Verfahren zum Ändern des Beschleunigungsmodus eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ändern des Beschleunigungsmodus eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Ein derartiges Verfahren wird in der Druckschrift US 5 884 208 beschrieben. Gemäß diesem Verfahren kann der Fahrer manuell mithilfe eines Schalters zwischen einem Normalbeschleunigungsmodus und einem Schnellbeschleunigungsmodus wechseln, wobei im Schnellbeschleunigungsmodus den vom Fahrer erzeugten Gaspedalstellungen eine höhere Luft- und Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine zugeordnet ist als im Normalbeschleunigungsmodus. Ein Niederdrücken des Gaspedals bewirkt im Schnellbeschleunigungsmodus eine größere Beschleunigung als im Normalbeschleunigungsmodus .
Nachteilig hierbei ist jedoch, dass zur Änderung des Beschleunigungsmodus vom Fahrer der zusätzliche Schalter betätigt werden muss . Zum Rückführen vom Schnellbeschleunigungsmodus in den Normalbeschleunigungsmodus muss der Schalter erneut betätigt werden. Die Schalterbetätigung stellt jedoch eine Komfortbeeinträchtigung dar und kann insbesondere für den Fall, dass das Fahrzeug sich im Schnellbeschleunigungsmodus befindet, zu sicherheitskritischen Situationen führen, da
der Fahrer abgelenkt wird, sofern keine zusätzlichen und selbsttätig auszuführenden Maßnahmen vorgesehen sind, über die der Beschleunigungsmodus selbsttätig zurückgestellt wird.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, verschiedene Beschleunigungsmodi in einem Kraftfahrzeug vorzusehen, die mit hohem Komfort bei zugleich hoher Sicherheit vom Fahrer ausgewählt werden können.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Änderung vom Normalbeschleunigungsmodus in den Schnellbeschleunigungsmodus für den Fall durchgeführt, dass der Fahrer bei der Betätigung des Gaspedals einen Pedalgeschwindigkeits-Schwellenwert überschreitet. Der Beschleunigungsmodus wird ausschließlich über die Art und Weise der Betätigung des Gaspedales erhöht; ein zusätzlicher Schalter muss dagegen nicht betätigt werden. Diese Vorgehensweise ist komfortabel, da über das ohnehin zu betätigende Gaspedal zusätzlich der Beschleunigungsmodus gesteuert wird. Außerdem erhöht sich auch die Fahrsicherheit, da der Fahrer nicht durch zusätzliche Betätigungen abgelenkt wird und die Änderung des Beschleunigungsmodus über die Gas- pedalbetätigung vom Fahrer intuitiv durchgeführt wird.
Im Schnellbeschleunigungsmodus wird bei gleicher Gaspedalbetätigung gegenüber dem Normalbeschleunigungsmodus mehr Kraftstoff und Luft in die Brennräume der Brennkraftmaschine eingeführt und somit bei gleicher Gaspedalbetätigung eine höhere Motorleistung und/oder ein höheres Motormoment erzeugt. Die Änderung des Beschleunigungsmodus geht zweckmäßig einher mit einer Anpassung von Motorkennlinien, die gemäß vorgegebenen
Zeitfunktionen vom Normal- in den Schnellbeschleunigungsmodus angehoben werden können. Wird beispielsweise im Schnellbeschleunigungsmodus ein maximales Motorantriebsmoment angestrebt, so kann beim Hochschalten in den Schnellbeschleunigungsmodus die Erhöhung des Motorantriebsmomentes gemäß der vorgegebenen Zeitfunktion, beispielsweise als Rampe durchgeführt werden. Gleiches gilt, wenn andere Größen maximiert bzw. optimiert werden sollen, beispielsweise die Motorleistung.
Umgekehrt können die entsprechenden Motorcharakteristika beim Zurückfahren des Beschleunigungsmodus vom Schnellbeschleunigungsmodus in den Normalbeschleunigungsmodus gemäß definierter Zeitfunktionen zurückgenommen werden. Diese Zeitfunktio- nen können gleich derjenigen beim Hochfahren vom Normal- in den Schnellbeschleunigungsmodus oder auch unterschiedlich ausgeführt sein.
Es kann grundsätzlich ausreichen, die Pedalgeschwindigkeit als Kriterium für den Wechsel in den Schnellbeschleunigungsmodus zu berücksichtigen. Andererseits kann das Hochschalten vom Normal- in den Schnellbeschleunigungsmodus zusätzlich zur Bedingung, dass bei der Betätigung des Gaspedals ein Pedal- geschwindigkeits-Schwellenwert überschritten wird, an die Erfüllung eines oder mehrerer weiterer Kriterien gekoppelt sein. So kann es beispielsweise angezeigt sein, nur für den Fall in den Schnellbeschleunigungsmodus zu schalten, dass als zusätzliches Kriterium die Gaspedalposition einen Einschaltschwellenwert überschreitet. Auf diese Weise ist es sichergestellt, dass eine plötzliche Betätigung des Gaspedals mit hohem Gradienten, ausgehend von der neutralen Ausgangsposition des Gaspedals, nicht sofort eine Änderung in den Schnellbe-
schleunigungsmodus bewirkt, sondern dass dieser erst bei einer weiteren Betätigung des Gaspedales erreicht wird.
Die Kriterien, welche für den Wechsel in den Schnellbeschleunigungsmodus erfüllt sein müssen, können entweder fest vorgegeben sein oder veränderliche Größen sein, die beispielsweise an bestimmte Fahrertypen gekoppelt sind. Sofern eine Fahrer- typklassifizierungseinheit im Fahrzeug vorgesehen ist, kann selbsttätig anhand der Fahrweise bzw. der Fahrerreaktion der Fahrer einer Fahrertypklassifizierung unterzogen und in eine Fahrertypklasse eingeordnet werden. Je nach Fahrertypklasse können die für eine Änderung des Beschleunigungsmodus relevanten Schwellen- bzw. Grenzwerte verschiedene Werte einnehmen. Sportliche Fahrweisen, die zu einer entsprechenden Fah- rertypklassifizierung führen, können beispielsweise zu steileren Gradienten und höheren Werten im Schnellbeschleunigungsmodus führen als zurückhaltende Fahrweisen.
Als sicherheitsrelevantes Kriterium können auch Umgebungszu- stände mithilfe einer Umgebungserfassenden Sensorik erfasst werden, wobei sicherheitskritische Zustände definiert werden können, bei deren Erreichen bzw. Überschreiten ein Wechsel vom Normalbeschleunigungsmodus in den Schnellbeschleunigungsmodus verhindert wird. So ist es insbesondere vorteilhaft, für den Fall, dass der Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug oder einem sonstigen Fremdobjekt einen sicherheitskritischen Wert unterschreitet, den Schnellbeschleunigungsmodus zu verhindern.
Als Kriterium zum Rückführen vom Schnell- in den Normalbeschleunigungsmodus kann es ausreichend sein, dass der Fahrer die Gaspedalposition wieder in Richtung Ausgangsstellung zurücknimmt, wobei lediglich eine Umkehrung der Pedalgeschwindigkeit genügen kann und die Ausgangsstellung nicht zwingend
wieder erreicht zu werden braucht. Die Zurücknahme der Gaspedalstellung kann beispielsweise anhand einer negativen Pedal- geschwindigkeit erfasst werden.
Grundsätzlich ist es möglich, dass eine Mehrzahl verschiedener Beschleunigungsmodi vorgesehen sind, in welche bei Erreichen unterschiedlicher Kriterien geschaltet wird. So kann es insbesondere zweckmäßig sein, unterschiedlichen Pedalgeschwindigkeiten auch unterschiedliche Schnellbeschleunigungs- modi zuzuordnen.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schaubild mit einem beispielhaften Verlauf des Pedalweges des Gaspedales und ein dazugehörendes Schaubild mit dem Verlauf des Motorantriebsmomentes,
Fig. 2 ein AblaufSchema mit der Darstellung des Verfahrens zum Umschalten vom Normalbeschleunigungsmodus in den Schnellbeschleunigungsmodus sowie Zurücksetzen in den Normalbeschleunigungsmodus .
In dem unteren Schaubild gemäß Fig. 1 ist ein exemplarischer Verlauf des Pedalwegs sGp des Gaspedals als Zeitfunktion dargestellt. Im oberen Schaubild ist der dazugehörende Verlauf des antreibenden Motormoments MMot eingetragen, wobei mit durchgezogener Linie das einem Schnellbeschleunigungsmodus entsprechende Motormoment und mit gestrichelter Linie das einem Normalbeschleunigungsmodus entsprechende Motormoment eingetragen ist. Das Motormoment MMot für den Normalbeschleunigungsmodus verläuft direkt proportional zum Pedalweg SGP des
Gaspedales; jede Gaspedaländerung bewirkt eine entsprechende Änderung im Motormoment. Der Verlauf des Motormoments MMot für den Schnellbeschleunigungsmodus weicht dagegen zum Teil erheblich von dem zugeordneten Gaspedalweg sGP ab. Im Schnellbeschleunigungsmodus hat ein Niederdrücken des Gaspedales eine überproportional hohe Zunahme des Motormomentes MMot zur Folge. Dies soll im Folgenden anhand verschiedener Abschnitte im Verlauf des Gaspedalweges sGP aufgezeigt werden.
In einem ersten Beschleunigungsabschnitt 1 wird das Gaspedal ausgehend von der neutralen Ausgangsstellung mit sGP = 0 aus- gelenkt, wobei die Pedalgeschwindigkeit noch unterhalb eines Pedalgeschwindigkeits-Schwellenwert liegt, bei dessen Überschreitung vom Normalbeschleunigungsmodus in den Schnellbeschleunigungsmodus gewechselt wird. Im Beschleunigungsabschnitt 1 befindet sich das Kraftfahrzeug somit im Normalbeschleunigungsmodus, in welchem ein dem Pedalweg sGP proportionales Motormoment MMot (gestrichelte Linie im oberen Schaubild) erzeugt wird.
Im zweiten Beschleunigungsabschnitt 2 wird das Gaspedal stärker ausgelenkt, derart, dass die Pedalgeschwindigkeit vGP einen vorgegebenen Pedalgeschwindigkeits-Schwellenwert vGp, renz überschreitet . Daraufhin wird vom Normalbeschleunigungsmodus in den Schnellbeschleunigungsmodus gewechselt, in welchem gemäß der durchgezogenen Linie im oberen Schaubild das Motormoment MMot selbsttätig auf einen Maximalwert Mmax erhöht wird. Dieses maximale Motorantriebsmoment wird auch im folgenden Beschleunigungsabschnitt 3 beibehalten, in welchem das Gaspedal weiter ausgelenkt bzw. betätigt wird, jedoch mit geringerer Pedalgeschwindigkeit als im vorhergehenden Beschleunigungsabschnitt 2.
Im nächsten Beschleunigungsabschnitt 4 nimmt der Fahrer das Gaspedal wieder zurück, wodurch sich die Pedalgeschwindigkeit umkehrt. Dies wird als Kriterium genommen, vom Schnellbeschleunigungsmodus in den Normalbeschleunigungsmodus zurück- zuwechseln. Dementsprechend wird das Motormoment MMot vom Maximalwert Mmax auf den Wert zurückgeführt, der dem mit gestrichelter Linie dargestellten Normalbeschleunigungsmodus entspricht, in welchem das erzeugte Motormoment MMot proportional zum Gaspedalweg sGP ist.
Beim Überwechseln vom Normalbeschleunigungsmodus in den Schnellbeschleunigungsmodus (Abschnitt 2) wird das Motormoment MMot gemäß einer Rampenfunktion bis auf den Maximalwert Mmax erhöht. Eine Rampenfunktion wird auch angewandt, um beim Rückwechseln vom Schnellbeschleunigungsmodus in den Normalbeschleunigungsmodus (Abschnitt 4) das Motormoment vom Maximalwert Mmax auf den dem Normalbeschleunigungsmodus entsprechenden Wert zurückzuführen.
Im nächsten Beschleunigungsabschnitt l' befindet sich das Kraftfahrzeug zunächst noch Normalbeschleunigungsmodus . Bei einer erneuten, starken Auslenkung des Gaspedales im darauf folgenden Beschleunigungsabschnitt 2' mit einer Pedalgeschwindigkeit oberhalb des Pedalgeschwindigkeits- Schwellenwertes wird wieder vom Normal- in den Schnellbeschleunigungsmodus gewechselt; dementsprechend steigt mit einer Rampenfunktion das Motormoment MMot auf den Maximalwert Mmax an, der auch im folgenden Beschleunigungsabschnitt 3' beibehalten wird, in welchem das Gaspedal noch stärker ausgelenkt wird. Im Beschleunigungsabschnitt 4' wird die Gaspedal- Position wieder in Richtung Ausgangsstellung zurückgenommen, woraufhin vom Schnell- in den Normalbeschleunigungsmodus ü- bergewechselt wird und das Motormoment vom Maximalwert Mmax rampenförmig auf den der Gaspedalauslenkung proportionalen
Wert zurückgenommen wird. Im letzten dargestellten Beschleunigungsabschnitt l" befindet sich das Fahrzeug wieder im Normalbeschleunigungsmodus .
In Fig. 2 ist der Verfahrensablauf für den Wechsel vom Normalbeschleunigungsmodus in den Schnellbeschleunigungsmodus und wieder zurück in den Normalbeschleunigungsmodus dargestellt. Im Ausgangspunkt des Verfahrens befindet sich, wie in VI dargestellt, das Kraftfahrzeug im Normalbeschleunigungsmodus. Im folgenden Verfahrensschritt V2 wird abgefragt, ob die Bedingung für den Wechsel in den Schnellbeschleunigungsmodus vorliegt. Dies ist dann der Fall, wenn die Pedalgeschwindigkeit vGP des Gaspedales größer ist als ein gegebener Pedal - geschwindigkeits-Schwellenwert vGP/Grenz. Ist diese Bedingung nicht erfüllt, wird der Nein-Verzweigung entsprechend wieder zum ersten Verfahrensschritt VI zurückgekehrt und der Normal- beschleunigungsmodus so lange beibehalten, bis die Bedingung erfüllt ist. Andernfalls wird der Ja-Verzweigung entsprechend zum nächstfolgenden Verfahrensschritt V3 fortgefahren.
Im Verfahrensschritt V3 wird eine zusätzliche Bedingung abgeprüft, die erfüllt sein muss, damit in den Schnellbeschleunigungsmodus gewechselt wird. Es handelt sich bei dieser Bedingung um die Abfrage, ob der Relativabstand sreι zwischen dem Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug größer ist als ein Sicherheitsabstand sreι,Grez- Zur Messung des Relativabstandes sreχ wird im Fahrzeug eine geeignete Sensorik mitgeführt, beispielsweise eine Radareinrichtung. Der Sicherheitsabstand sreι,Grenz hängt insbesondere von der Fahrzeuggeschwindigkeit ab; darüber hinaus können aber auch fahrertypspezifi- sche Einflussgrößen für die Ermittlung des Sicherheitsabstandes herangezogen werden, die über eine Fahrertypklassifizie- rung zu bestimmen sind.
Sofern, wie in Verfahrensschritt V3 abgeprüft, der Relativabstand sreι den Sicherheitsabstand sreι/Grenz unterschreitet , wird der Nein-Verzweigung entsprechend zum Verfahrensschritt VI zurückgekehrt und der Normalbeschleunigungsmodus beibehalten. Andernfalls sind alle Bedingungen für den Wechsel in den Schnellbeschleunigungsmodus erfüllt, so dass der Ja- Verzweigung entsprechend zum Verfahrensschritt V4 fortgefahren und der Wechsel in den Schnellbeschleunigungsmodus durchgeführt werden kann.
Im Schnellbeschleunigungsmodus werden modifizierte, motorische Kennlinien aktiviert, über die die Luftzufuhr und die Kraftstoffeinspritzung in die Brennkraftmaschine gesteuert werden. Insbesondere wird das Motormoment auf den maximalen Wert angehoben, auch wenn die Gaspedalposition noch nicht die maximale Auslenkung erreicht hat.
Im Verfahrensschritt V5 wird überprüft, ob Bedingungen vorliegen, die zu einem Rückführen vom Schnell- in den Normalbeschleunigungsmodus führen. Dies ist dann der Fall, wenn der Fahrer die Gaspedalposition in Richtung Ausgangsstellung zurücknimmt; dann wird der Ja-Verzweigung entsprechend zum ersten Verfahrensschritt VI zurückgekehrt und der Normalbeschleunigungsmodus wieder eingestellt. Hat dagegen der Fahrer die Gaspedalposition nicht zurückgenommen, wird der Schnellbeschleunigungsmodus beibehalten und der Nein-Verzweigung entsprechend zum Verfahrensschritt V3 zurückgekehrt, in welchem in zyklischen Abständen überprüft wird, ob sicherheitsrelevante Kriterien verletzt werden, die ebenfalls einen Wechsel in den Normalbeschleunigungsmodus zur Folge haben.