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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einer erweiterten Kraftstoffverbrauchsanzeige, sowie ein Verfahren zum Ermitteln und Anzeigen der Verbrauchsinformation des Kraftfahrzeugs.
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Aus dem Stand der Technik sind in Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotoren Verbrauchsanzeigen für den aktuellen Kraftstoffverbrauch und den Durchschnittsverbrauch bekannt. Dabei erfolgt die wahlweise oder simultane Anzeige von aktuellem oder Durchschnittsverbrauch üblicherweise als Zahlenangabe. Die Kraftstoffverbrauchswerte werden von einem Bordcomputer, im einfachsten Fall ein Mikrocontroller, neben gefahrenen Wegstrecken, fälligen Wartungsdiensten, Durchschnittsgeschwindigkeiten berechnet und über ein Display, das üblicherweise in das Kombi-Instrument integriert ist, angezeigt. Der Bordcomputer ist dazu mit Sensoren im Fahrzeug vernetzt, beispielsweise einem Wegstreckensensor, und erhält von diesem Signale zur Berechnung der Verbrauchswerte.
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Bei aktuellen Fahrzeugmodellen, die ein Infotainmentsystem zur zentralen Steuerung aufweisen, das verschiedene Funktionen im Bereich Komfort oder Sicherheit umfasst, wie etwa Navigation, Kommunikation, Multimedia und Fahrerassistenzsysteme, können die Aufgaben des Bordcomputers zur Berechnung und Anzeige der Verbrauchsdaten durch Komponenten des Infotainmentsystems übernommen werden. Das Infotainmentsystem verfügt über eine Head Unit, die mit Speicher- und Prozessoreinheiten einem PC entspricht, und ein Display zur Anzeige verschiedener Status-, Fahrzeug- und Statistikinformationen. Die Verbrauchsdaten, die nun von der Head Unit des Infotainmentsystems, die dazu mit den entsprechenden Sensoren vernetzt ist, ermittelt werden, können dann auch über dieses Display, meist ein Zentral-Display, angezeigt werden.
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Dabei ist aus Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor die Darstellung des aktuellen Kraftstoffverbrauchs als Balkenanzeige bekannt.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dem Fahrer eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor neben der Information über einen aktuellen Kraftstoffverbrauch weitere Informationen betreffend das Energiemanagement seines Fahrzeugs zukommen zu lassen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
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Eine erste Ausführungsform bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, das eine Verbrauchsanzeige aufweist. Das Kraftfahrzeug hat zu diesem Zweck eine Erfassungsvorrichtung für Kraftstoffverbrauchsdaten, eine damit gekoppelte Recheneinheit zur Berechnung eines aktuellen Kraftstoffverbrauchs aus den Kraftstoffverbrauchsdaten und eine mit der Recheneinheit gekoppelte Anzeigevorrichtung zur Anzeige des aktuellen Kraftstoffverbrauchs. Das Kraftfahrzeug weist ferner einen Generator zur Rekuperation bei Verzögerungsvorgängen auf sowie eine Erfassungsvorrichtung für Rekuperationsdaten, die mit der Recheneinheit zur Berechnung einer aktuellen Rekuperation in Prozent einer maximal durch den Generator erzielbaren Ladeleistung gekoppelt ist. Erfindungsgemäß wird die aktuelle Rekuperation mit der Anzeigevorrichtung angezeigt. Dadurch, dass dem Fahrer die aktuelle Rekuperation als Anteil einer maximalen Ladeleistung angezeigt wird, vorzugsweise in Prozent, kann er sein Fahrverhalten hinsichtlich der Energierückgewinnung zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs optimieren.
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Besonders vorteilhaft ist dabei die gemeinsame Darstellung des Kraftstoffverbrauchs und der Rekuperation in einem gemeinsamen Anzeigefenster, so dass der Zusammenhang deutlich ersichtlich wird und der Fahrer den Verbrauchsvorteil aufgrund der Rekuperation einfach erfassen kann.
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Vorzugsweise handelt es sich bei der Anzeigevorrichtung um ein Display des Kraftfahrzeugs, das nicht nur eine alphanumerische sondern auch eine grafisch aufbereitete Anzeige der erfassten Daten gestattet. Dazu kommen insbesondere das Display eines Kombi-Instruments, auch ein vollgrafisches Display eines digitalen Kombi-Instruments oder eventuell auch ein Zentraldisplay einer zentralen Recheneinheit des Fahrzeugs in Frage. Bevorzugt wird als Display zur Anzeige des Kraftstoffverbrauchs und der Rekuperation das Display des Kombi-Instruments bzw. das vollgrafische Display gewählt werden, so dass dem Fahrer an gewohnter Stelle die Verbrauchswerte angezeigt. Allerdings ist die Anzeige im Zentraldisplay nicht ausgeschlossen.
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Die Anzeige des aktuellen Kraftstoffverbrauchs und der aktuellen Rekuperation kann neben der gemeinsamen Darstellung in einem Anzeigefenster auch abwechselnd und/oder überlappend in zwei Fenstern auf dem Display anzeigt werden.
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Um den aktuellen Kraftstoffverbrauch und die aktuelle Rekuperation anzuzeigen, kann es erforderlich sein, einen entsprechenden Menüeintrag in einem durch die Recheneinheit bereitgestellten Menü auszuwählen. Die Auswahl erfolgt über eine entsprechende Benutzerschnittstelle. Der Fahrer kann selbst konfigurieren, welche Informationen er anzeigen lässt. Üblicherweise kann er zwischen verschiedenen Informationen wie einem Durchschnittsverbrauch ab Start und ab einem Reset, der Durchschnittsgeschwindigkeit oder dem aktuellen Verbrauch etc. wählen. Die Auswahl der Anzeige der Rekuperation kann bei gemeinsamer Darstellung mit dem Kraftstoffverbrauch über dessen Menüeintrag erfolgen; wenn die Rekuperation in einer gesonderten Darstellung angezeigt werden kann, so ist auch ein eigener Menüeintrag dafür vorgesehen.
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Eine Balkenanzeige mit entsprechend skalietren Balken eignet sich als grafische Darstellung sowohl für den aktuellen Kraftstoffverbrauch als auch für die aktuelle Rekuperation. Für die Rekuperation erfolgt die Skalierung von einem Basiswert, üblicherweise Null, bis zu einem Maximum der Ladeleistung. Der Anteil der Rekuperation in Bezug zu der maximalen Ladeleistung kann dabei geeigneter Weise in Prozent angegeben werden. Für den Kraftstoffverbrauch kann z. B. von 0 bis 20 Liter/100 km skaliert werden. Die Darstellung in Balkenform lässt eine schnelle Erfassung und Bewertung des Verbrauchs und der Rekuperation zu. Die Balken können gemäß der Art eines Balkendiagramms liegend dargestellt sein und die aktuellen Werte können durch einen Balkan entsprechender Länge bis zu dem jeweiligen Wert wiedergegeben werden.
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Handelt es sich bei der Anzeigevorrichtung um ein Farbdisplay, so können die Balken für den aktuellen Kraftstoffverbrauch und die aktuelle Rekuperation unterschiedliche Farben oder auch Muster oder beides aufweisen, um so insbesondere in der gemeinsamen Darstellung eine einfachere und intuitive Unterscheidung zu ermöglichen, auch ohne auf Beschriftung zu achten. So kann z. B. grün für Rekuperation und gelb oder rot für den Kraftstoffverbrauch gewählt werden.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass in der gemeinsamen Anzeige des aktuellen Kraftstoffverbrauchs und der aktuellen Rekuperation die liegenden Balken nebeneinander angeordnet sind und die Skalen von Kraftstoffverbrauch und Rekuperation derart angeordnet sind, dass sie sich von einem gemeinsamen Basis- oder Nullpunkt in voneinander abgewandte Richtungen weg erstrecken. Hieraus wird der Zusammenhang zwischen Kraftstoffverbrauch und Rekuperation besonders deutlich, wobei der Auftrag der Skalierungen in entgegengesetzter Richtung den Gewinn und den Verbrauch widerspiegeln.
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Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug kann ein herkömmliches verbrennungsmotorisch betriebenes Kraftfahrzeug sein, das mit einem Generator zur Rekuperation ausgestattet ist, der die aus der Bewegungsenergie rückgewonnene elektrische Energie in der Fahrzeugbatterie oder eine zusätzlichen Batterie speichert. Denkbar ist aber auch, dass es sich bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug um ein Fahrzeug mit Hybridantrieb handelt, das außer dem Verbrennungsmotor einen Elektromotor aufweist. In diesem Fall kann der Elektromotor bei den Verzögerungsvorgängen als Generator zur Rekuperation arbeiten.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Anzeige von Verbrauchsinformationen in einem Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor umfasst nach dem Erfassen von Kraftstoffverbrauchsdaten das Berechnen eines aktuellen Kraftstoffverbrauchs aus den Daten und das Anzeigen des aktuellen Kraftstoffverbrauchs mittels einer Anzeigevorrichtung. Erfindungsgemäß werden die Schritte des Erfassens von Rekuperationsdaten eines Generators des Kraftfahrzeugs zur Rekuperation bei Verzögerungsvorgängen durchgeführt, woraus eine aktuelle Rekuperation in Prozent einer maximal durch den Generator erzielbaren Ladeleistung berechnet wird, die dann durch die Anzeigevorrichtung angezeigt wird.
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Dabei kann die Anzeige des aktuellen Kraftstoffverbrauchs und/oder der aktuellen Rekuperation gemeinsam in einem Anzeigefenster oder in zwei Fenstern abwechselnd und/oder überlappend erfolgen. Ferner kann die Anzeige des aktuellen Kraftstoffverbrauchs und/oder der aktuellen Rekuperation über einen Menüeintrag eines durch die Recheneinheit bereitgestellten Menüs mittels einer Benutzerschnittstelle ausgewählt werden. Bevorzugt kann die Anzeige des aktuellen Kraftstoffverbrauchs und/oder der aktuellen Rekuperation in Form eines Balkens, insbesondere eines liegenden Balkens erfolgen, wobei die Balken für den aktuellen Kraftstoffverbrauchs und die aktuelle Rekuperation insbesondere unterschiedliche Farben aufweisen und insbesondere nebeneinander angeordnet sind und die Skalen derart angeordnet sind, dass sie sich von einem gemeinsamen Basis- oder Nullpunkt in voneinander abgewandte Richtungen weg erstrecken.
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Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren dargelegt.
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Der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient der Unterstützung der Beschreibung und dem erleichterten Verständnis des Gegenstands. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.
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Dabei zeigen:
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1 eine Kraftstoffverbrauchsanzeige gemäß dem Stand der Technik,
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2 eine Ausführungsform einer Rekuperationsanzeige als Erweiterung einer Kraftstoffverbrauchsanzeige,
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3 eine Ausführungsform einer separaten Rekuperationsanzeige,
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4 ein Menü mit Menüeintrag zur Auswahl der Anzeige aus 2,
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5 ein Menü mit Menüeintrag zur Auswahl der Anzeige aus 3.
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Bestehende Bedien- und Anzeigekonzepte bei einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor gestatten einem Fahrer die Auswahl einer Kraftstoffverbrauchsanzeige, die einen aktuellen Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs in Form eines Balkens anzeigt. 1 zeigt eine derartige Anzeige 1. Neben dem aktuellen Kraftstoffverbrauch, der als liegender Balkan 2' angezeigt wird, wird vorliegend mit der Anzeige 1' auch eine mit dem noch zur Verfügung stehenden Kraftstoff erzielbare Reichweite des Fahrzeugs angezeigt. Der Fahrer kann durch die Information über den aktuellen Kraftstoffverbrauch seine Fahrweise zur Erzielung eines geringeren Kraftstoffverbrauchs mit der verbundenen Reichweitenverlängerung und damit eines verringerten Schadstoff- und Kohlendioxidausstoßes ändern.
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Fahrzeugseitig wird die Technik der Rekuperation, also der Nutzung von Bewegungsenergie bei Verzögerungen des Fahrzeugs, zur Reduktion des Kraftstoffverbrauchs eingesetzt. Dabei wird die beim Bremsen oder im Schubbetrieb freiwerdende Energie mittels Rekuperation von einem Generator in elektrische Energie umgewandelt. in Hybrid-Fahrzeugen kann der Elektromotor als Generator arbeiten, in konventionellen Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor kann ein Generator vorgesehen sein, der die bei den Verzögerungsvorgängen rückgewonnene Energie in einer (ggf. zusätzlichen) Batterie speichert. Mithilfe eines Generator-Managements wird während eines Bremsvorgangs ein Teil der Bewegungsenergie in elektrische Energie gewandelt und in der Batterie gespeichert. Diese rückgewonnene Energie steht somit bei kommenden Beschleunigungsvorgängen zur Verfügung. Dann kann die Batterie elektrische Verbraucher speisen und den Motor vom Antrieb des Generators entlasten.
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Erfindungsgemäß wird dem Fahrer nun nicht nur der Kraftstoffverbrauch rückgemeldet, sondern auch einen durch Verzögerungen rekuperativ erzielten prozentualen Anteil an einer maximalen Ladeleistung, so dass dem Fahrer der durch seine momentane Fahrweise bedingten Kraftstoffverbrauch und die erzielte Rekuperation verdeutlicht werden. Dazu wird eine Verbrauchs- und Rekuperationsanzeige 1 für ein einen Rekuperationsvorgang unterstützendes Fahrzeug vorgeschlagen, das vorzugsweise über ein Display im Kombi-Instrument angezeigt wird. Bei dem Fahrzeug kann es sich sowohl um ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor als auch um ein Hybrid-Fahrzeug mit einem alternativen Antrieb handeln, der einen Verbrennungsmotor und einen Elektroantrieb aufweist.
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2 zeigt eine Ausgestaltung der Verbrauchs- und Rekuperationsanzeige 1, in der auf der linken Seite eine kontinuierliche Rekuperationsanzeige 2 (in Prozent der maximalen Ladeleistung) in Form eines Balkens und auf der rechten Seite eine Kraftstoffverbrauchsanzeige 2' entsprechend dem Stand der Technik in Balkenform (aktueller Kraftstoffverbrauch in Liter/100 Kilometer) dargestellt ist. In dieser Anzeigeform wird dem Fahrer der Zusammenhang zwischen Rekuperation und Momentanverbrauch ersichtlich, der Verbrauchsvorteil bei Rekuperation wird aufgezeigt. Das Hybridkonzept, den Energieverbrauch durch Nutzung der Rekuperation zu senken, kann so vorteilhaft auf konventionell verbrennungsmotorisch betriebene Fahrzeuge übertragen werden.
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3 zeigt eine andere Ausgestaltung der Verbrauchs- und Rekuperationsanzeige 1, 1', in der die Verbrauchsanzeige 2' (eine Anzeige eines derzeitigen Kraftstoffverbrauchs in Liter/100 Kilometer) als Balken in einem ersten Anzeigefenster 1 vorgesehen ist und die kontinuierliche Rekuperationsanzeige 2 (in Prozent der maximalen Ladeleistung) als Balken in einem zweiten Anzeigefenster 1 vorgesehen ist.
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In 3 wird das Anzeigefenster 1 mit der Rekuperationsanzeige 2 das Anzeigefenster 1' mit der Kraftstoffverbrauchsanzeige 2' teilweise überlappend eingeblendet. Hierbei wird vorteilhaft die momentane Rekuperation deutlich ersichtlich, auch kann die Skalierung und die Beschriftung der Kraftstoffverbrauchsanzeige 2' unverändert bleiben, während bei der gemeinsamen Anzeige 1 entsprechend 2 ggf. erforderlich ist, die Beschriftung der Skala für die Kraftstoffverbrauchsanzeige 2' (l/100 km) und die Rekuperationsanzeige 2 (% Charge) zu verkleinern und die Skalierung des Kraftstoffverbrauchs aufgrund der Stauchung zu vergröbern.
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Zum Abrufen der gemeinsamen Rekuperations- und Kraftstoffverbrauchsanzeige 1 gemäß 2 kann das Menü, dargestellt in 4, vorteilhaft quasi unverändert bleiben (im Vergleich zu einem Kraftfahrzeug ohne Rekuperationsanzeige), wobei durch Anwählen des markierten Eintrags „Reichweite/Momentanverbrauch” die Anzeige 1 der Rekuperation zusammen mit der Verbrauchsanzeige und der Reichweite entsprechend 2 erfolgt.
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Hingegen macht die separate Rekuperationsanzeige 1 gemäß 3 einen zusätzlichen Menüeintrag erforderlich, wie mit dem in 5 gezeigten Menü mit dem Eintrag „Rekuperation” dargestellt. Durch Anwahl im Menü kann dann zwischen diesen beiden Anzeigen, Rekuperation 1 und Momentanverbrauch 1' und ggf. weiteren Anzeigen geschaltet werden.
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Die jeweiligen Balkan für die Rekuperationsanzeige und die Kraftstoffverbrauchsanzeige können, wenn das Anzeigemedium ein Farbdisplay ist, mit unterschiedlichen Farben oder Mustern dargestellt sein.
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Ferner kann die Rekuperationsanzeige in einem Hybridfahrzeug eine Information umfassen, aus der für den Fahrer ersichtlich wird, in welche Batterie, Traktionsbatterie oder Starterbatterie, die rekuperierte Energie gespeichert wird.
