DE19719458A1

DE19719458A1 - Geschwindigkeitsregelsystem AVECS Advanced VElocity Control System

Info

Publication number: DE19719458A1
Application number: DE19719458A
Authority: DE
Inventors: Margit Oelschlaeger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-05-07
Filing date: 1997-05-07
Publication date: 1998-11-12
Anticipated expiration: 2017-05-08
Also published as: DE19719458C2

Description

1 Stand der Technik

Marktaktuelle Geschwindigkeitsregelsysteme halten eine vom Bediener vorgewählte, feste Geschwindigkeit konstant, beschleunigen nach einer Deaktivierung des Systems auf die zuletzt gespeicherte Geschwindigkeit und erlauben manuelles beschleunigen bis zum ge wünschten Wert, der von dem System als aktuelle Soll-Geschwindigkeit verwendet wird. Die Hauptbauteile solcher Geschwindigkeitsregelsysteme sind (Ist-)Geschwindigkeitsge ber, Steuereinheit, Stellmotor, Bedieneinheit.

2 Advanced VElocity Control System 2.1 Hauptmerkmal

Das nachstehend beschriebene AVECS schließt alle Funktionen herkömmlicher Ge schwindigkeitsregelsysteme ein, erlaubt darüber hinaus jedoch eine Fahrweise, die als natürliche bezeichnet werden darf.

Wichtigstes Unterscheidungsmerkmal gegenüber herkömmlichen Geschwindigkeitsregel systemen ist, daß vom Fahrer im Regelfall nicht die Sollgeschwindigkeit vorgewählt wird, sondern eine Anweisung, nach der die Steuereinheit die jeweilige Soll-Geschwindigkeit bestimmt und die entsprechende Ist-Geschwindigkeit regelt.

Die Soll-Geschwindigkeit ist nicht alleinige Regelgröße, sondern stellt sich zusammen mit anderen Fahrparametern in vom Fahrzeugführer in Grenzen frei wählbaren Verhältnissen ein.

2.2 Bauteile des AVECS

1 Regler
2 Bedieneinheit
3 Display
in Armaturentafel integriert oder - bei nachträglichem Einbau - als Zusatzinstrument
4 elektronisches Handrad
5 Öffner zur Deaktivierung des Systems (manuell, Betätigen von Gas-, Kupp lungs- oder Bremspedal)
6 Stellglied.

2.3 Parameter zur Bestimmung der Soll-Geschwindigkeit sind

- v Ist-Geschwindigkeit
- v min Mindestgeschwindigkeit, unterhalb der das System nicht aktiviert werden kann
- N Lastzustand Beladung, Steigung/Gefälle, Teil-/Vollast, Schub
- Q momentaner Kraftstoffverbrauch
- M Drehmoment
- n Motordrehzahl
- To Öltemperatur
- Tw Wassertemperatur

2.4 Beschreibung der Erfindung

Über Bedieneinheit - Pos. 2 - läßt sich vorwählen, gemäß welchem Fahrerwunsch die Soll geschwindigkeit - deren absoluten Wert auch der Fahrer zunächst nicht kennt - durch die Steuereinheit - Pos. 1 - zu ermitteln ist und ein Stellsignal an das Stellglied - Pos. 6 - gibt, das auf Drosselklappe oder Regelstange wirkt.

Der ausgewählte Modus erscheint als Punkt auf einem als Dreieck ausgeführten Display dessen Ecken Geschwindigkeit, Drehmoment und günstigsten Kraftstoffverbrauch sym bolisieren; ebenso, ob das System aktiv ist oder nicht.

Wählt der Fahrer die Spitze des Dreiecks, die Ecke "v" an, wird die Geschwindigkeit kon stant gehalten; dieser Betriebspunkt entspricht herkömmlichen Geschwindigkeitsregelan lagen.

Entsprechend ist die Bedeutung der beiden anderen Ecken: wird die Ecke M ausgewählt, erhält sich der Fahrer bestes Drehmoment, um z. B. einen Überholvorgang optimal vorzu bereiten und an passender Stelle das System per Gaspedal zu unterbrechen, wählt er die Locke Q, so stellt die Steuereinheit Soll- und über Stellmotor Ist-Geschwindigkeit so ein, daß - relativ zur aktuellen Verkehrs(fluß)-situation - geringstmöglicher Kraftstoffverbrauch erzielt wird.

In der Fahrpraxis ergeben sich Betriebspunkte im oberen Drittel des Displays - die restli chen 2/3 sind geschwärzt -, was heißt, daß die Sollgeschwindigkeit immer Eingangspara meter ist, und nicht beliebig - werkseitig und/oder unter Beachtung gesetzlicher Vorschriften (# Verkehrsfluß) - zurückgenommen werden kann.

Bei Betriebspunkt "1" (# Funktionsschema innerhalb Pos. 3) ist die Geschwindigkeit zu Gunsten eines günstigeren Drehmoments zurückgenommen, bei Betriebspunkt "2" zu Gunsten eines günstigeren Verbrauchs; als Optimum ist der Schwerpunkt "S" des Drei ecks anzusehen, wo die Steuereinheit aus allen 3 Parametern die Sollgeschwindigkeit ermittelt, die Ist-Geschwindigkeit einstellt und kontinuierlich abregelt, solange der Fahrer die gewählte Anweisung beibehält. Ist dem Fahrer die sich so ergebende Geschwindigkeit zu gering, kann er mit der Bedieneinheit den Leuchtpunkt auf dem Display senkrecht nach oben, direkt in Richtung "v" führen und findet - unter Berücksichtigung auch wech selnder Lastzustände - "seine" Geschwindigkeit, die kontinuierlich und äußerst sanft ab geglichen wird.

Zu jeder Zeit kann der Fahrer die Geschwindigkeit mittels elektronischem Handrad ein stellen oder herkömmlich mit dem Gaspedal (Hierarchie: konventionell, elektronisches Handrad, AVECS), dabei auf dem Display verfolgen, wohin er den Betriebspunkt ver schiebt (Sensibilisierung für Drehmoment und Kraftstoffverbrauch).

Nach vorübergehender Deaktivierung des AVECS wird bei Wiederinbetriebnahme die zuletzt vorhandene Anweisung aufgerufen, jedoch analog der aktuellen Ist-Geschwindig keit, nicht zu der, bei der das System ausgeschaltet wurde.

2.5 Ausführungsvarianten

- eine Anzeige optisch und/oder akustisch als Empfehlung, einen anderen Gang zu schalten.
Diese Anzeige (# 3.2) erscheint/ertönt nicht unmittelbar in dem Moment, in dem der Gang einzulegen ist, sondern mit 5 . . . 10 sec (einstellbar) Verzögerung; kann oder soll trotz dieser Anzeige nicht geschaltet werden, wird das Signal quittiert. Dadurch wird verhindert, daß der Fahrer - häufig - Informationen bekommt, die er nicht braucht - weiß er doch, daß er schalten muß; dort, wo er das schalten einmal vergessen sollte, wirkt sich der verzögerte Hinweis als Hilfe für ihn aus.
- In Abhängigkeit von der Öltemperatur (Motor hat noch keine normale Betriebstemperatur) läßt das aktivierte AVECS bestimmte Drehzahlen nicht zu und gibt Schaltempfehlungen früher.
- Stellgeschwindigkeit des Stellmotors einstellbar (z. B. sportlich-schnelle Veränderungen; Verbrauch/Fahrkomfort/Wohlfühlen der Insassen - insbesondere der Mitfahrer -: langsame Stellbewegungen.

2.6 Vorteile des Systems

- Alle Vorteile herkömmlicher Geschwindigkeitsregelsysteme wie
Entlastung des Fahrers von monotonem halten von Bein/Fuß in einer Stellung über lange Zeit
günstigere Sitzposition(en) möglich - weniger anspannendes Fahren, bessere Konzentration auf das Verkehrsgeschehen
darüber hinaus
- keine "über Stunden" gleichbleibende Geschwindigkeit, was als monoton, unwirk lich empfunden wird
- das AVECS kann und wird bei genügend großer Verbreitung zu einer positiven Veränderung des allgemeinen Fahrverhaltens führen, denn es ermöglicht dem vom aktiven halten und verändern der Geschwindigkeit befreiten oder zumindest entlasteten Fahrer wahrzunehmen, "was da geschieht".
Lerneffekt; man nimmt wahr, wie sich die Geschwindigkeit aus einer Summe von Parametern ergibt.
Das Verbreiten des AVECS führt zu einem rücksichtsvolleren Fahrverhalten. Der Fahrer "erfährt" sich nicht mehr nur durch Geschwindigkeit.

Vorrichtung zur Beeinflussung der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges

- möglich ist, daß sich statistisch nachweisbar positive Änderungen der Einstellung gegenüber Sachwerten, nicht nur gegenüber dem Auto ergeben.
- geringere Schadstoff-Emissionen in jedem Betriebszustand außer oberer Spitze "v"

2.7 Ergänzungen

Durch das AVECS wird ein bisher ungekanntes Fahren technisch nachgestellt, das "als der Natur nachempfunden" bezeichnet werden darf.

Denn es ist "natürlich", wenn Fahrzeuge unter Last etwas langsamer werden, bei Teillast oder Schub etwas schneller; auch dieses "etwas" ist durch die Steuereinheit quantifizierbar, einstellbar. Es wird - genügende Verbreitung vorausgesetzt - zu statistisch nachweisbarem freundlicherem Fahren führen. Der vielen unbewußte Zwang, schnell sein zu wollen/zu müssen wird einer keineswegs als passiv empfundenen Aufmerksamkeit weichen für das durch AVECS erzeugte Fahrgefühl.

Es ist Lernen in schönster Form, der des sich selbst Erlebens: befreit vom finden und hal ten "seiner" Geschwindigkeit, die viele - würde man es genau analysieren - kaum genau "kennen", sondern sich "irgendwie" ergibt, kann sich jeder entlastet den Dingen hingeben, die per den Menschen unterstützender Technik geschehen; d. h. statt aktiven, gleichwohl monotonen Gasgebens wird der Sinn frei, zu spüren, was aktuell geschieht, wie sich die Geschwindigkeit des Fahrzeuges stetig sanft verändert, Beschleunigungskräfte praktisch nicht spürbar sind. Das wird als angenehm empfunden werden; es ist Lernen, weil man sich selbst spüren darf mittels eines Systems, dem man die Vorgaben selbst eingibt, nach denen es die jeweiligen Sol-Geschwindigkeit ermittelt und die Ist-Geschwindigkeit einre gelt.

Es besteht die Chance, daß viele Fahrzeuglenker und auch Insassen zum ersten Mal über haupt ein Gespür bekommen dafür, was mittels AVECS für das System "Fahrzeug" insge samt geschieht. Es ist möglich, daß Fahrzeugführer und Insassen durch das AVECS Fah ren völlig neu wahrnehmen, sich dadurch neu, anders spüren. Keineswegs passiv - dadurch, daß ihnen selbst dort weggenommen wird, die Geschwindigkeit vorzubestimmen, wo man "es" noch könnte (. . . schnell fahren; das AVECS erlaubt schnelles fahren, doch der Drang, es zu tun, wird nicht mehr so vorherrschen).

Es wird Bewußtsein geschaffen dafür, was man wirklich will: schnell sein, oder bestes Drehmoment oder möglichst günstiger Verbrauch. Selbst Nicht-Techniker werden - ohne es zu "wissen" - spüren, daß alle Forderungen gleichzeitig zu erfüllen nicht funktioniert, diese drei Größen in Zusammenhang zueinander gebracht werden müssen. Genau dies ge schieht mittels AVECS auf vom Fahrzeuglenker vorbestimmte Weise.

Als optimaler Betriebspunkt kann der Schwerpunkt des Dreiecks angesehen werden; hier generiert das AVECS eine Geschwindigkeit, die Verkehrsfluß, Drehmoment und günstigen Kraftstoffverbrauch in "optimaler" Weise miteinander verknüpft. Es gibt diese Soll-Ge schwindigkeit vor, regelt sie ein und stetig nach, wobei die Stetigkeit größte Bedeutung hat (mit dem AVECS werden sanfteste Übergänge von Geschwindigkeit zu Geschwindigkeit realisiert, vom einen zum anderen Lastzustand, besonders zwischen Vollast und Schub (gesteuerte Gasrücknahme); mit dem AVECS kann sogar vorgegeben werden, wie schnell auch verschiedene Fahrer des gleichen Fahrzeuges beschleunigen, das Gas zurückneh men wollen, wie die Grund-Fahranweisungen sein sollen: nämlich mittels Chip-Karte. Diese wird von jedem Benutzer erstmals in die Steuereinheit eingeführt; der Fahrer fährt mit dem Fahrzeug, bis er seine Fahranweisung = Zusammenstellung der eingehenden Größen gefunden hat. Diese Basis-Anweisung, nach der das AVECS arbei tet, wird mit "Set" gespeichert und bleibt erhalten, bis sie überschrieben wird, was jederzeit in jedem Fahrzeug erfolgen kann.

Ebenfalls möglich ist - wie erwähnt, die Stellgeschwindigkeit sowohl beim beschleunigen als auch verzögern, insbesondere beim Übergang von Vollast in den Schub, voreinzustellen. Sehr sanfte Lastwechsel, besonders wohltuend für Mitfahrer.

Berücksichtigt werden auch gesetzliche Vorgaben. So können etwa beim Fahren auf der Autobahn solche Punkte auf dem Display nicht angewählt werden, die eine zu geringe Ge schwindigkeit erzeugen würden, mithin die Gefahr von Behinderungen. Chipkarten von Führerscheinneulingen können anders beschaffen sein - andere Einstellun gen zulassen -, wie die von Fahrern mit langer und unfallfreier Fahrpraxis.

Für einen Fahrzeughersteller besonders interessant: eine (und die selbe) Chipkarte eines Fahrers/einer Fahrerin kann für jedes Fahrzeug (der gleichen Marke) benutzt werden. Ein Beispiel: gibt es in einer Familie mindestens zwei Fahrzeuge (der gleichen Marke), so wer den mit einschieben der Chipkarte die Fahrgeschwindigkeiten immer nach der gleichen Anweisung erzeugt; es wird zu einem besonderen Erlebnis, zu spüren, wie verschiedene Fahrzeuge trotz unveränderter Anweisung verschiedene Geschwindigkeiten "aus sich selbst heraus", eben mittels AVECS, erzeugen; es werden geradezu die "Charaktere" ver schiedener Fahrzeuge spür-, erlebbar. Es wird zu einem völlig neuen Verständnis von Fah ren führen selbst für Menschen, deren Sensibilität hierfür wenig ausgeprägt ist. Es wird und braucht Nutzen des AVECS nicht bewußt zu werden. Und dennoch wird es zu einer Identi fikation mit dem Fahrzeug kommen, Bezug zu einer Sache entsteht; und Dinge, zu denen Bezug besteht, werden sorgsamer be- und genutzt - das Fahrverhalten wird sich - wie oben erwähnt - verbessern (defensiver).

Auf der Chipkarte können weitere Grundeinstellungen hinterlegt werden; z. B., nach welcher Zeit der Fahrer "erinnert" werden soll - auch das sanft - ob er, etwa auf einer längeren Au tobahnfahrt die aktuell wirksame Anweisung beibehalten, oder - als zusätzliche Abwechs lung - eine andere wählen will; wenn er will kann er, ansonsten erlischt der dezente Hinweis im Display (# 3.1) nach kurzer Zeit, die aktuell gewählte Fahranweisung wird beibehalten.

Auf der Chip-Karte können auch Daten hinterlegt werden, die nicht in Zusammenhang mit AVECS stehen (Sitz-, Rückspiegeleinstellungen).

Claims

1. Vorrichtung zur Beeinflussung der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges, dessen An triebsmotor eine Drosselklappe oder eine Regelstange als Leistungsstellglied (7) aufweist, um fassend einen Regler (1) mit Spannungsversorgung (11), eine Bedieneinheit (2) zur Auswahl eines von vielen Fahrmodi, welcher angibt, ob die Fahrt des Kraftfahrzeuges eher mit konstan ter Fahrgeschwindigkeit und/oder mit günstigstem Kraftstoffverbrauch und/oder bestem Drehmoment erfolgen soll, eine Einrichtung zur Erfassung von Parametern (8), die den Fahrzu stand des Kraftfahrzeuges angeben, ein Stellglied (6), das auf das Leistungsstellglied (7) wirkt, sowie ein Display (3), auf dem die Lage des ausgewählten Fahrmodus in Bezug auf die aus wählbaren Fahrmodi darstellbar ist, wobei dem Regler (1) von der Einrichtung zur Erfassung von Parametern (8) zumindest die Ist-Geschwindigkeit (v), der momentane Kraftstoffverbrauch (Q) und das momentane Drehmoment (M) zugeführt wird und der Regler (1) daraus unter Be rücksichtigung des ausgewählten Fahrmodus ein Steuersignal an das Stellglied (6) abgibt, um die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges im Sinne einer konstanten Fahrgeschwindigkeit und/oder eines günstigen Kraftstoffverbrauchs und/oder eines besten Drehmoments zu beein flussen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Display (3) eine dreieckige Fläche beinhaltet, deren Eckpunkte den Fahrmodi "konstante Geschwindigkeit" (v), "günstigster Kraftstoffverbrauch" (Q) und "bestes Drehmoment" (M) entsprechen und der ausgewählte Fahrmodus durch einen Punkt innerhalb dieses Dreiecks darstellbar ist.

3. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, wobei die Stellge schwindigkeit des Stellgliedes (6) einstellbar ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, wobei Daten des vom Fahrer ausgewählten Fahrmodus auf einer Chipkarte speicher- und abrufbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Daten überschrieben werden können.