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Die Erfindung betriff ein Drift-Assistenzsystem für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Ein spektakuläres Fahrmanöver beim sportlichen Autofahren ist das sogenannte Driften. Hierbei bringt der Fahrer in Kurvenfahrten sein Fahrzeug gezielt zum Übersteuern, während er durch gezieltes Gegenlenken und dosiertes Gasgeben die Kontrolle und ein hohes Fahrtempo beibehält. Bei diesem Fahrmanöver zeigen die gelenkten Vorderräder zur Kurvenaußenseite, die hinteren Räder haben einen höheren Schräglaufwinkel als die Vorderräder. Das Driften verlangt ein hohes Maß an fahrerischem Können. Zum Erlernen ist daher ein hoher Aufwand erforderlich. Dies gilt sowohl für das Einleiten eines Drift als auch und insbesondere für das kontrollierte Driften selbst.
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Um das Driften auch durchschnittlichen Fahrern zu ermöglichen wurde in der
EP 2 183 137 B1 eine Driftautomatik vorgeschlagen, bei der das Gaspedal, dann wenn der Wagen sich zu drehen beginnt, nicht mehr als direktes Eingabemittel zum Abrufen der Antriebsleistung benutzt wird, sondern dazu, den Driftwinkel zu bestimmen. Die Dosierung der Motorleistung nimmt dann in einem bestimmten Winkelbereich des Gaspedals die Driftautomatik selbständig vor, derart, dass der Betätigungswinkel in einen Driftwinkel übersetzt wird und die Driftautomatik die Motorleistung zum Erreichen des Driftwinkels automatisch dosiert. Das Durchtreten des Gaspedals bedeutet dann nicht mehr maximale Motorleistung sondern maximaler Driftwinkel. Mit einer solchen Driftautomatik kann ein Fahrer zwar einen Drift leicht ausführen, ein Erlernen des Driftens ohne Hilfsmittel ist auf diese Weise aber nicht möglich.
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Zur Reduzierung des Lernaufwandes beim Drift-Training wurde, um das Driften auch ambitionierten Amateurfahrern zugänglich zu machen, in der
DE 10 2013 200 027 A1 ein Drift-Trainingsassistenzsystem für Kraftfahrzeuge vorgeschlagen, das zum Erlernen des Driftens, sowohl die Lenktätigkeit als auch die Gaspedalbewegung bzw. deren kombinierte Aktion übernimmt und/oder unterstützt. Alternativ können auch Handlungsanweisungen optischer und/oder akustischer Art dem Fahrer zur Verfügung gestellt werden.
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Ein solches Drift-Trainingsassistenzsystem setzt Bedienelemente voraus, die durch Aktoren angetrieben werden und die zur Durchführung des Fahrmanövers notwendigen Betätigungsbewegungen selbständig ausführen. Im vorliegenden Fall sind dies die Bewegungen von Lenkrad und Gaspedal. Ein solches System macht zwar die Betätigungswege von Gaspedal und Lenkrad für den Fahrer erfahrbar, wenn dieser während der selbständigen Bewegung der Bedienelemente Kontakt mit den sich bewegenden Bedienelementen behält, die taktile Empfindung ist jedoch eine völlig andere, als wenn die Bedienperson die Bedienelemente, also Lenkrad und Gaspedal selbst bedienen würde. Diese taktile Empfindung ist aber ausschlaggebend für zum Beispiel das dosierte Gas geben, wenn der Fahrer ohne Drift-Trainingsassistenzsystem einen Drift ausführen will. Mit anderen Worten, für das richtige Dosieren beim Gasgeben muss der Fahrer die Kombination aus Betätigungswinkel des Gaspedals und Gegendruck des Gaspedals erlernen. Im vorstehend angesprochenen Stand der Technik wird diese taktile Empfindung jedoch nicht vermittelt.
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Neben den vorstehend angesprochenen Bedienelementen, die zur Durchführung von Fahrmanövern notwendige Betätigungsbewegungen selbständig ausführen, wie beispielsweise beim automatischen Einparken, sind auch solche Bedienelemente in Gebrauch, die fahrsituationsabhängig bei Betätigung dem Fahrer eine Gegenkraft entgegensetzen. Hier ist beispielsweise das Forcefeedback-Pedal (FFB-Pedal), wie es unter anderem auch in der
DE 10 2014 224 234 B3 gezeigt ist, zu nennen. Dieses ist so aufgebaut, dass ein in der Pedalmechanik angeordneter Aktor bei entsprechender Ansteuerung eine durch die Bedienperson taktil wahrnehmbare, der Betätigungskraft entgegengerichtete Gegenkraft erzeugen kann. Die Ansteuerung des Forcefeedback-Pedals erfolgt dabei abhängig von bestimmten Fahrsituationen und Betätigungswinkeln des Pedals. Zur Feststellung des aktuellen Betätigungswinkels ist das FFB-Pedal mit einem Messgeber, zum Beispiel einem Drehwinkelgeber ausgestattet, der den Betätigungswinkel an die Ansteuereinrichtung meldet. Eingesetzt werden derartige FFB-Pedale in Verbindung mit sogenannten Assistenzsystemen. Diese dienen üblicherweise dazu, den Fahrer zu unterstützen, ungewünschte Fahrsituation und/ oder Betriebssituationen zu vermeiden. Eine solche ungewünschte Fahrsituation und/ oder Betriebssituation des Fahrzeugs liegt dann vor, wenn die Bedienperson durch den aktuellen Betätigungsgrad des FFB-Pedals diese bestimmte Fahrsituation und/ oder Betriebssituation herbeigeführt hat und/ oder die ungewünschte Fahrsituation und/ oder Betriebssituation durch eine Änderung des aktuellen Betätigungsgrades des FFB-Pedals in einen Normalzustand rückführbar ist. Hat beispielsweise ein Fahrer durch zu starke Betätigung des Gaspedals die Antriebsräder seines Fahrzeugs zum Durchdrehen gebracht, kann eine mit einem Stabilitätssystem (ESP) ausgerüstete Fahrzeugsteuereinheit durch Auswertung entsprechender Sensorwerte erfassen, wenn das Heck des Fahrzeugs ausbricht und dem Fahrer durch Aufbauen einer der Betätigungskraft des Gaspedals entgegengerichteten Kraft signalisieren, vom Gas zu gehen. Gleichzeitig greift das ESP durch gezieltes Abbremsen einzelner Räder ein, um das Ausbrechen des Fahrzeugs zu unterbinden.
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Forcefeedback-Pedale (FFB-Pedale) und Stabilitätssystem (ESP) sind bereits im Serieneinsatz, so dass sich weitere erläuternde Ausführungen erübrigen.
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Ausgehend vom vorstehend genannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, unter Vermeidung der dem Stand der Technik innewohnenden Nachteile ein Drift-Assistenzsystem anzugeben, das es erlaubt, bei Fahrzeugen mit Heckantrieb oder allradgetriebenen Fahrzeugen mit hecklastiger Auslegung das Driften zu erlernen und auch in der Lernphase oder bei unzureichender Kenntnis eine Drift-Fahrt gefahrlos auszuführen.
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Gelöst wird die Aufgabe durch das im Hauptanspruch gekennzeichnete Drift-Assistenzsystem, vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Systems sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Das erfindungsgemäße Drift-Assistenzsystem geht von heckgetriebenen Kraftfahrzeugen oder allradgetriebenen Kraftfahrzeugen mit hecklastiger Auslegung aus, wobei das Kraftfahrzeug ein Stabilitätssystem und ein Forcefeedback-Gaspedal enthält. Es wird vorgeschlagen, ein Eingabemittel vorzusehen, durch dessen Betätigung der Drift-Assistent aktivierbar ist. Nach Betätigung des Eingabemittels deaktiviert das Drift-Assistenzsystem das Stabilitätssystem temporär und steuert das Forcefeedback-Gaspedal so an, dass dieses zunächst bis zum maximalen Leistungseinsatz ungehindert betätigbar ist. Bei entsprechender Betätigung des Forcefeedback-Gaspedals erkennt das Drift-Assistenzsystem, ob in einer Kurvenfahrt nach hohem Leistungseinsatz durch den Fahrer ein Übersteuern des Kraftfahrzeugs herbeigeführt wurde und bestimmt einen maximalen Driftwinkel, bei dem ein sicheres Abfangen des Kraftfahrzeugs aus dem Driften durch das Stabilitätssystem noch möglich ist und ermittelt einen maximal zulässigen Leistungseinsatz und aus diesem einen maximal zulässigen Betätigungswinkel das Forcefeedback-Gaspedals. Durch Überwachung des aktuellen Betätigungswinkels des Forcefeedback-Gaspedals erkennt das Drift-Assistenzsystem eine Annäherung des aktuellen Betätigungswinkels an den maximal zulässigen Betätigungswinkel und/ oder dessen Überschreiten und steuert das Forcefeedback-Gaspedal so an, dass dieses bei Annäherung an den maximal zulässigen Betätigungswinkel und/ oder bei dessen Überschreiten eine ansteigende Gegenkraft im Forcefeedback-Gaspedal aufbaut.
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Das vorgeschlagene Drift-Assistenzsystem erlaubt es bei einem Fahrzeug, das Stabilitätssystem bzw. zumindest dessen Ausgangssignale temporär abzuschalten und eine sichere Driftfahrt dadurch zu gewährleisten, dass in dem Forcefeedback-Gaspedal eine Gegenkraft aufgebaut wird, die ein Betätigen über einen sicheren maximal zulässigen Betätigungswinkel hinaus verhindert. Eine Annäherung an den nicht zulässigen Leistungsbereich und/ oder dessen Überschreiten wird dem Fahrer unmittelbar über das Instrument zur Leistungsanforderung, also dem Forcefeedback-Gaspedal taktil mitgeteilt, so dass er unmittelbar reagieren kann. Diese Art der Informationsübermittlung über den Tastsinn ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil dieser menschliche Sinn das höchste Reizreaktionsvermögen aufweist.
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Zur Einengung des Bereichs, in dem Drift-Fahrten problemlos möglich sind, ist vorteilhaft vorgesehen, dass das Drift-Assistenzsystem nach seiner Aktivierung zunächst prüft, ob sich das Getriebe in einem vorgegebenen Getriebeübersetzungsbereich befindet und den Drift-Modus dann freigibt, wenn sich das Getriebe im vorgegebenen Getriebeübersetzungsbereich befindet. Außerhalb des vorgegebenen Getriebeübersetzungsbereichs blockiert das Drift-Assistenzsystem den Drift-Modus und das Stabilitätssystem bleibt vollständig wirksam. Auf diese Weise wird sicher verhindert, dass ein ungeübter Fahrer einen Drift mit einer ungeeigneten Getriebeübersetzung in Angriff nimmt, da bei einer ungeeigneten Getriebeübersetzung das Stabilitätssystem ein Übersteuern unterbindet.
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In vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Drift-Assistenzsystem bei freigegebenem Drift-Modus aus dem Lenkwinkel erkennt, ob eine Kurvenfahrt vorliegt und aus der Gierrate und/ oder der Querbeschleunigung des Fahrzeugs erkennt, ob ein Übersteuern vorliegt. Gierrate, Querbeschleunigung und Lenkwinkel werden bei Fahrzeugen mit ESP meist ohnehin überwacht, so dass zu deren Ermittlung keine besondere Sensorik notwendig ist.
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Da bei dem Einleiten einer Drift-Fahrt üblicherweise ein Leistungsüberschuss durch entsprechendes Betätigen des Forcefeedback-Gaspedals notwendig ist, kann in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Systems vorgesehen sein, dass das Drift-Assistenzsystem bei freigegebenem Drift-Modus und erkanntem Übersteuern und bei Überschreiten eines maximal zulässigen Betätigungswinkel des Forcefeedback-Gaspedals, das Stabilitätssystem so ansteuert, dass dieses das Übersteuern des Kraftfahrzeugs abfängt. Auf diese Weise wird unterbunden, dass das Fahrzeug unkontrollierbar wird, wenn der Fahrer nach dem Einleiten einer Drift-Fahrt nicht vom Gas geht, um sich dann wieder an den maximal zulässigen Betätigungswinkel des Forcefeedback-Gaspedals heranzutasten.
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Um ein sich Herantasten an den maximal zulässigen Betätigungswinkel des Forcefeedback-Gaspedals aus Richtung geringerer Betätigungswinkel sicherzustellen, kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Drift-Assistenzsystem bei freigegebenem Drift-Modus und erkanntem Übersteuern ermittelt, ob eine Reduzierung des Betätigungswinkels des Forcefeedback-Gaspedals seitens des Fahrers unter einen vorgegebenen Betätigungswinkel erfolgt ist. Ist dies der Fall, verwendet das Drift-Assistenzsystem eine vorgegebene, betätigungswinkelabhängige Gegenkraftcharakteristik für die Ansteuerung des Forcefeedback-Gaspedals, sodass dieses von einem vorgegebenen Betätigungswinkel an eine taktil vom Fahrer erkennbare ansteigende Gegenkraft der Betätigungskraft entgegensetzt. Ist eine Reduzierung des Betätigungswinkels des Forcefeedback-Gaspedals seitens des Fahrers unter einen vorgegebenen Betätigungswinkel nicht erfolgt, kann ein unkontrollierbares Übersteuern des Fahrzeugs einsetzen, deshalb steuert das Drift-Assistenzsystem das Stabilitätssystem so an, dass dieses das Übersteuern des Kraftfahrzeugs abfängt.
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Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung des Drift-Assistenzsystems sieht vor, dass dieses bei freigegebenem Drift-Modus und erkanntem Übersteuern ermittelt, ob eine Reduzierung des Betätigungswinkels des Forcefeedback-Gaspedals seitens des Fahrers unter einen vorgegebenen Betätigungswinkel erfolgt ist. Dann wenn die Reduzierung des Betätigungswinkels des Forcefeedback-Gaspedals seitens des Fahrers unter einen vorgegebenen Betätigungswinkel nicht erfolgt ist, steuert das Drift-Assistenzsystem das Forcefeedback-Gaspedals unmittelbar so an, dass dieses, unabhängig vom Betätigungswinkel, der Betätigungskraft durch den Fahrer eine ansteigende Gegenkraft entgegensetzt und überwacht, ob nach dem Aufschalten der Gegenkraft eine Reduzierung des Betätigungswinkels des Forcefeedback-Gaspedals seitens des Fahrers erfolgt. Erfolgt als Reaktion auf die Gegenkraft die Reduzierung des Betätigungswinkels des Forcefeedback-Gaspedals seitens des Fahrers unter einen vorgegebenen Betätigungswinkel, verwendet das Drift-Assistenzsystem die vorgegebene, betätigungswinkelabhängige Gegenkraftcharakteristik für die Ansteuerung des Forcefeedback-Gaspedals. Erfolgt die Reduzierung des Betätigungswinkels des Forcefeedback-Gaspedals seitens des Fahrers unter einen vorgegebenen Betätigungswinkel dagegen nicht, steuert das Drift-Assistenzsystem das Stabilitätssystem so an, dass dieses das Übersteuern des Kraftfahrzeugs abfängt. Auf diese Weise wird dem Fahrer ein vorteilhafter Hinweis gegeben, die Leistung des Fahrzeugs zu reduzieren, wenn das Einleiten einer Drift-Fahrt, das üblicherweise mit Leistungsüberschuss geschieht, abgeschlossen ist.
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Um sicherzustellen, dass während des Durchführens einer Drift-Fahrt ein unkontrollierbarer Fahrzustand nicht eintritt, ist vorteilhaft vorgesehen, dass das Drift-Assistenzsystem überwacht, ob der maximale Driftwinkel überschritten wird. Bei Überschreiten des maximalen Driftwinkels steuert das Drift-Assistenzsystem das Stabilitätssystem so an, dass dieses das Übersteuern des Kraftfahrzeugs abfängt. Ein solcher Fahrzustand könnte beispielsweise durch einen Lenkfehler oder durch einen Wechsel des Straßenbelags eintreten. Bricht das Fahrzeug dann unkontrolliert aus, wird es durch das Stabilitätssystem abgefangen.
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In Drift-Assistenzsystemen mit den vorstehenden Ausgestaltungsmerkmalen ist die Lenktätigkeit vollständig dem Fahrer überlassen, da dieser im Falle eines Übersteuerns des Fahrzeugs instinktiv gegenlenken wird. Um aber auch für das Lenken dem Fahrer eine Hilfestellung zu geben, kann in vorteilhafter Ausgestaltung des Drift-Assistenzsystems vorgesehen sein, bei freigegebenem Drift-Modus und erkanntem Übersteuern zu prüft, ob eine Lenkradwinkeländerung in Richtung eines Gegenlenkens erfolgt ist. Hat kein Gegenlenken eingesetzt, gibt das Drift-Assistenzsystem einen Hinweis an den Fahrer gegenzulenken. Dieser Hinweis kann optischer, akustischer oder taktiler Natur sein. Setzt auch nach dem Hinweis kein Gegenlenken seitens des Fahrers ein, steuert das Drift-Assistenzsystem das Stabilitätssystem so an, dass dieses das Übersteuern des Kraftfahrzeugs abfängt.
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Vorteilhaft handelt es sich bei dem Hinweis um einen taktil wahrnehmbaren Hinweis der bevorzugt dem Fahrer über das Lenkrad vermittelt wird. Dazu kann vorteilhaft ein Schwingungserzeuger vorgesehen sein der durch entsprechende Ansteuerung eine Vibration auf das Lenkrad aufbringt.
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In vorteilhafter Weiterbildung des Drift-Assistenzsystems kann vorgesehen sein, dass dieses einen zulässigen Lenkradwinkelbereich berechnet und die Erzeugung der taktil wahrnehmbaren Vibrationen abhängig vom Lenkwinkel steuert, derart dass die Intensität der Schwingung mit Annäherung an den zulässigen Lenkwinkelbereich abnimmt. Auf diese Weise wird die Lenkbewegung des Fahrers durch unmittelbare taktile Wahrnehmung am Lenkrad in den zulässigen Lenkradwinkelbereich geführt. Selbstverständlich kann auch hier der Drift-Assistent den Driftmodus abbrechen und das Stabilitätssystem so ansteuern, dass dieses das Übersteuern des Kraftfahrzeugs abfängt, wenn der Fahrer nicht den Lenkeinschlag wählt, bei dem die Schwingungen minimiert sind.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die vorstehend und auch nachfolgend beschriebenen Systemkomponenten, wie beispielsweise das Drift-Assistenzsystem oder das Stabilitätssystem, nicht zwangsläufig als Hardwarekomponenten ausgeführt sein müssen. Es ist vielmehr heute üblich, derartige Komponenten als Softwareroutinen auszubilden, die mittels Recheneinheiten ausgeführt werden und sich vorhandener Hardwarekomponenten wie Sensoren, Aktoren, usw. bedienen. Heute in Gebrauch befindliche Fahrzeuge verfügen in der Regel über mehrere solcher Recheneinheiten, die zur Datenübertragung miteinander vernetzt sind und unterschiedlichste Steuer-, Regel-, Analyse-, Überwachungs- und Datenübertragungsroutinen ausführen. Ebenso sind in heute üblichen Fahrzeugen eine Vielzahl von Sensoren und Aktoren eingesetzt, die sich zum Teil für unterschiedliche Zwecke nutzen lassen. Die Begriffe Sensoren und Aktoren sind dabei in ihrer allgemeinsten Bedeutung zu verstehen. Die vorstehend und nachfolgend beschriebenen Systeme oder Systemteile werden mittels der vorstehend angesprochenen Recheneinheiten als programmgestützte Steuerungsabläufe ausgeführt. Auch das ist heute üblich und bedarf keiner weiteren Erläuterung.
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Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 Eine vereinfachte Funktionsblockdarstellung der Funktionskomponenten
- 2 Ein erstes Diagramm zur Veranschaulichung der Wirkungsweise
- 3 Ein zweites Diagramm zur Veranschaulichung einer erweiterten Wirkungsweise
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Zur Veranschaulichung der Wirkungsweise des Drift-Assistenzsystems sind zunächst in 1 in einer Funktionsblockdarstellung die Funktionskomponenten und ihr Zusammenwirken schaubildlich dargestellt.
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Ein Forcefeedback-Gaspedal 1, das aus einem an dem Fahrzeug 2 um eine Schwenkachse 3 drehbar angeordneten Pedal 4, einer Pedalmechanik 5 und einem Aktor 6 besteht, wird von einer Fahrzeugsteuereinrichtung 7 angesteuert. Die Fahrzeugsteuereinrichtung 7 enthält ein Stabilitätssystem 11, ein Drift-Assistenzsystem 9 und eine Pedalansteuerung 8. Die Pedalansteuerung 8 wirkt auf den Aktor 6 und dient einerseits dazu, im normalen Fahrbetrieb des Fahrzeugs 2 eine vorgegebene Betätigungshaptik des Pedals 4 zu erzeugen. Andererseits wird die Pedalansteuerung 8 von dem Drift-Assistenzsystem 9 der Fahrzeugsteuereinrichtung 7 gesteuert, wenn das Drift-Assistenzsystem 9 über eine Schalteinrichtung 10 seitens des Fahrers aktiviert wurde. Bei der Schalteinrichtung 10 handelt es sich bevorzugt um einen Schalter der vom Fahrer bewusst bedient werden muss, um den Drift-Modus zu aktivieren. Dies ist deshalb wichtig, weil ein Fahrzeug nur auf abgesperrten Teststrecken im Drift-Modus benutzbar sein soll. Gegebenenfalls können noch weitere Sicherungen vorgesehen sein, zum Beispiel eine Standortabfrage über ein Navigationssystem (nicht dargestellt), die ein Benutzen des Drift-Modus auf öffentlichen Straßen verhindert.
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Wie erwähnt ist in der Fahrzeugsteuereinrichtung 7 ein Stabilitätssystem 11 enthalten, das bei nicht aktiviertem Drift-Modus wie das in vielen Fahrzeugen bereits verbaute elektronische Stabilitätsprogramm (ESP) wirkt. Das Stabilitätssystem 11 wirkt, bei aktiviertem Drift-Assistenzsystem 9, über eine bidirektionale Verbindung 12 mit diesem zusammen, wobei in diesem Fall das Drift-Assistenzsystem 9 dem Stabilitätssystem 11 übergeordnet ist. Die für die Steuerung des Stabilitätssystems 11 notwendigen Informationen bezieht das Stabilitätssystems 11 über Sensorverbindungen 13 und steuert im Bedarfsfall über Verbindungen 17 Aktoren (nicht dargestellt) an, die das Fahrzeug 2 stabilisieren.
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Wie bereits oben ausgeführt, steuert die Pedalansteuerung 8 im normalen Fahrbetrieb des Fahrzeugs 2 die Betätigungshaptik des Pedals 4. Hierzu entnimmt sie einem ersten Speicher 18 eine vom Betätigungswinkel α des Pedals 4 abhängige Gegenkraftinformation und steuert mit dieser Information über Verbindung 14 den Aktor 6 des Forcefeedback-Gaspedals 1. Die Steuerung erfolgt wie erwähnt betätigungswinkelabhängig, der Betätigungswinkel α wird von einer in dem Forcefeedback-Gaspedal 1 enthaltenen Messeinrichtung 15 erfasst und über eine Verbindung 16 an die Pedalansteuerung 8 übermittelt. Verwendet wird der Betätigungswinkel α dazu, aus dem ersten Speicher 18 die Steuerdaten zu entnehmen, mit deren Hilfe die Pedalansteuerung 8 den Aktor 6 beaufschlagt, um die für den jeweils anliegenden Betätigungswinkel α richtige Gegenkraft F(α) am Pedal 4 zu erzeugen.
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Um bei aktiviertem Drift-Assistenzsystem 9 eine Drift-Fahrt zu unterstützen, ist dem Drift-Assistenzsystem 9 ein zweiter Speicher 19 zugeordnet, der eine weitere vom Betätigungswinkel α des Pedals 4 abhängige modifizierte Gegenkraftinformation enthält. Das Drift-Assistenzsystem 9 bezieht den aktuellen Betätigungswinkel α über Verbindung 16' von der Messeinrichtung 15, entnimmt aus dem zweiten Speicher 19 die für den Betätigungswinkel α bestimmte Gegenkraftinformation, gibt diese über Verbindung 20 an die Pedalansteuerung 8 weiter, die damit über Verbindung 14 den Aktor 6 des Forcefeedback-Gaspedals 1 ansteuert, so dass dieser die entsprechende Gegenkraft am Pedal 4 erzeugt.
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Da Drift-Fahrten nur in einem vorgegebenen Getriebeübersetzungsbereich zulässig sein sollen, ist vorgesehen, dass das Drift-Assistenzsystem 9 über Verbindung 28 die aktuell verwendete Getriebeübersetzung abfragt. Eine solche Information liegt üblicherweise in der Getriebesteuerung (nicht dargestellt) vor oder kann über eine entsprechende Sensorik (nicht dargestellt) gewonnen werden. Entspricht die aktuell verwendete Getriebeübersetzung dem vorgegebenen Getriebeübersetzungsbereich, wird der Drift-Modus von dem Drift-Assistenzsystem 9 freigegeben.
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Unter Nutzung der vorstehend beschriebenen Funktionskomponenten wird zur Durchführung einer Drift-Fahrt so vorgegangen, dass zunächst durch das Schaltelement 10 der Drift-Modus aktiviert wird. Nach seiner Aktivierung prüft. Drift-Assistenzsystem 9 zunächst, ob sich das Getriebe (nicht dargestellt) in einem vorgegebenen Getriebeübersetzungsbereich befindet. Ist das der Fall, gibt das Drift-Assistenzsystem 9 den Drift-Modus frei. Wenn sich das Getriebe hingegen nicht im vorgegebenen Getriebeübersetzungsbereich befindet, blockiert das Drift-Assistenzsystem 9 den Drift-Modus und das Stabilitätssystem 11 bleibt vollständig wirksam.
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Ist der Drift-Modus freigegeben, deaktiviert das Drift-Assistenzsystem 9 den Ausgang des Stabilitätssystems 11 temporär und steuert es das Forcefeedback-Gaspedal 1 so an, dass dieses zunächst bis zum maximalen Leistungseinsatz ungehindert betätigbar ist. Das Forcefeedback-Gaspedal 1 verhält sich dabei so wie bei nicht aktiviertem Drift-Modus. Das Drift-Assistenzsystem 9 überwacht nun über das Stabilitätssystem 11, ob eine Kurvenfahrt vorliegt. Weiter überwacht das Drift-Assistenzsystem 9 ebenfalls über das Stabilitätssystem 11, ob ein Übersteuern vorliegt. Diese Informationen sind in einem Fahrzeug mit ESP, ohnehin vorhanden, so dass zu deren Ermittlung keine besondere Sensorik notwendig ist.
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Wird ein Übersteuern festgestellt, bestimmt das Drift-Assistenzsystem 9 einen maximal zulässigen Driftwinkel. Unter dem Begriff Driftwinkel wird der Winkel zwischen der Fahrzeuglängsachse und der tatsächlichen Bewegungsrichtung des Fahrzeugs verstanden. Der maximal zulässige Driftwinkel ist demnach der Winkel zwischen der Fahrzeuglängsachse und der tatsächlichen Bewegungsrichtung, der gegeben sein darf, damit das Stabilitätssystem 11 das Fahrzeug 2 noch sicher abfangen kann. Zur Bestimmung des maximal zulässigen Driftwinkels werden Fahrparameter verwendet, die auch im Stabilitätssystem vorliegen, wie beispielsweise Fahrzeuggeschwindigkeit, Lenkwinkel, Gierrate, Längsbeschleunigung, Querbeschleunigung. In Abhängigkeit von einem oder mehreren dieser Fahrparameter wählt das Drift-Assistenzsystem 9 aus einer Tabelle oder einem Kennfeld einen maximal zulässigen Driftwinkel aus. Die in der Tabelle oder dem Kennfeld enthaltenen zulässigen Driftwinkel wurden im Vorfeld für den jeweiligen Fahrzeugtyp herstellerseitig bestimmt. Weiter wird vom Drift-Assistenzsystem 9 der aktuelle Driftwinkel mittels einer Sensoranordnung 29 direkt oder indirekt ermittelt und mit dem maximalen zulässigen Driftwinkel verglichen.
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Erreicht der aktuelle Driftwinkel den maximal zulässigen Driftwinkel, bricht das Drift-Assistenzsystem 9 durch Aktivieren des Ausgangs des Stabilitätssystems 11 die Drift-Fahrt ab. Ist das Fahrzeug dann durch das Stabilitätssystem 11 stabilisiert, verhält sich das Drift-Assistenzsystem 9 wie unmittelbar nach dem Aktivieren des Drift-Modus durch das Schaltelement 10.
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So lange der maximale Driftwinkel hingegen größer ist als der aktuelle Driftwinkel, bleibt der Drift-Modus aktiv und freigegeben. In diesem Fall ermittelt das Drift-Assistenzsystem 9 eine maximal zulässige Antriebsleistung und abhängig von dieser einen maximal zulässigen Betätigungswinkel des Forcefeedback-Gaspedals 1. Gleichzeitig wird der aktuelle Betätigungswinkel des Forcefeedback-Gaspedals 1 vom Drift-Assistenzsystem 9 überwacht. Abhängig vom aktuellen Betätigungswinkel das Forcefeedback-Gaspedals 1 steuert das Drift-Assistenzsystem 9 über die Pedalsteuerung 8 den Aktor 6 so an, dass dieser bei Annäherung des aktuellen Betätigungswinkel an den maximal zulässigen Betätigungswinkel eine gegen die Betätigungskraft F(B) gerichtete ansteigende Gegenkraft im Forcefeedback-Gaspedal 1 aufbaut. Steuerungstechnisch kann zum Erreichen dieses Ablaufs so vorgegangen werden, dass zunächst aus dem zweiten Speicher 19 eine von der maximal zulässigen Antriebsleistung abhängige Gegenkraftinformation entnommen wird, die eine betätigungswinkelabhängige Gegenkraftkurve abbilden kann. Dazu besteht die Gegenkraftinformation aus einer Mehrzahl von betätigungswinkelabhängigen Ansteuerinformationen, die es dem Drift-Assistenzsystem 9 gestatten, über die Pedalansteuerung 8 den Aktor 6 des Forcefeedback-Gaspedals 1 betätigungswinkelabhängig so anzusteuern, dass am Pedal 4 eine der Betätigungskraft F(B) entgegengerichtete betätigungswinkelabhängige Gegenkraft F(α) anliegt.
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Da bei dem Einleiten einer Drift-Fahrt üblicherweise ein Leistungsüberschuss durch entsprechendes Betätigen des Forcefeedback-Gaspedals 1 notwendig ist, kann in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Systems vorgesehen sein, dass das Drift-Assistenzsystem 9 den Betätigungswinkel des Forcefeedback-Gaspedals 1 bei freigegebenem Drift-Modus und erkanntem Übersteuern dahingehend überwacht, ob der Betätigungswinkel α unter den maximal zulässigen Betätigungswinkel reduziert wurde. Ist das nicht der Fall, steuert das Drift-Assistenzsystem 9 das Stabilitätssystem 11 so an, dass dieses das Übersteuern des Kraftfahrzeugs abfängt. Auf diese Weise wird unterbunden, dass das Fahrzeug unkontrollierbar wird, wenn der Fahrer nach dem Einleiten einer Drift-Fahrt nicht vom Gas geht, um sich dann wieder an den maximal zulässigen Betätigungswinkel des Forcefeedback-Gaspedals 1 heranzutasten.
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Alternativ dazu ist abweichend zum Vorstehenden die folgend Abfolge denkbar: So kann dann, wenn die Reduzierung des Betätigungswinkels (α) des Forcefeedback-Gaspedals 1 seitens des Fahrers unter einen vorgegebenen Betätigungswinkel (α) nicht erfolgt ist, das Drift-Assistenzsystem 9 das Forcefeedback-Gaspedals 1 unmittelbar so ansteuert, dass dieses, unabhängig vom Betätigungswinkel (α), der Betätigungskraft F(B) durch den Fahrer eine ansteigende Gegenkraft entgegensetzt und überwacht, ob nach dem Aufschalten der Gegenkraft eine Reduzierung des Betätigungswinkels (α) des Forcefeedback-Gaspedals 1 seitens des Fahrers erfolgt. Ist das der Fall, verwendet das Drift-Assistenzsystem 9 die vorgegebene, betätigungswinkelabhängige Gegenkraftcharakteristik für die Ansteuerung des Forcefeedback-Gaspedal 1. Wenn die Reduzierung des Betätigungswinkels (α) des Forcefeedback-Gaspedals 1 seitens des Fahrers unter einen vorgegebenen Betätigungswinkel (α) nicht erfolgt, steuert das Drift-Assistenzsystem 9 das Stabilitätssystem 11 so an, dass dieses das Übersteuern des Fahrzeugs 2 abfängt.
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In Erweiterung des Drift-Assistenzsystems 9 kann vorgesehen sein, dass dieses bei freigegebenem Drift-Modus und erkanntem Übersteuern prüft, ob eine Lenkradwinkeländerung in Richtung eines Gegenlenkens erfolgt ist. Dazu wird der Lenkwinkel vom Drift-Assistenzsystem 9 über das Stabilitätssystem 11 überwacht. Hat keine Lenkwinkeländerung im Sinne eines Gegenlenkens eingesetzt gibt das Drift-Assistenzsystem 9, einen Hinweis an den Fahrer gegenzulenken. Erfolgt auch dann kein Gegenlenken seitens des Fahrers, steuert das Drift-Assistenzsystem 9 das Stabilitätssystem 11 so an, dass dieses das Übersteuern des Kraftfahrzeugs abfängt. Bei dem Hinweis durch das Drift-Assistenzsystem 9 kann es sich um einen taktil wahrnehmbaren Hinweis handeln. Dieser wird dem Fahrer vorzugsweise taktil wahrnehmbar über das Lenkrad 21 vermittelt. Dazu steuert das Drift-Assistenzsystem 9 über eine Verbindung 22 einen Schwingungserzeuger 23 an, der mechanisch auf das Lenkrad 21 einwirkt und dieses in Vibration versetzt.
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In Erweiterung dieser Lenkhilfe kann vorgesehen sein, dass das Drift-Assistenzsystem 9 bei freigegebenem Drift-Modus und erkanntem Übersteuern einen für das Gegenlenken zulässigen Lenkradwinkelbereich bestimmt und die Erzeugung der taktil wahrnehmbaren Vibration abhängig vom Lenkwinkel steuert, derart dass die Intensität der Vibration mit Annäherung an den zulässigen Lenkwinkelbereich abnimmt.
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Zur Illustration der vorstehenden Ausführungen ist in 2 in einem Diagramm der Verlauf einer Gegenkraftkurve F(α) in Abhängigkeit vom Betätigungswinkel α des Forcefeedback-Gaspedals 1 gezeigt. Das Diagramm lässt eine erste Gegenkraftkurve mit den Gegenkraftkurventeilen 24', 24", 24“‘, 24““ erkennen, die vom Betätigungswinkel α = 0 beginnend näherungsweise parabelförmig bis zu einem Betätigungswinkel α1 und einer Gegenkraft F1 ansteigt, dann erfolgt ein geringer linearer Anstieg bis zu einem Betätigungswinkel a(max) und einer Gegenkraft F2. Der Betätigungswinkel a(max) entspricht dabei dem mechanischen Anschlag. Dieser Verlauf wird beim normalen Fahrbetrieb durch die Pedalansteuerung 8 realisiert. Befindet sich das Fahrzeug im Drift-Modus, wird der Verlauf der Gegenkraftkurve vom Drift-Assistenzsystem 9 geändert in der Weise, dass der lineare Anstieg mit den Gegenkraftkurventeilen 24', 24" nur bis zum Betätigungswinkel a2 reicht und dann, in einen geänderten Gegenkraftkurventeil 25 übergeht. Dieser Gegenkraftkurventeil 25 weist einen starken näherungsweise parabelförmigen Anstieg bis zu einem Betätigungswinkel a3 und einer hohen Gegenkraft F3 auf. Hierbei entspricht der Betätigungswinkel a3 dem maximal zulässigen Betätigungswinkel des Forcefeedback-Gaspedals 1 bei einer Drift-Fahrt und damit der maximal zulässigen Antriebsleistung um die Drift-Fahrt beherrschbar zu halten. Vermittelt wird dies dem Fahrer durch den abrupten Gegenkraftanstieg im Forcefeedback-Gaspedal 1 vom Betätigungswinkel a2 an.
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Vom Betätigungswinkel a3 an kann unterschiedlich verfahren werden. Entweder das Gegenkraftniveau wird vom Betätigungswinkel a3 an wieder bis auf den ursprünglichen Verlauf des Gegenkraftkurventeils 24““ abgesenkt oder es bleibt, wie durch den Gegenkraftkurventeil 26 gezeigt, bis zum maximalen Betätigungswinkel α(max) auf dem Gegenkraftniveau F3. Die Gegenkraftkurve mit den Gegenkraftkurventeilen 24', 24", 25, 24““ ist zu bevorzugen, wenn bei Erreichen des Betätigungswinkels a3, also dem maximal zulässigen Betätigungswinkel α(max) bei einer Drift-Fahrt ohnehin das Stabilitätssystem 11 (1) zum Abfangen des Übersteuerns aktiviert werden soll. Ist hingegen beabsichtigt, bei Überschreiten des Betätigungswinkel a3 in der Anfangsphase der Drift-Fahrt dem Fahrer Gelegenheit zu geben, den Betätigungswinkel des Forcefeedback-Gaspedals 1 (1) zu reduzieren, bietet sich die Gegenkraftkurve mit den Gegenkraftkurventeilen 24', 24", 25, 26 an. Hier wird durch den abrupten Gegenkraftanstieg bei übertretenem Betätigungswinkel a3 der Fahrer gedrängt, den Betätigungswinkel des Forcefeedback-Gaspedals 1 zu reduzieren.
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Die Wirkungsweise einer Lenkhilfe beim Ausführen einer Drift-Fahrt ist in dem Diagramm gemäß 3 gezeigt. Die Darstellung zeigt auf der horizontalen Achse den Lenkwinkelbereich vom Lenkwinkel β(+180°) bis β(-180°). Es wird zunächst angenommen das Fahrzeug befindet sich im Drift-Modus in einer Kurvenfahrt und der Fahrer hat das Lenkrad 21 (1) in den Lenkradwinkel β1 gebracht. Weiter ist angenommen, dass das Drift-Assistenzsystem 9 das Übersteuern festgestellt hat und ein Gegensteuern seitens des Fahrers erwartet. Erfolgt dieses Gegensteuern nicht, versetzt das Drift-Assistenzsystem 9 das Lenkrad 21 wie in Verbindung mit 1 beschrieben in Vibration. Der Lenkradwinkelbereich innerhalb dessen die Vibration auf das Lenkrad 21 aufgebracht wird ist durch die Kurve 27 angedeutet. Die Vibration ist also so gestaltet, dass deren Intensität in Richtung auf den idealen Lenkradwinkel β2, den das Drift-Assistenzsystem 9 zuvor bestimmt hat abnimmt und um diesen ganz verschwindet. Auf diese Weise erhält der Fahrer einen Hinweis wann gegenzulenken ist und wo der ideale Lenkradwinkel sich befindet.
