DE102021126935A1

DE102021126935A1 - Anpassen eines Vortriebsprofils eines elektromotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102021126935A1
Application number: DE102021126935.0A
Authority: DE
Inventors: Andrea Stupiggia
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2021-10-18
Filing date: 2021-10-18
Publication date: 2023-04-20
Also published as: US20230122737A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen eines anzuwendenden Vortriebsprofils beim Betrieb einer elektrischen Antriebsmaschine eines elektromotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, wobei in dem Vortriebsprofil für unterschiedliche Vortriebsaktuatorvorgaben durch einen Fahrzeugnutzer jeweils eine anzuwendende Ausprägung einer oder mehrerer Vortriebskenngrößen hinterlegbar ist, und die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, das anzuwendende Vortriebsprofil zu bestimmen anhand wenigstens einer Vortriebskurve, die jeweils zu verschiedenen Vortriebsaktuatorvorgaben unterschiedliche Ausprägungen der Vortriebskenngröße/n zuordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen eines anzuwendenden Vortriebsprofils beim Betrieb einer elektrischen Antriebsmaschine eines elektromotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, ein elektromotorisch angetriebenes Kraftfahrzeugs mit einer solchen Vorrichtung, sowie ein Verfahren zum Bestimmen eines Vortriebsprofils für eine Antriebsmaschine eines elektromotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugs.
Bei verbrennungsmotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugen ist bekannt, dass der Fahrzeugnutzer aus zwei oder drei Vortriebsprofilen auswählen kann, beispielsweise aus einem ökologisch optimierten, einem ausgewogenen und einem sportlich orientierten.
In analoger Weise ist eine solche Auswahl auch für elektromotorisch angetriebene Kraftfahrzeuge und Hybridfahrzeuge bekannt. Ein Charakteristikum der elektrischen Antriebsmaschinen ist dabei, dass die Kraftentfaltung, sprich eine Beschleunigungsentwicklung über die Zeit, aufgrund der feineren Möglichkeiten der Ansteuerung (PWM, Raumzeiger, etc.) sehr viel feiner eingestellt und vor allem sehr viel flexibler variiert werden kann als bei Verbrennungsmotoren.
Trotzdem wird auch hierzu grundsätzlich nur die Auswahl aus vorgefertigten, bereitgestellten Vortriebsprofilen angeboten, die der Fahrzeughersteller dem Fahrzeugnutzer bereitstellt.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Anpassung einer Kraftentfaltung einer elektrischen Antriebsmaschine durch einen Fahrzeugnutzer zu verbessern.
Jeder der unabhängigen Ansprüche bestimmt mit seinen Merkmalen einen Gegenstand, der diese Aufgabe löst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Gemäß einem Aspekt wird offenbart eine Vorrichtung zum Bestimmen eines anzuwendenden Vortriebsprofils beim Betrieb einer elektrischen Antriebsmaschine eines elektromotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugs.
In einem solchen Vortriebsprofil ist für unterschiedliche Vortriebsaktuatorvorgaben eines Fahrzeugnutzers (sprich Vortriebsaktuatorvorgaben die durch einen Fahrzeugnutzer im Fahrzeugbetrieb vorgegeben werden, insbesondere Pedalstellungen) jeweils eine anzuwendende Ausprägung einer oder mehrerer Vortriebskenngrößen hinterlegbar.
Die Vorrichtung ist dazu eingerichtet, das anzuwendende Vortriebsprofil zu bestimmen anhand einer oder mehrerer Vortriebskurven (oder anhand eines Sets von Vortriebskurven, die jeweils zu verschiedenen Vortriebsaktuatorvorgaben unterschiedliche Ausprägungen der Vortriebskenngröße/n zuordnet).
Die Vorrichtung ist dazu eingerichtet, zum Bestimmen des anzuwendenden Vortriebsprofils eine Nutzereingabe des Fahrzeugnutzers zur Auswahl und/oder zur Gestaltung einer oder mehrerer Vortriebskurven aufzunehmen und bei der Bestimmung des anzuwendende Vortriebsprofils zu berücksichtigen.
Dadurch kann der Fahrzeugnutzer (also beispielsweise ein Fahrer oder ein Fahrzeugführer, der einem autonom fahrenden Fahrzeug eine Vortriebscharakteristik vorgeben möchte oder ein Elternteil eines jungen Fahrers, der für den unerfahrenen Fahrer eine defensive Vortriebscharakteristik vorgeben möchte) einstellen, wie sich der Vortrieb insbesondere über die Zeit und/oder anhand einer bestimmten Vorgabe des Vortriebsaktuators, insbesondere anhand einer Stellung des Vortriebsaktuators, wie beispielsweise eine Pedalstellung oder deren zeitliche Entwicklung, entwickelt. Insbesondere kann das Vortriebsprofil ein Geschwindigkeitsprofil und/oder ein Beschleunigungsprofil und/oder eine Kombination davon sein.
Unter einem Vortriebsprofil ist vorliegend insbesondere ein Regelwerk zu verstehen, in dem bestimmt ist, bei welcher Vortriebsaktuatorvorgabe welche Ausprägung/en einer/mehrerer Vortriebskenngröße/n anzuwenden ist/sind.
Unter einer Vortriebkurve ist vorliegend insbesondere eine Kennlinie zu verstehen, mittels der verschiedene Vortriebswünsche unterschiedlichen Ausprägungen einer bestimmten Vortriebskenngröße zugeordnet werden.
Unter einem Vortriebsaktuator ist vorliegend insbesondere ein Aktuator zu verstehen, mittels dessen ein Vortrieb des Kraftfahrzeugs vorgegeben wird, unterschiedlich je nach Stellung des Aktuators. Ein solcher Vortriebsaktuator kann beispielsweise ein Fahrpedal (synonym auch als Gaspedal bezeichnet) sein, oder ein Handhebel oder ein Joystick, oder eine Echtzeiteingabe an einem berührungssensitiven Bildschirm.
Ein Vortriebsprofil kann insbesondere durch eine oder mehrere Vortriebskurven bestimmt sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird offenbart ein elektromotorisch angetriebenes Kraftfahrzeug, aufweisend eine elektrische Antriebsmaschine und eine Vorrichtung gemäß einer Ausführung der Erfindung, wobei eine Steuereinheit des Kraftfahrzeugs mit der Vorrichtung, insbesondere zum Informationsaustausch, verbunden und dazu eingerichtet ist, ein anzuwendendes Vortriebsprofil für die Antriebsmaschine in Abhängigkeit von der Nutzereingabe des Fahrzeugnutzers anzupassen und/oder zu verändern und die Antriebsmaschine entsprechend anzusteuern.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird offenbart ein Verfahren zum Bestimmen eines Vortriebsprofils für eine Antriebsmaschine eines elektromotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, aufweisend zumindest die folgenden Verfahrensschritte, die in der angegebenen oder einer anderen sinnvollen Reihenfolge durchlaufen werden können: (1) Anzeigen eines vorgegebenen Vortriebsprofils in Abhängigkeit von wenigstens einer Vortriebskenngröße, insbesondere mittels einer Anzeige- und Eingabeeinheit der Vorrichtung; und/oder (2) Eingabe wenigstens einer veränderten Ausprägung der Vortriebskenngröße zu wenigstens einer Vortriebsaktuatorvorgabe, insbesondere mittels der Anzeige- und Eingabeeinheit; und/oder (3) Anpassen des Vortriebsprofils an die im Vortriebsprofil veränderte/n Ausprägung/en der Vortriebskenngröße/n.
Der Erfindung liegt unter anderem die Überlegung zu Grunde, dass bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen die (insbesondere mittels eines Vortriebsprofils vorgebbare) Kraftentfaltung an sich mit viel höheren Freiheitsgraden als bei einem Verbrennungsmotor eingestellt werden kann, insbesondere bei einer Pulsweitenmodulations (PWM) - basierten Ansteuerung, beispielsweise mit Space Vectoring.
Die Erfindung basiert nun unter anderem auf der Idee, einen Fahrzeugnutzer die Kraftentfaltung - ggf. in festzulegenden Grenzen - frei oder zumindest mit einer Vielzahl frei konfigurierbarer Anpassungen selbst gestalten zu lassen; im Kontrast zu einer bloßen Auswahl aus wenigen vorgefertigten Vortriebsprofilen ohne die Möglichkeit, diese Vorgaben zu beeinflussen.
Gemäß einer Ausführung ist die Vortriebskenngröße eine Längsgeschwindigkeit und/oder eine Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs. Damit kann der Fahrzeugnutzer einer bestimmten Stellung des Vortriebsaktuators eine bestimmte Längsgeschwindigkeit zuordnen.
Gemäß einer Ausführung bestimmt sich die Vortriebsaktuatorvorgabe in Abhängigkeit von einer Pedalstellung. Damit kann die Erfindung auf den häufigsten Vortriebsaktuator, nämlich das Gaspedal (auch als Fahrpedal bezeichnet), angewendet werden.
Gemäß einer Ausführung bestimmt sich die Vortriebsaktuatorvorgabe in Abhängigkeit von einer Zeitdauer seit einer vorhergehenden, insbesondere der letzten, sonstigen Änderung der Vortriebsaktuatorvorgabe. Damit kann der Fahrzeugnutzer festlegen, wie sich der Vortrieb entfaltet, wenn eine bestimmte Stellung des Vortriebsaktuators, insbesondere des Fahrpedals, über einen bestimmten Zeitraum in einer konstanten Stellung gehalten wird. Dadurch kann eine defensivere oder eine offensivere Beschleunigungscharakteristik eingestellt werden, beispielsweise eine schnelle Pedalannahme oder eine zögerliche Pedalannahme.
Gemäß einer Ausführung gibt die Vortriebskurve einen gewünschten Zusammenhang zwischen der Pedalstellung und der Längsgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs wieder. Dadurch kann für eine bestimmte Bedienung des Pedals eine defensivere oder eine offensivere Beschleunigungscharakteristik eingestellt werden, beispielsweise eine schnelle Pedalannahme oder eine zögerliche Pedalannahme.
Gemäß einer Ausführung gibt die Vortriebskurve einen gewünschten Zusammenhang zwischen einer vergangenen Zeit seit der letzten Änderung der Pedalstellung und der Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs wieder. Damit kann der Fahrzeugnutzer festlegen, wie sich der Vortrieb entfaltet, wenn eine bestimmte Stellung Fahrpedals über einen bestimmten Zeitraum in einer konstanten Stellung gehalten wird. Dadurch kann eine schnelle Pedalannahme oder eine zögerliche Pedalannahme eingestellt werden, insbesondere weitgehend frei nach den Wünschen des Fahrzeugnutzers.
Gemäß einer Ausführung bestimmt das Vortriebsprofil die zu verwendenden Ausprägungen der Vortriebskenngröße anhand mehrerer Vortriebskurven, wobei die verschiedenen Vortriebskurven unterschiedliche Vortriebsaktuatorvorgaben, insbesondere Pedalstellungen, repräsentieren und die Vortriebskenngröße in Abhängigkeit von einer Zeitdauer der jeweiligen Vortriebsaktuatorvorgabe, insbesondere seit einer letzten Änderung der Vortriebsaktuatorvorgabe, angeben. Damit kann ein Vortriebsprofil eine Geschwindigkeitsvorgabe für eine bestimmte Pedalstellung mit einer Beschleunigungsvorgabe für die Zeitdauer dieser Pedalstellung kombinieren, gleichsam eine Pedalstellungsvorgabe und eine Entfaltungsvorgabe.
Gemäß einer Ausführung weist die Vortriebskurve mehrere Stützpunkte auf, die jeweils eine Kombination einer Vortriebsaktuatorvorgabe mit einer Ausprägung einer Vortriebskenngröße repräsentieren, und die durch den Fahrzeugnutzer verändert werden können, insbesondere durch eine Wahl einer anderen Ausprägung der Vortriebskenngröße. Damit kann der Fahrzeugnutzer für bestimmte Vortriebsaktuatorvorgaben (z.B. Pedalstellung „25% der Maximumsauslenkung“ und/oder Pedalhalte-Zeitdauer „4 Sekunden“) die gewünschte Ausprägung der Vortriebskenngröße festlegen, die in der jeweiligen Vortriebkurve eingestellt werden kann, also insbesondere einen Geschwindigkeitswert.
Im Falle einer Vortriebskurve, die unterschiedliche Pedalhalte-Zeitdauern jeweils einem dazu zu erreichenden Geschwindigkeitswert zuordnet, ergibt sich mittels der Zuordnung indirekt eine Festlegung eines Beschleunigungsprofils, weil gleichsam verschiedenen festen Zeitdaueren unterschiedliche feste Geschwindigkeitsdifferenzen zugeordnet werden können.
Gemäß einer Ausführung weist die Vorrichtung eine Anzeige- und Eingabeeinheit auf, die insbesondere einen berührungs- und/oder gestensensitiven Bildschirm zur Anzeige, Auswahl und/oder Gestaltung, insbesondere Veränderung, einer oder mehrerer Vortriebskurven aufweist. Damit kann der Fahrzeugnutzer seine Präferenzen eingeben.
Gemäß einer Ausführung ist die Anzeige- und Eingabeeinheit dazu eingerichtet, ein Vortriebsprofil und/oder wenigstens eine Vortriebskurve anzuzeigen und als Nutzereingabe zur Gestaltung der Vortriebskurve ein, insbesondere finger- und/oder gestenbasiertes, Ziehen eines Stützpunktes der Vortriebskurve hin zu einer anderen Ausprägung der Vortriebskenngröße der Vortriebskurve aufzunehmen.
Gemäß einer Ausführung ist die Anzeige- und Eingabeeinheit zu einer Echtzeit-Anzeige der mittels der Nutzereingabe veränderten Ausprägung der Vortriebskenngröße eingerichtet. Das ermöglicht dem Fahrzeugnutzer eine unmittelbare Rückmeldung zu der erfolgten Gestaltung der Vortriebskurve. Zudem kann nach dem Abschluss der Nutzereingabe gemäß einer Ausführung die Antriebsmaschine, insbesondere ohne weiteren zeitlichen Verzug, mit dem veränderten Vortriebsprofil angesteuert werden, sodass der Fahrzeugnutzer unmittelbar den Effekt seiner Veränderung einer oder mehrerer Vortriebskurven erleben und/oder überprüfen kann, wenn das die Verkehrssituation zulässt.
Dieser Ausführung liegt die Idee zu Grunde, eine unmittelbare Rückmeldung über die eingegebenen Ausprägungen der Vortriebskenngröße am Ort der Eingabe in Echtzeit bereitzustellen. Das kann beispielsweise erreicht werden, indem eine Vortriebskurve auf einem berührungs- und/oder gestensensitiven Bildschirm angezeigt wird, und die Vortriebskurve an Ihrem Anzeigeort punktuell, bereichsweise oder gesamt, beispielsweise nach einer vorbestimmten Eingabefunktion, durch ein „Ziehen“ mit einem Finger manipuliert werden kann. Ein derartiges „Ziehen“ führt dann zu einem neuen Verlauf der Vortriebskurve, welche dann ein verändertes Vortriebsprofil repräsentiert.
Im Sinne der Erfindung sind verschiedene Darstellungen des Vortriebsprofils denkbar, beispielsweise in Form eines Funktionsgraphen oder eines interpolierten Graphen, aber auch in Form einer Punktewolke oder eines Balkendiagramms, wobei dann zum Eingeben einer veränderten Ausprägung einer Vortriebskenngröße mittels eines Fingers der Graph verformt oder die einzelnen Punkte verschoben oder die einzelnen Balken verlängert oder verkürzt werden können.
Gemäß einer Ausführung weist die Vorrichtung eine Steuereinheit auf, welche dazu eingerichtet ist, eine Eingabe einer veränderten Ausprägung eines Vortriebskenngröße in Abhängigkeit von einer der Vortriebskurve und/oder ihrer Veränderung durch die Nutzereingabe zugrundeliegenden Eingabefunktion auch auf einzelne oder mehrere benachbarte Ausprägungen oder alle Ausprägungen der Vortriebskenngröße in der Vortriebskurve anzuwenden.
Gemäß einer Ausführung wird das veränderte Vortriebsprofil, insbesondere die veränderte Vortriebskurve, im Wesentlichen zeitgleich mit der Eingabe angezeigt.
Gemäß einer Ausführung wird das vorgegebene Vortriebsprofil aus einer Speichereinheit des Kraftfahrzeugs, insbesondere des Steuergeräts, auf die Anzeige der Anzeigeeinheit geladen und/oder wird das veränderte Vortriebsprofil in der Speichereinheit gespeichert.
Gemäß einer Ausführung ist für unterschiedliche Fahrzeugnutzer jeweils wenigstens ein eigenes, veränderbares Vortriebsprofil vorgegeben.
Gemäß einer Ausführung sind für einen Fahrzeugnutzer wenigstens zwei unterschiedliche Vortriebsprofile vorgegeben, aus denen der Fahrzeugnutzer ein präferiertes Vortriebsprofil auswählen, und insbesondere auch verändern, kann.
Gemäß einer Ausführung wird das Vortriebsprofil mit wenigstens einer Vortriebskurve angezeigt, die durch Berührung und/oder Gesten eines Fahrzeugnutzers zu wenigstens einer Vortriebsaktuatorvorgabe verändert werden kann.
Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren:

1 zeigt schematisch ein elektromotorisch angetriebenes Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführung der Erfindung.
2 zeigt schematisch die Vorrichtung aus 1.

In 1 ist ein elektromotorisch angetriebenes Kraftfahrzeug 1 dargestellt, aufweisend eine elektrische Antriebsmaschine 2 und eine Vorrichtung 10 zum Bestimmen eines bei einem Fahrbetrieb der elektrischen Antriebsmaschine anzuwendenden Vortriebsprofils 12.
Eine Steuereinheit 4 des Kraftfahrzeugs, hier ein Motorsteuergerät, ist mit der Vorrichtung 10 zum Informationsaustausch verbunden und dazu eingerichtet, ein anzuwendendes Vortriebsprofil 12 in Abhängigkeit von einer Nutzereingabe E eines Fahrzeugnutzers N, hier mittels eines Fingers einer Hand, zu verändern und die Antriebsmaschine entsprechend angepasst in Abhängigkeit von einer Vortriebsaktuatorvorgabe, wobei die Vorgabe hier mittels eines Gaspedals 6 erfolgt, anzusteuern.
Dazu weist die Vorrichtung 10 eine Anzeige- und Eingabeeinheit 8 mit einem berührungs- und/oder gestensensitiven Bildschirm 9 (auch als Touchscreen bezeichnet) zur Anzeige und Veränderung eines oder mehrerer Vortriebsprofile 12 auf, der schematisch in 2 dargestellt ist.
Zur Veränderung eines Vortriebsprofils 12 ist die Anzeige- und Eingabeeinheit 8 dazu eingerichtet, wenigstens eine Vortriebskurve 14 des Vortriebsprofils anzuzeigen, sowie dazu, als Nutzereingabe E1 bis E2 (mittels eines Fingers der Hand N1 bis N2) zur Gestaltung der Vortriebskurve 14 ein finger- und/oder gestenbasiertes Ziehen eines Stützpunktes P der Vortriebskurve 14 hin zu einer anderen Ausprägung der Vortriebskenngröße K der Vortriebskurve 14 aufzunehmen.
Für eine Nutzereingabe durch ein derartiges Ziehen wird beispielsweise ein Finger an einem Stützpunkt P3 der Vortriebskurve 14 auf den Touchscreen 9 aufgesetzt (Nutzereingabe E1). Anschließend wird bei beibehaltender Berührung der Finger in positiver oder negativer Y-Richtung (= Ordinate) der Vortriebskurve verfahren bis zum vorgesehenen Zielpunkt der Veränderung des Stützpunktes P`3 (siehe gestrichelter Pfeil von P3 nach P`3). Dort wird der Finger vom Touchscreen entfernt (Nutzereingabe E2) und damit der neue Stützpunkt P' festgelegt. Diese Zusammenhänge sind insbesondere in der 3 veranschaulicht.
Die entsprechend veränderte Vortriebskurve 14' wird unmittelbar mit der Beendigung der Veränderung, also in Echtzeit, auf dem Touchscreen 9 angezeigt; gemäß einer Weiterbildung der Ausführung auch die Veränderung selbst, beispielsweise durch eine vorübergehende gleichzeitigte Anzeige der vorherigen Vortriebskurve 14 zur veränderten Vortriebskurve 14'.
Das mittels der veränderten Vortriebskurve 14 veränderte Vortriebsprofil 12' kann entweder automatisch sofort oder nach Bestätigung / Auswahl durch den Fahrzeugnutzer mittels der Steuereinheit 4 angesteuert werden, sodass die Kraftentfaltung der Antriebsmaschine 2 gemäß der veränderten Vorgabe aus dem veränderten Vortriebsprofil 12' erfolgt.
In dem Vortriebsprofil ist für unterschiedliche Vortriebsaktuatorvorgaben A des Fahrzeugnutzers, hier Pedalauslenkungen x oder unterschiedliche Zeitdauern t einer bestimmten Pedalauslenkung x, jeweils eine anzuwendende Ausprägung einer Vortriebskenngröße K, hier der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit v, hinterlegbar.
4 zeigt drei unterschiedliche Vortriebskurven 14, die die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit v in Abhängigkeit von einer Pedalauslenkung x (synonym auch als Pedalstellung bezeichnet) angeben, sprich als Geschwindigkeitskurve ausgebildet sind.
Bei der Geschwindigkeitskurve ergibt sich also in Abhängigkeit von der Position des Gaspedals einen gewisser Geschwindigkeitswert v.
Die 4a, 4b und 4c zeigen unterschiedliche Beispiele von Geschwindigkeitskurven, die dem Kunden als Grundlage für seine manuelle Anpassung des Vortriebsprofils zur Auswahl stehen könnten.
Zum Beispiel zeigt die Geschwindigkeitskurve 14 in 4c einen exponentiellen Verlauf. Die Geschwindigkeit ist beim geringen und mittleren Druck auf das Gaspedal relativ klein. Erst bei stärkerem Druck auf das Gaspedal (hier im letzten Viertel) steigt die Geschwindigkeit sehr stark an, sodass erst bei starkem Druck auf das Pedal hohe Geschwindigkeiten erreicht werden.
Die Geschwindigkeitskurve 14 in 4b zeigt hingegen einen sinusoidalen Verlauf, bei welchem die größte Geschwindigkeitsänderung pro Änderung der Pedalstellung im mittleren Auslenkungsbereich des Pedals vorgesehen ist. Damit kann ein sanftes Anfahren mit einer zügigen Geschwindigkeitsentfaltung verbunden werden.
Die Geschwindigkeitskurve 14 in 4a zeigt einen linearen Verlauf, der einer Erwartungshaltung eines durchschnittlichen Fahrzeugnutzers entsprechen kann.
5 zeigt drei unterschiedliche Vortriebskurven 114, die die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit v in Abhängigkeit von einer Zeitdauer seit einer vorhergehenden, hier der letzten, Änderung der Pedalauslenkung bestimmt. Diese Vortriebskurven beschreiben eine Geschwindigkeitsentwicklung über die Zeit, entsprechend ist die hier betrachtete Vortriebskenngröße eine Längsbeschleunigung a des Kraftfahrzeugs, und können daher - insbesondere in Abgrenzung von einer Geschwindigkeitskurve - als Beschleunigungskurve bezeichnet werden.
Es kann also auch die Veränderung der Geschwindigkeit v in Abhängigkeit von der Zeit (daher „Beschleunigungskurve“) bei einer unveränderten Position des Gaspedals (als Vortriebsaktuator) festgelegt werden, sodass ein gewisser Geschwindigkeitswert (z. B. 50% der Zielgeschwindigkeit) je nach Gestaltung der Beschleunigungskurve unterschiedlich schnell erreicht wird.
In den 5 ist, teilweise analog zu den Geschwindigkeitskurven 14 aus 4, eine lineare Entwicklung (114a in 5a), eine sinusoidale Entwicklung (114b in 5b) und eine logarithmische Entwicklung (114c in 5c) einer Beschleunigungskurve 114 dargestellt. Die logarithmische Entwicklung spiegelt eine zu Beginn sehr schnelle Vortriebsentfaltung wider.
Wie der 6 zu entnehmen ist, können gemäß eines Ausführungsbeispiels in einem Vortriebsprofil 12 Geschwindigkeitskurven 14 gemäß 4 und Beschleunigungskurven 114 gemäß 5 kombiniert werden zu einer Kurvenkombination [114_x=25, 114_x=50, 114_x=75, 114_x=100], um ein Vortriebsprofil 12 zu bestimmen.
Das Vortriebsprofil 12 bestimmt dann die zu verwendenden Ausprägungen der Vortriebskenngröße v anhand mehrerer Vortriebskurven 114_x=25, 114_x=50, 114_x=75, 114_x=100, wobei die verschiedenen Vortriebskurven 114_x=25, 114_x=50, 114_x=75, 114_x=100 jeweils eine andere Pedalstellung (25%, 50%, 75%, 100%) repräsentieren und die Geschwindigkeit v in jeder Vortriebskurve 114_x=25, 114_x=50, 114_x=75, 114_x=100 in Abhängigkeit von einer Zeitdauer t seit der letzten Änderung der Pedalstellung bestimmt wird.
In diesem Fall der kombinierten Vortriebskurven kann einerseits eine Zielgeschwindigkeit in Abhängigkeit der Gaspedalposition durch den Fahrzeugnutzer festgelegt werden sowie diese mit einer gewählten oder programmierbaren Beschleunigungskurve zur Erreichung der jeweiligen Zielgeschwindigkeit (bei festgelegter Gaspedalposition) kombiniert werden.
Insgesamt gilt für dieses Ausführungsbeispiel: dem Fahrzeugnutzer können entweder verschiedene Geschwindigkeitskurven (vgl. 2 bis 4) oder verschiedene Beschleunigungskurven (vgl. 5) oder eine Kombination aus diesen (vgl. 6 - Beschleunigungskurve C) zur Auswahl und als Ausgangspunkt für eine personalisierte Gestaltung angeboten werden.
Die vom Fahrzeugnutzer ausgewählte Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungskurve wird in eine Motorsteuerung (inkl. PWD oder Decoder) eingespeist. Bei Betätigung des Gaspedals wird die Antriebsmaschine so angesteuert, dass die ausgewählte Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungskurve umgesetzt wird.
Unterschiedliche Fahrzeugnutzer können somit je nach Präferenz/Geschmack ein sanft oder kraftvoll anfahrendes E-Fahrzeug besitzen bzw. benutzen. Zusätzlich zu der Vortriebsanpassung kann auch der Sound S des Autos, sprich des Antriebs entsprechend der gewählten Vortriebscharakteristik, je nach gewählter Beschleunigungskurve 114 variieren. In 6 ist diese Art der Kombination von Vortriebskurven zu einem Vortriebsprofil vereinfacht und schematisch dargestellt.
Dem Fahrzeugnutzer wird - wie zu den 2 und 3 beschrieben - die Möglichkeit gegeben, seine eigene Geschwindigkeitskurve 14' und/oder Beschleunigungskurve 114' an einer Mehrzahl von Stützpunkten P selbst einzustellen.
Dabei hat der Fahrzeugnutzer die Möglichkeit, gegebene Werte für z.B. sechs Punkte P1 bis P6 der Beschleunigungs- bzw. Geschwindigkeitskurve einzustellen. 3 zeigt hierbei, wie eine Veränderung der Geschwindigkeitskurve 14' durch den Kunden erfolgen kann.
Eine andere Möglichkeit einer Nutzereingabe zur Veränderung der Vortriebskurve ist in 7 dargestellt. Die „UI“ (User Interface) dort stellt auf der linken Seite eine 6-Punkte-Kurve dar, die Werteeingabe erfolgt auf der rechten Seite.
8 zeigt ein schematisches Schaltbild einer beispielhafte Ausführung einer Vorrichtung 10.
In der CPU oder dem Speicherplatz sind Grenzwerte gespeichert, d.h. begrenzte Bereiche für die Werteeingabe, die bei der Programmierung der Geschwindigkeits- und Beschleunigungskurve vom Fahrzeugnutzer verwendet werden können. Diese sollen vermeiden, dass zu extreme/gefährliche Vortriebskurven(-Anteile) programmiert werden (z.B. zu starke Beschleunigung innerhalb einer kurzen Zeit).
Dem Fahrzeugnutzer wird im Ausführungsbeispiel die Möglichkeit gegeben, mehrere Geschwindigkeitskurven 14 und/oder Beschleunigungskurven 114 zu programmieren und sukzessive zu speichern.
9 zeigt beispielhafte, personalisiert angepasste Geschwindigkeitskurven 14, wobei Kurve A eine defensive Vortriebscharakteristik beschreibt, Kurve B eine offensive.
Mit der Erfindung kann vom gesamten Spektrum möglicher Beschleunigungskurven Gebrauch gemacht werden. Die Kurven(-Formen) können einen emotionalen Charakter haben und den Fahrzeugnutzer begeistern.
Die Erfindung bietet eine spielerische Interaktionsmöglichkeit mit dem Fahrzeug- der Fahrzeugnutzer kann verschiedene Geschwindigkeits- und Beschleunigungskurven ausprobieren. Dies wird gerade technikaffinen Fahrzeugnutzern Freude bereiten.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: Antriebsmaschine
4: Steuereinheit
6: Vortriebsaktuator, hier Gaspedal
8: Anzeige- und Eingabeeinheit
9: berührungs- und/oder gestensensitiven Bildschirm
10: Vorrichtung
12: Vortriebsprofil
14: Vortriebskurve (Geschwindigkeitskurve)
114: Vortriebskurve (Beschleunigungskurve)
A: Vortriebsaktuatorvorgabe
a: Fahrzeuglängsbeschleunigung
E: Nutzereingabe
K: Vortriebskenngröße
M: Motorsteuerungs-Signale
N: (Hand des) Fahrzeugnutzer(s)
P: Stützpunkte der Vortriebskurve
S: Soundsignale
t: Zeitdauer seit letzter Änderung der Pedalauslenkung
v: Fahrzeuglängsgeschwindigkeit
x: Pedalauslenkung (synonym Pedalstellung oder Pedaldruck)

Claims

Vorrichtung (10) zum Bestimmen eines anzuwendenden Vortriebsprofils (12) beim Betrieb einer elektrischen Antriebsmaschine (2) eines elektromotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugs (1), wobei - in dem Vortriebsprofil für unterschiedliche Vortriebsaktuatorvorgaben (A) des Fahrzeugnutzers (N), insbesondere Pedalstellungen (x) oder Zeitdauern (t) einer Pedalstellung, jeweils eine anzuwendende Ausprägung einer oder mehrerer Vortriebskenngrößen (K) hinterlegbar ist, und - die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, das anzuwendende Vortriebsprofil zu bestimmen anhand wenigstens einer Vortriebskurve (14, 114), die jeweils zu verschiedenen Vortriebsaktuatorvorgaben unterschiedliche Ausprägungen der Vortriebskenngröße/n zuordnet, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, zum Bestimmen des anzuwendenden Vortriebsprofils eine Nutzereingabe (E) des Fahrzeugnutzers zur Gestaltung einer oder mehrerer Vortriebskurven aufzunehmen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vortriebskenngröße (K) eine Längsgeschwindigkeit (v) und/oder eine Längsbeschleunigung (a) des Kraftfahrzeugs ist.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Vortriebsaktuatorvorgabe (A) in Abhängigkeit von einer Pedalstellung (x) bestimmt.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Vortriebsaktuatorvorgabe (A) in Abhängigkeit von einer Zeitdauer (t) seit einer vorhergehenden, insbesondere der letzten, sonstigen Änderung der Vortriebsaktuatorvorgabe (x) bestimmt.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vortriebskurve (14) einen gewünschten Zusammenhang zwischen der Pedalstellung (x) und der Längsgeschwindigkeit (v) des Kraftfahrzeugs wiedergibt.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vortriebskurve (114) einen gewünschten Zusammenhang zwischen einer vergangenen Zeitdauer (t) seit der letzten Änderung der Pedalstellung (x) und der Längsgeschwindigkeit (v) des Fahrzeugs wiedergibt.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vortriebsprofil (12) die zu verwendenden Ausprägungen der Vortriebskenngröße (v, a) anhand mehrerer Vortriebskurven (14, 114) bestimmt, wobei die verschiedenen Vortriebskurven unterschiedliche Vortriebsaktuatorvorgaben, insbesondere Pedalstellungen, repräsentieren und die Vortriebskenngröße in Abhängigkeit von einer Zeitdauer der jeweiligen Vortriebsaktuatorvorgabe, insbesondere seit einer letzten Änderung der Vortriebsaktuatorvorgabe, angeben.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Vortriebskurve mehrere Stützpunkte (P) aufweist, die jeweils eine Kombination einer Vortriebsaktuatorvorgabe mit einer Ausprägung einer Vortriebskenngröße repräsentieren, und die durch den Fahrzeugnutzer verändert werden können, insbesondere durch eine Wahl einer anderen Ausprägung der Vortriebskenngröße.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Anzeige- und Eingabeeinheit (8), insbesondere aufweisend einen berührungs- und/oder gestensensitiven Bildschirm (9) zur Anzeige, Auswahl und/oder Gestaltung, insbesondere Veränderung, einer oder mehrerer Vortriebskurven (14, 114).
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige- und Eingabeeinheit dazu eingerichtet ist, ein Vortriebsprofil und/oder wenigstens eine Vortriebskurve anzuzeigen und als Nutzereingabe zur Gestaltung der Vortriebskurve ein, insbesondere finger- und/oder gestenbasiertes, Ziehen (E1, E2) eines Stützpunktes (P) der Vortriebskurve hin zu einer anderen Ausprägung (P`) der Vortriebskenngröße der Vortriebskurve aufzunehmen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige- und Eingabeeinheit zu einer Echtzeit-Anzeige der veränderten Ausprägung der Vortriebskenngröße eingerichtet ist.
Elektromotorisch angetriebenes Kraftfahrzeug (1), aufweisend eine elektrische Antriebsmaschine (2) und eine Vorrichtung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (4) des Kraftfahrzeugs mit der Vorrichtung zum Informationsaustausch verbunden ist und eingerichtet ist, ein anzuwendendes Vortriebsprofil (12) für die Antriebsmaschine in Abhängigkeit von der Nutzereingabe (E) des Fahrzeugnutzers (N) anzupassen und/oder zu verändern und die Antriebsmaschine entsprechend anzusteuern.
Verfahren zum Bestimmen eines Vortriebsprofils (12) für eine Antriebsmaschine (2) eines elektromotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugs (1), aufweisend die Schritte: - Anzeigen eines vorgegebenen Vortriebsprofils in Abhängigkeit von wenigstens einer Vortriebskenngröße (K), - Eingabe wenigstens einer veränderten Ausprägung (P`) der Vortriebskenngröße zu wenigstens einer Vortriebsaktuatorvorgabe, - Anpassen des Vortriebsprofils an die im Vortriebsprofil veränderte/n Ausprägung/en der Vortriebskenngröße/n.
Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei das veränderte Vortriebsprofil, insbesondere die veränderte Vortriebskurve, im Wesentlichen zeitgleich mit der Eingabe angezeigt wird.