WO2020108810A1 - Verfahren zum verbessern der energieeffizienz eines kraftfahrzeugs, kraftfahrzeug und computerlesbares medium - Google Patents

Verfahren zum verbessern der energieeffizienz eines kraftfahrzeugs, kraftfahrzeug und computerlesbares medium Download PDF

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WO2020108810A1
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Jens Adrian ROETH
Alexander Reinbold
Benjamin Hildebrandt
Mark VAN GELIKUM
Florian Bißbort
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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    • Y02T10/84—Data processing systems or methods, management, administration

Definitions

  • the invention relates to a method for improving the
  • the invention further relates to a motor vehicle comprising a
  • Powertrain an on-board computer and at least one
  • Display device and a computer-readable medium with executable program code.
  • the method is intended to enable a driver to operate his motor vehicle as energy-efficiently as possible.
  • devices are to be specified which are suitable for executing the method or for assisting a driver in an energy-efficient operation of a motor vehicle.
  • a method for improving the energy efficiency of a motor vehicle includes the steps:
  • Detecting a driving situation detects at least one of the following driving situations: initiating a turning process; Completing a turn; Entry into one
  • Load range for a drive train of a motor vehicle can be determined.
  • At least one of the following parameters is recorded in the step of recording the driving situation: look-ahead data, in particular a target speed to be expected; an actual
  • Motor vehicle and / or a preceding motor vehicle a state of a direction indicator of the motor vehicle and / or a preceding motor vehicle; a lane on which the motor vehicle and / or a vehicle in front
  • Route information of a navigation system such as a current speed limit, a speed limit in front, turning options, roundabouts, etc.
  • an on-board computer or a similar device can be recorded and evaluating the above-mentioned data.
  • Probability For example, based on the placement of the vehicle on a turning lane and the Set an appropriate direction indicator that the driver intends to turn into a side street. Further references to one
  • An activated navigation system can deliver the route section to be traveled in the future.
  • the detected pixel the detected pixel
  • underlying data such as a desired acceleration or deceleration
  • a desired acceleration or deceleration can be inferred indirectly of an efficient load range for a corresponding driving maneuver.
  • the efficient load range can be determined, for example, as a function of a current state of the motor vehicle and / or a specific type of drive. For example, in electric vehicles, a relatively large proportion of the kinetic energy can be recovered via the drive train by decelerating the vehicle as uniformly as possible. With other types of drives,
  • a target speed for a current and / or preceding driving situation is determined as a function of at least one of the following information: a speed limit for a current and / or expected route section; a distance to the expected
  • Route section a distance from reaching a danger point; a distance to a vertex of a curve; a distance and / or a
  • Speed of a vehicle in front and one learned from, expected from, and / or from fleet data
  • Displaying the determined efficient load range and the detected current load also displays a handling instruction for reaching the optimal load range if the detected current load is outside the efficient one
  • Motor vehicle are instructed and motivated in a particularly simple manner to operate his motor vehicle in the specific, efficient load range. For example, it can be given a hint to accelerate
  • Motor vehicle comprising a drive train for driving the motor vehicle, an on-board computer and at least one display device disclosed.
  • Powertrain a sensor system for determining a current load of the powertrain, the on-board computer is for this
  • Motor vehicle can move specifically in the efficient load range. Such a vehicle makes it possible to implement the method according to the first aspect and thus to improve the energy efficiency of the motor vehicle.
  • this comprises
  • Traffic network information and a location unit for
  • the digital traffic network information includes at least one information regarding a destination or
  • Route section according to the determined position and the on-board computer is set up to be efficient
  • Load range for the drive train as a function of the at least one information regarding the target or maximum speed for the at least one
  • the on-board computer is set up to call up at least one reference value relating to an efficient driving style for the present driving situation from a reference value module, a corresponding one To determine comparison value for a driving style of the driver of the motor vehicle and with the reference value
  • the at least one display device is further configured to display a result of the comparison. For example, average values for the energy-efficient driving style of other drivers can be determined by the
  • Reference value module can be retrieved.
  • the driver of the motor vehicle can be animated in a playful way to change the driving style provided by his driving style
  • a computer-readable medium with executable program code According to at least a third aspect of the invention, a computer-readable medium with executable program code
  • Figure 1 shows schematically the components of a motor vehicle.
  • Figure 2 shows schematically a method for
  • Figure 3 shows a possible embodiment of a
  • FIG. 1 shows schematically the various components of a motor vehicle 1.
  • the motor vehicle 1 comprises one
  • Drive train 2, control elements 3 and display device 4 are via an on-board computer 5
  • the drive train 2 is, for example, an electric motor, an associated power control, and a battery system of an electric vehicle.
  • the drive train 2 is an internal combustion engine, with associated control elements and one
  • Fuel Z u Enterprise Fuel Z u
  • other types of drive and their combination are also possible, in particular hybrid vehicles comprising an electric drive and a drive based on an internal combustion engine.
  • the drive train 2 includes a variety of
  • characteristic data for the drive train can also be found, for example an optimal working point or operating range for the engine of the drive train 2.
  • a driver controls the
  • control elements can include an accelerator pedal for accelerating motor vehicle 1 (in particular an accelerator pedal in an internal combustion engine) and a brake pedal for braking vehicle 1.
  • an accelerator pedal for accelerating motor vehicle 1 in particular an accelerator pedal in an internal combustion engine
  • a brake pedal for braking vehicle 1 Especially with vehicles with an accelerator pedal for accelerating motor vehicle 1 (in particular an accelerator pedal in an internal combustion engine) and a brake pedal for braking vehicle 1.
  • an acceleration and brake pedal can also be partially combined with one another by electric drive. For example, when you release the acceleration and brake pedal
  • an operation of the electric motor as a generator part of the kinetic energy can be recovered as electrical energy. Only when the brake pedal is pressed harder, for example when the brakes are applied fully, do conventional or mechanical ones become conventional
  • Brake systems activated that the kinetic energy of the
  • Essential operating parameters of the vehicle 1 are displayed to the driver via the display device 4. This typically includes a display of a current speed and load of the drive train 2. In addition, in the exemplary embodiment described, an efficient load range is displayed on the display device 4.
  • Motor vehicle 1 furthermore a radio module 6 and further sensors 7, which further functions to improve the
  • the radio module 6 can comprise a so-called GPS receiver for determining a current vehicle position. Additionally or alternatively, you can use the
  • Radio module 6 also other data with a data network
  • the on-board computer 5 can call up reference values for the most energy-efficient operation of the motor vehicle or current traffic data via the radio module 6.
  • the other sensors 7 can be replaced.
  • a distance sensor for determining a distance of the motor vehicle 1 from a vehicle in front
  • a digital map module 8 determines current traffic network information for an environment of the motor vehicle 1. These include, in particular, currently possible connections, information about
  • Topology of the transport network such as
  • the map module 8 is preferably designed as a navigation module which not only provides the traffic network information but also uses it for route suggestions for a current trip.
  • Preview module 9 different, anticipated or already initiated driving situations. For example, when approaching the end of a current route section, the forecast module 9 can recognize that the following section
  • Section includes a junction, a hazard or a roundabout.
  • an efficiency module 10 also referred to as an efficiency trainer.
  • the efficiency module 10 recognizes that a deceleration of the motor vehicle is necessary when the motor vehicle 1 enters a roundabout. Based on the driving maneuver recognized by the efficiency module 10, a
  • Drivetrain 2 is determined and, as described below, indicated to the driver via at least one display device 4.
  • Control elements 3 in a corresponding efficient load range this is via the display device 4th
  • Display device 4 are displayed.
  • FIG. 2 schematically shows the sequence of a method for improving the energy efficiency of a motor vehicle, for example motor vehicle 1 according to FIG. 1.
  • a driving situation for motor vehicle 1 is recorded.
  • a driving situation can be determined on the basis of different sensor data. The basis for this are, for example, so-called
  • Traffic network information is determined that the vehicle 1 is approaching a danger point, intersection or other situation that reduces the current
  • step S2 determines a corresponding driving maneuver. This step is used in particular to:
  • Driving situations assigned to one of three possible driving maneuvers namely accelerating the vehicle 1, constant driving of the vehicle 1, that is, moving the vehicle on at a constant speed and decelerating the motor vehicle 1.
  • Driving maneuvers can be determined by additional parameters.
  • the amount by which a speed and / or a load of the drive train 2 is to be reduced within which time span or driving distance can be specified.
  • a current actual speed of the Vehicle 1 a target speed taken from the forecast data or the specific driving situation and a distance to a point at which the target speed is to be reached at the latest.
  • an efficient load range for implementing the specific driving maneuver is calculated in step S3. For example, it can be calculated in step S3 whether sailing, i.e. letting the vehicle 1 coast without the power supply to a drive unit, is sufficient to achieve a planned deceleration, or whether further measures, such as engine braking or active braking, are required to achieve the desired target speed . Conversely, when driving constant and when
  • the efficient load range during acceleration is between 0% and a positive value predetermined for the respective type of drive system
  • the efficient load range is between 0% and a negative value specified for the respective type of drive system. If the current actual speed is above a maximum permissible speed, it is always recommended to roll out that hot an output power of 0%.
  • the efficient load range is, for example, between 0% and a positive value, which is determined, for example, depending on a gradient and an optimal operating point or range of the drive train 2. Otherwise, can when driving constant, a negative value for the
  • the recommended load may be useful, for example when detecting a motor vehicle in front.
  • the recommended ones may be useful, for example when detecting a motor vehicle in front.
  • Load ranges should preferably not be selected too narrowly to make it easier for the driver to comply with them and not to distract them from other tasks.
  • the actual load of the drive train 2 is determined in a step S4.
  • the actual load of the drive train 2 is determined in a step S4.
  • Types of drives in particular internal combustion engines, generally cannot be recovered energy via the motor, so that the minimum energy or fuel consumption is zero.
  • an internal combustion engine by means of overrun fuel cutoff also known as an “engine brake”
  • engine brake can also be used
  • negative load ranges or loads can also be determined in steps S3 and S4.
  • the efficient load range determined in step S3 is displayed together with the current load determined in step S4.
  • the efficient load range determined in step S4 is displayed together with the current load determined in step S4.
  • Efficient load range is interesting, among other things, because from a certain deceleration requirement on the driver's side, only recuperation (recovery of the
  • the method can include the following optional features:
  • Steps include.
  • step S7 it is first determined whether the load currently selected by the driver falls within the efficient load range determined in step S3. If this is not the case, a corresponding action note is displayed in step S8, which indicates to the driver what measures can be taken to reach the efficient load range.
  • step S9 results from this behavior
  • an optimal load point can also be determined. The optimal one
  • the operating point is the point at which the range gain increases the fastest, i.e. the most efficient driving style for the current driving situation.
  • Bonus range then zero.
  • the on-board computer 5 can calculate how many additional kilometers the vehicle 1 can be moved in relation to a reference consumption for the current journey.
  • the consumption of an average driver or your own, previous trip, for which consumption and the range achieved are known, can be used as a reference for calculating a corresponding bonus range.
  • Increasing the range can be based on an optimal load point or at least one load point that is always in a certain efficient load range. Additionally or alternatively, it is also possible to compare the actual increase in range with an efficiency achieved by other drivers of a motor vehicle of the same type. Ideally, the success that has occurred is displayed in close proximity to the displayed efficient load range or the current load.
  • Figure 3 shows an example of a suitable one
  • Display device 4 for displaying the information determined in the method according to FIG. 2.
  • the display device 4 is a
  • the combination display in the driver's direct field of vision.
  • the combination display shows the current power in a power display area 20 and the current speed in one
  • Speed display area 30 is displayed.
  • it can also be a so-called head-up display (HUD), i.e. the corresponding data is displayed directly in the
  • the driver's field of vision for example by projecting onto the inside of a windshield, or around one
  • Act multi-function display in the area of a center console It is advantageous if the corresponding variable to be influenced by the driver, that is to say the engine output and / or the engine torque, corresponding to the load and / or the
  • the power display range 20 and / or load range includes an analog display instrument, such as a tachometer, designed as a first drag pointer 21
  • an action note 25 may be in the upper left part of the display area 24, and one in the upper right part of the display area 24 Success control 26 and a bonus range 27 determined by an efficiency module 10 are displayed in the lower area of the display area 24.
  • the first drag pointer 21 is always located within the efficient load range 23 highlighted on the first outer belt 22.
  • the speed display area 30 includes
  • Embodiment as a second pointer 31, based on an analog tachometer
  • Speed display an optional second outer band 32 for displaying a target speed range 33, a central numerical display 34 on which the current actual speed is output as a numerical value, and a display 35 in the lower region for displaying a permitted one in a current route section
  • an action note 25 is displayed to him, while the remaining elements, that is to say the success control 26 and the bonus range 27 are grayed out.
  • a first action note 25 can clarify that the driver's foot is slightly off
  • Action instructions can clarify that the driver should take his foot completely off the accelerator pedal.
  • Corresponding instructions for action 25 are also provided for light or strong actuation of the accelerator pedal.
  • Action 25 and instead lights up Success control 26 on.
  • the calculated bonus range 27 is displayed, which is always built up when the driver is in the recommended load range 23.
  • Display area 24 is thus an intuitively understandable display that encourages the driver to drive efficiently and, if the relevant instructions 25 are followed, immediately motivates them with appropriate incentives in the form of success control 26 and bonus range 27 achieved.
  • the driver can also be intuitively conveyed which measures lead to a particularly high increase in efficiency and thus
  • Scenario 1 Driving on a hilly country road
  • the motor vehicle is on a hilly country road.
  • Speed display is shown.
  • the actual speed of motor vehicle 1 is also 100 km / h.
  • the on-board computer 5 calculates as a function of a maximum
  • the efficient load range 23 comprises a relatively large amount of, for example, 0 to 70% of the available engine power. In the scenario described, the driver does this
  • Accelerator pedal to the extent that an engine power of 10% is called up, which is within the determined efficient load range 23. Accordingly, the success control 26 and the calculated bonus range 27 are active.
  • proposed target speed range 33 is between 80 and 100 km / h. The same applies if the driver is to
  • Increasing the speed slightly depressed the accelerator pedal for example to increase the output power from 10 to 20% of the available power.
  • Performance display area 20 a load recommendation of 0%, that is, a rolling out of the vehicle recommended.
  • action note 25b corresponds to
  • this action instruction 25b is displayed.
  • Bonus range 27 are greyed out to indicate to the driver that he is not controlling the motor vehicle 1 efficiently.
  • the driver follows the instruction and goes off the accelerator completely, the actual speed drops to 40 km / h and the load display to 0%. In this state, the success control 26 and the bonus range 27 are reactivated. For example, using a so-called sailing operation, the driver finally reaches the roundabout with a suitable one
  • the entry speed is calculated, for example, using the radius of the roundabout and a normal lateral acceleration. If the driver does that
  • the driver has the roundabout with relatively lower
  • the motor vehicle 1 finally reaches the desired target speed of 100 km / h.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbessern der Energieeffizienz eines Kraftfahrzeugs (1) mit den Schritten: Erfassen einer Fahrsituation; Bestimmen eines effizienten Lastbereichs (23) für einen Antriebsstrang (2) des Kraftfahrzeugs (1) in Abhängigkeit der erfassten Fahrsituation; Erfassen einer aktuellen Last des Antriebsstrangs (2); und Anzeige des bestimmten effizienten Lastbereichs (23) und der erfassten aktuellen Last in einer kombinierten Anzeigevorrichtung (4), so dass ein Fahrer den Antriebsstrang (2) des Kraftfahrzeugs (1) gezielt in den effizienten Lastbereich (23) versetzen kann. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug (1) sowie ein computerlesbares Medium mit ausführbarem Programmcode, die dazu eingerichtet sind, das oben genannte Verfahren auszuführen.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Verbessern der Energieeffizienz eines
Kraftfahrzeugs, Kraftfahrzeug und computerlesbares Medium
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbessern der
Energieeffizienz eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug umfassend einen
Antriebsstrang, einen Bordcomputer und wenigstens eine
Anzeigevorrichtung sowie ein computerlesbares Medium mit ausführbarem Programmcode.
Grundsätzlich besteht das Bestreben, Kraftfahrzeuge möglichst energieeffizient zu gestalten, um deren Betrieb in
ökonomischer und ökologischer Hinsicht zu optimieren. Neben Verbesserungen an dem Kraftfahrzeug selbst, insbesondere der Entwicklung von kraftStoffsparenden Motoren und sonstigen Antriebskomponenten, steht dabei auch der möglichst
energieeffiziente Betrieb eines gegebenen Kraftfahrzeugs im Blickpunkt. Eine Schwierigkeit hierbei ist, dass es für einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs nicht immer erkennbar ist, durch welche Maßnahmen er die Energieeffizienz seines
Kraftfahrzeugs verbessern kann.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Verbessern der Energieeffizienz eines Kraftfahrzeuges anzugeben. Dabei soll das Verfahren einen Fahrer in die Lage versetzen, sein Kraftfahrzeug möglichst energieeffizient zu betreiben. Des Weiteren sollen Vorrichtungen angegeben werden, die zur Ausführung des Verfahrens beziehungsweise zur Unterstützung eines Fahrers bei einem energieeffizienten Betrieb eines Kraftfahrzeuges geeignet sind. Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Verbessern der Energieeffizienz eines Kraftfahrzeugs offenbart. Das Verfahren umfasst die Schritte:
- Erfassen einer Fahrsituation;
- Bestimmen eines effizienten Lastbereichs für einen
Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit der erfassten Fahrsituation;
- Erfassen einer aktuellen Last des Antriebsstrangs; und
- Anzeigen des bestimmten effizienten Lastbereichs und der erfassten aktuellen Last in einer kombinierten Anzeige, sodass ein Fahrer den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs gezielt in den effizienten Lastbereich versetzen kann.
Durch die oben genannten Schritte kann ein Fahrer in jeder Situation sofort erkennen, durch welche Maßnahme er die
Energieeffizienz seines Kraftfahrzeugs mittels Anpassung des Fahrstils verbessern kann. Anders als bei bekannten Systemen wird dabei eine sofortige, unmittelbare und
situationsabhängige Empfehlung angezeigt, die nicht nur auf Mittelwerten basiert, sondern in jeder gegebenen
Fahrsituation zu einer effizienten Fahrweise anleitet.
In wenigstens einer Ausgestaltung wird im Schritt des
Erfassens einer Fahrsituation wenigstens eine der folgenden Fahrsituationen erfasst: Einleiten eines Abbiegevorgangs ; Abschließen eines Abbiegevorgangs; Einfahrt in einen
Kreisverkehr; Ausfahrt aus einen Kreisverkehr; Anfahrt auf eine Kreuzung; Ausfahrt aus einem Kreuzungsbereich; Erhöhung einer Geschwindigkeitsbeschränkung; Erniedrigung einer Geschwindigkeitsbeschränkung; Einfahrt auf eine Autobahn; Ausfahrt von einer Autobahn; Einleitung eines
Überholmanövers; Abschließen eines Überholmanövers; Einfahrt in eine Kurve; Ausfahrt aus einer Kurve; Annäherung an ein vorausfahrendes Fahrzeug; und Annäherung an eine
Gefahrenstelle. Durch Erfassung einer der oben genannten, für den Straßenverkehr typischen Fahrsituationen mit
situationsspezifischen Anforderungen kann für jede der genannten Fahrsituationen ein möglichst effizienter
Lastbereich für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs bestimmt werden.
Gemäß wenigstens einer Ausgestaltung wird im Schritt des Erfassens der Fahrsituation wenigstens einer der folgenden Parameter erfasst: Vorausschaudaten, insbesondere eine zu erwartende Ziel-Geschwindigkeit; eine aktuelle
Geschwindigkeit und/oder Geschwindigkeitsänderung des
Kraftfahrzeugs und/oder eines vorausfahrenden Kraftfahrzeugs; ein Zustand eines Fahrtrichtungsanzeigers des Kraftfahrzeugs und/oder eines vorausfahrenden Kraftfahrzeugs; eine Spur, auf der sich das Kraftfahrzeug und/oder ein vorausfahrendes
Kraftfahrzeug befindet; digitale Verkehrsnetzinformationen zu einem oder mehreren Streckenabschnitten im Bereich einer erkannten Position des Kraftfahrzeugs; und
Routeninformationen eines Navigationssystems, wie vor allem ein aktuelles Tempolimit, ein vorausliegendes Tempolimit, vorausliegende Abbiegemöglichkeiten, Kreisverkehre, etc.
Durch Erfassen und Auswerten der oben genannten Daten kann ein Bordcomputer oder eine ähnliche Vorrichtung eines
Kraftfahrzeugs eigenständig erkennen, in welcher
Fahrsituation sich ein Kraftfahrzeug mit großer
Wahrscheinlichkeit befindet. Beispielsweise kann basierend auf dem Einordnen des Fahrzeugs auf einer Abbiegespur und dem Setzen eines entsprechenden Fahrtrichtungsanzeigers darauf geschlossen werden, dass der Fahrer das Einbiegen in eine Seitenstraße beabsichtigt. Weitere Hinweise auf einen
zukünftig zu befahrenden Streckenabschnitt können durch ein aktiviertes Navigationssystem geliefert werden.
Gemäß wenigstens einer Ausgestaltung wird die erfasste
Fahrsituation einem der folgenden Fahrmanöver zugeordnet: Beschleunigen des Kraftfahrzeugs; Verzögern des
Kraftfahrzeugs; und Bewegen des Kraftfahrzeugs mit einer konstanten Geschwindigkeit. Durch das Zuordnen einer
konkreten Fahrsituation aus einer Vielzahl von möglichen Fahrsituationen zu nur einem von drei für den Antriebsstrang relevanten Fahrmanövern können die oben genannten
Verfahrensschritte besonders einfach umgesetzt werden.
Beispielsweise ist es nicht erforderlich, für jede der oben genannten Fahrsituationen ein einzelnes Profil zum Bestimmen eines effizienten Lastbereichs zur Verfügung zu stellen.
Stattdessen kann auf Grundlage der Situation
zugrundeliegenden Daten, wie einer gewünschten Beschleunigung oder Verzögerung, mittelbar auf einen effizienten Lastbereich für ein korrespondierendes Fahrmanöver geschlossen werden.
In wenigstens einer Ausgestaltung wird der effiziente
Lastbereich in Abhängigkeit wenigstens eines der folgenden Parameter bestimmt: ein der erfassten Fahrsituation
zugeordnetes Fahrmanöver; eine Ziel-Geschwindigkeit für eine aktuelle und/oder vorausliegende Fahrsituation; eine Ist- Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs; eine Neigung des
aktuellen und/oder eines vorausliegenden Streckenabschnitts und/oder des Kraftfahrzeugs; ein Typ des Antriebstrangs;
Größe einer durch den Antriebsstrang zurückzugewinnenden Energie; eine Größe einer durch den Antriebsstrang möglichen Energieeinsparung; eine maximale Leistung des
Antriebsstrangs; und ein optimaler Betriebsbereich des
Antriebsstrangs. Durch Berücksichtigung eines oder mehrerer der oben genannten Größen kann der effiziente Lastbereich beispielsweise in Abhängigkeit eines aktuellen Zustands des Kraftfahrzeugs und/oder einer konkreten Antriebsart bestimmt werden. Beispielsweise kann bei Elektrofahrzeugen durch eine möglichst gleichförmige Verzögerung des Fahrzeugs ein relativ großer Anteil der kinetischen Energie über den Antriebsstrang zurückgewonnen werden. Bei anderen Antriebsarten,
beispielsweise Verbrennungskraftmaschinen, kann dagegen das Abschalten der Brennkraftmaschine zu einem geeigneten
Zeitpunkt zu einem Effizienzgewinn führen.
In wenigstens einer Ausgestaltung wird eine Ziel- Geschwindigkeit für eine aktuelle und/oder vorausliegende Fahrsituation in Abhängigkeit wenigstens einer der folgenden Informationen bestimmt: eine Geschwindigkeitsbeschränkung für einen aktuellen und/oder erwarteten Streckenabschnitt; eine Distanz bis zu einem Erreichen des erwarteten
Streckenabschnitts; eine Distanz bis zu einem Erreichen einer Gefahrenstelle; eine Distanz bis zu einem Erreichen eines Scheitelpunkts einer Kurve; eine Distanz und/oder eine
Geschwindigkeit eines vorausfahrenden Fahrzeugs; und eine aus Flottendaten gelernte, erwartete und/oder aus einer
erwarteten Querbeschleunigung berechnete Geschwindigkeit in einem Kurvenscheitelpunkt, in einem Kreisverkehr und/oder während eines Abbiegevorgangs . Für die Ermittlung einer energieeffizienten Fahrweise steht insbesondere die
Ermittlung einer für eine aktuelle oder in naher Zukunft erwartete Fahrsituation sinnvollen Ziel-Geschwindigkeit im Vordergrund. Insbesondere kann durch das Vermeiden einer für eine aktuelle Situation zu schnellen Fahrweise die Energieeffizienz eines Kraftfahrzeugs verbessert werden.
In wenigstens einer Ausgestaltung wird im Schritt des
Anzeigens des bestimmten effizienten Lastbereichs und der erfassten aktuellen Last zusätzlich ein Handlungshinweis zum Erreichen des optimalen Lastbereichs angezeigt, wenn die erfasste aktuelle Last sich außerhalb des effizienten
Lastbereichs befindet. Zusätzlich oder alternativ wird eine gegenüber einem Betrieb des Kraftfahrzeugs mit einem
vorbestimmten und/oder passend zur Fahrsituation berechneten Referenzverbrauch erzielte Reichweitenvergrößerung angezeigt, wenn die erfasste aktuelle Last sich innerhalb des
effizienten Lastbereichs befindet. Durch die Anzeige
derartiger zusätzlicher Hinweise kann ein Fahrer eines
Kraftfahrzeugs in besonders einfacher Weise angeleitet und motiviert werden, sein Kraftfahrzeug in dem bestimmten, effizienten Lastbereich zu betreiben. Beispielsweise kann ihm ein Hinweis gegeben werden, eine Beschleunigung zu
reduzieren, und beim Befolgen des Hinweises durch Anzeige einer damit erzielten Reichweitenvergrößerung positiv
motiviert werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein
Kraftfahrzeug umfassend einen Antriebsstrang zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, einen Bordcomputer und wenigstens eine Anzeigevorrichtung offenbart. Dabei umfasst der
Antriebsstrang eine Sensorik zum Ermitteln einer aktuellen Last des Antriebsstrangs, der Bordcomputer ist dazu
eingerichtet, einen effizienten Lastbereich für den
Antriebsstrang in Abhängigkeit einer erfassten Fahrsituation zu bestimmen, und die Anzeigevorrichtung ist dazu
eingerichtet, einem Fahrer des Kraftfahrzeugs den von dem Bordcomputer bestimmten effizienten Lastbereich in Kombination mit einer aktuellen Last des Antriebsstrangs anzuzeigen, sodass der Fahrer den Antriebsstrang des
Kraftfahrzeugs gezielt in den effizienten Lastbereich versetzen kann. Ein derartiges Fahrzeug ermöglicht es, das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt umzusetzen und somit die Energieeffizienz des Kraftfahrzeugs zu verbessern.
Gemäß wenigstens einer Ausgestaltung umfasst das
Kraftfahrzeug weiter ein Kartenmodel mit digitalen
Verkehrsnetzinformationen und einer Ortungseinheit zum
Bestimmen einer Position des Fahrzeugs auf wenigstens einem Streckenabschnitt der digitalen Verkehrsnetzinformationen. Dabei umfassen die digitalen Verkehrsnetzinformationen wenigstens eine Angabe bezüglich einer Ziel- oder
Höchstgeschwindigkeit für den wenigstens einen
Streckenabschnitt gemäß der bestimmten Position und der Bordcomputer ist dazu eingerichtet, den effizienten
Lastbereich für den Antriebsstrang in Abhängigkeit der wenigstens einen Angabe bezüglich der Ziel- beziehungsweise Höchstgeschwindigkeit für den wenigstens einen
Streckenabschnitt zu bestimmen. Durch das zur Verfügung stellen von derartigen Verkehrsnetzinformationen kann der Bordcomputer des Kraftfahrzeug, gegebenenfalls unter
Berücksichtigung weiterer der oben genannten Parameter, für jeden Streckenabschnitt eine passende Ziel-Geschwindigkeit und somit einen effizienten Lastbereich zum Betrieb des Kraftfahrzeugs bestimmen.
Gemäß wenigstens einer Ausgestaltung ist der Bordcomputer dazu eingerichtet, wenigstens einen Referenzwert bezüglich einer effizienten Fahrweise für die vorliegende Fahrsituation von einem Referenzwertmodul abzurufen, einen entsprechenden Vergleichswert für eine Fahrweise des Fahrers des Kraftfahrzeugs zu bestimmen und mit dem Referenzwert
vergleichen, und die wenigstens eine Anzeigevorrichtung des Weiteren dazu eingerichtet ist, ein Ergebnis des Vergleiches anzuzeigen. Beispielsweise können Durchschnittswerte zur energieeffizienten Fahrweise anderer Fahrer durch das
Referenzwertmodul abgerufen werden. Hierdurch kann der Fahrer des Kraftfahrzeugs in spielerischer Weise dazu animiert werden, durch seine Fahrweise die bereitgestellten
Referenzwerte zu übertreffen und somit seine eigene Fahrweise noch weiter zu verbessern.
Gemäß wenigstens einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein computerlesbares Medium mit ausführbarem Programmcode
offenbart, wobei beim Ausführen des Programmcodes auf wenigstens einem Prozessor eines Computersystems ein
Verfahren gemäß dem ersten Aspekt ausgeführt wird.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den
Ansprüchen, den Figuren und der nachfolgenden
Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie den nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und
Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
Im Folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Daraus ergeben sich weitere Details, bevorzugte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. Figur 1 zeigt schematisch die Komponenten eines Kraftfahrzeugs .
Figur 2 zeigt schematisch ein Verfahren zum
energieeffizienten Betrieb eines Kraftfahrzeugs.
Figur 3 zeigt eine mögliche Ausgestaltung einer
Anzeigevorrichtung eines Kraftfahrzeugs.
Figur 1 zeigt schematisch die verschiedenen Komponenten eines Kraftfahrzeugs 1. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst einen
Antriebsstrang 2, Steuerelemente 3 sowie wenigstens eine Anzeigevorrichtung 4. Antriebsstrang 2, Steuerelemente 3 und Anzeigevorrichtung 4 sind über einen Bordcomputer 5
miteinander verbunden.
Bei dem Antriebsstrang 2 handelt es sich beispielsweise um einen Elektromotor, eine zugehörige Leistungssteuerung, sowie ein Batteriesystem eines Elektrofahrzeugs. Alternativ handelt es sich bei dem Antriebsstrang 2 um einen Verbrennungsmotor, mit zugehörigen Steuerelementen und einem
KraftstoffZuführungssystem. Selbstverständlich sind auch andere Antriebsarten sowie deren Kombination möglich, insbesondere Hybridfahrzeuge umfassend einen elektrischen und einen auf einer Brennkraftmaschine basierenden Antrieb.
Der Antriebsstrang 2 umfasst eine Vielzahl von
Steuerelementen und Sensoren, die von dem Bordcomputer 5 angesteuert beziehungsweise ausgelesen werden können. In dem Antriebsstrang 2 selbst oder in einem entsprechenden Speicher des Bordcomputers 5 können zudem charakteristische Daten für den Antriebsstrang, beispielsweise ein optimaler Arbeitspunkt oder Betriebsbereich für den Motor des Antriebsstrangs 2 hinterlegt sein.
Über die Steuerelemente 3 steuert ein Fahrer des
Kraftfahrzeugs 1 den Antriebsstrang 2 an. Insbesondere können die Steuerelemente ein Beschleunigungspedal zum Beschleunigen des Kraftfahrzeugs 1 (insbesondere ein Gaspedal bei einer Brennkraftmaschine) und ein Bremspedal zum Abbremsen des Fahrzeugs 1 umfassen. Insbesondere bei Fahrzeugen mit
Elektroantrieb können die Funktionen eines Beschleunigungs und Bremspedals auch teilweise miteinander kombiniert sein. Beispielsweise kann bei einem Loslassen des
Beschleunigungspedals und/oder bei einem leichten Betätigen des Bremspedals über eine sogenannte Rekuperation,
beispielsweise einem Betrieb des Elektromotors als Generator, ein Teil der kinetischen Energie als elektrische Energie zurückgewonnen werden. Erst beim stärkeren Betätigen des Bremspedals, beispielsweise einer Vollbremsung, werden zusätzlich oder alternativ konventionelle, mechanische
Bremssysteme aktiviert, die die kinetische Energie des
Fahrzeugs im Wesentlichen in thermische Energie überführen.
Über die Anzeigevorrichtung 4 werden dem Fahrer wesentliche Betriebsparameter des Fahrzeugs 1 angezeigt. Darunter fällt typischerweise eine Anzeige einer aktuellen Geschwindigkeit und Last des Antriebsstrangs 2. Zusätzlich wird in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ein effizienter Lastbereich über die Anzeigevorrichtung 4 angezeigt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das
Kraftfahrzeug 1 des Weiteren ein Funkmodul 6 sowie weitere Sensoren 7, die weitere Funktionen zur Verbesserung des
Betriebs des Kraftfahrzeugs 1 zur Verfügung stellen. Beispielsweise kann das Funkmodul 6 einen sogenannten GPS- Empfänger zum Bestimmen einer aktuellen Fahrzeugposition umfassen. Zusätzlich oder alternativ können über das
Funkmodul 6 auch andere Daten mit einem Datennetzwerk
ausgetauscht werden. Beispielsweise kann der Bordcomputer 5 über das Funkmodul 6 Referenzwerte für einen möglichst energieeffizienten Betrieb des Kraftfahrzeugs oder aktuelle Verkehrsdaten abrufen. Die weiteren Sensoren 7 können
beispielsweise einen Abstandssensor zum Bestimmen eines Abstands des Kraftfahrzeugs 1 von einem vorausfahrenden
Fahrzeug oder Hindernis umfassen. Darüber hinaus können
Informationen zur Bestimmung einer aktuellen Fahrlage, insbesondere einer Geschwindigkeit und Neigung des
Kraftfahrzeugs, ausgewertet werden.
Im Ausführungsbeispiel werden sämtliche der oben genannten Komponenten über den Bordcomputer 5 überwacht und deren
Zustände wie nachfolgend im Einzelnen beschrieben
ausgewertet. Dazu werden auf dem Bordcomputer 5 verschiedene Module mit Programmcode ausgeführt. Ein digitales Kartenmodul 8 ermittelt aktuelle Verkehrsnetzinformationen für ein Umfeld des Kraftfahrzeugs 1. Dazu zählen insbesondere aktuell mögliche Verbindungen, Angaben zu
Geschwindigkeitsbeschränkungen für einen aktuellen
Streckenabschnitt sowie sonstige Informationen zu einer
Topologie des Verkehrsnetzes, wie beispielsweise
Kurvenradien, Richtungsspuren und so weiter. Das Kartenmodul 8 ist bevorzugt als Navigationsmodul ausgeführt, das die Verkehrsnetzinformationen nicht nur bereitstellt , sondern auch für Routenvorschläge für eine aktuelle Fahrt nutzt.
Folgt der Fahrer der vorgeschlagenen Route können demnächst zu befahrende Streckenabschnitte mit großer
Wahrscheinlichkeit zutreffend vorausgesagt werden. Basierend auf diesen und weiteren Daten erkennt ein
Vorausschaumodul 9 unterschiedliche, zu erwartende oder bereits eingeleitete Fahrsituationen. Beispielsweise kann das Vorausschaumodul 9 bei Annähern an das Ende eines aktuellen Streckenabschnitts erkennen, dass der darauffolgende
Streckenabschnitt eine Abzweigung, eine Gefahrenstelle oder einen Kreisverkehr umfasst.
Diese Informationen werden von einem Effizienzmodul 10, auch als Effizienztrainer bezeichnet, ausgewertet. Beispielsweise erkennt das Effizienzmodul 10, dass bei einer Einfahrt des Kraftfahrzeugs 1 in einen Kreisverkehr eine Verzögerung des Kraftfahrzeugs erforderlich ist. Basierend auf dem von dem Effizienzmodul 10 erkannten Fahrmanöver wird ein
korrespondierender, effizienter Lastbereich für den
Antriebsstrang 2 bestimmt und dem Fahrer, wie nachfolgend beschrieben, über wenigstens eine Anzeigevorrichtung 4 angezeigt .
Bringt der Fahrer den Antriebsstrang 2 dann über die
Steuerelemente 3 in einen korrespondierenden effizienten Lastbereich, wird dies über die Anzeigevorrichtung 4
bestätigt. Beispielsweise kann eine absolute und/oder
relative Reichweitenvergrößerung des Kraftfahrzeugs gegenüber einem über ein Referenzwertmodul 11 beschafften
Vergleichswert eines Durchschnittsfahrers in der
Anzeigevorrichtung 4 angezeigt werden.
Figur 2 zeigt schematisch den Ablauf eines Verfahrens zum Verbessern der Energieeffizienz eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise des Kraftfahrzeugs 1 gemäß Figur 1. In einem ersten Schritt S1 wird dabei eine Fahrsituation für das Kraftfahrzeug 1 erfasst. Eine Fahrsituation kann auf Grundlage unterschiedlicher Sensordaten ermittelt werden. Grundlage hierfür sind beispielsweise so genannte
Vorausschaudaten des Bordcomputers 5, der insbesondere eine in naher Zukunft erwartete Ziel-Geschwindigkeit bestimmen kann. Beispielsweise kann auf Grundlage von digitalen
Verkehrsnetzinformationen bestimmt werden, dass sich das Fahrzeug 1 einer Gefahrenstelle, Kreuzung oder sonstiger Situation nähert, die ein Verringern der aktuellen
Geschwindigkeit erfordern. Umgekehrt kann bestimmt werden, dass nach Durchfahren einer derartigen Stelle der
nachfolgende Abschnitt mit einer höheren Ziel-Geschwindigkeit befahren werden sollte.
Basierend auf der erfassten Fahrsituation wird im
nachfolgenden Schritt S2 ein korrespondierendes Fahrmanöver bestimmt. Dieser Schritt dient insbesondere dazu, die
Vielzahl von möglichen Fahrsituationen auf für den
Antriebsstrang 2 und seine Energieeffizienz relevanten
Fahrmanöver zu reduzieren. Im beschriebenen
Ausführungsbeispiel werden sämtliche der erkannten
Fahrsituationen einer von drei möglichen Fahrmanövern zugeordnet, nämlich dem Beschleunigen des Fahrzeugs 1, einer Konstantfahrt des Fahrzeugs 1, das heißt, dem Weiterbewegen des Fahrzeugs mit gleichbleibender Geschwindigkeit und einem Verzögern des Kraftfahrzeugs 1. Dabei ist jedes dieser
Fahrmanöver durch weitere Parameter bestimmbar. Insbesondere beim Beschleunigen und Verzögern kann jeweils vorgegeben werden, um welchen Betrag eine Geschwindigkeit und/oder eine Last des Antriebstrangs 2 innerhalb welcher Zeitspanne beziehungsweise Fahrstrecke reduziert werden soll. Hierzu wird insbesondere eine aktuelle Ist-Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1, eine den Vorausschaudaten oder der bestimmten Fahrsituation entnommenen Ziel-Geschwindigkeit und einem Abstand bis zu einem Punkt, an dem die Ziel-Geschwindigkeit spätestens erreicht werden soll, berücksichtigt.
Basierend auf dem im Schritt S2 bestimmten Fahrmanöver wird im Schritt S3 ein effizienter Lastbereich zum Umsetzen des bestimmten Fahrmanövers berechnet. Beispielsweise kann im Schritt S3 berechnet werden, ob zum Erreichen einer geplanten Verzögerung ein Segeln, das heißt ein Ausrollenlassen des Fahrzeugs 1 ohne Energieversorgung eines Antriebsaggregats ausreichend ist, oder ob weitergehende Maßnahmen, wie beispielsweise eine Motorbremsung oder aktive Bremsung zum Erreichen der gewünschten Zielgeschwindigkeit erforderlich sind. Umgekehrt kann beim Konstantfahren und beim
Beschleunigen bestimmt werden, wie viel Energie dem
Antriebsaggregat zugeführt werden muss, um eine Ziel- Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten beziehungsweise eine neue Ziel-Geschwindigkeit zu erreichen.
Im Ausführungsbeispiel liegt der effiziente Lastbereich beim Beschleunigen zwischen 0 % und einem für die jeweilige Art des Antriebssystems vorgegebenen, positiven Wert,
beispielsweise 70 %. Beim Verzögern liegt der effiziente Lastbereich zwischen 0 % und einem für die jeweilige Art des Antriebssystems vorgegebenen, negativen Wert. Liegt die aktuelle Ist-Geschwindigkeit über einer maximal zulässigen Geschwindigkeit, wird stets ein Ausrollen, dass heiß eine Ausgangsleistung von 0 % empfohlen. Beim Konstantfahren liegt der effiziente Lastbereich beispielsweise zwischen 0 % und einem positiven Wert, der beispielsweise in Anhängigkeit eines Gefälles und eines optimalen Arbeitspunkts oder - bereichs des Antriebsstrangs 2 bestimmt wird. Gegenfalls kann beim Konstantfahren auch ein negativer Wert für die
empfohlene Last sinnvoll sein, beispielsweise bei Erkennung eines vorausfahrenden Kraftfahrzeugs. Die empfohlenen
Lastbereiche sollten vorzugsweise nicht zu eng gewählt werden, um dem Fahrer ihre Einhaltung zu erleichtern und nicht von anderen Aufgaben abzulenken.
Zusätzlich wird in einem Schritt S4 die tatsächliche Last des Antriebsstrangs 2 bestimmt. Im Falle konventioneller
Antriebsarten, insbesondere Verbrennungskraftmaschinen, kann über den Motor in der Regel keine Energie zurückgewonnen werden, so dass die minimale Energie- bzw. Treibstoffaufnahme Null ist. Jedoch kann auch ein Verbrennungsmotor mittels Schubabschaltung, auch bekannt als "Motorbremse", ein
negatives Drehmoment erzeugen und damit eine negative Last für den Antriebsstrang darstellen. Bei neuen Antriebsarten, insbesondere vollwertigen Elektroantrieben mit der
Möglichkeit zur Rekuperation, das heißt dem Umwandeln
kinetischer Energie durch den Motor zurück in elektrische Energie, kann dagegen zumindest ein Teil der bereits
aufgewendeten Energie zurückgewonnen werden. Dementsprechend können in den Schritten S3 und S4 auch negative Lastbereiche beziehungsweise Lasten bestimmt werden.
In parallel zueinander ausgeführten Schritten S5 und S6 werden der im Schritt S3 bestimmte effiziente Lastbereich zusammen mit der im Schritt S4 bestimmten aktuellen Last angezeigt. Beispielsweise kann im Bereich einer sogenannten Leistungsanzeige durch entsprechende Hinterlegung eines Teils der Anzeige mit dem wünschenswerten, effizienten Lastbereich und gleichzeitiger Anzeige einer aktuellen bestimmten Last auf einfache Weise visualisiert werden, ob die tatsächlich abgegebene Last in den effizienten Lastbereich fällt. Bei elektrifizierten Fahrzeugen ist die Anzeige des
effizienten Lastbereichs unter anderem deshalb interessant, da ab einer bestimmten Verzögerungsanforderung seitens des Fahrers ein alleiniges Rekuperieren (Rückgewinnung der
Energie via Generatorbetrieb) nicht mehr ausreicht, sondern zusätzlich eine mechanische Reibbremse mit eingreifen muss. Mittels Bestimmung dieser unterschiedlichen Verzögerungsarten kann die maximal effiziente Verzögerung gut abgeleitet und dem Fahrer vermittelt werden.
Zusätzlich kann das Verfahren die folgenden, optionalen
Schritte umfassen.
In einem Schritt S7 wird zunächst bestimmt, ob die aktuell vom Fahrer gewählte Last in den im Schritt S3 bestimmten effizienten Lastbereich fällt. Ist dies nicht der Fall wird in einem Schritt S8 ein entsprechender Handlungshinweis angezeigt, der dem Fahrer anzeigt, durch welche Maßnahmen er in den effizienten Lastbereich gelangen kann.
Folgt der Fahrer dem oder den entsprechenden
Handlungshinweisen und wird bei erneuter Prüfung im Schritt S7 daraufhin bestimmt, dass sich die aktive Last nun im effizienten Lastbereich befindet, wird in einem Schritt S9 eine sich aus diesem Verhalten ergebene
Reichweitenvergrößerung für das Kraftfahrzeugs 1 bestimmt. Hierzu kann neben dem effizienten Lastbereich auch ein optimaler Lastpunkt bestimmt werden. Der optimale
Betriebspunkt ist der Punkt, an dem der Reichweitengewinn am schnellsten zunimmt, das heißt die effizienteste Fahrweise für die vorliegende Fahrsituation. Je größer der Abstand zu diesem idealen, situationsabhängigen Punkt wird, desto kleiner wird der Aufbau der zusätzlichen Reichweite.
Außerhalb der Lastempfehlung beträgt der Aufbau der
Bonusreichweite dann Null. Beispielsweise kann durch den Bordcomputer 5 berechnet werden, um wie viele zusätzliche Kilometer das Fahrzeug 1 gegenüber einem Referenzverbrauch für die aktuelle Fahrt weiterbewegt werden kann. Als Referenz für die Berechnung einer entsprechenden Bonusreichweite kann der Verbrauch eines Durchschnittsfahrers oder eine eigene, zurückliegende Fahrt herangezogen werden, für die Verbrauch und damit erzielte Reichweite bekannt sind.
Zur weiteren Motivation des Fahrers wird das Ergebnis dieser Bestimmung in einem nachfolgenden Schritt S10 angezeigt.
Zusätzlich oder alternativ ist es auch möglich, die
tatsächlich erzielte Reichweitenvergrößerung relativ zu einer maximal möglichen Reichweitenvergrößerung in prozentualer Form anzuzeigen. Zur Bestimmung der maximal möglichen
Reichweitenvergrößerung kann dabei ein optimaler Lastpunkt oder zumindest ein Lastpunkt, die sich stets im bestimmten effizienten Lastbereich befindet, als Grundlage herangezogen werden. Zusätzlich oder alternativ ist es auch möglich, die tatsächlich erzielte Reichweitenvergrößerung mit einer von anderen Fahrern eines typgleichen Kraftfahrzeugs erzielten Effizienz zu vergleichen. Idealerweise erfolgt die Anzeige des eingetretenen Erfolgs in räumlicher Nähe zum angezeigten effizienten Lastbereich beziehungsweise der aktuellen Last.
In der beschriebenen Ausgestaltung wird die insgesamt
erzielte, absolute oder relative Bonusreichweite für jede zurückgelegte Fahrt angezeigt, so dass der Fahrer eine
Verbesserung oder Verschlechterung seiner Fahrweise
beobachten kann. Figur 3 zeigt ein Beispiel einer geeigneten
Anzeigevorrichtung 4 zum Anzeigen der in dem Verfahren gemäß Figur 2 bestimmten Informationen. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Anzeigevorrichtung 4 um eine
sogenannte Kombinationsanzeige im direkten Blickfeld des Fahrers. Typischerweise werden in der Kombinationsanzeige die aktuelle Leistung in einem Leistungsanzeigebereich 20 und die aktuelle Geschwindigkeit in einem
Geschwindigkeitsanzeigebereich 30 angezeigt. Alternativ kann es sich auch um ein sogenanntes Head-Up-Display (HUD) , also einer Einblendung entsprechender Daten direkt in den
Sichtbereichs des Fahrers, etwa durch Projektion auf eine Innenseite einer Windschutzscheide, oder um eine
Multifunktionsanzeige im Bereich einer Mittelkonsole handeln. Von Vorteil ist dabei, wenn die entsprechende vom Fahrer zu beeinflussende Größe, also die Motorleistung und/oder das Motordrehmoment entsprechend der Last und/oder die
tatsächliche Geschwindigkeit jeweils zusammen mit dem vom Effizienzmodul 10 des Bordcomputers 5 vorgeschlagenen, effizienten Bereich angezeigt wird, wie nachfolgend
beschrieben .
Der Leistungsanzeigebereich 20 und/oder Lastbereich umfasst eine als erster Schleppzeiger 21 ausgeführte, einem analogen Anzeigeinstrument wie etwa einem Drehzahlmesser
nachempfundene Leistungsanzeige, ein erstes Außenband 22 zum Anzeigen eines farbig hervorgehobenen, effizienten
Lastbereichs 23 sowie eine frei nutzbare beziehungsweise programmierbare Anzeigefläche 24, auf der verschiedene
Symbole bezüglich einer effizienten Fahrweise anzeigt werden können. Im Ausführungsbeispiel wird im linken oberen Teil der Anzeigefläche 24 gegebenenfalls ein Handlungshinweis 25, im rechten oberen Teil der Anzeigefläche 24 eine Erfolgskontrolle 26 und im unteren Bereich der Anzeigefläche 24 eine von einem Effizienzmodul 10 bestimmte Bonusreichweite 27 angezeigt. Bei effizienter Fahrweise befindet sich der erste Schleppzeiger 21 immer innerhalb des auf dem ersten Außenband 22 hervorgehobenen, effizienten Lastbereichs 23.
Der Geschwindigkeitsanzeigebereich 30 umfasst im
Ausführungsbeispiel eine als zweiter Schleppzeiger 31 ausgeführte, einem analogen Tachometer nachempfundenen
Geschwindigkeitsanzeige, ein optionales zweites Außenband 32 zum Anzeigen eines Ziel-Geschwindigkeitsbereiches 33, eine zentrale Zahlenanzeige 34, auf der die momentane Ist- Geschwindigkeit als Zahlenwert ausgegeben wird, und einer im unteren Bereich befindlichen Anzeige 35 zur Darstellung einer in einem aktuellen Streckenabschnitt zulässigen
Höchstgeschwindigkeit .
Befindet sich der Fahrer außerhalb des empfohlenen,
effizienten Lastbereichs 23, wird ihm ein Handlungshinweis 25 angezeigt, während die verbleibenden Elemente, das heißt die Erfolgskontrolle 26 und die Bonusreichweite 27 ausgegraut sind. Beispielsweise kann ein erster Handlungshinweis 25 verdeutlichen, dass der Fahrer seinen Fuß leicht vom
Beschleunigungspedal nehmen soll. Ein zweiter
Handlungshinweis kann dagegen verdeutlichen, dass der Fahrer seinen Fuß komplett vom Beschleunigungspedal nehmen soll. Entsprechende Handlungshinweise 25 sind auch für ein leichtes beziehungsweise starkes Betätigen des Beschleunigungspedals vorgesehen .
Befolgt der Fahrer den Handlungshinweis und erreicht somit den effizienten Lastbereich 23, verschwindet der
Handlungshinweis 25 und stattdessen leuchtet die Erfolgskontrolle 26 auf. Zusätzlich wird die errechnete Bonusreichweite 27 angezeigt, die immer aufgebaut wird, wenn der Fahrer sich im empfohlenen Lastbereich 23 aufhält.
Zusammengenommen ermöglichen die Anzeigeelemente der
Anzeigefläche 24 somit eine intuitiv verständliche Anzeige, die den Fahrer zu einer effizienten Fahrweise anhält und beim Befolgen entsprechender Handlungshinweise 25 sofort mit entsprechenden Anreizen in Form der Erfolgskontrolle 26 und erzielter Bonusreichweite 27 motiviert. Insbesondere durch eine animierte Darstellung der Erfolgskontrolle 26, wie beispielsweise einem schnelleren beziehungsweise langsameren Füllen einer entsprechenden grafischen Anzeige, kann dem Fahrer zudem intuitiv vermittelt werden, welche Maßnahmen zu einer besonders hohen Effizienzsteigerung und somit
Reichweitenerhöhung führen.
Nachfolgend werden unterschiedliche Fahrsituationen und deren Auswirkung auf die zuvor beschriebenen Anzeigeelemente beschrieben .
Szenario 1: Fahrt auf hügeliger Landstraße
In einem ersten Szenario befindet sich das Kraftfahrzeug auf einer hügeligen Landstraße. Die vorgeschriebene
Höchstgeschwindigkeit für den Streckenabschnitt beträgt 100 km/h, die über das zweite Außenband 32 der
Geschwindigkeitsanzeige angezeigt wird. Die tatsächliche Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 beträgt ebenfalls 100 km/h. Zum Aufrechterhalten dieser Geschwindigkeit berechnet der Bordcomputer 5 in Abhängigkeit einer maximalen
Motorleistung, eines Motortyps, und einer Neigung des aktuellen Streckenabschnitts eine erforderliche Last für den Antriebsstrang 2. Aufgrund des sich relativ schnell
wechselnden Gefälles der Landstraße umfasst der effiziente Lastbereich 23 einen relativ großen Umfang von beispielsweise 0 bis 70 % der zur Verfügung stehenden Motorleistung. Im beschriebenen Szenario beaufschlagt der Fahrer das
Beschleunigungspedal soweit, dass eine Motorleistung von 10 % abgerufen wird, was in dem bestimmten effizienten Lastbereich 23 liegt. Dementsprechend sind die Erfolgskontrolle 26 und die berechnete Bonusreichweite 27 aktiv.
Nimmt die Steigung des aktuellen Streckenabschnitts zu und fällt die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 bei
gleichbleibender Motorleistung beispielsweise auf 80 km/h ab, bleibt die Anzeige im Wesentlichen unverändert, da eine Ist- Geschwindigkeit von 80 km/h gerade noch innerhalb des
vorgeschlagenen Ziel-Geschwindigkeitsbereichs 33 zwischen 80 und 100 km/h liegt. Dasselbe gilt wenn der Fahrer zur
Erhöhung der Geschwindigkeit das Gaspedal leicht weiter durchdrückt, um beispielsweise die Ausgangsleistung von 10 auf 20 % der zur Verfügung stehenden Leistung zu erhöhen.
Auch dieser Leistungsbereich und eine sich daraus ergebende Ist-Geschwindigkeit von 91 km/h liegen im Bereich der von dem Effizienzmodul 10 vorgeschlagenen Werte, so dass
Erfolgskontrolle 26 und Bonusreichweite 27 jeweils aktiv bleiben .
Szenario 2 : Kreisverkehr
Im weiteren Verlauf des Streckenabschnitts nähert sich das Kraftfahrzeug 1 einem Kreisverkehr an. In dieser Situation gilt nach wie vor die Geschwindigkeitsbeschränkung von 100 km/h. zusätzlich bestimmt das Vorausschaumodul 9, dass in 400 m eine Einfahrt in den Kreisverkehr erwartet wird. 200 m vor Erreichen des Kreisverkehrs wird die vom Bordcomputer
bestimmte Ziel-Geschwindigkeit auf 60 km/h reduziert.
Dementsprechend wird über das erste Außenband 22 des
Leistungsanzeigebereichs 20 eine Lastempfehlung von 0 %, das heißt ein Ausrollenlassen des Fahrzeugs empfohlen. Hierzu wird korrespondierend der Handlungshinweis 25b zum
vollständigen Wegnehmen des Fußes vom Beschleunigungspedal angezeigt. Solange der Fahrer seinen Fuß auf dem
Beschleunigungspedal belässt, wird dieser Handlungshinweis 25b angezeigt. Die Erfolgskontrolle 26 sowie die
Bonusreichweite 27 sind ausgegraut, um dem Fahrer anzuzeigen, dass er das Kraftfahrzeug 1 nicht effizient steuert.
Folgt der Fahrer dem Hinweis und geht komplett vom Gas, fällt die Ist-Geschwindigkeit auf 40 km/h und die Lastanzeige auf 0 %. In diesem Zustand wird die Erfolgskontrolle 26 und die Bonusreichweite 27 erneut aktiviert. Zum Besipiel mittels einer sogenannten Segeloperation erreicht der Fahrer den Kreisverkehr schließlich mit einer geeigneten
Einfahrtgeschwindigkeit. Die Einfahrgeschwindigkeit wird zum Beispiel über den Radius des Kreisverkehrs und einer üblichen Querbeschleunigung berechnet. Wenn der Fahrer dem
entsprechenden, zum optimalen Zeitpunkt ausgelösten
Verzögerungshinweis durchgehend folgt, wird das Fahrzeug genau mit der gewünschten Einfahrtgeschwindigkeit am
Kreisverkehr ankommen. Auf ein unnötiges,
energieineffizientes mechanisches Abbremsen des Fahrzeugs 1 kann somit verzichtet werden.
Hat der Fahrer den Kreisverkehr mit relativ niedriger
Geschwindigkeit durchquert und befährt einen neuen
Streckenabschnitt, gilt erneut die
Geschwindigkeitsbeschränkung von 100 km/h. Dementsprechend wird als Ziel-Geschwindigkeitsbereich 33 erneut ein Bereich von 80 bis 100 km/h auf dem Außenband 32 angezeigt. Zur erforderlichen Erhöhung der Geschwindigkeit wird auf dem Außenband 22 der Leistungsanzeige ein effizienter Lastbereich 23 zwischen 0 und 70 % der Ausgangsleistung angezeigt. Im beschriebenen Szenario gibt der Fahrer daraufhin zunächst beinahe Vollgas, im Ausführungsbeispiel 80 % der zur
Verfügung stehenden Leistung. Obwohl ein derartiges
Beschleunigen in Richtung der Ziel-Geschwindigkeit führt, stellt es eine ineffiziente Leistungsabgabe durch den
Antriebsstrang 2 dar, so dass in der Anzeigefläche 24 der Handlungshinweis 25a angezeigt wird, um dem Fahrer dies zu verdeutlichen. Nimmt der Fahrer daraufhin das Gaspedal ein wenig zurück, so dass die Leistungsabgabe auf beispielsweise 20 % der zur Verfügung stehenden Leistung abfällt, wird erneut die Erfolgskontrolle 26 und die Bonusreichweite 27 angezeigt. Auch mit einer derartigen, geringfügigen
Beschleunigung erreicht das Kraftfahrzeug 1 schließlich die gewünschte Ziel-Geschwindigkeit von 100 km/h.
Bezugszeichenliste
1 Kraftfahrzeug
2 Antriebsstrang
3 Steuerelemente
4 Anzeigevorrichtung
5 Bordcomputer
6 Funkmodul
7 weitere Sensoren
8 digitale Karte
9 Vorausschaumodul
10 Effizienzmodul
11 Referenzwertmodul
20 Leistungsanzeigebereich
21 erster Schleppzeiger (der Leistungsanzeige)
22 erstes Außenband (der Leistungsanzeige)
23 effizienter Lastbereich
24 Anzeigefläche
25 Handlungshinweis
26 Erfolgskontrolle
27 Bonusreichweite
30 Geschwindigkeitsanzeigebereich
31 zweiter Schleppzeiger (der Geschwindigkeitsanzeige)
32 zweites Außenband (der Geschwindigkeitsanzeige)
33 Ziel-Geschwindigkeitsbereich
34 Zahlenanzeige (der Ist-Geschwindigkeit )
35 Anzeige (der zulässigen Höchstgeschwindigkeit)
S1 bis S10 Verfahrensschritte

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Verbessern der Energieeffizienz eines
Kraftfahrzeugs (1) mit den Schritten:
- Erfassen einer Fahrsituation;
- Bestimmen eines effizienten Lastbereichs (23) für einen Antriebsstrang (2) des Kraftfahrzeugs (1) in Abhängigkeit der erfassten Fahrsituation;
- Erfassen einer aktuellen Last des Antriebsstrangs (2); und
- Anzeige des bestimmten effizienten Lastbereichs (23) und der erfassten aktuellen Last in einer kombinierten
Anzeigevorrichtung (4), sodass ein Fahrer den
Antriebsstrang (2) des Kraftfahrzeugs (1) gezielt in den effizienten Lastbereich (23) versetzen kann.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei im Schritt des Erfassens einer Fahrsituation wenigstens eine der folgenden
Fahrsituationen erfasst wird: Einleiten eines
Abbiegevorgangs ; Abschließen eines Abbiegevorgangs ;
Einfahrt in einen Kreisverkehr; Ausfahrt aus einen
Kreisverkehr; Anfahrt auf eine Kreuzung; Ausfahrt aus einem Kreuzungsbereich; Erhöhung einer
Geschwindigkeitsbeschränkung; Erniedrigung einer
Geschwindigkeitsbeschränkung; Einfahrt auf eine Autobahn; Ausfahrt von einer Autobahn; Einleitung eines
Überholmanövers; Abschließen eines Überholmanövers;
Einfahrt in eine Kurve; Ausfahrt aus einer Kurve;
Annäherung an ein vorausfahrendes Fahrzeug; und
Annäherung an eine Gefahrenstelle.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei im Schritt des Erfassens der Fahrsituation wenigsten einer der folgenden Parameter erfasst wird: Vorausschaudaten, insbesondere eine zu erwartende Ziel-Geschwindigkeit; eine aktuelle Geschwindigkeit und/oder Geschwindigkeitsänderung des Kraftfahrzeuges (1) und/oder eines vorausfahrenden
Kraftfahrzeugs; ein Zustand eines Fahrtrichtungsanzeiger des Kraftfahrzeuges (1) und/oder eines vorausfahrenden Kraftfahrzeugs; eine Spur auf der sich das Kraftfahrzeug (1) und/oder ein vorausfahrenden Kraftfahrzeug befindet; digitale Verkehrsnetzinformationen zu einem oder mehreren Streckenabschnitten im Bereich einer erkannten Position des Kraftfahrzeugs (1) ; und Routeninformationen eines Navigationssystems .
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erfasste Fahrsituation einem der folgenden Fahrmanöver zugeordnet wird: Beschleunigen des Kraftfahrzeugs (1); Verzögern des Kraftfahrzeugs (1) ; und Bewegen des
Kraftfahrzeugs ( 1 ) mit einer konstanten Geschwindigkeit.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der effizienten Lastbereichs (23) in Abhängigkeit wenigstens eines der folgenden Parameter bestimmt wird: ein der erfassten Fahrsituation zugeordnetes Fahrmanöver; eine Ziel-Geschwindigkeit für eine aktuelle und/oder
vorausliegende Fahrsituation; eine Ist-Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (1) ; eine Neigung des aktuellen und/oder eines vorausliegenden Streckenabschnitts und/oder des Kraftfahrzeugs (1) ; ein Typ des
Antriebstrangs (2); eine Größe einer durch den
Antriebsstrang (2) zurückzugewinnenden Energie; eine Größe einer durch den Antriebsstrang (2) möglichen
Energieeinsparung; eine maximale Leistung des Antriebsstrangs (2); und ein optimaler Betriebsbereich des Antriebsstrangs (2).
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Ziel-Geschwindigkeit für eine aktuelle und/oder vorausliegende Fahrsituation in Abhängigkeit wenigstens einer der folgenden
Informationen bestimmt wird: eine
Geschwindigkeitsbeschränkung für einen aktuellen und/oder erwarteten Streckenabschnitt; eine Distanz bis zu einem Erreichen des erwarteten Streckenabschnitts; eine Distanz bis zu einem Erreichen einer Gefahrenstelle; eine Distanz bis zu einem Erreichen eines Scheitelpunkts einer Kurve; eine Distanz und/oder eine Geschwindigkeit eines
vorrausfahrenden Kraftfahrzeugs; und eine aus
Flottendaten gelernte, erwartete und/oder aus einer erwarteten Querbeschleunigung berechnete Geschwindigkeit in einem Kurvenscheitelpunkt, in einem Kreisverkehr und/oder während eines Abbiegevorgangs .
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, zusätzlich umfassend :
- Bestimmen einer Reichweitenvergrößerung gegenüber einem Betrieb des Kraftfahrzeugs (1) mit einem vorbestimmten Referenzverbrauch, insbesondere einem in Abhängigkeit der Fahrsituationen berechnetem und/oder ermitteltem
Referenzverbrauch .
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei im
Schritt des Anzeigens des bestimmten effizienten
Lastbereichs (23) und der erfassten aktuellen Last zusätzlich ein Handlungshinweis zum Erreichen des
effizienten Lastbereichs (23) angezeigt wird, wenn die erfasste aktuelle Last sich außerhalb des effizienten Lastbereichs (23) befindet, und/oder eine gegenüber einem Betrieb des Kraftfahrzeugs (1) mit einem vorbestimmten Referenzverbrauch erzielte Reichweitenvergrößerung angezeigt wird, wenn die erfasste aktuelle Last sich innerhalb des effizienten Lastbereichs (23) befindet.
9. Kraftfahrzeug (1); umfassend:
- einen Antriebsstrang (2) zum Antreiben des Kraftfahrzeugs (1), wobei der Antriebsstrang (2) eine Sensorik zum
Ermitteln einer aktuellen Last des Antriebsstrangs (2) umfasst ;
- einen Bordcomputer (5), der dazu eingerichtet ist, einen effizienten Lastbereich (23) für den Antriebsstrang (2) in Abhängigkeit einer erfassten Fahrsituation zu
bestimmen; und
- wenigstens eine Anzeigevorrichtung (4), die dazu
eingerichtet ist, einem Fahrer des Kraftfahrzeugs (1) den von dem Bordcomputer (5) bestimmten effizienten
Lastbereich (23) in Kombination mit einer aktuellen Last des Antriebsstrangs (2) anzuzeigen, so dass der Fahrer den Antriebsstrang (2) des Kraftfahrzeugs (1) gezielt in den effizienten Lastbereich (23) versetzen kann.
10. Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 9, wobei der Bordcomputer (5) des Weiteren dazu eingerichtet ist, eine bevorzugte Stellung für wenigstens ein Steuerelement (3) ,
insbesondere ein Beschleunigungspedal und/oder ein
Bremspedal, zu bestimmen, die den Antriebsstrang (2) des Kraftfahrzeugs in den effizienten Lastbereich (23) versetzt, und die wenigstens eine Anzeigevorrichtung (4) des Weiteren dazu eingerichtet ist, einen Hinweis
bezüglich der bevorzugten Stellung dem Fahren des
Kraftfahrzeugs (1) anzuzeigen.
11. Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Bordcomputer (5) des Weiteren dazu eingerichtet ist, einen durch Betrieb des Kraftfahrzeugs (1) in dem
effizienten Lastbereich (23) erzielten positiven Effekt, insbesondere ein erzielte Reichweitenvergrößerung oder einen erzielten Verbrauchswert, zu bestimmen, und die wenigstens eine Anzeigevorrichtung (4) des Weiteren dazu eingerichtet ist, eine Belohnung bezüglich des erzielten positiven Effekts dem Fahren des Kraftfahrzeugs (1) anzuzeigen .
12. Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
weiter umfassend ein Kartenmodul (8) mit digitalen
Verkehrsnetzinformationen und eine Ortungseinheit zum Bestimmen einer Position des Kraftfahrzeugs (1) auf wenigstens einem Streckenabschnitt der digitalen
Verkehrsnetzinformationen, wobei die digitalen
Verkehrsnetzinformationen wenigstens eine Angabe
bezüglich einer Ziel- oder Höchstgeschwindigkeit für den wenigstens einen Streckenabschnitt gemäß einer bestimmten Position des Kraftfahrzeugs (1) umfassen, und der
Bordcomputer (5) des Weiteren dazu eingerichtet ist, den effizienten Lastbereich (23) für den Antriebsstrang (2) in Abhängigkeit der wenigstens einen Angabe bezüglich der Ziel- beziehungsweise Höchstgeschwindigkeit für den wenigstens einen Streckenabschnitt zu bestimmen.
13. Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
wobei der Bordcomputer (5) des Weiteren dazu eingerichtet ist, wenigstens einen Referenzwert bezüglich einer effizienten Fahrweise von einem Referenzwertmodul (11) abzurufen, einen entsprechenden Vergleichswert für eine Fahrweise des Fahrers des Kraftfahrzeugs (1) zu bestimmen und mit dem Referenzwert vergleichen, und die wenigstens eine Anzeigevorrichtung (4) des Weiteren dazu
eingerichtet ist, ein Ergebnis des Vergleiches
anzuzeigen .
14. Computerlesbares Medium mit ausführbarem Programmcode, wobei beim Ausführen des Programmcodes auf wenigstens einem Prozessor eines Computersystems , insbesondere auf einem Bordcomputer (5) eines Kraftfahrzeugs (1) , ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgeführt wird .
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