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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen einer Empfehlung für die aerodynamische Effizienz eines Fahrzeugs und ein Fahrzeugsteuersystem.
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HINTERGRUND
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In manchen Fällen weiß der Fahrer eines Fahrzeugs nicht, wie seine Handlungen die aerodynamische Effizienz des Fahrzeugs beeinflussen können. Beispielsweise wirkt sich das Fahren des Fahrzeugs mit nach unten gefahrenen Fenstern oder mit geöffnetem Schiebdach auf die aerodynamische Effizienz aus. Daher sollte eine Möglichkeit zum Verständnis der aerodynamischen Effizienz des Fahrzeugs geschaffen werden.
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Herkömmliche Verfahren und Systeme zur Unterstützung des Fahrers eines Kraftfahrzeugs sind aus den Druckschriften
EP 2 028 060 A2 , welche eine Anzeige von Energiesparinformationen aufzeigt, der
DE 10 2007 050 504 A1 , die die Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs beim Betreiben des Fahrzeugs in einer emissionsreduzierten Fahrweise beschreibt, der
EP 2 028 059 A2 , die eine Anzeige des durch zugeschaltete Betriebssysteme oder montierte Anbauteile verursachten Mehrverbrauchs angibt, der
DE 101 38 750 A1 , die ein Fahrzeugrechner-System und Verfahren zur Ermittlung und Darstellung des Energieverbrauchs eines Verbrauchers in einem Fahrzeug darlegt, sowie der
DE 10 2008 013 205 A1 , die zum wirtschaftlich optimalen Betrieb des Kraftfahrzeugs sowie zur Senkung der CO2-Emissionen Kraftstoffkosten und/oder ein CO2-Emissionswert auf einer Anzeige darstellt, bekannt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren umfasst: Bestimmen von Effizienzwerten der aerodynamischen Effizienz eines Fahrzeugs, wobei anhand von aerodynamischen Verlusten die Effizienzwerte für Kombinationen aus dem Fahren mit nach oben gefahrenem Fenster oder mit nach unten gefahrenem Fenster und dem Fahren mit der momentanen Geschwindigkeit oder mit einer reduzierten Geschwindigkeit bestimmt werden; Vergleichen der Effizienzwerte der aerodynamischen Effizienz, um die effizienteste Kombination zu bestimmen; und Erzeugen einer Empfehlung auf der Grundlage der effizientesten Kombination.
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Ein erfindungsgemäßes Fahrzeugsteuersystem umfasst ein erstes Modul sowie ein zweites Modul. Das erste Modul bestimmt Effizienzwerte der aerodynamischen Effizienz des Fahrzeugs, wobei das erste Modul anhand von aerodynamischen Verlusten die Effizienzwerte für Kombinationen aus dem Fahren mit nach oben gefahrenem Fenster oder mit nach unten gefahrenem Fenster und dem Fahren mit der momentanen Geschwindigkeit oder mit einer reduzierten Geschwindigkeit bestimmt und die Effizienzwerte der aerodynamischen Effizienz vergleicht, um die effizienteste Kombination zu bestimmen. Das zweite Modul erzeugt auf der Grundlage der effizientesten Kombination eine Empfehlung.
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Die obigen Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden genauen Beschreibung der Erfindung sogleich deutlich, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen aufgenommen wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere Aufgaben, Merkmale, Vorteile und Einzelheiten erscheinen lediglich beispielhalber in der folgenden genauen Beschreibung von Ausführungsformen, wobei die genaue Beschreibung auf die Zeichnungen verweist, worin:
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1 ein funktionaler Blockschaltplan eines Fahrzeugs mit einem System für aerodynamische Effizienz gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist;
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2 ein Datenflussplan ist, der ein System für aerodynamische Effizienz gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zeigt;
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3 eine Darstellung eines Ratgebers für aerodynamische Effizienz gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist; und
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4 und 5 Ablaufpläne sind, die Verfahren für aerodynamische Effizienz gemäß beispielhaften Ausführungsformen zeigen.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die folgende Beschreibung ist dem Wesen nach rein veranschaulichend. Selbstverständlich geben in den gesamten Zeichnungen sich entsprechende Bezugszeichen gleiche oder sich entsprechende Teile und Merkmale an. Die Begriffe ”Modul” und ”Submodul”, wie sie hier verwendet werden, beziehen sich auf eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe) mit Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität verschaffen.
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In Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform ist allgemein bei 10 ein Fahrzeug gezeigt, das ein System für aerodynamische Effizienz umfasst. Das hier gezeigte beispielhafte System für aerodynamische Effizienz umfasst ein Modul für aerodynamische Effizienz 12, ein oder mehrere Fahrzeugsteuermodule 14, eine oder mehrere Fahrzeugkomponenten 18 und eine Anzeigevorrichtung 16. Solche Fahrzeugkomponenten 18 können Fenstersysteme, Schiebedachsysteme, transparente Schiebedachsysteme, weitere gesteuerte Systeme, die sich auf die aerodynamische Effizienz des Fahrzeugs 10 auswirken können, und Systeme, die sich auf den Leistungsverbrauch des Fahrzeug 10 auswirken, wie beispielsweise Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen-Systeme (HLK-Systeme) umfassen, jedoch sind sie nicht darauf beschränkt. Wohlgemerkt kann das Fahrzeug 10 ein durch Kraftmaschine angetriebenes Fahrzeug, ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug oder ein hybrides durch Kraftmaschine und elektrisch angetriebenes Fahrzeug sein.
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Allgemein gesagt, das Modul für aerodynamische Effizienz 12 schätzt die aerodynamischen Wirkungen verschiedener Fahrzeugeinstellungen. Das Modul für aerodynamische Effizienz 12 verwendet zum Schätzen aerodynamischer Daten bordinterne Fahrzeugdaten wie etwa Fahrzeuggeschwindigkeit, Streckeninformationen, Umgebungstemperatur, Fahrgastraumtemperatur, Wind oder Wetterbedingungen. Solche bordinternen Fahrzeugdaten können von dem Fahrzeug 10 erfasst werden, von anderen Modulen (z. B. einem Kraftmaschinensteuermodul, einem Getriebesteuermodul, einem Antriebsstrangsteuermodul, einem Navigationsmodul usw.) in dem Fahrzeug 10 über einen Fahrzeugkommunikationsbus 20 empfangen werden und/oder von einer externen Kommunikationsvorrichtung (z. B. durch ein Telematiksystem) (nicht gezeigt) empfangen werden.
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Auf der Grundlage der aerodynamischen Daten überträgt das Modul für aerodynamische Effizienz 12 Daten zu der Anzeigevorrichtung 16, um einem Fahrer Mitteilungen bezüglich der Effizienz des Fahrzeugs und/oder Empfehlungen hinsichtlich einer Vorgehensweise zum effizienteren Fahren unter Beibehaltung einer gewünschten inneren Umgebung anzuzeigen. In verschiedenen Ausführungsformen ist die Anzeigevorrichtung 16 eine interaktive Anzeigevorrichtung, die eine Eingabe vom Fahrer empfängt, wie etwa eine Anzeigevorrichtung mit Tast-Bildschirm. Auf der Grundlage der Fahrereingabe kann das Modul für aerodynamische Effizienz 12 ferner Echtzeit-Anpassungen von Einstellungen der einen oder der mehreren Fahrzeugkomponenten 18 anfordern. Beispielsweise kann das Modul für aerodynamische Effizienz 12 Steueranforderungen an das eine oder die mehreren Fahrzeugsteuermodule 14 erzeugen. Das Fahrzeugsteuermodul 14 kann dann die Fahrzeugkomponente entsprechend steuern. Beispielsweise kann das Fahrzeugsteuermodul 14 Steuersignale erzeugen, um Fensterstellungen (z. B. geöffnet, geschlossen, teilweise geöffnet usw.), HLK-Einstellungen (z. B. Temperatur, Lüfterdrehzahl usw.), Schiebedacheinstellungen usw. anzupassen.
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In 2 zeigt ein Datenflussplan eine beispielhafte Ausführungsform des Moduls für aerodynamische Effizienz 12 von 1. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Modul für aerodynamische Effizienz 12 ein oder mehrere Submodule und Datenspeicher umfassen. Wohlgemerkt können die in 2 gezeigten Submodule kombiniert und/oder weiter unterteilt sein, um in ähnlicher Weise aerodynamische Daten zu schätzen und mit der Anzeigevorrichtung 16 (1) zu kommunizieren. Eingaben an das Modul für aerodynamische Effizienz 12 können von den Sensoren des Fahrzeugs 10 (1) empfangen werden, können modelliert werden, können von anderen Steuermodulen in dem Fahrzeug 10 (1) empfangen werden und/oder können im Voraus definiert werden. In verschiedenen Ausführungsformen umfasst das Modul für aerodynamische Effizienz 12 ein Energieschätzmodul 30, ein Effizienzschätzmodul 32, ein Anzeigemanagementmodul 34, einen Parameterdatenspeicher 36 und einen Präferenzendatenspeicher 38.
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Das Energieschätzmodul 30 empfängt als Eingabe Fahrzeugdaten 40. Die Fahrzeugdaten 40 geben einen geschätzten oder gemessenen Echtzeit-Parameter des Fahrzeugs 10 an. Die Fahrzeugdaten 40 können beispielsweise, jedoch nicht darauf beschränkt, Fahrzeuggeschwindigkeit, Lufttemperatur, Wetterbedingungen oder andere Echtzeit-Fahrzeugdaten umfassen.
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Anhand der Fahrzeugdaten 40 berechnet das Energieschätzmodul 30 Energiedaten 44, die für verschiedene Komponenten des Fahrzeugs 10 den momentanen Leistungsverbrauch angeben. Solche Energiedaten 44 können Daten umfassen, die mit aerodynamischen Verlusten, Rollwiderstandsverlusten, Beschleunigungskraft, Lasten von Hilfseinrichtungen usw. verbunden sind.
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In verschiedenen Ausführungsformen können die Berechnungen beispielsweise auf physikbasierten Modellen und statischen Fahrzeugeigenschaften, die als Fahrzeugparameter 42 definiert sind, basieren. Die Fahrzeugparameter können beispielsweise Luftwiderstandskoeffizienten, Reifenrollwiderstandskennlinien, die Fahrzeugmasse, die Klimaanlagenleistung und die Frontfläche umfassen. Die Fahrzeugparameter 42 können im Voraus definiert und in dem Parameterdatenspeicher 36 gespeichert werden. Das Verwenden physikbasierter Modelle zum Berechnen der Daten ermöglicht dem Energieschätzmodul 30 das Berechnen des Leistungsverbrauchs für verschiedene Betriebsarten einschließlich jener, die momentan vom Fahrer nicht verwendet werden (d. h., dass der Leistungsverbrauch mit eingeschalteter Klimaanlage berechnet wird, auch wenn diese in Wirklichkeit ausgeschaltet ist).
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Das Effizienzschätzmodul 32 empfängt als Eingabe die Energiedaten 44. Das Effizienzschätzmodul 32 bestimmt Effizienzwerte durch Berechnen verschiedener Kombinationen der Energiedaten 44. Das Effizienzschätzmodul 32 berechnet anhand der aerodynamischen Verluste die Effizienzwerte des Fahrens mit nach oben gefahrenem Fenster oder mit nach unten gefahrenem Fenster und des Fahrens mit der momentanen Geschwindigkeit oder mit einer reduzierten Geschwindigkeit.
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Das Effizienzschätzmodul 32 vergleicht die Effizienzwerte, um die effizienteste Kombination (d. h. den niedrigsten Effizienzwert) zu bestimmen. Das Effizienzschätzmodul 32 bestimmt dann auf der Grundlage der effizientesten Kombination Effizienzdaten 46. In verschiedenen Ausführungsformen können die Effizienzdaten 46 beispielsweise die Betriebskombination, die Leistungseinsparungen, die mit der Betriebskombination zusammenhängen, Kosteneinsparungen, die mit der Betriebskombination zusammenhängen, eine geschätzte längere Strecke, die mit der Betriebskombination zusammenhängt, und die momentanen Fahrzeugdaten umfassen. In verschiedenen Ausführungsformen kann die längere Strecke die Strecke, die ein Fahrzeug mit seiner momentanen Ladung oder seinem momentanen Kraftstoff an Bord fahren kann, (die Reichweite) angeben.
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Das Anzeigemanagementmodul 34 empfängt als Eingabe die Effizienzdaten 46. Auf der Grundlage der Effizienzdaten 46 erzeugt das Anzeigemanagementmodul 34 Anzeigeausgabedaten 48. Die Anzeigeausgangsdaten 48 werden von der Anzeigevorrichtung 16 (1) empfangen, um einen interaktiven Effizienzratgeber 100 (siehe z. B. 3) anzuzeigen.
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Das Anzeigemanagementmodul 34 kann ferner Anzeigeeingangsdaten 50 als Eingabe empfangen. Die Anzeigeeingangsdaten 50 können auf der Grundlage einer Interaktion des Fahrers mit dem interaktiven Effizienzratgeber 100 (3) erzeugt werden. Beispielsweise kann ein Fahrer Präferenzen konfigurieren, die mit automatischen Einstellungen der Fahrzeugkomponenten 18 (1) zusammenhängen. Das Anzeigemanagementmodul 34 kann die Präferenzen in dem Präferenzendatenspeicher 38 speichern. Wenn eine automatische Einstellung ausgewählt wird, wie durch die Anzeigeeingangsdaten 50 angezeigt wird, kann das Anzeigemanagementmodul 34 Fahrzeugkomponenten-Steuersignale 54, die auf den Benutzerpräferenzen 52 (falls vorgesehen) basieren, erzeugen, so dass die eine oder die mehreren Fahrzeugkomponenten 18 (1) automatisch gesteuert werden, um den empfohlenen effizienten Betrieb zu erreichen.
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In 3 ist ein beispielhafter interaktiver Effizienzratgeber 100 gezeigt. In verschiedenen Ausführungsformen kann der interaktive Effizienzratgeber 100 einen Kasten für momentane Effizienzdaten 101 und einen Kasten für Auto-Effizienz-Daten 103 umfassen. Der Kasten für momentane Effizienzdaten 101 und der Kasten für Auto-Effizienz-Daten 103 können jeweils eine oder mehrere statische Textanzeigeeinheiten, eine oder mehrere dynamische Textanzeigeeinheiten und eine oder mehrere Auswahleinheiten umfassen. Die statischen Textanzeigeeinheiten können beispielsweise beschreibenden Text umfassen, der den Inhalt von dem, was in zugeordneten dynamischen Textanzeigeeinheiten angezeigt wird, angibt. Beispielsweise kann die Textanzeigeeinheit 102 ”Momentane Fahrzeuggeschwindigkeit” umfassen. Die Textanzeigeeinheit 104 kann ”Vorhergesagte Einsparungen” umfassen. Die Textanzeigeeinheit 106 kann ”Momentane Einstellungen” umfassen. Die Textanzeigeeinheit 108 kann ”Anpasspräferenzen” umfassen. Die Textanzeigeeinheit 110 kann ”Komfortbandbreite” umfassen. Die Textanzeigeeinheit 111 kann ”Längere Strecke” umfassen.
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Die dynamischen Textanzeigeeinheiten können beispielsweise dynamischen Text umfassen, der die Effizienzdaten 46 (2) angibt. Beispielsweise kann die Textanzeigeeinheit 112 die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit umfassen. Die Textanzeigeeinheit 114 kann die effiziente Betriebskombination (z. B. ”Das Schließen der Fenster und das Einschalten der Klimaanlage spart Energie”) umfassen. Die Textanzeigeeinheit 116 kann die Kosteneinsparungen (z. B. ”$. 95/h”) umfassen. Die Textanzeigeeinheit 118 kann die Leistungseinsparungen (z. B. ”3 kW”) ”umfassen. Die Textanzeigeeinheit 119 kann die längere Strecke (z. B. ”3 Meilen”) umfassen. Die Textanzeigeeinheit 120 kann den momentanen Betrieb (z. B. ”Fenster geschlossen und Klimaanlagen-Ökobetrieb”) umfassen. Die Textanzeigeeinheit 122 kann eine ausgewählte Temperaturpräferenz (”69–76F”) umfassen. Die Textanzeigeeinheit 124 kann eine ausgewählte Durchwirbelungspräferenz (”Haar bleibt ungestört”) umfassen.
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Die eine oder die mehreren Auswahleinheiten können beispielsweise Auswahlsymbole, Aufklappmenüs, Texteingabekästen oder andere Typen von Eingabeeinheiten umfassen. Beispielsweise kann die Auswahleinheit 126 ein Auswahlsymbol umfassen, das, wenn es ausgewählt wird, die Effizienzdaten 46 in dem Kasten für momentane Effizienzdaten 101 anzeigt. Die Auswahleinheit 126 kann ein Auswahlsymbol umfassen, das, wenn es ausgewählt wird, die Anforderung zum automatischen Steuern der Fahrzeugkomponenten 18 (1) erzeugt. Das Auswahlsymbol 130 kann ein Auswahlsymbol umfassen, das, wenn es ausgewählt wird, die Präferenzen, die der Textanzeige 122 zugeordnet sind, konfiguriert. Das Auswahlsymbol 132 kann ein Auswahlsymbol umfassen, das, wenn es ausgewählt wird, die Präferenzen, die der Textanzeige 124 zugeordnet sind, konfiguriert.
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In den 4 und 5, wobei weiterhin auf 2 Bezug genommen wird, zeigen Ablaufpläne Verfahren für aerodynamische Effizienz, die durch das Modul für aerodynamische Effizienz 12 von 2 ausgeführt werden können. Wohlgemerkt ist im Lichte der Offenbarung die Reihenfolge des Ablaufs innerhalb der Verfahren nicht auf die sequentielle Ausführung, wie sie in den 4 und 5 gezeigt ist, beschränkt; vielmehr können die Verfahren je nach Anwendung und gemäß der vorliegenden Offenbarung in einer oder mehreren verschiedenen Reihenfolgen ausgeführt werden.
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Wohlgemerkt können die Verfahren für aerodynamische Effizienz so geplant sein, dass sie auf der Grundlage im Voraus bestimmter Ereignisse ablaufen, und/oder in geplanten Abständen während des Betriebs des Fahrzeugs 10 (1) ablaufen.
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In 4 ist allgemein bei 200 speziell ein Effizienzüberwachungsverfahren gezeigt. In einem Beispiel kann das Verfahren bei 205 beginnen. Bei 210 werden auf der Grundlage der Fahrzeugparameter 42 und der Echtzeit-Fahrzeugdaten 40 (z. B. der Fahrzeuggeschwindigkeit) die Energiedaten 44 berechnet. Bei 220 werden auf der Grundlage von Kombinationen der Energiedaten 44 die verschiedenen Effizienzwerte berechnet. Bei 230 werden die Effizienzwerte im Hinblick auf einen effizientesten Wert verglichen. Bei 240 werden auf der Grundlage des Vergleichs die Effizienzdaten 46 bestimmt und angezeigt.
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In 5 ist allgemein bei 300 speziell ein Anzeigeeingabeüberwachungsverfahren gezeigt. In einem Beispiel kann das Verfahren bei 305 beginnen. Bei 310 und 320 werden Eingangsdaten 50 von der Anzeigevorrichtung 16 überwacht. Wenn bei 310 eine Eingabe, die Präferenzinformationen angibt, empfangen werden, werden bei 330 die Präferenzen 52 gespeichert und bei 340 die Anzeigeausgangsdaten 48 erzeugt, um die ausgewählten Präferenzen anzuzeigen. Anschließend fährt das Verfahren bei 310 mit dem Überwachen der Eingabe von der Anzeigevorrichtung 16 fort.
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Wenn jedoch bei 320 eine Eingabe empfangen wird, die Anforderung zum automatischen Steuern angibt, werden bei 350 Fahrzeugkomponenten-Steuersignale 54, die auf den Effizienzdaten 46 und den Präferenzen 52 (falls keine festgelegt sind, werden Vorgabepräferenzen verwendet) basieren, erzeugt. Anschließend fährt das Verfahren bei 310 mit dem Überwachen der Eingabe von der Anzeigevorrichtung 16 fort.
