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Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung zum Darstellen einer elektrischen Antriebs- und Rekuperationsleistung, die von einem elektrischen Fahrantrieb eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs bereitgestellt wird. Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Anzeigevorrichtung.
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Derartige Anzeigevorrichtungen sind dazu ausgelegt, anzuzeigen, wieviel Antriebsleistung ein elektrischer Fahrantrieb des Kraftfahrzeugs momentan bereitstellt bzw. wieviel kinetische Energie des Kraftfahrzeugs der elektrische Fahrantrieb bei einem Bremsvorgang momentan rekuperativ als elektrische Energie zurückgewinnt, die dann wieder in die Traktionsbatterie zurückgespeichert werden kann. Derartige Anzeigevorrichtungen, z. B. ausgeführt als Teil eines digitalen Kombiinstruments des Kraftfahrzeugs, werden üblicherweise als Powermeter bezeichnet.
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Herkömmliche, aus der Praxis bekannte Powermeter zeigen dem Fahrer auf diese Weise zwar Informationen über die momentan bereitgestellte elektrische Antriebs- oder Rekuperationsleistung an. Jedoch können die momentan maximal erzielbaren Antriebs- oder Rekuperationsleistungen je nach aktueller Betriebssituation des Kraftfahrzeugs durch unterschiedliche Faktoren begrenzt sein. So kann die momentan maximal verfügbare Antriebsleistung reduziert sein, weil elektrische Leistung für andere Verbraucher benötigt wird oder der Fahrantrieb überhitzt ist. Die momentan maximal erzielbare Rekuperationsleistung kann reduziert sein, weil die Traktionsbatterie nahezu vollständig geladen ist und keine zusätzliche rekuperierte elektrische Energie mehr aufnehmen kann.
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Eine derartige Veränderung der momentan maximal erzielbaren Antriebs- oder Rekuperationsleistungen wird dem Fahrer üblicherweise nicht ausreichend veranschaulicht. Entsprechend kann der Fahrer entsprechende Fahrmanöver, die hiervon beeinflusst werden können, wie z. B. Überholvorgänge oder ressourcenschonendes Bremsen, nicht optimal planen. Herkömmliche Powermeter zeigen dem Fahrer auch keine Informationen zum vergangen Fahrverhalten an, was die elektrische Antriebs- oder Rekuperationsleistung betrifft, zumindest nicht in einer Weise, anhand der ein Fahrer möglichst ohne zusätzliche Ablenkung von der Fahraufgabe Rückschlüsse im Hinblick auf eine Effizienz seiner Fahrweise ziehen kann, um sein Fahrverhalten bei Bedarf entsprechen anpassen zu können.
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Somit besteht die Aufgabe, eine verbesserte Anzeigevorrichtung zur Darstellung einer elektrischen Antriebs- und Rekuperationsleistung bereitzustellen, mit der Nachteile herkömmlicher Ansätze vermieden werden können. Insbesondere soll eine solche Anzeigevorrichtung bereitgestellt werden, die einer Fahrerin oder einem Fahrer verbesserte Informationen zur Planung nachfolgender (bevorstehender) Fahrmanöver bereitstellt, vorzugsweise in einer Weise, die die Fahrerin oder den Fahrer nicht von der Fahraufgabe ablenkt.
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Die Aufgabe wird durch eine Anzeigevorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung angegeben.
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Gemäß einem Aspekt ist eine Vorrichtung zum Darstellen (Anzeigen) einer elektrischen Antriebsleistung und einer elektrischen Rekuperationsleistung bereitgestellt, die von einem elektrischen Fahrantrieb eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden. Diese Vorrichtung wird nachfolgend als Anzeigevorrichtung oder als Powermeter bezeichnet. Die Anzeigevorrichtung ist bevorzugt eine Anzeigevorrichtung zum Anzeigen der elektrischen Antriebsleistung und einer elektrischen Rekuperationsleistung an einem Fahrerplatz des Kraftfahrzeugs. Die Anzeigevorrichtung kann Teil eins digitalen Kombiinstruments des Kraftfahrzeugs sein. Das Kraftfahrzeug ist vorzugsweise ein Nutzfahrzeug.
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Die Anzeigevorrichtung umfasst eine Anzeigefläche und eine mit der Anzeigefläche gekoppelte Steuereinrichtung zum Steuern einer Anzeige von Informationen auf der Anzeigefläche. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgebildet, auf der Anzeigefläche eine erste Skala zur Anzeige der Antriebsleistung und eine zweite Skala zur Anzeige der Rekuperationsleistung anzuzeigen. Weiterhin ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet eine momentane elektrische Antriebsleistung auf der ersten Skala und eine momentane elektrische Rekuperationsleistung auf der zweiten Skala anzuzeigen. Hierzu ermittelt die Steuereinrichtung Zahlenwerte zu den Messgrößen momentane Antriebsleistung und momentane Rekuperationsleistung. Die momentane elektrische Antriebsleistung entspricht der im aktuellen Moment zum Antrieb des Kraftfahrzeugs abgerufenen elektrischen Antriebsleistung. Die momentane elektrische Rekuperationsleistung entspricht der elektrischen Leistung, die vom elektrischen Fahrantrieb bei einem rekuperativen Bremsvorgang aktuell zurückgewonnen wird.
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Ein erster allgemeiner Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung betrifft Ausführungsformen, bei denen die Steuereinrichtung vorzugsweise dazu ausgebildet ist, einen temporär nicht verfügbaren Bereich der Antriebsleistung auf der ersten Skala und/oder einen temporär nicht verfügbaren Bereich der Rekuperationsleistung auf der zweiten Skala anzuzeigen. Auf diese Weise wird ein nicht verfügbarer Bereich der Antriebsleistung und/oder der Rekuperationsleistung für den Fahrer visuell kenntlich gemacht, wenn die maximal verfügbare Antriebsleistung und/oder Rekuperationsleistung nicht zur Verfügung stehen.
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Der temporär nicht verfügbare Bereich der Antriebsleistung entspricht der Differenz der maximal verfügbaren Antriebsleistung und der tatsächlich verfügbaren (abrufbaren) Antriebsleistung. Mit einer maximal verfügbaren Antriebsleistung ist hier diejenige Leistung gemeint, die das Kraftfahrzeug unter idealen Bedingungen maximal bereitstellen kann, was optional eine zuschaltbare Boost-Leistung umfassen kann. Im realen Fahrbetrieb kann die tatsächlich zur Verfügung stehende (abrufbare) Antriebsleistung durch verschiedene Faktoren reduziert sein, d. h. dem Fahrer steht tatsächlich weniger als die maximale Antriebsleistung zur Verfügung. Vorstehend wurde bereits festgestellt, dass die maximal erzielbare Antriebsleistung im realen Fahrbetrieb z. B. begrenzt sein kann, weil elektrische Leistung für andere Verbraucher benötigt wird oder der Fahrantrieb überhitzt ist.
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Durch die Anzeige des temporär nicht verfügbaren Bereichs der Antriebsleistung kann der Fahrer vorteilhaft auf einen Blick erkennen, wieviel Antriebsleistung ihm aktuell zur Verfügung steht, d. h. wieviel Antriebsleistung er theoretisch abrufen könnte. Insbesondere werden die momentane elektrische Antriebsleistung und der temporär nicht verfügbare Bereich der Antriebsleistung gemeinsam auf derselben ersten Skala angezeigt. Der Fahrer sieht also auf einen Blick, wieviel mehr Leistung er relativ zu der momentan tatsächlichen elektrischen Leistung noch zusätzlich abrufen könnte, sodass ihm eine besonders intuitive und damit sichere Planung von folgenden Fahrmanövern ermöglicht wird. Insbesondere kann der Fahrer erkennen, wenn eine schnelle Beschleunigung und hohe Geschwindigkeiten nicht möglich sind, sodass er in diesem Fall von Fahrmanövern absieht, die diese benötigen würden. Die Fahrsicherheit wird entsprechend erhöht.
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Analog kann auch die Rekuperationsleistung, d. h. die Leistung, die bei einem Bremsvorgang von dem elektrischen Fahrantrieb zurückgewonnen werden kann, durch verschiedene Faktoren begrenzt sein. Der temporär nicht verfügbare Bereich der Rekuperationsleistung bestimmt sich aus der Differenz einer maximal verfügbaren Rekuperationsleistung und einer tatsächlich (aktuell) verfügbaren Rekuperationsleistung.
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Mit einer maximal verfügbaren Antriebsleistung ist hier somit diejenige Rekuperationsleistung gemeint, die der elektrische Fahrantrieb in einem rekuperativen Betrieb unter idealen Bedingungen maximal bereitstellen kann. Wenn jedoch eine Traktionsbatterie des Fahrantriebs z. B. einen hohen Ladezustand aufweist, kann diese nur noch begrenzt rekuperativ erzeugte Energie aufnehmen. In solch einer Situation ist eine tatsächlich (aktuell) verfügbare Rekuperationsleistung im Rekuperationsbetrieb kleiner als die (theoretisch) maximal verfügbare Rekuperationsleistung. Die Differenz wird dem Fahrer auf der zweiten Skala angezeigt. Der Fahrer sieht also vor und/oder während eines rekuperativ ausgeführten Bremsmanövers auf einen Blick, wieviel Rekuperationsleistung als wiedernutzbare Energie aufgefangen werden könnte. Damit kann der Fahrer seine Bremsmanöver besser vorausplanen, und so eine energiesparende Fahrweise fördern.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante weist die erste Skala einen ersten Bereich auf, der sich von Null bis zu einem ersten Skalenende, das eine Maximal-Antriebsleistung ohne Boost-Unterstützung repräsentiert, erstreckt. Das erste Skalenende kann beispielsweise mit dem Wert von 100 % auf der ersten Skala gekennzeichnet sein. Optional weist die erste Skala weiterhin einen Boost-Bereich auf, der sich vom ersten Skalenende zu einem zweiten Skalenende, das eine Maximal-Antriebsleistung mit Boost-Unterstützung repräsentiert, erstreckt. Die Boost-Unterstützung ermöglicht dem Fahrer, für eine begrenzte Dauer eine Antriebsleistung abzurufen, die oberhalb der normalen maximalen Antriebsleistung liegt. Ob die Boost-Unterstützung verfügbar ist, kann von unterschiedlichen Faktoren z. B. der Temperatur eines Traktionsenergiespeichers, abhängen. Ist die Boost-Unterstützung nicht verfügbar, kann dies dem Fahrer durch einen nicht verfügbaren Bereich dargestellt werden. Der deutliche optische Hinweis, wenn der Boost-Bereich nicht zur Verfügung steht, kann den Fahrer außerdem zu einer gleichmäßigen und ökonomischen Fahrweise animieren, um die Boost-Unterstützung verfügbar zu haben, wenn sie gerade gebraucht wird.
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Der temporär nicht verfügbare Bereich der Antriebsleistung kann sich dabei vom zweiten Skalenende über das erste Skalenende hinaus in den ersten Bereich erstrecken. Anders ausgedrückt kann sich der temporär nicht verfügbare Bereich der Antriebsleistung über den Boost-Bereich hinaus in den ersten Bereich erstrecken. Dies ist vorteilhaft zur Anzeige von aktuellen Einschränkungen der Antriebsleistung, die über die Nicht-Verfügbarkeit des Boost-Antriebs hinausgehen.
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In einer weiteren Ausführungsvariante weist die erste Skala lediglich den ersten Bereich auf, der sich von Null bis zum ersten Skalenende, das eine Maximal-Antriebsleistung ohne Boost-Unterstützung repräsentiert, erstreckt. Der temporär nicht verfügbare Bereich der Antriebsleistung kann sich in diesem Fall vom ersten Skalenende in den ersten Bereich hinein erstrecken. Optional kann ein Boost-Bereich an anderer Stelle, z. B. an einer anderen Stelle der Anzeigefläche, beabstandet und/oder geometrisch getrennt von der ersten und zweiten Skala auf der Anzeige angeordnet sein. Der Boost-Bereich kann z. B. an einer eigenen Skala (dritte Skala) angezeigt sein. Durch die separate Darstellung der dritten Skala wird dem Fahrer verdeutlicht, dass die Boost-Unterstützung eine lediglich temporäre Unterstützung zur Durchführung leistungsintensiver Fahrmanöver ist, und nicht für die Dauernutzung im normalen Fahrbetrieb vorgesehen ist. Vorzugsweise kann die Darstellung des Boost-Bereichs und/oder der dritten Skala visuell unterschiedlich dargestellt sein, je nachdem, ob die Boost-Unterstützung verfügbar ist, oder nicht. Beispielsweise kann der Boost-Bereich und/oder die dritte Skala hell, z. B. weiß, angezeigt werden, wenn die Boost-Unterstützung verfügbar ist, und dunkel, z. B. ausgegraut, angezeigt werden, wenn die Boost-Unterstützung nicht verfügbar ist. Auf diese Weise kann der Fahrer auf einen Blick erfassen, ob ihm die Boost-Unterstützung in dem Moment zur Verfügung steht, oder nicht.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der temporär nicht verfügbare Bereich der Antriebsleistung als Bereich mit anderer Farbgebung, z. B. als ausgegrauter oder ausgeblendeter Bereich, und/oder mit anderer Musterung als ein verfügbarer Bereich der Antriebsleistung auf der ersten Skala angezeigt werden. Eine solche Darstellung ermöglicht es dem Fahrer auf einen Blick zu verstehen, welche Antriebsleistung ihm zur Verfügung steht, ohne ihn unnötig zu alarmieren und ohne ihn von der Fahraufgabe abzulenken.
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Zusätzlich oder alternativ kann der temporär nicht verfügbare Bereich der Antriebsleistung die Anzeige eines dynamischen Endanschlags für die momentan maximal verfügbare Antriebsleistung auf der ersten Skala umfassen. Der nicht verfügbare Bereich der Antriebsleistung kann dann auf der ersten Skala als Bereich dargestellt sein, der sich vom zweiten Skalenende bis zum angezeigten dynamischen Endanschlag erstreckt. Der nicht verfügbare Bereich der Antriebsleistung kann alternativ auch nur als dynamischer Endanschlag dargestellt werden. Der Begriff „dynamisch“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass sich die Position des Endanschlags abhängig von der aktuellen Größe des temporär nicht verfügbaren Bereichs der Antriebsleistung verändert. Der dynamische Endanschlag begrenzt optisch die momentan tatsächlich verfügbare Antriebsleistung, indem der dynamische Endanschlag den ersten Bereich derart begrenzt, dass die momentane elektrische Antriebsleistung nicht in den temporär nicht verfügbaren Bereich der Antriebsleistung eindringen kann.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinrichtung ferner dazu ausgebildet, bei Aktivierung eines elektrisch betriebenen Nebenabtriebs, ePTO, (engl. electrical Power Take Off, ePTO) des Kraftfahrzeugs, dessen momentane elektrische Leistung auf der ersten Skala anzuzeigen. Ein elektrischer Nebenabtrieb kann vor allem bei Nutzfahrzeugen dazu verwendet werden, zusätzliche Arbeitsaggregate und Komponenten, z. B. einen Mischer oder eine rotierende Bürste, mit elektrischer Antriebsleistung zu versorgen. Kommt die Leistung dazu aus der Traktionsbatterie, die auch den elektrischen Fahrantrieb mit elektrischer Leistung versorgt, kann dies die verfügbare Antriebsleistung für den Fahrantrieb reduzieren. Die Anzeige der momentanen elektrischen Leistung des ePTO zusammen mit der Fahrleistung auf der ersten Skala kann dem Fahrer damit einen Überblick darüber geben, wieviel Leistung von der Traktionsbatterie abgerufen wird. Insbesondere bekommt der Fahrer einen zusätzlichen Hinweis auf einen wesentlichen Verbraucher, auf den der Fahrer trotz ökonomischer Fahrweise unter Umständen keinen Einfluss nehmen kann. Ferner ermöglicht die Anzeige der momentanen elektrischen Leistung des ePTO auf der ersten Skala dem Fahrer besser zu verstehen, was eine Ursache für den temporär nicht verfügbare Bereich der Antriebsleistung (zumindest zum Teil) ist, wenn ein ePTO aktiv ist.
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In einer Ausführungsvariante wird die momentane Antriebsleistung und die Leistung des ePTO nebeneinander auf der ersten Skala jeweils mit einem Zeiger, vorzugsweise jeweils mit einem segmentierten oder kontinuierlichen Balken, angezeigt. Vorzugsweise ist der Zeiger, z. B. der Balken, für die Leistung des ePTO schmaler und/oder weniger hervorgehoben dargestellt als der Zeiger für die momentane Antriebsleistung. Als Zeiger kann jedes graphische Element verstanden werden das dazu geeignet ist, Werte auf einer Skala anzuzeigen. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Balken, eine Säule, einen Pfeil oder auch um eine Kombination daraus handeln. Die Anzeige der Antriebsleistung und der Leistung des ePTO nebeneinander stellen für den Fahrer optisch eindeutig klar, dass es sich jeweils um Leistungsentnahmen aus der Traktionsbatterie handelt. Durch die schmalere und/oder weniger hervorgehobene Darstellung des Zeigers des ePTO wird der Fahrer möglichst wenig von seiner Fahraufgabe abgelenkt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der temporär nicht verfügbare Bereich der Rekuperationsleistung als Bereich mit anderer Farbgebung, z. B. als ausgegrauter Bereich, und/oder anderer Musterung als ein verfügbarer Bereich der Rekuperationsleistung auf der zweiten Skala angezeigt werden. Zusätzlich oder alternativ kann der temporär nicht verfügbare Bereich der Rekuperationsleistung die Anzeige eines dynamischen Endanschlags für die momentan maximal verfügbare Rekuperationsleistung auf der zweiten Skala umfassen. Die zweite Skala kann sich von Null bis zu einem eine maximale Rekuperationsleistung repräsentierenden dritten Skalenende erstrecken, das vorzugsweise als 100 % markiert ist. Analog der Darstellung des verfügbaren Bereichs der Antriebsleistung wird es dem Fahrer auf diese Weise ermöglicht, auf einen Blick den Zustand und die weitere Abrufbarkeit des rekuperativen Bremssystems zu erfassen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, eine Aktivierung einer nicht-rekuperativ arbeitenden Betriebsbremse auf der zweiten Skala und/oder angrenzend an die zweite Skala anzuzeigen. Die nicht-rekuperativ arbeitende Betriebsbremse kann eine dissipative Betriebsbremse sein und/oder umfassen, d. h. die Bremsenergie wird nicht in den Traktionsenergiespeicher zurückgeführt, sondern wird beispielsweise in Form von Wärme abgeführt. Die Betriebsbremse kann ferner eine Retarderbremse (Primärretarder und/oder Sekundärretarder) sein und/oder umfassen.
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Um eine möglichst energiesparende Fahrweise zu gewährleisten, ist die Verwendung eines rekuperativen Bremssystems in den meisten Fällen zu bevorzugen. Dennoch kann der Einsatz einer Betriebsbremse notwendig sein, um beispielsweise das Kraftfahrzeug vollständig anzuhalten, wenn von dem rekuperativen Bremssystem nicht ausreichend Bremsleistung und/oder nicht schnell genug bereitgestellt werden kann. Die Anzeige der nicht-rekuperativ arbeitenden Betriebsbremse kann den Fahrer zu einem möglichst vorausschauenden Bremsverhalten, das auf einen möglichst häufigen Einsatzes des rekuperativen Bremssystems abzielt, anleiten. Die Anzeige der Aktivierung einer nicht-rekuperativ arbeitenden Betriebsbremse auf der zweiten Skala und/oder angrenzend an die zweite Skala kann beispielsweise angrenzend an den dynamischen Endanschlag der Rekuperationsleistung erfolgen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante kann die Aktivierung der nicht-rekuperativ arbeitenden Betriebsbremse durch ein grafisches Element, z. B. durch ein Symbol oder einen Schweif, auf der zweiten Skala und/oder angrenzend an die zweite Skala angezeigt werden. Das Symbol kann beispielsweise ein Symbol sein, das bei Aktivierung der Betriebsbremse eingeblendet und bei Deaktivierung der Betriebsbremse ausgeblendet wird. Alternativ kann es als Symbol gestaltet sein, das eine Stärke des Betriebsbremseingriffs symbolisiert, indem es z. B. deutlicher oder größer dargestellt wird, je stärker der Eingriff der Betriebsbremse ist. Das Symbol kann z. B. balkenartig dargestellt sein, wobei die Balkenhöhe umso größer ist, desto stärker der Eingriff der Betriebsbremse ist.
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In einer weiteren Ausführungsvariante wird das grafische Element in dem temporär nicht verfügbaren Bereich der Rekuperationsleistung angezeigt, und vorzugsweise benachbart zu dem dynamischen Endanschlag und/oder angrenzend hierzu. Auf diese Weise wird dem Fahrer der Betriebsbremseingriff visuell als eine Verlängerung des rekuperativ arbeitenden Bremssystems dargestellt, sodass der Fahrer alle Informationen bezüglich der Bremsleistung auf einen Blick erkennen kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, die erste Skala und die zweite Skala derart auf der Anzeigefläche anzuzeigen, dass die erste Skala und die zweite Skala übereinander und zueinander fluchtend angeordnet sind. Anders ausgedrückt wird auf der Anzeigefläche ein Leistungsskalenfeld angezeigt, in dem die erste Skala und die zweite Skala jeweils aneinander angrenzende Positionen einnehmen. Der Nullpunkt der ersten Skala und der Nullpunkt der zweiten Skala stimmen vorzugsweise überein. Die erste und die zweite Skala können sich in Richtung zunehmender Leistungswerte jeweils in gegenüberliegende Richtungen erstrecken. Der Fahrer bekommt so auf einen Blick vorteilhafte Informationen zur vorausschauenden Planung von Fahrmanövern, ohne unnötig durch viele verschiedene Anzeigen abgelenkt zu werden.
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Ein zweiter allgemeiner Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung betrifft Ausführungsformen, bei denen die Steuereinrichtung vorzugsweise dazu ausgebildet ist, benachbart zur ersten und zweiten Skala wahlweise ein Informationsfeld auf der Anzeigefläche anzeigen, in dem, rückblickend für einen zurückgelegten Weg oder eine zurückgelegte Zeit, ein Verlauf der bereitgestellten elektrischen Antriebsleistung und/oder ein Verlauf der Rekuperationsleistung dargestellt ist. Anders ausgedrückt kann der Fahrer bei Bedarf zusätzlich zu der Anzeige der ersten und der zweiten Skala wahlweise, d. h. optional und bei Bedarf, ein weiteres Informationsfeld einblenden. In dem Informationsfeld werden Informationen über die in der Vergangenheit liegenden bereitgestellten elektrischen Antriebsleistungen sowie Rekuperationsleistungen dargestellt, die nachfolgend auch kurz als historische Antriebsleistungen und historische Rekuperationsleistungen bezeichnet werden.
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Auf diese Weise erhält der Fahrer bei Bedarf weitere Informationen über die elektrische Antriebsleistung sowie der Rekuperationsleistung entlang einer bereits zurückgelegten Strecke und/oder während eines zurückliegenden Zeitraums. Diese Informationen können dem Fahrer beispielsweis Auskunft darüber geben, ob ein effizientes Bremsverhalten vorlag, bei dem ein möglichst großer Teil der Bremsenergie rekuperiert werden konnte, oder an welchen Abschnitten besonders viel oder wenig Antriebsenergie abgerufen wurde. Mithilfe dieser Informationen kann der Fahrer ableiten, wie er Fahrmanöver in der Zukunft verbessern kann, insbesondere wie er eine besonders ressourcenschonende Fahrweise umsetzen kann.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Verlauf der bereitgestellten elektrischen Antriebsleistung und Rekuperationsleistung als Säulendiagramm, vorzugsweise als Histogramm, dargestellt. Eine derartige Darstellung ermöglicht es dem Fahrer die Informationen auf einfache, intuitive Weise ablesen zu können, ohne mit übermäßigen oder unnötigen Details überfrachtet zu werden.
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Die Darstellung in dem Informationsfenster, rückblickend für einen zurückgelegten Weg oder eine zurückgelegte Zeit, kann dermaßen ausgeführt sein, dass der zurückgelegte Weg oder die zurückliegende Zeit in einzelne Zeitabschnitte oder Wegabschnitte unterteilt ist und die Antriebsleistung und/oder die Rekuperationsleistung jeweils für die einzelnen Zeit- oder Wegabschnitte zusammengefasst dargestellt werden, z. B. in Form eines Säulendiagramms oder einer Histogramm-Darstellung.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, die im Informationsfenster angezeigten Informationen jeweils räumlich und grafisch in Bezug zu den korrespondierenden Informationen der ersten Skala und zweiten Skala anzuzeigen. Das kann umfassen, dass die im Informationsfenster angezeigten Informationen an der ersten und/oder zweiten Skala ausgerichtet sind wie die momentane Antriebsleistung und die momentane Rekuperationsleistung. Ferner können für die Anzeige der historischen Antriebsleistungen im Informationsfenster die gleichen grafischen oder zumindest ähnliche grafische Elemente verwendet werden wie für die Anzeige der momentanen Antriebsleistung. Ferner können für die Anzeige der historischen Rekuperationsleistungen im Informationsfenster die gleichen grafischen oder zumindest ähnliche grafische Elemente verwendet werden wie für die Anzeige der momentanen Rekuperationsleistung. Vorteilhaft kann der Fahrer so, auch bei nur kurzzeitiger Einblendung des Informationsfeldes, die Informationen des Informationsfeldes auf einen Blick erfassen ohne sich erst einmal in neuen Skalen zurechtfinden zu müssen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, in dem Informationsfenster den Verlauf der bereitgestellten Antriebsleistung grafisch in Form von mehreren der ersten Skala zugeordneten Zeigern, vorzugsweise ausgeführt als Balken, anzuzeigen, und den Verlauf der bereitgestellten Rekuperationsleistung grafisch in Form von mehreren der zweiten Skala zugeordneten Zeigern, vorzugsweise ausgeführt als Balken, anzuzeigen.
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Besonders bevorzugt wird eine Balkendarstellung sowohl für die Darstellung der momentanen Antriebs- und/oder Rekuperationsleistung und die Darstellung der historischen Antriebs- und/oder Rekuperationsleistung verwendet. Die Balkendarstellung des Informationsfeldes stimmt vorzugsweise optisch mit derjenigen der ersten und/oder zweiten Skala überein, sodass der Fahrer auf einen Blick eine Verbindung der unterschiedlichen Informationen herstellen kann. Dazu können die Skalen und das Informationsfeld zum Beispiel auf gleicher Höhe und/oder in gleicher Skaleneinteilung dargestellt sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Balken, die im Informationsfenster zur Anzeige der Antriebsleistung und der Rekuperationsleistung für einen bestimmten zurückliegenden Weg- oder Zeitabschnitt verwendet werden, übereinander und vorzugswiese fluchtend zueinander, dargestellt. Entsprechend können die korrespondierenden Achsen, die den Zeit- bzw. Wegverlauf darstellen, übereinstimmen, oder sie sind in korrespondierender Weise z. B. parallel zueinander angeordnet und haben eine übereinstimmende Länge und Skalierung. Die positive Richtung der Antriebsleistung und die positive Richtung der Rekuperationsleistung können sich in gegenüberliegende Richtungen erstrecken.
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In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Steuereinrichtung ferner dazu ausgebildet, bei Aktivierung eines elektrisch betriebenen Nebenabtriebs, ePTO, (engl. electrical Power Take Off, ePTO), dessen momentane elektrische Leistung auf der ersten Skala anzuzeigen und, rückblickend für den zurückgelegten Weg oder die zurückgelegte Zeit, einen Verlauf der Leistung des ePTO in dem Informationsfenster anzuzeigen. Insbesondere im historischen Verlauf kann der Fahrer Informationen darüber gewinnen, wie sich die elektrische Leistung des ePTO auf den elektrischen Fahrantrieb ausgewirkt hat, sodass er seine Fahrweise in der Zukunft vorausschauend an die Leistung des elektrisch betriebenen Nebenabtriebs anpassen kann.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, die momentane Antriebsleistung und die Leistung des ePTO nebeneinander auf der ersten Skala jeweils mit einem Zeiger, vorzugsweise jeweils mit einem segmentierten oder kontinuierlichen Balken, anzuzeigen. Vorzugsweise wird der Zeiger für die Leistung des ePTO schmaler und/oder weniger hervorgehoben dargestellt als der Zeiger für die momentane Antriebsleistung. Ferner kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, den Verlauf der Antriebsleistung und der Verlauf der Leistung des ePTO in korrespondierender Weise nebeneinander in dem Informationsfeld, und bevorzugt in räumlicher Zuordnung zur ersten Skala, anzuzeigen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, in dem Informationsfenster einen Durchschnittswert für den zurückgelegten Weg oder die zurückgelegte Zeit der folgenden Größen anzuzeigen: die elektrische Antriebsleistung, die Rekuperationsleistung und vorzugsweise die Leistung des ePTO. Die Darstellung des Durchschnittswerts kann zum Beispiel durch eine Linie innerhalb des Informationsfeldes erfolgen, die optional mit einem grafischen Symbol zur Kennzeichnung von Durchschnittswerten beschriftet ist. Der Durchschnittswert kann für jede bzw. einzelne der genannten Größen separat, und/oder als eine Kombination verschiedener Größen erfolgen. Die zusätzliche Einblendung des Durchschnittswerts ermöglicht es dem Fahrer vorteilhaft verschiedene Zeit- bzw. Wegabschnitte mit dem Durchschnittswert zu vergleichen, und so sein Fahrverhalten in der Zukunft zu verbessern.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, eine Aktivierung einer nicht-rekuperativ arbeitenden Betriebsbremse auf der zweiten Skala und/oder angrenzend an die zweite Skala anzuzeigen und rückblickend für den zurückgelegten Weg oder die zurückgelegte Zeit, einen Verlauf der Aktivierung der nicht-rekuperativ arbeitenden Betriebsbremse in dem Informationsfenster anzuzeigen.
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Die Aktivierung der nicht-rekuperativ arbeitenden Betriebsbremse kann durch ein grafisches Element, z. B. durch ein Symbol, z. B. durch ein säulenartiges Symbol, oder einen Schweif, auf der zweiten Skala und/oder angrenzend an die zweite Skala angezeigt werden. Der Verlauf der Aktivierung der nicht-rekuperativ arbeitenden Betriebsbremse kann in dem Informationsfenster in korrespondierender Weise, und bevorzugt in räumlicher Zuordnung zur zweiten Skala, angezeigt werden.
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug umfassend eine Anzeigevorrichtung, wie hierin beschrieben. Bevorzugt ist das Kraftfahrzeug ein Nutzfahrzeug (z. B. ein Lastkraftwagen oder Omnibus). Hierbei kann unter einem Nutzfahrzeug im Allgemeinen ein Fahrzeug verstanden werden, das durch seine Bauart und Einrichtung speziell zur Beförderung von Personen, zum Transport von Gütern oder zum Ziehen von Anhängerfahrzeugen ausgelegt ist.
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Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Es wird betont, dass alle Ausführungsformen betreffend den ersten allgemeinen Gesichtspunkt und betreffend den zweiten Gesichtspunkt sowohl in Kombination als auch unabhängig voneinander offenbart und beanspruchbar sein sollen. So können die Ausführungsformen, bei denen die Steuereinrichtung vorzugsweise dazu ausgebildet ist, einen temporär nicht verfügbaren Bereich der Antriebsleistung auf der ersten Skala und/oder einen temporär nicht verfügbaren Bereich der Rekuperationsleistung auf der zweiten Skala anzuzeigen, optional mit Ausführungsformen kombiniert werden, bei denen die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, benachbart zur ersten und zweiten Skala wahlweise ein Informationsfeld auf der Anzeigefläche anzuzeigen, in dem, rückblickend für einen zurückgelegten Weg oder eine zurückgelegte Zeit, ein Verlauf der bereitgestellten elektrischen Antriebsleistung und/oder ein Verlauf der Rekuperationsleistung dargestellt ist.
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Ferner können Ausführungsformen, bei denen die Steuereinrichtung vorzugsweise dazu ausgebildet ist, benachbart zur ersten und zweiten Skala wahlweise ein Informationsfeld auf der Anzeigefläche anzuzeigen, in dem, rückblickend für einen zurückgelegten Weg oder eine zurückgelegte Zeit, ein Verlauf der bereitgestellten elektrischen Antriebsleistung und/oder ein Verlauf der Rekuperationsleistung dargestellt ist, optional mit Ausführungsformen kombiniert werden, bei denen die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, einen temporär nicht verfügbaren Bereich der Antriebsleistung auf der ersten Skala und/oder einen temporär nicht verfügbaren Bereich der Rekuperationsleistung auf der zweiten Skala anzuzeigen.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit Anzeigevorrichtung zum Darstellen einer elektrischen Antriebs- und Rekuperationsleistung gemäß einer Ausführungsform;
- 2a und 2b schematische Darstellungen einer Anzeigefläche eines Powermeters bei positiver Antriebsleistung gemäß einer weiteren Ausführungsform;
- 3a und 3b schematische Darstellungen einer Anzeigefläche eines Powermeters während eines rekuperativen Bremsvorgangs gemäß einer weiteren Ausführungsform;
- 4a bis 4e schematische Darstellungen eines Ausschnitts einer Anzeigefläche gemäß unterschiedlicher Betriebszustände des Kraftfahrzeugs; und
- 5 eine schematische Darstellung einer Anzeigefläche mit eingeblendetem Informationsfeld gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
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Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen stimmen zumindest teilweise überein, sodass ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsformen bzw. Figuren verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.
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Die 1 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs 3, das im vorliegenden Fall beispielhaft als Nutzfahrzeug ausgeführt ist. Das Kraftfahrzeug umfasst einen elektrischen Fahrantrieb 2 zum Antrieb des Kraftfahrzeugs. Die elektrische Energie zum Antrieb des Fahrzeugs kann beispielsweise von einer (nicht dargestellten) Traktionsbatterie oder einer (nicht dargestellten) Brennstoffzelle bereitgestellt werden. Das Kraftfahrzeug umfasst ferner eine Betriebsbremse 24, bei der Bremsenergie dissipativ, z. B. in Form von Wärme, abgeleitet wird und die Bremsenergie nicht zur späteren Wiederverwendung gespeichert wird. Außerdem kann das Kraftfahrzeug 3 einen elektrischen Nebenabtrieb 19 (engl. electrical Power Take Off) umfassen, nachfolgend kurz als ePTO bezeichnet. Der ePTO 19 kann z. B. dazu verwendet werden, Arbeitsaggregate des Kraftfahrzeugs 3 mit elektrischer Leistung zu versorgen.
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Um einem Benutzer des Kraftfahrzeugs 3, insbesondere dem Fahrer, Informationen über das Verhalten des elektrischen Fahrantriebs 2 bereitzustellen, umfasst das Kraftfahrzeug 3 eine Anzeigevorrichtung 1 (Powermeter) zum Darstellen einer elektrischen Antriebs- und Rekuperationsleistung, die von dem elektrischen Fahrantrieb 2 bereitgestellt wird. Die Anzeigevorrichtung 1 umfasst eine Anzeigefläche 4 und eine mit der Anzeigefläche 4 gekoppelte Steuereinrichtung 5 zum Steuern einer Anzeige von Informationen auf der Anzeigefläche 4. Vorzugsweise kann der Begriff Steuereinrichtung eine programmtechnisch eingerichtete Rechnereinheit mit zugeordnetem Datenspeicher umfassen. Ferner kann sich der Begriff „Steuereinheit“ auf eine Elektronik (z. B. ausgeführt als eine Treiberschaltung oder mit Mikroprozessor(en) und Datenspeicher) beziehen.
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Die Anzeigevorrichtung kann Teil eines digitalen Kombiinstruments des Kraftfahrzeugs sein. Die Anzeigefläche 4, z. B. ein Bildschirm, kann im Cockpitbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Die Anzeigefläche 4 wird in den nachfolgenden Figuren in verschiedenen Ausführungsformen genauer beschrieben.
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In den 2a bis 4e sind Ausführungsformen betreffend den ersten allgemeinen Gesichtspunkt dargestellt, der die Anzeige eines temporär nicht verfügbaren Bereichs der Antriebs- und/oder Rekuperationsleistung betrifft.
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2a zeigt zunächst einer Anzeigefläche 4 der Anzeigevorrichtung (des Powermeters). Die Anzeigefläche 4 weist eine erste Skala 6 zur Anzeige einer Antriebsleistung und eine zweite Skala 7 zur Anzeige einer Rekuperationsleistung auf. Die beiden Skalen 6, 7 sind vorzugsweise übereinander und zueinander fluchtend angeordnet. Der Nullpunkt 13 der beiden Skalen kann dabei übereinstimmen und/oder im gleichen Bereich liegen. Die positiven Leistungswerte können in entgegengesetzte Richtungen ansteigen. Im dargestellten Fall steigen die Leistungswerte der elektrischen Antriebsleistung, d. h. die erste Skala 6, nach oben an. Bei der zweiten Skala 7 erstrecken sich die ansteigenden Zahlenwerte der Rekuperationsleistung nach unten. Eine derartige Darstellung ist für den Fahrer besonders intuitiv ablesbar, da mit einer positiven Antriebsleistung eine Beschleunigung, oder zumindest eine positive Bewegung des Kraftfahrzeugs assoziiert wird, während ein Bremsvorgang eine negative Beschleunigung darstellt.
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Die erste Skala 6 zur Anzeige der Antriebsleistung kann ein erstes Skalenende 14 aufweisen, das eine Maximal-Antriebsleistung ohne Boost-Unterstützung repräsentiert. Entsprechend kann dieses erste Skalenende 14 beispielsweise mit dem Wert 100 % gekennzeichnet sein. Alternativ kann das erste Skalenende auch mit einem anderen %-Wert und/oder mit einem Zahlenwert einer absoluten Leistungsmenge gekennzeichnet sein.
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Die erste Skala umfasst bevorzugt ein zweites Skalenende 16, dass eine Maximal-Antriebsleistung mit Boost-Unterstützung kennzeichnet. Zwischen dem ersten Skalenende 14 und dem zweiten Skalenende 15 erstreckt sich der Boost-Bereich 15. Die Boost-Unterstützung kann es dem Fahrer ermöglichen, kurzzeitig mehr als 100 % Antriebsleistung für den Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs abzurufen. Diese kann verwendet werden, wenn kurzfristig besonders viel Antriebsleistung benötigt wird, zum Beispiel zur Durchführung eines Überhohlmanövers eines schweren Nutzfahrzeugs. Der Bereich zwischen dem Nullpunkt 13 und dem ersten Skalenende 14 kann als der erste Bereich 14a bezeichnet werden, um diesen besser vom Boost-Bereich 15 zu unterscheiden.
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Gemäß der in der 2a dargestellten Betriebssituation wird von dem elektrischen Fahrantrieb eine Antriebsleistung bereitgestellt, die oberhalb der normalen Maximalen-Antriebsleistung von 100 % liegt. Entsprechend ragt die Darstellung der momentanen elektrischen Antriebsleistung 8 in den Boost-Bereich 15 hinein. Die momentane elektrische Antriebsleistung 8 entspricht der Leistung, die tatsächlich in dem gegebenen Moment zum Antrieb des Kraftfahrzeugs verwendet (aufgebracht) wird. Die momentane Antriebsleistung 8 wird bevorzugt mittels eines Zeigers dargestellt. Unter einem Zeiger kann jedes graphische Element verstanden werden, das sich dazu eignet, auf einen bestimmten Zahlenwert einer Skala, hier z. B. der ersten Skala 6, zu zeigen. Der Zeiger ist hier als Balken ausgeführt. Im Beispiel der 2a ist der obere Rand des Balkens zudem hervorgehoben dargestellt, um dem Fahrer ein besonders einfaches und ablenkungsarmes Ablesen des zugehörigen Wertes zu ermöglichen.
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Im Beispiel der 2a steht dem Fahrer die gesamte Maximal-Antriebsleistung und zusätzlich der Boost-Bereich 15 für den Fahrbetrieb zur Verfügung. Hierzu wird der den Boost-Bereich kennzeichnende Balken 15 visuell in einem Zustand angezeigt, der bedeutet, dass der Boost-Bereich verfügbar ist. Während des realen Fahrbetriebs kann es allerdings vorkommen, dass dem Fahrer tatsächlich weniger Antriebsleistung zur Verfügung steht. Eine solche Begrenzung kann aufgrund verschiedener Faktoren eintreten, beispielsweise wenn die Temperatur einer Traktionsbatterie nicht im idealen Bereich liegt, oder wenn ein bedeutender Teil der von der Traktionsbatterie zur Verfügung gestellten Leistung für andere Aufgaben als den Fahrbetrieb eingesetzt wird, z. B. zum Betrieb eines ePTO. Insbesondere der Boost-Bereich 15 steht dem Fahrer üblicherweise nur für einen begrenzten Zeitraum zur Verfügung, da sich die Traktionsbatterie aufgrund der starken Belastung während der Boost-Unterstützung typischerweise stark erwärmt.
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In 2b ist eine solche Situation illustriert, in der die tatsächlich zur Verfügung stehende Antriebsleistung gegenüber der Situation der 2a reduziert ist. Im in der 2b dargestellten Beispiel steht dem Fahrer weniger als 100 % der Maximal-Antriebsleistung für den Fahrbetrieb zur Verfügung. Entsprechend wird ein temporär nicht verfügbarer Bereich 10 der Antriebsleistung auf der ersten Skala 6 angezeigt. Der temporär nicht verfügbare Bereich der Antriebsleistung 10 kann nur den Boost-Bereich 15 oder Teile hiervon umfassen oder sich z. B. vom zweiten Skalenende 16 über den Boost-Bereich 15 und das erste Skalenende 14 hinaus bis in den ersten Bereich 14a hinein erstrecken. Eine solche Situation ist beispielhaft in 2b dargestellt.
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Der nicht verfügbare Bereich 10 ist bevorzugt als Bereich mit anderer Farbgebung, z. B. als ausgegrauter oder ausgeblendeter Bereich und/oder mit anderer Musterung als ein verfügbarer Bereich der Antriebsleistung auf der ersten Skala 6 angezeigt. Der nicht verfügbare Bereich 10 ist hier lediglich beispielhaft durch einen schmalen segmentierten Balken dargestellt, der sich in dem in 2b dargestellte Fall von dem zweiten Skalenende 16 bis in den ersten Bereich 14a hinein erstreckt.
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Der temporär nicht verfügbare Bereich 10 der Antriebsleistung 10 kann ferner eine Anzeige eines dynamischen Endanschlags 18 für die maximal verfügbare Antriebsleistung auf der ersten Skala 6 umfassen. Der dynamische Endanschlag 18 ist hier als Ende des nicht verfügbaren Bereichs 10 dargestellt. Es ist somit erkennbar, dass nicht nur der Boost-Bereich 15, sondern ein oberer Teilbereich des ersten Bereichs 14a temporär nicht zur Verfügung steht.
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Im dargestellten Beispiel entspricht die momentane elektrische Antriebsleistung 8 gerade der tatsächlich verfügbaren Antriebsleistung, d. h. der die momentane elektrische Antriebsleistung anzeigende Balken 8 reicht bis zum Endanschlag 18. Durch die Anzeige der nicht-verfügbaren Antriebsleistung wird dem Fahrer auf einfach verständliche Weise deutlich gemacht, dass der durch den Balken 10 gekennzeichnete Bereich nicht zur Verfügung steht. Der Fahrer erkennt auf einen Blick, dass die momentane elektrische Antriebsleistung 8 nicht über den dynamischen Endanschlag 18 hinauswandern kann. Dem Fahrer wird entsprechend mitgeteilt, dass leistungsintensive Fahrmanöver, z. B. ein Überhohlvorgang im gegebenen Fall zu Schwierigkeiten führen könnte. Entsprechend kann der Fahrer seine Fahrmanöver besser planen, sodass insgesamt die Sicherheit erhöht werden kann.
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Je nachdem, wie groß der temporär nicht verfügbare Bereich 10 der Antriebsleistung ist, ändert sich die Größe des Balkens 10 bzw. die Position des dynamischen Endanschlags 18.
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Die Steuereinrichtung 5 kann ferner dazu ausgebildet sein, bei Aktivierung des ePTO dessen momentane elektrische Leistung 20 auf der ersten Skala 6 anzuzeigen. 2b zeigt ein Ausführungsbeispiel. Hierbei werden die momentane Antriebsleistung 8 für den Fahrantrieb und die momentane Leistung 20 des ePTO 19 nebeneinander auf der ersten Skala 6 jeweils mit einem Balken angezeigt. Es ist vorteilhaft, wenn der Balken für die Leistung des ePTO 19 schmaler und/oder weniger hervorgehoben dargestellt wird als der Balken für die momentane Antriebsleistung 8.
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Die gleichzeitige Anzeige der momentane Leistung 20 des ePTO 19 bietet den Vorzug, dass der Fahrer einerseits den Leistungsverbrauch des ePTO kontrollieren kann und andererseits erkennt, warum der temporär nicht verfügbare Bereich 10 aktuell so groß ist, z. B. weil die elektrische Leistung für die Versorgung des ePTO benötigt wird, die nicht als Antriebsleistung für den Fahrantrieb zur Verfügung steht.
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Die 3a und 3b zeigen schematische Darstellungen einer Anzeigefläche eines Powermeters während eines rekuperativen Bremsvorgangs gemäß einer weiteren Ausführungsform.
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Die erste Skala 6 verläuft beispielhaft vom Nullpunkt 13 bis zum ersten Skalenende 14, das hier mit 100 % gekennzeichnet ist. Die erste Skala weist hier keinen Boost-Bereich auf. Der Boost-Bereich kann optional auf einer (nicht dargestellten) von der ersten und zweiten Skala separaten dritten Skala auf der Anzeigefläche 4 dargestellt werden. Während des rekuperativen Bremsens wird die zweite (untere) Skala 7 verwendet. Ein temporär nicht verfügbarer Bereich 11 der Rekuperationsleistung kann analog zum zuvor beschriebenen nicht verfügbaren Bereich der Antriebsleistung auf der zweiten Skala 7 angezeigt werden.
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3a zeigt jedoch zunächst eine Betriebssituation, bei der der gesamte (theoretisch) verfügbare Rekuperationsbereich verfügbar ist. Auf der zweiten Skala wird keine Einschränkung bzw. kein temporär nicht verfügbarer Bereich 11 der Rekuperationsleistung angezeigt.
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Die momentane elektrische Rekuperationsleistung 9, d.h. die elektrische Leistung, die aufgrund eines rekuperativen Bremsvorgangs, wiedergewonnen werden kann, kann beispielsweise mithilfe eines Zeigers, z.B. hier eines Balkens, auf der zweiten Skala 7 angezeigt werden.
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Im in der 3a dargestellten Beispiel steht die gesamte maximale Rekuperationsleistung zur Verfügung und wird, wie durch den Balken der momentanen elektrischen Rekuperationsleistung 9 angezeigt, auch vollständig verwendet. Falls die rekuperativ erzeugte Bremsleistung nicht ausreichend ist, kann ferner unterstützend eine nicht-rekuperativ arbeitende Betriebsbremse aktiviert werden. Eine nicht-rekuperativ arbeitende Betriebsbremse ist beispielsweise ein dissipatives Bremssystem, bei dem Bremsenergie nicht aufgefangen und zur Wiederverwendung gespeichert wird. Stattdessen wird die bei dem Bremsvorgang freiwerdende kinetische Energie beispielsweise in Form von Wärme abgeleitet.
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Die Aktivierung der nicht-rekuperativ arbeitenden Betriebsbremse kann durch ein graphisches Element 26, z. B. durch ein Symbol oder einen Schweif auf der zweiten Skala dargestellt werden. Die Länge des Schweifs kann vorzugsweise proportional zur Stärke des Bremseingriffs der Betriebsbremse sein. Bevorzugt wird das graphische Element 26 der Betriebsbremse angrenzend an die Anzeige der momentanen elektrischen Rekuperationsleistung 9 angezeigt. Dem Fahrer wird so vermittelt, dass es sich bei dem Einsatz der Betriebsbremse um einen Bremseingriff handelt, der über den Einsatz des rekuperativen Bremssystems hinausgeht.
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Die Darstellung des graphischen Elements 26 der Betriebsbremse ist vorzugsweise so gewählt, z. B. durch eine geeignete Farbgebung, dass dem Fahrer verdeutlicht wird, dass durch den Einsatz der Betriebsbremse unvorteilhaft Energie verloren geht, es sich bei dem Einsatz der Betriebsbremse also um eine nicht-ressourcenschonende Fahrweise handelt. Der Fahrer wird ermuntert sein Bremsverhalten anzupassen, dass der Bremsvorgang soweit wie möglich von dem rekuperativen Bremssystem durchgeführt werden kann. Gleichzeitig kann das graphisches Element 26 so gestaltet sein, dass der Fahrer nicht unnötig alarmiert wird, da es sich bei dem Eingreifen der Betriebsbremse nicht um einen Fehler im eigentlichen Sinne handelt.
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Der Einsatz der Betriebsbremse kann insbesondere notwendig sein, wenn ein besonders starker Bremseingriff notwendig ist. Ebenso kann der Einsatz der Betriebsbremse notwendig sein, wenn temporär nicht die gesamte Rekuperationsleistung des rekuperativen Bremssystems verfügbar ist. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn die Traktionsbatterie und/oder die elektrische Maschine des Fahrantriebs aufgrund hoher Belastung sich in einem kritischen Temperaturbereich befindet, oder wenn die Traktionsbatterie stark geladen ist und keine rekuperierte Energie mehr aufnehmen kann.
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Diese Situation ist in 3b dargestellt. Analog zu der Darstellung des temporär nicht verfügbaren Bereichs der Antriebsleistung der 2a und 2b, ist in 3b ein temporär nicht verfügbarer Bereich 11 der Rekuperationsleistung dargestellt. Vorzugsweise wird der temporär nicht verfügbare Bereich 11 der Rekuperationsleistung als Bereich mit anderer Farbgebung, z. B. als ausgegrauter Bereich und/oder als Bereich anderer Musterung als ein verfügbarer Bereich der Rekuperationsleistung auf der zweiten Skala 7 angezeigt.
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Die Anzeige des nicht verfügbaren Bereichs 11 der Rekuperationsleistung auf der zweiten Skala 7 kann die Anzeige eines dynamischen Endanschlags 23 der Rekuperationsleistung 23 umfassen. Der dynamische Endanschlag 23 ist hier als (oberes) Ende des nicht verfügbaren Bereichs 11 dargestellt.
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Anhand der Anzeige des temporär nicht verfügbarer Bereichs 11 der Rekuperationsleistung wird dem Fahrer optisch auf einen Blick deutlich gemacht, dass die tatsächlich verfügbare Rekuperationsleistung momentan verringert ist. Entsprechend kann der Fahrer seine Fahrmanöver vorrauschauend planen, indem er beispielsweise einen längeren Bremsweg einplant, sodass eine möglichst ressourcenschonende Fahrweise entsteht.
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Wird mehr Bremsleistung benötigt als das rekuperativ arbeitende Bremssystem bereitstellen kann, springt vorzugsweise die Betriebsbremse ein, was durch das graphische Element 26 der Betriebsbremse dargestellt ist. Bevorzugt wird das graphische Element 26 in dem temporär nicht verfügbaren Bereich der Rekuperationsleistung 11 angezeigt und besonders bevorzugt benachbart und/oder angrenzend an den dynamischen Endanschlag 23 der Rekuperationsleistung.
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In den 4a bis 4e sind schematisch verschiedene Bremssituationen illustriert. Zur besseren Übersichtlichkeit ist jeweils nur der Ausschnitt der Anzeigefläche dargestellt, der den Bereich der zweiten Skala 7 umfasst.
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In 4a ist die Situation dargestellt, in der die maximale Rekuperationsleistung zur Verfügung steht. Entsprechend wird kein temporär nicht verfügbarer Bereich angezeigt. Der Bremseingriff ist schwach genug, sodass die momentane tatsächliche elektrische Rekuperationsleistung 9 kleiner ist, als die tatsächlich verfügbare elektrische Rekuperationsleistung.
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In der 4b steht ebenfalls die maximale Rekuperationsleistung zur Verfügung. Der Bremseingriff ist gerade so stark, dass die momentane elektrische Rekuperationsleistung 9 gerade der maximalen Rekuperationsleistung entspricht, aber kein Eingriff der Betriebsbremse erfolgt. Es kann entsprechend rein rekuperativ gebremst werden.
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In 4c steht weiterhin die maximale Rekuperationsleistung zur Verfügung, allerdings wurde die Bremsstärke, z. B. durch weiteres Durchtreten des Bremspedals, weiter erhöht, sodass die Betriebsbremse zum Einsatz kommt, was durch das graphische Element 26 der Betriebsbremse verdeutlicht wird.
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Die Darstellung der 4d entspricht im Wesentlichen der Situation der 3b, d. h. es steht nicht die maximale Rekuperationsleistung zur Verfügung. Es wird ein temporär nicht verfügbarer Bereich 11 der Rekuperationsleistung angezeigt. Der Zeiger der momentanen elektrische Rekuperationsleistung 9 wird durch den dynamischen Endanschlag 23 der Rekuperationsleistung begrenzt. Zusätzliche benötigte Bremsleistung wird von der nicht-rekuperativen Betriebsbremse aufgebracht.
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In der 4e ist die Situation illustriert, dass temporär gar keine Rekuperationsleistung verfügbar ist. Entsprechend erstreckt sich der temporär nicht verfügbare Bereich 11 der Rekuperationsleistung über den gesamten Bereich der zweiten Skala 7. Diese Situation kann beispielsweise eintreten, wenn der Traktionsenergiespeicher vollständig geladen ist (z. B. durch eine vorherige lange Gefällefahrt, in der durch rekuperatives Bremsen der Traktionsenergiespeicher aufgeladen wurde) und daher keine weitere Energie mehr aufnehmen kann.
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Die 5 illustriert eine Ausführungsform betreffend den zweiten allgemeinen Gesichtspunkt. Gemäß diesem zweiten allgemeinen Gesichtspunkt ist die Steuereinrichtung 5 dazu ausgebildet, benachbart zur ersten 6 und zweiten 7 Skala wahlweise ein Informationsfeld 27 auf der Anzeigefläche 4 anzeigen, in dem, rückblickend für einen zurückgelegten Weg oder eine zurückgelegte Zeit, ein Verlauf 28 der bereitgestellten elektrischen Antriebsleistung 28 und/oder ein Verlauf 29 der bereitgestellten elektrischen Rekuperationsleistung dargestellt ist.
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Auf der Anzeigefläche 4 wird wiederum eine erste Skala 6 zur Anzeige der Antriebsleistung und eine zweite Skala 7 zur Anzeige der Rekuperationsleistung angezeigt. In der Darstellung der 5 ist dies auf der rechten Seite zu sehen. Dieser Teil der Anzeigefläche kann einer beliebigen der zuvor beschriebenen Ausführungsformen, z. B wie in den 2a bis 4e dargestellt, entsprechen, die z. B. die Anzeige eines temporär nicht verfügbaren Bereichs der Antriebsleistung und/oder der Rekuperationsleistung umfasst. Optional können die Anzeige der momentanen Antriebsleistung und der momentanen Rekuperationsleistung auch so ausgeführt sei, dass temporär nicht verfügbare Bereiche der Antriebsleistung und/oder der Rekuperationsleistung nicht visuell dargestellt sind.
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Darüber hinaus wird benachbart zur ersten 6 und zweiten 7 Skala wahlweise, d. h. nach Bedarf ein- und ausblendbar, ein Informationsfeld 27 auf der Anzeigefläche 4 angezeigt. Das Informationsfeld 27 stellt rückblickend für einen zurückgelegten Weg (s) oder eine zurückgelegte Zeit (t) einen Verlauf der bereitgestellten elektrischen Antriebsleistung 28 und Rekuperationsleistung 29 dar. Zusätzlich kann optional ein Verlauf der bereitgestellten Antriebsleistung eines elektrischen Nebenabtriebs 30 und/oder ein Verlauf der Betriebsbremseingriffe 31 dargestellt werden. Vorzugsweise können die jeweiligen Verläufe ja nach Bedarf vom Benutzer ein- und ausgeblendet werden, d. h. der Fahrer kann entscheiden, welche Information gerade angezeigt werden sollen, und welche nicht. Auf diese Weise kann dem Fahrer genau die Information eingeblendet werden, die er gerade für nützlich hält, ohne dass er von unnötigen Informationen abgelenkt wird.
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Die einzelnen Verläufe können besonders bevorzugt als Säulendiagramm, vorzugsweise als Histogramm, dargestellt werden. Dazu kann der/die zurückgelegte Weg/Zeit in mehrere Abschnitte zerlegt werden. In der Darstellung der 5 wurde eine Zerlegung in 5 Abschnitte vorgenommen. Es könnten aber auch mehr oder weniger Abschnitte sein. Die einzelnen Säulen entsprechen dann der elektrischen Antriebsleistung 33, der elektrischen Rekuperationsleistung 34, der ePTO-Leistung und/oder der Leistung weiterer Verbraucher 35 bzw. den Betriebsbremseingriffen 36 über den jeweiligen Abschnitt. Zur besseren Übersichtlichkeit wurden jeweils nur zwei Abschnitte mit Bezugszeichen versehen.
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Vorzugsweise werden die im Informationsfeld 27 angezeigten Informationen jeweils räumlich und graphisch in Bezug zu den korrespondierenden Informationen der ersten Skala 6 und der zweiten Skala 7 angezeigt. Im Beispiel der 5 ist das Informationsfeld 27 seitlich neben der ersten 6 und der zweiten 7 Skala angezeigt. Die Nulllinie des Informationsfeldes 27 und die 100 % - Markierungen des Informationsfeldes sind jeweils auf der gleichen Höhe angeordnet. Auf diese Weise kann der Fahrer auf einen Blick einen Bezug zwischen den momentanen und den historischen Werten herstellen. Insbesondere können auf diese Weise die Säulen des Informationsfeldes als Zeiger auf die erste 6 bzw. zweite Skala 7 ausgebildet sein. Anders ausgedrückt wird in dem Informationsfeld 27 der Verlauf der Antriebsleistung 28 graphisch in Form von mehreren der ersten Skala 6 zugeordneten Zeigern 21, vorzugsweise Balken 33, angezeigt. Der Verlauf der Rekuperationsleistung 29 wird graphisch in Form von mehreren der zweiten Skala 7 zugeordneten Zeigern, vorzugsweise Balken 34, angezeigt.
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Im Beispiel der 5 stimmt die Nulllinie der Antriebsleistung und die Nulllinie der Rekuperationsleistung im Informationsfeld 27 überein. Die positiven Leistungswerte erstrecken sich jeweils in entgegengesetzte Richtungen. Ebenso bezieht sich der Verlauf auf den/die selben zurückgelegte(n) Weg/Zeit und die Zerlegung in die einzelnen Abschnitte wurde an gleichen Stellen vorgenommen. Die Balken der Antriebsleistung 33 und der Rekuperationsleistung 34 können entsprechend jeweils übereinander und vorzugsweise fluchtend zueinander dargestellt werden. Dies stellt dem Benutzer eine besonders übersichtliche Zusammenfassung des historischen Verlaufs dar.
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Die optionale Darstellung des Verlaufs der Leistung des ePTO und/oder weiterer elektrischer Verbraucher 30 kann vorzugsweise in korrespondierender Weise neben dem Verlauf der Antriebsleistung 28 und/oder in räumlicher Zuordnung zur ersten Skala 6 dargestellt werden. Vorzugsweise sind die Balken der Leistung des ePTO und/oder weiterer elektrischer Verbraucher 30 schmaler und/oder weniger hervorgehoben dargestellt als die Balken der elektrischen Antriebsleistung 33.
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Weiterhin kann/können optional ein oder mehrere Durchschnittswert(e) 32 eingeblendet werden. Die Durchschnittswerte 32 können z. B. für den zurückgelegten Weg oder die zurückgelegte Zeit der elektrischen Antriebsleistung, der Rekuperationsleistung und/oder der Leistung des ePTO und/oder weiterer Verbraucher berechnet werden. In der 5 ist beispielsweise ein Durchschnittswert 32 als gestrichelte Linie mit zugeordnetem Zahlenwert dargestellt. Vorzugsweise können weitere Informationen eingeblendet werden, die weitere Auskunft über das genaue Zustandekommen des Durchschnittswertes 32 angeben.
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Bevorzugt kann der Verlauf der Betriebsbremseingriffe 31 unterhalb der zweiten Skala 7 dargestellt werden. Auf diese Weise sind alle Balken der Betriebsbremseingriffe 36 übersichtlich nebeneinander angeordnet, sodass sie sich gut miteinander vergleichen lassen. Zusätzlich oder alternativ können sie in korrespondierender Weise und/oder in räumlicher Zuordnung zur zweiten Skala 7 angezeigt werden. Die Balken der nicht-rekuperativen Betriebsbremseingriffe 36 können vorzugsweise als Schweif ausgeführt sein, deren Länge mit der Stärke des Betriebsbremseingriffs korreliert.
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Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist es für einen Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Änderungen ausgeführt werden können und Äquivalente als Ersatz verwendet werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Folglich soll die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele begrenzt sein, sondern soll alle Ausführungsbeispiele umfassen, die in den Bereich der beigefügten Patentansprüche fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen. Insbesondere sollen alle beschriebenen Ausführungsformen des ersten Aspekts auch für alle beschriebenen Ausführungsformen des zweiten Aspekts als offenbart und beanspruchbar gelten und umgekehrt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anzeigevorrichtung
- 2
- elektrischer Fahrantrieb
- 3
- Kraftfahrzeug
- 4
- Anzeigefläche
- 5
- Steuereinrichtung
- 6
- Erste Skala
- 7
- Zweite Skala
- 8
- Momentane elektrische Antriebsleistung
- 9
- Momentane elektrische Rekuperationsleistung
- 10
- Temporär nicht verfügbarer Bereich der Antriebsleistung
- 11
- Temporär nicht verfügbarer Bereich der Rekuperationsleistung
- 13
- Nullpunkt der ersten und/oder der zweiten Skala
- 14
- Erstes Skalenende
- 14a
- Erster Bereich
- 15
- Boost-Bereich
- 16
- Zweites Skalenende
- 18
- Dynamischer Endanschlag der Antriebsleistung
- 19
- Elektrisch betriebener Nebenabtrieb
- 20
- Momentane elektrische Leistung des ePTO und/oder weiterer Verbraucher
- 23
- Dynamischer Endanschlag Rekuperationsleistung
- 24
- Betriebsbremse
- 26
- Graphisches Element der Betriebsbremse
- 27
- Informationsfeld
- 28
- Verlauf der bereitgestellten elektrischen Antriebsleistung
- 29
- Verlauf der bereitgestellten Rekuperationsleistung
- 30
- Verlauf der Antriebsleistung ePTO und/oder weiterer Verbraucher
- 31
- Verlauf der Betriebsbremseingriffe
- 32
- Durchschnittswert
- 33
- Elektrische Antriebsleistung über einen Zeit/Wegabschnitt
- 34
- Rekuperationsleistung über einen Zeit/Wegabschnitt
- 35
- Leistung des ePTO und/oder Verbraucher über einen Zeit/Wegabschnitt
- 36
- Betriebsbremseingriffe über einen Zeit/Wegabschnitt