WO2023208479A1 - Boostbetrieb eines kraftfahrzeugs mit einer elektrischen antriebsmaschine - Google Patents

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WO2023208479A1 PCT/EP2023/057199 EP2023057199W WO2023208479A1 WO 2023208479 A1 WO2023208479 A1 WO 2023208479A1 EP 2023057199 W EP2023057199 W EP 2023057199W WO 2023208479 A1 WO2023208479 A1 WO 2023208479A1
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accelerator pedal
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control unit
longitudinal guidance
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Florian Schnappauf
Thomas Wagner
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a device and a method for longitudinally guiding a motor vehicle with an electric drive machine.
  • the desired torque specified by the driver via an accelerator pedal is usually calculated by an engine control unit depending on the respective accelerator pedal position.
  • the accelerator pedal characteristics are described by a map stored in the control unit.
  • This accelerator pedal characteristic represents the driver's desired torque depending, among other things, on the accelerator pedal position, for example in the form of an accelerator pedal characteristic curve.
  • a factor is determined from the map, on the basis of which the desired engine torque is calculated in the control unit and on this basis engine control variables such as the amount of fuel and/or air to be supplied and/or a corresponding ignition angle are determined.
  • boost modes are therefore known, in which an accelerator pedal characteristic is used whose accelerator pedal characteristic assigns a higher drive torque to a specific accelerator pedal position than in normal operation.
  • boost modes do not fully exploit the possible spread of acceleration characteristics when operating electrical machines in motor vehicles.
  • a longitudinal guidance device for a motor vehicle that has at least one electric drive machine is disclosed.
  • the longitudinal guidance device also has: (a) a control unit which can be coupled to the drive machine for controlling a drive torque for ferry operation of the motor vehicle; and/or (b) a boost switch connected to the control unit to request an additional drive torque starting from a normal one Ferry operation can be coupled, the starting point for the request for the additional drive torque being a normal operating drive torque, which can be specified and/or predetermined by means of an accelerator pedal, in particular by means of a position of the accelerator pedal, in particular based on an accelerator pedal characteristic; and/or (c) according to one embodiment, an accelerator pedal with an accelerator pedal position, wherein the accelerator pedal position in normal operation, in particular by means of an accelerator pedal characteristic, is assigned a drive torque to be controlled, in particular by means of the control unit.
  • the control unit is set up to control an increasingly larger drive torque during, in particular, an entire uninterrupted period of time, an actuation of the boost switch, at least until a maximum boost torque is reached and/or until the end of actuation of the boost switch occurs.
  • an increasingly larger drive torque is to be understood as meaning, in particular, a drive torque development over time, in which a larger drive torque is activated at any later point in time than at any earlier point in time.
  • a method for longitudinally guiding a motor vehicle with at least one electric drive machine comprising at least the following method steps, which can be carried out in the specified order or in another professional order: (i) detecting ongoing boost switch operation; and/or (ii) driving an increasingly larger drive torque during the detected boost switch actuation until a maximum boost torque is reached and/or until an end of actuation of the boost switch occurs.
  • the invention is based, among other things, on the idea that known boost modes do not exploit the acceleration capabilities of powerful electric drive machines, and therefore there is still room for a more emotional, immersive driving experience.
  • the invention is based, among other things, on the following idea: if the driver switches to boost mode (by operating a boost switch such as a boost paddle or button), an initial jump in drive torque occurs through a proportional, digitally blended accelerator pedal characteristic curve from the normal operating accelerator pedal progression , from which the driver activates the boost, to the boost accelerator pedal progression.
  • the accelerator pedal characteristic curve continues to compress or continuously fades to the boost accelerator pedal progression until, after a period of, for example, a few seconds, the boost mode has been ended or has been deactivated due to other release criteria. Then there is a relief or a flashback to normal operation (accelerator pedal progression from which the driver switched to boost).
  • the continuous sharpening of the accelerator pedal progression and the relief can also be staged using a recorded sound and an adapted display on the ABK.
  • accelerator pedal characteristic curve is also understood to mean that part of a more complex accelerator pedal characteristic map which, within the framework of the accelerator pedal characteristic, defines the relationship between the accelerator pedal position (in particular in the sense of an angular and/or path deflection) and a drive torque to be controlled.
  • the accelerator pedal characteristics can also take into account other operating parameters such as the engine speed when assigning the drive torque, which can then possibly be recorded together with the dependence on the accelerator pedal position in a more complex accelerator pedal map.
  • the control unit is set up to control a drive torque jump at the start of actuation of the boost switch.
  • the control unit is set up to control the drive torque jump so quickly that it is perceived by vehicle occupants not as a drive torque gradient, but as a jerk.
  • the boost operation can be initiated with a driving behavior that - at least in its immediacy when the boost switch is actuated - can only be achieved with electric motor drives and can therefore represent an exciting feature.
  • the control unit is set up to control a continuous drive torque gradient, in particular a continuous increase in the drive torque, at the beginning of the actuation of the boost switch or after a jump in drive torque.
  • a maximum boost torque is greater than a maximum drive torque in normal operation (i.e. without actuation of the boost switch). This can further intensify the boost experience.
  • control unit is set up to specify the boost torque in accordance with an accelerator pedal characteristic with a boost accelerator pedal characteristic curve that is distorted based on a normal operating accelerator pedal characteristic curve, the normal operating accelerator pedal characteristic curve establishing a relationship between an accelerator pedal position and a drive torque to be controlled for a specific accelerator pedal position in normal operation.
  • the boost accelerator pedal characteristic is distorted based on the normal operating accelerator pedal characteristic when the boost switch is actuated
  • the boost mode according to the invention can thus be implemented in a low-processing manner on a common control device and/or the implementation of the invention does not require any complex data processing of an additional, independent boost accelerator pedal characteristic - instead, only the normal operating accelerator pedal characteristic is suitably distorted.
  • control unit is set up to control boost operation at a constant accelerator pedal position. This means the driver can perceive the boost effect even more clearly.
  • control unit is set up to control the boost operation in a partial load operation, in particular with a small deflection of the accelerator pedal.
  • control unit is set up to provide the vehicle occupants with a boost sound production, in particular a drive noise at full load and/or a sound of an aircraft taking off and/or a sound of a ticking clock, during boost operation, in particular the boost sound production on the hi-fi system or another sound source in the vehicle.
  • boost sound production in particular a drive noise at full load and/or a sound of an aircraft taking off and/or a sound of a ticking clock
  • control unit is set up to return to normal operation at the end of actuation of the boost switch, in particular by equalizing the accelerator pedal characteristics, in particular immediately or gradually within a fraction of a second or within one or a few seconds.
  • end of the actuation of the boost switch occurs independently of its actuation by the expiration of a maximum boost time period.
  • the maximum boost time period can be 5 or 10 or 15 seconds. This ensures that the drive is not overloaded.
  • control unit is set up to provide the vehicle occupants with a boost end sound production, in particular an air ejection and/or an extension of an aircraft landing gear, at one end of the boost operation, in particular the boost end sound production on the hi-fi system or another sound source of the motor vehicle to play in.
  • boost end sound production in particular an air ejection and/or an extension of an aircraft landing gear
  • Fig. 1 shows schematically a longitudinal guidance device according to an exemplary embodiment of the invention in an electrically driven motor vehicle.
  • FIG. 2 shows an accelerator pedal characteristic of the longitudinal guide device from FIG.
  • Fig. 3 shows the longitudinal guidance device from Fig. 1 in a diagram representation of a drive torque development over time during boost operation based on the boost accelerator pedal characteristic from Fig. 2.
  • Fig. 1 shows a longitudinal guidance device 2 for a motor vehicle 1 with an electric drive machine E, by means of which a driver's longitudinal guidance request 4 of a vehicle driver can be implemented.
  • the longitudinal guidance device 2 for a motor vehicle 1 with an electric drive machine E, by means of which a driver's longitudinal guidance request 4 of a vehicle driver can be implemented.
  • the longitudinal guidance device To enter the driver's longitudinal guidance request 4, the longitudinal guidance device
  • the boost switch can be, for example, a push button or, as in the present case, a pullable paddle, in particular arranged on a steering wheel of the motor vehicle.
  • the longitudinal guidance device 2 has a control unit S, which is connected to the accelerator pedal P and the boost switch B to read out the driver's wishes 4 entered in each case and to the drive machine E to control a drive torque M can be coupled for ferry operation of the motor vehicle.
  • the boost switch B can be coupled to the control unit S to request an additional drive torque, starting from normal ferry operation, the starting point for requesting the additional drive torque being a normal operating drive torque, which is determined by means of a position x_P of the accelerator pedal P based on normal operation -Accelerator pedal characteristics are specified.
  • a boost switch actuation B_1 is detected and an increasingly larger drive torque M is activated during the detected boost switch actuation.
  • the drive torque increases from the start of the boost switch actuation B_1 until either a maximum boost torque M_max, boost is reached and/or until the actuation end B_0 of the boost switch B occurs.
  • the actuation end B_0 of the boost switch B can occur by removing the operation of the switch or independently of its actuation by expiring a maximum boost time period. This allows a boost experience for the vehicle occupants, and in particular for the vehicle driver, to be designed as a continuous, more immersive driving experience.
  • the boost accelerator pedal characteristic curve FPK_boost is distorted starting from the normal operating accelerator pedal characteristic curve FPK_normal, in that with the start of actuation B_1 of the boost switch B, the normal operating accelerator pedal characteristic curve FPK_normal jumps along the pedal position axis x_P without any noticeable time delay, i.e. with a compression jump (arrow I in Figure 2), is compressed, so that, in particular when the pedal position x_P remains the same, a jump delta_M in the drive torque M is triggered.
  • the control unit S can control the drive torque jump delta_M so quickly that it is perceived by vehicle occupants not as a gradual drive torque gradient, but as a singular jerk R.
  • This means that the boost operation can be initiated with a driving behavior that - at least in its immediacy when the boost switch is actuated - can only be achieved with electric motor drives and can therefore represent an exciting feature.
  • the normal operating accelerator pedal characteristic curve FPK_normal is stretched along the drive torque axis M without any perceptible time offset (see arrow II), so that, in particular with the pedal position remaining the same, a maximum normal operating drive torque M_max, normally by a higher, maximum boost torque M_max, boost is replaced.
  • the maximum boost torque M_max, boost is, for example, 10%, greater than the maximum drive torque M_max, normal in normal operation, which takes place without actuation of the boost switch B.
  • the control unit S controls a continuous drive torque gradient M_point of the drive torque M.
  • the course of the drive torque M is constantly defined during this continuous increase; However, the continuous drive torque gradient M_yak does not have to be constant (even if it is shown that way in Figure 3).
  • the normal operating accelerator pedal characteristic curve FPK_normal is continuously further compressed along the pedal position axis x_P (see arrow III), starting from the normal operating accelerator pedal characteristic curve compressed in accordance with the compression jump.
  • the boost mode according to the invention can thus be implemented in a low-processing manner on a common control device and/or the implementation of the invention does not require any complex data processing of an additional, independent boost accelerator pedal characteristic - instead, only the normal operating accelerator pedal characteristic is suitably distorted.
  • boost operation with a constant accelerator pedal position in a partial load operation with a small deflection of the accelerator pedal.
  • the vehicle driver can perceive the boost effect even more clearly because he does not assign the increase in drive torque M to an accelerator pedal operation.
  • the type of boost operation according to the invention can have the most noticeable effect on the vehicle occupants because the drive torque increases for a longer period of time until the maximum boost torque is reached.
  • the normal operating accelerator pedal characteristic FPK_normal is activated again within a few seconds by equalizing the boost accelerator pedal characteristic FPK_boost in a relief phase B_1->0 (see Figure 3).
  • the end of actuation B_0 occurs automatically after a maximum boost time period T of 10 seconds has elapsed. This ensures that the drive is not overloaded.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Längsführungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Antriebsmaschine, aufweisend eine Steuereinheit, die mit der Antriebsmaschine zum Ansteuern eines Antriebsmoments koppelbar ist, einen Boostschalter, der mit der Steuereinheit zur Anforderung eines zusätzlichen Antriebsmoments koppelbar ist, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, während einer Betätigung des Boostschalters ein größeres Antriebsmoment anzusteuern, bis ein maximales Boostmoment erreicht ist und/oder bis ein Betätigungsende des Boostschalters eintritt.

Description

Boostbetrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer elektrischen Antriebsmaschine
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Längsführung eines Kraftfahrzeugs mit einer elektrischen Antriebsmaschine.
Bei verbrennungsmotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugen erfolgt in der Regel die Berechnung des vom Fahrer über ein Fahrpedal vorgegebenen Fahrerwunschmoments in Abhängigkeit von der jeweiligen Fahrpedalstellung durch ein Motorsteuergerät. Dabei wird die Fahrpedalcharakteristik durch ein in dem Steuergerät hinterlegtes Kennfeld beschrieben. Diese Fahrpedalcharakteristik bildet das Fahrerwunschmoment in Abhängigkeit u.a. von der Fahrpedalstellung, beispielsweise in der Form einer Fahrpedalkennlinie ab. Hierbei wird beispielsweise ein Faktor aus dem Kennfeld ermittelt, auf dessen Grundlage in dem Steuergerät das gewünschte Motormoment berechnet und auf dieser Basis Motorsteuergrößen wie die zuzuführende Kraftstoff- und/oder Luftmenge und/oder ein entsprechender Zündwinkel bestimmt werden.
Es ist ferner bekannt, bei verbrennungsmotorisch angetriebenen Fahrzeugen eine manuelle Umschaltfunktion vorzusehen, wobei der Fahrer durch manuelle Betätigung eines Befehlsgebers in einen Sportbetrieb umschalten kann. Dabei wird im Sportbetrieb auf sportlich abgestimmte Kennfelder umgeschaltet, bei denen der Fahrerwunsch ebenfalls in Abhängigkeit von Fahrpedalwinkel und Motordrehzahl ermittelt und ein entsprechendes Steuersignal zur Ansteuerung der Brennkraftmaschine ermittelt wird. Die sportlich abgestimmten Kennfelder unterscheiden sich von denen des Normalbetriebs lediglich dadurch, dass schon bei kleineren Pedalwegen höhere Momentvorgaben erzeugt und an die Brennkraftmaschine weitergeleitet werden.
Entsprechende Kennfelder sind auch für Kraftfahrzeuge, die mit einer elektrischen Antriebsmaschine angetrieben werden, bekannt. Teilweise werden dabei Kennfelder eingesetzt, die die spezifischen Eigenheiten eines verbrennungsmotorischen Betriebs nachbilden.
Generell reizen die eingesetzten Kennfelder für einen Normalbetrieb die mögliche Spreizung der Beschleunigungscharakteristika beim Betrieb elektrischer Maschinen in Kraftfahrzeugen nicht gänzlich aus.
Bekannt sind deshalb sogenannte Boost-Modi, in denen eine Fahrpedalcharakteristik verwendet wird, deren Fahrpedalkennlinie einer bestimmten Fahrpedalstellung ein höheres Antriebsmoment zuordnet als im Normalbetrieb. Auch die bekannten Boost-Modi reizen jedoch die mögliche Spreizung der Beschleunigungscharakteristika beim Betrieb elektrischer Maschinen in Kraftfahrzeugen nicht gänzlich aus.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Längsführung eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs 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 Längsführungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, das wenigstens eine elektrische Antriebsmaschine aufweist.
Die Längsführungsvorrichtung weist zudem auf: (a) eine Steuereinheit, die mit der Antriebsmaschine zum Ansteuern eines Antriebsmoments für einen Fährbetrieb des Kraftfahrzeugs koppelbar ist; und/oder (b) einen Boostschalter, der mit der Steuereinheit zur Anforderung eines Zusatz-Antriebsmoments ausgehend von einem normalen Fährbetrieb koppelbar ist, wobei der Ausgangspunkt für die Anforderung des Zusatz- Antriebsmoments ein Normalbetriebs-Antriebsmoment ist, das mittels eines Fahrpedals, insbesondere mittels einer Stellung des Fahrpedals, insbesondere anhand einer Fahrpedalcharakteristik, vorgebbar und/oder vorgegeben ist; und/oder (c) gemäß einer Ausführung ein Fahrpedal mit einer Fahrpedalstellung, wobei der Fahrpedalstellung in einem Normalbetrieb, insbesondere mittels einer Fahrpedalcharakteristik, ein, insbesondere mittels der Steuereinheit, anzusteuerndes Antriebsmoment zugeordnet ist.
Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, während, einer insbesondere gesamten nicht unterbrochenen Dauer, einer Betätigung des Boostschalters ein immer größeres Antriebsmoment anzusteuern, zumindest bis ein maximales Boostmoment erreicht ist und/oder bis ein Betätigungsende des Boostschalters eintritt.
Unter einem immer größeren Antriebsmoment ist vorliegend insbesondere eine zeitliche Antriebsmomententwicklung zu verstehen, bei der zu jedem späteren Zeitpunkt ein größeres Antriebsmoment angesteuert wird als zu jedem früheren Zeitpunkt.
Dadurch kann ein Boost-Erlebnis für die Fahrzeuginsassen, und insbesondere für den Fahrzeuglenker, als kontinuierliches immersiver wahrgenommenes Fahrerlebnis ausgestaltet werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird offenbart ein Verfahren zur Längsführung eines Kraftfahrzeugs mit wenigstens einer elektrischen Antriebsmaschine, insbesondere mittels einer Längsführungsvorrichtung gemäß einer Ausführung der Erfindung, aufweisend zumindest die folgenden Verfahrensschritte, die in der angegebenen oder einer anderen fachgerechten Reihenfolge durchgeführt werden können: (i) Erfassen einer andauernden Boostschalterbetätigung; und/oder (ii) Ansteuern eines immer größeren Antriebsmoments während der erfassten Boostschalterbetätigung, bis ein maximales Boostmoment erreicht ist und/oder bis ein Betätigungsende des Boostschalters eintritt.
Der Erfindung liegt unter anderem die Überlegung zugrunde, dass bekannte Boost-Modi die Beschleunigungsmöglichkeiten von leistungsstarken elektrischen Antriebsmaschinen nicht ausnutzen, und somit noch Raum für ein emotionaleres, immersiveres Fahrerlebnis besteht. Die Erfindung basiert nun unter anderem auf folgender Idee: wechselt der Fahrer in einen Boostbetrieb (mittels Betätigen eines Boostschalters wie beispielsweise eines Boostpaddles oder -Knopfs), so erfolgt ein initialer Antriebsmomenten-Sprung, durch eine anteilig, digital überblendete Fahrpedalkennlinie von der Normalbetriebs-Fahrpedalprogression, aus der der Fahrer den Boost aktiviert, auf die Boost- Fahrpedalprogression.
Hält der Fahrer anschließend den Boostschalter gezogen bzw. gedrückt, so staucht sich die Fahrpedalkennlinie kontinuierlich weiter bzw. blendet kontinuierlich weiter auf die Boost-Fahrpedalprogression, bis nach einem Zeitraum von beispielsweise einigen Sekunden der Boost-Mode beendet wurde oder aufgrund anderer Abwurfkriterien deaktiviert wurde. Dann erfolgt eine Entlastung bzw. eine Rückblendung auf den Normalbetrieb (Fahrpedalprogression aus der der Fahrer in den Boost gewechselt hatte). Die kontinuierliche Anschärfung der Fahrpedalprogression und die Entlastung kann zusätzlich durch einen eingespielten Sound und eine angepasste Anzeige am ABK inszeniert werden.
Der Begriff Fahrpedalkennlinie wird vorliegend auch für denjenigen Teil eines komplexeren Fahrpedalkennfelds verstanden, der im Rahmen der Fahrpedalcharakteristik den Zusammenhang zwischen der Fahrpedalstellung (insbesondere im Sinne einer Winkel- und/oder Wegauslenkung) und einem anzusteuernden Antriebsmoment festlegt. Natürlich kann die Fahrpedalcharakteristik zusätzlich auch andere Betriebsparameter wie beispielsweise die Motordrehzahl bei der Zuordnung des Antriebsmoments berücksichtigen, die dann ggf. gemeinsam mit der Abhängigkeit von der Fahrpedalstellung in einem komplexeren Fahrpedalkennfeld festgehalten sein können.
Gemäß einer Ausführung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, zu Beginn der Betätigung des Boostschalters einen Antriebsmomentensprung anzusteuern. Insbesondere ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, den Antriebsmomentensprung derart schnell anzusteuern, dass er von Fahrzeuginsassen nicht als Antriebsmomentgradient, sondern als Ruck wahrgenommen wird. Damit kann der Boostbetrieb mit einem Fahrverhalten eingeleitet werden, das - zumindest in seiner Unmittelbarkeit mit Betätigung des Boostschalters - nur mit elektromotorischen Antrieben erreichbar ist, und deshalb ein Begeisterungsmerkmal darstellen kann. Gemäß einer Ausführung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, zu Beginn der Betätigung des Boostschalters oder anschließend an einen Antriebsmomentensprung einen kontinuierlichen Antriebsmomentgradienten, insbesondere eine kontinuierliche Steigerung des Antriebsmoments, anzusteuern. Damit kann ein Fahrverhalten erreicht werden, das mit längerem Betätigen des Boostschalters ein kontinuierlich immersiver werdendes Fahrerlebnis schafft und damit während des gesamten Boostbetriebs (oder zumindest bis zum Erreichen eines maximalen Boostantriebsmoments) eine immer stärker einwirkende Wahrnehmung der Fahrzeuginsassen ermöglicht.
Gemäß einer Ausführung ist ein maximales Boostmoment größer als ein maximales Antriebsmoment im Normalbetrieb (also ohne Betätigung des Boostschalters). Dadurch kann das Boost-Erlebnis weiter intensiviert werden.
Gemäß einer Ausführung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, das Boostmoment entsprechend einer Fahrpedalcharakteristik mit einer Boost-Fahrpedalkennlinie, die ausgehend von einer Normalbetriebs-Fahrpedalkennlinie verzerrt ist, vorzugeben, wobei die Normalbetriebs-Fahrpedalkennlinie einen Zusammenhang zwischen einer Fahrpedalstellung und einem für eine bestimmte Fahrpedalstellung anzusteuernden Antriebsmoment im Normalbetrieb festlegt.
Gemäß einer Ausführung wird die Boost-Fahrpedalkennlinie ausgehend von der Nor- malbetriebs-Fahrpedalkennlinie verzerrt, indem bei einer Betätigung des Boostschalters
(I) ohne wahrnehmbaren Zeitversatz, d.h. insbesondere mit der Betätigung des Boostschalters, die Normalbetriebs-Fahrpedalkennlinie entlang der Pedalstellungsachse sprunghaft, also mit einem Stauchungssprung, gestaucht, sodass, insbesondere bei gleichbleibender Pedalstellung, ein Sprung im Antriebsmoment angesteuert wird; und/oder
(II) ohne wahrnehmbaren Zeitversatz , d.h. insbesondere mit der Betätigung des Boostschalters, die Normalbetriebs-Fahrpedalkennlinie entlang der Antriebsmomentachse gedehnt, sodass, insbesondere bei gleichbleibender Pedalstellung, ein maximales Normalbetriebs-Antriebsmoment durch ein höheres, maximales Boostmoment ersetzt wird; und/oder
(III) nach dem Anfangssprung mit weiterer Betätigung des Boostschalters kontinuierlich Normalbetriebs-Fahrpedalkennlinie entlang der Pedalstellungsachse weiter gestaucht wird, insbesondere ausgehend von der gemäß dem Stauchungssprung gestauchten Normalbetriebs-Fahrpedalkennlinie.
Somit lässt sich der erfindungsgemäße Boostmodus auf rechenarme Weise auf einem gängigen Steuergerät verwirklichen und/oder bedarf die Umsetzung der Erfindung keiner aufwändigem Bedatung einer zusätzlichen, unabhängigen Boost-Fahrpedalcharak- teristik - stattdessen wird nur die Normalbetriebs-Fahrpedalkennlinie geeignet verzerrt.
Gemäß einer Ausführung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, den Boostbetrieb bei einer konstanten Fahrpedalstellung anzusteuern. So kann der Fahrzeuglenker den Boost-Effekt noch deutlicher wahrnehmen.
Gemäß einer Ausführung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, den Boostbetrieb in einem Teillastbetrieb, insbesondere bei einer geringen Auslenkung des Fahrpedals, anzusteuern. Damit kann die erfindungsgemäße Art des Boostbetriebs am deutlichsten auf die Fahrzeuginsassen wirken, weil das Antriebsmoment länger zunimmt, bis das maximale Boostmoment erreicht ist.
Insbesondere kann vorliegend bis zu einer Fahrpedalstellung von 50% oder 35% der maximalen Fahrpedalauslenkung von einem Teillastbetrieb die Rede sein.
Gemäß einer Ausführung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, den Fahrzeuginsassen während des Boostbetriebs eine Boost-Soundinszenierung, insbesondere ein Antriebsgeräusch bei Volllast und/oder ein Geräusch eines Flugzeugstarts und/oder ein Geräusch einer tickenden Uhr, bereitzustellen, insbesondere die Boost-Soundinszenierung auf der HiFi-Anlage oder einem anderen Soundgeber des Kraftfahrzeugs einzuspielen. Damit kann das Boost-Erlebnis der Fahrzeuginsassen noch verstärkt werden.
Gemäß einer Ausführung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, bei einem Betätigungsende des Boostschalters, insbesondere mittels eines Entzerrens der Fahrpedalcharakteristik, insbesondere sofort oder graduell binnen eines Sekundenbruchteils oder binnen einer oder weniger Sekunden, zu einem Normalbetrieb zurückzukehren. Gemäß einer Ausführung erfolgt das Betätigungsende des Boostschalters unabhängig von dessen Betätigung durch einen Ablauf einer maximalen Boost-Zeitdauer. Die maximale Boost-Zeitdauer kann beispielsweise 5 oder 10 oder 15 Sekunden betragen. Damit ist sichergestellt, dass keine Überbelastung des Antriebs erfolgt.
Gemäß einer Ausführung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, den Fahrzeuginsassen mit einem Ende des Boostbetriebs eine Boostende-Soundinszenierung, insbesondere einen Luftausstoß und/oder ein Ausfahren eines Flugzeugfahrwerks, bereitzustellen, insbesondere die Boostende-Soundinszenierung auf der Hifi-Anlage oder einem anderen Soundgeber des Kraftfahrzeugs einzuspielen. Damit kann das Boosterlebnis der Fahrzeuginsassen noch stärker von dem Normalbetrieb abgegrenzt werden.
Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren:
Fig. 1 zeigt schematisch eine Längsführungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführung der Erfindung in einem elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeug.
Fig. 2 zeigt zu der Längsführungsvorrichtung aus Fig. 1 eine Fahrpedalcharakteristik anhand einer Normalbetriebs-Fahrpedalkennlinie und einer Boost- Fahrpedalkennlinie, die jeweils einen Zusammenhang zwischen einer Fahrpedalstellung und einem anzusteuernden Antriebsmoment festlegen.
Fig. 3 zeigt zu der Längsführungsvorrichtung aus Fig. 1 in einer Diagramm-Darstellung eine Antriebsmomententwicklung über die Zeit während eines Boostbetriebs anhand der Boost-Fahrpedalkennlinie aus Fig. 2.
Fig. 1 zeigt eine Längsführungsvorrichtung 2 für ein Kraftfahrzeug 1 mit einer elektrischen Antriebsmaschine E, mittels welcher ein Längsführungs-Fahrerwunsch 4 eines Fahrzeuglenkers umgesetzt werden kann. Zur Eingabe des Längsführungs-Fahrerwunschs 4 weist die Längsführungsvorrichtung
2 ein Fahrpedal P zur Eingabe eines Normalbetriebs-Fahrerwunsches und einen Boost- schalter B zur Eingabe eines Boostbetriebs-Fahrerwunsches auf. Der Boostschalter kann beispielsweise ein Druckknopf oder wie vorliegend ein ziehbares Paddle, insbesondere angeordnet an einem Lenkrad des Kraftfahrzeugs, sein.
Zur Umsetzung des mittels des Fahrpedals P und des Boostschalters B eingegebenen Längsführungs-Fahrerwunschs 4 weist die Längsführungsvorrichtung 2 eine Steuereinheit S, die mit dem Fahrpedal P und dem Boostschalter B zum Auslesen der jeweils eingegebenen Fahrerwünsche 4 sowie mit der Antriebsmaschine E zum Ansteuern eines Antriebsmoments M für einen Fährbetrieb des Kraftfahrzeugs koppelbar ist.
Der Boostschalter B ist mit der Steuereinheit S zur Anforderung eines Zusatz-Antriebsmoments, ausgehend von einem normalen Fährbetrieb, koppelbar, wobei der Ausgangspunkt für die Anforderung des Zusatz-Antriebsmoments ein Normalbetriebs-Antriebsmoment ist, das mittels einer Stellung x_P des Fahrpedals P anhand einer Normalbetriebs-Fahrpedalcharakteristik vorgegeben ist.
Um einen beispielhaften Boostbetrieb zu ermöglichen, wie er anhand der Figuren 2 und
3 erläutert ist, erfolgt bei einem beispielhaften Verfahren zur Längsführung des Kraftfahrzeugs 1 ein Erfassen einer Boostschalterbetätigung B_1 und ein Ansteuern eines immer größeren Antriebsmoments M während der erfassten Boostschalterbetätigung. Das Antriebsmoment wächst dabei von dem Beginn der Boostschalterbetätigung B_1 so lange, bis entweder ein maximales Boostmoment M_max, boost erreicht ist und/oder bis ein Betätigungsende B_0 des Boostschalters B eintritt. Das Betätigungsende B_0 des Boostschalters B kann durch ein Wegnehmen der Bedienung des Schalters oder unabhängig von dessen Betätigung durch einen Ablauf einer maximalen Boost-Zeitdauer erfolgen. Dadurch kann ein Boost-Erlebnis für die Fahrzeuginsassen, und insbesondere für den Fahrzeuglenker, als kontinuierliches immersiver wahrgenommenes Fahrerlebnis ausgestaltet werden.
Mit Beginn der Betätigung B_1 des Boostschalters B steuert die Steuereinheit S einen Antriebsmomentensprung delta_M an. Dieser Antriebsmomentensprung delta_M resultiert in einem massiven Vorwärts-Ruck R und ist in den Darstellungen der Figuren 2 und 3 jeweils mit einem Pfeil I verdeutlicht.
Die Boost-Fahrpedalkennlinie FPK_boost wird dabei ausgehend von der Normalbe- triebs-Fahrpedalkennlinie FPK_normal verzerrt, indem mit dem Beginn der Betätigung B_1 des Boostschalters B ohne wahrnehmbaren Zeitversatz die Normalbetriebs-Fahr- pedalkennlinie FPK_normal entlang der Pedalstellungsachse x_P sprunghaft, also mit einem Stauchungssprung (Pfeil I in Figur 2), gestaucht wird, sodass, insbesondere bei gleichbleibender Pedalstellung x_P, ein Sprung delta_M im Antriebsmoment M angesteuert wird.
Die Steuereinheit S kann den Antriebsmomentensprung delta_M derart schnell anzusteuern, dass er von Fahrzeuginsassen nicht als gradueller Antriebsmomentgradient, sondern als singulärer Ruck R wahrgenommen wird. Damit kann der Boostbetrieb mit einem Fahrverhalten eingeleitet werden, das - zumindest in seiner Unmittelbarkeit mit Betätigung des Boostschalters - nur mit elektromotorischen Antrieben erreichbar ist, und deshalb ein Begeisterungsmerkmal darstellen kann.
Zudem wird ohne wahrnehmbaren Zeitversatz mit der Betätigung des Boostschalters die Normalbetriebs-Fahrpedalkennlinie FPK_normal entlang der Antriebsmomentachse M gedehnt (vgl. Pfeil II), sodass, insbesondere bei gleichbleibender Pedalstellung, ein maximales Normalbetriebs-Antriebsmoment M_max, normal durch ein höheres, maximales Boostmoment M_max, boost ersetzt wird. Das maximales Boostmoment M_max, boost ist, beispielsweise 10%, größer ist als das maximale Antriebsmoment M_max, normal im Normalbetrieb, der ohne Betätigung des Boostschalters B stattfindet.
Dadurch kann das Boost-Erlebnis weiter intensiviert werden.
Unmittelbar anschließend an den Antriebsmomentensprung delta_M und den damit verbundenen Ruck R steuert die Steuereinheit S einen kontinuierlichen Antriebsmomentgradienten M_punkt des Antriebsmoments M anzusteuern. Der Verlauf des Antriebsmoments M ist während dieser kontinuierlichen Steigerung stetig definiert; der kontinuierliche Antriebsmomentgradient M_punkt muss aber nicht konstant sein (auch wenn das in Figur 3 so dargestellt ist). Nach dem Antriebsmomentensprung delta_M wird also mit weiterer Betätigung des Boostschalters B kontinuierlich die Normalbetriebs-Fahrpedalkennlinie FPK_normal entlang der Pedalstellungsachse x_P weiter gestaucht (vgl. Pfeil III), ausgehend von der gemäß dem Stauchungssprung gestauchten Normalbetriebs-Fahrpedalkennlinie.]
Damit kann ein Fahrverhalten erreicht werden, das mit längerem Betätigen des Boostschalters B ein kontinuierlich immersiver werdendes Fahrerlebnis schafft und damit während des gesamten Boostbetriebs (oder zumindest bis zum Erreichen eines maximalen Boostantriebsmoments) eine immer stärker einwirkende Wahrnehmung der Fahrzeuginsassen ermöglicht.
Somit lässt sich der erfindungsgemäße Boostmodus auf rechenarme Weise auf einem gängigen Steuergerät verwirklichen und/oder bedarf die Umsetzung der Erfindung keiner aufwändigem Bedatung einer zusätzlichen, unabhängigen Boost-Fahrpedalcharak- teristik - stattdessen wird nur die Normalbetriebs-Fahrpedalkennlinie geeignet verzerrt.
In der Fig. 3 ist ein Boostbetrieb bei einer konstanten Fahrpedalstellung in einem Teillastbetrieb bei einer geringen Auslenkung des Fahrpedals dargestellt. Dabei kann der Fahrzeuglenker den Boost-Effekt noch deutlicher wahrnehmen, weil er die Steigerung des Antriebsmoments M nicht einer Fahrpedalbetätigung zuordnet. Damit kann die erfindungsgemäße Art des Boostbetriebs am deutlichsten auf die Fahrzeuginsassen wirken, weil das Antriebsmoment länger zunimmt, bis das maximale Boostmoment erreicht ist.
Bei einem Betätigungsende B_0 des Boostschalters wird mittels eines Entzerrens der Boost-Fahrpedalkennlinie FPK_boost in einer Entlastungsphase B_1->0 binnen weniger Sekunden wieder die Normalbetriebs-Fahrpedalkennlinie FPK_normal angesteuert (siehe Figur 3).
Das Betätigungsende B_0 tritt im Ausführungsbeispiel nach Ablauf einer maximalen Boost-Zeitdauer T von 10 Sekunden automatisch ein. Damit ist sichergestellt, dass keine Überbelastung des Antriebs erfolgt. BEZUGSZEICHENLISTE
Kraftfahrzeug 1
Längsführungsvorrichtung 2
Längsführungs-Fahrerwunsch 4
Boostschalter B
Betätigung des Boostschalters B_1
Betätigungsende des Boostschalters B_0
Elektrische Antriebsmaschine E
Normalbetriebs-Fahrpedalkennlinie FPK_normal
Boost-Fahrpedalkennlinie FPK_boost
Fahrpedalcharakteristik K
Fahrpedalcharakteristik-Kennfelder K1 , K2
Antriebsmoment M
Maximales Boost-Antriebsmoment M_max, boost
Maximales Normalbetriebs-Antriebsmoment M_max, normal
Antriebsmomentengradient M_punkt
Antriebsmomentensprung delta_M
Fahrpedal P
Ruck R
Steuereinheit S
Zeitdauer T
Fahrpedalstellung x_P
Verzerrungen der Fahrpedalkennline (Pfeile) I, II, III

Claims

ANSPRÜCHE
1 . Längsführungsvorrichtung (2) für ein Kraftfahrzeug (1) mit einer elektrischen Antriebsmaschine (E), aufweisend
- eine Steuereinheit (S), die mit der Antriebsmaschine zum Ansteuern eines Antriebsmoments (M) koppelbar ist,
- einen Boostschalter (B), der mit der Steuereinheit zur Anforderung eines zusätzlichen Antriebsmoments koppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, während einer Betätigung (B_1) des Boost- schalters ein immer größeres Antriebsmoment anzusteuern, bis ein maximales Boostmoment (M_B) erreicht ist und/oder bis ein Betätigungsende (B_0) des Boostschalters eintritt.
2. Längsführungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, zu Beginn der Betätigung (B_1) des Boostschalters einen Antriebsmomentensprung (delta_M) anzusteuern.
3. Längsführungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, zu Beginn der Betätigung (B_1) des Boostschalters oder anschließend an einen Antriebsmomentensprung einen kontinuierlichen Antriebsmomentgradienten (M_punkt) des Antriebsmoments anzusteuern.
4. Längsführungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein maximales Boostmoment (M_max, boost) größer ist als ein maximales Antriebsmoment (M_max, normal) im Normalbetrieb.
5. Längsführungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, das Boostmoment entsprechend einer Boost- Fahrpedalkennlinie (FPK_boost), die ausgehend von einer Normalbetriebs-Fahrpedal- kennlinie (FPK_normal) verzerrt ist, vorzugeben. Längsführungsvorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Boost-Fahrpedalkennlinie (FPK_boost) ausgehend von der Normalbetriebs-Fahrpe- dalkennlinie (FPK_normal) verzerrt wird, indem bei einer Betätigung (B_1) des Boost- schalters (B)
- ohne wahrnehmbaren Zeitversatz die Normalbetriebs-Fahrpedalkennlinie entlang der Pedalstellungsachse (x_P) sprunghaft gestaucht wird; und/oder
- ohne wahrnehmbaren Zeitversatz die Normalbetriebs-Fahrpedalkennlinie entlang der Antriebsmomentachse (M) gedehnt wird; und/oder
- nach dem Anfangssprung (delta_M) mit weiterer Betätigung des Boostschalters kontinuierlich die Normalbetriebs-Fahrpedalkennlinie entlang der Pedalstellungsachse weiter gestaucht wird. Längsführungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, den Boostbetrieb bei einer konstanten Fahrpedalstellung anzusteuern. Längsführungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, den Boostbetrieb in einem Teillastbetrieb, insbesondere bei einer geringen Auslenkung des Fahrpedals, anzusteuern. Längsführungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, den Fahrzeuginsassen während des Boostbe- triebs eine Boost-Soundinszenierung, insbesondere ein Antriebsgeräusch bei Volllast und/oder ein Geräusch eines Flugzeugstarts und/oder ein Geräusch einer tickenden Uhr, bereitzustellen. Längsführungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, bei einem Betätigungsende (B_0) des Boostschalters, insbesondere mittels eines Entzerrens der Fahrpedalcharakteristik zu einem Normalbetrieb zurückzukehren. Längsführungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsende (B_0) des Boostschalters (B) unabhängig von dessen Betätigung durch einen Ablauf einer maximalen Boost-Zeitdauer (T) erfolgt. Längsführungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, den Fahrzeuginsassen mit einem Ende des Boostbetriebs eine Boostende-Soundinszenierung, insbesondere einen Luftausstoß und/oder ein Ausfahren eines Flugzeugfahrwerks, bereitzustellen. Verfahren zur Längsführung eines Kraftfahrzeugs (1) mit einer elektrischen Antriebsmaschine (E), insbesondere mittels einer Längsführungsvorrichtung (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend
- Erfassen einer andauernden Boostschalterbetätigung (B_1),
- Ansteuern eines immer größeren Antriebsmoments(M) während der erfassten Boostschalterbetätigung, bis ein maximales Boost-Antriebmoment (M_max, boost) erreicht ist und/oder bis ein Betätigungsende (B_0) des Boostschalters (B) eintritt.
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