DE102011114392A1

DE102011114392A1 - Betriebszustands-Anzeigevorrichtung für Hybridfahrzeuge

Info

Publication number: DE102011114392A1
Application number: DE102011114392A
Authority: DE
Inventors: Sigrid Engel
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2011-09-24
Filing date: 2011-09-24
Publication date: 2013-03-28

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt eine Anzeigevorrichtung (1) für ein Fahrzeug mit zumindest zwei unterschiedlichen Antriebsquellen bereit, wobei die Anzeigevorrichtung (1) einen aktuellen Betriebszustand zumindest einer Antriebsquelle anzeigt, der zumindest eine Information über den Energieumsatz oder die Energienutzung umfasst Die Anzeigevorrichtung (1) weist eine Zusatzanzeige (10) auf, die den aktuellen Leistungsanteil (V, E) jeder der Antriebsquellen von der aktuellen Gesamt-Antriebsleistung (P) der Antriebsquellen anzeigt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung für ein Fahrzeug mit zumindest zwei unterschiedlichen Antriebsquellen, um aktuelle Betriebszustände der Antriebsquellen anzuzeigen, die eine Information über den Energieumsatz oder die Energienutzung umfassen.
Hybridfahrzeuge sind mit einem Antriebsstrang ausgestattet, der den Betrieb des Fahrzeugs in mehr als einer Antriebsform gestattet, üblicherweise mit einem elektromotorischen Antrieb und einem Verbrennungsmotor. Ein Steuersystem des Antriebsstrangs wählt ausgehend von der Drehmomentanforderung automatisch die geeignetste Antriebsform, sei es durch eine der vorhandenen Antriebsquellen oder eine Mischung derselben.
Derartige Hybridfahrzeuge ermöglichen die Nutzung der Vorteile von elektromotorischen Antrieben, wie etwa deren hohen Drehmomenten, ohne durch deren maximales Drehmoment und/oder der Batterieleistung beschränkt zu sein. Dabei werden die zusätzliche Leistung und auch eine vergrößerte Reichweite durch den Verbrennungsmotor bereitgestellt.
Bekannte Anzeigevorrichtungen, die dem Fahrer Informationen über den Betrieb des Antriebs anzeigen, sind etwa der Drehzahlmesser, der die Motorumdrehungszahl angibt. Hybridfahrzeuge sind ferner mit einer Anzeige ausgestattet, die angibt, ob das Fahrzeug rein elektromotorisch, also ohne Verbrennungsmotor betrieben wird.
Ein Anzeigeinstrument für Fahrzeuge mit einem Hybridantrieb, der sowohl einen Elektromotor als auch einen Verbrennungsmotor aufweist, das neben der Anzeige eines rein elektrischen Betriebs ebenso eine aktuelle Energienutzung (Charge, e-Drive, Economy, Boost) anzeigt, ist aus der DE 10 2010 047 980 A1 bekannt. Der durch die Anzeigevorrichtung dort angezeigte aktuelle Betriebszustand umfasst eine Information über den Energieumsatz oder die Energienutzung des Elektromotors. Die Stellung eines Zeigers des Anzeigeinstruments in einem Bereich für einen rein elektrischen Antrieb (e-Drive) gibt Aufschluss darüber, welches elektrische Antriebsmoment derzeit verfügbar ist und wann es ggf. erforderlich wird, einen Verbrennungsmotor zuzuschalten bzw. das Fahrzeug lediglich mit dem Verbrennungsmotor zu betreiben. Die Stellung des Zeigers des Anzeigeinstruments wird in Abhängigkeit mehrerer Größen (Bremsen, Beschleunigen, ...) geändert, die sich auf den Fahrzustand des Fahrzeugs und damit einhergehend auf die Art des verwendeten Antriebs beziehen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anzeigevorrichtung zu schaffen, die dem Fahrer eines Hybridfahrzeugs mit Verbrennungs- und Elektromotor weitere Informationen über den Betriebszustand seines Fahrzeugs übersichtlich und intuitiv verständlich zukommen lässt.
Diese Aufgabe wird durch die Anzeigevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
Eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung bezieht sich auf ein Fahrzeug mit zumindest zwei unterschiedlichen Antriebsquellen. Sie zeigt den aktuellen Betriebszustand, der zumindest eine Information über den Energieumsatz oder die Energienutzung umfasst, zumindest einer der Antriebsquellen an. Erfindungsgemäß weist die Anzeigevorrichtung ferner eine Zusatzanzeige auf, die den aktuellen Leistungsanteil jeder der Antriebsquellen von der aktuellen Gesamt-Antriebsleistung der Antriebsquellen anzeigt.
Durch die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung erfasst der Fahrer mit einem Blick, mit welchem Anteil sein Fahrzeug mit Verbrennungsenergie und mit welchem Anteil es umweltfreundlich elektrisch betrieben wird. Dem Fahrer wird so die Möglichkeit eröffnet, zu entscheiden, seine Fahrweise hinsichtlich eines umweltfreundlicheren Betriebsverhaltens anzupassen oder auch, seine Ressourcen auf möglichst effiziente Weise einzusetzen.
Üblicherweise handelt es sich gegenwärtig bei den unterschiedlichen Antriebsquellen der Hybridfahrzeuge um einen Verbrennungsmotor und einen oder mehrere Elektromotoren.
Selbstverstandlich ist die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung mit der Zusatzanzeige auch zur Anzeige der Leistungsanteile anderer Antriebsquellen, die in einem Hybridfahrzeug zum Einsatz kommen, geeignet.
Die Darstellung der Leistungsanteile durch die Zusatzanzeige kann grafisch und/oder alphanumerisch erfolgen. Vorzugsweise können die Leistungsanteile sowohl in einer grafischen als auch in einer alphanumerischen Zusatzanzeige zusätzlich hinsichtlich Muster und/oder Farbe unterschiedlich dargestellt sein.
Die Zusatzanzeige kann in einer Ausführungsform eine Antriebsleistungsskala von 0% bis 100% umfassen, wobei 100% einer maximalen Gesamt-Antriebsleistung aller Antriebsquellen entsprechen. Die Anzeige der Leistungsanteile kann dabei derart erfolgen, dass der Leistungsanteil einer ersten Antriebsquelle, beispielsweise des Verbrennungsmotors, auf der Antriebsleistungsskala von 0% bis zu einem Skalenwert angezeigt wird, der dem Prozentsatz des Leistungsanteils der ersten Antriebsquelle von der maximalen Gesamt-Antriebsleistung entspricht. Der Leistungsanteil der zweiten Antriebsquelle, etwa eines Elektromotors, wird von dem Skalenwert, der dem Prozentsatz des Leistungsanteils der ersten Antriebsquelle von der maximalen Gesamt-Antriebsleistung entspricht, bis zu einem Skalenwert angezeigt, der einem Prozentsatz der Summe der Leistungsanteile beider Antriebsquellen von der maximalen Gesamt-Antriebsleistung entspricht.
Weist das Fahrzeug eine weitere Antriebsquelle auf, so wird deren Leistungsanteil an der Gesamtleistung entsprechend von dem Skalenwert, der dem Prozentsatz der Summe der Leistungsanteile der ersten und zweiten Antriebsquelle von der maximalen Gesamt-Antriebsleistung entspricht, bis zu einem Skalenwert angezeigt, der dem Prozentsatz der Summe aller Antriebsquellen von der maximalen Gesamt-Antriebsleistung entspricht. Für noch weitere Antriebsquellen gilt entsprechendes.
Die Antriebsleistungsskala der Zusatzanzeige kann vorteilhaft mit der bereits von der Anzeigevorrichtung genutzten Skala zur Anzeige der Gesamtleistung korrespondieren.
Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn die Anzeigevorrichtung als Rundinstrument mit Zeiger ausgeführt ist, wobei der Zeiger die aktuelle Gesamtleistung anzeigt.
Aber auch davon abweichende Gestaltungen der Zusatzanzeige können in ein Rundinstrument integriert sein. Bei dem Rundinstrument kann es sich um ein mechanisches Rundinstrument mit schwenkbarem Zeiger handeln. Eine zur mechanischen Darstellung alternative Ausführung ist die elektronische Darstellung der Anzeigevorrichtung mit der Zusatzanzeige, beispielsweise in einem Voll-Display in einem Kombinationsinstrument oder einem Zentraldisplay des Fahrzeugs.
Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren dargelegt. Der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient der Unterstützung der Beschreibung und dem erleichterten Verständnis des Gegenstands. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.
Dabei zeigen:
1 ein Rundinstrument zur Wiedergabe eines aktuellen Betriebszustands eines Hybridfahrzeugs mit Verbrennungsmotor und Elektromotor nach dem Stand der Technik,
2 eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung als Rundinstrument zur Wiedergabe der Leistungsanteile an der Gesamt-Antriebsleistung der Antriebsquellen mittels einer Zusatzanzeige,
3 eine weitere erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung mit alternativer Zusatzanzeige,
4 eine weitere erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung mit alternativer Zusatzanzeige,
5 ein Kombinationsinstrument mit Anzeigevorrichtung und erfindungsgemäßer Zusatzanzeige,
6 ein Kombinationsinstrument mit Anzeigevorrichtung und erfindungsgemäßer Zusatzanzeige in einer alternativen Ausführungsform.
In 1 ist eine Anzeigevorrichtung 1 als Rundinstrument mit Zeiger dargestellt, die einer aus der DE 10 2010 047 980 A1 bekannten Anzeigevorrichtung ähnelt, mit der der Fahrer eines Hybridfahrzeugs, d. h. eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor und mindestens einem Elektromotor bzw. einem rein elektrischen Fahrmodus, eine Information über den aktuellen Energieumsatz des Fahrzeugs, bzw. über die Leistung P seines Fahrzeugs, und über die Energienutzung bekommt. Im unteren Leistungsbereich A liegt ein Economy-Bereich „Eco” vor, in dem das Fahrzeug vorwiegend elektromotorisch betrieben werden kann. Im Hochleistungsbereich B „Boost” wird, um die Maximalleistung P_max des Fahrzeugs zu Nutzen, der Verbrennungsmotor maximal ausgelastet sein. Über die Leistungsanzeige kann der Fahrer beispielsweise im rein elektrischen Fahrmodus abschätzen, wie viel elektrische Leistung noch zur Verfügung steht, bevor er eine zweite Antriebsquelle, etwa den Verbrennungsmotor aktiviert, bzw. bevor sie automatisch durch ein Steuersystem aktiviert wird.
Mit der Stellung des Zeigers liefert dieses Anzeigeinstrument 1 die Informationen darüber, mit welcher aktuellen Gesamtleistung P das Fahrzeug betrieben wird. Ferner gibt die Stellung des Zeigers in den verschiedenen indizierten Bereichen A, B, C Auskunft darüber, welcher Motor betrieben wird.
Im Leistungsbereich A kann reiner Elektrobetrieb vorliegen. Bei 0% Antriebsleistung P₀, steht, wenn die Batterie geladen ist, ein maximales elektrisches Antriebsmoment zur Verfügung, etwa wenn das Fahrzeug steht. Ab einem bestimmten Prozentsatz der Gesamt-Antriebsleistung P_max steht kein zusätzliches elektrisches Drehmoment zur Verfügung, so dass bei einer weiteren Drehmomentanforderung (z. B. durch stärkeres Betätigen des Gaspedals) die zweite Antriebsquelle, resp. der Verbrennungsmotor, aktiviert wird.
Nun kann das Fahrzeug entweder mit der zweiten Antriebsquelle allein oder mit beiden Antriebsquellen gemeinsam betrieben werden.
In dem Bereich C („Charge”) wird sich der Zeiger befinden, wenn elektrische Energie im Fahrzeugsystem wiedergewonnen wird, etwa falls das Fahrzeug über ein regeneratives Bremssystem zur Rekuperation verfügt.
Erfindungsgemäß ist, um dem Fahrer zu informieren, welcher Anteil der aktuellen Gesamtleistung P von welcher Antriebsquelle, d. h. welcher Anteil E von dem Elektromotor und welcher Anteil V von dem Verbrennungsmotor stammt, in einem in 2 dargestellten erfindungsgemäßen Anzeigeinstrument 1 ist die Zusatzanzeige 10 vorgesehen, die die Anteile V, E von Verbrennungsmotor und Elektromotor der aktuellen Gesamt-Antriebsleistung P anzeigt.
In der in 2 gezeigten Variante wird die Skala des Rundinstruments 1 für die Gesamtleistungsanzeige genutzt, um auch die Anteile der Antriebsquellen darzustellen.
Der Anteil V des Verbrennungsmotors wird beginnend bei einem Skalenwert von 0% für P₀ bis zu einem Skalenwert P_v angezeigt, der dem Prozentsatz des Anteils V des Verbrennungsmotors an der maximalen Gesamtleistung P_max von Verbrennungsmotor und Elektromotor entspricht. Der Anteil E des Elektromotors wird beginnend bei dem Skalenwert P_v, der dem Prozentsatz des Anteils V des Verbrennungsmotors entspricht, bis zu einem Skalenwert P angezeigt, der einem Prozentsatz der Summe des Anteils V des Verbrennungsmotors und des Anteils E des Elektromotors an der maximalen Gesamtleistung P_max von Verbrennungsmotor und Elektromotor, also der aktuellen Gesamtleistung P entspricht.
Ein derartiges Rundinstrument 1 mit schwenkbarem Zeiger kann ein mechanisches Rundinstrument und wie andere herkömmliche Rundinstrumente auf der Instrumententafel angeordnet sein, so dass es für den Fahrer während der Fahrt leicht einsehbar ist. Alternativ zu einem mechanischen Rundinstrument mit Zeiger kann das Anzeigeinstrument elektronisch als Teil eines Voll-Displays im Kombinationsinstrument des Fahrzeugs dargestellt sein. Eine weitere elektronische Darstellung der Anzeigevorrichtung besteht in der Integration in ein Zentral-Display. Auch die elektronisch dargestellte Anzeigevorrichtung kann als Rundinstrument gestaltet sein.
Sowohl bei der mechanischen als auch bei der elektronischen Anzeigevorrichtung 1 kann die Zusatzanzeige 10 als elektronische Darstellung auch von der Skala des Rundinstruments 1 entkoppelt vorgesehen sein, wie in 3 bis 6 dargestellt. In 3 und 4 ist die Zusatzanzeige 10 innerhalb der als Rundinstrument ausgeführten Anzeigevorrichtung 1 zu sehen, 5 und 6 zeigt die elektronische Zusatzanzeige 10 außerhalb des Rundinstruments 1, benachbart dazu im Kombinationsinstrument KI.
3 zeigt eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung 1, die eine rein alphanumerische Zusatzanzeige 10 in einem Displayfenster aufweist, in dem der Anteil V des Verbrennungsmotors und der Anteil E des Elektromotors mit Zahlenwerten dargestellt sind. Die aktuelle Gesamtleistung P von 67% kann mit dem Zeiger des Rundinstruments von der Skala abgelesen werden, wobei sich die Gesamtleistung P aus 57% Verbrennungsmotoranteil und 10% Elektromotoranteil zusammensetzt.
Die Zusatzanzeige 10 in 4 zeigt die Anteile V, E als Balken, deren Höhen dem jeweiligen Prozentsatz entsprechen. Dabei kann dem Fahrer, wie gezeigt, durch alphanumerische Zeichen angezeigt werden, welcher Balken welchem Anteil V, E entspricht, alternativ dazu kann die Unterscheidbarkeit auch durch unterschiedliche Farben oder Muster gegeben sein. Beispielsweise kann der Balken für den Anteil V des Verbrennungsmotors rot sein, während der Balken für den Anteil E des Elektromotors grün dargestellt wird, so dass der Fahrer durch die Farbwahl (rot für Verbrennung, grün für umweltfreundlichen Elektrobetrieb) intuitiv die die Balken entsprechend zuordnen kann.
5 und 6 zeigen die Zusatzanzeige 10 in einem Displayfenster zwischen einem Tachometer und der Anzeigevorrichtung 1 für die Gesamtleistung in einem Kombinationsinstrument KI. In 5 sind die Anteile V, E der Antriebsquellen an der aktuellen Gesamtleistung P als Kreissegmente in einem Kreisdiagramm dargestellt, während in 6 die Anteile V, E der Antriebsquellen in einem Balken dargestellt sind. Die Gesamtlänge der Balkenanzeige entspricht P_max und die Balken der Anteile V, E füllen die Anzeige entsprechend der aktuellen Gesamtleistung P.
Die elektronische Darstellung der Anzeigevorrichtung 1 bzw. der Zusatzanzeige 10 eröffnet dem Fahrer ferner die Möglichkeit, die Darstellung der Informationen nach seinen Wünschen und Bedürfnissen anzupassen. Dabei kann es sich einerseits um die Art der Informationsanzeige handeln, alphanumerisch in 3, verschiedene Darstellungsvarianten mit Balken (4 und 6) oder mit Kreissegmenten wie in 5.
Um die Anzeige der Anteile V, E schnell zu erfassen, können sie auf eine farblich hervorgehobene Weise angezeigt werden, die zum Beispiel eine unterschiedliche Farbgebung für den Anteil E des Elektromotors und den Anteil V des Verbrennungsmotors aufweist. Auch die Kennzeichnung durch verschiedene Muster ist denkbar. So ist es auch in diesem Fall bei der elektronischen Darstellung möglich, dass der Fahrer Farbe und/oder Muster entsprechend seinen Vorlieben auswählt. So kann etwa ein Fahrer, der unter einer Rot-Grün-Sehschwäche leidet, Farben wählen, die er gut unterscheiden kann.
Auf diese Weise wird ein Fahrer auf eine leicht verständliche Weise darüber unterrichtet, wie umweltfreundlich das aktuelle Betriebsverhalten des Fahrzeugs ist, so dass der Fahrer gegebenenfalls seine Fahrweise umweltfreundlicher anpassen kann.
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 102010047980 A1 [0005, 0026]

Claims

Anzeigevorrichtung (1) für ein Fahrzeug mit zumindest zwei unterschiedlichen Antriebsquellen, wobei die Anzeigevorrichtung (1) einen aktuellen Betriebszustand zumindest einer Antriebsquelle anzeigt, der zumindest eine Information über den Energieumsatz oder die Energienutzung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung (1) eine Zusatzanzeige (10) aufweist, die den aktuellen Leistungsanteil (V, E) jeder der Antriebsquellen von der aktuellen Gesamt Antriebsleistung (P) der Antriebsquellen anzeigt.
Anzeigevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsquellen einen Verbrennungsmotor und zumindest einen Elektromotor umfassen.
Anzeigevorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzanzeige (10) eine grafische und/oder alphanumerische Zusatzanzeige (10) ist, insbesondere eine grafische und/oder alphanumerische Zusatzanzeige, in der die Leistungsanteile (V, E) hinsichtlich Muster und/oder Farbe unterschiedlich dargestellt sind.
Anzeigevorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzanzeige (10) eine Antriebsleistungsskala von 0% bis 100% umfasst, wobei 100% einer maximalen Gesamt-Antriebsleistung (P_max) aller Antriebsquellen entsprechen, und wobei – der Leistungsanteil (V) einer ersten Antriebsquelle auf der Antriebsleistungsskala von 0% bis zu einem Skalenwert (P_v) angezeigt wird, der einem Prozentsatz des Leistungsanteils (V) der ersten Antriebsquelle von der maximalen Gesamt-Antriebsleistung (P_max) entspricht, und – der Leistungsanteil (E) einer zweiten Antriebsquelle von dem Skalenwert (P_v), der dem Prozentsatz des Leistungsanteils (V) der ersten Antriebsquelle von der maximalen Gesamt-Antriebsleistung (P_max) entspricht, bis zu einem Skalenwert (P) angezeigt wird, der einem Prozentsatz der Summe der Leistungsanteile (V, E) der ersten und der zweiten Antriebsquelle von der maximalen Gesamt-Antriebsleistung (P_max) entspricht.
Anzeigevorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass – der Leistungsanteil einer weiteren Antriebsquelle von dem Skalenwert (P), der dem Prozentsatz der Summe der Leistungsanteile (V, E) der ersten und zweiten Antriebsquelle von der maximalen Gesamt-Antriebsleistung (P_max) entspricht, bis zu einem Skalenwert angezeigt wird, der einem Prozentsatz der Summe der ersten und der zweiten und der weiteren Antriebsquelle von der maximalen Gesamt-Antriebsleistung (P_max) entspricht.
Anzeigevorrichtung (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung (1) eine mechanische und/oder elektronische Anzeigevorrichtung (1) ist, und insbesondere ein Rundinstrument mit Zeiger umfasst, wobei eine elektronische Anzeigevorrichtung (1) insbesondere in ein Voll-Display in ein Kombinationsinstrument (KI) oder in ein Zentraldisplay des Fahrzeugs integriert ist.
Anzeigevorrichtung (1) nach zumindest einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsleistungsskala der Zusatzanzeige (10) mit einer Skala zur Anzeige der Gesamtleistung (P) der Anzeigevorrichtung (1) korrespondiert.