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Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftfahrzeug-Energieverteilungsvorrichtung.
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Zum Zwecke der Erkennung der Kraftstoffeinsparung oder des ökonomischen Fahrens wird ein Kraftfahrzeug mit einem Kraftstoffökonomieanzeigegerät ausgerüstet, welches eine Kraftstoffverbrauchsrate auf einer Anzeigevorrichtung in einem Instrumentenfeld anzeigt, um dem Kraftfahrzeugführer den gegewärtigen Zustand der Kraftstoffökonomie durch einen numerischen Wert wahrnehmen oder bestätigen zu lassen.
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Um beim Verbrauch der Gesamtkraftstoffmenge Einsparungen vornehmen zu können, kann der Kraftfahrzeugführer in seinem bzw. ihrem Fahrzeug absichtlich die Klimaanlage oder andere im Fahrzeug angeschlossene elektrische Lasten abschalten. In einem solchen Fall beobachtet der Fahrzeugführer das Kraftstoffökonomieanzeigegerät um die Wirkung der Kraftstoffeinsparung zu prüfen. Ein herkömmliches Kraftstoffökonomieanzeigegerät ist jedoch im wesentlichen so ausgebildet, daß es die Arbeitsweise eines Verbrennungsmotors anzeigt. Herkömmliche Kraftstoffökonomieanzeigegeräte können keine klar verständliche Anzeige liefern, wenn der Fahrzeugführer den Kraftstoffeinspareffekt wissen will, der durch das Abschalten der Klimaanlage oder anderer elektrischer Lasten im Auto erbracht wird. Diesbezüglich sind herkömmliche Kraftstoffökonomieanzeiger für einen Fahrzeugführer nicht zufriedenstellend, der die unmittelbare Absicht hat die Wirkung der Energie- oder Kraftstoffeinsparung und damit ökonomisches Fahren zu realisieren.
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Desweiteren zeigt ein herkömmliches Kraftstoffökonomieanzeigegerät einen Kraftstoffverbrauchswert an, der von einer Summe aus Fahrzeugantriebsenergie und einer erzeugten elektrischen Energie gebildet wird. Die in einem Fahrzeug vorgesehene elektrische Last wird durch eine elektrische Energie versorgt, die durch einen Generator erzeugt wird oder in einer Batterie gespeichert ist. Der Vektor (d. h. Aktivierung/Deaktivierung) einer jeden im Fahrzeug angeschlossenen elektrischen Last zeigt sich nicht unmittelbar in einem Wechsel des Kraftstoffverbrauchs. Unabhängig von der Absicht des Kraftfahrzeugführers werden andere elektrische Lasten des Fahrzeugs zeitweilig oder intermittierend ausgeschaltet oder deaktiviert, wenn mit einem Fahrzeug gefahren wird. Daher ist es für einen Fahrzeugführer schwierig genau zu wissen, wie der Kraftstoffeinspareffekt sich auswirkt, wenn die Klimaanlage oder andere elektrische Lasten von Kraftfahrzeugausstattungen abgeschaltet werden.
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Die
DE 101 38 750 A1 zeigt ein Fahrzeugrechner-System mit einer Rechnereinheit und einem Bildschirm zur Darstellung von fahrzeugspezifischen Informationen, wobei eine Energieerfassungseinrichtung, die den Energieverbrauch von Verbrauchern in einem Kraftfahrzeug erfasst und entsprechende Energieverbrauchs-Daten liefert, und eine Auswerteeinrichtung vorgesehen sind, die diese Energieverbrauchsdaten empfängt, in einen äquivalenten Treibstoffverbrauch des Fahrzeugs umsetzt und dem Bildschirm zur Darstellung zuführt.
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Aus der
DE 197 02 393 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung des Kraftstoffverbrauches bei einem brennkraftmaschinenbetriebenen Fahrzeug bekannt, wobei neben dem Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine selbst auch der Verbrauch eines unmittelbar kraftstoffbetriebenen Zusatzaggregates (z. B. Zuheizer) ermittelt wird.
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In der
DE 100 21 101 A1 wird eine Anzeigevorrichtung vorgeschlagen, die durch eine Farbänderung der Beleuchtung einer zusätzlichen Information eines Benutzers dient. Die Anzeigevorrichtung umfasst eine Anzeige bzw. Anzeigeinstrumente, die durch Lichtquellen verschiedener Farbe beleuchtet werden. Fahrtparameter werden durch Sensoren erfasst und die Farbe der Beleuchtung wird entsprechend den Fahrtparametern gewählt.
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Im Hinblick auf die oben beschriebenen Probleme beim Stand der Technik hat die vorliegende Erfindung die Aufgabe eine Kraftfahrzeug-Energieverteilungsvorrichtung zu schaffen, welche eine hervorragende Wirkung bei der Unterdrückung übermäßiger Nutzung elektrischer Energie und damit Kraftstoffes erbringt, d. h. einen Fahrzeugführer zu ermutigen sich so positiv zu verhalten, daß elektrische Energie und Kraftstoffverbrauch gespart werden.
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Um diese Aufgabe und weitere Ziele zu ermöglichen ist gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Kraftfahrzeug-Energieverteilungsvorrichtung zur Versorgung einer Vielzahl von kraftfahrzeugseitigen elektrischen Lasten von einer Kraftfahrzeugenergiequelle einschließlich einer Batterie mit elektrischer Energie vorgesehen, die Folgendes aufweist: ein Erfassungselement zur Erfassung, als ein spezifischer elektrischer Betrag, eines elektrischen Energieverbrauchs von energieeinsparenden elektrischen Lasten in der Vielzahl von kraftfahrzeugseitigen elektrischen Lasten, wobei der elektrische Energieverbrauch der energieeinsparenden elektrischen Lasten sich von einem elektrischen Energieverbrauch der verbleibenden kraftfahrzeugseitigen elektrischen Lasten unterscheidet, wobei die energieeinsparenden elektrischen Lasten für einen Fahrzeugführer zum Fahren eines Kraftfahrzeugs im Wesentlichen nicht notwendig sind und zur Einsparung ihres Energieverbrauchs dienen; und ein Energieeinspar-Förderelement zur Förderung der Energieeinsparung der energieeinsparenden elektrischen Lasten basierend auf dem spezifischen elektrischen Betrag, wobei das Energieeinspar-Förderelement ein Anzeigeelement beinhaltet, um den Fahrzeugführer optisch oder akustisch über energieeinsparungsbezogene Informationen zu unterrichten, wobei die energieeinsparungsbezogenen Informationen dem Fahrzeugführer optisch oder akustisch einen Energieeinsparungseffekt, der mit den energieeinsparenden elektrischen Lasten in Zusammenhang steht, mitteilen, und die energieeinsparungsbezogenen Informationen einen Kraftstoffpreis oder einen Kraftstoffverbrauch beinhalten, die dem elektrischen Energieverbrauch der energieeinsparenden elektrischen Lasten entsprechen, weiterhin aufweisend: einen nutzerwählbaren Anschluß zum Verbinden einer nutzerwählbaren Last als eine der energieeinsparenden elektrischen Lasten, wobei der nutzerwählbare Anschluß in der Batterie angeordnet ist und betreibbar ist, um die nutzerwählbare Last mit elektrischer Energie zu versorgen, wobei das Erfassungselement derart aufgebaut ist, dass es als den spezifischen elektrischen Betrag, einen elektrischen Betrag erfasst, der mit einem Strom durch den nutzerwählbaren Anschluß in Zusammenhang steht.
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In einer Ausführungsform verändert das Anzeigeelement eine Anzeigehelligkeit, eine Anzeigefarbe, ein Anzeigelichtflackerintervall oder einen Toneffekt unter Bezugnahme auf einen Wert des spezifischen elektrischen Betrags.
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Bei einer möglichen Ausführungsform der Erfindung erfasst das Erfassungselement nicht alle elektrischen Beträge, die mit dem elektrischen Energieverbrauch von einigen der kraftfahrzeugseitigen elektrischen Lasten in Verbindung stehen, wobei einige kraftfahrzeugseitige elektrische Lasten für den Antrieb des Kraftfahrzeugs erforderlich sind.
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Vorzugsweise beinhaltet das Energieeinspar-Förderelement ein Steuerelement, das die energieeinsparenden elektrischen Lasten in einem Energiesparmodus betreibt, um den spezifischen elektrischen Betrag zu reduzieren, wenn der spezifische elektrische Betrag einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet.
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Vorzugsweise weist die Vorrichtung ferner ein Rechenelement, das die energieeinsparungsbezogenen Informationen basierend auf dem spezifischen elektrischen Wert berechnet, auf.
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Vorzugsweise berechnet das Rechenelement, basierend auf einem Preis einer Kraftstoffeinheit, die durch das Kraftfahrzeug verbraucht wird, und dem spezifischen elektrischen Wert, die energieeinsparungsbezogenen Informationen, die auf einen Kraftstoffkostenreduzierungseffekt bezogen sind, der durch die Energieeinsparung der energieeinsparenden elektrischen Lasten erbracht wird.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Kraftfahrzeug-Energieverteilungsvorrichtung zur Versorgung einer Vielzahl von kraftfahrzeugseitigen elektrischen Lasten von einer Kraftfahrzeugenergiequelle einschließlich einer Batterie mit elektrischer Energie vorgesehen, die Folgendes aufweist: ein Erfassungselement zur Erfassung, als ein spezifischer elektrischer Betrag, eines elektrischen Energieverbrauchs von energieeinsparenden elektrischen Lasten in der Vielzahl von kraftfahrzeugseitigen elektrischen Lasten, wobei der elektrische Energieverbrauch der energieeinsparenden elektrischen Lasten sich von einem elektrischen Energieverbrauch der verbleibenden kraftfahrzeugseitigen elektrischen Lasten unterscheidet, wobei die energieeinsparenden elektrischen Lasten für einen Fahrzeugführer zum Fahren eines Kraftfahrzeugs im Wesentlichen nicht notwendig sind und zur Einsparung ihres Energieverbrauchs dienen; und ein Energieeinspar-Förderelement zur Förderung der Energieeinsparung der energieeinsparenden elektrischen Lasten basierend auf dem spezifischen elektrischen Betrag, wobei das Energieeinspar-Förderelement ein Anzeigeelement beinhaltet um den Fahrzeugführer optisch oder akustisch über energieeinsparungsbezogene Informationen zu unterrichten, wobei die energieeinsparungsbezogenen Informationen dem Fahrzeugführer optisch oder akustisch einen Energieeinsparungseffekt mitteilen, und die energieeinsparungsbezogenen Informationen einen Kraftstoffpreis oder einen Kraftstoffverbrauch beinhalten, die dem elektrischen Energieverbrauch der energieeinsparenden elektrischen Lasten entsprechen, weiterhin aufweisend: ein Rechenelement, das die energieeinsparungsbezogenen Informationen basierend auf dem spezifischen elektrischen Wert berechnet, wobei das Rechenelement, basierend auf einem Preis einer Kraftstoffeinheit, die durch das Kraftfahrzeug verbraucht wird, und dem spezifischen elektrischen Wert, die energieeinsparungsbezogenen Informationen berechnet, die auf einen Kraftstoffkostenreduzierungseffekt bezogen sind, der durch die Energieeinsparung der energieeinsparenden elektrischen Lasten erbracht wird, wobei das Rechenelement ein Mittel zur externen Veränderung des Preises einer Kraftstoffeinheit aufweist.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Kraftfahrzeug-Energieverteilungsvorrichtung zur Versorgung einer Vielzahl von kraftfahrzeugseitigen elektrischen Lasten von einer Kraftfahrzeugenergiequelle einschließlich einer Batterie mit elektrischer Energie vorgesehen, die Folgendes aufweist: ein Erfassungselement zur Erfassung, als ein spezifischer elektrischer Betrag, eines elektrischen Energieverbrauchs von energieeinsparenden elektrischen Lasten in der Vielzahl von kraftfahrzeugseitigen elektrischen Lasten, wobei der elektrische Energieverbrauch der energieeinsparenden elektrischen Lasten sich von einem elektrischen Energieverbrauch der verbleibenden kraftfahrzeugseitigen elektrischen Lasten unterscheidet, wobei die energieeinsparenden elektrischen Lasten für einen Fahrzeugführer zum Fahren eines Kraftfahrzeugs im Wesentlichen nicht notwendig sind und zur Einsparung ihres Energieverbrauchs dienen; und ein Energieeinspar-Förderelement zur Förderung der Energieeinsparung der energieeinsparenden elektrischen Lasten basierend auf dem spezifischen elektrischen Betrag, wobei das Energieeinspar-Förderelement ein Anzeigeelement beinhaltet um den Fahrzeugführer optisch oder akustisch über energieeinsparungsbezogene Informationen zu unterrichten, wobei die energieeinsparungsbezogenen Informationen dem Fahrzeugführer optisch oder akustisch einen Energieeinsparungseffekt mitteilen, und die energieeinsparungsbezogenen Informationen einen Kraftstoffpreis oder einen Kraftstoffverbrauch beinhalten, die dem elektrischen Energieverbrauch der energieeinsparenden elektrischen Lasten entsprechen, weiterhin aufweisend: ein Rechenelement, das als die energieeinsparungsbezogene Informationen, den Kraftstoffverbrauch pro elektrischer Energieeinheit basierend auf dem spezifischen elektrischen Betrag berechnet, wobei sich der Kraftstoffverbrauch pro elektrischer Energieeinheit abhängig von einer eingegebenen gegenwärtigen Fahrzeugreisebedingung verändert.
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Vorzugsweise berechnet das Rechenelement, basierend auf dem Kraftstoffverbrauch pro elektrischer Energieeinheit und auf dem spezifischen elektrischen Betrag, den Kraftstoffverbrauch, der dem elektrischen Energieverbrauch der energieeinsparenden elektrischen Lasten entspricht.
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Vorzugsweise weist die Vorrichtung ferner Folgendes auf: ein Rechenelement das: auf den elektrischen Energieverbrauch bezogene Daten der energieeinsparenden elektrischen Lasten in Daten umwandelt, die in einer Vielzahl von Einheiten ausgedrückt werden, so dass sie als die energieeinsparungsbezogenen Informationen berechnet werden können; und die in der Vielzahl von Einheiten ausgedrückten Daten an das Energieeinspar-Förderelement ausgibt; und ein Veränderungselement, das die Vielzahl der Einheiten verändert, die durch das Rechenelement übernommen werden sollen.
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Vorzugsweise umfassen die Anzeigeeinheiten mindestens zwei Einheiten, welche ausgewählt werden von einer Gruppe bestehend aus einer Kraftstoffverbrauchsverschlechterungsrate, einer verbrauchten elektrischen Energie, einem Kraftstoffverbrauch pro Reisedistanzeinheit, einem Kraftstoffverbrauch pro Zeiteinheit, Kraftstoffkosten pro Reisedistanzeinheit und Kraftstoffkosten pro Zeiteinheit.
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Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Kraftfahrzeug-Energieverteilungsvorrichtung zur Versorgung einer Vielzahl von kraftfahrzeugseitigen elektrischen Lasten von einer Kraftfahrzeugenergiequelle einschließlich einer Batterie mit elektrischer Energie vorgesehen, die Folgendes aufweist: ein Erfassungselement zur Erfassung, als ein spezifischer elektrischer Betrag, eines elektrischen Energieverbrauchs von energieeinsparenden elektrischen Lasten in der Vielzahl von kraftfahrzeugseitigen elektrischen Lasten, wobei der elektrische Energieverbrauch der energieeinsparenden elektrischen Lasten sich von einem elektrischen Energieverbrauch der verbleibenden kraftfahrzeugseitigen elektrischen Lasten unterscheidet, wobei die energieeinsparenden elektrischen Lasten für einen Fahrzeugführer zum Fahren eines Kraftfahrzeugs im Wesentlichen nicht notwendig sind und zur Einsparung ihres Energieverbrauchs dienen; und ein Energieeinspar-Förderelement zur Förderung der Energieeinsparung der energieeinsparenden elektrischen Lasten basierend auf dem spezifischen elektrischen Betrag, wobei das Energieeinspar-Förderelement ein Anzeigeelement beinhaltet um den Fahrzeugführer optisch oder akustisch über energieeinsparungsbezogene Informationen zu unterrichten, wobei die energieeinsparungsbezogenen Informationen dem Fahrzeugführer optisch oder akustisch einen Energieeinsparungseffekt mitteilen, und die energieeinsparungsbezogenen Informationen einen Kraftstoffpreis oder einen Kraftstoffverbrauch beinhalten, die dem elektrischen Energieverbrauch der energieeinsparenden elektrischen Lasten entsprechen, und bei welcher das Anzeigeelement ein Warnsignal zum Auffordern des Fahrzeugführers zum Ausführen einer Energieeinsparung bei wenigstens einer der energieeinsparenden elektrischen Lasten ausgibt, wenn ein Wert des spezifischen elektrischen Betrags der wenigstens einen der energieeinsparenden elektrischen Lasten einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet.
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Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Kraftfahrzeug-Energieverteilungsvorrichtung zur Versorgung einer Vielzahl von kraftfahrzeugseitigen elektrischen Lasten von einer Kraftfahrzeugenergiequelle einschließlich einer Batterie mit elektrischer Energie vorgesehen, die Folgendes aufweist: ein Erfassungselement zur Erfassung, als ein spezifischer elektrischer Betrag, eines elektrischen Energieverbrauchs von energieeinsparenden elektrischen Lasten in der Vielzahl von kraftfahrzeugseitigen elektrischen Lasten, wobei der elektrische Energieverbrauch der energieeinsparenden elektrischen Lasten sich von einem elektrischen Energieverbrauch der verbleibenden kraftfahrzeugseitigen elektrischen Lasten unterscheidet, wobei die energieeinsparenden elektrischen Lasten für einen Fahrzeugführer zum Fahren eines Kraftfahrzeugs im Wesentlichen nicht notwendig sind und zur Einsparung ihres Energieverbrauchs dienen; und ein Energieeinspar-Förderelement zur Förderung der Energieeinsparung der energieeinsparenden elektrischen Lasten basierend auf dem spezifischen elektrischen Betrag, wobei das Energieeinspar-Förderelement ein Anzeigeelement beinhaltet um den Fahrzeugführer optisch oder akustisch über energieeinsparungsbezogene Informationen zu unterrichten, wobei die energieeinsparungsbezogenen Informationen dem Fahrzeugführer optisch oder akustisch einen Energieeinsparungseffekt mitteilen, und die energieeinsparungsbezogenen Informationen einen Kraftstoffpreis oder einen Kraftstoffverbrauch beinhalten, die dem elektrischen Energieverbrauch der energieeinsparenden elektrischen Lasten entsprechen, und bei welcher das Energieeinspar-Förderelement ein Steuerelement aufweist, das die energieeinsparenden elektrischen Lasten in einem Energiesparmodus betreibt, um den spezifischen elektrischen Betrag zu reduzieren, wenn ein Zustand, in dem der Wert des spezifischen elektrischen Betrags einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet, für eine vorbestimmte Zeit und länger fortbesteht.
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Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Kraftfahrzeug-Energieverteilungsvorrichtung zur Versorgung einer Vielzahl von kraftfahrzeugseitigen elektrischen Lasten von einer Kraftfahrzeugenergiequelle einschließlich einer Batterie mit elektrischer Energie vorgesehen, die Folgendes aufweist: ein Erfassungselement zur Erfassung, als ein spezifischer elektrischer Betrag, eines elektrischen Energieverbrauchs von energieeinsparenden elektrischen Lasten in der Vielzahl von kraftfahrzeugseitigen elektrischen Lasten, wobei der elektrische Energieverbrauch der energieeinsparenden elektrischen Lasten sich von einem elektrischen Energieverbrauch der verbleibenden kraftfahrzeugseitigen elektrischen Lasten unterscheidet, wobei die energieeinsparenden elektrischen Lasten für einen Fahrzeugführer zum Fahren eines Kraftfahrzeugs im Wesentlichen nicht notwendig sind und zur Einsparung ihres Energieverbrauchs dienen; und ein Energieeinspar-Förderelement zur Förderung der Energieeinsparung der energieeinsparenden elektrischen Lasten basierend auf dem spezifischen elektrischen Betrag, wobei das Energieeinspar-Förderelement ein Anzeigeelement beinhaltet um den Fahrzeugführer optisch oder akustisch über energieeinsparungsbezogene Informationen zu unterrichten, wobei die energieeinsparungsbezogenen Informationen dem Fahrzeugführer er optisch oder akustisch einen Energieeinsparungseffekt mitteilen, und die energieeinsparungsbezogenen Informationen einen Kraftstoffpreis oder einen Kraftstoffverbrauch beinhalten, die dem elektrischen Energieverbrauch der energieeinsparenden elektrischen Lasten entsprechen, und bei welcher das Energieeinspar-Förderelement ein Steuerelement aufweist, das die energieeinsparenden elektrischen Lasten in einem Energiesparmodus betreibt, um den spezifischen elektrischen Betrag zu reduzieren, wenn der Wert des spezifischen elektrischen Betrags einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet, und bei welcher das Steuerelement die Energieversorgung zu wenigstens einer der energieeinsparenden elektrischen Lasten stoppt, wenn ein Zustand, in dem der Wert des spezifischen elektrischen Betrags den vorbestimmten Schwellwert überschreitet, für eine vorbestimmte Zeit und länger fortbesteht.
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Vorzugsweise weist das Steuerelement ein Mittel auf, das den Energiesparmodus oder die Beendigung der Energieversorgung an die energieeinsparenden elektrischen Lasten in Reaktion auf ein externes Rücksetzsignal auslöst.
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Vorzugsweise ändert das Steuerelement den Schwellwert abhängig von einem externen Befehlssignal.
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Vorzugsweise verändert das Anzeigeelement eine Anzeigehelligkeit, eine Anzeigefarbe, ein Anzeigelichtflackerintervall oder einen Toneffekt unter Bezugnahme auf einen Wert des spezifischen elektrischen Betrags.
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Vorzugsweise erfasst das Erfassungselement nicht alle elektrischen Beträge, die mit dem elektrischen Energieverbrauch von einigen der kraftfahrzeugseitigen elektrischen Lasten in Verbindung stehen, wobei einige kraftfahrzeugseitige elektrische Lasten für den Antrieb des Kraftfahrzeugs erforderlich sind.
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Vorzugsweise beinhaltet das Energieeinspar-Förderelement ein Steuerelement, das die energieeinsparenden elektrischen Lasten in einem Energiesparmodus betreibt, um den spezifischen elektrischen Betrag zu reduzieren, wenn der spezifische elektrische Betrag einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet.
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Vorzugsweise weist die Kraftfahrzeug-Energieverteilungsvorrichtung ferner ein Rechenelement auf, das die energieeinsparungsbezogenen Informationen basierend auf dem spezifischen elektrischen Wert berechnet.
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Vorzugsweise berechnet das Rechenelement (11), basierend auf einem Preis einer Kraftstoffeinheit, die durch das Kraftfahrzeug verbraucht wird, und dem spezifischen elektrischen Wert, die energieeinsparungsbezogenen Informationen, die auf einen Kraftstoffkostenreduzierungseffekt bezogen sind, der durch die Energieeinsparung der energieeinsparenden elektrischen Lasten erbracht wird.
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Vorzugsweise weist die Kraftfahrzeug-Energieverteilungsvorrichtung ferner Folgendes auf: ein Rechenelement, das: auf den elektrischen Energieverbrauch bezogene Daten der energieeinsparenden elektrischen Lasten in Daten umwandelt, die in einer Vielzahl von Einheiten ausgedrückt werden, so dass sie als die energieeinsparungsbezogenen Informationen berechnet werden können; und die in der Vielzahl von Einheiten ausgedrückten Daten an das Energieeinspar-Förderelement ausgibt; und ein Veränderungselement, das die Vielzahl der Einheiten verändert, die durch das Rechenelement übernommen werden sollen.
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Vorzugsweise umfassen die Anzeigeeinheiten mindestens zwei Einheiten, welche ausgewählt werden von einer Gruppe bestehend aus einer Kraftstoffverbrauchsverschlechterungsrate, einer verbrauchten elektrischen Energie, einem Kraftstoffverbrauch pro Reisedistanzeinheit, einem Kraftstoffverbrauch pro Zeiteinheit, Kraftstoffkosten pro Reisedistanzeinheit und Kraftstoffkosten pro Zeiteinheit.
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Die vorher genannten Aufgaben, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung und in bezug auf die beigefügten Zeichnungen genauer erklärt. Darin zeigt:
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1 ein Blockdiagramm einer Kraftfahrzeug-Energieverteilungsvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine teilweise geschnittene Ansicht einer detaillierten Anordnung einer nutzerwahlfreien Anschlußplatte die mit einer Batterie entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verbunden ist;
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3 ein Flußdiagramm das Details einer elektrischen Energieverbrauchsmessung und Anzeigesteuerung zeigt, die bei der Kraftfahrzeug-Energieverteilungsvorrichtung entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchführt;
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4 ein Zustandsübergangsdiagramm, das den Wechsel von einem Kraftstoffumwandlungskoeffizienten während eines Kraftfahrzeugsreise-zustandes für eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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5 ein Flußdiagramm das die Details einer Anzeigewertberechnung entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung darstellt und
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6 ein Flußdiagramm an das die Details des Anzeigebetriebes entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung darstellt.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im nachfolgenden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Identische Teile sind bei allen Zeichnungen mit gleichen Bezugszahlen versehen.
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Geräteanordnung
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1 stellt ein Blockdiagramm dar, welches einer Kraftfahrzeug-Energieverteilungsvorrichtung entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entspricht. Die Kraftfahrzeug-Energieverteilungsvorrichtung gemäß 1 umfaßt eine Batterie 1, eine Vielzahl von Relais 2A bis 2F, eine Vielzahl von elektrischen Fahrzeug- oder Fahrzeugausstattungs-Lasten 3A bis 3D, einen Zigarrenanzünder 4, eine nutzerwahlfreie Last 5, eine Vielzahl von Kontrollern 6A bis 6D, eine Busleitung 7, eine Vielzahl von Stromsensoren 8A bis 8C, einen Lastrechner 9, eine nutzerwahlfreie Anschlußplatte 10, einen Energieverwaltungsabschnitt (das heißt Energie-ECU) 11, eine Fahr-ECU 12, ein Instrumentenfeld-Verwaltungsabschnitt (das heißt Anzeige-ECU) 13, einen Energieanzeigeabschnitt 14, einen Rücksetzschalter 15, einen Anzeige-Wechselschalter 16 und einen Internet/ETC-Anschluß 17. ECU steht für „Electical Control Unit” beziehungsweise elektrische Steuereinheit.
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Genauer gesagt sind das Relais 2i (i = A, B, C, D) und die entsprechenden elektrischen Fahrzeugausstattungslasten 3i (i = A, B, C, D) miteinander seriell zwischen zwei (positiven und negativen) Anschlüssen der Batterie 1 verbunden. In ähnlicher Weise sind das Relais 2E und der Zigarrenanzünder 4 miteinander zwischen den beiden (positiven und negativen) Anschlüssen der Batterie 1 seriell verbunden. Das Relais 2F ist direkt mit dem Lastrechner 9 verbunden. Der Stromsensor 8A mißt den Strom der über die elektrische Fahrzeugausstattungslast 3D fließt und ist mit dem Lastrechner 9 verbunden. Der Stromsensor 8B der den durch den Zigarrenanzünder 4 fließenden Strom mißt, ist auch mit dem Lastrechner 9 verbunden. Der Stromsensor 8C, der den über die elektrische, für einen Nutzer wahlfreie Last 5 fließt ist ebenfalls mit dem Lastrechner 9 verbunden.
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Der Internet/ETC-Anschluß 17, die Energie ECU 11, die Fahr-ECU 12 und die Anzeige-ECU 13 sind miteinander über die Busleitung (das heißt LAN) 7 verbunden.
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Der Kontroller 6i (i = A, B, C) weist einen Anschluß auf der mit einer entsprechenden elektrischen Fahrzeugausstattungslast 3i (i = A, B, C) für dessen Steuerung und einen anderen Anschluß auf der mit der Busleitung 7 verbunden ist.
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Der Lastrechner 9 ist über sein Erdungsterminal geerdet und hat einen Kommunikationsanschluß der mit der Busleitung 7 verbunden ist. Der Lastrechner 9 wandelt jedes Eingangssignal der Stromsensoren 8A bis 8C in ein digitales Signal um, welche den gemessenen Stromwert darstellt. Des weiteren schätzt der Lastrechner 9 den Energieverbrauch einer jeden elektrischen Fahrzeug bedingten Last 3i (i = A, B, C) über dessen Kontroller 6i (i = A, B, C). Die elektrische nutzerwahlfreie Last 5 hat einen Endanschluß direkt mit dem positiven Anschluß 150 der Batterie 1 verbunden und der andere Anschluß ist mit dem negativen Anschluß 100 der Batterie 1 über die nutzerwahlfreie Platte 10 verbunden, welche zum Beispiel ein an den negativen Anschluß 100 befestigtes Kupferstück ist. Der Stromsensor 8C der beispielsweise ein bekannter Hallsensor oder eine andere Art von Sensor ist, ist mit der nutzerwahlfreien Platte 10 verbunden. Die elektrischen nutzerwahlfreie Last 5 ist eine Audiovorrichtung, und/oder eine Videovorrichtung oder dergleichen, welche später in ein Fahrzeug eingebaut oder als Fahrzeugausstattung entsprechend dem Nutzerwunsch vorgesehen ist.
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Die Anzeige ECU 13 ist mit dem Energieanzeige 14 und dem Rücksetzschalter 15 verbunden. Der Anzeigewechselschalter 16 ist mit dem Energieanzeigeabschnitt 14 verbunden und erlaubt einem Nutzer das Anzeigemuster des Energieanzeigeabschnitts 14 zu ändern. Die Energie-ECU 11 verwaltet ein elektrisches Energiesystem das in dem Fahrzeug eingebaut ist. Die Fahr-ECU 12 steuert einen Verbrennungsmotor und jede andere Fahrzeugantriebsvorrichtung. Die Anzeige-ECU 13 steuert verschiedene Arten von Anzeigeeinheiten einschließlich dem Energieanzeigeabschnitt 14, die in einem Instrumentenfeld eines Personenfahrzeugs verteilt sind. Der Rücksetzschalter 15 erlaubt dem Nutzer ein Rücksetzsignal an die Anzeige-ECU 13 anzulegen.
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Die elektrischen Fahrzeugausstattungslasten 3A bis 3D sind spezifische elektrische Lasten, die als Objekte zur Ökonomisierung des Energieverbrauchs dienen und sind dem gemäß von wesentlichen elektrischen Lasten diskriminierbar, die zum Betrieb und Antrieb eines Kraftfahrzeugs dienen. Diesbezüglich können die elektrischen Fahrzeuglasten 3A bis 3D als elektrisch ökonomisierbare Lasten in Bezug genommen werden. Über die Relais 2A bis 2D wird elektrische Energie von der Batterie 1 zu den entsprechenden elektrischen Fahrzeuglasten 3A bis 3D angelegt. Der Zigarrenanzünder 4 und die elektrischen nutzerwahlfreie Last 5 sind auch elektrische Lasten die je als Objekte zur Ökonomisierung des Energieverbrauchs dienen. Der Zigarrenanzünder 4 empfängt die elektrische Energie von der Batterie 1 über das Relais 2E. Die elektrisch wahlfreie Last 5 empfängt die elektrische Energie direkt von der Batterie 1, obgleich diese elektrische nutzerwahlfreie Last 5 eine Einbausicherung aufweist.
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Die Stromsensoren 8A und 8C sind eng mit der Erdungsleitung verbunden. Es ist jedoch möglich die Stromsensoren 8A und 8C auch auf der oberen Spannungsseite des Energieversorgungsschaltkreises für jede elektrische Last vorzusehen.
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Wie von 1 erkennbar ist, ist diese Ausführungsform eine Kraftfahrzeug-Energieverteilungsvorrichtung zur Versorgung von elektrischer Energie an eine Vielzahl von elektrischen Fahrzeugausrüstungslasten (3A–3D, 4, 5) von einer Kraftfahrzeugenergiequelle einschließlich einer Batterie 1. Ein Erfassungselement (das heißt ein Lastrechner 9) ist zur Erkennung einer spezifischen elektrischen Wertes getrennt von einem wesentlichen elektrischen Wert vorgesehen. Der wesentliche elektrische Wert stellt einen elektrischen Energieverbrauch von spezifischen elektrischen Lasten dar, einschließlich mindestens einer von ökonomisierbaren elektrischen Lasten (3A–3D, 4, 5), welche selektiv ein- und ausgeschaltet werden können, beispielsweise durch einen Fahrzeugführer. Daher kann jede ökonomisierbare, elektrische Last (3A–3D, 4, 5) als ein Objekt zur Ökonomisierung des Energieverbrauchs dienen. Der wesentliche elektrische Wert stellt einen elektrischen Energieverbrauch von wesentlichen elektrischen Lasten dar, welche nicht ökonomisierbar und wesentlich für den Betrieb eines Lastfahrzeugs förderlich sind.
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Ein Energiespar-Förderelement (das heißt eine Energie-ECU 11, eine Anzeige-ECU 13 und ein Energieanzeigeabschnitt 14) ist zur Förderung der Energieeinsparung durch Reduktion des Energieverbrauchs bei jeder ökonomisierbaren elektrischen Last (3A–3B, 4, 5) mit Bezug auf eine bestimmte elektrische Energie vorgesehen.
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Entsprechend der Anordnung der oben beschriebenen Kraftfahrzeug-Energieverteilungsvorrichtung ist vorgesehen, daß das Erfassungselement (d. h. des Lastrechners 9) ausschließlich den speziellen elektrischen Wert (das heißt den elektrischen Energieverbrauch) der speziellen elektrischen Lasten einschließlich mindestens einer ökonomisierbaren elektrischen Last (3A–3D, 4, 5) erfaßt, welche selektiv zum Beispiel durch den Fahrzeugführer an- und abgeschaltet werden können, um so als ein Objekt zur Ökonomisierung des Energieverbrauchs zu dienen. Mit anderen Worten diskriminieren die Erfassungselemente die spezifische elektrischen Werte von dem wesentlichen elektrischen Wert. Der wesentliche elektrische Wert stellt einen elektrischen Energieverbrauch von wesentlichen elektrischen Lasten dar, welche nicht ökonomisierbar sind und wesentlich zum Antrieb und Betrieb des Kraftfahrzeugs sind.
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Die ökonomisierbare elektrische Last, wie zum Beispiel eine Klimaanlage und Audio/Videovorrichtungen können als komfortorientierte, elektrische Lasten in Bezug genommen werden, hinsichtlich der Möglichkeit eines Fahrzeugführers der diese anschaltet oder aktiviert, um eine komfortablere Atmosphäre in dem Fahrzeug zu erzeugen. Das Energiespar-Förderelement (das heißt die Energie-ECU 11, die Anzeige-ECU 13 und der Energieanzeigeabschnitt 14) fördert die Energieeinsparung durch Reduzierung des Energieverbrauchs bei jeder ökonomisierbaren elektrischen Last mit Bezug auf einen speziellen elektrischen Wert. Daher wird es möglich die Kraftstoff-Ökonomie zu verbessern. Daher wird ein Fahrzeugführer sich selbst steuern um aufzuhören zuviel Nutzen von ökonomisierbaren elektrischen Lasten zu ziehen.
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Der spezielle elektrische Wert, der beispielsweise durch Erfassung eines jeweiligen Verbrauchswertes bei jeder ökonomisierbaren elektrischen Last erfaßt wird, wird dann durch Multiplikation der erfaßten elektrischen Energie mit der anliegenden Spannung zu einem elektrischen Energieverbrauch errechnet, der in der ökonomisierbaren elektrischen Last verbraucht wird.
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Wenn der elektrische Energieverbrauch einer ökonomisierbaren elektrischen Last und eine interne Impedanz konstant sind, ist es möglich den Energieverbrauch basierend auf dieser internen Impedanz und der anliegenden Spannung oder in Übereinstimmung mit den Betriebsbedingungen der ökonomisierbaren elektrischen Last zu bestimmen. Die Betriebsbedingung einer ökonomisierbaren elektrischen Last ist leicht von dem Zustand eines Schalters ablesbar, welcher zum Ein- und Ausschalten der Energieversorgung zu der ökonomisierbaren elektrischen Last verwendet wird. Ein Steuerbefehl, der von einer Steuereinheit an diesen Schalter übertragen wird, kann auch dazu verwendet werden, um die Betriebsbedingung der ökonomisierbaren elektrischen Last zu erfassen.
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Wenn das Erfassungselement (das heißt ein Stromsensor) eine elektrische Energie erfaßt einschließlich des Teils der wesentlichen elektrischen Energie, dann wird der spezifische elektrische Wert dadurch erhalten, daß eine Energie entsprechend einem Teil des wesentlichen elektrischen Wertes von der erfaßten elektrischen Energie abgezogen wird.
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Beispielsweise kann das Energiespar-Förderelement automatisch eine ökonomisierbare elektrische Last abschalten oder deaktivieren oder kann die an diese ökonomisierbare elektrische Last angelegte Energie reduzieren, entsprechend einer vorbestimmten Prioritätsordnung dann, wenn der elektrische Energieverbrauch in dieser ökonomisierbaren elektrischen Last einen bestimmten Pegelwert überschreitet.
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Das Energiespar-Förderelement kann aber auch Namen von ökonomisierbaren elektrischen Lasten anzeigen oder kenntlich machen, die in Bezug auf ihren elektrischen Energieverbrauch abgeschaltet oder deaktiviert werden können. Ferner ist es auch möglich mit dem Energiespar-Förderelement eine elektrische Energie anzuzeigen oder ein Informationssignal zu erzeugen als ein Funktionswert, der den gegenwärtigen Stand des elektrischen Energieverbrauchs in einer betroffenen ökonomisierbaren elektrischen Last ausdrückt.
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Das Erfassungselement (das heißt Lastrechner 9) erfaßt ausschließlich den spezifischen elektrischen Wert und erfaßt nicht den wesentlichen elektrischen Wert, so daß der elektrische Energieverbrauch der ökonomisierbaren elektrischen Last genau berechnet werden kann. Das Energiespar-Förderelement umfaßt ein Anzeigeelement (das heißt den Energieanzeigeabschnitt 14) zur Realisierung einer sichtbaren oder hörbaren Anzeige um den Fahrzeuglenker den spezifischen elektrischen Wert oder relevante Energieeinsparungsinformation wissen zu lassen. Der Fahrzeugführer kann damit sicher wissen oder wahrnehmen wie die Informationen bezüglich des elektrischen Energieverbrauchs in der ökonomisierbaren elektrischen Last sind. Mit anderen Worten wird der Fahrzeugführer sicherlich ermutigt elektrische Energie einzusparen.
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2 zeigt eine Ansicht einer detaillierten Anordnung einer nutzerbeliebigen Anschlußplatte 10.
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Die Batterie 1 weist einen negativen Anschluß 100 mit einem Gewindezapfen auf, der sich nach oben von der oberen Oberfläche der Batterie 1 wegerstreckt. Ein Metallring 101 eines Erdungskabels, die nutzerfreie Anschlußplatte 10, eine Unterlegscheibe 102 sind um den negativen Anschluß 100 mit einer Schraubenmutter zusammen fixiert. Die nutzeroptionale Anschlußplatte 10 ist ein Kupferstück, das ein Eingriffsloch 105 angepaßt an den Durchgang des negativen Anschlusses 100 auf der einen Seite aufweist und einen Außengewindepol 104 der sich von dem anderen Ende wegerstreckt. Die nutzerfreie Anschlußplatte 10 ist fest unterstützt um den negativen Anschluß 10 herum in einer Art Ausleger.
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Ein Metallring 107 eines nutzerfreien Kabels 106 ist um den Außengewindepol 104 der nutzerfreien Anschlußplatte 10 mit Hilfe von einer Schraubenmutter befestigt. Das nutzerfreie Lastkabel 106 wird mit dem Erdungsanschluß der nutzeroptionalen elektrischen Last 5 verbunden. Eine Unterlegscheibe 109 ist zwischen dem Metallring 107 und die Schraubenmutter 108 zwischengeschichtet. Es erübrigt sich hierbei darauf hinzuweisen, daß die nutzerfreie Anschlußplatte 10 auch an den positiven Anschluß 150 anstatt an den negativen Anschluß 100 angeschlossen und dort verbunden werden kann.
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Der spezifische elektrische Wert, die durch das Erfassungselement (das heißt Lastrechner 9) erfaßt wird, umfaßt auch einen elektrischen Wert, der sich auf einen Strom bezieht, der über die nutzerfreie Anschlußplatte 10, die an die Batterie 1 zur Versorgung der nutzerfreien elektrischen Last 5 mit elektrischer Energie fließt, wobei die nutzerfreie elektrische Last 5 als eine ökonomisierbare elektrische Last dient.
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Entsprechend dieser Anordnung ist es leicht, diejenige elektrische Energie zu erfassen, die in der nutzeroptionalen elektrischen Last verbraucht wird. Auch in einem Falle, in welchem eine Vielzahl von Kabeln an die Elektrode einer Batterie verbunden sind, kann ein Nutzer leicht das Kabel der nutzerfreien elektrischen Last an die Batterie 1 verbinden.
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Die Busleitung (das heißt LAN) 7 verbindet die Kontroller 6A bis 6D, den Lastrechner 9, die Energie-ECU 11, die Fahr-ECU 12 und die Anzeige-ECU 13 so, daß diese Komponenten Datensignale und Befehlssignale zwischen sich übertragen und empfangen können.
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Des weiteren ist jede der fahrzeugseitigen elektrischen Lasten 3A bis 3C eine elektrische Last, deren Betriebsstrom vorhersagbar ist. So kann beispielsweise eine Scheibenheizungsvorrichtung bei den fahrzeugseitigen elektrischen Lasten 3A bis 3C gemäß dieser Ausführungsform verwendet werden.
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Der Lastrechner 9 umfaßt einen Betriebszustand des Kontrollers 6A über die Busleitung 7 und leitet daraus einen Energieverbrauch der fahrzeugseitigen elektrischen Last 3A basierend auf der erfaßten Betriebsbedingung des Kontroller 6A ab. Der Lastrechner 9 erfaßt eine Betriebsbedingung des Kontrollers 6B (welcher ein Mikrokontroller basierter Computer ist) für die Busleitung 7 und liefert einen Energieverbrauch der fahrzeugseitigen elektrischen Last 3B, basierend auf der erfaßten Betriebsbedingung des Kontrollers 6B. Der Lastrechner 9 erfaßt eine Betriebsbedingung eines intelligenten Energieschalters (nicht gezeigt) der zwischen dem Relais 2C über die Busleitung 7 angeschlossen ist und leitet einen Energieverbrauch aus der fahrzeugseitigen elektrischen Last 3C ab, basierend auf der erfaßten Betriebsbedingung des intelligenten Energieschalters (nicht gezeigt). Des weiteren berechnet der Lastrechner 9 den Energieverbrauch einer jeden der fahrzeugseitigen elektrischen Lasten 3D, dem Zigarrenanzüder 4 und der nutzeroptionalen elektrischen Last 5 basierend auf den Stromwerten die von den Stromsensoren 8A bis 8C gemessen werden.
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Diesbezüglich kann der Betrag des spezifischen elektrischen Wertes als ein Befehlssignal an den Steuermitteln (6A bis 6D) zur Aktivierung einer jeden ökonomisierbaren elektrischen Last (3A bis 3D) oder an ein auf das Befehlssignal bezogenes Signal anliegen. Dies erfordert einen Stromsensor zur Erfassung des über die ökonomisierbare elektrische Last fließenden Stroms. Die Schaltkreisanordnung kann damit vereinfacht werden.
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Die Energie-ECU 11 erhält die errechneten Daten (Informationen in Bezug auf den Energieverbrauch) von dem Lastrechner 9 über die Busleitung 7. Die Energie-ECU 11 veranlaßt den Energieanzeigeabschnitt 14 Informationen anzuzeigen, welche sich auf den Energieverbrauch oder davon modifizierte Daten oder Informationen beziehen. Der Anzeigewechselschalter erlaubt dem Nutzer einen Wechsel des Anzeigemusters bei dem Energieanzeigeabschnitt 14. Zum Beispiel können die Einheiten für die Anzeige des Energieverbrauchs durch Bedienung des Anzeigewechselschalters geändert werden.
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Jeder der Stromsensoren 8A bis 8C hat die Fähigkeit gleichzeitig die Stromwerte (das heißt Energieverbrauch) von einer Vielzahl von elektrischen Lasten zu erfassen. In ähnlicher Weise hat jeder der Kontroller 6A bis 6C die Fähigkeit eine Vielzahl von elektrischen Lasten zu steuern. Jeder der Stromsensoren 8A bis 8C hat die Fähigkeiten Stromwerte zu erfassen basierend auf einem Spannungsabfall zwischen den Anschlüssen und einem Widerstandselement.
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Die Berechnung des Energieverbrauchs durch den Lastrechner 9 wird dadurch erreicht, daß ein ausgelesener Stromwert und ein ausgelesener Batteriespannungswert zu Grunde gelegt werden.
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Betriebsbeschreibung
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3 zeigt ein Flußdiagramm zur Messung des elektrischen Energieverbrauchs und der Anzeigensteuerung die in der Energie-ECU 11 durchgeführt wird.
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Zuerst wird in Stufe 100 eine gesamte Energiesumme der ökonomisierbaren elektrischen Lasten, das heißt, A = LPFΔT=1-20sec (Σp) [W], gemessen oder mit einem Schätzwert versehen. Das gemessene oder mit einem Schätzwert versehene Ergebnis wird mit einem Tiefpassfilter (LPF) mit einer Zeitkonstante von mehreren Sekunden gemittelt. Als nächstes wird in Stufe 102 entsprechend der erhaltenen gesamten Energiesumme ein Kraftstoffverbrauch B pro Zeiteinheit berechnet, das heißt B = Feff × A [1/h].
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Der Koeffizient Feff der in Stufe 102 verwendet wird, wird zwischen Kn und Kp oder zwischen Kn und Kh entsprechend den Fahrzeug betriebsbedingungen gemäß der Darstellung in 4 verändert. Es ist auch möglich den Koeffizienten Feff mit Bezug auf die Motorbetriebsbedingung zu ändern (das heißt einem Diagramm das das Verhältnis von Drehmoment und Motorgeschwindigkeit ausdrückt). Die Fahrzeug- oder Motorbetriebsbedingungen können über die Busleitung 7 von der Fahr-ECU 12 erhalten werden.
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Als nächstes wird in Stufe 104 der berechnete Kraftstoffverbrauch B in einen Kostenwert umgesetzt, das heißt C = fcost × B [€/h]. Der Umwandlungskoeffizient fcost [€/1] ist mit Bezug auf die über die Busleitung 7 von dem Internet/ETC-Anschluß 17 erhaltene Information veränderbar. Die von den Internet/ETC-Anschluß 17 erhaltene Information umfaßt Kraftstoffpreisdaten von einer ETC wie zum Beispiel einem Kraftfahrzeugclub oder irgendeiner anderen Informationsquelle die durch das Internet entsprechend ihrer Informationen verfügbar ist. Gemäß dieser Ausführungsform sind elektrische Eingabevorrichtungen vorgesehen mit welchen Daten für Kraftstoffpreise manuell eingebbar sind.
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Diesbezüglich sind die Rechenelemente (Energie-ECU) der Kraftfahrzeug-Energieverteilungsvorrichtung mit Mitteln zur Eingabe von Einheitswerten für Kraftstoff von außerhalb des Fahrzeugs vorgesehen. Gemäß dieser Vorrichtung können die Basisdaten, die für die Berechnung verwendet werden, zeitgerecht angepaßt werden.
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Die Eingabemittel zur Eingabe der Preisdaten für die Einheiten von Kraftstoff von außerhalb des Fahrzeugs können beispielsweise durch eine Zehnertastatur oder andere Anschlußgeräte durchgeführt werden, welche es dem Fahrzeugführer ermöglichen manuell numerische Daten einzugeben. Bei einer bevorzugten Ausführungsform können die Daten über Funk- oder Radiokommunikationseinrichtung, die in einem Fahrzeug installiert sind eingegeben oder die entsprechenden Speicherinhalte automatisch angepaßt werden.
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Bei der nächsten Stufe 106 wird eine Durchschnittsfahrzeugsgeschwindigkeit während einer vorbestimmten unmittelbar vergangenen Zeitperiode (das heißt 1 bis 5 Minuten) erhalten und das heißt L = LPFΔT=1-5min (Vspd) [km/h].
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Dann wird in Stufe 108 ein aktueller Durchschnittskraftstoffverbrauch während dieser Zeitperiode (das heißt 1 bis 5 Minuten) erhalten, das heißt L = LPFΔT=1-5min (Lfuel) [1/h] genauer gesagt wird der Kraftstoffverbrauch als Schätzwert basierend auf der laufenden Versorgungszeit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung (nicht gezeigt) oder mit Bezug auf eine Motorbetriebsbedingung (das heißt ein Diagramm bestimmt aus der Beziehung von Drehmoment und Motorgeschwindigkeit) erfaßt.
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Bei der nächsten Stufe 110 wird geprüft, ob der Anzeigewechselschalter 16 gedrückt ist oder nicht. Wenn der Anzeigewechselschalter gedrückt ist (das heißt Ja in Stufe 110) dann ergeht das Verfahren zu Stufe 112 und der Anzeigeschaltzähler wird um 1 erhöht. Wenn ein Zählwert Z des Anzeigeschaltzählers sein Maximum erreicht hat, dann wird der Anzeigeschaltzähler auf Null zurückgesetzt.
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In der nächsten Stufe 114 wird ein später unter Bezug auf 5 beschriebener Anzeigewert X entsprechend dem Zählwert Z berechnet. Dann wird in Stufe 116 der berechnete Anzeigewert X nach einem später beschriebenen Anzeigeverfahren (Bezug zu 6) angezeigt.
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Im übrigen wird noch auf die Darstellung gemäß 4 verwiesen, in welcher eine Definition der verschiedenen Fahrzustände eines Kraftfahrzeugs dargestellt ist. Bei einem normalen Fahrzustand ist Feff = Kn. Bei einem Hochgeschwindigkeitsfahrzustand ist Feff = Kh. Dabei wird dieser Zustand erreicht wenn eine Zeit > 5 Sek. und eine Geschwindigkeit > 60 km/h erreicht wird. Von dem Hochgeschwindigkeitsfahrzustand wird zurückgeschaltet auf den Normalfahrzeugzustand wenn die Geschwindigkeit < 40 km/h fällt. Ein Park- oder Stoppzustand des Fahrzeugs ist dann erreicht wenn Feff = Kp ist. Vom Normalfahrzustand wird der Parkzustand erreicht, wenn der Ganghebel im Bereich P oder N länger als 10 Sek. sind und eine Parkbremse eingeschaltet ist. Der Parkzustand wird beendet wenn der Ganghebel nicht in P- oder N-Bereich ist oder die Parkbremse gelöst ist.
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Nachfolgend wird die genaue Berechnung wie sie in Stufe 114 durchgeführt wird anhand von 5 erklärt.
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Zuerst wird in Stufe 200 der Zählwert Z beurteilt. Wenn der Zählwert Z gleich eins ist, dann geht das Ablaufprogramm zu Stufe 202. Wenn der Zählwert Z gleich 2 ist, geht das Ablaufprogramm zu Stufe 206. Wenn der Zählwert Z gleich 3 ist, dann geht das Ablaufprogramm zu Stufe 210. Und wenn der Zählwert Z gleich 4 ist, dann geht das Ablaufprogramm zu Stufe 214. In jeder der Stufen 202, 206, 210 und 214 wird der Anzeigewert X als ein Index (Funktionswert) des Energieverbrauchs berechnet. Genauer gesagt wird in Stufe 202 der Anzeigewert X als ein Kraftstoffverbrauch pro Zeiteinheit X = B (Liter/Stunde) berechnet. In Stufe 206 wird der Anzeigewert X berechnet als eine Kosten pro Zeit Einheit X = C (Euro/Stunde). In Stufe 210 wird der Anzeigewert X berechnet als eine Kraftstoffverbrauchsverschlechterungsrate X = B/L (%). In Stufe 214 wird der Anzeigewert X berechnet als ein Kraftstoffverbrauch pro Reisedistanzeinheit X = B × 100/V (Liter/100 km). Obwohl diese Ausführungsform nur vier Arten von Umwandlungswerten beschreibt, kann auch bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Anzeigewert X als Kraftstoffkostenwert pro Reisedistanzeinheit (Euro/100 km) oder als ein CO2 Erzeugungswert pro Zeiteinheit (g/km) eingestellt werden.
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Diesbezüglich umfaßt die Kraftfahrzeug-Energieverteilungsvorrichtung nach dieser Ausführungsform ein Rechenelement (das heißt Energie-ECU 11) zur Berechnung relevanter Energiesparinformationen basierend auf einem spezifischen elektrischen Wert. Entsprechend dieser Anordnung ist die relevante Energiesparinformation, die von einem spezifischen elektrischen Wert erhalten wurde, wie zum Beispiel einer elektrischen Energie die von einer ökonomisierbaren elektrischen Last verbraucht wurde, verwendbar als eine für den Fahrzeugführer verständliche effektive Energiesparinformation.
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Beispielsweise umfaßt die effektive Energiesparinformation einen Kraftstoffverbrauch oder einen Kraftstoffkostenwert umgewandelt von der elektrischen Energie die bei einer ökonomisierbaren elektrischen Last verbraucht wurde. Des weiteren ist es auch möglich das Anzeigemuster zu ändern. Beispielsweise kann die Anzeigefarbe oder ein Flackerzyklusergebnis adäquat gewechselt werden.
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Die relevante Energiesparinformation, die durch das Berechnungselement (das heißt Energie-ECU 11) berechnet wurde stellt eine Information dar, die sich auf eine Kraftstoffkostenreduktion bezieht, welcher einen Energieeinspareffekt darstellt, der durch die ökonomisierbare elektrische Last erbracht wurde. Die Information, die sich auf die Kraftstoffkostenreduktion bezieht wird basierend auf einer Preiseinheit für Kraftstoff berechnet, der durch das Kraftfahrzeug gemäß dem spezifischen elektrischen Wert verbraucht wird.
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Entsprechend dieser Anordnung wird die Energiesparinformation in Begriffen wie Kostendaten oder anderen Ökonomiedaten ausgedrückt. Daher kann der Fahrzeugführer den Energieeinsparungseffekt sofort wahrnehmen. Es ist auch möglich einen Auspuffgasemissionswert zu berechnen um einen ähnlichen Effekt zu erreichen.
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Die relevante Energieeinsparinformation, die durch das Rechenelement (das heißt Energie-ECU 11) berechnet worden ist, stellt eine Information dar, die sich auf den Kraftstoffverbrauch pro elektrischer Energieeinheit bezieht, welche entsprechend einer Fahrzeugreisebedingung oder einer Betriebsbedingung einer Energieerzeugungsvorrichtung wechselt.
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Der Kraftstoffverbrauch pro elektrische Energieeinheit wechselt entsprechend einer Fahrzeugreisebedingung oder einer Betriebsbedingung einer Energieerzeugungsvorrichtung. Daher wird sogar dann, wenn die elektrische Energie die in einer ökonomisierbaren elektrischen Last konstant verbraucht wird, der in einer aktivierten ökonomisierbaren elektrischen Last verbrauchte Kraftstoffbetrag oder die damit verbundene ökonomische Last naturgemäß entsprechend den Fahrzeugreisebedingungen oder einer Betriebsbedingung einer Energieerzeugungsvorrichtung verändert.
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Dem gemäß ist bei dieser Vorrichtung die spezifische elektrische Energie oder die relevante Energiesparinformation entsprechend einer Fahrzeugreisebedingung oder einer Betriebsbedingung einer Energieerzeugungsvorrichtung einstellbar. Dem gemäß kann die Energieeinsparung entsprechend der gewählten Einstellung durchgeführt werden.
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Das Rechenelement (das heißt Energie-ECU 11) berechnet einen Kraftstoffverbrauch entsprechend einer in der ökonomisierbaren elektrischen Last verbrauchten elektrischen Energie basierend auf den Kraftstoffverbrauch pro elektrische Energieeinheit und eingestellten spezifischen elektrischen Wert. Dies liefert eine für den Fahrzeugführer verständlich Anzeige.
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Des weiteren wandelt das Rechenelement (das heißt Energie-ECU 11) die Energieverbrauchsdaten der erhaltenen ökonomisierbaren elektrischen Last basierend auf einem spezifischen elektrischen Wert in relevante Energieeinsparinformationen um, welche unter Verwendung einer Vielzahl von Anzeigeeinheiten ausdrückbar sind und die Ausgänge der umgewandelten relevanten Energieeinsparinformationen werden zu einem Energieeinspar-Förderelement (das heißt Anzeige-ECU 13 und Energieanzeigeabschnitte 14) weitergeleitet. Ein Schaltelement (das heißt Anzeigewechselschalter 16) ist vorgesehen um zu den angepaßten Einheiten umzuschalten.
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Entsprechend dieser Ausführungsform ist es möglich die Einheiten für die Anzeige der relevanten Energieeinsparinformationen entsprechend der Fahrzeugführerpräferenz zu wechseln.
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Die gewählte Energieeinsparinformation wird direkt angezeigt oder modifiziert durch Verwendung eines Pegelwertes und dann angezeigt. Es ist auch möglich eine schrittweise oder fortschreitende Anzeige für die Energieeinsparinformation zu verwenden, durch Verwendung einer Vielzahl von Anzeigesignalen, die für den Fahrzeugführer diskriminierbar sind. Die Pegelwerte, die für diese schrittweise oder fortschreitende Anzeige verwendet werden, können unabhängig von den Einheiten der Anzeige der Energieeinsparinformation eingestellt werden.
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Die Einheiten zur Anzeige die bei dieser Ausführungsform verwendet werden, umfassen mindestens zwei Einheiten, die aus einer Gruppe ausgewählt werden die umfaßt: Kraftstoffverbrauchs-Verschlechterungsrate, verbrauchte elektrische Energie, Kraftstoffverbrauch pro Reisedistanzeinheit, Kraftstoffverbrauch pro Zeiteinheit, Kraftstoffkosten pro Reisedistanzeinheit und Kraftstoffkosten pro Zeiteinheit.
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Dies erlaubt einem Fahrzeugführer eine bevorzugte Anzeige aus einer breiten Vielzahl von Anzeigeeinheiten für die Energieeinsparinformationen auszuwählen.
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Als nächstes wird bei den Schritten 204, 208, 212 und 216 beurteilt, ob oder ob nicht der Anzeigewert X einen vorbestimmten Schwellenwert Xzi (i = 1, 2, 3, 4) überschreitet. In diesem Falle wird je in jeder der Stufen 204, 208, 212 und 216 dargestellt eine Hysteresis für jede erreichte Schwelle. Wenn der Anzeigewert X den Schwellenwert Xzi (i = 1, 2, 3, 4) überschreitet, wird ein Kennzeichenwert „flgx” auf eins gesetzt (das heißt flgx = 1).
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Im nächsten Schritt 218 wird beurteilt, ob oder ob nicht der Energieverbrauch A einen vorbestimmten Schwellenwert A0 überschreitet. In diesem Falle ist mit Stufe 218 dargestellt die für die Schwelle A0 gegebene Hysteresis. Wenn der Energieverbrauch A den Schwellwert A0 überschreitet wird ein Kennzeichenwert „flga” gesetzt (das heißt flga = 1).
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Beim nächsten 220 wird ein logisches ODER zwischen zwei Kennzeichenwerten „flgx” und „flga” erhalten wobei flg = flgx ODER flga.
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Im Schritt 222 wird dann geprüft, ob nicht der logische ODER-Wert (das heißt flag „flg”) 1 ist. Wenn „flg” = 1 ist, das heißt wenn mindestens einer der Kennzeichenwerte „flgx” und „flga” 1 ist (JA im Schritt 222), dann geht der Verfahrensablauf zu Schritt 226 um eine Kennzeichenbeibehaltungszeit Tflg zu erhöhen. Die Kennzeichenbeibehaltungszeit Tflg hat ein voreinstellbares oberes Limit. Wenn der Wert „flg” = 0 ist, das heißt wenn beide Kennzeichenwerte „flgx” und „flga” = 0 sind (NEIN im Schritt 222), dann geht der Verfahrensablauf zu Schritt 224 um die Kennzeichenbeibehaltungszeit Tflg (das heißt Tflg = 0) rückzusetzen. Obwohl die oben beschriebenen Werte Xzi (i = 1, 2, 3, 4) und A0 als Standardwerte voreinstellbar sind, ist es möglich ihre Werte in Wechselwerte durch ein Navigationssystem oder andere Signaleingangsvorrichtungen zu ändern.
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Nachfolgend wird die genaue Berechnung unter Bezug auf 6 beschrieben wie sie in Schritt 116 durchgeführt wird.
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Zuerst wird in Schritt 300 der Zählwert Z gelesen. Als nächstes wird im Schritt 302 der Anzeigewert X entsprechend dem ausgelesenen Zählwert Z und die Einheiten für einen numerischen Wert, die angezeigt werden, in ein Register eingespeichert. Als nächstes wird im Schritt 304 beurteilt, ob oder ob nicht die Kennzeichenbeibehaltungszeit Tflg eine vorbestimmte Zeit Tflgz überschreitet. Wenn die Kennzeichenbeibehaltungszeit Tflg nicht größer als die vorbestimmte Zeit Tflgz (das heißt NEIN im Schritt 304) ist, dann geht der Verfahrensablauf zu 306 um eine Beurteilung durchzuführen, ob der logische ODER-Kennzeichenwert „flg” = 1 ist. Wenn der Kennzeichenwert „flg” = 0 ist (das heißt NEIN in Schritt 306) geht der Verfahrensablauf zu Schritt 308 um eine Standartfarbanzeige zu bewirken. Wenn der Kennzeichenwert „flg” = 1 ist (das heißt JA in Schritt 306) dann geht der Verfahrensablauf zu Schritt 310 um eine orangefarbene Anzeige zu bewirken. Wenn die Kennzeichenbeibehaltungszeit Tflg größer ist als die vorbestimmte Zeit Tflgz (das heißt JA im Schritt 304) dann geht der Verfahrensablauf zu Schritt 312 um eine orangefarbene Flackeranzeige durchzuführen. In diesem Fall kann ein Toneffekt zusammen mit der Farbanzeige verwendet werden. Die Helligkeit der Farbanzeige ist einstellbar. Das Flackerintervall ist ebenfalls einstellbar.
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Diesbezüglich umfaßt die Kraftfahrzeug-Energieverteilungsvorrichtung bei dieser Ausführungsform ein Anzeigeelement (das heißt einen Energieanzeigeabschnitt 14) um zumindest einen Wechsel durchzuführen aus Anzeigehelligkeit, Anzeigefarbe, Anzeigeflackerlichtintervall und Toneffekt mit Bezug auf einen Pegel eines spezifischen elektrischen Wertes oder relevanten Energieeinsparinformation.
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Des weiteren liefert das Anzeigeelement (das heißt der Energieanzeigeabschnitt 14) der Kraftfahrzeug-Energieverteilungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform ein Warnsignal (das heißt eine orangefarbene Flackeranzeige), wenn ein spezifischer elektrischer Wert oder eine relevante Energieeinsparinformation einen vorbestimmten Pegel überschreiten. Dies informiert sicherlich einen Fahrzeugführer zu einem übertriebenen Energieverbrauch bei einer ökonomisierbaren elektrischen Last.
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Nach Beendigung des Schrittes 312 geht der Betriebsablauf zu Schritt 314 um eine Beurteilung durchzuführen ob der Rücksetzschalter 15 gedrückt ist oder nicht. Wenn der Rücksetzschalter 15 nicht gedrückt ist (das heißt NEIN in Schritt 314) dann geht der Betriebsablauf zu Schritt 316 um bei der ökonomisierbaren elektrischen Last eine automatische elektrische Lastkontrolle durchzuführen. Genauer gesagt eine vorbestimmte Zahl von festgelegten elektrischen Lasten werden deaktiviert oder die Betriebsenergie reduziert und zwar eine nach der anderen (entsprechend einer vorher eingestellten Prioritätsordnung) unter Berücksichtigung der Wichtigkeit jeder der betroffenen ökonomisierbaren elektrischen Lasten. Mit anderen Worten jede ökonomisierbare elektrische Last wird in einen Energiesparzustand gebracht. Der Befehl zur Deaktivierung oder Reduzierung jeder ökonomisierbaren elektrischen Last wird von der Energie-ECU 11 an die entsprechenden Kontroller 6i (i = A, B, C, D) über die Busleitung 7 gesandt.
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Das Energieeinsparförderelement der Kraftfahrzeugenergieverteilungsvorrichtung entsprechend dieser Ausführungsform umfaßt ein Steuerelement zur Aktivierung oder Deaktivierung jeder ökonomisierbaren elektrischen Last in einen Energiesparmodus zur Reduzierung der spezifischen elektrischen Energie, wenn die spezifische elektrische Energie einen vorbestimmten Pegelwert überschreitet.
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Bei dieser Anordnung kann ein Energieeinsparbetrieb für ökonomisierbare elektrische Lasten einfach durchgeführt werden. Wie oben beschrieben verbringt das Steuerelement der Kraftfahrzeugenergieverteilungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform jede ökonomisierbare elektrische Last in einen Energiesparzustand, wenn eine spezifische elektrische Leistung oder relevante Energieeinsparinformationen einen vorbestimmten Pegel kontinuierlich für eine vorbestimmte Zeit überschreiten.
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Entsprechend dieser Steuerung kann das Fahrgefühl besser angepaßt werden (ohne Verursachung eines Ratterphänomens) weil die ökonomisierbare elektrische Last in einen Energiesparmodus nur dann verbracht wird, wenn der spezifische elektrische Wert oder relevante Energiesparinformationen einen vorbestimmten Pegel kontinuierlich für eine vorbestimmte Zeit überschreiten.
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In ähnlicher Weise ist es in einer bevorzugten Ausführungsform möglich nicht das Anzeigemuster für die Energieeinsparinformationen zu wechseln, wenn ein Wechsel des elektrischen Energieverbrauchs bei der ökonomisierbaren elektrischen Last sehr kurzzeitig ist und nicht für eine vorbestimmte Zeit andauert.
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Das Energieeinsparförderelement umfaßt ein Anzeigeelement (d. h. einen Energieanzeigeabschnitt 14) zur Realisierung einer sichtbaren oder hörbaren Anzeige, um einen Fahrzeugführer zu dem spezifischen elektrischen Wert oder relevanten Energieeinsparinformationen zu informieren. Der Fahrzeugführer kann auch Informationen bezüglich der verbrauchten elektrischen Energie bei einer ökonomisierbaren elektrischen Last sicher wahrnehmen oder erkennen. Mit anderen Worten wird der Fahrzeugführer sicher ermutigt elektrische Energie zu sparen.
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Alternativ wird bei dem Steuerelement der Kraftfahrzeugenergie-Verteilungsvorrichtung entsprechend der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Energieversorgung zu jeder ökonomisierbaren elektrischen Last unterbrochen, wenn der spezifische elektrische Wert oder relevante Energie Sparinformationen einen vorbestimmten Pegelwert kontinuierlich für eine vorbestimmte Zeit überschreiten.
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In bezug auf die automatische Steuerung der elektrischen Last für ökonomisierbare elektrische Lasten wird auf den Inhalt der
japanischen Patentschrift 2000-402724 desselben Anmelders dieser Anmeldung verwiesen.
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Wenn der Rücksetzschalter 15 gedrückt wird, d. h. (JA bei Schritt 314), dann ergeht der Verfahrensablauf zu Schritt 318 um die Kennzeichen-Beibehaltungszeit Tflg auf 0 rückzusetzen (Tflg = 0).
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Diesbezüglich umfaßt das Steuerelement der Kraftfahrzeug-Energieverteilungsvorrichtung bei dieser bevorzugten Ausführungsform Mittel zum Lösen des Energiesparzustandes oder zur Wiederaufnahme der Energieversorgung bei der ökonomisierbaren elektrischen Last in Antwort auf ein Rücksetzsignal, das durch den Fahrzeugführer eingegeben wird. Dies erlaubt einem Fahrzeugführer leicht den Energiesparmodus zu löschen und wieder eine normale Betriebsweise aufzunehmen, wenn der Fahrer seine oder ihre Meinung ändert. Der Energiesparmodus kann ein Betriebszustand sein, bei welchem eine Liste von deaktivierbaren ökonomisierbaren elektrischen Lasten flexibel nach dem Grad der verbrauchten elektrischen Energie in jeder ökonomisierbaren elektrischen Last geändert wird. Das Steuerelement der Kraftfahrzeugenergieverteilungsvorrichtung entsprechend dieser Ausführungsform ändert den Pegelwert entsprechend einem Steuersignal, das durch den Fahrzeugführer eingegeben wird. Dies erlaubt dem Fahrzeugführer wahlweise Wechsel der Pegelwerte entsprechend seiner/ihrer Bevorzugung oder überlegten Fahrzeugreisebedingungen oder einer Betriebsbedingung eine Energieerzeugungsvorrichtung zu wählen. Es ist auch möglich gleichzeitig eine Steuerung zu wählen, bei welcher jede der spezifischen ECU in einen Schlaf-Modus gebracht wird und deren Löschung durch Drücken des Rücksetzschalters 15 wenn die automatische Kontrolle der elektrischen Last in Schritt 316 durchgeführt wird. In diesem Falle wird ein Steuersignal für diese Steuerung über die Busleitung 7 ausgesandt.
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Obwohl die oben beschriebene Ausführungsform auf einer Verbrennungskraftmaschine gerichtet ist, die Benzinkraftstoff verwendet, ist es auch möglich diese Erfindung bei anderen Kraftfahrzeugen zu verwenden, wie z. B. bei Hybridfahrzeugen oder Brennstoffzellen angetriebenen Fahrzeugen oder mit Verbrennungskraftmaschinen, die verschiedene Kraftstoffe verwenden wie z. B. Leichtöl, Wasserstoff und Methanol. Des weiteren kann eine äußere Ladung (d. h. elektrische Energie und Kosten) von einer Hauptbatterie in einem elektrischen Fahrzeug als äquivalent zu einer Kraftstoffladung gesehen werden. Daher kann die vorliegende Erfindung auch für Elektrofahrzeuge verwendet werden. Bei Einbau dieses Systems in ein Kraftfahrzeug wird ermöglicht, daß ein Nutzer sichtbar den Effekt des reduzierten Energieverbrauchs prüft. Einem Nutzer, der gezielt nach einer Reduzierung der Kraftstoffkosten strebt, wird ermöglicht die Wirksamkeit der Einsparung elektrische Energie zu bestätigen und bei seinem/ihrem Streben zufrieden gestellt.
