Stand der Technik
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Die Erfindung geht von einem Verfahren und von einer
Vorrichtung zur Geschwindigkeitsregelung eines Kraftfahrzeugs
und von einem Bedienelement nach der Gattung der
unabhängigen Ansprüche aus.
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Aus der DE 200 03 196 U1 ist bereits ein Tempomathebel
bekannt, der in einer von vier möglichen Betätigungsrichtungen
die Vorgabe genau eines Beschleunigungswertes ermöglicht. In
einer anderen Betätigungsrichtung des Tempomathebels ist
genau ein Wert für eine vorgegebene Verzögerung des Fahrzeugs
einstellbar.
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Vorteile der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße
Vorrichtung zur Geschwindigkeitsregelung eines Kraftfahrzeugs
sowie das erfindungsgemäße Bedienelement mit den Merkmalen
der unabhängigen Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil,
dass durch Betätigung des Bedienelementes einer von mehreren
verschiedenen Werten für die Beschleunigung und/oder die
Verzögerung ausgewählt und vorgegeben wird. Auf diese Weise
wird die Funktionalität der Tempomatfunktion erweitert.
Außerdem wird dem Fahrer des Kraftfahrzeugs die Möglichkeit
gegeben, über das Bedienelement auf den Wert der
Beschleunigung und/oder Verzögerung bei der Geschwindigkeitsregelung
Einfluss zu nehmen. Somit kann der Fahrer über das
Bedienelement die Fahrzeuggeschwindigkeit auf die aktuelle
Fahrsituation komfortabler abstimmen.
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Mittels des Bedienelementes kann der Fahrer des Fahrzeugs
unabhängig vom Fahrpedal bzw. vom Bremspedal das
Kraftfahrzeug variabel beschleunigen bzw. verzögern.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im
Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn durch Betätigung des
Bedienelementes ein analoges Bediensignal gebildet wird, das
den vorgegebenen Wert für die Beschleunigung und/oder
Verzögerung repräsentiert und der Geschwindigkeitsregelung
zugeführt wird. Auf diese Weise lassen sich über das
Bedienelement innerhalb vorgegebener Grenzen beliebige Werte für die
Beschleunigung und/oder Verzögerung vorgeben.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn verschiedene Werte für
die Beschleunigung und/oder Verzögerung durch
unterschiedliche Auslenkung oder unterschiedliche Drehung des,
insbesondere in Form eines Joystick ausgebildeten,
Bedienelementes vorgegeben werden. Auf diese Weise wird eine für den
Fahrer besonders einfache und von der Art her bekannte
Realisierung des Bedienelementes ermöglicht.
Zeichnung
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigen
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Fig. 1 ein Blockschaltbild mit einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung und einem erfindungsgemäßen
Bedienelement,
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Fig. 2 eine alternative Ausführungsform für ein
erfindungsgemäßes Bedienelement und
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Fig. 3 ein Signal-Zeit-Diagramm zur Veranschaulichung
des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In Fig. 1 kennzeichnet 10 eine Vorrichtung zur
Geschwindigkeitsregelung eines Kraftfahrzeugs, die der Einfachheit
halber im Folgenden als Geschwindigkeitsregelung bezeichnet
wird. Der Geschwindigkeitsregelung 10 ist als Eingangssignal
ein Bediensignal U von einem ersten Bedienelement 1
zugeführt. Mittels des ersten Bedienelements 1 kann der Fahrer
des Kraftfahrzeugs einen Wert für die Beschleunigung
und/oder für die Verzögerung des Kraftfahrzeugs vorgeben.
Dabei kann das erste Bedienelement 1 als Bedienteil eines
Tempomates ausgebildet sein und weitere Eingabefunktionen,
beispielsweise zur Vorgabe einer vom Fahrzeug einzuhaltenden
Geschwindigkeit, umfassen. Diese weiteren Funktionen sind
beispielsweise aus der DE 200 03 196 U1 bekannt. Im
Folgenden soll jedoch nur die Vorgabe einer Beschleunigung
und/oder Verzögerung des Fahrzeugs mittels des ersten
Bedienelementes 1 betrachtet werden.
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Die Funktion des ersten Bedienelementes 1 ist außerdem von
der Funktion eines Fahrpedals oder eines Bremspedals zu
unterscheiden. Das erste Bedienteil 1 ist vielmehr zusätzlich
zum Fahrpedal und zum Bremspedal des Fahrzeugs vorhanden und
realisiert, wie in diesem Beispiel beschrieben, eine
Tempomatfunktion.
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Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass durch Betätigung
des ersten Bedienelementes 1 einer von mehreren
verschiedenen Werten für die Beschleunigung und/oder die Verzögerung
des Kraftfahrzeugs ausgewählt und vorgegeben werden kann.
Dies erfolgt gemäß Fig. 1 dadurch, dass das erste
Bedienelement 1 einen Hebel 15 umfasst, der ausgehend von einer
Nullstellung 20 in einer Führungsschiene 25 geführt in zwei
Richtungen bewegt werden kann. Das erste Bedienelement 1
kann somit beispielsweise als Joystick ausgebildet sein.
Wird der Hebel 15 ausgehend von der Nullstellung 20 in der
Führungsschiene 25 nach vorn ausgelenkt, so wird ein Wert
für die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs vorgegeben, wobei
eine unterschiedliche Auslenkung zu unterschiedlichen Werten
für die Beschleunigungsvorgabe führt. Entsprechend führt
eine Auslenkung des Hebels 15 ausgehend von der Nullstellung
20 in der Führungsschiene 25 nach hinten zur Vorgabe eines
Verzögerungswertes für das Kraftfahrzeug, wobei auch hier
eine unterschiedliche Auslenkung zu verschiedenen Werten für
die Verzögerung des Fahrzeugs führt. Dabei kann der Hebel 15
stufenlos in der Führungsschiene 25 bewegt werden, wobei
beliebige Werte für die Beschleunigung und/oder Verzögerung
bis zu einem durch den oberen bzw. unteren Anschlag des
Hebels 15 in der Führungsschiene 25 festgelegten Anschlag
auswählbar und vorgebbar sind. Der dadurch gebildete
vorgegebene Wert für die Beschleunigung bzw. Verzögerung wird dann
mittels eines analogen Bediensignals U an die
Geschwindigkeitsregelung 10 abgegeben.
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Es kann alternativ vorgesehen sein, dass der Hebel 15
stufenweise in der Führungsschiene 25 bewegt werden muss, so
dass nur diskrete Werte für die Beschleunigung bzw. die
Verzögerung des Kraftfahrzeugs ausgewählt und vorgegeben werden
können. Entsprechend weist dann auch das analoge
Bediensignal U nur diskrete Pegel auf, die dem jeweils
vorgegebenen Wert für die Beschleunigung und/oder die Verzögerung
repräsentieren und der Geschwindigkeitsregelung 10 zugeführt
werden.
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Abhängig vom Bediensignal U und damit von dem am ersten
Bedienelement 1 ausgewählten und vorgegebenen Wert für die
Beschleunigung bzw. die Verzögerung des Kraftfahrzeugs,
ermittelt die Geschwindigkeitsregelung 10 abhängig von der
gerade aktuellen Fahrsituation einen Sollbeschleunigungswert
BSOLL, der von der Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs
umgesetzt werden soll, um den am ersten Bedienelement 1
vorgegebenen Beschleunigungswert zu realisieren. Eine am ersten
Bedienelement 1 vorgegebene Verzögerung wird durch die
Geschwindigkeitsregelung 10 in einen entsprechenden
Sollverzögerungswert VSOLL umgewandelt. Der Sollbeschleunigungswert
BSOLL bzw. der Sollverzögerungswert VSOLL kann mittels einer
in Fig. 1 nicht dargestellten Motorsteuerung in
entsprechende Anforderungen an das von der Antriebseinheit
abzugebende Moment umgesetzt werden. Zur Erfassung der
aktuellen Fahrsituation sind der Geschwindigkeitsregelung 10
Eingangs- bzw. Messgrößen 30 bis 35 zugeführt, die
beispielsweise Informationen über die aktuelle Motordrehzahl
und die aktuelle Motorlast umfassen. Ausgehend von dem durch
das Bediensignal U mitgeteilten vorgegebenen Wert für die
Verzögerung bzw. Beschleunigung des Kraftfahrzeugs kann dann
die Geschwindigkeitsregelung 10 den Sollbeschleunigungswert
BSOLL bzw. den Sollverzögerungswert VSOLL durch einen von
der aktuellen Fahrsituation abhängigen Applikationswert
berechnen, der in Form einer Kennlinie oder eines Kennfeldes
in der Geschwindigkeitsregelung 10 oder in der
Motorsteuerung abgelegt sein kann und vorteilhafterweise nicht
veränderbar ist. Dabei ist die Motorsteuerung mit der
Geschwindigkeitsregelung 10 verbunden und kann mit dieser in einer
gemeinsamen Steuereinheit realisiert sein. Die
Funktionalität der Geschwindigkeitsregelung kann auch in der
Motorsteuerung integriert sein.
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Die Bildung des analogen Bediensignals U in Abhängigkeit der
Stellung des Hebels 15 kann beispielsweise mittels eines
Potentiometers realisiert werden. Je nach Stellung des Hebels
15 ergibt sich ein unterschiedlicher Potentiometerabgriff
und damit ein unterschiedlicher Spannungsabfall zur Bildung
des Bediensignals U. In der Nullstellung 20 des Hebels 15
ist die Spannung des Bediensignals U gleich Null, so dass
die Geschwindigkeitsregelung 10 veranlasst wird, die
aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit zu halten. Wird der Hebel 15
nach vorn zur Auswahl eines vorgegebenen
Beschleunigungswertes bewegt, so wird die Spannung des Bediensignals U positiv
und von der Geschwindigkeitsregelung 10 ein in Abhängigkeit
der aktuellen Fahrsituation entsprechender
Sollbeschleunigungswert BSOLL gebildet. Wird der Hebel 15 nach hinten
bewegt, so wird die Spannung des Bediensignals U negativ und
von der Geschwindigkeitsregelung 10 in Abhängigkeit der
aktuellen Fahrsituation ein entsprechender
Sollverzögerungswert VSOLL gebildet. Je weiter der Hebel 15 von der
Nullstellung 20 zur Auswahl und Vorgabe eines
Beschleunigungswertes bzw. eines Verzögerungswertes ausgelenkt wird, desto
größer ist betragsmäßig der Pegel des Bediensignals U und
desto größer ist betragsmäßig der von der
Geschwindigkeitsregelung 10 entsprechend gebildete Sollbeschleunigungswert
BSOLL bzw. Sollverzögerungswert VSOLL. Der
Sollverzögerungswert VSOLL kann als negativer Sollbeschleunigungswert
ausgebildet sein.
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In Fig. 3 ist ein Beispiel für einen Verlauf des
Bediensignals U über der Zeit t in Abhängigkeit der Vorgabe am ersten
Bedienelement 1 dargestellt. Entsprechend ist in Fig. 3 die
Auswirkung dieser Vorgabe auf die von der Motorsteuerung
mittels Momentenanforderung an die Antriebseinheit
vorgegebene Sollgeschwindigkeit VS über der Zeit t dargestellt. Bis
zu einem ersten Zeitpunkt t1 befindet sich der Hebel 15 in
der Nullstellung 20 und die Spannung des Bediensignals U ist
gleich Null. Die Geschwindigkeitsregelung 10 gibt somit
weder eine Beschleunigungs- noch eine Verzögerungsanforderung
ab, d. h. sowohl der Sollbeschleunigungswert BSOLL, als auch
der Sollverzögerungswert VSOLL sind gleich Null. Die aktuell
vorgegebene Sollgeschwindigkeit VS ist daher konstant. Zum
ersten Zeitpunkt t1 wird der Hebel 15 in eine erste Stellung
nach vorne bewegt, so dass ein erster positiver
Spannungswert U1 des Bediensignals U eingestellt wird. Diese Stellung
des Hebels 15 und damit der erste Spannungswert U1 werden
bis zu einem zweiten Zeitpunkt t2 beibehalten. Dies führt
zur Bildung eines ersten konstanten
Sollbeschleunigungswertes B1 seitens der
Geschwindigkeitsregelung 10 und einem entsprechenden Anstieg
der Sollgeschwindigkeit VS. Zum zweiten Zeitpunkt t2 wird
der Hebel 15 wieder in die Nullstellung 20 zurückgefahren
und somit das Bediensignal U wieder auf Null gebracht.
Dadurch wird die zum zweiten Zeitpunkt t2 erreichte
Sollgeschwindigkeit VS bis zu einem dritten Zeitpunkt t3
konstant gehalten. Zum dritten Zeitpunkt t3 wird erneut der
Hebel 15 nach vorne in eine zweite Stellung bewegt, die im
Vergleich zur ersten Stellung weiter ausgelenkt ist. Dies
führt zu einem zweiten Spannungswert U2, der ebenfalls
positiv und größer als der erste Spannungswert U1 ist. Die
Stellung des Hebels 15 und damit der Pegel des Bediensignals
U bleibt dann bis zu einem vierten Zeitpunkt t4 unverändert
und führt zu der Bildung eines zweiten konstanten
Sollbeschleunigungswertes B2 durch die
Geschwindigkeitsregelung 10, der größer als der erste
Sollbeschleunigungswert B1 ist, so dass die
Sollgeschwindigkeit VS vom dritten Zeitpunkt t3 bis zum vierten
Zeitpunkt t4 stärker ansteigt, als vom ersten Zeitpunkt t1
bis zum zweiten Zeitpunkt t2. Zum vierten Zeitpunkt t4 wird
der Hebel 15 in eine erste Stellung hinter die Nullstellung
20 bewegt, so dass das Bediensignal U einen dritten
Spannungswert U3 annimmt, der negativ ist und zur Bildung
eines ersten konstanten Sollverzögerungswertes V1 mittels
der Geschwindigkeitsregelung 10 führt. Bis zu einem fünften
Zeitpunkt t5 bleibt dabei die Stellung des Hebels 15 und
damit der Pegel des dritten Spannungswertes U3 konstant, so
dass die zum vierten Zeitpunkt t4 erreichte
Sollgeschwindigkeit VS bis zum fünften Zeitpunkt t5 gemäß
dem ersten Sollverzögerungswert V1 linear abnimmt. Zum
fünften Zeitpunkt t5 wird der Hebel 15 in Richtung zur
Nullstellung 20 bewegt, jedoch vor Erreichen der
Nullstellung 20 erneut angehalten, so dass sich für das
Bediensignal U ein vierter Spannungswert U4 ergibt, der
ebenfalls negativ ist, jedoch betragsmäßig kleiner als der
dritte Spannungswert U3. Dieser Wert wird konstant bis zu
einem sechsten Zeitpunkt t6 beibehalten, so dass vom fünften
Zeitpunkt t5 bis zum sechsten Zeitpunkt t6 die
Sollgeschwindigkeit VS mit einem zweiten konstanten
Sollverzögerungswert V2 linear abnimmt, der betragsmäßig
kleiner als der erste Sollverzögerungswert V1 ist zum
sechsten Zeitpunkt t6 wird der Hebel 15 wieder in die
Nullstellung 20 gebracht, so dass vom sechsten Zeitpunkt t6
an die Spannung des Bediensignals U gleich Null ist und die
Sollgeschwindigkeit VS auf dem zum sechsten Zeitpunkt t6
erreichten Wert verharrt.
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Durch Verwendung des analogen Bediensignals U in
Abhängigkeit der Stellung des Hebels 15 können also verschiedene
Sollbeschleunigungswerte BSOLL bzw. Sollverzögerungswerte
VSOLL vorgegeben werden, so dass die Sollgeschwindigkeit VS
komfortabel verändert werden kann. Mittels des ersten
Bedienelementes 1 kann somit vom Fahrer eine
Wunschbeschleunigung bzw. eine Wunschverzögerung vorgegeben werden, die von
der Geschwindigkeitsregelung 10 in der beschriebenen Weise
umgesetzt wird. Der Fahrer erhält so die Möglichkeit, über
das erste Bedienelement 1 die Fahrzeuggeschwindigkeit auf
die aktuelle Fahrsituation komfortabler abzustimmen. Der
Fahrer erhält so die Möglichkeit, über das erste
Bedienelement auf den Wert der Sollbeschleunigung bzw. der
Sollverzögerung im Rahmen der Geschwindigkeitsregelung Einfluss zu
nehmen. Auf diese Weise kann die Beschleunigung bzw. die
Verzögerung mit Hilfe einer Tempomatbedienfunktion vom
Fahrer variiert werden. Somit kann der Fahrer unabhängig vom
Fahrpedal bzw. vom Bremspedal das Fahrzeug mit variablen
Vorgabewerten beschleunigen bzw. verzögern.
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Alternativ kann das erste Bedienelement 1 derart ausgebildet
sein, dass zur Vorgabe eines Beschleunigungs- bzw.
Verzögerungswertes nicht ein längsverschieblicher Hebel, sondern
ein axial drehbarer Stift oder Bedienstab vorgesehen ist,
der ebenfalls ausgehend von einer Nullstellung in mindestens
zwei verschiedene Beschleunigungsstellungen bzw. mindestens
zwei verschiedene Verzögerungsstellungen gedreht werden
kann, die zwei verschiedene Beschleunigungsvorgabewerte bzw.
zwei verschiedene Verzögerungsvorgabewerte kennzeichnen.
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Fig. 2 zeigt in einer alternativen Ausführungsform ein
zweites Bedienelement 5, dessen Funktionalität der
Funktionalität des ersten Bedienelementes 1 entspricht, jedoch
einen anderen Bedienmechanismus aufweist. Das Bediensignal U
wird dabei in Abhängigkeit der Position eines Zug-
/Druckstiftes 40 ermittelt. Wird der Zug-/Druckstift 40
ausgehend von einer zweiten Nullstellung 50 in einen
Haltekörper 45 hineingedrückt, so wird eine
Beschleunigungsanforderung realisiert. Wird der Zug-
/Druckstift 40 ausgehend von der zweiten Nullstellung 50 aus
dem Haltekörper 45 herausgezogen, so wird eine
Verzögerungsanforderung bewirkt. Je nach dem, wie weit der
Zug-/Druckstift 40 ausgehend von der zweiten Nullstellung 50
in den Haltekörper 45 hineingedrückt oder aus dem
Haltekörper 45 herausgezogen wird, lassen sich verschiedene
Werte für die Beschleunigung und/oder die Verzögerung
auswählen und vorgeben und ein entsprechendes Bediensignal U
bilden. Die Größe der vorgegebenen Beschleunigung bzw. der
vorgegebenen Verzögerung hängt dabei davon ab, in welcher
Position sich der Zug-/Druckstift 40 bezüglich der zweiten
Nullstellung 50 infolge einer Druck- bzw. Kraftausübung
seitens des Fahrers befindet.
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Dabei kann es vorgesehen sein, dass der Zug-/Druckstift 40
im Haltekörper 45 mittels einer Federung in der zweiten
Nullstellung 50 gehalten wird und gegen die Federkraft
ausgehend von der zweiten Nullstellung 50 in den Haltekörper
45 hineingedrückt bzw. aus dem Haltekörper 45 herausgezogen
werden muss. Ein Loslassen des Zug-/Druckstiftes 40 durch
den Fahrer führt dann in jedem Fall dazu, dass der Zug-
/Druckstift 40 wieder in seine zweite Nullstellung 50
übergeht. Der Federmechanismus ist in Fig. 2 durch das
Bezugszeichen 55 angedeutet.
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Eine weitere Möglichkeit, ein Bedienelement zur Auswahl und
Vorgabe verschiedener Werte für die Beschleunigung und/oder
die Verzögerung des Fahrzeugs zu realisieren, kann durch
eine Tastwippe oder jeweils eine separate Taste realisiert
werden. Je nach Zeitdauer der Betätigung einer der Tasten
oder der Tastwippe in einer Wippstellung ergibt sich ein
unterschiedlicher Wert für die Beschleunigung bzw. die
Verzögerung und damit ein entsprechendes Bediensignal U.
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Das Bedienelement kann am oder in der Nähe des Lenkrades des
Fahrzeugs angeordnet sein.
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Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die
beschriebenen Bedienelemente beschränkt, sondern auf alle
Bedienelemente anwendbar, die die Auswahl und Vorgabe von
verschiedenen Werten für die Beschleunigung und/oder die Verzögerung
ermöglichen. Bei allen diesen Bedienelementen kann es
vorgesehen sein, dass die verschiedenen Werte für die
Beschleunigung und/oder die Verzögerung stufenlos oder in Stufen
eingestellt werden können.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass nur ein Bedienelement für
die variable Vorgabe verschiedener Beschleunigungswerte oder
nur ein Bedienelement für die variable Vorgabe verschiedener
Verzögerungswerte vorgesehen ist. Es kann auch vorgesehen
sein, dass für die variable Vorgabe verschiedener
Beschleunigungswerte und für die variable Vorgabe verschiedener
Verzögerungswerte jeweils ein eigenes Bedienelement vorgesehen
ist, wie im Fall der beschriebenen separaten Tasten. In
beiden Fällen können die Bedienelemente wie bereits beschrieben
ausgebildet sein, wobei ausgehend von der jeweiligen
Nullstellung eine Auslenkung oder Betätigung des jeweiligen
Bedienelementes nur in einer Richtung erforderlich ist.