DE102016207790A1

DE102016207790A1 - Ausgabevorrichtung eines Kraftfahrzeugs und zugehöriges Betriebsverfahren

Info

Publication number: DE102016207790A1
Application number: DE102016207790.2A
Authority: DE
Inventors: Alexander Weß; Hendrik Schröder
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2016-05-04
Filing date: 2016-05-04
Publication date: 2017-11-09
Also published as: CN107437280A; US10682912B2; CN107437280B; US20170320391A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Ausgabevorrichtung (20) eines Kraftfahrzeugs (10), mit den durch die Ausgabevorrichtung (20) durchgeführten Schritten: – Empfangen eines ersten Verbrauchssignals (S1), das einen Verbrauch betreffend eine erste Energieform (16) gemessen in einer ersten Maßeinheit angibt, – Empfangen eines zweiten Verbrauchssignals (S2), das einen Verbrauch betreffend eine zweite Energieform (17) gemessen in einer zweiten Maßeinheit angibt, – Bereitstellen zumindest eines Referenzelements (25, 29, 34), das jeweils einen vorbestimmten Normverbrauch (Vn, V0) angibt, – Anzeigen des zumindest einen Referenzelements (25, 29, 34) auf einer Anzeigeeinheit (21) und – Steuern einer Position eines Verbrauchsanzeigeelements (26) auf der Anzeigeeinheit (21) in Abhängigkeit von den beiden Verbrauchssignalen (S1, S2) und hierdurch Einstellen einer Relativposition des Verbrauchsanzeigeelements (26) bezüglich des zumindest einen Referenzelements (25, 29, 34).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Ausgabevorrichtung eines Kraftfahrzeugs. Mittels der Ausgabevorrichtung wird angezeigt, welche Mengen das Kraftfahrzeug an zwei unterschiedlichen Energieformen während des Fahrbetriebs verbraucht. Bei den Energieformen kann es sich beispielsweise um einen Kraftstoff einerseits und elektrische Energie andererseits handeln. Zu der Erfindung gehören auch die mittels des Verfahrens betriebene Ausgabevorrichtung sowie ein Kraftfahrzeug, welches die Ausgabevorrichtung aufweist.
Bei Kraftfahrzeugen mit Hybrid-Fahrantriebseinheit hängt der Verbrauch des Kraftfahrzeugs von zwei Energieträgern oder Energieformen ab. Im Allgemeinen sind dies Kraftstoff (Benzin, Diesel) und elektrische Energie aus einer Batterie. Der Verbrauch eines solchen Kraftfahrzeugs wird in der Regel durch zwei Zahlenwerte angegeben, beispielsweise in l/100km und kWh/100km. Der tatsächliche Verbrauch ist dagegen stark davon abhängig, in welcher Kombination die Energieträger oder Energieformen, also beispielsweise Kraftstoff und elektrische Energie, eingesetzt werden. Deshalb weicht der reale Verbrauch häufig von einem Normantriebsverbrauch ab, der zum Beispiel vom Hersteller des Kraftfahrzeugs zum jeweiligen Fahrzeugtyp angegeben wird. Der Normantriebsverbrauch kann beispielsweise gemäß der Norm ECE-R101 angegeben sein. Für einen Fahrer des Kraftfahrzeugs ist in der Regel nicht ersichtlich, weshalb bei seinem Fahrzeug der tatsächliche Verbrauch in Bezug auf die beiden Energieformen von dem Normantriebsverbrauch abweicht.
Aus der DE 11 2013 005 179 T5 ist bekannt, einen Energieverbrauch der anteiligen Energieverbraucher auf einer Anzeigeeinrichtung darzustellen. Hierdurch wird für einen Fahrantrieb einem Fahrer dargestellt, welchen Anteil an einem Kraftstoffverbrauch der Luftwiderstand, der Rollwiderstand, die Antriebsstrangverluste und die Bremsverluste verursachen. Dieses Verfahren schlüsselt aber nur den Verbrauch für eine Energieform, nämlich den Kraftstoff, auf.
Aus der DE 10 2015 004 792 A1 ist bekannt, die Abhängigkeit der Fahrreichweite eines Hybrid-Kraftfahrzeugs vom elektrischen Verbrauch weiterer Fahrzeugkomponenten, beispielsweise der Heizung und der Kühlung, zu visualisieren. Verändert ein Benutzer des Kraftfahrzeugs einen Parameter, so wird die sich hieraus ergebende Veränderung beim Betrieb der anderen Fahrzeugkomponenten, insbesondere der Fahrantriebseinheit, ermittelt und visualisiert.
Aus der DE 11 2013 006 632 D5 ist eine Anzeigevorrichtung bekannt, welche auf einer Anzeigefläche einen Indikator positioniert, um hierdurch einem Benutzer einen Zusammenhang zwischen Fahrzeuggeschwindigkeit und benötigter elektrischer Fahrantriebsleistung zu visualisieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zwei Verbrauchssignale, durch welche der Verbrauch des Kraftfahrzeugs in Bezug auf zwei unterschiedliche Energieformen angezeigt wird, in einem Kraftfahrzeug auszugeben oder anzuzeigen.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren.
Durch die Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben einer Ausgabevorrichtung eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Die Ausgabevorrichtung kann beispielsweise in Form eines Kombiinstruments ausgestaltet sein. Das Verfahren sieht die folgenden, durch die Ausgabevorrichtung durchgeführten Schritte vor. Die Ausgabevorrichtung empfängt das erste Verbrauchssignal, das einen Verbrauch betreffend eine erste Energieform angibt. Der Verbrauch ist in einer ersten Maßeinheit gemessen. Bei der ersten Energieform kann es sich beispielsweise um einen Kraftstoff handeln, beispielsweise Benzin oder Diesel oder ein Betriebsmittel für eine Brennstoffzelle. Die erste Maßeinheit kann zum Beispiel den Verbrauch streckenbezogen oder zeitbezogen oder absolut angeben. Eine streckenbezogene Maßeinheit kann beispielsweise die Angabe sein: l/100km. Eine zeitbezogene Maßeinheit kann beispielsweise die Angabe des Verbrauchs seit einem vorbestimmten Zeitpunkt, zum Beispiel seit Fahrtantritt, sein. Die Ausgabevorrichtung empfängt des Weiteren das zweite Verbrauchssignal, das einen Verbrauch betreffend eine zweite Energieform angibt. Der Verbrauch der zweiten Energieform ist in einer zweiten Maßeinheit gemessen. Die zweite Energieform kann zum Beispiel elektrische Energie sein. Auch hier kann wieder eine streckenbezogene oder zeitbezogene oder absolute Maßeinheit vorgesehen sein. Die streckenbezogene zweite Maßeinheit kann im Falle der elektrischen Energie beispielsweise kW/100km sein. Die beiden Verbrauchssignale können jeweils zum Beispiel einen Gesamtverbrauchswert für die Energieform angeben und/oder jeweils auch ein kombiniertes oder mehrkanaliges Signal darstellen, welches den Verbrauch der jeweiligen Energieform für unterschiedliche Verbraucher angibt. Der Verbrauch kann somit einen Durchschnittsverbrauch bezogen auf Strecke oder Zeit angeben oder auch einen absoluten Verbrauch. Die Verbrauchssignale enthalten dabei einen Gesamtverbrauchswert und/oder mehrere Verbrauchswerte unterschiedlicher Fahrzeugkomponenten.
Bei dem Verfahren wird auf einer Anzeigeeinheit zumindest ein Referenzelement bereitgestellt, das jeweils einen vorbestimmten Normverbrauch angibt. Das zumindest eine Referenzelement wird auf der Anzeigeeinheit angezeigt. Die Anzeigeeinheit kann beispielsweise ein Bildschirm sein. Des Weiteren wird ein Verbrauchsanzeigeelement angezeigt. Das Verbrauchsanzeigeelement stellt einen Messpunkt dar, welcher den gemessenen Verbrauch signalisiert oder darstellt. Die Position des Verbrauchsanzeigeelements auf der Anzeigeeinheit wird dabei in Abhängigkeit von den beiden Verbrauchssignalen gesteuert. Durch Steuern der Position wird eine Position des Verbrauchsanzeigeelements auf der Anzeigeeinheit eingestellt. Das Verbrauchsanzeigeelement wird somit durch die aktuellen Verbrauchswerte der Verbrauchssignale positioniert. Durch die (sich dadurch ergebende) Relativposition bezüglich des zumindest einen Referenzelements kann der eigene (aktuelle) Verbrauchswert in Bezug auf den „Normverbrauch“ verglichen werden. Das Referenzelement repräsentiert somit auf der Anzeigeeinheit diejenigen möglichen Positionen des Verbrauchsanzeigeelements, die sich ergeben, falls der Verbrauch des Kraftfahrzeugs bezüglich der beiden Energieformen dem Normverbrauch entspricht. Der Normverbrauch kann z.B. einen Normantriebsverbrauch und/oder einen Normgesamtverbrauch darstellen. Der Normgesamtverbrauch entspricht im Allgemeinen dem Normantriebsverbrauch, da im Zulassungsprozess z.B. keine Klimaanlage aktiviert ist.
Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass die Ausgabevorrichtung mehrere Verbrauchssignale zusammenfasst und als Position eines einzigen Messpunkts oder Verbrauchsanzeigeelements darstellt. Somit können Verbrauchssignale für den Verbrauch unterschiedlicher Energieformen durch die Ausgabevorrichtung verarbeitet und in einheitlicher Weise durch Einstellen der Position des Verbrauchsanzeigeelements signalisiert oder ausgegeben werden. Damit ist keine Interpretation der Ergebnisse seitens des Benutzers nötig, um beispielsweise einen Vergleich zwischen einem Verbrauch in Litern einerseits und einem Verbrauch in Kilowattstunden andererseits in Bezug zu setzen.
Zu der Erfindung gehören auch optionale Weiterbildungen, durch deren Merkmale sich zusätzliche Vorteile ergeben.
Es kann eine normierte Darstellung des kombinierten Verbrauchs als zeitlicher Verlauf vorgesehen sein. Hierzu wird zumindest eines der Verbrauchssignale (z.B. in der Maßeinheit l/100 km) umgerechnet, sodass die beiden Verbrauchssignale ihren jeweiligen Verbrauch in derselben Maßeinheit (z.B. kWh/100 km) angeben. Die beiden Verbrauchssignale werden zu einem Gesamtverbrauchssignal kombiniert. Das zumindest eine Referenzelement bildet dabei auf der Anzeigeeinheit jeweils eine Zeitachse, wobei das Verbrauchsanzeigeelement mit der Zeit entlang einer Erstreckungsrichtung der Zeitachse bewegt wird und hierbei ein jeweiliger Abstand des Verbrauchsanzeigeelements zu der Zeitachse derart eingestellt wird, das er einer Differenz zwischen dem Gesamtverbrauchssignal und dem durch das Referenzelement angegebenen Normverbrauch entspricht. Es ergibt sich also ein Zeitdiagramm, welches die Entwicklung oder den Verlauf der Differenz zwischen dem Gesamtverbrauch des Kraftfahrzeugs und dem vorgesehenen Normverbrauch darstellt. Hierdurch ergibt sich eine übersichtliche grafische Darstellung ohne für die Interpretation notwendiges technisches Hintergrundwissen.
Bevorzugt ist allerdings vorgesehen, die beiden Verbrauchssignale getrennt voneinander auszugeben. Hierzu weist die Anzeigeeinheit eine Anzeigefläche auf, bei welcher eine erste Erstreckungsrichtung, zum Beispiel die horizontale Richtung oder X-Richtung, mittels einer Verbrauchsskala für die erste Energieform (zum Beispiel l/100km) und eine zweite Erstreckungsrichtung, beispielsweise die vertikale Richtung oder Y-Richtung, mittels einer Verbrauchsskala für die zweite Energieform (zum Beispiel kWh/100km) skaliert ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die beiden beschriebenen Erstreckungsrichtungen senkrecht zueinander stehen. Das zumindest eine Referenzelement wird gegebenenfalls vereinfacht dargestellt und bildet auf der Anzeigefläche eine Bezugsgerade. In der Realität ist der Referenzwert „nur“ annähernd eine Gerade und kann von einer tatsächlichen gerade abweichen. Im einfachsten Fall wird das Referenzelement dadurch bestimmt, dass in einem ersten Betriebspunkt nur die erste Energieform und in einem zweiten Betriebspunkt nur die zweite Energieform genutzt wird. Alternative Messmethoden sind denkbar. Das Verbrauchsanzeigeelement weist eine Position auf der Anzeigefläche auf, die durch Koordinaten beschrieben ist. Die Koordinaten des Verbrauchsanzeigeelements werden auf der Anzeigefläche in Abhängigkeit von den Verbrauchssignalen eingestellt. Auf der Anzeigefläche wird somit das Verbrauchsanzeigeelement in Abhängigkeit von den beiden Verbrauchssignalen bewegt oder positioniert. Hierbei ergibt seine Relativposition zu dem zumindest einen Referenzelement eine Angabe darüber, in wie weit sich der tatsächliche Verbrauch des Kraftfahrzeugs in Bezug auf beide Energieformen (getrennt voneinander dargestellt) vom vorgesehenen Normverbrauch unterscheidet. Auf der Anzeigefläche ist zusätzlich bevorzugt eine Hintergrundfläche mit einem Farbverlauf versehen, welcher signalisiert, ob die Position des Verbrauchsanzeigeelements einen Verbrauch darstellt, der größer oder geringer als der Normverbrauch ist. Beispielsweise kann ein Farbverlauf von grün (Verbrauch nahe dem Referenzverbrauch) nach rot oder verblassendes grün (Mehrverbrauch gegenüber der Referenz) vorgesehen sein.
Bei der Erfindung kann vorgesehen sein, lediglich ein einziges Referenzelement, also beispielsweise die beschriebene Bezugsgerade, darzustellen oder bereitzustellen. Es kann aber auch vorgesehen sein, zumindest zwei Referenzelemente bereitzustellen, wobei eines der Referenzelemente einen Normantriebsverbrauch betreffend einen Normfahrbetrieb des Kraftfahrzeugs angibt und das andere Referenzelement einen Versatz dazu aufweist. Der beschriebene Versatz gibt einen Verbrauch von vorbestimmten, während eines Fahrantriebs des Kraftfahrzeugs für den Antrieb unnötigen Fahrzeugkomponenten an. Insbesondere handelt es sich bei diesen Fahrzeugkomponenten um vorbestimmte Komfortverbraucher. Die Fahrzeugkomponenten können beispielsweise umfassen: eine Klimaanlage (Heizung und Kühlung), ein Infotainmentsystem (Informations-Unterhaltungssystem) und/oder ein Funkmodul. Durch die Relativposition des Verbrauchsanzeigeelements wird somit signalisiert, inwieweit der tatsächliche Verbrauch von einem idealen Verbrauch oder Normverbrauch bezüglich des Fahrantriebs (Normfahrbetrieb) abweicht (Abstand zum ersten Referenzelement) und inwieweit der tatsächliche Verbrauch von einem normalen Betrieb des Kraftfahrzeugs einschließlich des Betriebs von Fahrzeugkomponenten, die nicht für den Fahrantrieb selbst benötigt werden, entfernt ist oder sich unterscheidet (Abstand zum zweiten Referenzelement).
Hierbei muss festgelegt werden, welcher Verbrauch der Fahrzeugkomponenten, die nicht für den Fahrantrieb nötig sind, typisch oder zu erwarten ist, um den Versatz einstellen zu können. Hierbei kann vorgesehen sein, dass ein Verbrauch dieser vorbestimmten Fahrzeugkomponenten unter Normbedingungen zugrunde gelegt wird oder ermittelt wird, wie sie beispielsweise vom Hersteller des Kraftfahrzeugs ermittelt werden können. Alternativ dazu ist vorgesehen, dass der Verbrauch der Fahrzeugkomponenten auf der Grundlage einer Verbrauchshistorie in dem Kraftfahrzeug selbst ermittelt wird. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die tatsächlichen, im Kraftfahrzeug herrschenden Verhältnisse berücksichtigt werden. Insbesondere wird hierbei der Verbrauch der Fahrzeugkomponenten benutzerspezifisch ermittelt, sodass der typische Verbrauch in Bezug auf den Nutzer zugrunde gelegt wird. Die Verwendung einer Verbrauchsangabe unter Normbedingungen weist dagegen den Vorteil auf, dass diese sofort verfügbar ist, während das Bilden einer Verbrauchshistorie zunächst einige Fahrbetriebsstunden benötigt, bevor ein geeigneter Verbrauchswert zur Verfügung steht.
Der besagte Normantriebsverbrauch wird bevorzugt gemäß eines aktuell gültigen und/oder vorgeschriebenen Zulassungsprozesses ermittelt (z.B. der Norm ECE-R101). Hierdurch sind unterschiedliche Fahrsituationen in vorteilhafter Weise berücksichtigt und es kann dargestellt werden, woher Abweichungen zu den Herstellerangaben stammen. Der Normantriebsverbrauch wird bevorzugt während des Zulassungsprozesses des Fahrzeuges bestimmt (z.B. gemäß der Norm ECE-R101 oder ähnlich), um z.B. auch den Nutzfahrzeugbereich abzudecken. In Nutzfahrzeugen kann der Referenzantriebsverbrauch (also der Verbrauchswert zur Ermittlung des Referenzelementes) durch andere Verfahren individuell auf das Aufgabenfeld abgestimmt werden. Z.B. kann für einen Stadtbus im Linienbetrieb der Referenzverbrauch individuell auf die derzeit gefahrene „Buslinie“ abgestimmt werden.
Das beschriebene Verbrauchsanzeigeelement kann als ein einzelner Messpunkt dargestellt werden. Bevorzugt ist aber vorgesehen, dass das Verbrauchsanzeigeelement zumindest zwei Anzeigeteile aufweist. Es kann sich beispielsweise um eine Linie oder einen Strich handeln, dessen beiden Enden jeweils einen Anzeigeteil darstellen, der unabhängig von den jeweils anderen Anzeigeteil auf der Anzeigeeinheit positioniert werden kann. Aus den beiden Verbrauchsignalen wird ein Antriebsverbrauch einer Fahrantriebseinheit des Kraftfahrzeugs und ein Gesamtverbrauch ermittelt. Der Gesamtverbrauch gibt zusätzlich zum Antriebsverbrauch noch einen Zusatzverbrauch an, der durch zumindest eine von der Fahrantriebseinheit unabhängige vorbestimmte Fahrzeugkomponente, insbesondere durch zumindest einen vorbestimmten Komfortverbraucher, verursacht wird. Von dem Verbrauchsanzeigeelement wird der erste Anzeigeteil in Abhängigkeit von dem Antriebsverbrauch und der zweite Anzeigeteil in Abhängigkeit von dem Gesamtverbrauch auf der Anzeigeeinheit positioniert. Somit wird auf der Anzeigeeinheit signalisiert, welcher Anteil des Gesamtverbrauchs sich durch den Fahrstil des Fahrers ergibt und welche Differenz (Abstand zwischen den beiden Anzeigeteilen) sich aufgrund des Betriebs der zumindest einen Fahrzeugkomponente ergibt, die nichts zum Fahrantrieb beiträgt.
Es kann auch vorgesehen sein, dass mehr als ein Verbrauchsanzeigeelement bereitgestellt wird. Das zumindest eine weitere Verbrauchsanzeigeelement wird ebenfalls auf der Anzeigeeinheit positioniert. Hierbei wird für die Steuerung der Verbrauchsanzeigeelemente jeweils eine andere Zeitbasis zugrunde gelegt. Es kann also ein Verbrauchsanzeigeelement für einen Kurzzeitverbrauch vorgesehen sein und ein anderes Verbrauchsanzeigeelement für einen Langzeitverbrauch und/oder einen Tagesverbrauch. Die beschriebenen Verbrauchssignale können beispielsweise eine Folge oder Reihe von Messwerten oder Verbrauchswerten angeben, die jeweils für unterschiedliche Zeitpunkte gelten. Die Zeitbasis unterscheidet sich dann dadurch, dass eine unterschiedliche Anzahl an Verbrauchswerten zum Positionieren des jeweiligen Verbrauchsanzeigeelements zugrunde gelegt wird. Die Zeitbasis stellt somit das Messzeitintervall dar. Somit kann durch die verschiedenen Verbrauchsanzeigeelemente ein Trend oder eine Tendenz im Verbrauch signalisiert werden.
Bevorzugt wird ein erster optischer Erscheinungsparameter, insbesondere eine Farbe und/oder eine Transparenz, der Verbrauchsanzeigeelemente in Abhängigkeit von der zugrunde gelegten Zeitbasis eingestellt. Somit unterscheiden sich die Verbrauchsanzeigeelemente optisch, wodurch die verwendete Zeitbasis signalisiert wird.
Bevorzugt wird ein zweiter optischer Erscheinungsparameter, insbesondere eine Form und/oder Gestalt, der Verbrauchsanzeigeelemente in Abhängigkeit von einer jeweils repräsentierten Gesamtenergiemenge eingestellt. Die Gesamtenergiemenge gibt diejenige verbrauchte Energie (beide Energieformen) an, die sich innerhalb der Zeitbasis als Gesamtverbrauch des Kraftfahrzeugs ergeben hat. Der Unterschied im Erscheinungsparameter kann beispielsweise ein Unterschied in der Größe der Verbrauchsanzeigeelemente sein.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das erste Verbrauchssignal eine Entnahme der ersten Energieform aus einer ersten Speichereinrichtung des Kraftfahrzeugs, zum beispielsweise einem Kraftstofftank, und das zweite Verbrauchssignal eine Entnahme der zweiten Energieform aus einer zweiten Speichereinrichtung des Kraftfahrzeugs, zum Beispiel einer Batterie, angibt. Hierdurch sind auch Übertragungsverluste mit berücksichtigt. Der Verbrauch kann jeweils zusätzlich oder alternativ auch an den Fahrzeugkomponenten direkt ermittelt werden.
Zu der Erfindung gehört auch die Ausgabevorrichtung für ein Kraftfahrzeug, welche die beschriebene Anzeigeeinheit und eine Prozessoreinrichtung aufweist. Die Prozessoreinrichtung weist ein Programmcode auf, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann beispielsweise einen Mikrocontroller oder einen Mikroprozessor aufweisen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein.
Zu der Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug mit zumindest zwei Speichereinrichtungen zum Speichern unterschiedlicher Energieformen und mit einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ausgabevorrichtung. Eine der Speichereinrichtungen kann beispielsweise ein Kraftstofftank und/oder die andere der Speichereinrichtungen kann beispielsweise eine Batterie (elektrischer Akkumulator) sein.
Insbesondere ist vorgesehen, dass das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug für ein Fahrantrieb eine Hybrid-Fahrantriebseinheit aufweist, die mit beiden Energieformen betreibbar ist. Es kann sich bei der Fahrantriebseinheit, beispielsweise aus einer Kombination aus einem Verbrennungsmotor einerseits und einer elektrischen Maschine andererseits handeln.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, ausgestaltet.
Die Erfindung ist auch auf andere Einrichtungen anwendbar, welche mit mindestens zwei verschiedenen Betriebsressourcen betrieben werden, welche nichts mit dem Automobilbereich zu tun haben, z.B. Haushaltsgeräte (z.B. Waschmaschine --> Wasser / Strom / Waschmittel).
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ausgabevorrichtung;
2 ein Diagramm zur Veranschaulichung eines Unterschieds zwischen einem Normantriebsverbrauch und einem tatsächlichen Verbrauch während eines Fahrbetriebs;
3 eine schematische Darstellung einer Verbrauchsanzeige, wie sie sich gemäß einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt;
4 eine schematische Darstellung einer Verbrauchsanzeige, wie sie sich durch eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt;
5 eine schematische Darstellung einer Verbrauchsanzeige, wie sie sich gemäß einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt;
6 eine schematische Darstellung einer Verbrauchsanzeige, wie sich gemäß einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt;
7 eine schematische Darstellung einer Verbrauchsanzeige, wie sie sich gemäß einer fünften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt; und
8 eine schematische Darstellung einer Verbrauchsanzeige, wie sie sich gemäß einer sechsten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt.
Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ein Kraftfahrzeug 10, bei dem es sich beispielsweise um einen Kraftwagen handeln kann. Das Kraftfahrzeug 10 weist eine Hybrid-Fahrantriebseinheit 11 auf, die einen Verbrennungsmotor 12 und eine elektrische Maschine 13 aufweisen kann. Zum Betreiben oder Versorgen der Fahrantriebseinheit 11 kann das Kraftfahrzeug 10 zwei Speichereinrichtungen 14, 16 aufweisen. Die Speichereinrichtung 14 kann ein Kraftstofftank zum Speichern oder Aufbewahren eines Kraftstoffs 16, beispielsweise Benzin oder Diesel, sein. Der Kraftstoff 16 stellt eine erste Energieform dar. Die Speichereinrichtung 15 kann eine Batterie sein, beispielsweise eine Traktionsbatterie. In der Batterie 15 kann elektrische Energie 17 gespeichert sein, die beispielsweise über eine Ladeeinrichtung (nicht dargestellt) an einer elektrischen Ladestation geladen werden kann. Mittels des Kraftstoffs 16 kann der Verbrennungsmotor 12 betrieben werden. Mittels der elektrischen Energie 17 kann die elektrische Maschine 13 betrieben werden. Die elektrische Energie 17 kann aber zusätzlich durch weitere Fahrzeugkomponenten 18 verbraucht werden. Eine Fahrzeugkomponente 18 kann zum Beispiel eine Klimaanlage oder ein Infotainmentsystem sein.
In dem Kraftfahrzeug 10 wird einem Benutzer (nicht dargestellt) signalisiert, inwieweit ein Verbrauch des Kraftfahrzeugs 10 in Bezug auf den Kraftstoff 16 (erste Energieform) und die elektrische Energie 17 (zweite Energieform) eine Abweichung von einem Normverbrauch 19 darstellt. Der Normverbrauch 19 ist z.B. gemäß der Norm ECE-R101 ermittelt.
Hierzu ist eine Ausgabevorrichtung 20 in dem Kraftfahrzeug 10 bereitgestellt. Die Ausgabevorrichtung 20 weist eine Anzeigeeinheit 21 auf, die beispielsweise durch einen Bildschirm, zum Beispiel einen TFT-Bildschirm (TFT: Thin-film transistor, Dünnfilmtransistor) oder ein OLED-Anzeigeelement (OLED – organische Leuchtdiode) gebildet sein kann. Durch die Anzeigeeinheit 21 ist eine Anzeigefläche 22 bereitgestellt, auf welcher der Verbrauch signalisiert werden kann.
Zum Ermitteln des Verbrauchs empfängt die Ausgabevorrichtung 20 ein erstes Verbrauchssignal S1 und ein zweites Verbrauchssignal S2. Das Verbrauchssignal S1 kann einen Verbrauch des Kraftstoffs 16 angeben, wobei ein Gesamtverbrauch an der Speichereinrichtung 14 in bekannter Weise ermittelt sein kann. Das zweite Verbrauchssignal S2 gibt den Verbrauch an elektrischer Energie 17 an, wobei der Verbrauch beispielsweise an der Speichereinrichtung 15 und/oder an einzelnen elektrischen Verbrauchern in an sich bekannter Weise ermittelt sein kann.
2: Im Kraftfahrzeug 10 ergibt sich ein Gesamtenergieumsatz („Gesamtverbrauch“) V0, der einen Kraftstoffverbrauch V1 (vom Kraftstofftank 14 ausgehend und zum Beispiel gemessen in l/100km) und den elektrischen Energieumsatz („elektrischer Verbrauch“) V2 (von der Batterie 15 ausgehend und zum Beispiel gemessen in kWh/100km) umfasst. Der Gesamtenergieumsatz V0 setzt sich zusammen aus dem Energieumsatz für das Antriebssystem („Antriebsverbrauch“) V3 und dem Energieumsatz für Komfortverbraucher V4. Der Fahrantriebsverbrauch V3 umfasst dabei den Normverbrauch Vn, wie er beispielsweise auf der Grundlage der Norm ECE-R101 ermittelt sein kann, und aus dem darüber hinausgehenden oder den Normverbrauch Vn unterschreitenden Fahrstil oder Streckenprofil (z.B. Steigung/Gefälle) verursachten Verbrauch V5. Dieser zusätzliche Antriebsverbrauch V5 ist dem Fahrprofil des Fahrers und/oder Umgebungsbedingungen (z.B. Steigung/Gefälle, Gegenwind) geschuldet.
Im Folgenden ist erläutert, wie mit der Ausgabevorrichtung 20 die Abweichungen von Vn (also V0 > V3 > Vn) transparent dargestellt werden können.
3 veranschaulicht, wie durch die Ausgabevorrichtung 20 auf Grundlage der Verbrauchssignale S1, S2 auf der Anzeigefläche 22 entlang einer ersten Erstreckungsrichtung 23 der Kraftstoffverbrauch V1 und entlang einer zweiten Erstreckungsrichtung 24 der elektrische Verbrauch V2 angezeigt werden kann. Der Normverbrauch ist als Bezugsgerade 25 dargestellt, die ein Referenzelement darstellt.
Somit ergibt sich das Auftragen eines elektrischen über einem volumetrischen Verbrauchs. Es zeigt sich, dass beide Werte in einem nahezu oder vereinfacht dargestellten linearen Zusammenhang stehen. Der Endpunkt der Bezugsgerade 25 bildet zum einen den elektrischen Verbrauch im reinen elektrischen Betrieb und zum anderen den Kraftstoffverbrauch im Autarkbetrieb (z.B. bei entladener Batterie) ohne das Fahrzeug zu laden. Ein Referenzverbrauch (z.B. gemäß ECE-R101) im gemischten (hybridischen) Betrieb liegt dann auf der verbindenden Referenzlinie 25, welche vereinfacht dargestellt der Bezugsgeraden 25 entspricht. Über einen Farbverlauf im Hintergrund können Bereiche innerhalb des Verbrauchsdiagramm kenntlich machen, welche einer umweltfreundlichen Fahrweise entsprechen. Mittels der beiden Verbrauchssignale S1, S2 wird ein Verbrauchsanzeigeelement 26 auf der Anzeigefläche 22 positioniert. Je näher dieser Messpunkt an der Bezugsgeraden 25 liegt oder an diese heranreicht, desto besser wurde der Normverbrauch getroffen. Das Verbrauchsanzeigeelement 26 wandert im Verlauf einer Fahrt oder Messaufzeichnung durch das Diagramm über die Anzeigefläche 22, wenn das Verhältnis an Kraftstoffverbrauch V1 zum elektrischen Verbrauch V2 sich verändert, da die Batterie 15 entladen wird. Diese Bewegung ist in 3 durch einen Pfeil 27 veranschaulicht. Es können zusätzliche oder weitere Messpunkte oder Verbrauchsanzeigeelemente 28 vorgesehen sein, um zusätzlich zu dem Verbrauchsanzeigeelement 26 mit einer vorgegebenen Bezugsbahn oder Zeitbasis zum Ermitteln eines Durchschnittsverbrauchs weitere unterschiedliche Zeitbasen zu signalisieren, beispielsweise einen Kurzzeitverbrauch und/oder einen Langzeitverbrauch oder einen Verbrauch seit dem letzten Tanken. Die Größe der Messpunkte kann Aufschluss über den Energieumsatz geben. Die Darstellung der Historie, d.h. der Messpunkte mit einer vorbestimmten Zeitbasis, kann beispielsweise durch Einstellen eines Transparenzwertes, beispielsweise eines Alpha-Wertes, oder durch Ausgrauen veranschaulicht werden, so dass ältere Messungen verblassen oder graduell von der Anzeigefläche 22 ausgeblendet werden.
4 veranschaulicht, wie zusätzlich zu dem Normverbrauch durch die Bezugsgerade 25 durch ein zweites Referenzelement 29 mit einem Versatz 30 zum Referenzelement oder der Bezugsgerade 25 eine Aufschlüsselung in Antriebsverbrauch V3 und Gesamtverbrauch V0 signalisiert werden kann, um so den Offset der Komfortverbraucher 28 zu unterscheiden.
Eine Möglichkeit zum Ermitteln des Versatzes 30 besteht darin, auf einem Prüfstand Normbedingungen für den Betrieb der Fahrzeugkomponenten 18 zu schaffen. Es kann auch eine Ermittlung zur Laufzeit aus einem Benutzerprofil erfolgen. Durch Darstellen zweier Referenzelemente mit dem Versatz 30 sind auch Nebenverbraucher im Diagramm enthalten und durch ein Verbrauchsband 31 deutlich gemacht. Die Breite des Verbrauchsbandes 31 gibt den Komfortverbrauch V4 wieder. Es kann vorgesehen sein, dass die Anzeigeeinrichtung 21 berührungssensitiv ist und durch Berühren eines der Verbrauchsanzeigeelemente 26, 28 eine weitere Darstellung zur Aufschlüsselung des Verbrauchers aktiviert werden kann.
5 veranschaulicht, wie jedes Verbrauchsanzeigeelement 26, 28 zweiteilig ausgestaltet sein kann und einen ersten Anzeigeteil 32 und einen zweiten Anzeigeteil 33 aufweisen kann. Der erste Anzeigeteil 32 gibt den Antriebsverbrauch V3 an während der zweite Anzeigeteil 33 den Gesamtverbrauch (Antriebsverbrauch plus Komfortverbrauch) V0 signalisiert. Es ergibt sich somit für jedes Verbrauchsanzeigeelement 26, 28 ein Messwertpaar, nämlich ein Messwert mit Kompensation der Komfortverbraucher 18 (Antriebsverbrauch V3) und ein Messwert des Gesamtverbrauchs. Vorteil dieser Darstellung ist, dass hier für jeden Messpunkt individuell der Anteil der Komfortverbraucher aufgezeigt werden kann. In 4 wird dagegen eine vereinfachte Darstellung dargeboten.
6 veranschaulicht, wie als Referenzelement 34 eine Zeitachse bereitgestellt werden kann, die über der Zeit t die Ideallinie oder den Normverbrauch repräsentiert. Eine Differenz 35 zum Normverbrauch zu unterschiedlichen Zeitpunkten ergibt dann eine Position des Verbrauchsanzeigeelements 26, wobei hier die Verbrauchssignale S1, S2 kombiniert sind, um den Gesamtverbrauch V0 darzustellen. In dem gezeigten Beispiel ergibt sich ein Mehrverbrauch 36 und zu einem späteren Zeitpunkt ein geringerer Verbrauch 37.
7 und 8 veranschaulichen weitere mögliche Gestaltungsformen, um eine 3D-Ansicht zu erhalten. Es ergeben sich räumliche Darstellungen der Diagramme, wobei die Erstreckungsrichtungen 23, 24 für die Verbrauchsskalen in 7 und 8 angegeben sind. Die jeweils verbleibende Dimension kann beispielsweise zum Veranschaulichen einer Zeitbasis oder einer zugrunde gelegten Energiemenge oder zum Veranschaulichen eines Nebenverbrauchs, der zusätzlich zum eigentlichen Fahrantrieb verbraucht wurde, genutzt werden.
Diese Darstellung ist bei jeglicher Art von Fahrzeugen mit zwei Antriebsenergiespeichern möglich (z.B. Plug-In-Hybrid mit Verbrennungsmotor, Plug-In-Brennstoffzellenfahrzeug oder ggf. auch CNG-Fahrzeuge (CNG – komprimiertes Erdgas), welche sowohl mit Benzin als auch mit CNG betankt werden können. Bei diesen Fahrzeugen ändert sich zwar der Energieträger (Batterie, Wasserstoff, Benzin, Diesel, Erdgas) und somit auch die Einheit und der "Zahlenwert" des Normverbrauches, aber in dieser Darstellung kann alles wieder übersichtlich dargestellt werden.
Für den Benutzer wird der eigene Fahrstil deutlich und die Normverbräuche können "erreicht" bzw. Abweichungen hiervon nachvollziehbar gemacht werden. Je nach Auswertung der "Eco-Tipps" bzw. der Fahrstilanalyse des Fahrers kann zusätzlich der Mehrverbrauch aufgrund des Fahrstils angegeben werden.
Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung eine Darstellung des Fahrzeugverbrauches im Fahrer-Informations-System bei Plug-In-Hybrid-Fahrzeugen anhand eines Diagrammes bereitgestellt werden kann.
Bezugszeichenliste

10: Kraftfahrzeug
11: Hybrid-Fahrantriebseinrichtung
12: Verbrennungsmotor
13: elektrische Maschine
14: Speichereinrichtung
15: Speichereinrichtung
16: Kraftstoff
17: Energie
18: Fahrzeugkomponenten
19: Normverbrauch
20: Ausgabevorrichtung
21: Anzeigeeinrichtung
22: Anzeigefläche
23: Erstreckungsrichtung
24: Erstreckungsrichtung
25: Bezugsgerade
26: Verbrauchsanzeigeelement
27: Pfeil
28: Verbrauchsanzeigeelement
29: Referenzelement
30: Versatz
31: Verbrauchsband
32: erstes Anzeigeteil
33: zweites Anzeigeteil
34: Referenzelement
35: Differenz
36: Mehrverbrauch
37: Verbrauch
S1: Verbrauchssignal
S2: Verbrauchssignal
V0: Gesamtverbrauch
V1: Kraftstoffverbrauch
V2: elektrischen Verbrauch
V3: Antriebsverbrauch
V4: Komfortverbrauch

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 112013005179 T5 [0003]
DE 102015004792 A1 [0004]
DE 112013006632 D5 [0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm ECE-R101 [0002]
Norm ECE-R101 [0016]
Norm ECE-R101 [0016]
Norm ECE-R101 [0039]
Norm ECE-R101 [0042]
ECE-R101 [0045]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Ausgabevorrichtung (20) eines Kraftfahrzeugs (10), mit den durch die Ausgabevorrichtung (20) durchgeführten Schritten: – Empfangen eines ersten Verbrauchssignals (S1), das einen Verbrauch betreffend eine erste Energieform (16) gemessen in einer ersten Maßeinheit angibt, – Empfangen eines zweiten Verbrauchssignals (S2), das einen Verbrauch betreffend eine zweite Energieform (17) gemessen in einer zweiten Maßeinheit angibt, – Bereitstellen zumindest eines Referenzelements (25, 29, 34), das jeweils einen vorbestimmten Normverbrauch (Vn, V0) angibt, – Anzeigen des zumindest einen Referenzelements (25, 29, 34) auf einer Anzeigeeinheit (21) und – Steuern einer Position eines Verbrauchsanzeigeelements (26) auf der Anzeigeeinheit (21) in Abhängigkeit von den beiden Verbrauchssignalen (S1, S2) und hierdurch Einstellen einer Position des Verbrauchsanzeigeelements (26), wobei sich eine Relativposition bezüglich des zumindest einen Referenzelements (25, 29, 34) ergibt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei zumindest eines der Verbrauchssignale (S1, S2) umgerechnet wird, sodass die beiden Verbrauchssignale (S1, S2) ihren jeweiligen Verbrauch in derselben Maßeinheit angeben, und die beiden Verbrauchssignale (S1, S2) zu einem Gesamtverbrauchssignal kombiniert werden und das zumindest eine Referenzelement (34) auf der Anzeigeeinheit (21) jeweils eine Zeitachse bildet, wobei das Verbrauchsanzeigeelement (26) mit der Zeit (t) entlang einer Erstreckungsrichtung der Zeitachse bewegt wird und hierbei ein jeweiliger Abstand (35) des Verbrauchsanzeigeelements (26) zu der Zeitachse auf eine Differenz zwischen dem Gesamtverbrauchssignal und dem durch das Referenzelement (34) angegebenen Normverbrauch eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Anzeigeeinheit (21) eine Anzeigefläche (22) aufweist, bei welcher eine erste Erstreckungsrichtung (23) mittels einer Verbrauchsskala für die erste Energieform (16) und eine zweite Erstreckungsrichtung (24) mittels einer Verbrauchsskala für die zweite Energieform (17) skaliert ist, und das zumindest eine Referenzelement (25, 29) jeweils eine Bezugsgerade auf der Anzeigefläche (22) bildet und Koordinaten des Verbrauchsanzeigeelements (26) auf der Anzeigefläche (22) in Abhängigkeit von den Verbrauchssignalen (S1, S2) eingestellt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwei Referenzelemente (25, 29) bereitgestellt werden, wobei eines der Referenzelemente (25) einen Normantriebsverbrauch (Vn) betreffend einen Normfahrbetrieb des Kraftfahrzeugs (10) angibt und das andere Referenzelement (29) einen Versatz (30) dazu aufweist, wobei der Versatz (30) einen Verbrauch (V4) zumindest einer vorbestimmten, bezüglich eines Fahrantriebs des Kraftfahrzeugs (10) unnötigen und/oder unabhängigen Fahrzeugkomponente (18), insbesondere zumindest eines vorbestimmten Komfortverbrauchers, angibt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Verbrauch der vorbestimmten Fahrzeugkomponenten (18) unter Normbedingungen zugrundegelegt wird oder auf der Grundlage einer Verbrauchshistorie in dem Kraftfahrzeug (10), insbesondere benutzerspezifisch, ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Normantriebsverbrauch (Vn) während eines Zulassungsprozesses des Fahrzeuges bestimmt wird oder, insbesondere bei einem Nutzfahrzeug, anstelle eines Normantriebsverbrauchs ein Referenzantriebsverbrauch individuell auf das Aufgabenfeld des Kraftfahrzeugs abgestimmt ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei aus den beiden Verbrauchsignalen (S1, S2) ein Antriebsverbrauch (V3) einer Fahrantriebseinheit (11) des Kraftfahrzeugs (10) und ein Gesamtverbrauch (V0), welcher zusätzlich zum Antriebsverbrauch (V3) einen Zusatzverbrauch (V4), der durch zumindest eine für die Fahrantriebseinheit (11) unnötige und/oder von der Fahrantriebseinheit (11) unabhängige vorbestimmte Fahrzeugkomponente (18), insbesondere durch zumindest einen vorbestimmten Komfortverbraucher, verursacht wird, umfasst, und das Verbrauchsanzeigeelement (26) zumindest zwei Anzeigeteile (32, 33) aufweist und der erste Anzeigeteil (32) in Abhängigkeit von dem Antriebsverbrauch (V3) und der zweite Anzeigeteil (33) in Abhängigkeit von dem Gesamtverbrauch (V0) auf der Anzeigeeinheit (21) positioniert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zusätzlich zu dem Verbrauchsanzeigeelement (26) zumindest ein weiteres Verbrauchsanzeigeelement (28) bereitgestellt und auf der Anzeigeeinheit (21) in Abhängigkeit von den Verbrauchssignalen (S1, S2) positioniert wird, wobei der Steuerung der Verbrauchsanzeigeelemente (26, 28) jeweils eine andere Zeitbasis zugrundegelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei ein erster optischer Erscheinungsparameter, insbesondere eine Farbe und/oder eine Transparenz, der Verbrauchsanzeigeelemente (26, 28) in Abhängigkeit von der zugrundegelegten Zeitbasis eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei ein zweiter optischer Erscheinungsparameter, insbesondere eine Form, der Verbrauchsanzeigeelemente (26, 28) in Abhängigkeit von einer jeweils repräsentierten Gesamtenergiemenge eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Verbrauchssignal (S1) eine Entnahme der ersten Energieform (16) aus einer ersten Speichereinrichtung (14) des Kraftfahrzeugs (10) und das zweite Verbrauchssignal (S2) eine Entnahme der zweiten Energieform (17) aus einer zweiten Speichereinrichtung (15) des Kraftfahrzeugs (10) angibt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als die erste Energieform (16) ein Kraftstoff und als die zweite Energieform (17) elektrische Energie berücksichtigt wird.
Ausgabevorrichtung (20) für ein Kraftfahrzeug (10), mit einer Anzeigeeinheit (21) und einer Prozessoreinrichtung, wobei die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweist, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
Kraftfahrzeug (10) mit zwei Speichereinrichtungen (14, 15) zum Speichern unterschiedlicher Energieformen (16, 17) und mit einer Ausgabevorrichtung (20) nach Anspruch 13.
Kraftfahrzeug (10) nach Anspruch 14, wobei für einen Fahrantrieb eine Hybrid-Fahrantriebseinheit (11) bereitgestellt ist, die mit beiden Energieformen (16, 17) betreibbar ist.