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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, das ein Stellelement aufweist, das zwischen einer ersten Endstellung und einer zweiten Endstellung insbesondere stufenlos verlagerbar ist, wobei zwischen den Endstellungen zumindest eine Wechselstellung vorgegeben wird, wobei in einem Standard-Modus des Kraftfahrzeugs ein Verzögerungsmoment für das Kraftfahrzeug vorgegeben wird, wenn eine aktuelle Stellung des Stellelementes in einem zwischen der ersten Endstellung und der Wechselstellung gelegenen Verzögerungsbereich liegt, und ein Beschleunigungsmoment, wenn die aktuelle Stellung in einem zwischen der zweiten Endstellung und der Wechselstellung gelegenen Beschleunigungsbereich liegt.
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Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, mit einem Steuergerät.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Vorrichtung.
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Stand der Technik
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Verfahren und Kraftfahrzeuge der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise offenbart das Patent
US 9,889,853 B2 ein Kraftfahrzeug mit einem Stellelement, das eine sogenannte Ein-Pedal-Funktion aufweist. Mittels des Stellelementes ist wahlweise ein Beschleunigungsmoment oder ein Verzögerungsmoment für das Kraftfahrzeug vorgebbar. Das Stellelement ist zwischen einer ersten Endstellung und einer zweiten Endstellung verlagerbar. Zwischen der ersten Endstellung und der zweiten Endstellung ist eine Wechselstellung vorgesehen. Zum Betreiben des Kraftfahrzeugs mittels des Stellelementes wird eine aktuelle Stellung des Stellelements überwacht. Standardmäßig, wenn also das Kraftfahrzeug in einem Standard-Modus betrieben wird, wird dabei das Verzögerungsmoment für das Kraftfahrzeug vorgegeben, wenn die aktuelle Stellung in einem zwischen der ersten Endstellung und der Wechselstellung gelegenen Verzögerungsbereich liegt, wenn also die aktuelle Stellung des Stellelements die Wechselstellung unterschreitet. Liegt jedoch die aktuelle Stellung des Stellelementes in einem zwischen der Wechselstellung und der zweiten Endstellung gelegenen Beschleunigungsbereich, sodass die aktuelle Stellung die Wechselstellung übersteigt, so wird das Beschleunigungsmoment für das Kraftfahrzeug vorgegeben.
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Außerdem sind aus dem Stand der Technik Rennstarts bekannt. Unter einem Rennstart ist ein Anfahrvorgang zu verstehen, während dem das Kraftfahrzeug besonders schnell, insbesondere schnellstmöglich, beschleunigt wird. Derartige Rennstarts werden beispielsweise mittels einer Launch Control automatisiert durchgeführt.
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Offenbarung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass ein Rennstart mit einem Kraftfahrzeug, das ein wie vorstehend beschrieben ausgebildetes Stellelement aufweist, für einen Benutzer des Kraftfahrzeugs einfach durchführbar ist. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass, wenn das Kraftfahrzeug in einem Rennstart-Modus betrieben wird und die aktuelle Stellung in dem Verzögerungsbereich liegt, zur Durchführung des Rennstarts ein Beschleunigungsmoment zum Vorspannen einer Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs und ein Verzögerungsmoment, das größer als das Beschleunigungsmoment ist, vorgegeben werden. Es ist also zusätzlich zu dem Standard-Modus der Rennstart-Modus vorhanden. Dabei existiert zumindest eine die Wechselstellung unterschreitende Stellung, wobei gleichzeitig sowohl das Beschleunigungsmoment als auch das Verzögerungsmoment vorgegeben werden, wenn das Stellelement diese Stellung in dem Rennstart-Modus einnimmt. Durch Erzeugen des vorgegebenen Verzögerungsmoments, das größer ist als das Beschleunigungsmoment, wird ein Anfahren des Kraftfahrzeugs verhindert. Wird gleichzeitig das vorgegebene Beschleunigungsmoment erzeugt, so wird die Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs vorgespannt. Vorzugsweise wird hierzu das Beschleunigungsmoment derart vorgegeben, dass eine Brennkraftmaschine der Antriebseinheit bei einer gewünschten Drehzahl betrieben und eine Kupplungseinrichtung der Antriebseinheit, durch die die Brennkraftmaschine mit Rädern des Kraftfahrzeugs verbunden/verbindbar ist, zumindest teilweise geschlossen wird. Durch ein derartiges Vorgehen wird beispielsweise ein Ladedruck einer Frischluftzuführleitung der Brennkraftmaschine mittels eines Turboladers der Antriebseinheit gesteigert. Hierdurch wird ein schnelleres Beschleunigen beziehungsweise Anfahren des Kraftfahrzeugs ermöglicht.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass in dem Rennstart-Modus das Verzögerungsmoment unabhängig von einer Betätigung eines Bremspedals und/oder einer Handbremse des Kraftfahrzeugs vorgegeben wird. Wie zuvor beschrieben, werden in dem Rennstart-Modus das Verzögerungsmoment und das Beschleunigungsmoment durch das Stellelement vorgegeben. Die zusätzliche Betätigung des Bremspedals oder der Handbremse ist demnach nicht notwendig, sodass sich der Benutzer des Kraftfahrzeugs besser auf die gewünschte Betätigung des Stellelements konzentrieren kann, um den Rennstart durchzuführen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass in dem Rennstart-Modus nur noch das Beschleunigungsmoment vorgegeben wird, wenn das Stellelement über die Wechselstellung hinweg in den Beschleunigungsbereich verlagert wird. Wird das Stellelement über die Wechselstellung hinweg verlagert, so wird das Verzögerungsmoment demnach nicht mehr vorgegeben. Vorzugsweise wird das Vorgeben des Verzögerungsmoments bei Verlagern des Stellelements über die Wechselstellung hinweg schnellstmöglich beendet. Weil das Verzögerungsmoment nicht mehr vorgegeben wird, fährt das Kraftfahrzeug im Anschluss an das Verlagern des Stellelementes über die Wechselstellung hinweg an. Vorzugsweise wird das Beschleunigungsmoment dann zumindest zeitweise derart geregelt vorgegeben, dass das Kraftfahrzeug schnellstmöglich anfährt, sodass ein vorteilhafter Rennstart erreicht wird.
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Vorzugsweise wird zumindest in dem Rennstart-Modus eine auf das Stellelement wirkende Gegenkraft erzeugt, die überwunden werden muss, um das Stellelement über die Wechselstellung hinweg zu verlagern. Diese Gegenkraft ist durch den Benutzer mittels des Stellelementes haptisch wahrnehmbar. Durch das Erzeugen der Gegenkraft ist dem Benutzer die Lage der Wechselstellung demnach vorteilhaft mitteilbar und es wird insbesondere verhindert, dass der Benutzer das Stellelement zufällig über die Wechselstellung hinweg verlagert. Vorzugsweise wird die Gegenkraft nur in dem Rennstart-Modus erzeugt. Alternativ dazu wird die Gegenkraft vorzugsweise sowohl in dem Rennstart-Modus als auch in dem Standard-Modus erzeugt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Wechselstellung derart vorgegeben wird, dass ein Abstand zwischen der Wechselstellung und der zweiten Endstellung in dem Rennstart-Modus geringer ist als in dem Standard-Modus. Ausgehend von der ersten Endstellung ist also eine weitere Verlagerung des Stellelementes in Richtung der zweiten Endstellung notwendig als in dem Standard-Modus, um das Stellelement über die Wechselstellung hinweg zu verlagern. Auch hierdurch wird ein zufälliges beziehungsweise unerwünschtes Verlagern des Stellelementes über die zweite Wechselstellung hinweg vermieden.
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Vorzugsweise wird in dem Rennstart-Modus zwischen der ersten Endstellung und der Wechselstellung eine Startstellung vorgegeben, wobei nur das Verzögerungsmoment vorgegeben wird, wenn die aktuelle Stellung des Stellelementes die Startstellung unterschreitet. Das Beschleunigungsmoment zum Vorspannen der Antriebseinheit wird also, wenn die aktuelle Stellung die Startstellung unterschreitet, nicht vorgegeben. Der Benutzer kann in dem Rennstart-Modus also den Zeitpunkt, ab dem das Beschleunigungsmoment zum Vorspannen der Antriebseinheit vorgegeben wird, bestimmen beziehungsweise hinauszögern. Dies ist von Vorteil, weil das Erzeugen des Beschleunigungsmoments zum Vorspannen der Antriebseinheit mit einem starken Verschleiß der Antriebseinheit, insbesondere der Kupplungseinrichtung, einhergeht.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Kraftfahrzeug bei Erfassen einer durch den Benutzer gestellten Rennstart-Anfrage in dem Rennstart-Modus betrieben wird. Der Benutzer kann also vorgeben, ob das Kraftfahrzeug in dem Rennstart-Modus betrieben werden soll, oder nicht. Vorzugsweise ist dazu eine Eingabeeinrichtung vorgesehen, wobei der Rennstart-Modus in Abhängigkeit von einer Betätigung der Eingabeeinrichtung initialisiert wird.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, das ein Stellelement aufweist, das zwischen einer ersten Endstellung und einer zweiten Endstellung insbesondere stufenlos verlagerbar ist, zeichnet sich mit den Merkmalen des Anspruchs 8 durch ein Steuergerät aus und ist speziell dazu hergerichtet, bei bestimmungsgemäßem Gebrauch mittels des Steuergerätes das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Auch daraus ergeben sich die bereits genannten Vorteile. Weitere bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen.
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Vorzugsweise weist die Vorrichtung eine Eingabeeinrichtung für den Benutzer auf, wobei das Steuergerät dazu ausgebildet ist, den Rennstart-Modus in Abhängigkeit von einer Betätigung der Eingabeeinrichtung zu initialisieren. Ein durch den Benutzer unerwünschtes Initialisieren des Rennstart-Modus wird dadurch vermieden. Bei der Eingabeeinrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine manuell betätigbare Eingabeeinrichtung, die sich besonders bevorzugt im Bereich einer Lenkhandhabe des Kraftfahrzeugs befindet. Vorzugweise ist das Steuergerät dazu ausgebildet, den Rennstart-Modus in Abhängigkeit von einer Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zu initialisieren. Insbesondere wird durch das Steuergerät der Rennstart-Modus nur dann initialisiert, wenn sich das Kraftfahrzeug im Stillstand befindet.
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Vorzugsweise weist die Vorrichtung einen dem Stellelement zugeordneten ansteuerbaren Aktuator auf, der dazu ausgebildet ist, eine auf das Stellelement wirkende Gegenkraft zu erzeugen, die einer Verlagerung des Stellelements in Richtung der zweiten Endstellung entgegensteht. Vorzugsweise ist das Steuergerät dazu ausgebildet, den Aktuator derart anzusteuern, dass der Aktuator zumindest im Rennstart-Modus die Gegenkraft derart erzeugt, dass die Gegenkraft nur überwunden werden muss, um das Stellelement über die Wechselstellung hinweg zu verlagern. Dadurch ist dem Benutzer das Erreichen der Wechselstellung miteilbar.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist ein Stellelement auf, das zwischen einer ersten Endstellung und einer zweiten Endstellung insbesondere stufenlos verlagerbar ist und zeichnet sich mit den Merkmalen des Anspruchs 11 durch die erfindungsgemäße Vorrichtung aus. Auch daraus ergeben sich die bereits genannten Vorteile. Weitere bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dazu zeigen:
- 1 ein Kraftfahrzeug mit einem Stellelement in einer vereinfachten Darstellung und
- 2 ein Verfahren zur Durchführung eines Rennstarts mittels des Stellelementes.
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1 zeigt in einer vereinfachten Darstellung ein Kraftfahrzeug 1. Das Kraftfahrzeug 1 weist vorliegend vier Räder 2 und 3 auf, wobei die Räder 2 einer Vorderradachse 4 und die Räder 3 einer Hinterradachse 5 zugeordnet sind. Außerdem weist das Kraftfahrzeug 1 eine Antriebseinheit 6 auf. Die Antriebseinheit 6 weist vorliegend eine Brennkraftmaschine 7 auf. Optional ist zusätzlich zu der Brennkraftmaschine 7 auch eine generatorisch betreibbare elektrische Antriebsmaschine vorhanden. Die Brennkraftmaschine 7 ist durch eine Kupplungseinrichtung 20 der Antriebseinheit 6, ein Differentialgetriebe 8 und Wellen 9, 10 und 11 mit den Rädern 2 der Vorderradachse 4 verbunden, sodass die Räder 2 durch die Antriebseinheit 6 antreibbar sind. Außerdem weist das Kraftfahrzeug 1 ein Bremssystem 12 auf, das vorliegend den Rädern 2 der Vorderradachse 4 zugeordnete Reibbremseinrichtungen 13 zum Erzeugen eines Verzögerungsmoments aufweist.
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Das in 1 dargestellte Kraftfahrzeug 1 weist ein durch einen Benutzer des Kraftfahrzeugs 1 betätigbares Stellelement 14 auf, das als Pedal ausgebildet und zwischen einer ersten Endstellung und einer zweiten Endstellung stufenlos verlagerbar ist. Die Stellung des Stellelements 14 in der ersten Endstellung entspricht dabei einem prozentualen Wert von 0% bezogen auf den Stellweg von der ersten Endstellung zu der zweiten Endstellung. Die Stellung des Stellelementes 14 in der zweiten Endstellung entspricht einem prozentualen Wert von 100%. In einem Standard-Modus des Kraftfahrzeugs 1 kann mittels des Stellelementes 14 wahlweise ein Beschleunigungsmoment BM oder ein Verzögerungsmoment VM für das Kraftfahrzeug 1 vorgegeben werden. Dabei wird das Beschleunigungsmoment BM vorgegeben, wenn die aktuelle Stellung des Stellelements 14 eine zwischen den Endstellungen gelegene vorgebbare Wechselstellung WS übersteigt. Die aktuelle Stellung des Stellelements 14 liegt dann in einem Beschleunigungsbereich. Unterschreitet die aktuelle Stellung des Stellelements 14 die Wechselstellung WS, so wird das Verzögerungsmoment vorgegeben. Die aktuelle Stellung liegt dann in einem Verzögerungsbereich.
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Das Kraftfahrzeug 1 weist außerdem eine Vorrichtung 15 auf. Zur Vorgabe des Beschleunigungsmoments BM beziehungsweise des Verzögerungsmoments VM weist die Vorrichtung 15 ein Steuergerät 16 auf, das mit dem Stellelement 14 einerseits und mit der Antriebseinheit 6 und dem Reibbremssystem 12 andererseits verbunden ist. Soll aufgrund der Stellung des Stellelements 14 das Beschleunigungsmoment BM vorgegeben werden, so steuert das Steuergerät 16 die Antriebseinheit 6 zum Erzeugen des Beschleunigungsmoments BM an. Soll jedoch das Verzögerungsmoment VM vorgegeben werden, so steuert das Steuergerät 16 die Reibbremseinrichtungen 13 zum Erzeugen des Verzögerungsmoments VM an und/oder das Steuergerät 16 steuert die elektrische Antriebsmaschine derart an, dass die elektrische Antriebsmaschine ein generatorisches Verzögerungsmoment erzeugt.
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Die Vorrichtung 15 weist außerdem einen ansteuerbaren Aktuator 18 auf, der dem Stellelement 14 zugeordnet ist. Der Aktuator 18 ist kommunikationstechnisch mit dem Steuergerät 16 verbunden, sodass der Aktuator 18 durch das Steuergerät 16 ansteuerbar ist. Der Aktuator ist dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von einer Ansteuerung durch das Steuergerät 16 eine auf das Stellelement 14 wirkende Gegenkraft zu erzeugen. Der Aktuator 18 ist dabei dazu ausgebildet, die Gegenkraft derart zu erzeugen, dass die Gegenkraft einer Verlagerung des Stellelementes 14 in Richtung der zweiten Endstellung entgegensteht.
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Die Vorrichtung 15 weist außerdem eine Eingabeeinrichtung 19 auf. Die Eingabeeinrichtung 19 ist kommunikationstechnisch mit dem Steuergerät 16 verbunden. Durch eine Betätigung der Eingabeeinrichtung 19 kann der Benutzer wahlweise den Standard-Modus oder einen Rennstart-Modus für das Kraftfahrzeug 1 vorgeben, sodass das Steuergerät 16 dann den Standard-Modus beziehungsweise den Rennstart-Modus initialisiert.
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Das Kraftfahrzeug 1 weist außerdem ein zusätzlich zu dem Stellelement 14 vorhandenes Bremspedal 17 auf. Bei einer Betätigung des Bremspedals 17 wird unabhängig von der aktuellen Stellung des Stellelementes 14 das Verzögerungsmoment für das Kraftfahrzeug 1 vorgegeben. Hierzu ist das Bremspedal 17 vorliegend mit den Reibbremseinrichtungen 13 verbunden.
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Im Folgenden wird mit Bezug auf 2 ein Verfahren zum Durchführen eines Rennstarts mittels des Stellelements 14 näher erläutert. Es wird dabei davon ausgegangen, dass das Kraftfahrzeug 1 in dem Rennstart-Modus betrieben wird und dass sich das Kraftfahrzeug 1 zunächst im Stillstand befindet. Das Steuergerät 16 steuert in dem Rennstart-Modus den Aktuator 18 an, wobei der Aktuator 18 die Gegenkraft derart erzeugt, dass der Benutzer die Gegenkraft überwinden muss, um das Stellelement 14 über die Wechselstellung WS hinweg in den Beschleunigungsbereich zu verlagern. Abgesehen von der Verlagerung des Stellelementes 14 über die Wechselstellung WS hinweg, steht die Gegenkraft einer Verlagerung des Stellelementes 14 nicht entgegen. Bei der Gegenkraft handelt es sich also um ein haptisch wahrnehmbares Signal, durch das dem Benutzer das Erreichen der Wechselstellung WS mitgeteilt wird.
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2 zeigt ein erstes Diagramm A, ein zweites Diagramm B und ein drittes Diagramm C. In den Diagrammen A, B und C beschreibt die Abszisse der Diagramme jeweils die Zeit t. Die Ordinate des ersten Diagramms A beschreibt den prozentualen Wert der Stellung des Stellelementes 14. Die Ordinate des zweiten Diagramms B beschreibt das vorgegebene Verzögerungsmoment VM. Die Ordinate des dritten Diagramms C beschreibt das vorgegebene Beschleunigungsmoment BM.
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In dem Rennstart-Modus werden die Wechselstellung WS und eine Startstellung ST vorgegeben. Die Wechselstellung WS wird dabei derart vorgegeben, dass sie einer prozentualen Stellung von etwa 80% entspricht. Im Unterschied dazu wird in dem Standard-Modus die Wechselstellung WS derart vorgegeben, dass sie einer prozentualen Stellung von etwa 15% entspricht. Die Startstellung ST wird in dem Standard-Modus vorzugsweise nicht vorgegeben.
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Zwischen einem nullten Zeitpunkt t0 und einem ersten Zeitpunkt t1 liegt die aktuelle Stellung des Stellelements 14 zwischen der ersten Endstellung und der Startstellung ST. In diesem Stellungsbereich wird nur das Verzögerungsmoment VM vorgegeben. Das Kraftfahrzeug 1 verbleibt also im Stillstand. Zwischen dem ersten Zeitpunkt t1 und einem zweiten Zeitpunkt t2 liegt die aktuelle Stellung des Stellelements 14 zwischen der Startstellung ST und der Wechselstellung WS. In diesem Stellungsbereich werden sowohl das Verzögerungsmoment VM als auch das Beschleunigungsmoment BM vorgegeben. Das Verzögerungsmoment VM wird dabei derart vorgegeben, dass das Verzögerungsmoment VM größer ist als das vorgegebene Beschleunigungsmoment BM. Das Kraftfahrzeug 1 verbleibt also auch zwischen dem ersten Zeitpunkt t1 und dem zweiten Zeitpunkt t2 im Stillstand. Allerdings wird durch Erzeugen des zwischen dem ersten Zeitpunkt t1 und dem zweiten Zeitpunkt t2 vorgegebenen Beschleunigungsmoments BM die Antriebseinheit 6 des Kraftfahrzeugs 1 vorgespannt.
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Zwischen dem zweiten Zeitpunkt t2 und einem dritten Zeitpunkt t3 entspricht die aktuelle Stellung des Stellelements 14 der Wechselstellung WS. In diesem Zeitraum werden sowohl das Beschleunigungsmoment BM als auch das Verzögerungsmoment VM, das größer ist als das Beschleunigungsmoment BM, konstant vorgegeben.
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Zu dem dritten Zeitpunkt t3 wird das Stellelement 14 über die Wechselstellung WS hinweg in den Beschleunigungsbereich verlagert. Im Anschluss an den dritten Zeitpunkt t3 wird dann nur noch das Beschleunigungsmoment BM vorgegeben. Das Vorgeben des Verzögerungsmomentes VM wird mit Verlagern des Stellelementes 14 über die Wechselstellung WS hinweg schnellstmöglich beendet. Das Kraftfahrzeug 1 fährt deshalb im Anschluss an den dritten Zeitpunkt t3 an. Weil die Antriebseinheit 6 des Kraftfahrzeugs 1 zuvor durch das Beschleunigungsmoment BM vorgespannt wurde, beschleunigt das Kraftfahrzeug 1 besonders schnell, sodass das Kraftfahrzeug 1 einen Rennstart durchführt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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