DE102008028449A1

DE102008028449A1 - Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102008028449A1
Application number: DE102008028449A
Authority: DE
Inventors: Lutz Dr. Eckstein
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2008-06-14
Filing date: 2008-06-14
Publication date: 2009-12-17
Also published as: EP2286070A1; WO2009149843A1

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug mit einem Motor (MO), mit einem Fahrpedal (FP) zur Anforderung von Motorleistung, mit einer Speichereinrichtung (SPE) zur Speicherung von Informationen über die Abhängigkeit des bevorzugten, insbesondere optimalen, Motorbetriebsbereichs, insbesondere Motorbetriebspunktes, von der Motordrehzahl, mit einer Anzeigeeinrichtung (ANZ) und mit einer Steuereinrichtung (STE), die derart eingerichtet und mit dem Motor (MO), der Speichereinrichtung (SPE) und der Anzeigeeinrichtung (ANZ) gekoppelt ist, dass an der Anzeigeeinrichtung (ANZ) Informationen (M) über den momentan bevorzugten Motorbetriebsbereich in Abhängigkeit von der momentanen Motordrehzahl angezeigt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrpedal, insbesondere Gaspedal.
Im Fokus der derzeitigen Kraftfahrzeugentwicklung liegt eine Steigerung der Energieeffizienz. Dabei wird zum einen versucht, die Kraftfahrzeuge an sich energieeffizient auszuführen, und zum anderen, den Fahrern mit den Kraftfahrzeugen eine energieeffiziente Fahrweise zu ermöglichen oder sie dazu anzuregen. Die vorliegende Erfindung befasst sich mit dem zuletzt genannten Versuch.
Es sind seit langem Kraftfahrzeuge bekannt, die neben einem Geschwindigkeitsanzeiger und einem Drehzahlanzeiger über eine Anzeige des momentanen Treibstoffverbrauchs verfügen. Die Anzeige des momentanen Treibstoffverbrauchs ermöglicht einem Fahrer aber noch keine energieeffiziente Fahrweise.
Es sind zudem Fahrzeuge bekannt, bei denen eine Gangschaltempfehlung angezeigt wird. Folgt ein Fahrer dieser im Wesentlichen von der Drehzahl abhängigen Gangschaltempfehlung, so kann Treibstoff eingespart werden.
Es ist der Fachwelt außerdem bekannt, dass die Effizienz der innermotorischen Verbrennung stark vom Betriebspunkt des Motors abhängt, der beispielsweise über die beiden Parameter Drehzahl und angeforderte Motorlast bestimmt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Kraftfahrzeug anzugeben, das effizient betreibbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, einen Fahrer über den aktuellen Motorbetriebspunkt zu informieren, und ihm so einen effizienteren Betrieb des Fahrzeuges zu ermöglichen. Beispielsweise ist derzeit die Auffassung noch weit verbreitet, dass zur Änderung der Geschwindigkeit eine möglichst geringe Beschleunigung besonders effizient ist. Dies ist aber in der Regel nicht richtig, da mit einer möglichst geringen Beschleunigung in der Regel eine niedrige, unterhalb des optimalen Betriebspunktes des Motors liegende Motorlast verbunden ist.
Ein bevorzugtes Kraftfahrzeug weist einen Motor, insbesondere samt Motordrehzahlermittlungs- oder Motordrehzahlsteuereinrichtung, ein Fahrpedal, insbesondere ein Gaspedal, zur Anforderung von Motorleistung und eine Anzeigeeinrichtung, wie beispielsweise ein Grafikdisplay, auf. In einer Speichereinrichtung sind Informationen über die Abhängigkeit des bevorzugten, insbesondere optimalen, Motorbetriebsbereichs, insbesondere Motorbetriebspunktes, von der Motordrehzahl abgespeichert. Der bevorzugte Motorbetriebsbereich, insbesondere Motorbetriebspunkt, ist beispielsweise (unter anderem, im Wesentlichen oder ausschließlich) bestimmt durch einen bevorzugten Bereich des Fahrpedalwinkels, der Fahrpedalstellung, der Drosselklappenstellung, des angeforderten Drehmomentes oder der angeforderten Motorlast, in dem der spezifische Kraftstoffverbrauch (g/kWh) gering, insbesondere minimal, ist. Eine Steuereinrichtung ist derart eingerichtet und mit dem Motor, der Speichereinrichtung und der Anzeigeeinrichtung gekoppelt, dass an der Anzeigeeinrichtung Informationen über den momentan bevorzugten Motorbetriebsbereich in Abhängigkeit von der momentan (ermittelten oder vorgegebenen) Motordrehzahl angezeigt werden. Es werden insbesondere Informationen angezeigt, die angeben, in welchem Bereich des Fahrpe dalwinkels, der Fahrpedalstellung, der Drosselklappenstellung, des angeforderten oder effektiven Drehmomentes oder der angeforderten oder effektiven Motorlast bei der aktuellen Motordrehzahl der spezifische Kraftstoffverbrauch (g/kWh) gering, insbesondere minimal, ist.
Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung derart eingerichtet und mit dem Motor, dem Fahrpedal, der Speichereinrichtung und der Anzeigeeinrichtung gekoppelt, dass Informationen über den momentanen tatsächlichen Motorbetriebsbereich, insbesondere Motorbetriebspunkt, angezeigt werden. Der momentane Motorbetriebsbereich, insbesondere Motorbetriebspunkt, ist beispielsweise (unter anderem, im Wesentlichen oder ausschließlich) bestimmt durch den momentanen Fahrpedalwinkel, die momentane Fahrpedalstellung, die momentane Drosselklappenstellung, das momentan angeforderte oder effektive Drehmoment oder die momentan angeforderte oder effektive Motorlast. Informationen darüber werden angezeigt.
Durch die gleichzeitige und in Beziehung zueinander gesetzte Anzeige von Informationen über den aktuellen und den bei der aktuellen Drehzahl bevorzugten Motorbetriebsbereich, wird einem Fahrer ermöglicht, sein Kraftfahrzeug näher am bevorzugten Betriebsbereich, damit mit geringerem spezifischen Verbrauch und damit effizienter zu betreiben, insbesondere zu beschleunigen.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, Informationen über den momentan bevorzugten Motorbetriebsbereich durch eine von der Motordrehzahl abhängige veränderliche Betriebspunkt-Skala anzuzeigen, auf oder entlang welcher insbesondere der momentan (abhängig von der momentanen Drehzahl) bevorzugte Motorbetriebsbereich markiert ist oder auch der spezifische Kraftstoffverbrauch insgesamt oder in Ausschnitten über der Lastanforderung aufgetragen ist.
Eine gleichzeitige, insbesondere den Informationen über den drehzahlabhängigen momentan bevorzugten weil effizienten Motorbetriebsbereich, insbesondere der Betriebspunkt-Skala, überlagerte Anzeige von Informationen über den momentanen tatsächlichen Motorbetriebsbereich, insbesondere Motorbetriebspunkt, ermöglicht einem Fahrer eine besonders einfache Erkennung des Zusammenhangs zwischen momentanem, tatsächlichem und momentan zu bevorzugenden weil effizienten Motorbetriebsbereich. Auf der Basis dieser Erkenntnis kann der Fahrer dann das Kraftfahrzeug effizient betreiben, insbesondere effizient beschleunigen, indem das Kraftfahrzeug jeweils in einem Motorbetriebsbereich betrieben wird, der dem gerade bevorzugten Motorbetriebsbereich nahe ist oder sogar mit diesem übereinstimmt.
Darüber hinaus ist die Kombination der beschriebenen Effizienzanzeige mit einer Schaltpunktanzeige (Gangwechselaufforderung oder Anzeige des momentan effizientesten Gangs) besonders vorteilhaft, weil es in dem gesamten Verbrauchskennfeld (auch Muschelkurven genannt) nur einen einzigen optimalen Betriebspunkt gibt, bei dem der spezifische Verbrauch minimal ist. Damit lässt sich erreichen, dass der Fahrer nicht nur den bei der jeweiligen Drehzahl vorteilhaften Betriebspunkt mit minimalem spezifischen Verbrauch anfährt, sondern durch die Schaltpunktanzeige auch in den Drehzahlbereich geleitet wird, in dem der Motor die höchste Leistungsausbeute aus einem Gramm Kraftstoff erzielt.
Vorzugsweise werden Informationen über den momentanen tatsächlichen Motorbetriebsbereich als Grafik oder durch einen Zeiger dargestellt. Bei dem Zeiger handelt es sich beispielsweise um eine entlang der veränderlichen Betriebspunkt-Skala bewegliche Markierung.
Die Anzeigeeinrichtung ist vorzugsweise zur Anzeige weiterer Informationen vorgesehen. Die Umschaltung kann entweder über die Fahrpedalstellung oder ein anderes Bedienelement oder Ereignis erfolgen. Beispielsweise wird in Abhängigkeit von der Änderung der Fahrpedalstellung automatisch auf die Anzeige von Informationen über den aktuellen tatsächlichen und/oder den aktuellen bevorzugten Motorbetriebsbereich umgeschaltet, beispielsweise dann, wenn die Änderung der Fahrpedalstellung oder die Änderung der angeforderten Motorleistung eine vorgegebene Grenze überschreitet (Beschleunigungsfall). Bei im Wesentlichen konstanter Fahrpedalstellung kann wieder auf die Anzeige der weiteren Informationen umgeschaltet. Die weiteren Informationen umfassen beispielsweise Informationen über den aktuellen absoluten Treibstoff-Verbrauch, Schaltzeitpunkte, Gangwechsel-Aufforderungen, oder dem momentan effizientesten Gang. Die weiteren Informationen können auch zeitgesteuert wechselweise mit den Informationen über den aktuellen tatsächlichen und/oder den aktuellen bevorzugten Motorbetriebsbereich angezeigt werden, oder ausgelöst durch ein anderes Ereignis wie beispielsweise eine Bedienhandlung des Fahrers.
Bei einem bevorzugten Kraftfahrzeug ist die Anzeigeeinrichtung fahrergesteuert oder nutzergesteuert von der Anzeige von Informationen über den aktuellen tatsächlichen und/oder den aktuellen bevorzugten Motorbetriebsbereich auf die Anzeige von Informationen über den aktuellen absoluten Treibstoff-Verbrauch umschaltbar.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass die weiteren Informationen, insbesondere über Schaltzeitpunkte, Gangwechsel-Aufforderungen oder den aktuellen absoluten Treibstoff-Verbrauch, gleichzeitig mit den Informationen über den aktuellen tatsächlichen und/oder den aktuellen bevorzugten Motorbetriebsbereich angezeigt werden, insbesondere derart, dass die weiteren Informationen innerhalb des Zeigers oder Zeigerumfelds dargestellt werden.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung wirken der Motor, das Fahrpedal, die Anzeigeeinrichtung, die Steuereinrichtung und die Speichereinrichtung derart zusammen, dass der spezifische Treibstoff verbrauch reduziert wird, wenn die Fahrpedalstellung durch einen Fahrer – angeregt durch die Anzeige von Informationen über den aktuellen tatsächlichen und/oder den aktuellen bevorzugten Motorbetriebsbereich – derart geändert wird, dass der Abstand des Zeigers von der den aktuellen bevorzugten Motorbetriebsbereich repräsentierenden Markierung reduziert wird.
Im Zusammenspiel mit einer geeignet integrierten Schaltpunktanzeige kann der Fahrer das Kraftfahrzeug nahe am theoretischen Verbrauchsoptimum betreiben. Dazu ist vorzugsweise vorgesehen, dass alternativ oder ergänzend zu den Informationen über den momentan bevorzugten Motorbetriebsbereich und/oder den Informationen über den momentanen tatsächlichen Motorbetriebsbereich Informationen über eine Gangschaltempfehlung, eine Schaltaufforderung, einen Schaltpunkt oder einen momentan zu bevorzugenden Gang angezeigt werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren näher erläutert:
1 bis 4 zeigen vereinfachte prinzipielle Teil-Darstellungen eines Kraftfahrzeuges in verschiedenen Motorbetriebszuständen.
1 zeigt die für die Erklärung der Erfindung relevanten Komponenten oder Aggregate eines Kraftfahrzeuges: Einen Motor MO, ein Fahrpedal FP zur Anforderung von Motorleistung, eine Anzeigeeinrichtung ANZ, wie ein Kombi-Display, ein zentrales Display oder ein Head-Up-Display, und eine Speichereinrichtung SPE. Der Motor MO kann über eine Motordrehzahl-Ermittlungseinrichtung/Steuereinrichtung und das Fahrpedal über eine Fahrpedalwinkel-Ermittlungseinrichtung verfügen.
In der Speichereinrichtung SPE sind beispielsweise in Form einer Tabelle, einer Kennlinie, einer Funktion oder eines Motor-Kennfeldes Informationen über die stationäre oder dynamische Abhängigkeit des spezifischen Kraftstoffverbrauchs von den Parametern der Motordrehzahl und der angeforderten oder effektiven Last (Drehmoment) abgespeichert.
Es wird dabei bei vorgegebener Motordrehzahl der Motorbetriebsbereich bzw. Motorbetriebspunkt als bevorzugt bzw. optimal betrachtet, bei welchem der spezifische Kraftstoffverbrauch (g/kWh) reduziert, insbesondere minimal ist. Ein von der Drehzahl abhängiger bevorzugter Motorbetriebspunkt kann beispielsweise durch eine bevorzugte Motorlast oder eine bevorzugte Fahrpedalstellung bestimmt sein. Dieselben Informationen sind dazu geeignet, dem Fahrer eine Schaltempfehlung zu geben, da die Minima der spezifischen Verbräuche für unterschiedliche Drehzahlen nicht konstant sind, sondern beispielsweise bei 3000 U/min ihrerseits ein Minimum aufweisen.
Eine Steuereinrichtung STE, die eine oder mehrere Steuergeräte, beispielsweise ein Motorsteuergerät und/oder ein Grafik-Steuergerät umfassen kann, ist programmtechnisch derart eingerichtet und mit dem Motor MO, der Speichereinrichtung SPE und der Anzeigeeinrichtung ANZ gekoppelt, dass an der Anzeigeeinrichtung ANZ Informationen M über den momentan bevorzugten Motorbetriebsbereich in Abhängigkeit von der momentanen Motordrehzahl sowie Informationen über sinnvolle Gangwechsel angezeigt werden Die Informationen M über den momentan bevorzugten Motorbetriebsbereich werden durch eine von der Motordrehzahl abhängige veränderliche Betriebspunkt-Skala S angezeigt, beispielsweise indem der bevorzugte Motorbetriebsbereich oder Motorbetriebspunkt auf der Betriebspunkt-Skala S markiert wird. Alternativ dazu werden die Informationen über den momentan bevorzugten Motorbetriebsbereich durch eine von der Motordrehzahl abhängige veränderliche Markierung entlang der Betriebspunkt-Skala angezeigt. Die Markierung M kennzeichnet hier einen bevorzugten Motor-Betriebsbereich, wobei zusätzlich der optimale Motor-Betriebspunkt im Zentrum der Markierung gekennzeichnet ist. Die Betriebspunkt-Skala S repräsentiert beispielsweise die Motorlast L von 0 bis 100%.
Zudem werden Informationen Z über den momentanen tatsächlichen Motorbetriebsbereich, insbesondere Motorbetriebspunkt, durch einen der Skala zugeordneten oder überlagert dargestellten Zeiger Z dargestellt. Ein tatsächlicher Motorbetriebspunkt kann hier beispielsweise ebenfalls durch eine tatsächliche Motorlast oder eine tatsächliche Fahrpedalstellung bestimmt sein.
Die aktuelle Motordrehzahl kann optional beispielsweise auf einer weiteren Anzeigeeinrichtung dargestellt werden, und beispielsweise zur Bestimmung einer Gangschaltempfehlung herangezogen werden. Diese kann wiederum in der Anzeige des bevorzugten Betriebspunktes oder -bereiches integriert sein.
Der Motor MO, das Fahrpedal FP, die Anzeigeeinrichtung ANZ, die Steuereinrichtung STE und die Speichereinrichtung SPE wirken derart zusammen, dass der spezifische Treibstoffverbrauch reduziert wird, indem die Fahrpedalstellung durch einen Fahrer geeignet geändert wird. Dazu ist die Fahrpedalstellung durch einen Fahrer derart zu ändern, dass der Abstand des Zeigers Z von der den aktuellen bevorzugten Motorbetriebsbereich repräsentierenden Markierung M reduziert wird.
Dies soll nun anhand der 1, 2 und 3 näher erläutert werden.
Beim Blick auf die Anzeigeeinrichtung ANZ aus 1 erkennt ein Fahrer mit Beschleunigungswunsch, dass der aktuelle tatsächliche Motorbetriebspunkt (repräsentiert durch den Zeiger Z) auf der Skala S noch weit vom – bei der momentanen Motordrehzahl – bevorzugten Motorbetriebsbereich (reprä sentiert durch die Markierung M) entfernt ist. Dies bedeutet beispielsweise, dass die aktuelle Drosselklappenstellung bzw. Fahrpedalstellung noch weit von der – hinsichtlich des spezifischen Treibstoff-Verbrauchs – optimalen Drosselklappenstellung bzw. Fahrpedalstellung entfernt ist. Würde eine Beschleunigung mit der aktuellen Drosselklappenstellung bzw. Fahrpedalstellung erfolgen, so wäre diese nicht besonders effizient.
Angeregt oder aufgefordert durch die Anzeige gemäß 1 betätigt der Fahrer nun das Fahrpedal stärker, so dass der tatsächliche Motorbetriebspunkt (repräsentiert durch den Zeiger Z) – wie in 2 gezeigt – auf der Skala S der Motorlast L, welche ja mit de Drosselklappenstellung bzw. der Fahrpedalstellung korreliert, nach rechts wandert. Gleichzeitig ändert sich mit der Beschleunigung die Motordrehzahl. Dies bewirkt eine Änderung des drehzahlabhängigen bevorzugten Motorbetriebsbereichs, so dass der bevorzugte Motorbetriebsbereich (repräsentiert durch die Markierung M) – wie in 2 beispielhaft gezeigt – auf der Skala S ebenfalls nach rechts wandert.
Angeregt oder aufgefordert durch die Anzeige gemäß 2 betätigt der Fahrer nun das Fahrpedal noch stärker, so dass der tatsächliche Motorbetriebspunkt (repräsentiert durch den Zeiger Z) – wie in 3 gezeigt – auf der Skala S weiter nach rechts wandert. Die Anzeige gemäß 3 beschreibt bereits den Fall, bei dem der tatsächliche Motorbetriebspunkt (repräsentiert durch den Zeiger Z) durch eine entsprechende Betätigung des Fahrpedals soweit nach rechts gewandert ist, dass er im bevorzugten Motorbetriebsbereich (repräsentiert durch die Markierung M) liegt oder sogar mit dem optimalen Motorbetriebspunkt zusammenfällt. Dies bedeutet, dass eine besonders effiziente Beschleunigung des Fahrzeuges realisiert wird.
In 4 ist zudem die Anzeige von Informationen V über den aktuellen absoluten Treibstoffverbrauch innerhalb des Zeigers Z dargestellt.

Claims

Kraftfahrzeug – mit einem Motor (MO), – mit einem Fahrpedal (FP) zur Anforderung von Motorleistung, – mit einer Speichereinrichtung (SPE) zur Speicherung von Informationen über die Abhängigkeit des bevorzugten, insbesondere optimalen, Motorbetriebsbereichs, insbesondere Motorbetriebspunktes, von der Motordrehzahl, – mit einer Anzeigeeinrichtung (ANZ) und – mit einer Steuereinrichtung (STE), die derart eingerichtet und mit dem Motor (MO), der Speichereinrichtung (SPE) und der Anzeigeeinrichtung (ANZ) gekoppelt ist, dass an der Anzeigeeinrichtung (ANZ) Informationen (M) über den momentan bevorzugten Motorbetriebsbereich in Abhängigkeit von der momentanen Motordrehzahl angezeigt werden.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, – mit einer Steuereinrichtung (STE), die derart eingerichtet und mit dem Motor (MO), dem Fahrpedal (FP), der Speichereinrichtung (SPE) und der Anzeigeeinrichtung (ANZ) gekoppelt ist, dass Informationen (Z) über den momentanen tatsächlichen Motorbetriebsbereich, insbesondere Motorbetriebspunkt, angezeigt werden.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem Informationen (M) über den momentan bevorzugten Motorbetriebsbereich durch eine von der Motordrehzahl abhängige veränderliche Betriebspunkt-Skala (S) angezeigt werden.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem Informationen (Z) über den momentanen tatsächlichen Motorbetriebsbereich den Informationen über den von der Motordrehzahl abhängigen momentan bevorzugten Motorbetriebsbereich (M, S) überlagert angezeigt werden.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem Informationen (Z) über den momentanen tatsächlichen Motorbetriebsbereich als oder durch einen Zeiger (Z) dargestellt werden.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem die Anzeigeeinrichtung (ANZ) zur Anzeige weiterer Informationen (V) vorgesehen ist, und – bei dem in Abhängigkeit von der Änderung der Fahrpedalstellung automatisch auf die Anzeige von Informationen (Z, M, S) über den aktuellen tatsächlichen und/oder den aktuellen bevorzugten Motorbetriebsbereich umgeschaltet wird.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als weitere Informationen (V) Informationen (V) über den aktuellen absoluten Treibstoff-Verbrauch angezeigt werden.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem die Anzeigeeinrichtung (ANZ) von der Anzeige von Informationen (Z, M, S) über den aktuellen tatsächlichen und/oder den aktuellen bevorzugten Motorbetriebsbereich auf die Anzeige von Informationen (V) über den aktuellen absoluten Treibstoff-Verbrauch umschaltbar ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem die weiteren Informationen (V) gleichzeitig mit den Informationen (Z, M, S) über den aktuellen tatsächlichen und/oder den aktuellen bevorzugten Motorbetriebsbereich angezeigt werden, insbesondere derart, dass die weiteren Informationen (V) innerhalb des Zeigers (Z) dargestellt werden.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem der Motor (MO), das Fahrpedal (FP), die Anzeigeeinrichtung (ANZ), die Steuereinrichtung (STE) und die Speichereinrichtung (SPE) derart zusammenwirken, dass der spezifische Treibstoffverbrauch reduziert wird, indem die Fahrpedalstellung durch einen Fahrer derart geändert wird, dass der Abstand des Zeigers (Z) von der den aktuellen bevorzugten Motorbetriebsbereich repräsentierenden Markierung (M) reduziert wird.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – bei dem alternativ oder ergänzend zu den Informationen (M) über den momentan bevorzugten Motorbetriebsbereich und/oder den Informationen (Z) über den momentanen tatsächlichen Motorbetriebsbereich Informationen über eine Gangschaltempfehlung, eine Schaltaufforderung, einen Schaltpunkt oder einen momentan zu bevorzugenden Gang angezeigt werden.