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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung des Automatikgetriebes eines Fahrzeugs, insbesondere eines Straßenkraftfahrzeugs.
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Ein Fahrzeug weist typischerweise ein Fahrpedal auf, das durch einen Fahrer des Fahrzeugs betätigt werden kann, um ein Antriebsmoment des Antriebsmotors des Fahrzeugs zu generieren und um das Fahrzeug zu beschleunigen. Das Loslassen des Fahrpedals führt typischerweise dazu, dass der Antriebsmotor in einen Schleppbetrieb übergeht, wodurch ein Verzögerungsmoment auf die ein oder mehreren Antriebsräder des Fahrzeugs und damit eine Verzögerung des Fahrzeugs bewirkt wird.
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Die Verzögerung eines Fahrzeugs bei Loslassen des Fahrpedals kann in bestimmten Fahrsituationen (z.B. bei einer leichten Bergabfahrt) unerwünscht sein. Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, es einem Fahrer eines Fahrzeugs in komfortabler und intuitiver Weise zu ermöglichen, die Beschleunigung und Verzögerung eines Fahrzeugs zu steuern.
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Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
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Gemäß einem Aspekt wird eine Vorrichtung für ein Fahrzeug (insbesondere für ein Straßenkraftfahrzeug) beschrieben. Das Fahrzeug umfasst einen Antriebsmotor (insbesondere einen Verbrennungsmotor) und ein Automatikgetriebe. Das Automatikgetriebe weist ein oder mehrere Antriebs-Fahrstufen auf, bei denen der Antriebsmotor mit ein oder mehreren (Antriebs-) Rädern des Fahrzeugs gekoppelt ist. Beispielhafte Antriebs-Fahrstufen sind die Fahrstufe D (für eine Vorwärtsfahrt) und die Fahrstufe R (für eine Rückwärtsfahrt). Des Weiteren weist das Automatikgetriebe zumindest eine Leerlauf-Fahrstufe auf, bei der der Antriebsmotor von den ein oder mehreren (Antriebs-) Rädern entkoppelt ist. Eine beispielhafte Leerlauf-Fahrstufe ist die Fahrstufe N.
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Durch den Antriebsmotor des Fahrzeugs kann eine Eingangswelle des Automatikgetriebes angetrieben werden. Des Weiteren können die ein oder mehreren (Antriebs-) Räder durch eine Ausgangswelle des Automatikgetriebes angetrieben werden. Das Automatikgetriebe kann Q unterschiedliche Gänge, mit Q unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen für eine Fahrt in eine erste Fahrtrichtung (insbesondere in eine Vorwärtsrichtung) des Fahrzeugs, aufweisen, mit Q>0 (typischerweise Q = 4, 6, 8 oder mehr). Dabei können die Gänge derart nummeriert bzw. sortiert sein, dass der erste Gang das kleinste Übersetzungsverhältnis zwischen der Drehzahl der Ausgangswelle zu der Drehzahl der Eingangswelle und der Nte Gang das größte Übersetzungsverhältnis zwischen der Drehzahl der Ausgangswelle zu der Drehzahl der Eingangswelle aufweist.
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Das Automatikgetriebe kann ein automatisiertes Schaltgetriebe (ASG), ein Doppelkupplungsgetriebe und/oder ein CVT (Continuously Variable Transmission) Getriebe mit Gangstufensimulation umfassen bzw. sein. Insbesondere kann das Automatikgetriebe ein oder mehrere Aktuatoren umfassen, die einen automatischen Wechsel zwischen den Q unterschiedlichen Gängen ermöglichen, ohne dass dazu ein Kraftaufwand durch einen Nutzer des Fahrzeugs erforderlich ist. Des Weiteren kann das Automatikgetriebe ein oder mehrere Aktuatoren aufweisen, um automatisch (d.h. ohne Kraftaufwand durch einen Nutzer des Fahrzeugs) die Leerlauf-Fahrstufe einzulegen. Die Leerlauf-Fahrstufe kann z.B. durch das Öffnen einer Kupplung eingelegt werden.
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Das Automatikgetriebe und ein Bedienelement des Automatikgetriebes (insbesondere ein Wahlhebel) können mechanisch voneinander entkoppelt sein. Insbesondere kann das Bedienelement des Automatikgetriebes eingerichtet sein, in Abhängigkeit von einer Eingabe eines Fahrers des Fahrzeugs ein oder mehrere elektrische Kontrollsignale zu generieren. Des Weiteren kann eine Steuereinheit des Fahrzeugs bzw. des Automatikgetriebes (z.B. ein Getriebesteuergerät) bzw. der in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtung eingerichtet sein, das Automatikgetriebe in Abhängigkeit von den ein oder mehreren elektrischen Kontrollsignalen zu steuern.
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Das Bedienelement ist typischerweise ausgebildet, es einem Nutzer des Fahrzeugs zu ermöglichen, in einem Automatik-Modus, eine Fahrstufe auszuwählen, bei der während einer Fahrt automatisch Gänge aus zumindest einem Teil der Q Gänge automatisch ausgewählt und automatisch eingelegt werden. Beispielhafte Fahrstufen sind die Fahrstufen N (Neutral), D (Fahrt in Vorwärtsrichtung) und R (Fahrt in Rückwärtsrichtung). Insbesondere in der Fahrstufe D können durch die Steuereinheit die Gänge automatisch ausgewählt und eingelegt werden. Das Bedienelement kann durch ein Kontrollsignal anzeigen, dass sich das Bedienelement im Automatik-Modus befindet und/oder dass die Fahrstufe D ausgewählt wurde. In Reaktion darauf kann die Steuereinheit während einer Fahrt automatisch in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, der Auslenkung des Fahr- bzw. Gaspedals und/oder der Last des Antriebsmotors Gänge einlegen und/oder Gangwechsel vornehmen.
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Die Vorrichtung umfasst ein Fahrpedal, das ausgebildet ist, mit einem Fuß eines Fahrers des Fahrzeugs betätigt zu werden. Das Fahrpedal kann im Fußraum einer Sitzposition für den Fahrer des Fahrzeugs angeordnet sein. Das Fahrpedal wird in diesem Dokument auch als Fahrfußhebel bezeichnet. Das Fahrpedal kann derart ausgebildet sein, dass es um eine Rotationsachse ausgelenkt werden kann. Über die Auslenkung des Fahrpedals können typischerweise die Fahrgeschwindigkeit und/oder die Beschleunigung bzw. das von dem Antriebsmotor bereitgestellte Antriebsmoment gesteuert werden.
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Außerdem umfasst die Vorrichtung eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, Auslenkungsinformation in Bezug auf eine Auslenkung des Fahrpedals zu ermitteln. Die Auslenkungsinformation kann insbesondere anzeigen, ob das Fahrpedal ausgelenkt wird oder nicht. Des Weiteren kann die Auslenkungsinformation den aktuellen Auslenkungswinkel bzw. den aktuellen Grad der Auslenkung des Fahrpedals anzeigen.
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Die Steuereinheit ist ferner eingerichtet, Berührinformation in Bezug auf eine Berührung des Fahrpedals zu ermitteln. Die Berührinformation kann anzeigen, ob das Fahrpedal, insbesondere durch einen Fuß eines Fahrers des Fahrzeugs, berührt wird oder nicht. Dabei kann typischerweise unabhängig von der Auslenkungsinformation auf Basis der Berührinformation ermittelt werden, ob das Fahrpedal berührt wird oder nicht.
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Das Fahrpedal kann zur Ermittlung der Berührinformation einen Berührungssensor umfassen, der eingerichtet ist, Sensordaten zu erfassen, die anzeigen, ob das Fahrpedal, insbesondere durch einen Fuß eines Fahrers des Fahrzeugs, berührt wird oder nicht. Der Berührungssensor kann einen kapazitiven Sensor, eine Kontaktmatte und/oder einen Mikroschalter umfassen.
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Typischerweise weist das Fahrpedal eine Pedalfläche auf, die dafür ausgelegt ist, mit einem Fuß eines Fahrers des Fahrzeugs berührt zu werden. Die Pedalfläche kann z.B. um eine Rotationsachse des Fahrpedals bewegt werden, um das Fahrpedal auszulenken. Der Berührungssensor kann an der Pedalfläche des Fahrpedals angeordnet sein. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, die Berührinformation auf Basis der Sensordaten des Berührungssensors zu ermitteln. So kann die Berührinformation in präziser und zuverlässiger Weise ermittelt werden.
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Außerdem ist die Steuereinheit eingerichtet, das Automatikgetriebe des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Auslenkungsinformation und in Abhängigkeit von der Berührinformation anzusteuern. Insbesondere kann in Abhängigkeit von der Auslenkungsinformation und in Abhängigkeit von der Berührinformation eine Fahrstufe des Automatikgetriebes eingelegt werden. Dabei kann insbesondere in Abhängigkeit von der Berührinformation die Leerlauf-Fahrstufe oder eine Antriebs-Fahrstufe des Automatikgetriebes eingelegt werden.
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Durch Berücksichtigung von Berührinformation bei der automatischen Auswahl einer Fahrstufe, insbesondere zur automatischen Aktivierung der Leerlauf-Fahrstufe, kann der Komfort bei der Steuerung eines Fahrzeugs mit Automatikgetriebe erhöht werden. Insbesondere wird es damit einem Fahrer des Fahrzeugs ermöglicht, die Verwendung des durch den Antriebsmotor bewirkten Schleppmoments in komfortabler Weise aktiv zu steuern bzw. zu unterbinden.
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Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, das Automatikgetriebe in die Leerlauf-Fahrstufe (ausgehend von einer Antriebs-Fahrstufe) zu überführen, wenn die Auslenkungsinformation anzeigt, dass das Fahrpedal nicht ausgelenkt wird, und wenn die Berührinformation anzeigt, dass das Fahrpedal berührt wird. Andererseits kann die Steuereinheit eingerichtet sein, das Automatikgetriebe in eine Antriebs-Fahrstufe zu überführen bzw. in einer Antriebs-Fahrstufe zu belassen, wenn die Auslenkungsinformation anzeigt, dass das Fahrpedal nicht ausgelenkt wird und wenn die Berührinformation anzeigt, dass das Fahrpedal nicht berührt wird, und/oder wenn die Auslenkungsinformation anzeigt, dass das Fahrpedal ausgelenkt wird. Dabei kann ggf. ein automatischer Wechsel eines Gangs des Automatikgetriebes erfolgen.
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Es wird somit einem Fahrer in komfortabler Weise ermöglicht, durch Berühren des Fahrpedals ohne Auslenkung des Fahrpedals das Schleppmoment des Antriebsmotors des Fahrzeugs zu unterbinden. So kann auch bei einem Fahrzeug mit Automatikgetriebe in komfortabler Weise eine Fahrt bei substantiell konstanter Fahrgeschwindigkeit (z.B. bei einer leichten Bergabfahrt) ermöglicht werden.
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Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, das Automatikgetriebe zu veranlassen, ausgehend von der Leerlauf-Fahrstufe eine Antriebs-Fahrstufe einzulegen, sobald die Auslenkungsinformation anzeigt, dass das Fahrpedal nicht ausgelenkt wird und die Berührinformation anzeigt, dass das Fahrpedal nicht (mehr) berührt wird. Der Fahrer des Fahrzeugs kann somit durch Wegnehmen des Fußes von dem Fahrpedal bewirken, dass durch den Antriebsmotor ein Schleppmoment bewirkt wird. Es wird somit ein komfortabler Übergang in einen Verzögerungsmodus des Fahrzeugs ermöglicht.
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Des Weiteren kann die Steuereinheit eingerichtet sein, das Automatikgetriebe zu veranlassen, ausgehend von der Leerlauf-Fahrstufe eine Antriebs-Fahrstufe einzulegen, sobald die Auslenkungsinformation anzeigt, dass das Fahrpedal ausgelenkt wird. Der Fahrer kann somit durch Drücken des Fahrpedals bewirken, dass der Leerlauf verlassen wird und dass eine Antriebs-Fahrstufe eingelegt wird. Der Gang der Antriebs-Fahrstufe kann dabei von der aktuellen Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, von dem Auslenkungswinkel (bzw. von dem Grad der Auslenkung) des Fahrpedals und/oder von der aktuellen Antriebslast des Antriebsmotors abhängen. Es kann somit ein fließender Übergang in einen Antriebsmodus des Fahrzeugs ermöglicht werden.
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Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, den Antriebsmotor zu veranlassen, ein Antriebsmoment zu generieren, wenn die Auslenkungsinformation anzeigt, dass das Fahrpedal ausgelenkt wird. Die Höhe des Antriebsmoments kann dabei von dem Grad der Auslenkung des Fahrpedals abhängen. Der Antriebsmotor kann z.B. einen Verbrennungsmotor umfassen. Die Steuereinheit kann dann eingerichtet sein, dem Verbrennungsmotor Kraftstoff zuzuführen, wenn die Auslenkungsinformation anzeigt, dass das Fahrpedal ausgelenkt wird. Die Menge des zugeführten Kraftstoffs kann dabei von dem Grad der Auslenkung des Fahrpedals abhängen.
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Andererseits kann die Steuereinheit eingerichtet sein, den Antriebsmotor zu veranlassen, ein Schleppmoment zu generieren, wenn die Auslenkungsinformation anzeigt, dass das Fahrpedal nicht ausgelenkt wird und wenn die Berührinformation anzeigt, dass das Fahrpedal nicht (mehr) berührt wird. Das Schleppmoment kann bei einem Verbrennungsmotor automatisch durch Schließen der Kupplung zwischen dem Antriebsmotor und den ein oder mehreren (Antriebs-) Rädern bewirkt werden. Die Höhe des Schleppmoments kann dabei von dem Gang des Automatikgetriebes abhängen. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, den Gang des Automatikgetriebes in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit einzulegen. Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit eingerichtet sein, den Gang des Automatikgetriebes einzulegen, der vor Einlegen der Leerlauf-Fahrstufe eingelegt war. Es wird somit eine komfortable Aktivierung bzw. Deaktivierung sowie ggf. Dosierung des Schleppmoments ermöglicht.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs beschrieben, das einen Antriebsmotor und ein Automatikgetriebe umfasst. Das Automatikgetriebe weist ein oder mehrere Antriebs-Fahrstufen auf, bei denen der Antriebsmotor mit ein oder mehreren Rädern des Fahrzeugs gekoppelt ist. Des Weiteren weist das Automatikgetriebe zumindest eine Leerlauf-Fahrstufe auf, bei der der Antriebsmotor von den ein oder mehreren Rädern entkoppelt ist.
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Das Verfahren umfasst das Ermitteln von Auslenkungsinformation in Bezug auf eine Auslenkung eines Fahrpedals des Fahrzeugs, wobei das Fahrpedal ausgebildet ist, mit einem Fuß eines Fahrers des Fahrzeugs betätigt zu werden. Außerdem umfasst das Verfahren das Ermitteln von Berührinformation in Bezug auf eine Berührung des Fahrpedals. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Steuern des Automatikgetriebes des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Auslenkungsinformation und in Abhängigkeit von der Berührinformation.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Straßenkraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung umfasst. Des Weiteren umfasst das Fahrzeug einen Antriebsmotor (insbesondere einen Verbrennungsmotor) und ein Automatikgetriebe.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
- 1 beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs;
- 2 ein beispielhaftes Fahrpedal; und
- 3 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Steuerung eines Automatikgetriebes eines Fahrzeugs.
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Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der komfortablen und intuitiven Steuerung der Längsführung, insbesondere der Beschleunigung und der Verzögerung, eines Fahrzeugs. In diesem Zusammenhang zeigt 1 ein Blockdiagram eines beispielhaften Fahrzeugs 100 (z.B. eines Personenkraftwagens, eines Lastkraftwagens oder eines Motorrads). Das Fahrzeug 100 umfasst eine Fahrerposition 106, die von einem Fahrer des Fahrzeugs 100 eingenommen werden kann, um das Fahrzeug 100 zu steuern. Von der Fahrerposition 106 aus kann beispielsweise ein Bremspedal 103 und/oder Fahrpedal 113 (auch als Gaspedal bezeichnet) betätigt werden, um das Fahrzeug 100 zu verzögern und/oder zu beschleunigen. Die Betätigung des Bremspedals 103 führt typischerweise zu einer Betätigung von Radbremsen (auch als Reibbremsen bezeichnet) 110, die eine Reibung an den Rädern 109 des Fahrzeugs 100 verursachen, und dadurch eine Verzögerung des Fahrzeugs 100 bewirken.
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Des Weiteren kann das Fahrzeug 100 einen Verbrennungsmotor 102 umfassen, der über ein Getriebe 101, insbesondere über ein Automatikgetriebe, eine Radachse 107 des Fahrzeugs 100 und damit ein oder mehrere Räder 109 des Fahrzeugs 100 antreiben kann. Im umgekehrten Fall kann der Verbrennungsmotor 102 über das Getriebe 101 durch die Radachse 107 des Fahrzeugs 100 angetrieben werden (insbesondere wenn das Gaspedal 113 des Fahrzeugs 100 nicht betätigt wird, und weiterhin ein Gang eingelegt ist). Der Verbrennungsmotor 102 erzeugt dann ein Schleppmoment, durch das das Fahrzeug 100 verzögert wird.
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Außerdem kann das Fahrzeug 100 optional eine Elektromaschine 108 umfassen. In dem dargestellten Beispiel ist die Elektromaschine 108 eingerichtet, die Radachse 107 des Fahrzeugs 100 anzutreiben. Beispielsweise kann bei Betätigung des Gaspedals 113 die Elektromaschine 108 als Elektromotor betrieben werden, um die Radachse 107 anzutreiben. Andererseits kann bei Betätigung des Bremspedals 103, die Elektromaschine 108 als Generator betrieben werden, um kinetische Energie des Fahrzeugs 100 in elektrische Energie umzuwandeln (Rekuperation). Die gewonnene elektrische Energie wird typischerweise in einem elektrischen Energiespeicher 111 gespeichert. Durch den Betrieb der Elektromaschine 108 als Generator wird ein Rekuperationsmoment auf der Radachse 107 bewirkt, durch das das Fahrzeug 100 verzögert wird. Das Rekuperationsmoment kann als Schleppmoment eines elektrischen Antriebsmotors 108 eines Fahrzeugs 100 betrachtet werden.
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Wie in 1 dargestellt, kann die Elektromaschine 108 ggf. durch eine Kupplung 112 von der Radachse 107 getrennt oder mit der Radachse 107 gekoppelt werden. Durch die Kupplung 112 kann je nach Bedarf das Rekuperationsmoment der Elektromaschine 108 abgeschaltet werden (z.B. um eine Belastung des Verbrennungsmotors 102 bei verbrennungsmotorischem Betrieb des Fahrzeugs 100 zu reduzieren).
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Das Fahrzeug 100 umfasst eine Steuereinheit 105 (z.B. als Teil eines Motorsteuergeräts). Die Steuereinheit 105 ist eingerichtet, ein oder mehrere Steuersignale, z.B. in Bezug auf Steuereingaben durch den Fahrer, zu empfangen. Die ein oder mehreren Steuersignale umfassen z.B. die Betätigung des Bremspedals 103 und/oder die Betätigung des Gaspedals 113 und/oder die Betätigung eines Wahlhebels 104 des Getriebes 101 Fahrzeugs 100. Des Weiteren ist die Steuereinheit 105 eingerichtet, den Verbrennungsmotor 102, das Getriebe 101, die Kupplung 112 und/oder die Elektromaschine 108 in Abhängigkeit von den ein oder mehreren Steuersignalen zu steuern. Insbesondere kann bei Betätigung des Gaspedals 113 die Drehzahl des Verbrennungsmotors 102 und/oder des Elektromotors 108 erhöht werden, um das Fahrzeug 100 zu beschleunigen. Andererseits kann bei Betätigung des Bremspedals 103 ein Rekuperationsbetrieb der Elektromaschine 108 und/oder eine Betätigung der Reibbremsen 110 veranlasst werden.
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Das Fahrzeug 100 kann außerdem ein oder mehrere Umfeldsensoren 114 umfassen, die eingerichtet sind, Umfelddaten zu erfassen, die Information bezüglich eines Umfelds des Fahrzeugs 100 anzeigen. Die ein oder mehreren Umfeldsensoren 114 können z.B. ein oder mehrere Kameras, ein oder mehrere Radarsensoren, ein oder mehrere LIDAR Sensoren, ein oder mehrere Ultraschallsensoren, einen GPS-Empfänger, etc. umfassen.
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Ein Fahrzeug 100 mit Automatikgetriebe 101 weist typischerweise einen Wahlhebel 104 auf, mit dem unterschiedliche Fahrstufen, insbesondere die Fahrstufen D (Drive) für eine Vorwärtsfahrt, die Fahrstufe R (Reverse) für eine Rückwärtsfahrt, die Fahrstufe P (Park) für das Einlegen einer Getriebesperre und die Fahrstufe N (Neutral) für das Entkoppeln der ein oder mehreren Antriebsräder 109 des Fahrzeugs 100 von einem Antriebsmotor 102, 108 des Fahrzeugs 100.
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Die Entkopplung kann durch eine Kupplung im Getriebe 101 und/oder durch die Kupplung 112 erfolgen. Die Steuereinheit 105 kann eingerichtet sein, zu ermitteln, welche Fahrstufe durch den Fahrer des Fahrzeugs 100 an dem Wahlhebel 104 eingestellt wurde. Die Steuereinheit 105 kann daraufhin das Getriebe 101 und/oder die Kupplung 112 gemäß der gewählten Fahrstufe ansteuern.
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Sobald bei einem Fahrzeug 100 das Fahrpedal 113 (auch als Fahrfußhebel bezeichnet) während der Fahrt nicht mehr betätigt wird, geht der Antriebsmotor 102, 108 in den sogenannten Schubbetrieb, so dass ein Schleppmoment erzeugt wird. Dadurch wird das Fahrzeug 100 in einer definiert vorbestimmten Weise abgebremst. Dieses Abbremsen des Fahrzeugs 100 ist regelmäßig von einem Fahrer des Fahrzeugs 100 unerwünscht und ggf. nachteilig für den Kraftstoffverbrauch. Dies gilt beispielsweise bei einer Bergabfahrt, bei der das Fahrzeug 100 die von dem Fahrer gewünschte Geschwindigkeit beibehalten bzw. einnehmen könnte ohne das Fahrpedal 113 zu betätigen, wenn die Bremswirkung durch den Schubbetrieb des Antriebsmotors 102, 108 abgewendet werden könnte. In einem anderen Beispiel kann z.B. nur eine geringe Verminderung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 (unterhalb der Wirkung des Schubbetriebs des Antriebsmotors 102, 108) gewünscht sein. Insbesondere könnte eine von einem Fahrer gewünschte leichte Verzögerung beibehalten bzw. eingenommen werden, ohne wiederholt das Fahrpedal 113 betätigen zu müssen, wenn die für diesen Fall zu hohe Bremswirkung durch den Schubbetrieb des Antriebsmotors 102, 108 abgewendet werden könnte.
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Der Schubbetrieb eines Antriebsmotors 102, 108 des Fahrzeugs 100 kann somit ggf. in Bezug auf den Kraftstoffverbrauch nachteilig sein, insbesondere dann, wenn die durch den Schubbetrieb verursachte Bremswirkung zu hoch ist, und der Fahrer deshalb wiederholt das Fahrpedal 113 betätigen muss, um das Fahrzeug 100 über den Antriebsmotor 102, 108 zu beschleunigen.
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Wenn das Fahrzeug 100 bei Bedarf im Leerlauf, also ohne Energiezufuhr durch einen Antriebsmotor 102, 108, die von einem Fahrer gewünschte Geschwindigkeit hält bzw. einnimmt (z.B. weil ein Gleichgewicht zwischen Fahrbahngefälle und Rollwiderstand besteht), kann durch Einlegen des Leerlaufs Kraftstoff eingespart werden. Dazu müsste der Fahrer den Wahlhebel 104 betätigen, um das Getriebe 101 in die Fahrstufe N zu überführen.
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Das Fahrzeug 100 kann zur Erhöhung des Komforts ausgebildet sein, bei Bedarf den Schubbetrieb eines Antriebsmotors 102, 108 des Fahrzeugs 100 abzuwenden, ohne über den Wahlhebel 104 die Leerlauf-Fahrstufe N einlegen zu müssen. Das Fahrpedal bzw. der Fahrfußhebel 113 kann zu diesem Zweck eine Zusatzfunktion aufweisen. Insbesondere kann ein Fahrpedal 113 mit mindestens drei unterschiedlichen Funktionsstellungen zur Steuerung eines Antriebsmotors 102, 108 und/oder des Automatikgetriebes 101 bereitgestellt werden.
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In einer ersten Funktionsstellung ist der Fahrfußhebel 113 betätigt bzw. ausgelenkt. Dadurch kann der Antriebsmotor 102, 108 veranlasst werden, ein Antriebsmoment zu erzeugen. Zu diesem Zweck kann z.B. Kraftstoff für einen Verbrennungsmotor 102 bereitgestellt werden.
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In einer zweiten Funktionsstellung ist der Fahrfußhebel 113 nicht betätigt bzw. nicht ausgelenkt und der Fahrfuß des Fahrers ist vom Fahrfußhebel 113 abgehoben (d.h. der Fuß des Fahrers berührt nicht den Fahrfußhebel 113). Auf diese Weise kann der Schubbetrieb des Antriebsmotors 102, 108 bewirkt werden.
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In einer dritten Funktionsstellung ist der Fahrfußhebel 113 nicht betätigt bzw. nicht ausgelenkt und der Fahrfuß des Fahrers berührt den Fahrfußhebel 113. Dies kann dazu führen, dass das Automatikgetriebe 101 in die Leerlauf-Fahrstufe N schaltet. Alternativ oder ergänzend kann die Kupplung 112 geöffnet werden. Es erfolgt somit eine Entkopplung der ein oder mehreren Antriebsmotoren 102, 108 von der Radachse 107. Somit kann in komfortabler und intuitiver Weise ein Schubbetrieb des Fahrzeugs 100 vermieden werden.
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2 zeigt ein beispielhaftes Fahrpedal 113, das mit einem bestimmten Fahrpedalwinkel 201 ausgelenkt werden kann. Durch Veränderung des Fahrpedalwinkels 201 kann das Antriebsmoment der ein oder mehreren Antriebsmotoren 102, 108 verändert werden. Das in 2 dargestellte Fahrpedal 113 umfasst einen Berührungssensor 202, der eingerichtet ist, Sensordaten zu erfassen, die anzeigen, ob das Fahrpedal 113 (durch einen Fuß) berührt wird oder nicht. Der Berührungssensor 202 kann einen kapazitiven Sensor, eine (feinfühlige) Kontaktmatte und/oder einen Mikroschalter umfassen.
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Ein Fahrer kann somit durch Reduzierung der Auslenkung des Fahrpedals 113 das Antriebsmoment der ein oder mehreren Antriebsmotoren 102, 108 reduzieren. Wird keine Auslenkung des Fahrpedals 113 bewirkt, liegt der Fuß des Fahrers aber weiterhin auf dem Fahrpedal 113, dann erfolgt eine Entkopplung zwischen den ein oder mehreren Antriebsmotoren 102, 108 und den ein oder mehreren Antriebsrädern 109. Dies kann durch Einlegen der Fahrstufe N erreicht werden, wobei die Fahrstufe N ggf. mit einer leichten Zeitverzögerung eingelegt werden kann. Insbesondere kann eine Entkopplung zwischen den ein oder mehreren Antriebsmotoren 102, 108 und den ein oder mehreren Antriebsrädern 109 erst dann erfolgen, wenn das Fahrpedal 113 für einen bestimmten Mindestzeitraum (z.B. 1 Sekunde oder weniger) nicht ausgelenkt aber berührt wurde. So kann eine zuverlässige Unterscheidung zwischen den unterschiedlichen Funktionsstellungen des Fahrpedals 113 bewirkt werden.
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Wird zu einem späteren Zeitpunkt der Fuß des Fahrers ganz vom Fahrpedal 113 genommen, so werden die ein oder mehreren Antriebsmotoren 102, 108 wieder mit den ein oder mehreren Antriebsrädern 109 gekoppelt und es erfolgt eine Verzögerung durch den Schubbetrieb der ein oder mehreren Antriebsrädern 109. Wird andererseits das Fahrpedal 113 erneut betätigt, so wird automatisch die jeweils benötigte Fahrstufe (insbesondere der jeweils benötigte Gang) wieder eingelegt. Dies erfolgt nach Möglichkeit verzögerungsfrei. Es kann somit in üblicher Weise eine Beschleunigung des Fahrzeugs 100 bewirkt werden.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 300 zur Steuerung eines Fahrzeugs 100, das einen Antriebsmotor 102, 108 und ein Automatikgetriebe 101 umfasst. Das Automatikgetriebe 101 weist ein oder mehrere Antriebs-Fahrstufen auf (z.B. eine Fahrstufe D mit Q unterschiedlichen Gängen bzw. zumindest eine Fahrstufe R), bei denen der Antriebsmotor 102, 108 mit ein oder mehreren Rädern 109 des Fahrzeugs 100 gekoppelt ist. Des Weiteren weist das Automatikgetriebe 101 zumindest eine Leerlauf-Fahrstufe auf (z.B. die Fahrstufe N), bei der der Antriebsmotor 102, 108 von den ein oder mehreren Rädern 109 entkoppelt ist.
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Das Verfahren 300 umfasst das Ermitteln 301 von Auslenkungsinformation in Bezug auf eine Auslenkung eines Fahrpedals 113 des Fahrzeugs 100, das ausgebildet ist, mit einem Fuß eines Fahrers des Fahrzeugs 100 betätigt zu werden. Insbesondere kann ein Auslenkungswinkel 201 bzw. ein Grad der Auslenkung als Auslenkungsinformation ermittelt werden.
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Außerdem umfasst das Verfahren 300 das Ermitteln 302 von Berührinformation in Bezug auf eine Berührung des Fahrpedals 113, insbesondere eine Berührung durch einen Fuß eines Fahrers des Fahrzeugs 100. Dabei kann die Berührinformation unabhängig von der Auslenkungsinformation ermittelt werden. Mit anderen Worten, die Berührinformation kann Information umfassen, die unabhängig von der Auslenkungsinformation ist. Insbesondere kann die Berührinformation anzeigen, ob das Fahrpedal 113 berührt wird oder nicht, auch wenn keine Auslenkung des Fahrpedals 113 erfolgt. Mit anderen Worten, wenn die Auslenkungsinformation anzeigt, dass das Fahrpedal 113 nicht ausgelenkt wird, kann zusätzlich anhand der Berührinformation ermittelt werden, ob die fehlende Auslenkung darauf beruht, dass das Fahrpedal 113 nicht berührt wird oder ob die fehlende Auslenkung darauf beruht, dass das Fahrpedal 113 zwar berührt wird, aber keine ausreichende Kraft für eine Auslenkung des Fahrpedals 113 bewirkt wird.
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Das Verfahren 300 umfasst ferner das Steuern 303 des Automatikgetriebes 101 des Fahrzeugs 100 in Abhängigkeit von der Auslenkungsinformation und in Abhängigkeit von der Berührinformation. Durch die zusätzliche Berücksichtigung von Berührinformation (die z.B. auf Basis von Sensordaten eines Berührungssensors 202 ermittelt werden kann) können die Möglichkeiten zur Steuerung eines Automatikgetriebes 101 erhöht werden. Insbesondere kann über die zusätzliche Steuermöglichkeit ein komfortabler Wechsel zwischen einer Antriebs-Fahrstufe und der Leerlauf-Fahrstufe bewirkt werden.
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Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen wird der Fahrer eines Fahrzeugs 100 befähigt, durch eine in sich schlüssige, intuitiv annehmbare, erlernbare und unmittelbar erlebbare Zusatzfunktion eines Fahrpedals 113 eine kraftstoffsparende und zugleich im Fahrbetrieb komfortable Fahrweise zu erreichen.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.
