeug mit einer Start-Stopp-Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeiger (2) in seiner zweiten Stellung (b) die Fahrbereitschaft im Stopp-Zustand des Verbrennungsmotors signalisiert.