DE602004006978T2 - Fahrzeug mit einem lenkradschalter zur auswahl der gewünschten fahrzeugdynamik - Google Patents

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Description

  • TECHNISCHES FELD DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug, welches es dem Fahrer ermöglicht, die Fahrzeugdynamik aus einer Anzahl von vorherbestimmten Programmen auszuwählen.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Wie bekannt ist, machen die hohe Leistung und die schnelle Fahrzeugreaktion von Hochleistungsstraßensportwagen diese relativ schwer zu fahren, insbesondere bei ungünstigem Wetter. Um normales Fahren sicherer zu machen, sind Hochleistungssportwagen deswegen mit verschiedenen elektronischen Hilfsvorrichtungen für den Fahrer ausgestattet, wie einem ABS (Antiblockiersystem zum Verhindern, dass die Räder beim Bremsen blockieren), ESP (elektronisches Stabilitätsprogramm zum Kontrollieren der Fahrzeugstabilität), ASP (Anti Skid Programm zum Verhindern des Rutschens der Antriebsräder) und elektronischer Federungskontrolle (zum Einstellen der Federreaktion auf Belastung).
  • Um es dem Fahrer zu ermöglichen, die Reaktion der elektronischen Hilfsvorrichtungen an die gewünschte Fahrweise und die Wetterbedingungen anzupassen, ist der Fahrgastraum des Fahrzeugs normal ausgestattet, auf dem mittleren Tunnel nahe der Schaltebene, mit einem Schaltknopf zum Übermitteln der vom Fahrer gewählten Fahrweise – normal oder sportlich – zu einer zentralen Kontrolleinheit.
  • Der allmähliche Anstieg der Anzahl und Komplexität von elektronischen Fahrerhilfsvorrichtungen bedingt eine höhere Kommunikation zwischen dem Fahrer und der zentralen Kontrolleinheit, um die zentrale Kontrolleinheit in die Lage zu versetzen, die elektronischen Fahrerhilfsvorrichtungen am besten zu steuern, und zwar sowohl im Hinblick auf die Fahrweise, als auch auf die Wetterbedingungen. Demzufolge wurde vorgeschlagen, den zentralen Tunnel mit einer Reihe von Knöpfen zu versehen, die es dem Fahrer ermöglichen, zwischen verschiedenen dynamischen Fahrzeugleistungen auszuwählen.
  • Tests haben jedoch gezeigt, dass die obige Lösung, die eine Anzahl von Knöpfen auf dem zentralen Tunnel beinhaltet, kompliziert in der Anwendung ist und dazu neigt, den Fahrer beim Fahren des Fahrzeugs abzulenken.
  • Das US-Patent US 2003023353 A1 zeigt eine Anordnung für ein mit Schaltern versehenes Lenkrad, bei welchem mindestens zwei Multifunktionsschalter an gegenüberliegende Seiten eines Fahrzeuglenkrads bezogen auf seine Mitte montiert sind, um die Steuerung von Fahrzeugfunktionen und/oder optionalen Funktionen zu bewirken; eine Anzeigevorrichtung auf dem Armaturenbrett des Fahrzeugs zeigt die verfügbaren Hauptfunktionen und optionale untergeordnete Funktionen an. Ein erster der Multifunktionsschalter kann so eingestellt werden, dass er eine Auswahl einer Hauptfunktion und/oder einer untergeordneten Funktion bewirkt; ein zweiter der Multifunktionsschalter kann so gestellt werden, dass er die Einleitung einer gewählten Steuerungsleistung oder einer Funktionskontrolle bewirkt, und/oder eine davon untergeordnete Steuerungsleistung. Eine Person, die die Schalter bedient, kann sie wechselweise durch Beobachten der Anzeigen auf der Anzeigevorrichtung steuern.
  • DE 3941665 A zeigt ein Fahrzeug mit einer automatischen Lenkradschaltung, welche die Wahl gibt zwischen mehr oder weniger ökonomischem Fahren und manuellem außer Kraft setzen der automatischen Schaltung. Die abweisende Platte in der Mitte des Lenkrads ist flankiert von Reihen von Knöpfen zur Programmwahl und zur Gangwahl; Park-, Rückwärts-, Neutral- und Fahreinstellungen werden konventionell mit einem zentral montierten Hebel auf dem Boden gewählt; das Programm umfasst „sportliches" Fahren, ökonomisches Fahren, manuelle Gangwahl, wobei die gegenüberliegenden Knöpfe benutzt werden, und unter Last fahren.
  • US 6044318 B1 , welche als nähester Stand der Technik angesehen wird, zeigt ein Antriebsstrangkontrollsystem, bei der eine elektronische Kontrolleinheit (ECU) einen Kraftauslassaktuator kontrolliert, um ein Brennelement eines internen Verbrennungsmotors anzutreiben; die ECU empfängt ein Signal der benötigten Kraft von einem Gaspedalbedarfspotentiometers und ein Signal der benötigten Kraftauslasskenngröße von einem Bereichsschalter. Die ECU wählt die benötigte Kraftauslasskenngröße aus dem Speicher und wendet sie an, um den Kraftauslassaktuator in Relation zu dem Pedalbedarfssignal von dem Bedarfspotentiometers zu steuern; es ist so möglich, zwischen mehreren Kraftauslasskenngrößen abhängig vom Fahrzeuggebrauch oder Fahrbedingungen zu wählen.
  • OFFENLEGUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeug bereitzustellen, welches günstig und leicht zu produzieren ist, und welches gleichzeitig die zuvor genannten Nachteile ausräumt. Dieses Ziel wird erreicht durch ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt wie in den beigefügten Ansprüchen beansprucht.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Eine unbegrenzte Ausführung der vorliegenden Erfindung wird beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
  • 1 eine schematische Draufsicht eines Hinterantriebfahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 eine größere Frontansicht des Lenkrads des Fahrzeugs gemäß 1 zeigt.
  • BESTE ART ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
  • Nummer 1 in 1 zeigt ein Fahrzeug, das zwei Fronträder 2 und zwei hintere Räder 3 hat und einen vorderen inneren Verbrennungsmotor 4 umfasst, der ein Antriebsmoment produziert, welches auf die hinteren Antriebsräder 3 durch einen Antriebsstrang 5 übertragen wird. Der Antriebsstrang 5 umfasst eine Kupplung 6, eingebaut in ein Gehäuse im Motor 4 und zum Verbinden der Antriebswelle des Motors 4 mit einer Propellorwelle 7, welche in einem mechanischen Getriebekasten 8 an der Hinterseite endet; und eine selbstschließende Differenziale 9, mit einer elektronischen Schließgradsteuerung, die kaskadenmäßig mit dem Getriebekasten 8 verbunden ist und aus der sich zwei Achswellen 10 erstrecken, wobei jede fest eingebaut in ein jeweiliges hinteres Antriebsrad 3 ist. Fahrzeug 1 umfasst auch ein bekanntes elektronisch gesteuertes Bremssystem (nicht im Detail gezeigt), welches auf die Räder 2 und 3 wirkt; und ein bekanntes Federungssystem (nicht im Detail gezeigt) mit einer elektronisch gesteuerten Federungsreaktion. Fahrzeug 1 umfasst auch einen Fahrgastraum 11, der mit einem Steuerrad 12 ausgestattet ist, um den Vorderrädern 2 einen Drehwinkel zu verleihen.
  • Fahrzeug 1 umfasst auch eine zentrale Kontrolleinheit 13 zum Überwachen des Arbeitens der aktiven Bestandteile des Fahrzeugs 1, und verbunden mit einer Anzahl von Sensoren 14, die innerhalb des Fahrzeugs 1 verteilt sind, um in Echtzeit die jeweiligen Parameter von Fahrzeug 1 zu finden, wie beispielsweise die Reisegeschwindigkeit von Fahrzeug 1, den Drehwinkel von Fahrzeug 1, die Giergeschwindigkeit von Fahrzeug 1, die Seitenbeschleunigung von Fahrzeug 1, die Längsbeschleunigung von Fahrzeug 1, die Drehgeschwindigkeit eines jeden Rads 2 oder 3, und das Antriebsmoment, erzeugt von Motor 4. Die zentrale Kontrolleinheit 13 kann ersichtlich durch eine Anzahl von physisch separaten miteinander verbundenen Betriebseinheiten definiert werden, zum Beispiel durch einen Datenbus und, entgegenstehend zu einem physikalischen Sensor 14, kann ein Abschätzungsalgorithmus in die zentrale Kontrolleinheit 13 eingebaut werden, um einen oder mehrere Parameter von Fahrzeug 1 zu bestimmen.
  • Im Inneren beinhaltet die zentrale Kontrolleinheit 13 die Funktionen von verschiedenen elektronischen Fahrerhilfsvorrichtungen und verhindert insbesondere das Blockieren der Räder 2 und 3 beim Bremsen (sogenannte ABS-Funktion), verhindert das Rutschen der hinteren Antriebsräder 3 (sogenannte ASP-Funktion), kontrolliert die Stabilität von Fahrzeug 1 (sogenannte ESP-Funktion) und sorgt für eine elektronisch gesteuerte Federungsreaktion, die Servokontrolle von Getriebekasten 8 und den Schließgrad der selbstschließenden Differenziale 9. Die Die zentrale Kontrolleinheit 13 modifiziert auch die Betriebsparameter der aktiven Komponenten von Fahrzeug 1 (üblicherweise Motor 4 und die obigen elektronischen Fahrerhilfsvorrichtungen), um die dynamische Leistung von Fahrzeug 1 zu modifizieren. Um den Fahrer in die Lage zu versetzen, die dynamische Leistung von Fahrzeug 1 zu wählen, ist eine Schaltvorrichtung 15 im Fahrgastraum 11 von Fahrzeug 1 bereitgestellt und wird vom Fahrer bedient, um die gewählte dynamische Leistung von Fahrzeug 1 auf die zentrale Kontrolleinheit 13 zu übertragen.
  • Wie in 2 gezeigt ist, umfasst die Schaltervorrichtung 15 einen Schalter 16, der an das Lenkrad 12 angebracht ist und der über eine entsprechende Achse 17 zwischen vier Positionen (angezeigt als A–D) gedreht wird, wobei jede mit einer entsprechenden dynamischen Leistung von Fahrzeug 1 korrespondiert. Das Steuerrad 12 hat einen versetzten Sitz 18, welcher den Schalter 16 aufnimmt, und eine Abdeckung 19, aufklappbar zum Lenkrad 12 und zum Schließen des Sitzes 18.
  • Wenn der Schalter 16 auf die Position A (sogenannte „ICE"-Position) gesetzt ist, stellt die zentrale Kontrolleinheit 13 die dynamische Leistung von Fahrzeug 1 auf mindergriffige Straßenoberflächen ein. Genauer gesagt werden in Position A die Leistung des Motors 4, der Servokontrolle von Getriebekasten 8 und der elektronischen Steuerung des Schließanteils der selbstschließenden Differenziale 9 auf mindergriffigen Betrieb gesetzt und die elektronische Federungsreaktionssteuerung und die elektronische Steuerung der Stabilität von Fahrzeug 1 werden auf normalen Betrieb gesetzt.
  • Wenn Schalter 16 auf Position B gesetzt wird (sogenannte „SPORT WET"-Stellung) stellt die zentrale Kontrolleinheit 13 die dynamische Leistung von Fahrzeug 1 auf mindergriffige Straßenoberflächen im Sportmodus. Genauer gesagt werden in der Position B die Leistung von Motor 4, der elektronischen Federungsreaktionssteuerung, der elektronischen Steuerung des Schließgrads der Differenziale 9 auf normalen Betrieb gesetzt und die Servosteuerung des Getriebekastens 8 und die elektronische Steuerung der Stabilität von Fahrzeug 1 werden auf Sportbetrieb gesetzt.
  • Wenn der Schalter 16 auf Position C gesetzt wird (sogenannte „SPORT DRY"-Stellung) stellt die zentrale Kontrolleinheit 13 die dynamische Leistung von Fahrzeug 1 auf festgriffige Straßenoberflächen im Sportmodus. Genauer gesagt werden in Position C die Leistung des Motors 4, der elektronischen Federungsreaktionssteuerung, der elektronischen Schließgradsteuerung, der Servokontrolle von Getriebekasten 8 und der elektronischen Kontrolle der Stabilität von Fahrzeug 1 auf Sportbetrieb gesetzt.
  • Wenn Schalter 16 auf Position D gesetzt wird (sogenannte „NORMAL"-Position) setzt die zentrale Kontrolleinheit 13 die dynamische Leistung von Fahrzeug 1 auf das Fahren unter sicheren Bedingungen im Touringmodus. Genauer gesagt werden in der Position D die Leistung des Motors 4, der elektronischen Federungsreaktionssteuerung, der elektronischen Schließgradsteuerung, der Servokontrolle von Getriebekasten 8 und der elektronischen Steuerung der Stabilität von Fahrzeug 1 auf normalen Betrieb gesetzt.
  • Der Schalter 16 kann auch in eine Funktion E gesetzt werden, in welcher die dynamische Leistung von Fahrzeug 1 auf den Rennbahnmodus gesetzt wird. Wenn der Schalter 16 auf die Position E gestellt wird (sogenannte „RACE"- Stellung) werden einige der elektronischen Fahrerhilfsvorrichtungen (üblicherweise ESP, ABS und ASR) vorzugsweise ausgesetzt, um eine vollkommene Fahrerkontrolle von Fahrzeug 1 zu ermöglichen. Der Schalter 16 kann in die Position E nur von der Position C gesetzt werden, indem er linear bewegt wird, in einer Richtung kreuzweise zu der Achse 17 der Drehung von Schalter 16 in eine Kontrollposition, von welcher der Schalter 16 automatisch in die Position C zurückkehrt, normalerweise mittels eines elastischen Elements (nicht im Detail gezeigt). Die dynamische Leistung von Fahrzeug 1 wird gemäß der schrägen Position von Schalter 16 eingestellt, sobald der Motor 4 von Fahrzeug 1 abgestellt ist. Dies ist unabdingbar, um sicherzustellen, dass der Fahrer nicht versehentlich den Schalter 16 in der Position E belässt und deswegen einige der elektronischen Fahrerhilfsvorrichtungen ausgeschaltet werden und um zu gewährleisten, dass die dynamische Rennleistung von Fahrzeug 1 nicht aufrechterhalten wird, wann immer der Motor 4 wieder gestartet wird.
  • In einer alternativen Ausführung ist der Schalter 16 derart montiert, dass er entlang seiner Achse 17 entgegengesetzt zu einem weiteren elastischen Element (nicht im Detail gezeigt) gleitet und von dem Fahrer gedrückt wird, um die Leistung durch die zentrale Kontrolleinheit 13 durch eine Kickstartmethode zu bestimmen, wenn das Fahrzeug 1 ortsfest ist, wenn Schalter 16 gedrückt wird. Die Kickstartmethode wird angewandt, um mit der maximal möglichen Beschleunigung kompatibel mit der gewählten dynamischen Leistung von Fahrzeug 1 zu starten. Genauer gesagt wird die Kickstartmethode nur ausgeführt, wenn der Schalter 16 in der Position E oder C ist, wenn er gedrückt wird; oder Schalter 16 kann nur gedrückt werden, wenn er sich in Position B oder C befindet.
  • Straßentests haben gezeigt, dass die Schaltvorrichtung 15 wie oben beschrieben, hoch ergonomisch sein muss und leicht sowohl von geübten, als auch von Gelegenheitsfahrern zu bedienen sein muss.

Claims (9)

  1. Ein Fahrzeug (1), welches umfasst: einen Fahrgastraum mit einem Lenkrad (12), welches von dem Fahrer zum Lenken des Fahrzeugs (1) bedient wird; elektronische Fahrerhilfsvorrichtungen; eine zentrale Kontrolleinheit (13), welche den Betrieb von aktiven Komponenten des Fahrzeugs (1) überwacht, einschließlich der elektronischen Fahrerhilfsvorrichtungen und die Betriebsparameter der aktiven Komponenten modifiziert, um die dynamische Leistung des Fahrzeugs (1) zu modifizieren; und eine Schaltvorrichtung (15), welche sich innerhalb des Fahrgastraums des Fahrzeugs (1) befindet, welche von dem Fahrer bedient werden kann, um eine gewählte dynamische Leistung von Fahrzeug (1) auf die zentrale Kontrolleinheit (13) zu übertragen und welche einen Schalter (16) umfasst, der zwischen mindestens vier verschiedenen Positionen (A, B, C, D) drehbar ist, wobei jede mit einer entsprechenden dynamischen Leistung des Fahrzeugs (1) korrespondiert; das Fahrzeug (1), dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (16) drehbar an dem Lenkrad (12) des Fahrzeugs (1) befestigt ist; und der Schalter (16) in eine fünfte Position (E) gesetzt werden kann, wobei die dynamische Leistung von Fahrzeug (1) auf einen Rennmodus gesetzt wird, welcher die elektronischen Fahrerhilfsvorrichtungen ausschaltet.
  2. Ein Fahrzeug (1) wie in Anspruch 1 beansprucht, bei welchem der Schalter (16) gedreht werden kann in: eine erste Position (A), wobei die dynamische Leistung von Fahrzeug (1) zum Fahren auf mindergriffigen Straßenoberflächen gesetzt wird; eine zweite Position (B), bei der die dynamische Leistung von Fahrzeug (1) zum Fahren auf mindergriffigen Straßenoberflächen bei sportlicher Fahrweise gesetzt wird; eine dritte Position (C), bei der die dynamische Leistung von Fahrzeug (1) zum Fahren auf festgriffigen Straßenoberflächen bei sportlicher Fahrweise gesetzt wird; und eine vierte Position (D), bei der die dynamische Leistung von Fahrzeug (1) zum Fahren unter sicheren Bedingungen im Touringmodus gesetzt wird.
  3. Ein Fahrzeug (1) wie in Anspruch 2 beansprucht, bei welchem der Schalter (16) nur von der dritten Position (C) in die fünfte Position (E) gesetzt werden kann, indem der Schalter (16) linear in eine Kontrollposition bewegt wird, von welcher der Schalter (16) automatisch in die dritte Position (C) zurückkehrt; die dynamische Leistung von Fahrzeug (1) gemäß der Schrägposition des Schalters (16) eingestellt wird, sobald der Motor (4) des Fahrzeugs (1) abgeschaltet wird.
  4. Ein Fahrzeug (1) wie in Ansprüchen 2 oder 3 beansprucht, wobei zum Modifizieren der dynamischen Leistung des Fahrzeugs (1) die zentrale Kontrolleinheit (13) auf eine Servosteuerung eines Getriebekastens (8) wirkt, auf eine elektronische Steuerung, welche den Schließungsgrad einer selbstschließenden Differenziale (9) steuert, auf eine elektronische Steuerung, welche die Federungsreaktion steuert, auf eine elektronische Steuerung, die die Stabilität von Fahrzeug (1) steuert und auf eine elektronische Steuerung, welche den Antrieb und die Reaktion des Motors (4) steuert.
  5. Ein Fahrzeug (1) wie in einem der Ansprüche 2 bis 4 beansprucht, worin: in der ersten Position (A) die Leistung des Motors (4), der Servokontrolle des Getriebekastens (8) und die elektronische Steuerung, die den Schließungsgrad der selbstschließenden Differenziale (9) steuert, für mindergriffigen Betrieb eingestellt werden, während die elektronische Steuerung, die die Federungsreaktion steuert, und die elektronische Steuerung, die die Stabilität des Fahrzeugs (1) steuert, auf normalen Betrieb gestellt sind; in der zweiten Position (B) die Leistung des Motors (4), der elektronischen Steuerung, die die Federungsreaktion steuert, und die elektronische Steuerung, die den Schließungsgrad der Differenzialen (9) steuert, auf normalen Betrieb geschaltet sind, während die Servosteuerung des Getriebekastens (8) und die elektronische Steuerung, die die Stabilität des Fahrzeugs (1) steuert, auf Sportbetrieb geschaltet sind; in der dritten Position (C) die Leistung des Motors (4), der elektronischen Steuerung, die die Federungsreaktion steuert, die elektronische Steuerung, die den Schließungsgrad steuert, die Servosteuerung des Getriebekastens (8) und die elektronische Steuerung, die die Stabilität des Fahrzeugs (1) steuert, auf Sportbetrieb gestellt sind; und in der vierten Position (D) die Leistung des Motors (4), die elektronische Steuerung, die die Federungsreaktion steuert, die elektronische Steuerung, die den Schließungsgrad steuert, die Servosteuerung des Getriebekastens (8) und die elektronische Steuerung, die die Stabilität des Fahrzeugs (1) steuert, auf normalen Betrieb gestellt sind.
  6. Ein Fahrzeug (1) wie in einem der Ansprüche 1 bis 5 beansprucht, wobei das Lenkrad (12) einen zurückgesetzten Sitz (18) hat, welcher den Schalter (16) aufnimmt.
  7. Ein Fahrzeug (1) wie in Anspruch 6 beansprucht, in welchem eine Abdeckung (19) bereitgestellt ist und zu dem Lenkrad (12) aufklappbar ist, um den Sitz (18) des Schalters (16) zu schließen.
  8. Ein Fahrzeug (1) wie in einem der Ansprüche 1 bis 7 beansprucht, worin der Schalter (16) derart montiert ist, dass er axial entgegengesetzt zu elastischen Trägern gleitet und von einem Benutzer gedrückt wird, um die Leistung der zentralen Kontrolleinheit (13) eines Kickstartvorgangs zu bestimmen, wenn das Fahrzeug (1) ortsfest ist, wenn der Schalter (16) gedrückt wird.
  9. Ein Fahrzeug (1) wie in Anspruch 8 beansprucht, worin der Schalter (16) in eine erste Position (A) gedreht werden kann, worin die dynamische Leistung des Fahrzeugs (1) auf das Fahren auf mindergriffigen Straßenoberflächen geschaltet wird, eine zweite Position (B), worin die dynamische Leistung des Fahrzeugs (1) auf das Fahren auf mindergriffigen Straßenoberflächen im sportlichen Fahrmodus geschaltet wird, eine dritte Position (C), worin die dynamische Leistung des Fahrzeugs (1) auf das Fahren auf normalgriffigen Straßenoberflächen bei sportlichem Fahrmodus geschaltet wird, und einer vierten Position (D), bei der die dynamische Leistung des Fahrzeugs (1) auf das Fahren bei sicheren Bedingungen im Touringmodus geschaltet ist; der Kickstartvorgang nur ausgeführt wird, wenn der Schalter (16) gedrückt ist, der Schalter (16) ist in der zweiten oder dritten Position (B, C).
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