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Die
Erfindung betrifft eine Motordrehzahlanzeige für ein Kraftfahrzeug, deren
angezeigte Motordrehzahl auf einem von einem Drehzahlsensor erfassten
Drehzahlsignal beruht.
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Kraftfahrzeuge
weisen zumeist einen induktiven Drehzahlsensor auf, der die Umdrehungen
der Kurbelwelle erfasst. Dieses Drehzahlsignal wird der Motordrehzahlanzeige
zugeführt
und dem Fahrer über
einen angetriebenen Zeiger dargestellt, wobei die Motordrehzahl
auf einer Anzeigeskala abgelesen werden kann.
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Herkömmliche
Motordrehzahlanzeigen weisen allerdings einige unerwünschte Eigenschaften auf.
Es wird als nachteilig angesehen, dass die Motordrehzahlanzeige
eine feste Dämpfungskonstante besitzt.
Dementsprechend erfolgt die Anzeige von niedrigen und hohen Drehzahlen
im Wesentlichen mit derselben Dämpfungskonstante,
die mechanisch festgelegt ist. Diese konstante Dämpfung und das sich daraus
ergebende Anzeigeverhalten der Motordrehzahlanzeige stellt einen
Kompromiss dar, da in Abhängigkeit
von dem jeweiligen Betriebszustand eine stärkere oder eine schwächere Dämpfung gewünscht wird.
Wenn sich der Motor im Leerlauf befindet, wird eine vergleichsweise
hohe Dämpfung
gewünscht,
um ein unruhiges Anzeigeverhalten zu vermeiden. Umgekehrt soll die
Dämpfung
gering sein, wenn der Fahrer das Fahrpedal betätigt und die Motordrehzahl
ansteigt. Es ist auch bekannt, dass der in Gummilagern gelagerte
Motor, beispielsweise bei Lastwechseln, Kippbewegungen ausführt, die
einen Einfluss auf das von dem Drehzahlsensor erfasste Drehzahlsignal
haben. Ferner kann auch der Antriebsstrang das Drehzahlsignal nachteilig
beeinflussen.
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Der
Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine verbesserte Motordrehzahlanzeige
zu schaffen, deren Anzeigeverhalten beeinflussbar ist.
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Zur
Lösung
dieses Problems ist bei einer Motordrehzahlanzeige der eingangs
genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen,
dass das erfasste Drehzahlsignal einer zur Aufbereitung des Drehzahlsignals
in Abhängigkeit
wenigstens eines Betriebsparameters oder Betriebszustands des Kraftfahrzeugs ausgebildeten
Signalverarbeitungseinrichtung zuführbar und das aufbereitete
Drehzahlsignal von der Motordrehzahlanzeige anzeigbar ist.
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Erfindungsgemäß wird zwischen
dem ursprünglich
von dem Dehzahlsensor erfasste Drehzahlsignal, das ein einfaches "Rohsignal" ist und dem aufbereiteten,
optimierten Drehzahlsignal unterschieden, das von der Motordrehzahlanzeige
angezeigt wird. Die erfindungsgemäß vorgesehene Signalverarbeitungseinrichtung
ist zwischen dem Drehzahlsensor und der Motordrehzahlanzeige angeordnet
und ermöglicht
eine gezielte Beeinflussung der Anzeige in Abhängigkeit eines Betriebsparameters oder
Betriebszustands des Kraftfahrzeugs. Die Ansteuerung der Motordrehzahlanzeige
erfolgt somit nicht durch das Rohdrehzahlsignal, sondern mit einer überarbeiteten
Drehzahlinformation, die gezielt aufbereitet wird.
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Es
wird bevorzugt, dass wenigstens einer der folgenden Betriebsparameter
oder Betriebszustände
bei der Aufbereitung des Drehzahlsignals in der Signalverarbeitungseinrichtung
berücksichtigt wird:
Fahrpedalbetätigung,
Leerlauf, Leerlaufsolldrehzahl, eingelegter Gang, gewählte Fahrstufe, Gangwechsel,
Lastzustand, Lastwechsel, Drehzahlanstieg, Drehzahlabfall. Die Aufbereitung
des Drehzahlsignals kann somit kennfeldabhängig erfolgen, wobei das zugrunde
gelegte Kennfeld mehrere Betriebsparameter enthalten kann. Auf diese
Weise kann jedes erfasste Drehzahlsignal aufbereitet, optimiert
und an den jeweiligen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs angepasst
werden.
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Bei
der erfindungsgemäßen Motordrehzahlanzeige
kann die Aufbereitung des Drehzahlsignals die Festlegung der Dämpfung des
angezeigten Drehzahlsignals umfassen. Zweckmäßig wird die Dämpfung drehzahlabhängig festgelegt.
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Es
ist daher möglich,
bei niedrigen Drehzahlen, beispielsweise im Leerlauf, eine hohe
Dämpfung vorzusehen,
so dass ein unerwünschtes
Zittern des Zeigers der Motordrehzahlanzeige unterdrückt wird. Andererseits
kann bei einer erfassten Betätigung
des Fahrpedals eine geringe Dämpfung
gewählt
werden, so dass der Zeiger der durch den Fahrer eingeleiteten Aktion
schnell folgt, um dem Fahrer den Eindruck einer dynamischen Anzeige
zu vermitteln.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass
die Aufbereitung des Drehzahlsignals die Festlegung einer Verzögerungszeit
umfasst, die zwischen der Erfassung des Betriebszustands oder einer Änderung
eines Betriebszustands und der Anzeige der dadurch hervorgerufenen Änderung
des angezeigten Drehzahlsignals vergeht. Auf diese Weise kann eine
gewünschte
schnelle oder langsame Reaktion auf ein Ereignis, beispielsweise
die Betätigung
des Fahrpedals oder ein Gangwechsel, eingestellt werden. Um eine
besonders dynamische Motordrehzahlanzeige zu erhalten, kann es vorgesehen
sein, dass das aufbereitete Drehzahlsignal der erfassten Motordrehzahl
voreilt. Ein Drehzahlanstieg aufgrund einer Fahrpedalbetätigung kann
so angezeigt werden, dass der angezeigte Wert der tatsächlichen
Motordrehzahl vorauseilt, da hierzu wegen der Trägheit des Motors eine bestimmte
Beschleunigungszeit erforderlich ist. Dem Fahrer wird hingegen der
Eindruck eines besonders sportlichen und drehfreudigen Motors vermittelt.
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Es
liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass bei der erfindungsgemäßen Motordrehzahlanzeige ein
gegenüber
dem erfassten Drehzahlsignal höherer
oder niedrigerer Drehzahlwert als aufbereitetes Drehzahlsignal festlegbar
ist. Ein höherer
Drehzahlwert kann gewählt
werden, wenn die Motordrehzahl ansteigt. Dadurch wird der Eindruck
eines dynamischen Motors vermittelt. Eine im Vergleich zu dem gemessenen
Drehzahlsignal niedrigere Drehzahl kann gewählt werden, wenn die Drehzahl
abfällt.
Der angezeigte Drehzahlverlauf kann auf diese Weise so gestaltet
werden, dass das Abfallen der Drehzahl als besonders harmonisch
empfunden wird.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Aufbereitung
des Drehzahlsignals die Festlegung einer Untergrenze der Mo tordrehzahl
umfasst, die anstelle des erfassten Drehzahlsignals angezeigt wird,
wenn das erfasste Drehzahlsignal die Untergrenze unterschreitet.
In einem solchen Fall ist die angezeigte Motordrehzahl konstant,
auch wenn tatsächlich
Drehzahlschwankungen vorhanden sind. Diese werden wegen der festgelegten
Untergrenze der Motordrehzahl jedoch nicht angezeigt. Es ist zweckmäßig, wenn
die Untergrenze der Motordrehzahl der Leerlaufsolldrehzahl entspricht.
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Daneben
betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug
ist dadurch gekennzeichnet, dass es eine Motordrehzahlanzeige der
beschriebenen Art umfasst.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Die Figuren sind schematische
Darstellungen und zeigen:
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1 ein
erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug mit
einer erfindungsgemäßen Motordrehzahlanzeige;
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2 im
oberen Teil ein Drehzahl-Zeit-Diagramm, in dem der Verlauf des gemessenen
und des aufbereiteten Drehzahlsignals dargestellt ist, darunter
ist die Stellung des Gaspedals dargestellt; und
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3 ein
Drehzahl-Zeit-Diagramm, bei dem der Verlauf des gemessenen und des
aufbereiteten Drehzahlsignals dargestellt ist, wobei eine Untergrenze
für die
angezeigte Drehzahl festgelegt ist; darunter ist die Stellung des
Gaspedals und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs aufgetragen.
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Das
in 1 dargestellte Kraftfahrzeug 1 besitzt
einen Motor 2, an dem ein Drehzahlsensor 3 angeordnet
ist. Es handelt sich dabei um einen induktiven Sensor 3,
der die Umdrehungen der Kurbelwelle erfasst. Diese Information wird
als Drehzahlsignal einer Signalverarbeitungseinrichtung 4 zugeführt, die gleichzeitig
als Motorsteuergerät
dient. Bei anderen Ausführungen
kann je doch auch ein separates Steuergerät vorgesehen sein, in dem die
Verarbeitung des Drehzahlsignals stattfindet. Daneben ist es auch möglich, die
Signalverarbeitung in der Motordrehzahlanzeige oder in einer Signalverarbeitungseinrichtung
durchzuführen,
die mit der Motordrehzahlanzeige verbunden ist.
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Die
Signalverarbeitungseinrichtung 4 hat die Aufgabe, das von
dem Drehzahlsensor 3 gelieferte Drehzahlsignal in Abhängigkeit
eines oder mehrerer Betriebsparameter oder Betriebszustände des
Kraftfahrzeugs 1 aufzubereiten, bevor es an die Motordrehzahlanzeige 5 weitergeleitet
und dort für
den Fahrer visualisiert wird. Die Motordrehzahlanzeige 5 ist
herkömmlich
aufgebaut und umfasst einen antreibbaren Zeiger, der die Ablesung
der Drehzahl an einer Skala ermöglicht.
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Im
oberen Teil von 2 ist ein Drehzahl-Zeit-Diagramm
dargestellt, das die Verläufe
des gemessenen Drehzahlsignals 6 und des angezeigten Drehzahlsignals 7 zeigt.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
ist die Gaspedalbetätigung
ein Parameter, der bei der Aufbereitung des Drehzahlsignals berücksichtigt
wird. Im unteren Teil von 2 ist der
Gaspedalwinkel über
der Zeit aufgetragen. Vergleicht man den zeitlichen Verlauf des
Gaspedalwinkels mit dem gemessenen Drehzahlsignal 6, dann
erkennt man, dass die Drehzahl des Motors erst nach einer gewissen
Verzögerungszeit Δt ansteigt.
Dieser Effekt ist darauf zurückzuführen, dass
die Betätigung
des Gaspedals zunächst
mechanisch an den Motor übertragen
und anschließend
zu Reaktionen bei der Steuerung des Motors führt. Unter anderem wird die
zugeführte
Kraftstoffmenge erhöht,
was zu einer Beschleunigung des Motors und zu einem Drehzahlanstieg
führt.
Die zwischen der Betätigung
des Gaspedals und dem Eintreten der erhöhten Drehzahl verstrichene
Zeitraum Δt
wird vom Fahrer normalerweise deutlich wahrgenommen. Daher wird
anstelle des gemessenen Drehzahlsignals 6 das aufbereitete
Drehzahlsignal 7 an der Motordrehzahlanzeige 5 angezeigt.
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Nach
der Betätigung
des Gaspedals wird das Drehzahlsignal so modifiziert, dass es der
gemessenen Drehzahl vorteilt. Dementsprechend wird dem Fah rer unmittelbar
beim Betätigen
des Gaspedals ein Drehzahlanstieg vermittelt. Der dargestellte Drehzahlanstieg
beginnt ohne Zeitverzögerung,
außerdem
besitzt das angezeigte Drehzahlsignal 7 ein höheres Maximum
als das gemessene Drehzahlsignal 6. Die Betätigung des
Fahrpedals wird dabei im Sinne einer Prädiktion berücksichtigt, indem versucht wird,
die Fahrpedalbetätigung
durch den Fahrer vorherzusagen. Das in 2 gezeigte
Drehzahlsignal 7 wird vom Fahrer als besonders spontan
und sportlich empfunden. Nach dem Überschreiten des Maximums findet
ein Drehzahlabfall statt. Das Drehzahlsignal 7, das an
der Motordrehzahlanzeige 5 angezeigt wird, wird auch beim
Abfallen der Drehzahl aufbereitet, wie in 2 dargestellt
ist, so dass es als harmonisch empfunden wird.
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3 zeigt
ein Drehzahl-Zeit-Diagramm, bei dem der Verlauf des gemessenen und
des aufbereiteten Drehzahlsignals dargestellt ist, im unteren Teil ist
der zeitliche Verlauf des Gaspedalwinkels und der Fahrzeuggeschwindigkeit
dargestellt.
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Im
oberen Teil von 3 ist der zeitliche Verlauf
des gemessenen Drehzahlsignals 8 als gestrichelte Linie
und des angezeigten Drehzahlsignals 9 als durchgezogene
Linie dargestellt. Im Rahmen der Aufbereitung des Drehzahlsignals
wird eine Untergrenze des angezeigten Drehzahlsignals 9 festgelegt,
die der Leerlaufsolldrehzahl des Motors entspricht. In 3 ist
ersichtlich, dass die angezeigte Drehzahl 9 gleich groß oder größer als
die Untergrenze ist. Das gemessene Drehzahlsignal 8 liegt
hingegen teilweise unterhalb der angezeigten Drehzahl 9. Es
ist auch erkennbar, dass das gemessene Drehzahlsignal 8 nicht
konstant ist und Schwankungen unterliegt, die normalerweise zu einem
leichten Zittern des Zeigers der Motordrehzahlanzeige führen würden. Anstelle
des gemessenen Drehzahlsignals 8 wird jedoch das aufbereitete
Drehzahlsignal 9 an die Motordrehzahlanzeige 5 weitergeleitet
und dort angezeigt, so dass der Fahrer eine gleichbleibende Zeigerstellung
sieht.
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Im
unteren Teil von 3 sind der Gaspedalwinkel und
die Fahrzeuggeschwindigkeit schematisch dargestellt. Nach einer
Gaspedalbetätigung 10 befindet
sich die gemessene Drehzahl 8 nach kurzer Zeit über der
als Unter grenze dienenden Leerlaufsolldrehzahl. Von nun an entspricht
die angezeigte Drehzahl 9 der gemessenen Drehzahl 8,
die beiden Kurvenverläufe
sind daher deckungsgleich. In diesem Zustand ist es möglich, weitere
Betriebsparameter zu berücksichtigen.
Beim Abfallen der Drehzahl wird die als Untergrenze dienende Leerlaufsolldrehzahl
im Punkt 11 unterschritten. Anschließend wird anstelle der gemessenen
Drehzahl 8 die konstante Drehzahl 9 durch die
Motordrehzahlanzeige 5 dargestellt.
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Zum
Zeitpunkt 12 rollt das Fahrzeug, was anhand des im unteren
Teil von 3 dargestellten Geschwindigkeitsverlaufs 13 erkennbar
ist. Die gemessene Drehzahl 8 ist dabei höher als
die Leerlaufsolldrehzahl, so dass die gemessene Drehzahl 8 der
angezeigten Drehzahl 9 entspricht. Die Leerlaufsolldrehzahl
dient weiterhin als untere Grenze für die angezeigte Drehzahl.
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Zum
Zeitpunkt 14 und 15 werden weitere Betätigungen
des Gaspedals erfasst, so dass die Drehzahluntergrenze überschritten
wird und die angezeigte Drehzahl an die Motordrehzahlanzeige 5 übermittelt
wird.
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Es
ist auch möglich,
einen Drehzahlbereich oder ein applizierbares Fenster für die Drehzahl
vorzugeben, wobei die als Drehzahluntergrenze dienende Leerlaufsolldrehzahl
nur angezeigt wird, wenn die gemessene Drehzahl sich innerhalb dieses
Fensters befindet. Wenn die gemessene Drehzahl das applizierbare
Fenster verlässt,
wird das höhere
Drehzahlsignal angezeigt.