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Die
Erfindung betrifft eine Informationsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug.
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Moderne
Kraftfahrzeuge verfügen
in der Regel über
Informationsvorrichtungen zur Anzeige einer Restreichweite des Kraftfahrzeugs,
aufweisend Mittel zur Bestimmung des Füllgrads eines Energiespeichers
des Kraftfahrzeugs, eine Recheneinheit zur Ermittlung der Restreichweite
und eine Anzeigeeinheit zur Anzeige der Restreichweite. Solche Informationsvorrichtungen
sind sowohl für
Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotoren als auch für Elektro-
und Hybridfahrzeuge bekannt. Zur Bestimmung des Füllgrads des
jeweiligen Energiespeichers wird bei Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotoren
der Füllstand
eines Kraftstofftanks gemessen oder abgeschätzt, bei Elektrofahrzeugen
der Ladezustand einer Batterie. Bei Hybridfahrzeugen kann der Füllgrad beider
Energiespeicher zur Ermillung einer Restreichweite herangezogen
werden. Neben der unmittelbaren Anzeige des Füllgrads des Energiespeichers
ist auch die numerische Anzeige einer Restreichweite in Meilen oder
Kilometern heute weit verbreitet. Anweisungen hinsichtlich einer
Erhöhung
der Restreichweite sind bei solchen Informationsvorrichtungen in
der Regel nicht vorgesehen.
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Zur
Erhöhung
der Restreichweite ist es unter anderem bekannt, Gangwahlempfehlungen
an den Fahrer auszugeben. Als anderes Mittel zur Erhöhung der
Restreichweite ist auch die Bereitstellung eines Energiesparmodus
aus der Literatur bekannt, der die Abschaltung oder den eingeschränkten Betrieb
nicht zwingend erforderlicher Zusatzverbraucher vorsieht.
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Aufgabe
der Erfindung ist die verbesserte Unterstützung des Fahrers eines Kraftfahrzeugs
hinsichtlich einer Erhöhung
der Restreichweite des Kraftfahrzeugs.
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Gelöst wird
diese Aufgabe durch eine Informationsvorrichtung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen
der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Erfindungsgemäß ist die
Informationsvorrichtung bzw. die darin enthaltene Recheneinheit
derart ausgestaltet, dass anhand des Füllgrads des Energiespeichers
ein erster Schätzwert
betreffend eine maximale Restreichweite des Kraftfahrzeugs ermittelbar
ist. Dies kann in an sich bekannter Weise erfolgen, z. B. anhand
des Füllgrads
und eines hypothetischen – etwa
historisch ermittelten oder vom Hersteller angegebenen – Gesamtenergieverbrauchs
bei vollständig
und/oder weitgehend ausgeschalteten Zusatzverbrauchern des Kraftfahrzeugs.
Ferner verfügt
die Informationsvorrichtung über
Mittel zur Bestimmung des Energieverbrauchs zumindest eines Zusatzverbrauchers
(z. B. einer Klimaanlage oder einer Sitzheizung) des Kraftfahrzeugs.
Die Bestimmung des Energieverbrauchs kann auf einer Abschätzung oder
einer Messung beruhen. Ferner ist die Informationsvorrichtung bzw.
die darin enthaltene Recheneinheit derart ausgestaltet, dass unter
Berücksichtigung
des Energieverbrauchs des zumindest einen Zusatzverbrauchers ein
zweiter Schätzwert
betreffend eine verringerte Restreichweite des Kraftfahrzeugs ermittelbar
ist. Auch dies kann in an sich bekannter Weise erfolgen, z. B. anhand
des Füllgrads
und des aktuellen Gesamtenergieverbrauchs bei eingeschaltetem Zusatzverbraucher.
Durch die Anzeigevorrichtung ist schließlich der erste Schätzwert gleichzeitig
mit dem zweiten Schätzwert
anzeigbar und/oder es ist die Differenz zwischen dem ersten und
dem zweiten Schätzwert
gleichzeitig mit zumindest einem der beiden Schätzwerte anzeigbar.
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Gegebenenfalls
kann sogar der erste Schätzwert
gleichzeitig mit dem zweiten Schätzwert und
der Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Schätzwert anzeigbar
sein. So ergibt sich eine besonders einfach und schnell ablesbare
Gesamtanzeige.
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Dem
Betrachter der Anzeige wird durch die vorgeschlagene Informationsvorrichtung
verdeutlicht, in welcher Art und Weise und in welchem Ausmaß der Energieverbrauch
des Zusatzverbrauchers die Restreichweite beeinflusst. Insbesondere
bei Fahrzeugen mit verhältnismäßig geringer
Maximalreichweite (z. B. die meisten derzeit verfügbaren bzw. in
Entwicklung befindlichen Elektrofahrzeuge) bietet eine exakte und
detaillierte Information über
die Restreichweite des Fahrzeugs erhebliche Vorteile. Der Fahrer
wird durch die vorgeschlagene Informationsvorrichtung in ausreichendem
Maße informiert,
um eine fundierte Entscheidung zu treffen, ob er auf die Nutzung
eines oder mehrerer Zusatzverbraucher zu Gunsten einer erhöhten Restreichweite
verzichten will oder nicht.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist der jeweilige Energieverbrauch mehrerer,
d. h. zumindest zweier, Zusatzverbraucher des Kraftfahrzeugs bestimmbar
und es werden Beiträge
bzw. Anteile der mehreren, d. h. der zumindest zwei, Zusatzverbraucher
an der Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Schätzwert ermittelt und
angezeigt. Versorgt mit einer solchen Information kann der Fahrer
eine abermals fundiertere Entscheidung treffen, ob er auf die Nutzung
eines oder mehrerer Zusatzverbraucher zu Gunsten einer erhöhten Restreichweite
verzichten will. Er kann nämlich
der Anzeige entnehmen, wie sich der Wegfall des Energieverbrauchs
eines bestimmten Zusatzverbrauchers auswirkt und/oder wie sich der
Energieverbrauch eines bestimmten Zusatzverbrauchers zu jenem eines
anderen Verbrauchers verhält.
Somit kann der Fahrer beispielsweise bewusst einen Zusatzverbraucher
mit verhältnismäßig geringem
Energieverbrauch in aktiviertem Zustand belassen, während er
einen Zusatzverbraucher mit verhältnismäßig hohem
Energieverbrauch deaktiviert, weil sich der Betrieb des Letzteren
stärker
auf die Restreichweite auswirkt.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung werden zunächst der erste und der zweite
Schätzwert
ermittelt. Vom ersten und zweiten Schätzwert kann dann leicht auf
die Verringerung der Reichweite durch den Zusatzverbraucher geschlossen
werden, da diese genau in der Differenz zwischen erstem und zweitem
Schätzwert
besteht.
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Alternativ
kann auch nur einer der Schätzwerte
unmittelbar bestimmt werden und anhand von Erfahrungswerten zur
Erhöhung/Verringerung
der Restreichweite durch bestimmte Zusatzverbraucher, die z. B.
in einer Tabelle abgelegt sein können,
auf den jeweils anderen Schätzwert
geschlossen werden.
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Als
Zusatzverbraucher, für
welche – jeweils einzeln
oder gemeinsam – ein
Energieverbrauch bzw. eine aus diesem Energieverbrauch resultierende
Restreichweitenverringerung vorteilhaft in der vorgeschlagenen Art
und Weise zur Anzeige gebracht werden kann, bieten sich an eine
Klimaanlage, eine Heckscheibenheizung, eine Frontscheibenheizung, eine
Sitzheizung und eine Audioanlage.
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Sofern
die Informationsvorrichtung grundsätzlich nur in der Lage ist,
einen einzigen Zusatzverbraucher zu berücksichtigen, wird dieser vorzugsweise
nur dann tatsächlich
in der ausgegebenen Anzeige berücksichtigt,
wenn er auch aktuell aktiviert ist.
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Sofern
die Informationsvorrichtung grundsätzlich in der Lage ist, mehrere
Zusatzverbraucher zu berücksichtigen,
werden diese vorzugsweise jeweils nur dann tatsächlich in der ausgegebenen Anzeige
berücksichtigt,
wenn sie auch aktiviert sind. Sind also eine Klimaanlage und eine
Sitzheizung grundsätzlich
berücksichtigbar,
ist aber nur die Klimaanlage aktiviert, so werden die zu ermittelnden Anzeigewerte
(erster/zweiter Schätzwert,
Differenz) nur anhand des Energieverbrauchs der Klimaanlage ermittelt.
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Vorzugsweise
berücksichtigt
die vorgeschlagene Informationsvorrichtung die aktuell aktivierten Zusatzverbraucher
nur hinsichtlich des Energieverbrauchs, der sich aus ihrer aktuellen
Einstellung und/oder den aktuellen Umgebungsbedingungen (z. B. Außentemperatur)
ergibt. Beispielsweise kann eine Sitzheizung üblicherweise in verschiedenen
Intensitätsstufen
betrieben werden. Der Energieverbrauch und die sich daraus ergebende
Restreichweitenverringerung ist in einer niedrigen Intensitätsstufe freilich
geringer als in einer höheren
Intensitätsstufe.
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Vorzugsweise
wird die Anzeige bei Veränderung
des Einschaltzustands und/oder Betriebszustands eines Zusatzverbrauchers
umgehend oder zumindest zeitnah nachgeführt.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist die Differenz zwischen dem ersten und
dem zweiten Schätzwert
in einer grafischen Restreichweitendarstellung, insbesondere einer
Balkendarstellung oder einem Kreisdiagramm, als Anteil des ersten
Schätzwerts
darstellbar. Durch eine solche grafische Darstellung kann der Einfluss des
Betriebs von Zusatzverbrauchern auf die Restreichweite besonders
anschaulich gemacht werden.
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Die
grafische Restreichweitendarstellung kann jeweils eine numerische
Darstellung des ersten und des zweiten Schätzwerts umfassen. Der Fahrer wird
so insbesondere über
die maximal mögliche
und die aktuell zu erwartende Restreichweite in Kenntnis gesetzt.
Die numerische Darstellung kann insbesondere den jeweiligen Wert
in Kilometern oder Meilen umfassen.
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Die
grafische Restreichweitendarstellung kann auch jeweils eine numerische
Darstellung des ersten Schätzwerts
und der Differenz umfassen. Der Fahrer wird so insbesondere über die
maximal mögliche
Restreichweite und die aktuell zu erwartende Verringerung derselben
durch den Betrieb von Zusatzverbrauchern in Kenntnis gesetzt.
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Die
grafische Restreichweitendarstellung kann auch jeweils eine numerische
Darstellung des zweiten Schätzwerts
und der Differenz umfassen. Der Fahrer wird so insbesondere über die
aktuell zu erwartende Restreichweite und das Potenzial zur Steigerung
derselben durch die Abschaltung von Zusatzverbrauchern in Kenntnis
gesetzt.
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Die
grafische Restreichweitendarstellung kann auch jeweils eine numerische
Darstellung des ersten und des zweiten Schätzwerts umfassen. Der Fahrer
wird so in besonders einfach und schnell ablesbarer Art und Weise über die
maximal mögliche und
die aktuell zu erwartende Restreichweite sowie den Einfluss des
Betriebs von Zusatzverbrauchern auf die Restreichweite in Kenntnis
gesetzt.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die grafische Restreichweitendarstellung
als Balkendarstellung ausgebildet. Sie kann dann zur Anzeige des
ersten Schätzwerts
insbesondere einen Balken umfassen, der aus einem ersten Teilbalken
zur Anzeige des zweiten Schätzwerts
und einem zweiten Teilbalken zur Anzeige der Differenz zusammengesetzt
ist. So ergibt sich eine besonders platzsparende und einfach ablesbare
Anzeige der genannten Größen.
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Besonders
vorteilhaft ist eine Anzeigeform, bei welcher im Fall des Betriebs
mehrerer Zusatzverbraucher die Anteile der einzelnen Zusatzverbraucher
an der Differenz bzw. Restreichweitenverringerung abermals als Segmente
des zweiten Teilbalkens angezeigt werden.
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Die
Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Schätzwert ist
vorzugsweise gemeinsam mit einem Bezeichner für den zumindest einen Zusatzverbraucher
anzeigbar. Der zweite Teilbalken kann beispielsweise gewissermaßen durch
einen solchen Bezeichner beschriftet sein. Der Bezeichner kann textuell
(ausgeschrieben oder abgekürzt,
z. B. „SHZ” für Sitzheizung
oder „HSH” für Heckscheibenheizung)
oder symbolisch (z. B. Eiskristall für Klimaanlage) gestaltet sein.
Durch den Bezeichner wird verdeutlicht, auf den Betrieb welches
Zusatzverbrauchers die aus der Anzeige ersichtliche Restreichweitenverringerung
zurückzuführen ist.
Ist die Restreichweitenverringerung auf den Betrieb mehrerer Zusatzverbraucher
zurückzuführen, können Bezeichner
all dieser Zusatzverbraucher angezeigt werden. Es können aber
auch vorteilhaft nur Bezeichner derjenigen Zusatzverbraucher, die
einen gewissen Mindestanteil an der Restreichweitenverringerung
besitzen, angezeigt werden.
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Alternativ
kann auch nur ein Bezeichner desjenigen Zusatzverbrauchers, der
den größten Anteil an
der Restreichweitenverringerung besitzt, angezeigt werden.
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Besonders
platzsparend und einfach zuordenbar ist die Beschriftung durch den
oder die Bezeichner, wenn sie vollständig innerhalb der Konturen
des zweiten Teilbalkens angeordnet ist.
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Für eine leicht
ablesbare Anzeige ist der zweite Teilbalken vorzugsweise farblich
vom ersten Teilbalken abgesetzt.
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Im
Folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der
Erfindung beschrieben. Daraus ergeben sich weitere Details, bevorzugte
Ausführungsformen
und Weiterbildungen der Erfindung. Im Einzelnen zeigen
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1 einen
ersten Anzeigezustand einer Anzeigeeinheit zur Anzeige der Restreichweite
eines Kraftfahrzeugs,
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2 einen
zweiten Anzeigezustand derselben Anzeigeeinheit,
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3 einen
dritten Anzeigezustand derselben Anzeigeeinheit.
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Ein
Elektrofahrzeug weist eine Informationsvorrichtung zur Anzeige seiner
Restreichweite auf. Für
die Anzeige kann der Füllgrad
der Batterie, mit der das Fahrzeug ausgerüstet ist, bestimmt werden. Ferner
kann der Energieverbrauch mehrerer Zusatzverbraucher (hier Klimaanlage
und Sitzheizung) des Kraftfahrzeugs sowie deren Einschaltzustand
bestimmt und berücksichtigt
werden.
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Durch
eine Recheneinheit der Informationsvorrichtung kann auf Basis des
Batterieladezustands und der Energieverbrauchswerte der Zusatzverbraucher
die Restreichweite in nachfolgend beschriebener Art und Weise ermittelt
und auf einer Anzeigeeinheit des Fahrzeugs angezeigt werden.
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Zunächst wird
anhand des Batterieladezustands ein erster Schätzwert betreffend eine maximale
Restreichweite des Kraftfahrzeugs ermittelt.
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Für die Ermittlung
dieser maximalen Restreichweite wird davon ausgegangen, dass die
Sitzheizung und die Klimaanlage, d. h. sämtliche im vorliegenden Konzept
berücksichtigungsfähigen, Zusatzverbraucher
während
der restlichen Fahrt abgeschaltet sind. Die Ermittlung dieser maximalen
Restreichweite beruht im Wesentlichen auf einer Division der zur
Verfügung
stehenden Energiemenge durch den Streckenverbrauch des Fahrzeugs
bei abgeschalteten Zusatzverbrauchern.
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Ist
zumindest einer der genannten Zusatzverbraucher aktiviert, wird
unter Berücksichtigung des
Energieverbrauchs dieses Zusatzverbrauchers ein zweiter Schätzwert betreffend
eine verringerte Restreichweite des Kraftfahrzeugs ermittelt. Ist
beispielsweise die Klimaanlage aktiviert, nicht aber die Sitzheizung,
wird für
die Ermittlung dieser verringerten Restreichweite davon ausgegangen,
dass dieser Zustand (Sitzheizung AUS, Klimaanlage EIN) während der
restlichen Fahrt beibehalten wird. Der zweite Schätzwert hängt demgemäß vom Einschaltzustand der
Zusatzverbraucher ab.
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1 zeigt
die resultierende Anzeige der Anzeigeeinheit in einem Anzeigezustand,
in welchem sowohl die Sitzheizung als auch die Klimaanlage deaktiviert
sind.
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Der
zweite Schätzwert
(verringerte Restreichweite) muss – da er in diesem Fall gleich
dem ersten Schätzwert
(maximale Restreichweite) ist – nicht
eigens berechnet und angezeigt werden.
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Angezeigt
wird nur der erste Schätzwert – und zwar
in einer Balkendarstellung mit einem Balken 1, dessen Höhe proportional
zur maximalen Restreichweite ist und in welchem eine numerische
Darstellung 1a des ersten Schätzwerts (hier „138” stellvertretend
für 138
Kilometer) aufgenommen ist.
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2 zeigt
die resultierende Anzeige der Anzeigeeinheit in einem Anzeigezustand,
in welchem die Sitzheizung aktiviert und die Klimaanlage deaktiviert
ist.
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Der
zweite Schätzwert
wird nun anhand des durch die Sitzheizung erhöhten Streckenverbrauchs des
Fahrzeugs ermittelt.
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Angezeigt
wird der erste Schätzwert
(maximale Restreichweite) in einer Balkendarstellung mit einem Balken 1', dessen Höhe proportional
zur maximalen Restreichweite ist. Oberhalb des Balkens befindet
sich eine numerische Darstellung 1b des ersten Schätzwerts
(hier „138” stellvertretend
für 138
Kilometer). Der Balken 1' unterteilt
sich gemäß 2 in einen
Teilbalken 2 zur Anzeige des zweiten Schätzwerts
(verringerte Restreichweite) und einen Teilbalken 3 zur
Anzeige der Differenz zwischen erstem und zweitem Schätzwert,
d. h. der Restreichweitenverringerung durch den Zusatzverbraucher.
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In
dem Teilbalken 2 ist eine numerische Darstellung 2a des
zweiten Schätzwerts
(hier „107” stellvertretend
für 107
Kilometer) aufgenommen
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In
dem Teilbalken 3 ist zur Beschriftung des Teilbalkens ein
Bezeichner 3a des für
diesen Teilbalken (bzw. die durch ihn dargestellte Restreichweitenverringerung)
verantwortlichen Zusatzverbrauchers aufgenommen (hier „SHZ” stellvertretend
für den
Zusatzverbraucher Sitzheizung). Der geschätzte Wert der Restreichweitenverringerung
(hier 138 km – 107 km
= 31 km) wird vorliegend nicht numerisch, sondern nur grafisch angezeigt.
Andere Umsetzungsformen des vorgestellten Anzeigekonzepts könnten freilich
auch die numerische Anzeige des Differenzwerts umfassen.
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3 zeigt
die resultierende Anzeige der Anzeigeeinheit in einem Anzeigezustand,
in welchem die Sitzheizung und die Klimaanlage aktiviert sind.
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Der
zweite Schätzwert
wird nun anhand des durch die Sitzheizung und die Klimaanlage erhöhten Streckenverbrauchs
des Fahrzeugs ermittelt.
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Angezeigt
wird wieder der erste Schätzwert (maximale
Restreichweite) in einer Balkendarstellung mit einem Balken 1'', dessen Höhe proportional zur maximalen
Restreichweite ist. Oberhalb des Balkens befindet sich wieder eine
numerische Darstellung 1c des ersten Schätzwerts
(hier „138” stellvertretend
für 138
Kilometer). Der Balken 1'' unterteilt sich
gemäß 3 in
einen Teilbalken 4 zur Anzeige des zweiten Schätzwerts
und zwei Teilbalken 5 und 6 zur Anzeige der Differenz
zwischen erstem und zweitem Schätzwert.
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In
dem Teilbalken 4 ist eine numerische Darstellung 4a des
zweiten Schätzwerts
(hier „72” stellvertretend
für 72
Kilometer) aufgenommen.
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Die
Teilbalken 5 und 6 zeigen gemeinsam die Restreichweitenverringerung
an, die aus dem Betrieb der Zusatzverbraucher resultiert. Dabei
zeigt Teilbalken 5 den Anteil der Sitzheizung an, Teilbalken 6 den Anteil
der Klimaanlage.
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In
dem Teilbalken 5 ist zur Beschriftung des Teilbalkens ein
Bezeichner 5a des für
diesen Teilbalken verantwortlichen Zusatzverbrauchers aufgenommen
(hier „SHZ” stellvertretend
für den
Zusatzverbraucher Sitzheizung). Der Teilbalken 5 gemäß 3 besitzt
dieselbe Farbe wie der Teilbalken 3 gemäß 2, wodurch
ihn der Betrachter ebenfalls leicht dem Zusatzverbraucher Sitzheizung
zuordnen kann. In dem Teilbalken 6 ist zur Beschriftung
des Teilbalkens ein Bezeichner 6a des für diesen Teilbalken verantwortlichen
Zusatzverbrauchers aufgenommen (hier ein „Eiskristall” stellvertretend
für den
Zusatzverbraucher Klimaanlage). Der geschätzte Wert der Restreichweitenverringerung
(hier 138 km – 72 km
= 66 km) wird vorliegend nicht numerisch, sondern nur grafisch angezeigt.
Andere Umsetzungsformen des vorgestellten Anzeigekonzepts könnten freilich
auch die numerische Anzeige des Differenzwerts oder der einzelnen
Anteile der Zusatzverbraucher umfassen.
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Bei
Veränderung
des Einschaltzustands eines der Zusatzverbraucher wird die Anzeige
umgehend nachgeführt
(beispielsweise Übergang
vom Anzeigezustand gemäß 3 zum
Anzeigezustand gemäß 2 bei
Abschaltung der Klimaanlage).
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Auch
bei einer signifikanten Veränderung des
Energieverbrauchs eines der Zusatzverbraucher wird die Anzeige umgehend
nachgeführt.
Beispielsweise führt
ausgehend vom Anzeigezustand gemäß 3 eine
Einstellung der Sitzheizung auf eine kleinere Leistungsstufe zu
einem „Schmelzen” des Teilbalkens 5 und
zu einer entsprechenden Zunahme des Teilbalkens 4 sowie
des zweiten Schätzwerts 4a.
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Durch
das differenzierte Informationsangebot der vorgestellten Informationsvorrichtung
kann der Fahrer des Fahrzeugs sich – wenn auch „nur” anhand
von Abschätzungen – einen Überblick über die Konsequenzen
des Betriebs von Zusatzverbrauchern im Hinblick auf die Restreichweite
des Fahrzeugs verschaffen. Er kann auch durch die Abschaltung eines
von mehreren Zusatzverbrauchern und die dann umgehend veränderte Anzeige
(z. B. Abschaltung der Klimaanlage und demzufolge Übergang
vom Anzeigezustand gemäß 3 zum
Anzeigezustand gemäß 2)
schnell und einfach überprüfen, ob
die Restreichweite nach der Abschaltung zum Erreichen eines angestrebten
Ziels ausreicht.