DE102014019124A1

DE102014019124A1 - Fahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben eines solchen Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102014019124A1
Application number: DE102014019124.9A
Authority: DE
Inventors: Björn Elias; Achim Enthaler
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2016-06-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, mit einem Antriebsaggregat (1, 5), über das ein Antriebsmoment auf die Fahrzeugräder (7) abtreibbar ist, und mit einer Steuereinrichtung (11), die auf ein durch Gaspedal-Betätigung fahrerseitig vorgebbares Sollmoment (Msoll) das Antriebsaggregat (1, 5) ansteuert, und mit einem durch fahrerseitige Bremspedal-Betätigung ansteuerbares Bremssystem (14). Erfindungsgemäß ist der Steuereinrichtung (11) eine Auswerteeinheit (19) zugeordnet, mittels der eine sowohl das Bremspedal (18) als auch das Gaspedal (13) überlappende Fußstellung des Fahrers erkennbar ist, und dass bei Vorliegen einer überlappenden Fußstellung die Auswerteeinheit (19) eine optische, akustische oder haptische Rückmeldung (A) für den Fahrer generiert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patenanspruches 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 6.
In derzeitigen Fahrzeugen kann eine sogenannte Smart-Pedal-Funktion integriert sein. Mittels dieser Funktion wird verhindert, dass das Fahrzeug bei gleichzeitigem Drücken von sowohl dem Gaspedal als auch dem Bremspedal beschleunigt, indem das Eindrücken des Bremspedals höher priorisiert wird. Bei Vorliegen einer solchen gleichzeitigen Gas- und Bremspedal-Betätigung wird die Motorleistung im Fahrbetrieb reduziert, das heißt zum Beispiel die Treibstoffzufuhr abgeschnitten.
Aus der DE 10 2011 085 157 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug bekannt, das mit einem Gaspedal und einem Bremspedal bedienbar ist, wobei die Luftzufuhr zum Verbrennungsmotor über eine Drosselklappe gesteuert wird, die von dem Gaspedal betätigbar ist. Zudem ist eine Auswerteeinheit vorgesehen, die signaltechnisch mit einem Lastsensor und einem Bremspedalsensor verbunden ist. Der Lastsensor erfasst einen Zustand der Drosselklappe, während der Bremspedalsensor einen Bremszustand erfasst. Auf der Grundlage dieser Signale ermittelt die Auswerteeinheit, ob ein unplausibler Betriebszustand vorliegt. Ein solcher unplausibler Betriebszustand wird zum Beispiel erkannt, wenn sowohl das Bremspedal als auch das Gaspedal gedrückt ist und zudem die aktuelle Motorlast größer als ein vordefinierter Schwellwert ist.
Mittels der Auswerteeinheit wird somit der aktuelle Drosselklappenzustand und der aktuelle Bremszustand erfasst. Von daher ist in der DE 10 2011 085 157 A1 keine sichere Erfassung einer sowohl das Gaspedal als auch das Bremspedal überlappenden Fußstellung des Fahrers ermöglicht. Zudem wird mit dem obigen System in erster Linie nur eine zusätzliche Fahrzeug-Beschleunigung verhindert. Außerdem arbeitet das System speziell bei größeren Fahrzeuggeschwindigkeiten und ist daher bei Fahrsituationen mit geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten (zum Beispiel bei einem bevorstehenden Ampelhalt) nicht einsetzbar, in welchen der Fahrer anfangs langsam anbremst und dann gezielt stehen bleiben möchte, etwa hinter einen vorausfahrenden Fahrzeug an einer rot geschalteten Ampel.
Insbesondere bei großem und ungewohntem Schuhwerk kann es in der oben skizzierten Fahrsituation zum gleichzeitigen Betätigen beider Pedale kommen, wobei aufgrund einer geringen Aufstandsfläche des Fahrer-Fußes auf dem Bremspedal ein nicht ausreichend großer Pedaldruck ausgeübt wird oder der Fahrer von dem gegebenenfalls auch noch nassen Bremspedal abrutscht. Dadurch ist die beabsichtigte Bremsung schwächer als vom Fahrer erwartet.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Fahrzeug sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges bereitzustellen, bei dem eine sowohl das Gaspedal als auch das Bremspedal überlappende Fußstellung schnell erkennbar sowie dem Fahrer unverzüglich und ergonomisch günstig rückmeldbar ist.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 oder 6 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ist der Steuereinrichtung eines Auswerteeinheit zugeordnet, die speziell dafür ausgelegt ist, die oben erwähnte überlappende Fußstellung des Fahrers zu erkennen. Bei Vorliegen einer solchen überlappenden Fußstellung generiert die Auswerteeinheit eine optische, akustische oder haptische Rückmeldung für den Fahrer, wodurch bereits zu einem frühen Zeitpunkt, zudem das Bremspedal nur über einen sehr geringen Eindrückweg betätigt ist, bereits eine entsprechende Rückmeldung generierbar ist.
Die obige Erfindung ist insbesondere in einer Fahrsituation mit niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten, etwa Schrittgeschwindigkeit, anwendbar, etwa bei einem bevorstehenden Ampelhalt mit einem langsamen Abbremsen hinter einem vorausfahrenden Fahrzeug an einer rot geschalteten Ampel, bei der der Fahrer gezielt stehen bleiben möchte. Bei der oben skizzierten Fußfehlstellung kann es in dieser Fahrsituation vorkommen, dass aufgrund einer zu geringen Aufstandsfläche des Fahrer-Fußes auf dem Bremspedal kein ausreichender Pedal-Druck auf das Bremspedal ausgeübt wird oder der Fahrer von dem gegebenenfalls auch noch nassen Bremspedal abrutscht. Dadurch wird – ohne eine entsprechend Rückmeldung die tatsächliche Bremsung schwächer als vom Fahrer erwartet durchgeführt. Bei Fahrsituationen mit hohen Geschwindigkeiten ist die Erfindung noch sicherheitsrelevanter, da ein höheres Gefahrenpotential vorliegt und mehr Bremskraft erforderlich ist.
In einer technischen Realisierung kann die Auswerteeinheit eingangsseitig mit Sensoren in signaltechnischer Verbindung sein, die einen Eindrückweg am Gaspedal und am Bremspedal erfassen können. Bei Vorliegen von sowohl einem Gaspedal- als auch Bremspedal-Eindrückweg kann die Auswerteeinheit die überlappende Fehlstellung des Fahrer-Fußes feststellen. In diesem Fall kann bevorzugt auf Standardsensoren zurückgegriffen werden, die ohnehin in Fahrzeugen verbaut sind. Über die interne Fahrzeugvernetzung (CAN-Signale, Flexray, etc.) des Fahrzeuges ist jederzeit bekannt, ob und wie stark das Gaspedal und das Bremspedal eingedrückt sind. Alternativ und/oder zusätzlich können hierfür auch kamerabasierte Systeme bereitgestellt werden.
In einer bevorzugten Umsetzung der Erfindung kann das Gaspedal ein mit einer Rückstellkraft beaufschlagbares aktives Fahrpedal sein. In diesem Fall kann das Gaspedal bei einer erfassten überlappenden Fußstellung des Fahrers eine Gaspedal-Kennlinie variieren, die die Rückstellkraft über den Gaspedal-Stellweg wiedergibt. Das heißt, dass die Rückmeldung als eine haptisch wahrnehmende Rückstellkraft-Variation in der Gaspedal-Kennlinie integriert ist. In diesem Fall kann die Rückmeldung besonders bevorzugt über eine kurzzeitige Rückstellkraftvibration bewerkstelligt sein. Diese kann besonders bevorzugt nur über einen begrenzenden Zeitraum generiert werden, um einerseits den Fahrer auf die Fehlstellung des Fußes hinzuweisen, jedoch andererseits den Fahrbetrieb nicht zu beeinträchtigen. Beispielhaft kann die Rückmeldung über einen kurzen Zeitraum von wenigen Sekunden erfolgen.
Bevorzugt erfolgt die Ermittlung der überlappenden Fußstellung insbesondere bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten, das heißt zum Beispiel bei Schrittgeschwindigkeit, in der der Fahrer bei einer Annäherung an einer rot geschalteten Ampel langsam anbremst und dann gezielt hinter einem vorausfahrenden Fahrzeug an der Ampel stehenbleiben möchte.
Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 in einem grob schematischen Blockschaltdiagramm einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit angedeutetem Bremssystem; und
2 eine Kennlinie eines als aktives Fahrpedal ausgeführten Gaspedals, in der eine Rückmeldung über eine überlappende Fußstellung des Fahrers integriert ist.
Die 1 ist im Hinblick auf ein einfaches Verständnis der Erfindung angefertigt. Von daher ist die 1 eine lediglich grob vereinfachte Darstellung, die keinen realitätsgetreuen Aufbau des Antriebsstranges, der Antriebssteuerung sowie des Bremssystems wiedergibt. In der 1 weist der Antriebsstrang des Fahrzeugs eine Brennkraftmaschine auf, die mit einem Getriebe 5 trieblich gekoppelt ist. Das Getriebe 5 treibt auf ein frontseitiges Achsdifferenzial 6 ab, das mit den Fahrzeugvorderrädern 7 in trieblicher Verbindung ist und somit einen Frontantrieb bereitstellt.
Die Brennkraftmaschine 1 ist über ein Motorsteuergerät 9 mittels einer elektronischen Steuereinrichtung 11 ansteuerbar, die als Eingangsgrößen eine Vielzahl von Fahrbetriebsparametern erfasst. Zudem ist die Steuereinrichtung 11 mit einem aktiven Fahrpedal 13 signaltechnisch verbunden. In Abhängigkeit vom Auslenkwinkel (das heißt dem Eindrückweg s des Fahrpedals 13) wird der Steuereinrichtung 11 eine, einem Sollmoment M_soll entsprechende Fahrer-Vorgabe zugeführt. Auf der Grundlage der Sollmoment-Vorgabe steuert die Steuereinrichtung 11 über Signalleitungen das Motorsteuergerät 9 der Brennkraftmaschine 1 an.
Das Gaspedal 9 ist vorliegend ein sogenanntes Force-Feedback-Pedal, dessen Gaspedal-Kennlinie (2) in Abhängigkeit entsprechender Steuersignale der Steuereinrichtung 11 variierbar ist. Hierzu ist die Steuereinrichtung 11 über die Signalleitung 17 mit dem Gaspedal 9 in Verbindung.
Zudem weist das Fahrzeug ein Bremssystem 14 auf, das zum Beispiel über angedeutete Hydraulikleitungen 16 mit den Fahrzeugrad-Bremsen 17 verbunden ist und über ein Bremspedal 18 aktivierbar ist.
Wie aus der 1 weiter hervorgeht, ist der Steuereinrichtung 11 eine Auswerteeinheit 19 zugeordnet. Diese erkennt während des Fahrbetriebs eine Fehlstellung des Fahrer-Fußes, bei der dieser sowohl das Bremspedal 18 als auch das Gaspedal 9 überlappt. Wird eine solche Fußfehlstellung von der Auswerteeinheit 19 erfasst, so generiert die Auswerteeinheit 19 ein Signal, mit dem die Steuereinrichtung 11 über die Signalleitung 17 das Gaspedal 13 mit einer Rückmeldung A beaufschlagt. Die Rückmeldung A ist gemäß der 2 als eine Rückstellkraft-Vibration in der Gaspedal-Kennlinie des Gaspedals 13 integriert und zeitlich begrenzt, zum Beispiel über eine Signaldauer zwischen einer und drei Sekunden.
Zur Ermittlung der fehlerhaften überlappenden Fußstellung des Fahrers ist die Auswerteeinheit 19 eingangsseitig in Signalverbindung mit Sensoren 22, 24, die jeweils den Eindrückweg des Gaspedals und den Eindrückweg des Bremspedals erfassen. Sofern sowohl Eindrückwege des Gaspedals als auch des Bremspedals mittels der Sensoren 22, 24 erfasst sind, generiert die Auswerteeinheit 19 die in der 2 angedeutete Rückmeldung A für den Fahrer.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann eine akustische und/oder eine optische Meldung in einem Kombiinstrument oder in einem sogenannten Head-Up-Display erzeugt werden, die den Fahrer auf die Fehlpositionierung des Fußes hinweist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102011085157 A1 [0003, 0004]

Claims

Fahrzeug, mit einem Antriebsaggregat (1, 5), über das ein Antriebsmoment auf die Fahrzeugräder (7) abtreibbar ist, und mit einer Steuereinrichtung (11), die auf ein durch eine Gaspedal-Betätigung fahrerseitig vorgebbares Sollmoment (M_soll) das Antriebsaggregat (1, 5) ansteuert, und mit einem durch eine fahrerseitige Bremspedal-Betätigung ansteuerbares Bremssystem (14), dadurch gekennzeichnet, dass der Steuereinrichtung (11) eine Auswerteeinheit (19) zugeordnet ist, mittels der eine sowohl das Bremspedal (18) als auch das Gaspedal (13) überlappende Fußstellung des Fahrers erkennbar ist, und dass bei Vorliegen einer überlappenden Fußstellung die Auswerteeinheit (19) eine optische, akustische oder haptische Rückmeldung (A) für den Fahrer generiert.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (19) eingangsseitig mit Sensoren (22, 24) in signaltechnischer Verbindung ist, die einen Eindrückweg am Gaspedal (13) und am Bremspedal (18) erfassen, und dass bei Vorliegen sowohl eines Gaspedal-Eindrückwegs als auch eines Bremspedal-Eindrückwegs von größer als Null die überlappende Fußstellung des Fahrers erkannt ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gaspedal (13) ein mit einer Rückstellkraft beaufschlagbares aktives Fahrpedal ist, und dass die Steuereinrichtung (11) bei Vorliegen einer überlappenden Fußstellung eine Gaspedal-Kennlinie variiert, die die Rückstellkraft über den Stellweg wiedergibt, so dass die Rückmeldung (A) als Rückstellkraft-Variation in der Gaspedal-Kennlinie integriert ist.
Fahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückmeldung (A) durch eine Rückstellkraft-Vibration im Gaspedal (13) realisiert ist.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der überlappenden Fußstellung und die entsprechende Rückmeldung (A) im Fahrbetrieb unabhängig von der Größe der aktuellen Motorlast erfolgt.
Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine sowohl das Gaspedal (13) als auch das Bremspedal (18) überlappende Fußstellung erkannt wird und eine entsprechende Rückmeldung (A) für den Fahrer generiert wird.