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Die
Erfindung betrifft ein integriertes Modul zur Längsführung
eines Fahrzeugs, wobei über einen Schalthebel eine Aktivierung
der Bremsen des Fahrzeugs sowie eine Beschleunigung des Fahrzeugs auslösbar
ist, weiterhin ein Verfahren zur Steuerung der Längsführung
eines Fahrzeugs, wobei abhängig vom Ist-Zustand des Fahrzeugs
nur logisch zulässige Funktionen der Längsführung
eines Fahrzeugs wählbar sind, sowie Fahrzeuge, bei denen
das integrierte Modul oder das Verfahren verwendet werden.
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Fahrzeuge
umfassen eine Vielzahl von verschiedenen Bedienelementen, die im
Rahmen der Längsführung dieser Fahrzeuge, d. h.
zur Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt unabhängig
von der durch das Lenkrad gesteuerten Querführung, eingesetzt
werden, beispielsweise Gas-, Kupplungs- oder Bremspedale, Ganghebel
bei manuell schaltbaren Getrieben oder Automatikgetrieben, Lenkradhebel
oder unterschiedliche Zug-Druck-Schalter. Diese zahlreichen Bedienelemente
stellen isolierte Module zur Längsführung dar,
deren Zusammenwirken eine Vielzahl möglicher Fehlbedienungen
bedingen kann, beispielsweise Losfahrversuche ohne Fahrbereitschaft oder
bei aktivierter Parkbremse, gleichzeitiges Betätigen oder
Verwechslung von Bremse und Gaspedal, und insbesondere bei Fahrzeugen
mit Automatikgetriebe Versuche, das Fahrzeug auszuschalten oder den
Schlüssel abzuziehen, ohne die Parkfunktion betätigt
zu haben. Darüber hinaus führen diese isolierten
Module zu unnötigen Redundanzen von Bedienelementen, beispielsweise
des Gaspedals und eines Beschleunigungsknopfes bzw. des Bremspedals
und Verzögerungsknopfes bei der Verwendung von Tempomat-Systemen
zur Geschwindigkeitskontrolle, und sie bedingen einen erhöhten
Bedarf an Bauraum für Bedienelemente oder Anzeigen.
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In
der Vergangenheit gab es Lösungsversuche zur Behebung der
genannten Probleme. Es existieren zahlreiche Studien für
Fahrzeuge, bei denen die Quer- und Längsführung über
Joysticks erfolgt. Die
DE
10 2009 006 976 A1 erwähnt die Möglichkeit, die
Funktionen von Lenkrad, Bremspedal und Gaspedal ganz oder teilweise
von Joysticks übernehmen zu lassen, macht jedoch zur Längssteuerung
keine konkreten Angaben.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein intuitiv
bedienbares Modul zur Längsführung eines Fahrzeugs,
insbesondere eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, das Redundanzen verringert
oder aufhebt, die Komplexität des Systems verringert und
möglichst auch ein umweltfreundliches Fahren erleichtert.
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Diese
Aufgabe wird mit den in den unabhängigen Ansprüchen
angegebenen Merkmalen gelöst.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand
der abhängigen Ansprüche.
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Ein
integriertes Modul zur Längsführung eines Fahrzeugs,
insbesondere Kraftfahrzeugs senkt die Zahl der für die
Längsführung benötigten Bedienelemente
und -orte und trägt so zur Verringerung der Komplexität
und möglicher Fehlbedienungen bei. Ein Verfahren zur Steuerung
der Längsführung eines Fahrzeugs, insbesondere
Kraftfahrzeugs lässt Funktionen, die der Logik der Fahrphysik
widersprechen, nicht zu und ist auch für das Betreiben
des integrierten Moduls verwendbar.
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Das
integrierte Modul umfasst einen Schalthebel zur Wahl einer Fahrzeugfunktion.
Dieser befindet sich vorzugsweise in Griffweite der Hand eines auf
dem Fahrersitz befindlichen Fahrers, beispielsweise im Mittelgang
oder am Armaturenbrett, und kann in fachüblichen Formen
ausgestaltet sein, beispielsweise als Schaltknüppel, in
vereinfachten Formen als größenreduzierter Joystick,
oder in komplexeren Formen als Schaltknüppel mit ergonomischer Anpassung
an eine Hand oder mit zusätzlichen Bedienelementen. Der
Schalthebel kann in verschiedene Schaltpositionen gebracht werden,
die beispielsweise entlang der Schalthebelführungsbahn
einer Schaltkulisse angeordnet sind, wobei vorzugsweise die Begrenzungen
zwischen den Schaltpositionen durch Widerstände fühlbar
sind. Mit dem Schalthebel können auch Funktionen angewählt
werden, die Funktionen von Schalthebeln üblicher Automatikgetriebe
entsprechen, beispielsweise der Parkfunktion (P, Feststellen der
Bremse), der Neutralfunktion (Entkopplung des Getriebes vom Motor
und somit Freilaufmöglichkeit), und einer Fahrfunktion
(Kraftschluss zwischen Motor und Getriebe für Fahrbetrieb).
Vorzugsweise kommt das erfindungsgemäße integrierte
Modul in einem Fahrzeug mit Automatikgetriebe zum Einsatz und umfasst
dabei auch die Funktion der Gangschalthebels. Darüber hinaus
vereint der Schalthebel des integrierten Moduls in vorteilhafter
Weise die Funktion eines Gaspedals und eines Bremspedals. Dabei
bewirkt der Schalthebel in einer Schaltposition eine erhöhte
Motorleistung des Fahrzeugs und übernimmt somit die Funktion
des Gaspedals durch Steigerung des Kraftstoffzuflusses in einen
Verbrennungsmotor oder des Stromflusses in einem Elektromotor. Dabei
kann je nach Fahrgeschwindigkeit und Belastungssituation bei Fahrzeugen
mit Wechselgetriebe eine passende automatische Wahl des Ganges erfolgen.
Sofern nicht Faktoren wie Bergauffahrt, Gegenwind oder Fahrt an
der oberen Leistungsgrenze des Motors hinzukommen, wird durch die
erhöhte Motorleistung üblicherweise eine Beschleunigung
des Fahrzeugs ausgelöst, so dass nachfolgend im Sinne eines
einheitlichen Sprachgebrauchs nicht von einer Erhöhung
der Motorleistung, sondern von einer Beschleunigung (des Fahrzeugs)
gesprochen wird. Analog bewirkt der Schalthebel in einer weiteren
Schaltposition ein Abbremsen des Fahrzeugs durch Auslösen
der Bremsen und übernimmt somit die Funktion des Bremspedals.
Die entsprechenden Schaltpositionen können Ruhepositionen
oder Festhaltepositionen sein. Bei einer Ruheposition befindet sich
der Schalthebel an einer punktförmig festgelegten Position
innerhalb der Schalthebelführungsbahn der Schaltkulisse
und übt dort eine festgelegte, vom Fahrer in ihrem Grad
nicht weiter beeinflussbare Funktion aus, beispielsweise das Feststellen
der Parkbremse oder die Auslösung der Neutralstellung.
Bei einer Festhalteposition wird die Funktion nicht nur in einer
punktförmigen Position ausgeübt, sondern innerhalb
eines bestimmten, der Schaltposition zugeordneten Bereichs entlang
der Schalthebelführungsbahn. Beispielsweise kann der Grad
des Bremsens, also die Bremskraft, bzw. der Grad der Beschleunigung
durch den Fahrer beeinflusst werden, indem er den Schalthebel zwischen den
Extrempositionen dieses Bereichs entlang der Schalthebelführungsbahn,
der noch der Schaltposition für Bremsen bzw. der Schaltposition
für Beschleunigen zugeordnet ist, bewegt.
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Vorzugsweise
befinden sich auf einer Schalthebelführungsbahn nicht gleichzeitig
Schaltpositionen, die eine Vorwärtsfahrt auslösen,
und Schaltpositionen, die eine Rückwärtsfahrt
auslösen. Vielmehr kann das integrierte Modul ein Bedienelement
zur Umschaltung zwischen Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt
aufweisen, mit dem bestimmt wird, ob innerhalb einer Schalthebelführungsbahn
Schaltpositionen für das Beschleunigen und ggf. das Halten
der Geschwindigkeit sich auf eine Vorwärtsfahrt oder auf eine
Rückwärtsfahrt beziehen. Alternativ können
für die Vorwärts- bzw. Rückwärtsfahrt
zwei voneinander getrennte Schalthebelführungsbahnen vorliegen,
wobei der Schalthebel von der einen Schalthebelführungsbahn über
eine Verbindungsbahn in die andere Schalthebelführungsbahn
geschoben werden kann (beispielsweise mit einer H- oder Y-förmigen
Schaltkulisse). Bei beiden Ausführungsformen kann das Wählen
oder Aktivieren einer Schaltposition für Rückwärtsfahrt
gesperrt sein, solange das Fahrzeug sich noch in nennenswerter Vorwärtsfahrt
befindet, und umgekehrt.
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Mögliche
Schaltpositionen zur Aktivierung von Fahrzeugfunktionen umfassen
eine Schaltposition für ein geparktes Fahrzeug außer
Betrieb, deren Wahl das Feststellen der Parkbremse, das Ausschalten
des Motors und/oder das Herunterfahren der für den Fahrbetrieb
nötigen Fahrzeugsysteme auslöst (Funktion ”PARKEN_AUS”).
Eine weitere Position ist eine Schaltposition für ein geparktes
Fahrzeug in Betrieb, bei der die Parkbremse festgestellt ist und
alle für einen Fahrbetrieb des Fahrzeug erforderlichen Systeme
aktiviert sind (Funktion „PARKEN_AN”). Eine weitere
Schaltposition ist eine Schaltposition zum Bremsen (Funktion „BREMSE”),
die gegebenenfalls weiter unterteilt sein kann. Eine Schaltposition
für Bremsen bis zum Stand würde letztlich einen Stillstand
des Fahrzeugs auslösen, wobei innerhalb dieser Schaltposition
eine weitere Unterteilung in eine Schaltposition für Bremsen
bis zum Stillstand bei minimalem Bremsweg (Funktion „VOLLBREMSUNG”)
bzw. für Bremsen bis zum Stillstand ohne Bremswegbegrenzung
(Funktion „ANHALT_BREMSE”) denkbar ist. Bei letzterer
wäre der Bremsweg nicht kritisch, das Fahrzeug würde nach
als angenehm empfundener Verringerung der Geschwindigkeit letztlich
zum Stehen kommen, erstere würde eine Vollbremsung auslösen.
Ist die Schaltposition für Bremsen bis zum Stand nicht
weiter unterteilt, so wird damit ein Bremsen mit minimalem Bremsweg,
also eine Vollbremsung ausgelöst. Der Übergang
in die Schaltposition für Bremsen bis zum Stillstand bei
minimalem Bremsweg ist vorzugsweise mit einem deutlichen Widerstand
versehen, damit der Schalthebel nicht versehentlich in diese Schaltposition
geschoben werden kann, wobei der Widerstand jedoch niedrig genug
ist, um bei Verschieben des Schalthebels mit verstärkter
Muskelkraft, die bei willentlichen oder reflexartigen Vollbremsungen
typischerweise eingesetzt wird, keine gefährliche Verzögerung
des Bremsvorgangs zu verursachen. Zu weiteren Schaltpositionen zum
Bremsen kann eine Schaltposition für mechanisches Bremsen
(Funktion „MECH_BREMSE”) gehören, bei der
die Bremswirkung wenigstens teilweise durch mechanische Bremsen
(z. B. Scheiben- oder Trommelbremsen) erzeugt wird, sowie eine Schaltposition für
rekuperatives Bremsen (Funktion „ÖKO_BREMSE”),
bei der die dabei anfallende Energie teilweise oder vollständig
in ein System zur Energierückgewinnung eingespeist werden
kann, wobei natürlich beide Bremsmodi bei ausreichend langer Aktivierung
einen Stillstand des Fahrzeugs bewirken. Auch bei Bremsfunktionen,
die nicht durch die Schaltposition für rekuperatives Bremsen
ausgelöst werden, ist eine wenigstens partielle Energierückgewinnung
denkbar. Ein Beispiel für eine weitere Schaltposition ist
eine Schaltposition für Ausrollen (Funktion „AUSROLLEN”),
bei der kein Kraftschluss zwischen Motor und Getriebe vorliegt und
das Fahrzeug durch Luftwiderstand und Reibung langsamer wird, sofern es
sich nicht auf einer Gefällestrecke befindet. In einer
weiteren möglichen Schaltposition für Geschwindigkeit
halten (Funktion „GESCHW_HALTEN”) würde
das Fahrzeug automatisch die momentane Geschwindigkeit beibehalten,
wobei denkbar ist, dass in dieser Schaltposition auch ein externer
Sollwert eines Tempomats für die Wunschgeschwindigkeit
berücksichtigt werden kann. In einer Schaltposition zum Beschleunigen
(Funktion „BESCHL”) würde der Schalthebel
wie eingangs beschrieben die Fahrgeschwindigkeit oder zumindest
die Motorleistung erhöhen. Möglich ist eine Unterteilung
in eine Schaltposition für energieoptimiertes Beschleunigen
(Funktion „ÖKO_BESCHL”), innerhalb welcher
beispielsweise ein optimales Verhältnis zwischen zusätzlich
verbrauchtem Kraftstoff und erzielter Beschleunigung besteht, eine
Schaltposition für sportliches Beschleunigen (Funktion „SPORT_BESCHL”),
in der eine suboptimale Ausnutzung des zusätzlich verbrauchten Kraftstoffs
zugunsten einer höheren Beschleunigung in Kauf genommen
wird, und eine Schaltposition für maximales Beschleunigen
(Funktion „MAX_BESCHL”), in der hohe bis höchste
Leistungsreserven mobilisiert werden.
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Das
integrierte Modul kann alle der vorgenannten Schaltpositionen umfassen,
oder ausgewählte Vertreter davon. Beispielsweise kann bei
einem auf extreme Energieeffizienz ausgelegten City-Fahrzeug mit
niedriger Motorleistung die Schaltposition für maximales
Beschleunigen entfallen, um nicht eine Option anzubieten, die dem
Konzept des Fahrzeugs widerspricht und durch die Leistungsreserven
des Motors nicht ausreichend gedeckt ist. Andererseits können
die vorstehend genannten Schaltpositionen durch weitere naheliegende
Funktionen ergänzt werden.
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Unter
den vorstehend genannten Schaltpositionen sind die Schaltposition
für ein geparktes Fahrzeug außer Betrieb bzw.
in Betrieb, die Schaltposition für Bremsen bis zum Stillstand
ohne Bremswegbegrenzung, die Schaltposition für Ausrollen
und die Schaltposition für Geschwindigkeit halten vorzugsweise
Ruhepositionen. Die restlichen Schaltpositionen sind vorzugsweise
Festhaltepositionen, wobei der Grad, mit dem die gewählte
Funktion ausgeübt wird, innerhalb des der Schaltposition
zugeordneten Bereichs variiert werden kann. Beispielsweise kann der
Grad der Beschleunigung innerhalb der Schaltposition für
sportliches Beschleunigen noch innerhalb gewisser Grenzen variiert
werden, ohne dass ein Übergang in die Schaltposition für
energieoptimiertes Beschleunigen bzw. die Schaltposition für maximales
Beschleunigen erfolgt. Analog kann beispielsweise die Bremskraft
innerhalb der Schaltposition für rekuperatives Bremsen
durch Verschieben des Schalthebels innerhalb des zugehörigen
Bereichs noch variiert werden, bevor mit weiter steigender Bremskraft
ein Übergang in die Schaltposition für mechanisches
Bremsen erfolgt, innerhalb derer dann wiederum durch Verschieben
des Schalthebels im zugehörigen Bereich die Stärke
der durch mechanische Bremsen erzeugten Bremskraft variiert werden kann.
Die Schaltposition für maximales Beschleunigen kann wahlweise
als Ruheposition ausgelegt sein, so dass ein Schalthebel in dieser
Schaltposition einem bis zum Anschlag durchgedrückten herkömmlichen
Gaspedal entsprechen würde, oder als Festhalteposition
mit der Möglichkeit, den Grad der Beschleunigung in einem
oberen, jedoch verbrauchsungünstigen Bereich noch geringfügig
zu variieren.
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Ein
Beschleunigen wird vorzugsweise ausgelöst, wenn sich der
Schalthebel in einer entsprechenden Schaltposition für
Beschleunigen befindet und innerhalb des zugehörigen Bereichs
nach vorne, d. h. in Vorwärtsfahrtrichtung geschoben wird,
und ein Bremsen wird vorzugsweise ausgelöst, wenn sich der
Schalthebel in einer entsprechenden Schaltposition für
Bremsen befindet und innerhalb des zugehörigen Bereichs
nach hinten, d. h. in Rückwärtsfahrtrichtung gezogen
wird. Der Bereich, der zu einer als Festhalteposition ausgebildeten
Schaltposition zugehörig ist, kann insbesondere auf dem
integrierten Modul visuell angegeben werden, beispielsweise als
ein Bereich zwischen minimaler Bremskraft und maximaler Bremskraft,
oder minimaler Beschleunigung und maximaler Beschleunigung. Weiterhin
kann auch vorgesehen sein, dem Fahrer über ein Force-Feedback-System
eine haptische Rückmeldung über die Position des
Schalthebels innerhalb eines Bereichs zu geben. Dabei können
analog zu den zunehmenden Kräften, die aufgewendet werden
müssen, um ein Gaspedal und insbesondere ein Bremspedal
mit dem Fuß weiter in Richtung Anschlag durchzudrücken,
entsprechende Kräfte der Weiterbewegung eines Schalthebels
in Richtung seiner Maximalposition innerhalb des zu einer Schaltposition
gehörigen Bereichs entgegengesetzt werden. Bei Erreichen
der Maximalposition würde dann ein weiterer, deutlich fühlbarer
Widerstand den Übergang in die benachbarte Schaltposition
des Schalthebels anzeigen. Befindet sich der Schalthebel in einer
Festhalteposition, so würde er beim Loslassen vorzugsweise
automatisch in eine zugehörige Ruheposition gehen. Vorzugsweise
ist dies für alle Schaltpositionen zur Beschleunigung die
Schaltposition für Geschwindigkeit halten, für
alle Schaltpositionen für Bremsen dagegen die Schaltposition
für Ausrollen.
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Die
Schaltpositionen sind vorzugsweise in einer bestimmten Reihenfolge
ansteuerbar, wobei sich eine beispielhafte, geeignete Reihenfolge,
beginnend am hinteren Ende der Schalthebelführungsbahn,
folgendermaßen darstellt: Schaltposition für ein
geparktes Fahrzeug außer Betrieb, Schaltposition für
ein geparktes Fahrzeug in Betrieb, Schaltposition zum Bremsen, unterteilt
in eine Schaltposition für Bremsen bis zum Stillstand bei
minimalem Bremsweg (Vollbremsung), eine Schaltposition für
Bremsen bis zum Stillstand ohne Bremswegbegrenzung, eine Schaltposition
für mechanisches Bremsen sowie eine Schaltposition für
rekuperatives Bremsen, Schaltposition für Ausrollen, Schaltposition
für Geschwindigkeit halten, und Schaltposition zum Beschleunigen,
unterteilt eine Schaltposition für energieoptimiertes Beschleunigen,
eine Schaltposition für sportliches Beschleunigen und eine
Schaltposition für maximales Beschleunigen (letztere abschließend mit
dem in Fahrtrichtung vorderen Ende der Schalthebelführungsbahn).
Je nach Ausführungsform können einzelne oder mehrere
der genannten Schaltpositionen entfallen oder zusätzliche
geeignete Schaltpositionen hinzugefügt werden, beispielsweise
eine einzige Festhalteposition für Bremsen von minimaler Bremswirkung
bis Vollbremsung bei automatischer Energierückgewinnung
in geeigneten Bereichen. Die Möglichkeit eines Überspringens
von Schaltpositionen ist vorgesehen. Beispielsweise kann es erforderlich
sein, den Schalthebel von der Schaltposition für maximales
Beschleunigen (an einem Ende der Schalthebelführungsbahn)
zur Schaltposition für Bremsen bis zum Stillstand bei minimalem
Bremsweg (in der Nähe des entgegen gesetzten Endes der Schalthebelführungsbahn)
zu ziehen, falls plötzlich ein Hindernis in Fahrtrichtung
auftaucht. Beim Überspringen kann auch vorgesehen sein,
dass einige oder alle der dazwischenliegenden Schaltpositionen widerstandslos übersprungen
werden können, beispielsweise ausgelöst durch
die hohe Geschwindigkeit der Schalthebelbewegung. Die Funktion übersprungener
Schaltpositionen wird nicht ausgelöst. Weiterhin kann vorgesehen
sein, dass nur solche Schaltpositionen anwählbar sind,
und gegebenenfalls auf dem integrierten Modul mit einer entsprechenden
Kennzeichnung anzeigt werden (z. B. grüne bzw. rote Ausleuchtung
eines Symbols für eine anwählbare bzw. nicht anwählbare
Schaltposition, oder sichtbares Symbol bzw. unsichtbares Symbol
für eine anwählbare bzw. nicht anwählbare
Schaltposition, wobei die Symbole beispielsweise die Funktionsnamen
oder geeignete Bezeichnungen, Abkürzungen, Akronyme, Logos
oder Piktogramme wiedergeben können), die angesichts der
momentan gegebenen Fahrsituation logisch zulässig sind.
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Das
integrierte Modul kann weitere Bedien- oder Anzeigeelemente umfassen.
Beispielsweise können für die Einstellung von
Reisegeschwindigkeiten (z. B. Tempomat-System) oder einzuhaltenden Abständen
(z. B. Distronic-System) Rändelschrauben, Schieberegler
oder Eingabetastaturen am Schalthebel oder entlang der Schalthebelführungsbahnen
angebracht sein.
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Gemäß des
Verfahrens wird als Parameter des Ist-Zustands des Fahrzeugs erfasst,
ob der Motor an- oder ausgeschaltet ist, und ob das Fahrzeug sich
im Stand oder in Fahrt befindet. Als Mindestvorgabe für
fahrphysikalische Logik ist festgelegt, dass bei ausgeschaltetem
Motor nur ein Fahrzeug im Stand, jedoch nicht in Fahrt zulässig
ist, sofern nicht ausdrücklich durch den Fahrer ein fehlender
Kraftschluss zwischen Motor und Getriebe sowie eine gelöste
Parkbremse eingestellt sind. Letzteres kann erforderlich sein, wenn
das Fahrzeug in eine Waschstrasse gefahren wird, in der es bei ausgeschaltetem Motor
zu freiem Rollen befähigt sein muss, oder beim Abschleppen
des Fahrzeugs. Die entsprechende Einstellung durch den Fahrer kann
beispielsweise erfolgen durch Drücken eines Bedienelements,
das die Inaktivierung der Parkbremse bei ausgeschaltetem Motor veranlasst
oder das Schieben des Schalthebels in die bei ausgeschaltetem Motor
normalerweise nicht zulässige Schaltposition für
Ausrollen unter Aktivierung dieser Funktion ermöglicht.
Als weitere Vorgaben sind festgelegt, dass bei eingeschaltetem Motor
und einem Fahrzeug in Fahrt ein Ausschalten des Motors unzulässig
ist, dass bei einem Fahrzeug in Fahrt eine Funktion für
ein geparktes Fahrzeug (Parkfunktion) unzulässig ist, und
dass bei einem Fahrzeug im Stand Funktionen wie Ausrollen und Geschwindigkeit
halten unzulässig sind. Unter Berücksichtigung
der momentanen Parameter zum Ist-Zustand des Fahrzeugs und der genannten
Vorgaben wird ermittelt, welche Fahrzeugfunktionen momentan gemäß der
vorgegebenen Logik zulässig sind. In einer erweiterten
Ausführungsform umfassen diese Funktionen insbesondere
solche, die den im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen
integrierten Modul genannten, durch Schaltpositionen des Schalthebels
ausgelösten Funktionen entsprechen, also Parkfunktion bei
Motor in Betrieb oder außer Betrieb, Bremsfunktionen, gegebenenfalls
mit Unterteilungen, Funktionen des Ausrollens und des Geschwindigkeithaltens,
sowie Beschleunigungsfunktionen, gegebenenfalls mit Unterteilungen.
Unzulässige Funktionen sind nicht aktivierbar. Wird beispielsweise
festgestellt, dass das Fahrzeug sich in Fahrt befindet, so ist die
Funktion des Einlegens der Parkbremse bei laufendem oder bei abgestelltem Motor
unzulässig und kann nicht gewählt werden bzw.
würde bei einer entsprechenden Positionierung des Schalthebels
nicht aktiviert werden. Ebenso wäre dann ein Ausschalten
des Motors unzulässig, wobei beispielsweise ein Drehen
des Zündschlüssels oder dessen Abziehen verhindert
werden könnten.
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In
einer Ausgestaltung des Verfahrens ist festgelegt, dass ein Schalthebel,
mit dem momentan eine Funktion des Beschleunigens ausgelöst
werden soll, beim Vorschieben in Fahrtrichtung eine Beschleunigung
bzw. Motorleistungssteigerung auslöst, beim Zurückziehen
entgegen der Fahrrichtung eine negative Beschleunigung bzw. Motorleistungsverringerung.
Die Angaben sind auf eine Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs bezogen,
wobei sich der Zusammenhang zwischen Verschiebungsrichtungen des
Schalthebel und ausgelöstem Effekt vorzugsweise auch bei Rückwärtsfahrt
nicht ändert.
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Die
vorgenannten Verfahren sind insbesondere geeignet zur Steuerung
der erfindungsgemäßen Module. Insbesondere kann
vorgesehen sein, dass für logisch unzulässige
Schaltpositionen keine Symbole auf den Modulen angezeigt werden.
Die erfindungsgemäßen Module und Verfahren führen
zu einer wesentlichen Vereinfachung der Längsführung eines
Fahrzeugs und eliminieren Fehlerquellen. Sie erlauben eine Längsführung
unabhängig von Fußpedalen und sind insbesondere
auch für behinderte Fahrer ohne Fußkontrolle (z.
B. nach Querschnittslähmung) geeignet.
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Die
Erfindung wird nun anhand von Beispielen, die nicht als beschränkend
aufzufassen sind, unter Verweis auf die beigefügten Figuren
weiter veranschaulicht. In den Figuren sind gleiche, funktionsgleiche
oder ähnliche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Dabei
zeigen in schematischer Aufsicht:
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1 ein
integriertes Modul mit allen möglichen Schaltpositionen
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2 ein
integriertes Modul mit H-förmiger Schaltkulisse
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3 ein
integriertes Modul eines Fahrzeugs mit ausgeschaltetem Motor
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Beispiel 1:
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Ein
integriertes Modul 1 gemäß 1 umfasst
auf der Schalthebelführungsbahn 5 zahlreiche Schaltpositionen 3 für
einen Schalthebel 2: eine Schaltposition für ein
geparktes Fahrzeug außer Betrieb 3a, eine Schaltposition
für ein geparktes Fahrzeug in Betrieb 3b, Schaltpositionen
zum Bremsen 3c, mit Unterteilungen in eine Schaltposition
für Bremsen bis zum Stillstand 3c1, die ihrerseits
zweigeteilt ist in eine Schaltposition für Bremsen bis
zum Stillstand bei minimalem Bremsweg 3c1a und eine Schaltposition
für Bremsen bis zum Stillstand ohne Bremswegbegrenzung 3c1b,
eine Schaltposition für mechanisches Bremsen 3c2,
eine Schaltposition für rekuperatives Bremsen 3c3,
einer Schaltposition für Ausrollen 3d, eine Schaltposition
für Geschwindigkeit halten 3e, und Schaltposition
zum Beschleunigen 3f, unterteilt in eine Schaltposition
für energieoptimiertes Beschleunigen 3f1, eine
Schaltposition für sportliches Beschleunigen 3f2 und
eine Schaltposition für maximales Beschleunigen 3f3.
Links neben den Schaltpositionen 3 befinden sich Felder
für Symbole der entsprechenden Schaltpositionen, die bei
Aktivierbarkeit der zugehörigen Schaltposition das entsprechende
Symbol wiedergeben (in 1 sind zur Veranschaulichung
alle Symbole sichtbar). Zwischen den Feldern für die Symbole
und der Schalthebelführungsbahn 5 zeigen für
als Festhaltepositionen ausgelegte Schaltpositionen Pfeile den Bereich
an, innerhalb dessen bei einer entsprechenden Funktion der Grad
dieser Funktion durch den Fahrer veränderbar ist (z. B. Änderung
der Bremskraft). Am Schalthebel 2 befindet sich ein Bedien-
oder Anzeigeelement für Zusatzfunktionen 6, in
diesem Fall ein Rändelrad für einen Distronik-Abstandsregler.
Die Schaltpositionen 3 innerhalb der Schalthebelführungsbahn 5 beziehen
sich auf eine Vorwärtsfahrt, sofern über das Bedienelement
zur Umschaltung zwischen Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt 4 eine
Vorwärtsfahrt eingestellt ist, andernfalls auf eine Rückwärtsfahrt.
Die Schaltpositionen 3 gemäß 1 werden
in den Beispielen 3 bis 6 zugrunde gelegt.
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Beispiel 2:
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Ein
integriertes Modul 1 umfasst eine Schalthebelführungsbahn
für Vorwärtsfahrt 5a und eine Verbindung
mit einer Schalthebelführungsbahn für Rückwärtsfahrt 5b,
wodurch eine H-förmige Schaltkulisse gebildet wird. Bewegt
sich der Schalthebel 2 in der mit „V” gekennzeichneten
Schalthebelführungsbahn für Vorwärtsfahrt 5a,
dann beziehen sich die Schaltpositionen 3e und 3f auf
eine Vorwärtsfahrt, in der Schalthebelführungsbahn
für Rückwärtsfahrt 5b („R”)
dagegen auf eine Rückwärtsfahrt (2).
In 2 ist ein Beispiel für ein integriertes
Modul 1 mit reduzierter Anzahl von Schaltpositionen 3 gezeigt.
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Beispiel 3:
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Ein
Fahrer setzt sich in ein Fahrzeug, dessen Motor nicht läuft.
Dementsprechend ist der Schalthebel 2 in der Schaltposition
für ein geparktes Fahrzeug außer Betrieb 3a.
Nach Einführen des Autoschlüssels wird das Symbol
für die aktive Schaltposition 3a angezeigt (3).
Als einzige logisch zulässige alternative Schaltposition
ist die Schaltposition für ein geparktes Fahrzeug in Betrieb 3b anwählbar
und wird über ein beleuchtetes Symbol angezeigt. Symbole
für andere Schaltposition werden nicht angezeigt. Zusätzlich
kann ein Symbol „BEREIT” angezeigt werden, falls
einem Start des Fahrzeugs keine technischen Probleme entgegenstehen
(in 3 nicht gezeigt).
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Beispiel 4:
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Ein
Fahrer fährt eine Strasse entlang, als plötzlich
in kurzer Entfernung vor ihm zwischen geparkten Autos ein Ball auf
die Strasse rollt. Er zieht reflexartig den Schalthebel 2 von
der aktiven Schaltposition für Geschwindigkeit halten (3e) über
schwache Widerstände, welche die Übergänge
zu den dahinterliegenden Schaltpositionen für Ausrollen 3d,
für rekuperatives Bremsen 3c3, für mechanisches Bremsen 3c2 und
für Bremsen bis zum Stillstand ohne Bremswegbegrenzung 3c1b markieren,
und wird auch durch Force-Feedback-Kräfte in den Festhaltepositionen
für rekuperatives Bremsen 3c3 und mechanisches
Bremsen 3c2 in seiner Bewegung nicht behindert. Durch die
starke Kraft seiner reflexartigen Bewegung überwindet er
auch den deutlichen Widerstand am Übergang zwischen der
Schaltposition für Bremsen bis zum Stillstand ohne Bremswegbegrenzung 3c1b und
der Schaltposition für Bremsen bis zum Stillstand bei minimalem
Bremsweg 3c1a ohne Zeitverlust und löst die Vollbremsung
aus.
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Beispiel 5:
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Ein
Fahrer verlässt die Autobahn, um auf einem Autobahnparkplatz
zu parken. Da keine anderen Autos auf dem Parkplatz stehen, wählt
er auf dem Verzögerungsstreifen der Autobahn mit dem Schalthebel 2 eine
Schaltposition für Bremsen bis zum Stillstand ohne Bremswegbegrenzung 3c1b.
Die logisch unzulässigen Schaltpositionen für
ein geparktes Fahrzeug außer Betrieb 3a bzw. für
ein geparktes Fahrzeug in Betrieb 3b sind nicht wählbar,
entsprechende Symbole dafür werden auf dem integrierten Modul
nicht angezeigt. Das Fahrzeug kommt nach als angenehm empfundener
Abbremsung zum Stehen. Nachdem der Stillstand des Fahrzeugs festgestellt
wurde, sind die Schaltpositionen für ein geparktes Fahrzeug
außer Betrieb 3a bzw. für ein geparktes Fahrzeug
in Betrieb 3b nunmehr zulässig, zugehörige
Symbole leuchten somit auf.
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Beispiel 6:
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Zur
Auffahrt auf eine Autobahn legt ein Fahrer den Schalthebel 2 in
eine Schaltposition für energieoptimiertes Beschleunigen 3f1 und
wählt innerhalb dieser Position einen Bereich für
die Schalthebelstellung, der ihm ein zügiges, jedoch noch
energieoptimiertes Beschleunigen ermöglicht. Auf dem Beschleunigungsstreifen
stellt er fest, dass sich auf der rechten Spur von hinten schnellere
Fahrzeuge nähern, die nicht auf die Mittelspur der Autobahn
ausweichen können und sein Einfädeln auf die rechte Spur
blockieren könnten. Der Fahrer schiebt daraufhin den Schalthebel 2 bis
an das Ende der Schaltposition für energieoptimiertes Beschleunigen 3f1,
welches ihm durch einen Widerstand angezeigt wird, der jedoch die
Weiterbewegung des Schalthebels 2 in die angrenzende Schaltposition
für sportliches Beschleunigen 3f2 nicht behindert.
Mit dem sich nun in der Schaltposition für sportliches
Beschleunigen 3f2 befindlichen Schalthebel 2 wählt
der Fahrer innerhalb des zugehörigen Bereichs eine Hebelstellung,
die ihm eine ausreichende Beschleunigung ermöglicht, um
mit sicherem Abstand vor den sich der Beschleunigungsspur nähernden
Fahrzeugen in die rechte Autobahnspur einzufädeln. Nach
Erreichen der gewünschten Reisegeschwindigkeit zieht der
Fahrer den Schalthebel 2 in die Schaltposition für
Geschwindigkeit halten 3e, wobei er alle leichten Widerstände überwindet,
welche die Übergänge zwischen den Schaltpositionen
markieren, die zwischen der Schaltposition für sportliches
Beschleunigen 3f2 und der Schaltposition für Geschwindigkeit
halten 3e liegen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Integriertes
Modul
- 2
- Schalthebel
- 3
- Schaltpositionen
- 3a
- Schaltposition
für geparktes Fahrzeug außer Betrieb
- 3b
- Schaltposition
für geparktes Fahrzeug in Betrieb
- 3c
- Schaltposition
zum Bremsen
- 3c1
- Schaltposition
für Bremsen bis zum Stand
- 3c1a
- Schaltposition
für Bremsen bis zum Stillstand bei minimalem Bremsweg
- 3c1b
- Schaltposition
für Bremsen bis zum Stillstand ohne Bremswegbegrenzung
- 3c2
- Schaltposition
für mechanisches Bremsen
- 3c3
- Schaltposition
für rekuperatives Bremsen
- 3d
- Schaltposition
für Ausrollen
- 3e
- Schaltposition
für Geschwindigkeit halten
- 3f
- Schaltposition
zum Beschleunigen
- 3f1
- Schaltposition
für energieoptimiertes Beschleunigen
- 3f2
- Schaltposition
für sportliches Beschleunigen
- 3f3
- Schaltposition
für maximales Beschleunigen
- 4
- Bedienelement
zur Umschaltung zwischen Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt
- 5
- Schalthebelführungsbahn
- 5a
- Schalthebelführungsbahn
für Vorwärtsfahrt
- 5b
- Schalthebelführungsbahn
für Rückwärtsfahrt
- 6
- Bedien-
oder Anzeigeelement für Zusatzfunktionen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102009006976
A1 [0003]
