专利名称：汽车显示装置与控制该显示装置的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于汽车的显示装置，以及一种用于驱动汽车显示装置的方法。
自2005年10月起，如卡车和公共汽车等商用汽车必须遵守由欧盟制定的定义氮氧化物和微粒的新的排放限制的废气标准Euro 4。我们所知的选择性催化还原(SCR)适于遵守这些限制。在这种废气再处理方法中，污染物在被注入位于排气装置内的催化转换器中的尿素水溶液的作用下还原为无害。SCR处理过程所要求的、且已经以国际应用产品名称AdBlue引入市场的工作物质携带于汽车单独的油箱中。但是，销售AdBlue的加油站只可能逐渐地得到广泛覆盖。
为了利用SCR技术，商用汽车需要被改造或装配有附加的油箱。依据汽车及其系列的类型，将造成用于柴油和AdBlue的储存容量有极其不同的比值。根据发动机设备和汽车的驾驶方法，AdBlue的消耗可在柴油消耗容量的2-6％之间变动。基于明智的假定来工作的话，用于添加Adblue的油箱容量将至少以这种方式选择即满箱AdBlue总是足够用于至少满箱柴油的量程，但仍然可能由于不同柴油箱容量与可能的不同AdBlue箱容量的组合而导致AdBlue与柴油的非常不同的量程比值。例如，基于消耗的AdBlue是柴油消耗量6％工作的话，380公升容积的柴油箱与25公升容积的AdBlue油箱的组合提供的AdBlue储存量与柴油储存量的量程比为1.1；即满箱AdBlue足够用于1.1倍的柴油箱存储容量。但是，相同类型的汽车还可以配备125公升容积的柴油箱和45公升容积的AdBlue箱，这将导致6满箱柴油与1满箱AdBlue的量程比。在具有从400直至1400公升容量的柴油油箱以及90或145公升容量的AdBlue油箱的较大汽车的情况下，同样可以导致AdBlue的储存量程关于柴油储存量程1到6倍的量程比。选择油箱比值的方法是一个关于驾驶路线和销售AbBlue的加油站的可获得性的问题。
考虑到汽车与汽车之间的AdBlue与柴油量程比变化相当大这种背景，对应于指示油箱含量的现有技术的常规水平的AdBlue油箱含量指示计不再适用于专业驾驶员，他们通常不得不应付频繁的汽车变化例如，如果AdBlue油箱的储备显示器在充填液位为油箱容量的14％时高亮显示，该充填液位可能低于仍然足够用于另一满箱柴油量程的合适的条件；如果驾驶员不知道柴油油箱与AdBlue油箱容量的比值，那么Adblue充填液位的显示对他来说就没有意义；即使知道该比值，他仍然不得不确认柴油和AdBlue消耗量的比值，以便于能够理解AdBlue的液位指示计的重要性。该类型的柴油充填液位和AdBlue充填液位的消耗关系，只有通过长期投入对具有相同油箱比值和消耗关系的汽车达到精通才能被理解。这种情况对专业驾驶员来说不常发生。
因此，用于估计AdBlue储存量程的显示器对专业驾驶员应该适宜地采用这种形式，即它可能避免这种添加剂的单独的补给站。由于销售AdBlue的加油站最初不会有广泛的覆盖，所以对驾驶员来还是重要的，显示器使他能够事先计划获取AdBlue的补给站。
DE 39 36 373 A1描述了一种为汽车以视觉形式显示两个数值的装置。这两个数值中的一个表示一个与燃料储存量有关的变量，另一个数值表示一个与燃料消耗有关的变量。这两个数值相互比较形成一个差值，这样驾驶员就能从显示的燃料储存量与当前燃料消耗量的关系上估计燃料储存量程。用该显示器，就有可能比如果仅仅透露剩下的燃料储存量获取燃料储存量程的更准却的估计——特别是作为汽车在其中行驶的道路的函数。但是，这种形式的显示器不适用于解决估计两种组合的工作物质的问题。即使添加剂的消耗量从该文件的意义上被作为依赖于燃料的消耗量的变量而使用，作为关于燃料储存量的减数，这并不能给出添加剂现有的储存量对另一满箱燃料来说是否足够的声明。
DE 199 59 597 C1描述了在汽车中以视觉形式显示信息的一种方法和装置。工作上相关的两个变量加以对比，该对比是通过在相同位置的显示器上连续地指示该变量进行的。这些工作关系涉及成对的数值，如油箱含量/量程、量程/距离、当前消耗量/平均消耗量、总驾驶时间/包含的时间，即该对比或者基于相同的物理单元然后显示出现的差值，或者基于一个对驾驶员来说不太有意义的物理单位——在出现油箱含量/量程的成对数值的情况下——转化为一个不同的、更有意义的单位。这种方法同样不能解决有意义地指示燃料/添加剂储存量之间的关系的问题，因为燃料储存量和添加剂储存量之间的比值随汽车类型而不同，不允许以统一的参考基准来产生刚刚所描述的两种数值之间的直接关系。
本发明的一个目的是提供一种用于汽车的显示装置和方法，该装置和方法允许加满并非在所有加油站都可获取但在汽车运行中需要的添加剂，以这种方式进行设计，即可以避免纯粹用于加满添加剂的补给站。
根据本发明，该目的通过独立权利要求1和9所述特征来实现。有利的配置在其从属权利要求中给出。
基于由根据本发明的显示装置所显示的添加剂的储存量程来工作，通过依照本发明所述的用于驱动显示装置的方法所驱动的电子式驱动的显示元件，驾驶员看一眼就能确认现有的添加剂储存量对另一满箱燃料来说是否足够，因为添加剂的储存量程是基于满箱燃料的量程来指示的。这意味着如果在燃料开始减少时，足够用于满箱燃料添加剂的量程——以下简称为满量程——被显示出来，那么驾驶员就不必依赖于选择下一个加油站作为提供添加剂的加油站。如果，在燃料储存量下降时，在任何时间都显示添加剂低于满量程，这对驾驶员来说意味着应该在下一个加油站加满添加剂，以便避免随后不得不仅仅为了添加剂而加油。
术语“量程”在本文中不应当特定地理解为里程信息。例如，为了根据本发明的显示装置的所希望实现的目的，作为燃料的储存量程的指示，还适于显示油箱的含量，因为驾驶员通常能够足够准确地把该信息解译为关于下一个应到的补给站的量程。燃料储存量或里程信息的指示和估计机动地找到加油站的剩余空间是等价的数值，特别是因为里程信息不是确定的变量，而是必须根据汽车行驶的道路和/或地形加以校正。因此，在遵循燃料的储存量程的显示器的环境中，也可以理解为包含燃料储存量的直接指示。这等同于关于量程的估计的储存量和量程，但是仅仅应用于燃料。由于已经在介绍部分提出的原因，添加剂的储存量的简单指示不能解译为量程，因此根据本发明添加剂的储存量程被“转换”为可基于燃料的储存量(因此也基于燃料量程)被解译的变量。该变量表示添加剂的当前储存量还足够用于多少燃料，或者添加剂量程足够用于多少燃料量程。
如果根据本发明的显示装置，在添加满箱燃料后添加剂的满量程仍然存在，那么在随后的驾驶期间的任何地点都显示低于满量程的添加剂的储存量程的数值，该数值的下降不会比燃料的储存量程的数值更快，因为根据本发明显示添加剂的量程的参考变量是满箱燃料，在添加燃料时添加剂的量程足够用于满箱燃料。
基于适当的假定，即燃料储存量和添加剂储存量的比值这样配置添加剂完全充满的储存量足够用于大于满箱燃料的消耗量，如果驾驶员在寻找加油站时考虑显示的数值，添加剂在燃料储存量之前开始耗尽这种情况就不会出现。因此，这里描述的根据本发明的显示装置和驱动显示装置的特征使其可以避免仅仅因为需要加满添加剂而加油，因为当汽车迫切需要添加燃料时，根据本发明，它可以基于指示的添加剂与最大燃料容量的量程关系立即被读出，而无论是否有可能避免加满添加剂。
通过根据本发明的显示装置，添加剂储存量不再足以用于燃料的现有储存量程的情况只能发生在如果添加剂在加油期间未被加满、伴随有添加剂量程下降的指示时。因为添加剂储存量的减少被显示为基于满箱燃料的量程，而不是指示储存量的绝对变量，这种情况下驾驶员基于这个指示就能够计划达到合适的加油站的能力，就如在燃料箱开始耗空时用的方法一样；例如，如果对应于半箱燃料的添加剂的储存量程被显示，驾驶员就知道何时寻找提供添加剂的加油站，他必须如同只有满箱的一半燃料一样采取行动。因此，直至下次添加剂被加满，他仅需关注添加剂储存量程显示，该显示根据本发明是基于参考满箱燃料量程的方法，且可用与燃料的储存量或燃料量程相同的方法进行解译。
添加剂的量程相对于燃料量程的关系具有优点地通过以下方式计算即通过计算添加剂的储存量程AR和满箱燃料的量程KTR的比值ART，根据AR/KTR，其中量程AR由添加剂的当前储存量AV和添加剂的当前消耗量AC产生，满箱燃料的量程KRT由燃料的最大储存量KTV和当前燃料的消耗量KC产生。该无量纲的比值数值ART指示了现有的添加剂储存量还足够用于多大的液位的燃料(或多大的燃料量程)。根据燃料和添加剂彼此的储存容器的比值，ART数值可以大于1或者是1的几倍。要指示添加剂的量程，该值有利地被限制为1。它把驾驶员的注意力集中在已知参数“燃料储存量”或“燃料量程”；指示高于满箱燃料的量程的添加剂量程并不一定是感兴趣的，因为对驾驶员来说唯一重要的因素是是否需要在下一个补给站加满添加剂。
添加剂量程和燃料量程之间的一种更简单但准确性稍差的关系也可被确认，例如，通过计算比值AV/KTV——把添加剂的最大储存量程与燃料的最大储存量程的比值标准化为一个合适的常量——以使其独立于当前的消耗量。
如果用集成显示元件来显示添加剂储存的储备量程，那么根据本发明的显示装置的有效性就会得以提高。具有优点地，该元件可以通过这种方式被驱动即在添加剂的储备量程和燃料储存的储备量程下降时就发出信号。燃料的储备量程经常通过达到或下降至低于某一特定的燃料液位来定义，并由燃料测定仪器上的显示元件发出信号通知，或其它的警告以这里描述的方式发出信号以通知添加剂储存的储备量程，这意味着不仅添加剂的量程显示器的动作类似于燃料的量程显示器，而且添加剂的储备显示器的动作也类似于燃料储备显示。因此，如果在燃料的储存量之前添加剂开始减少，那么驾驶员就可以用与他熟悉的方式相同的方式、基于燃料显示器或燃料量程显示器计划下一次加油。
电子式驱动显示元件可由指示器和/或LED显示元件实现。如果燃料的量程被显示为油箱的含量，那么对该指示来说使用指示器是有利的，因为这对应于指示的标准形式，从而易于理解。在该环境中，实际的指示器是否承担该功能或者指示器是否在显示器上被指示是不相关的。当然，量程信息还可以以里程信息的形式被提供，该信息可以以模拟形式指示，例如由按照合适的刻度的条形图，或者以数字式数值指示。这同样可以通过显示器或使用比使用显示器有更清晰的对比度优点的LED显示元件来实现。
根据本发明的显示装置的一种有利的设备配置可以这样产生即提供了第一显示元件用来指示燃料储存量程，第二显示元件用来基于满箱燃料指示添加剂的储存量程，以及这两种显示元件都共同应用一种刻度。该刻度可以如通常的情况一样是指示储藏含量的分划尺。燃料储存量的数值还可以、并且将是如已经多次说明的一样，经常被解译为量程，特别是因为通常的燃料测定仪器的刻度不是基于公升刻度，而是允许充填液位——满、四分之三满、半满、四分之一满或空——被读出。这种无量纲形式允许油箱指针被解译为满量程、四分之三量程、半量程、四分之一量程或储备量程。但是，给出里程信息的刻度还适用于指示量程。
第一显示元件显示燃料的储存量，从而允许量程在这方面被估计。第二显示元件以相同刻度的视觉参考也有利地使添加剂的储存量程与参考变量“燃料箱容量”或“满量程”的比值变得更为明显，而且它与当前同时显示的燃料数量的组合同时使两种量程彼此之间的比值立即变得显而易见。
由于根据共同的刻度指示的这两种数值，驾驶员就得到了关于他的工作物质的储存量程以及关于何种物质仍然充足的准确信息。例如，如果燃料和添加剂这两种工作物质的量程的显示元件在每种情况下都有专用的指示器来表示，那么就可以在它们之间加以区分，以及如果一种指示器基于共同的刻度指示的数值高于另一种指示器，那么就可以基于根据本发明的关系直接读取，其中指示器表示的工作物质将持续更长时间。
一种特别有利的实施例可以这样产生如果第一显示元件由指示器来实现，以及第二显示元件由沿着整个刻度排列的多个LED显示元件来实现，而且可能有足够数目的LED显示元件被驱动，以使其可以从刻度的原点被连续地点亮，被点亮的LED显示元件基于整箱燃料显示添加剂的储存量程。由于使用不同形式的显示元件来显示两种工作物质的量程这样一个事实——指示器显示燃料，LED显示元件显示添加剂——这样就不可能混淆在相同刻度上显示的两种变量，例如在使用两个具有不同配置的指示器的设备配置中可能出现的。把指示器作为第一显示元件的使用对应于燃料量规的标准格式，因此不要求任何特殊的经验。用沿着刻度点亮的LED显示元件指示添加剂量程使驾驶员一眼就能理解显示的两种变量以及它们彼此之间的关系，而没有混淆的危险。
在这种情况下这样做是有利的，即刻度以圆弧的形状配置，以及沿整个刻度排列的LED显示元件相应地在形状上发生弯曲。圆弧形状的刻度对应于燃料量规的标准设计，因此满足了关于该类型的显示器设计的期望。这便利了视觉定位。使LED显示元件的形状和排列适应于该弯曲的刻度提供了易于直观地理解的显示装置的连续性设计。
具有四个LED显示元件的第二显示元件的一种实施例提供了估计量程的足够的准确度。四个显示元件根据以下条件被驱动-如果ART≥1/4，就点亮排列在刻度原点处的第一个LED显示元件-如果ART≥1/2，就点亮紧接着的第二个LED显示元件-如果ART≥3/4，就点亮紧接着的第三个LED显示元件
-如果ART＝1，就点亮紧接着的第四个LED显示元件这样就使驾驶员能从根据本发明的显示装置读取关于添加剂量程的五种不同的状态-四个LED显示元件全部点亮添加剂的储存量足够用于整箱燃料或另一整箱燃料。
-三个LED显示元件点亮添加剂的储存量足够用于至少四分之三箱燃料但不足以用于整箱燃料。
-两个LED显示元件点亮添加剂的储存量足够用于至少二分之一箱燃料但不足以用于四分之三箱燃料。
-一个LED显示元件点亮添加剂的储存量足够用于至少四分之一箱燃料但不足以用于二分之一箱燃料。
-没有LED显示元件点亮添加剂的储存量最多足够用于四分之一箱燃料。
这五种、或者加上添加剂的储备量程的显示为添加剂量程的六种状态指示，根据本发明可用与燃料测定仪器相同的方式进行解译，它们一般来说足以估算何时寻找加油站的问题；在特定环境中，对添加剂储存量的显示的更准确的区分可以建议一种目前不存在的准确度，它给出燃料消耗量和添加剂消耗量之间的相对复杂的关系。
通常，包括发动机速度在内的很多种因素，成为以非线性方式依赖于燃料消耗量的燃料和添加剂的量程计算的要素。由该计算得到的数值随条件的变化而变动，例如汽车在其中行使的道路或地形，这意味着无论燃料消耗量本身还是有赖于此的添加剂的消耗量都不以线性方式减少。对消耗量变动的非常准确的核算在表示量程时容易使驾驶员不舒服，而不是帮助驾驶员。如果只有五或六种状态被指示，那么变动因素就在足够的程度上被消除。此外，如果第二显示元件由四个LED显示元件实现，那么根据本发明的显示装置在设备需求方面也不会过于复杂。
如果用于指示添加剂的量程的LED显示元件根据一般用来表示添加剂的颜色而变色，这样做是有利的。如果添加剂被提供一种一般的颜色标识，如果LED显示元件被配置为这种颜色，那么就增加了显示装置关于指示添加剂的数值的直观的可理解性，这是因为LED显示元件与此颜色表示的物质的相关性就立即变得显而易见。
在下文中，将参照附图解释本发明。
图1示出了根据本发明的显示装置的一种示例性实施例。该示例性实施例示出了一种燃料测定仪器，它具有用来显示燃料储存量的半圆形刻度3和指示燃料的当前储存量的指示器1。以这种方式显示的燃料储存量经常被驾驶员解译为量程，该量程回答了何时应到下一个补给站的问题。因此，用来显示燃料的储存量的刻度还适于用作直观地估计燃料的储存量程的刻度。当然，指示里程的刻度也适用于此目的。
四个LED显示元件2沿着显示燃料储存量的刻度3进行排列。各个图表1a至1e表示添加剂的储存量程的各种状态，可以与燃料的储存量程加以区分。
图1a所示的显示元件的设备配置——有四个LED显示元件2被点亮以及在刻度的任何点上的指示器1——以这种方式发出信号通知驾驶员在他添加燃料时添加剂至少足够用于另一整箱燃料，即不需要在此次加油时加满添加剂。
图1b和图1c所示的显示元件的设备配置——有三个或两个LED显示元件被点亮以及在刻度的被LED元件点亮的范围内的位置上的指示器——指示了添加剂足够用于现有的燃料储存量，以及在下一站添加燃料时还应该加满添加剂。
图1d所示的设备配置——有一个LED显示元件被点亮以及在刻度的被LED元件点亮的范围外的位置上的指示器——指示了添加剂不再足以用于现有的燃料储存量，因此需要计划到补给站加满添加剂。
图1e所示的设备配置中，四个LED显示元件中的任何一个都未被点亮，指示了添加剂仅仅足够用于不到整箱燃料的四分之一的量程。
图2示出了根据本发明的显示装置的一种不同配置的实施例，该实施例具有四分之一圆弧形状的相同的元件1、2以及刻度3。
权利要求
1.一种用于汽车的显示装置，该装置的操作除了燃料的储存量之外还支持作为燃料消耗量的函数被消耗的添加剂的储存量，以及其它的驾驶参数，具有电子式驱动的显示元件，用来基于整箱燃料的量程来指示添加剂的储存量程。
2.如权利要求1中所述的显示装置，其特征在于，具有电子式驱动的显示元件，用于基于燃料储存的储备量程来指示添加剂储存的储备量程。
3.如权利要求1或2中所述的显示装置，其特征在于，所述电子式驱动的显示元件是指示器和/或LED显示元件。
4.如权利要求1至3中任一项所述的显示装置，其特征在于，具有涉及共同的刻度的两个显示元件，其中第一显示元件显示燃料的储存量程，第二显示元件基于整箱燃料的量程来显示添加剂的储存量程。
5.如权利要求4中所述的显示装置，其特征在于，所述第一显示元件由指示器(1)来实现，并且所述第二显示元件通过沿着整个刻度(3)排列的多个LED显示元件(2)来实现，而且可能有足够数目的LED显示元件被驱动，以使其可以从刻度的原点被连续地点亮，被点亮的LED显示元件基于整箱燃料显示添加剂的储存量程。
6.如权利要求5中所述的显示装置，其特征在于，刻度(3)以圆弧的形状配置，以及沿整个刻度排列的LED显示元件相应地在形状上发生弯曲。
7.如权利要求4至6中任一项所述的显示装置，其特征在于，所述第二显示元件由四个LED显示元件(2)来实现。
8.如权利要求4至7中任一项所述的显示装置，其特征在于，LED显示元件(2)根据一般用来表示添加剂的颜色的有色形式来实现。
9.一种用于驱动汽车的显示装置的方法，该方法除了燃料的储存量之外还支持作为燃料消耗量的函数被消耗的添加剂的储存量，以及其它的驾驶参数，具有电子式驱动的显示元件，用来基于整箱燃料的量程来指示添加剂的储存量程。
10.如权利要求9中所述的方法，其特征在于，基于整箱燃料量程的添加剂的储存量程，被作为添加剂的储存量程AR与整箱燃料的量程KTR的比值ART进行计算，该计算是根据如果AR/KRT大于1，则ART＝1，以及其它情况下ART＝AR/KRT。
11.如权利要求9或10中所述的方法，其特征在于，显示元件指示燃料储存量的数值KV，以及数值ART和KV的指示是基于共同的刻度。
12.如权利要求11中所述的方法，其特征在于，为了指示数值ART，沿着整个刻度(3)排列四个LED显示元件(2)，以及数值KV由指示器来显示，其中-如果ART＜1/4，则这些LED显示元件中的任何一个都未被驱动点亮，-如果ART≥1/4，则排列在刻度原点的第一个LED显示元件被驱动点亮，-如果ART≥1/2，则紧接着的第二个LED显示元件被驱动点亮，-如果ART≥3/4，则紧接着的第三个LED显示元件被驱动点亮，-如果ART＝1，则紧接着的第四个LED显示元件被驱动点亮，
13.如权利要求9至12中任一项所述的方法，其特征在于，如果添加剂储存的储备量程少于或等于燃料储存的储备量程，就启动显示元件。
全文摘要
本发明涉及一种汽车显示装置和一种驱动汽车显示装置的方法。所述汽车的工作除了需要燃料外，还需要作为燃料消耗量的函数被消耗的添加剂的储存量以及其它的驾驶参数。根据本发明的显示装置用于基于整箱燃料的量程来指示添加剂的储存量程。
文档编号G01F9/00GK1819936SQ200480019447
公开日2006年8月16日 申请日期2004年7月2日 优先权日2003年7月7日
发明者沃尔夫冈·迪特里希, 萨沙·帕彻, 沃尔夫冈·斯特凡, 让·特雷, 迈克尔·沃尔夫 申请人:戴姆勒-克莱斯勒股份公司