DE4414834A1

DE4414834A1 - Bordcomputer für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE4414834A1
Application number: DE19944414834
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr Bottenbruch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-04-28
Filing date: 1994-04-28
Publication date: 1995-11-02

Description

Die Erfindung betrifft einen Bordcomputer für Kraftfahrzeuge.

Die heute in Kraftfahrzeuge eingebauten Bordcomputer stellen dem Insassen des Kraftfahrzeugs auf Abruf eine Vielzahl von Informationen zur Verfügung. So kann unter anderem der Kraftstoffverbrauch bezogen auf eine bestimmte Strecke sowie die noch mit dem im Tank verbliebenen Kraftstoff zurücklegbare Strecke in Abhängigkeit des momentanen Fahrstils vom Bordcomputer berechnet und angezeigt werden.

Alle heute Verwendung findenden Bordcomputer haben den gleichen Nachteil, daß z. B. die Werte über den Kraftstoffverbrauch bezogen auf eine bestimmte Strecke, sowie die noch mit dem im Tank verbliebenen Kraftstoff zurücklegbare Strecke in Abhängigkeit des momentanen Fahrstils vom Bordcomputer nur irreführend berechnet werden. Dies beruht auf der Tatsache, daß bei der Berechnung der Werte des Kraftstoffverbrauchs je Entfernungseinheit lediglich die momentane Geschwindigkeit und der momentane Kraftstoffverbrauch berücksichtigt werden. So zeigt ein heute üblicher Bordcomputer während des Beschleunigungsvorgangs des Fahrzeuges einen überhöhten Kraftstoffverbrauch an, was sich negativ auf das Fahrverhalten des Fahrers auswirkt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Kraftfahrzeug mit Bordcomputer so zu gestalten, daß dem Fahrer mit den vom Bordcomputer angezeigten Werten ein in Bezug auf den Kraftstoffverbrauch richtigeres Bild vermittelt und dadurch ein sparsameres Fahrverhalten bzw. Fahren ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Kraftfahrzeug mindestens ein Sensor (Meßwertgeber) angeordnet ist, aus dessen Signalen die im Kraftfahrzeug befindliche Energie und/oder die Änderung der Energie vom Bordcomputer berechenbar ist.

Ein derartiger Bordcomputer zeigt vorteilsmäßig die im System Kraftfahrzeug befindliche bzw. verbleibende Energie an. Gegenüber herkömmlichen Bordcomputern, die lediglich den Kraftstoffverbrauch anzeigen, zeigt der erfindungsgemäße Bordcomputer dem Fahrer zusätzliche, für ein ökonomisches und wirtschaftliches Fahren unabdingbare Parameter bzw. Daten an. Um ökonomisch und wirtschaftlich zu fahren beobachtet der Fahrer die Energieanzeige des Bordcomputers. So wird dem Fahrer während eines Bremsvorganges eine große Energieabnahme bzw. ein großer Energieverbrauch angezeigt, da die kinetische Energie des Fahrzeugs durch die Bremsen in für das Fahrzeug nicht mehr zu verwertende Wärmeenergie umgewandelt wird. Dagegen wird bei einem Beschleunigungsvorgang nur ein geringfügiger Energieverbrauch angezeigt, da die Verbrennungsenergie hauptsächlich in kinetische Energie umgewandelt wird.

Ein herkömmlicher Bordcomputer, der nur den Kraftstoffverbrauch anzeigt, zeigt beim Beschleunigen einen erhöhten und beim Bremsen einen gleichbleibenden Energieverbrauch an. Durch einen herkömmlichen Bordcomputer wird dem Fahrer somit ein falscher Eindruck über die tatsächlichen physikalischen Vorgänge vermittelt, wodurch das Fahrverhalten des Fahrers negativ beeinflußt wird. Der erfindungsgemäße Bordcomputer veranlaßt dagegen den Fahrer möglichst wenig zu bremsen und nur maßvoll zu beschleunigen.

Ebenfalls vorteilsmäßig ist es, wenn der oder die Sensoren die Geschwindigkeit, die Masse, den im Kraftfahrzeug befindlichen Kraftstoff und/oder die zeitliche Änderung dieser Größen messen und die fahrzeugrelevanten Daten, insbesondere Wind-, Roll- und/oder Getriebewiderstand im Bordcomputer gespeichert sind und bei der Berechnung der Energie bzw. Energieänderung berücksichtigt werden.

Die Berücksichtigung dieser Werte ermöglicht vorteilsmäßig eine exakte Berechnung der Energie bzw. Energieänderung des Systems Kraftfahrzeug.

Ebenfalls ist es vorteilhaft, wenn die momentane Nutzlast des Fahrzeugs in den Bordcomputer manuell eingebbar ist oder das Fahrzeug mindestens einen Sensor hat, insbesondere einen Kraftmesser, der an oder in der Radaufhängung angeordnet ist und die Masse des Kraftfahrzeuges mißt.

Durch Kenntnis der exakten Masse des Fahrzeugs wird die Berechnung der berücksichtigten Energien wesentlich exakter, wodurch die Berechnungen bestimmter Werte des Bordcomputers, z. B. die noch mit der Kraftstoffreserve maximal zurücklegbare Strecke bei gleichbleibendem Fahrverhalten, ebenfalls genauer werden.

Um noch exaktere Energiewerte zu ermitteln bzw. zu berechnen, ist es vorteilsmäßig die Höhe des Fahrzeugs über normal Null (NN) mittels eines Höhenmessers oder Neigungswinkelmessers zu messen.

Durch die Berücksichtigung der Höhe über NN kann ebenfalls die potentielle Energie, die sich z. B. in einem Kraftfahrzeug befindet, wenn es auf einen Berg herauf- oder in ein Tal heruntergefahren ist oder sonst wie die absolute Höhenlage des Fahrzeugs sich gegenüber dem Ausgangspunkt verändert hat, in die Berechnung der Gesamtenergie des Systems eingehen.

Die Berechnung der Energie bzw. Energieänderung erfolgt vorteilsmäßig in Zeitintervallen Δt, wobei die Zeitintervalle möglichst kurz gewählt werden sollen.

Die im Fahrzeug befindliche Energie E wird mittels der Formel E_neu(t+Δt) = E_alt(t) + ΔE berechnet, wobei ΔE die Energieänderung im Zeitintervall Δt ist, die sich aus den Änderungen der kinetischen und der potentiellen Energien, sowie der Energie des im Zeitintervall Δt verbrauchten Kraftstoffs berechnet.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand von Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 Ein Kraftfahrzeug mit Bordcomputer und Sensoren zur Aufnahme bestimmter Parameter,

Fig. 2 Ein Blockschaltbild,

Fig. 3 Eine Radaufhängung, bei der ein Sensor die am Stoßdämpfer auftretenden Kräfte mißt.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Kraftfahrzeug hat einen Bordcomputer 1, der an einer beliebigen Stelle im Fahrzeug angeordnet sein kann. Die Sensoren 3 bis 8, die im elektrischen Kontakt mit dem Bordcomputer sind, sind ebenfalls nicht dargestellt, da auch sie an beliebigen, jedoch zweckmäßigen Stellen im Kraftfahrzeug angeordnet sein können bzw. sollten.

Die Sensoren messen zeitkontinuierlich oder auch zeitdiskret die Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungswerte. Aus diesen Werten errechnet der Bordcomputer durch Integration die vom Fahrzeug zurückgelegte Fahrstrecke s (t).

In dem in Fig. 2 dargestellten Blockschaltbild ist ein Bordcomputer 1 mit einer elektronischen Anzeige 2 elektrisch verbunden, die dem Fahrer des Kraftfahrzeugs die im Fahrzeug befindliche Energie bzw. deren Änderung grafisch oder mittels Zahlen anzeigt. Der Bordcomputer ist mit Sensoren 3 bis 8 und dem Motor, sowie dem Getriebe 9 elektrisch in Verbindung. Bei den Sensoren handelt es sich um Geschwindigkeits-, Beschleunigungs-, Entfernungs-, Kraft-, Windgeschwindigkeits-, Höhen- oder Steigungsmesser zur Bestimmung des momentanen Steigungswinkels α(t) der Fahrbahn, sowie Sensoren zur Bestimmung des noch im Fahrzeug befindlichen Kraftstoffs und des momentanen Kraftstoffverbrauchs. Es können auch andere Sensoren Verwendung finden, mit deren Hilfe die zeitliche Ortsveränderung, der Ort des Fahrzeugs, die Fahrbahnbeschaffenheit oder die herrschenden Witterungsverhältnisse bestimmbar sind.

In Fig. 3 ist eine Radaufhängung eines Fahrzeugs dargestellt. Der Kraftsensor mißt die von der Radaufhängung aufzubringenden Kraft F(t). Solche Kraftsensoren können an jeder Radaufhängung angeordnet sein. Der Bordcomputer berechnet dann aus den Signalen der Kraftsensoren die Masse des Fahrzeugs.

Der Bordcomputer hat zusätzlich einen nicht dargestellten nicht-flüchtigen Speicher, in dem sämtliche Fahrzeugrelevanten Daten wie z. B. Wind-, Roll-, Getriebewiderstand, Leergewicht, etc. gespeichert sind.

Die vom Getriebe und Motor 9 und den Sensoren übermittelten Werte werden unter Berücksichtigung der im nicht-flüchtigen Speicher befindlichen Daten vom Bordcomputer ausgewertet. Der Bordcomputer berechnet dabei die kinetische Energie E_kin(t), die potentielle Energie E_pot(t), sowie die noch in der Kraftstoffreserve befindliche Verbrennungsenergie E_verb(t). Die Summe dieser Energien ergibt die Gesamtenergie E_ges(t). Zusätzlich wird die momentane Änderung der im Fahrzeug befindlichen Gesamtenergie bestimmt und mittels der Anzeige 2 dem Fahrer angezeigt.

Claims

1. Bordcomputer für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß im Kraftfahrzeug mindestens ein Sensor (Meßwertgeber) (3-8) angeordnet ist, aus dessen Signalen die im Kraftfahrzeug befindliche Energie und/oder deren Änderung vom Bordcomputer berechenbar ist.

2. Bordcomputer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Sensoren (3-8) die Geschwindigkeit, die Masse, den im Kraftfahrzeug befindlichen Kraftstoff und/oder die zeitliche Änderung dieser Größen messen.

3. Bordcomputer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß fahrzeugrelevante Daten, insbesondere Wind-, Roll- und/oder Getriebewiderstand im Bordcomputer gespeichert sind und bei der Berechnung der Energie bzw. Energieänderung berücksichtigt werden.

4. Bordcomputer nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die momentane Nutzlast des Fahrzeugs in den Bordcomputer (1) manuell eingebbar ist.

5. Bordcomputer nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug mindestens einen Sensor hat, insbesondere einen Kraftmesser, der an oder in der Radaufhängung angeordnet ist und die Masse des Kraftfahrzeuges mißt.

6. Bordcomputer nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Fahrzeugs über normal Null (NN) mittels eines Höhenmessers oder Neigungswinkelmessers meßbar ist.

7. Bordcomputer nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnung der Energie bzw. Energieänderung in Zeitintervallen Δt erfolgt.

8. Bordcomputer nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im Fahrzeug befindliche Energie E mittels der Formel E_neu(t+Δt) = E_alt(t) + ΔE berechenbar ist, wobei ΔE die Energieänderung im Zeitintervall Δt ist, die sich aus den Änderungen der kinetischen und der potentiellen Energien, sowie der Energie des im Zeitintervall Δt verbrauchten Kraftstoffs berechnet.