DE19625502C1 - Einrichtung zur Längsbewegungssteuerung eines Kraftfahrzeuges - Google Patents
Einrichtung zur Längsbewegungssteuerung eines KraftfahrzeugesInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur
Längsbewegungssteuerung eines Kraftfahrzeuges mit einem
benutzerbetätigbaren, die Fahrzeugslängsbewegung sowohl
beschleunigend als auch verzögernd steuernden Stellelement.
Bei derartigen Einrichtungen dient das benutzerbetätigbare
Stellelement, das vorzugsweise als einhandbedienbarer
Steuerknüppel gestaltet ist, anstelle einer herkömmlichen
Gas- und Bremspedalerie als Benutzerschnittstelle zur Steuerung der
Fahrzeuglängsgeschwindigkeit, und zwar sowohl zur Erhöhung als
auch zur Verringerung derselben. Bei Bedarf kann das
Stellelement zusätzlich zur Steuerung der Fahrzeugquerbewegung,
d. h. zum Lenken des Fahrzeugs dienen. Anordnungen dieser Art
sind in der Patentschrift US 3.022.850 und der Veröffentlichung
H. Bubb, Arbeitsplatzfahrer - eine ergonomische Studie,
Automobil-Industrie 3/85, Seite 265 beschrieben. Vorzugsweise
bewirkt während Vorwärtsfahrt eine Stellelementbetätigung in
eine erste Betätigungsrichtung, beispielsweise nach vorn, eine
Geschwindigkeitserhöhung und eine Betätigung in eine
entgegengesetzte, zweite Betätigungsrichtung, d. h.
beispielsweise nach hinten, eine Geschwindigkeitsreduzierung, so
daß die Stellelementbetätigung intuitiv dem vom Fahrer
gewünschten Fahrzeugverhalten entspricht. Die einzustellende
Geschwindigkeit oder die einzustellende positive oder negative
Beschleunigung, d. h. Verzögerung, wird gemäß einer vorgegebenen
Kennlinie in Abhängigkeit von der Stellelementauslenkung oder
der auf das Stellelement ausgeübten Betätigungskraft festgelegt.
Die genannte, sinnfällige Zuordnung der
Stellelementbetätigungsrichtung zum gewünschten
Fahrzeugverhalten kann für Fahrzeuge unbefriedigend sein, mit
denen nicht nur vorwärts, sondern auch rückwärts gefahren werden
kann. Denn wenn für das Rückwärtsfahren die
Stellelementfunktionalität des Vorwärtsfahrbetriebes beibehalten
wird, geht die intuitive Relation zwischen
Stellelementbetätigungsrichtung und Wirkung auf die
Fahrzeugdynamik wegen der umgekehrten Fahrzeugbewegungsrichtung
verloren, d. h. eine Stellelementbetätigung in
Fahrzeugbewegungsrichtung würde dann keine Erhöhung, sondern
eine Erniedrigung der Rückwärtsfahrgeschwindigkeit bewirken.
Als Abhilfe wurde in der älteren nicht vorveröffentlichten, deutschen
Patentanmeldung DE 196 00 140 eine Stellelementanordnung zur
Steuerung der Längsgeschwindigkeit und/oder des Lenkwinkels
eines Kraftfahrzeuges vorgeschlagen, bei der die Zuordnung der
Geschwindigkeitserhöhungsfunktion und der
Geschwindigkeitsreduzierungsfunktion zur ersten bzw. zweiten
Stellelementbetätigungsrichtung bei Rückwärtsfahrt gegenüber
derjenigen bei Vorwärtsfahrt invertiert ist. Auf diese Weise
wird erreicht, daß sowohl bei Vorwärtsfahrt als auch bei
Rückwärtsfahrt eine Betätigung des Stellelementes in
Fahrzeugbewegungsrichtung eine Geschwindigkeitserhöhung und eine
entgegengerichtete Stellelementbetätigung eine
Geschwindigkeitsreduzierung bewirken, wobei eine selbsttätige
Umschaltung zwischen diesen Zuordnungen beim Ein- bzw.
Auskuppeln des Rückwärtsgangs eines Fahrzeuggetriebes vorgesehen
sein kann.
Unabhängig davon, ob bei den herkömmlichen Anordnungen mit einem
einheitlichen Stellelement zur Steuerung der gesamten Fahrzeug
längsdynamik ein derartiger Zuordnungswechsel vorgesehen ist
oder nicht, muß jedenfalls beim Wechsel zwischen Vorwärts- und
Rückwärtsfahrt ein weiteres Bedienelement, üblicherweise ein
Gangschalthebel, betätigt werden.
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung
einer Einrichtung der eingangs genannten Art zugrunde, mit der
das Fahrzeug in seiner Längsdynamik mit hohem Bedienkomfort
sowohl bei Vorwärts- als auch bei Rückwärtsfahrt steuerbar ist.
Die Erfindung löst dieses Problem durch eine Einrichtung mit den
Merkmalen des Anspruchs 1. Bei dieser Einrichtung sind
wenigstens zwei wählbare Fahrbetriebsmodi, zwischen denen der
Fahrzeugführer umschalten kann, vorgesehen, und zwar ein
Vorwärtsfahrtmodus und ein Rangiermodus. Im Vorwärtsfahrtmodus
wird die Fahrzeuglängsbewegung über ein benutzerbetätigbares,
einheitliches Stellelement sowohl beschleunigend als auch
verzögernd gesteuert. Im Rangiermodus ist das Fahrzeug allein
abhängig von der Betätigung des einheitlichen Stellelementes
wahlweise in Vorwärts- oder in Rückwärtsrichtung bewegbar,
beispielsweise dadurch, daß durch eine Stellelementbetätigung
nach vorn eine Vorwärtsfahrt und bei einer
Stellelementbetätigung nach hinten eine Rückwärtsfahrt aktiviert
wird. Auf diese Weise braucht beim Rangieren zum Wechsel
zwischen Vorwärtsfahren und Rückwärtsfahren nicht jedesmal ein
zugehöriger Gangwählhebel betätigt werden. Für einen
gegebenenfalls vorhandenen Gangwählhebel braucht folglich keine
Rückwärtsfahrstufe vorgesehen sein, da bereits die entsprechende
Betätigung des die Fahrzeuglängsbewegung steuernden
Stellelements das Einlegen des Rückwärtsgangs im Getriebe
veranlaßt. Das vom Fahrer beispielsweise über eine entsprechende
Bedientaste vorzunehmende Umschalten zwischen Vorwärtsfahrt- und
Rangiermodus bewirkt die zugehörige Umschaltung zwischen den in
den beiden Fahrbetriebsmodi unterschiedlichen
Steuerungsfunktionen des Stellelementes.
Bei einer nach Anspruch 2 weitergebildeten Einrichtung wird die
im Rangiermodus maximal erreichbare Geschwindigkeit kleiner
gehalten als die für das Fahrzeug maximal mögliche, im
Vorwärtsfahrtmodus erreichbare Höchstgeschwindigkeit.
Vorzugsweise ist die maximale Geschwindigkeit im Rangiermodus
deutlich kleiner als die Fahrzeughöchstgeschwindigkeit, um den
Rangiermodus auf das Rangieren des Fahrzeugs bei niedrigen
Geschwindigkeiten, z. B. kleiner als 20 km/h, zu beschränken.
Bei einer nach Anspruch 3 weitergebildeten Einrichtung ist in
einem mittleren Stellelementbetätigungsbereich eine
Standbremsenfunktion aktiv, die das Fahrzeug zum Stehen bringt
bzw. im Stand hält. Erst wenn das Stellelement über diesen
Bereich hinaus betätigt wird, wird das Fahrzeug je nach
Stellelementbetätigungsrichtung vorwärts oder rückwärts bewegt.
Die Bereitstellung des Stellelementbetätigungsbereichs mit
Standbremsenfunktion erlaubt fahrdynamisch sanfte Übergänge
zwischen Vorwärts- und Rückwärtsfahrphasen beim Rangieren.
Bei einer nach Anspruch 4 weitergebildeten Einrichtung ist ein
dritter Fahrbetriebsmodus in Form eines Rückwärtsfahrtmodus
vorgesehen, der ebenfalls über ein entsprechendes Bedienelement
vom Fahrer ausgewählt werden kann und in welchem das Fahrzeug
ausschließlich rückwärts bewegbar ist. Das benutzerbetätigbare
Stellelement für die Fahrzeuglängsbewegungssteuerung dient
hierbei sowohl zur Erhöhung als auch zur Erniedrigung der
Rückwärtsfahrgeschwindigkeit, wobei die Zuordnung zwischen der
Stellelementbetätigungsrichtung zur Erhöhung bzw. Erniedrigung
der Fahrzeuggeschwindigkeit identisch zu derjenigen des
Vorwärtsfahrtmodus oder aber gegenüber dieser invertiert sein
kann.
Eine Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 betrifft
vorteilhafte Möglichkeiten der Zuordnung der jeweiligen
Stellelementbetätigung zur davon angesteuerten
fahrdynamikbestimmenden Größe anhand vorgegebener Kennlinien,
die für den Vorwärtsfahrtsmodus steiler gewählt sind als für den
Rangiermodus. Auf diese Weise kann die Fahrzeuglängsbewegung bei
gleicher Stellelementbetätigung im Rangiermodus feinfühliger als
im Vorwärtsfahrtmodus eingestellt werden. In einer weiteren
Ausgestaltung hiervon erfolgt gemäß Anspruch 6 ein instantaner
oder nach vorgegebenen Übergangskennlinien allmählicher Wechsel
vom bisherigen zum neuen Wert der von der Stellelementbetätigung
beeinflußten Steuergröße beim Umschalten zwischen dem
Vorwärtsfahrt- und dem Rangiermodus. Damit läßt sich die
Änderung der Fahrgeschwindigkeit während solcher
Umschaltvorgänge in jeweils gewünschter Weise vorgeben.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den
Zeichnungen veranschaulicht und werden nachfolgend beschrieben.
Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Fahrersitzbereiches
eines Kraftfahrzeuges mit einheitlichem Stellelement zur
Fahrzeuglängsbewegungssteuerung in Vorwärtsfahrtmodus-Be
dienfunktionalität,
Fig. 2 eine schematische Funktionsdarstellung des Stellelementes
von Fig. 1 in Rangiermodus-Bedienfunktionalität,
Fig. 3 eine diagrammatische Darstellung der
Fahrzeuggeschwindigkeit in Abhängigkeit von der
Stellelement-Betätigungskraft im Rangiermodus,
Fig. 4 eine diagrammatische Darstellung möglicher Stellelement-Kenn
linien im Vorwärtsfahrtmodus einerseits und im
Rangiermodus andererseits,
Fig. 5 ein Diagramm zur Veranschaulichung eines instantanen
Steuergrößenübergangs bei einem Wechsel vom Rangier- zum
Vorwärtsfahrtmodus,
Fig. 6 ein Diagramm zur Veranschaulichung eines allmählichen
Steuergrößenübergangs bei einem Wechsel vom Rangier- zum
Vorwärtsfahrtmodus und
Fig. 7 eine schematische Stellelement-Seitenansicht zur
Veranschaulichung einer Kick-Down-Funktion.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht den Bereich
eines Fahrersitzes (1) eines Kraftfahrzeuges, das zur Steuerung
seiner Längsbewegung, und zwar sowohl bezüglich Beschleunigungs- wie
auch bezüglich Verzögerungsvorgängen, ein vom Benutzer
handbetätigbares Stellelement (2) beinhaltet, welches um eine
gedachte Schwenkachse (3) betätigbar ist. Diese Betätigung kann
je nach Systemauslegung in einer Drehmomentbeaufschlagung
und/oder einer Schwenkbewegung des Bedienelementes (2) um die
Schwenkachse (3) bestehen. Dabei wird herkömmlicherweise
zwischen passiver, isometrischer und aktiver Systemauslegung
unterschieden. Bei der passiven Systemauslegung wird die
Steuergröße, d. h. die von der Stellelementbetätigung gesteuerte,
fahrdynamische Größe, in Abhängigkeit von der
Stellelementauslenkung eingestellt, wozu dann das Stellelement
(2) und die Schwenkachse (3) schwenkbeweglich angelenkt ist. Bei
der isometrischen Systemauslegung verbleibt das Stellelement (2)
ortsfest, und die Steuergröße wird in Abhängigkeit von dem auf
das Stellelement (2) einwirkenden Drehmoment um die Schwenkachse
(3) eingestellt. Bei der aktiven Systemauslegung werden
Drehmomentbeaufschlagung und Stellelementauslenkung kombiniert,
indem das auf das Stellelement (2) ausgeübte Drehmoment den Wert
der Steuergröße bestimmt und gleichzeitig das Stellelement (2)
selbsttätig vom System in Abhängigkeit vom jeweiligen Istwert
der Steuergröße ausgelenkt wird. Eine alternative aktive
Systemauslegung besteht darin, den Wert der Steuergröße in
Abhängigkeit von der Stellelementauslenkung einzustellen und
durch das System eine Reaktionskraft auf das Stellelement (2) zu
erzeugen, die als Funktion des Steuergrößen-Istwertes festgelegt
wird. Mit der aktiven Systemauslegung erhält der Fahrer folglich
eine mit seiner das Stellelement (2) betätigenden Hand
erfahrbare Rückmeldung über die fahrdynamische Wirkung seiner
Stellelementbetätigung.
Als die Fahrzeuglängsbewegung beeinflussende, von der
Stellelementbetätigung beeinflußte Steuergröße kann je nach
Bedarf die Beschleunigung bzw. Verzögerung oder die
Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder auch der Drosselklappenwinkel
eines Verbrennungsmotors bzw. die Bremskraft herangezogen
werden. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit werden für die
weitere Beschreibung, soweit nichts anderes gesagt, als
Steuergröße (S) der Drosselklappenwinkel bzw. die Bremskraft und
als zugehörige Stellelementbetätigung die Stellelementauslenkung
(A) angenommen.
Das Kraftfahrzeug ist vom Fahrzeugführer umschaltbar wahlweise
in einem Vorwärtsfahrtmodus und einem Rangiermodus betreibbar.
Zur Umschaltung zwischen diesen Fahrbetriebsmodi ist am Stell
element (2) eine zugehörige, bequem z. B. mit dem Daumen der das
Stellelement (2) umgreifenden Hand betätigbare Umschalttaste (4)
vorgesehen. In Fig. 1 ist die Bedienfunktionalität des
Stellelements (2) für den Fall des Vorwärtsfahrtmodus gezeigt.
Positiven Auslenkungen (Av) des Stellelementes (2) in Richtung
Fahrzeugbug, d. h. nach vorn, sind fahrgeschwindigkeitserhöhende,
d. h. fahrzeugbeschleunigende Fahrdynamikeingriffe zugeordnet,
während Stellelementauslenkungen (Ah) in Richtung Fahrzeugheck,
d. h. nach hinten, verzögernde Fahrdynamikeingriffe zur Folge
haben. Damit entspricht die Stellelementbetätigungsrichtung dem
vom Fahrer intuitiv gewünschten Fahrzeugverhalten. Speziell
bedeutet dies, daß mit zunehmender Stellelementauslenkung aus
einer mittigen Ruhelage (A₀) nach vorn bis zu einer
Maximalauslenkung (Avm) der Drosselklappenwinkel bis zum
Maximalwert geöffnet wird, so daß das Fahrzeug bis zu seiner
Höchstgeschwindigkeit beschleunigt wird. Analog entspricht einer
zunehmenden Stellelementbetätigung aus der Ruhelage (A₀) nach
hinten bis zu einer Maximalauslenkung (Ahm) einer zunehmenden
Bremswirkung bis zum Erreichen einer maximal möglichen
Fahrzeugverzögerung.
Beim Umschalten vom Vorwärts- in den Rangiermodus ändert sich
diese Bedienfunktionalität des Stellelementes (2) in eine
Funktionalität, wie sie in den Fig. 2 und 3 veranschaulicht ist.
Solange im Rangiermodus die Stellelementauslenkung aus der
Ruhelage (A₀) einen vorgegebenen Bereich (AB) um diese Ruhelage
(A₀) nicht überschreitet, hält das Stellelement (2) eine
Standbremsenfunktion aktiv, die dafür sorgt, daß das Fahrzeug
zum Stillstand abgebremst bzw. im Stillstand gehalten wird. Erst
wenn die Stellelementauslenkung diesen durch entsprechende
Grenzpunkte (A₁, A₂) bestimmten Bereich (AB) geringer
Stellelementauslenkungen in der einen oder anderen Richtung
überschreitet, wird das Fahrzeug nach vorn oder nach hinten
beschleunigt, wobei durch an den Grenzpunkten (A₁, A₂)
vorgesehene Schaltpunkte für eine automatische Deaktivierung der
Standbremsenfunktion gesorgt wird. Bei Betätigung des
Stellelementes (2) nach vorn wird ein im Fahrzeug vorhandenes
Schaltgetriebe über eine nicht gezeigte Steuereinheit, welcher
die Information über die Stellelementauslenkung zugeführt wird,
zum Einlegen eines Vorwärtsgangs veranlaßt, während im Gegensatz
dazu beim Betätigen des Stellelementes (2) nach hinten in seiner
Rangiermodus-Bedienfunktionalität von dieser Steuereinheit
selbsttätig das Einlegen eines Rückwärtsgangs bewirkt wird, ohne
daß der Fahrer hierzu ein weiteres Bedienelement, z. B. einen
Gangwählhebel bedienen muß. Im Rangiermodus wird also eine
selbsttätige Umschaltung zwischen Vorwärts- und
Rückwärtsfahrphasen erzielt.
In Fig. 3 ist die Fahrdynamik im Rangiermodus anhand eines
Diagramms veranschaulicht, in welchem die
Fahrzeuggeschwindigkeit (v) in Abhängigkeit von der auf das
Stellelement (2) ausgeübten Betätigungskraft (F) abgetragen ist,
wobei mit der durchgezogenen Kennlinie (K₁) angenommen ist, daß
das Stellelement (2) federzentriert um seine Ruhelage (A₀)
schwenkbeweglich angeordnet ist. Solange die Betätigungskraft
(F) betraglich einen bestimmten Mindestwert (Fm) nicht
überschreitet, befindet sich das
Stellelement (2) in seinem Bereich (AB) geringer Auslenkungen, so
daß die Standbremsenfunktion aktiv ist und das Fahrzeug steht.
Mit größer werdender Betätigungskraft (F) bewegt sich dann das
Fahrzeug mit zunehmender Geschwindigkeit (v) je nach
Stellelementbetätigungsrichtung nach vorn oder nach hinten,
jeweils höchstens bis zu einer Rangiermaximalgeschwindigkeit
(vrm), die verglichen mit der höchstmöglichen
Fahrzeuggeschwindigkeit sehr klein gewählt ist. Um das Anfahren
aus dem Stand sanfter zu gestalten, ist die Federzentrierung des
Stellelementes (2) vorzugsweise nicht wie bei der Kennlinie (K₁)
im Anfahrbereich knickförmig, sondern geglättet gewählt, wodurch
sich dann die in Fig. 3 gestrichelt markierte Kennlinie (K₂) für
den Verlauf der Fahrzeuggeschwindigkeit in Abhängigkeit von der
Stellelementbetätigungskraft ergibt.
Bei Bedarf kann für das Kraftfahrzeug ein zusätzlicher, dritter
Fahrbetriebsmodus in Form eines Rückwärtsfahrtmodus vorgesehen
sein, der ebenfalls vom Fahrer durch entsprechende
Bedienelementbetätigung ausgewählt werden kann. Diesem
Rückwärtsfahrtmodus ist für das Stellelement (2) dieselbe
Bedienfunktionalität zugeordnet wie im Vorwärtsfahrtmodus, d. h.
in der einen Betätigungsrichtung werden Beschleunigungsvorgänge
und in der anderen Verzögerungsvorgänge eingeleitet, mit dem
Unterschied, daß nun im Getriebe bleibend ein Rückwärtsgang
eingelegt ist. Neben der identischen kann auch die gegenüber
derjenigen des Vorwärtsfahrmodus invertierte
Bedienfunktionalität für den Rückwärtsfahrtmodus vorgesehen
sein, so daß dann Stellelementbetätigungen nach hinten
Beschleunigungen des Fahrzeugs in Rückwärtsrichtung und
Stellelementbetätigungen nach vorn Fahrzeugverzögerungsvorgänge
beim Rückwärtsfahren bewirken.
Der Fahrer kann eine Umschaltung zwischen Vorwärtsfahrtmodus und
Rangiermodus nicht nur bei stehendem Fahrzeug, sondern auch bei
fahrendem Fahrzeug vornehmen. Für den letzteren Fall sind wegen
der unterschiedlichen Bedienfunktionalitäten des Stellelementes
(2) im Vorwärtsfahrtmodus einerseits und im Rangiermodus
andererseits geeignete Übergangsmaßnahmen für die
Stellelementwirkung bei derartigen Wechseln des
Fahrbetriebsmodus vorzusehen. Einige mögliche Maßnahmen sind
beispielhaft in den Fig. 4 bis 6 veranschaulicht, wobei in
diesen Diagrammen beispielhaft der jeweilige Wert des
Drosselklappenwinkels (S) als Funktion der
Stellelementauslenkung (A) bzw. als Funktion der Zeit (t)
abgetragen und eine Systemauslegung mit passivem Stellelement
(2) angenommen ist.
Fig. 4 veranschaulicht schematisch den unterschiedlichen Verlauf
des Drosselklappenwinkels (S) in Abhängigkeit von der
Stellelementauslenkung (A) im Vorwärtsfahrtmodus einerseits,
beschrieben mit der durchgezogenen Kennlinie (K₃), gegenüber
demjenigen im Rangiermodus, beschrieben durch die
strichpunktierte Kennlinie (K₄). Wie daraus ersichtlich, steigt
der Drosselklappenwinkel mit größer werdender
Stellelementauslenkung (A) im Vorwärtsfahrtmodus steiler an als
im Rangiermodus, so daß im Rangiermodus bei voller
Stellelementauslenkung die Drosselklappe nicht ganz geöffnet ist
und die Fahrzeuggeschwindigkeit unter der
Fahrzeughöchstgeschwindigkeit bleibt. Somit ergeben sich bei
beliebiger, gegebener Stellelementauslenkung (A)
unterschiedliche Drosselklappenwinkelwerte für den
Vorwärtsfahrtmodus einerseits und den Rangiermodus andererseits.
Fig. 5 veranschaulicht eine erste Möglichkeit der
Systemauslegung zur Berücksichtigung dieser unterschiedlichen
Steuergrößenwerte in den verschiedenen Fahrbetriebsmodi anhand
einer Umschaltung vom Rangier- in den Vorwärtsfahrtmodus. Bei
dieser Systemauslegung wird beim Wechsel zwischen den
Fahrbetriebsmodi jeweils instantan, d. h. sprunghaft, vom
bisherigen auf den neuen Steuergrößenwert gewechselt. Im Fall
von Fig. 5 bedeutet dies, daß zu einem Umschaltzeitpunkt (tu) vom
bisher für den Rangiermodus maximal möglichen Wert des
Drosselklappenwinkels instantan auf die im Vorwärtsfahrtmodus
mögliche, volle Drosselklappenöffnung gesprungen wird.
Wenn sich durch ein solches instantanes Übergangsverhalten bei
großer Motorleistung kritische Situationen ergeben würden, kann
eine der in Fig. 6 wiederum anhand einer Umschaltung vom
Rangier- in den Vorwärtsfahrtmodus veranschaulichten
Systemauslegungen gewählt werden, mit denen vom bisherigen
Steuergrößenwert allmählich längs einer stetigen
Übergangskennlinie zum neuen Steuergrößenwert übergegangen wird.
In Fig. 6 sind beispielhaft drei mögliche, derartige
Übergangskennlinien dargestellt, und zwar eine lineare,
gestrichelt gezeichnete Kennlinie (K₅), eine durchgezogene,
konvex ansteigende Kennlinie (K₆) und eine strich-doppelpunktiert
gezeichnete, konkav ansteigende Kennlinie (K₇). Bei dieser Art
der allmählichen Änderung des Steuergrößenwertes wird zugunsten
eines unkritischeren Fahrverhaltens auf das volle
Fahrzeugbeschleunigungsvermögen während des Übergangs
verzichtet.
Vorzugsweise ist für das Stellelement (2) zusätzlich eine Kick-
Down-Funktion vorgesehen, wie in Fig. 7 schematisch
veranschaulicht. Bei dieser Kick-Down-Funktion wird rasch die
volle Drosselklappenöffnung eingestellt und gegebenenfalls
zusätzlich ein niedrigerer Gang eingelegt, um eine maximale
Fahrzeugbeschleunigung zu erhalten. Da diese Funktion nur im
Vorwärtsfahrtmodus und nicht im Rangiermodus aktivierbar sein
soll, ist ein nicht gezeigter, mechanischer Anschlag vorgesehen,
der im Rangiermodus die maximale Stellelementauslenkung in
Vorwärtsrichtung auf eine vorgegebene Rangiermo
dus-Maximalauslenkung (ARm) begrenzt. Im Vorwärtsfahrtmodus gibt
dieser Anschlag hingegen eine weitergehende
Stellelementauslenkung bis zu einem größeren
Auslenkungsmaximalwert (AM) frei. Jedoch wird für diese
Zusatzauslenkung ein erhöhter Widerstand für das Stellelement
(2), z. B. mittels einer zusätzlichen Rückstellfeder, vorgesehen,
damit der Fahrer die Aktivierung der Kick-Down-Funktion über
seine das Stellelement (2) betätigende Hand spürt. Als
Alternative kann die Kick-Down-Funktion bei Bedarf
selbstverständlich auch durch Betätigung eines hierfür
vorgesehenen, zusätzlichen Bedienelementes ausgelöst werden.
Analoge Übergangs- und Zusatzfunktionen für das Stellelement
(2), wie sie zu den Fig. 4 und 7 oben beschrieben wurden, sind
auch für alle anderen, möglichen Systemauslegungen in analoger
Weise realisierbar, z. B. wenn anstelle des Drosselklappenwinkels
die Fahrzeuglängsbeschleunigung als Steuergröße (S) gewählt wird
oder wenn bei aktiver oder isometrischer Stellteilauslegung die
Betätigungskraft auf das Stellelement anstelle der
Stellelementauslenkung als maßgebliche
Stellelementbetätigungsgröße gewählt wird, wobei sich keine
Probleme für die Rückmeldungsfunktion bei aktiver
Stellteilauslegung ergeben. Wenn bei aktiver Stellteilauslegung
die Stellelementauslenkung als maßgebliche Betätigungsgröße und
eine Reaktionskraft als Rückmeldungsgröße dienen, können analoge
Übergangsmaßnahmen, wie zu den Fig. 4 bis 6 beschrieben,
verwendet werden. Dabei kommt als mit der Reaktionskraft
verknüpfte, rückgemeldete Größe neben der Fahrzeug
längsbeschleunigung beispielsweise auch der momentane
Kraftstoffverbrauch, z. B. erkannt anhand der
Drosselklappenstellung, in Betracht, wenn als Steuerungsgröße
der Drosselklappenwinkel dient. Wenn bei aktiver
Stellteilauslegung mit der Stellelementauslenkung die
Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt wird, kann die rückmeldende
Reaktionskraft beispielsweise proportional zur Differenz
zwischen Soll- und Istgeschwindigkeit gewählt werden. Beim
Umschalten zwischen den Fahrbetriebsmodi ändert sich dann
zunächst nur die Sollgeschwindigkeit merklich, wodurch sich ohne
Gegenmaßnahmen ein entsprechender Sprung der rückmeldenden
Reaktionskraft ergibt, der je nach Bedarf in dieser Weise
aufrechterhalten oder aber durch einen allmählichen Übergang
abgemildert werden kann.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen, daß die
erfindungsgemäße Einrichtung eine Längsbewegungssteuerung des
Kraftfahrzeugs durch den Fahrer mit hohem Bedienkomfort
ermöglicht. Es versteht sich, daß das hierfür verwendete
Stellelement bei Bedarf zusätzlich auch zur Steuerung der
Fahrzeugquerbewegung verwendet werden kann, wenn es hierzu um
eine weitere Betätigungsebene, z. B. in Fahrzeugquerrichtung,
erweitert wird, wie dies an sich für manche Stellelemente dieser
Art gebräuchlich ist. Charakteristisch beim erfindungsgemäßen
Kraftfahrzeug ist jedenfalls, daß im Rangiermodus zum Wechsel
zwischen Vorwärts- und Rückwärtsfahrt kein separater Getriebe-Gang
wählhebel betätigt werden muß.
Claims (6)
1. Einrichtung zur Steuerung der Längsbewegung eines Kraftfahr
zeugs, mit
- - einem benutzerbetätigbaren Stellelement, mit dem die Fahrzeug längsbewegung sowohl beschleunigend als auch verzögernd steuer bar ist, dadurch gekennzeichnet, daß
- - ein Vorwärtsfahrtmodus und ein Rangiermodus als wählbare Fahr betriebsmodi für das Kraftfahrzeug vorgesehen sind, wobei das Fahrzeug
- - im Vorwärtsfahrtmodus ausschließlich vorwärts bewegbar ist und bei Betätigung des Stellelementes (2) in eine erste Betätigungs richtung in einem von der Auslenkung oder der Betätigungskraft des Stellelementes abhängigen Maß beschleunigt sowie bei Betäti gung des Stellelementes (2) in eine zweite Betätigungsrichtung in einem von der Auslenkung oder der Betätigungskraft des Stell elementes abhängigen Maß verzögert wird und
- - im Rangiermodus bei Betätigung des Stellelementes (2) in der einen Betätigungsrichtung vorwärts und bei Betätigung desselben in der anderen Betätigungsrichtung rückwärts bewegbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Fahrzeuggeschwindigkeit im Rangiermodus in Abhängigkeit von
der Auslenkung oder der Betätigungskraft des Stellelementes (2)
zwischen null und einem vorgebbaren maximalen Rangiergeschwin
digkeitsbetrag kleiner als die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit
im Vorwärtsfahrtmodus eingestellt wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
im Rangiermodus in der jeweiligen Stellelement-Betätigungs
richtung bei Auslenkungen oder Betätigungskräften des Stellele
mentes (2) bis zu einer vorgebbaren Mindestauslenkung oder Min
destbetätigungskraft eine Standbremsenfunktion aktiviert ist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Rückwärtsfahrtmodus als weiterer, wählbarer Fahrbetriebsmo
dus vorgesehen ist, in welchem das Fahrzeug ausschließlich rück
wärts bewegbar ist und bei Betätigung des Stellelementes (2) in
der einen Betätigungsrichtung in einem von der Auslenkung oder
der Betätigungskraft des Stellelementes abhängigen Maß beschleu
nigt und bei Betätigung des Stellelementes (2) in der anderen
Betätigungsrichtung in einem von der Auslenkung oder der Betäti
gungskraft des Stellelementes abhängigen Maß verzögert wird.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Steuerung der Fahrzeuglängsbewegung durch das benutzerbetä
tigbare Stellelement (2) der Drosselklappenwinkel oder die
Bremskraft, die Beschleunigung oder Verzögerung oder die Ge
schwindigkeit des Fahrzeugs als Steuergröße in Abhängigkeit von
der Auslenkung oder der Betätigungskraft des Stellelementes an
hand von Kennlinien eingestellt werden, die für den Vorwärts
fahrtmodus steiler vorgegeben sind als für den Rangiermodus.
6. Einrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
beim Umschalten zwischen Vorwärtsfahrtmodus und Rangiermodus in
stantan oder gemäß einer vorgegebenen Übergangskennlinie allmäh
lich vom bisherigen zum neuen Wert der von der Stellelementbetä
tigung beeinflußten, fahrdynamischen Steuergröße übergegangen
wird.
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