DE102007035426A1

DE102007035426A1 - Kraftfahrzeug, Anzeigeeinrichtung und Betriebsverfahren

Info

Publication number: DE102007035426A1
Application number: DE102007035426A
Authority: DE
Inventors: Stefan Jacobi; Rolf Hofmann
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2007-07-28
Filing date: 2007-07-28
Publication date: 2009-01-29
Also published as: US20090030582A1; US9205740B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anzeigeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug und ein Betriebsverfahren, wobei das Kraftfahrzeug einen Antriebsstrang aufweist, der wenigstens eine Antriebseinheit umfasst, wobei die Anzeigeeinrichtung dem Fahrer die Antriebszustände Antreiben, antriebsloses Fahren (Segeln) und Verzögern mittels Antriebsstrangs unterscheidbar darstellt, zumindest aber den Zustand Segeln signalisiert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, eine Anzeigeeinrichtung sowie ein Betriebsverfahren.
Dabei umfasst das Kraftfahrzeug wenigstens eine Antriebseinheit, die, z. B. mittels einer geeigneten Kupplung, vom restlichen Antriebsstrang getrennt werden kann. Ziel der Erfindung ist es, dem Fahrer anzuzeigen, wann er sich in einem Fahrzustand befindet, bei dem das Fahrzeug mit gleicher Längsbeschleunigung weiter fahren würde, auch wenn die Kupplung zwischen Antriebseinheit und übrigem Antriebsstrang getrennt wäre. Dieser Fahrzustand wird „Segeln" genannt und ermöglicht eine kraftstoffsparende Betriebsweise, indem bei getrennter Kupplung die Antriebseinheit abgeschaltet oder zumindest bei abgesenkter Drehzahl – normalerweise Leerlaufdrehzahl – betrieben wird.
Bei einem Kraftfahrzeug können grundsätzlich drei verschiedene Antriebszustände unterschieden werden, nämlich Antreiben, antriebsloses Fahren („Segeln") und Verzögern. Es ist bekannt, dass Segeln die energieeffizienteste Betriebsart ist, wenn dabei der Antriebsmotor vom Antriebsstrang getrennt und abgeschaltet oder zumindest bei möglichst niedriger Drehzahl betrieben wird. Prinzipiell kann diese Betriebsart bei jedem herkömmlichen Fahrzeug genutzt werden, bei Fahrzeugen mit Handschaltgetriebe durch Treten des Kupplungspedals und Zurücknahme des Fahrpedals. Bei Fahrzeugen mit Automatikgetriebe kann statt der Betätigung des Kupplungspedals in die Fahrstufe N geschaltet werden. Fahrzeuge mit Hybridantrieb werden diese Betriebsart automatisch nutzen, so oft dies möglich ist. Dabei ergeben sich in diesem Zusammenhang zwei Probleme: Der antriebslose Zustand ist bei jeder Fahrgeschwindigkeit ein schmaler Bereich der Fahrzeuglängsbeschleunigung – genau genommen nur ein einziger Betriebspunkt, gekennzeichnet durch eine Stellung des Fahrpedals für jede Motordrehzahl. Aus diesem Grund wird der energiesparende Segelbetrieb bei automatischer Aktivierung nur sehr selten aktiviert werden können, wenn nicht Einfluss auf die vom Fahrer gewünschte Längsbeschleunigung genommen werden soll.
Hybridfahrzeuge haben zwar die Möglichkeit, durch die zusätzliche Elektromaschine bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor einen gewissen Bereich der Längsverzögerung abzudecken, jedoch ist selbst Rekuperation und anschließende Nutzung der rekuperierten Energie wesentlich ineffizienter als Segeln, da beim Segeln die kinetischen Energie erhalten bleibt und nur durch die unvermeidlichen Fahrwiderstände abgebaut wird, bei Rekuperation aber nur ca. 50% der rekuperierten Energie oder weniger später wieder zum Antreiben genutzt werden können. Daher ist es selbst bei Hybridfahrzeugen sinnvoll, möglichst häufig den energieeffizienten Segelbetrieb zu nutzen. Bei Aktivierung durch den Fahrer ergibt sich das Problem, dass es für ihn schwierig ist, diesen Zustand zu erkennen, so dass er einerseits die energiesparende Betriebsart häufig nicht nutzen wird, andererseits gelegentlich auch energiesparendes Segeln aktivieren wird, um dann festzustellen, dass das Fahrzeug anschließend ungewollt stärker oder schwächer als beabsichtigt beschleunigt.
Kann dem Fahrer der Segelzustand angezeigt werden, dann ist er in der Lage, je nach Fahrsituation diesen Zustand durch entsprechende Fahrweise herbeizuführen oder beizubehalten, d. h., er kann darauf verzichten, geringfügig mehr oder weniger zu beschleunigen, als er das ohne Kenntnis der Zusammenhänge tun würde. Bei automatischer Aktivierung des energieeffizienten Segelbetriebs wird daher dann diese Betriebsart wesentlich häufiger aktiv sein können, ebenso bei Aktivierung durch den Fahrer, da er ansonsten die Möglichkeit zur Aktivierung ohne Beeinflussung der Längsdynamik häufig gar nicht wahrnehmen würde.
Beschreibung der Anzeigeeinrichtung
Erfindungsgemäß ist eine eigene Anzeigeeinrichtung vorgesehen zur Anzeige des momentanen Antriebszustands, um den Fahrer dabei zu unterstützen, den energieeffizienten Segelbetrieb möglichst oft zu nutzen. Mit anderen Worten wird dem Fahrer die Möglichkeit geboten, jederzeit selbst zu entscheiden, wie weit er seine Fahrweise anpassen will, um Segelbetrieb zu nutzen. Bei einem Hybridfahrzeug ist damit indirekt auch der Grad des Abbremsens und des Ladens des elektrischen Energiespeichers durch den Fahrer vorgebbar. Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass ein Fahrzeugsystem häufig nicht in der Lage ist, den energieeffizienten Segelbetrieb zu nutzen, wenn es die Fahrervorgaben bezüglich Fahrzeuglängsdynamik korrekt berücksichtigt. Der Fahrer dagegen hat stets den ganzheitlichen Überblick über die aktuelle Fahrsituation und kann somit vorausschauend entscheiden und seine Fahrweise entsprechend der Fahrsituation und seinen Wünschen anpassen, d. h. bei Kenntnis des aktuellen Antriebszustands – Antreiben, Segeln oder Verzögern – kann er sich je nach Fahrsituation dazu entscheiden, auf geringfügiges Antreiben oder Verzögern zu verzichten, um so den energieeffizienten Segelbetrieb zu nutzen. Dazu ist die eigene Anzeigeeinrichtung erfindungsgemäß ausgebildet dem Fahrer unmittelbar anzuzeigen, wenn kein antreibendes bzw. verzögerndes Moment von einer Antriebseinheit in den Antriebsstrang eingeleitet wird. Durch diese separate Anzeige des Segelns, mittels einer eigenen und ausschließlich für diese Funktion vorgesehenen Anzeigeeinrichtung, wird dem Fahrer eine optimale Unterstützung geboten.
In vorteilhafter Weise ist die Anzeigeeinrichtung derart ausgebildet, dass sie dem Fahrer die Betriebsbereiche Antreiben, freies Rollen (Segeln) und Verzögern mit Motormoment (des Verbrennungs- und/oder ggf. des Elektromotors) anzeigt. Damit ist ein möglichst langes freies Rollen zur Realisierung eines Optimums an Energieeffizienz möglich. Durch diese Information kann der Fahrer also, mit seinem ganzheitlichen Überblick über die aktuelle Fahrsituation, fundiert entscheiden, ob er den Segelbetrieb nutzen will.
In einer vorteilhaften, sehr einfachen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anzeigeeinrichtung die drei grundsätzlichen Betriebszustände Antreiben, Segeln und Verzögern mittels optischer Anzeigen darstellt. Im einfachsten Fall handelt es sich dabei um eine Leuchtdiode, die den Zustand des antriebsfreien Fahrens signalisiert. In diesem Fall sollte sich der Fahrer zur optimalen Nutzung des Segelbetriebs bewusst sein, wann das Fahrzeug sich im antreibenden oder verzögernden Zustand befindet, d. h., ob er sich bei der Signalisierung des Segelbetriebs vom antreibenden oder bremsenden Bereich dem Segelzustand genähert hat. Dies erfordert eine gewisse Aufmerksamkeit auf das optische Signal.
Eine Erweiterung stellt eine Anzeige dar, die mindestens drei Zustände unterscheidbar anzeigen kann, z. B. eine zweifarbige Leuchtdiode, die Antreiben mit einer anderen Farbe darstellt, als Verzögern und im Segelzustand erlischt. Selbstverständlich können auch andere optische Anzeigemittel verwendet werden, mit denen die verschiedenen Antriebszustände unterscheidbar angezeigt werden können oder aber wenigstens der Segelzustand signalisiert werden kann. Der wesentliche Vorteil dieser Erweiterung liegt darin, dass der Fahrer beim Blick auf die Anzeigeeinrichtung direkt erkennen kann, in welchem Antriebsbereich er sich befindet und so direkt weiß, ob er den Segelzustand durch Drücken oder Zurücknehmen des Fahrpedals erreichen kann.
Zur genaueren Darstellung des aktuellen Antriebszustands kann die Anzeige auch mehrstufig, z. B. mittels mehrerer Leuchtdioden, oder kontinuierlich, z. B. durch ein Zeigerinstrument, ausgeführt sein. Dadurch kann der Fahrer zusätzlich darüber informiert werden, dass er sich in der Nähe des Segelzustands befindet, so dass er sich ggf. noch besser auf eine energiesparende Fahrweise einstellen kann.
Die optische Anzeige des aktuellen Antriebszustands kann auch über vorhandene konfigurierbare Anzeigeelemente, wie z. B. Matrixdisplays erfolgen.
Eine weitere einfache Anzeigeeinrichtung stellt eine akustische Anzeige dar. Dies kann ein einfacher Signalton sein, der das Erreichen des Segelzustands anzeigt. In diesem Fall sollte sich der Fahrer zur optimalen Nutzung des Segelbetriebs bewusst sein, wann das Fahrzeug sich im antreibenden oder verzögernden Zustand befindet, d. h., ob er sich bei Ertönen des Signaltons vom antreibenden oder bremsenden Bereich dem Segelzustand genähert hat. Dies ist in den meisten Fahrsituationen problemlos möglich.
Eine Erweiterung der akustischen Anzeige besteht darin, diese mehrstufig oder kontinuierlich auszuführen, um – wie bei der optischen Anzeige bereits beschrieben – dem Fahrer genauere Hinweise zum aktuellen Fahrzustand zu geben. Dies kann z. B. durch Variation der Tonhöhe oder des Klanges erfolgen.
Eine weitere bevorzugte, sehr benutzerfreundliche Ausführungsform der Erfindung besteht darin, die Bedienschnittstelle zur Vorgabe der Fahrzeuglängsbeschleunigung – üblicherweise das Fahrpedal – zusätzlich zum herkömmlichen Zweck auch zur Anzeige des aktuellen Fahrzustands zu nutzen. Hierzu wird im Sinne der Erfindung die Kraft-Weg-Kennlinie des Fahrpedals so modifiziert, dass der Fahrer das Erreichen des Segelbetriebs im Fahrpedal erspüren kann. Dies wird erreicht durch einen Druckpunkt, also eine Erhöhung der Gegenkraft bei Vorwärtsbewegung des Fahrpedals, bzw. eine Reduzierung der Gegenkraft bei Rückwärtsbewegung. Die Position dieses Druckpunkts muss variabel sein, da sie von der Motordrehzahl abhängig ist. Bei unterschiedlichen Motordrehzahlen stellt sich also der antriebsfreie Zustand des Motors bei verschiedenen Stellungen des Fahrpedals ein. Je nach Fahrgeschwindigkeit und gewählter Getriebeübersetzung ergibt sich also eine zugehörige Position im Fahrpedal, bei der der Motor weder antreibt noch bremst.
Eine andere Art der Integration in ein Fahrpedal besteht darin, dieses so auszulegen, dass die Segelposition eine kraftfreie Position ist und das Fahrpedal von dieser Position aus nach hinten gedrückt werden kann. Vorteilhaft an dieser Ausführungsform ist die Möglichkeit für den Fahrer, im Segelbetrieb auch bei automatischer Aktivierung des energiesparenden Segelmodus' den Fuß vom Fahrpedal nehmen zu können. Dies lässt sich dadurch erreichen, dass der Anlenkpunkt des Fahrpedals nicht am dessen Ende oder außerhalb liegt, sondern innerhalb der Pedalfläche, so dass es bei Druck mit der Fußspitze wie ein konventionelles Fahrpedal nach vorne gedrückt wird, beim Abheben des Fußes die Segelposition einnimmt und von dieser Position durch Druck mit der Ferse nach hinten gedrückt werden kann, um ein Bremsmoment zu erzeugen, so wie das bei konventionellen Fahrzeugen beim Loslassen das Fahrpedals der Fall ist. Der Bereich zwischen Segel- und hinterster Position kann entweder rückstellkraftfrei ausgelegt sein oder mit einer Rückstellwirkung in Richtung Segelposition. Im zweiten Fall sollte eine Einrastvorrichtung in der hintersten Position vorgesehen werden, damit die Motorbremswirkung beim Umstieg auf das Bremspedal erhalten bleiben kann.
In einer vereinfachten Variante dieser Ausführungsform befindet sich die Nullmoment-Position immer an derselben Stelle. Eine erweiterte Form führt die Nullposition entsprechend der Motordrehzahl mit, so wie es oben für das monodirektionale Fahrpedal beschrieben wurde.
Anstelle eines Fahrpedals ist die Funktion auch mit einem handbetätigbaren Bedienelement realisierbar, beispielsweise einem Gasdrehgriff bei einem einspurigen Kraftfahrzeug, einem joystickartigen Hebel oder einem Hebel vom Typ eines Lenkstockschalters. So kann ein Joystick zur Fahrzeug-Steuerung derart ausgebildet sein, dass er sowohl die Beschleunigung als auch die Verzögerung des Fahrzeugs ermöglicht. Wird der Joystick in seine Neutralstellung bzw. an einen Druckpunkt eingestellt, bedeutet dies Segeln. Wird der Joystick über die Neutralstellung bzw. den Druckpunkt hinaus nach vorne gedrückt, wird das Fahrzeug angetrieben. Wird der Joystick über die Neutralstellung bzw. den Druckpunkt hinaus nach hinten gezogen, wird das Fahrzeug verzögert.
Bei einem Fahrzeug ohne Rekuperationsmöglichkeit wird beim Verzögern vorzugsweise der Motor vom Antriebsstrang getrennt und abgeschaltet und die entsprechende Verzögerung mit der Betriebsbremse erzeugt. Ist dies aus technischen Gründen nicht möglich (Bremsenbelastung, Motorlauf erforderlich wegen Nebenaggregaten usw.), muss zwischen der Segelposition des Fahrpedals und völlig gelöster Position dem Motor noch Kraftstoff zugeführt werden. Bei einem Hybridfahrzeug wird im Normalfall das verzögernde Drehmoment mittels Rekuperation durch den Generator erzeugt.
Beschreibung des Betriebsverfahrens
Im Folgenden wird das Betriebsverfahren für konventionelle Fahrzeuge mit Ottomotor beschrieben, die eine feste Zuordnung zwischen Drosselklappen- und Fahrpedalstellung besitzen. Bei Fahrzeugen mit Dieselmotor oder sonstigen abweichenden Antriebsmaschinen gilt an Stelle der Drosselklappe das entsprechende Stellglied, z. B. das Stellglied der Einspritzanlage. Wenn keine feste Zuordnung zwischen Fahrpedalstellung und Drosselklappe bzw. entsprechendem Stellglied besteht, muss die dadurch geänderte Fahrpedalstellung entsprechend berücksichtigt werden.
Die Erkennung des antriebsfreien Zustands kann auf zwei Arten erfolgen. So lange der Motor mit dem Antriebsstrang verbunden ist, kann das abgegebene Motormoment über fahrzeuginterne Kommunikationsmittel vom Motorsteuergerät abgefragt werden, sofern eine solche Kommunikation vorhanden ist. Ein kleiner Bereich positiven und negativen Motormoments wird dann als Nullmoment zur Signalisierung des Segelzustands definiert.
Kann das Nullmoment nicht vom Motorsteuergerät abgefragt werden, wird es erfindungsgemäß anhand einer Motorkennlinie ermittelt, die die Beziehung zwischen Fahrpedalstellung und Motordrehzahl bei frei drehendem Motor darstellt, also die Fahrpedal-Drehzahl-Kennlinie, die sich bei getrennter Kupplung ergibt.
Bei automatisch aktiviertem Segelbetrieb muss diese Methode immer dann angewandt werden, wenn die Kupplung getrennt ist (2). In diesem Fall wird die Drehzahl n der motorabgewandten Seite der Kupplung aus Fahrgeschwindigkeit und aktueller Getriebeübersetzung ermittelt. Aus dieser Drehzahl n ergibt sich gemäß 2B aus der Fahrpedal-Drehzahl-Kennlinie eindeutig eine Drosselklappen- bzw. Fahrpedalstellung s_s für Nullmoment. Wird diese Stellung des Fahrpedals eingenommen, wird dem Fahrer durch eines der oben beschriebenen Verfahren der Segelmodus angezeigt.
Bei Aktivierung des Segelbetriebs durch den Fahrer, z. B. durch Öffnen der Kupplung und Loslassen des Fahrpedals, wird unabhängig von sonstigem Fahrzustand und Motordrehzahl immer Segelbetrieb angezeigt, so lange der Fahrer diesen nicht wieder verlässt, z. B. durch Schließen der Kupplung.
Um bei automatischer Aktivierung des Segelbetriebs zu vermeiden, dass der Verbrennungsmotor zu häufig abgeschaltet und dann nach kurzer Zeit wieder gestartet wird, sind sowohl eine Abschalttotzeit für die Aktivierung des Segelbetriebs vorgesehen als auch eine Hysterese Δs für die Fahrpedalstellung (2A). Anders ausgedrückt wird anstelle der Nullmomenten-Position ein Nullmomenten-Bereich der Fahrpedalstellung vorgesehen, der für einen gewissen Zeitraum (Abschalttotzeit) vom Fahrer durch Betätigung des Fahrpedals eingehalten werden muss, damit in den Segelbetrieb gewechselt wird. Die Grenzen des Nullmomenten-Bereichs können dem Fahrer dabei alternativ oder zusätzlich als weitere, ggf. leichter als die Nullmomenten-Position zu überwindende, Druckpunkte signalisiert werden. Damit ist sichergestellt, dass nicht zufällige kleine Veränderungen der Fahrpedalstellung einen Wiederstart des Motors veranlassen.
In vorteilhafter Weise kann ein Abschalttotzeit-Bedienelement vorgesehen werden, mit dem der Fahrer die von ihm gewünschte Abschalttotzeit einstellen kann. Vorteilhaft ist ebenfalls, ein zusätzliches Fahrpedalhysterese-Bedienelement vorzusehen, mit dem der Fahrer die Fahrpedalhysterese einstellen kann.
Das Abschalttotzeit-Bedienelement und das Fahrpedalhysterese-Bedienelement können auch in vorteilhafter Weise zusammengefasst werden. Es ergibt sich dann ein Bedienelement für die Segel-Anzeigeeinrichtung, mit dem der Grad der Nutzung des Segelbetriebs individuell anpassbar ist. Dabei weist dieses Segel-Bedienelement zwei Endstellungen auf, wobei in einer Endstellung der Verbrennungsmotor bereits dann abgeschaltet wird, wenn sich das Fahrpedal nur kurze Zeit in der Nullmoment-Position bzw. in einem breiten Bereich um diese Position herum befindet. In der anderen Endstellung ist eine Komplettabschaltung des Systems vorgesehen, es wird also Segeln weder signalisiert noch automatisch aktiviert. Bei diesem Bedienelement kann ein deutlicher Druck-/Rastpunkt vorgesehen sein, um dem Fahrer die bevorstehende Abschaltung auch haptisch zu signalisieren.
Natürlich kann die Anpassung von Abschalttotzeit und Hysterese, aber auch aller anderer die Bediencharakteristik und das Anzeigekonzept beschreibenden Kennwerte nicht nur mit Hilfe der Segel-Bedienschnittstelle, sondern mit jeder geeigneten erfindungsgemäßen Bedienschnittstelle vorgesehen sein. Kennwerte können beispielsweise mittels Bordcomputer für den Fahrer dargestellt oder einstellbar werden.
Die Anzeige mittels haptischen Fahrpedals ermöglicht bei einem Hybridfahrzeug die Erweiterung der Rekuperationsfähigkeit, indem in der hintersten Position des Fahrpedals eine Fahrzeugverzögerung vorgegeben wird, die größer ist, als die dem jeweiligen Schubmoment des Motors entsprechende. Bei bekannten Bedienkonzepten für Hybridfahrzeuge wird zur Verbesserung des Antriebswirkungsgrades der umgekehrte Weg gegangen, d. h. in Normalposition des Wählhebels der Getriebeautomatik entspricht der hintersten Position das Fahrpedals eine sehr geringe Verzögerung, nahe der des Segelbetriebs, um so wenigstens segelnahe Betriebszustände häufig zu nutzen. Wird Verzögerungswirkung gewünscht, kann manuell in einen anderen Modus des Automatikgetriebes gewechselt werden. Bei der hier beschriebenen Strategie ergibt sich zusätzlich zur erweiterten Nutzung der Rekuperation auch ein Komfortgewinn, da der Fahrer seltener vom Fahr- auf das Bremspedal wechseln muss, um auch etwas höhere Verzögerungen zu erreichen.
Die Erfindung wird nun anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 schematisch zwei bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung;
2 schematisch Hysterese und Abschalttotzeit für die Aktivierung des Segelbetriebs.
1 zeigt schematisch die haptische Anzeige unter Nutzung der Bedienschnittstelle Fahrpedal. Die Darstellungen 1B und 1C zeigen Ausführungsformen eines haptischen Fahrpedals. Der Drehpunkt des Fahrpedals wird durch die kleinen Kreise in 1 veranschaulicht. Bei den Ausführungsformen des haptischen Fahrpedals wird das herkömmliche Fahrpedal in der Weise erweitert, dass durch eine entsprechende Ansteuerung, z. B. durch einen Aktuator, die durch den Algorithmus bestimmten Pedalstellungen in der Art eines Druckpunktes dem Fahrer signalisiert werden können.
In 1A wird ein herkömmliches Fahrpedals dargestellt. Die nicht betätigte, d. h. pedalkraftfreie Position entspricht Verzögern mit der Antriebseinheit.
1B zeigt ein Fahrpedal mit Druckpunkt, wobei die so markierte Position dem Segeln entspricht, nicht betätigte d. h. pedalkraftfreie Position bedeutet Verzögern entsprechend dem Bremsmoment der Antriebseinheit.
1C stellt ein bidirektionales haptisches Fahrpedal dar. Der Drehpunkt beim bidirektionalen haptischen Fahrpedal wird, anstatt an einem Ende wie beim herkömmlichen Fahrpedal in dessen Mitte verlegt.
Alle drei Ausführungsformen gemäß 1A bis 1C werden durch den aufgelegten Fuß des Fahrers mit dem Fußballen in Pfeilrichtung betätigt. Darüber hinaus lässt sich das bidirektionale haptische Fahrpedal durch den aufgelegten Fuß des Fahrers zusätzlich mit der Ferse in die entgegen gesetzte Richtung betätigen, siehe punktierte Linie in 1C. Soll ein bremsendes Moment (z. B. über eine Generatornutzung einer Elektromaschine oder über eine Betriebsbremse) zur Verzögerung des Fahrzeugs auf den Antriebsstrang ausgeübt werden, wird das bidirektionale haptische Fahrpedal durch Druck mit der Ferse nach rückwärts gedrückt.
In beiden Darstellungen der 1B und 1C gibt es eine Pedalstellung, mit der das Segeln verbunden ist. Wird diese Pedalstellung vom Fahrerfuß eingenommen, überträgt der Antriebsstrang kein Antriebsmoment, genannt die Nullmomenten-Position, dies entspricht einem Antriebszustand, bei dem der Verbrennungsmotor das Fahrzeug weder antreibt noch bremst. In diesem Antriebszustand spielt es keine Rolle, ob die Kupplung geschlossen oder geöffnet ist, die Fahrzeugbeschleunigung wird dadurch nicht beeinflusst. Aus Gründen der Energieeffizienz wird bei segelbezogener Funktionen jedoch die Kupplung geöffnet und der Verbrennungsmotor abgeschaltet, Elektroantriebsmaschinen werden ebenfalls im energiesparsamsten Zustand betrieben. Diese spezielle, segelbezogene Funktion wird auch im weiteren betrachtet.
Vorteilhaft an der Nutzung dieser Bedienschnittstelle zur Anzeige des Segelzustands ist, dass das Fahrzeug sich bezüglich der Fahrervorgaben so verhält, wie er es von herkömmlichen Fahrzeugen her gewohnt ist und dass der Fahrer allein über ihm bekannte Bedienelemente das von ihm jeweils gewünschte Segeln vorgeben kann. Es wird ihm lediglich über eine haptische Rückmeldung diejenige Stellung des Fahrpedals signalisiert, in der segelbezogene Funktionen aktivierbar sind, indem beispielsweise der Verbrennungsmotor ohne Einfluss auf die Fahrzeuglängsdynamik ausgekoppelt und abgeschaltet werden kann. Die automatische Aktivierung des Segelbetriebs führt dazu, dass sie immer dann aktiviert wird, wenn sie keinen Einfluss auf die Fahrzeuglängsdynamik hat. Die Signalisierung dieses Zustands an den Fahrer ermöglicht es ihm, seine Fahrweise so anzupassen, dass Segeln auch in solchen Fahrsituationen genutzt wird, die nur eine geringe Adaption der Fahrweise erfordern. Auf diese Weise wird eine optimale und möglichst häufige Nutzung des Segelbetriebs und der segelbezogenen Funktionen erreicht.
Um zu vermeiden, dass der Verbrennungsmotor zu häufig abgeschaltet und dann nach kurzer Zeit wieder gestartet wird, sind sowohl für die Fahrpedalstellung eine Hysterese vorgesehen als auch eine Abschalttotzeit für die Aktivierung des Segelbetriebs, wie in 2A dargestellt. Die beiden Linienzüge im linken Diagramm symbolisieren dabei die Hinrichtung (Hineindrücken, oberer Linienzug) als auch die Rückrichtung (Loslassen, unterer Linienzug) der Fahrpedalbetätigung. Anders ausgedrückt wird anstelle der Nullmomenten-Position s_s(n) ein Nullmomenten-Bereich der Fahrpedalstellung vorgesehen, der für einen gewissen Zeitraum vom Fahrer durch Betätigung des Fahrpedals eingehalten werden muss, damit in den Segelbetrieb gewechselt wird. Dieser Nullmomenten-Bereich ist in 2A schraffiert eingezeichnet. Die Grenzen des Nullmomenten-Bereichs können dem Fahrer dabei alternativ oder zusätzlich als weitere, ggf. leichter als die Nullmomenten-Position zu überwindende, Druckpunkte signalisiert werden. Damit ist sichergestellt, dass nicht zufällige kleine Veränderungen der Fahrpedalstellung z. B. einen Wiederstart des Motors veranlassen.
In 2A sind außer den beiden durchgezogenen gestuften Linien noch verschiedene gestrichelte Linien eingezeichnet, bei denen sich die Kraftstufe ΔF an unterschiedlichen Fahrpedalpositionen s befindet. Dies symbolisiert die Veränderung der Position s_s je nach Nullmoment-Drehzahl, wie sie sich aus dem Diagramm gemäß 2B ergibt. Selbstverständlich sind auch alle Positionen zwischen den eingezeichneten möglich, d. h. alle Positionen die sich aus 2B ergeben.
In 2B sind neben der durchgezogenen Kennlinie zwei gestrichelte Linien eingezeichnet. Diese symbolisieren eine Veränderung der Kennlinie auf Grund von unterschiedlichen Motortemperaturen oder sonstigen Einflussparametern.
Dabei kann auch zusätzlich ein Abschalttotzeit-Bedienelement und/oder ein Fahrpedalhysterese-Bedienelement für die Segel-Anzeigeschnittstelle vorgesehen werden. Es ergibt sich dann eine Segel-Bedienschnittstelle, mit dem die segelbezogenen Funktionen und damit die Segelbereitschaft des Fahrers individuell anpassbar ist. Beispielsweise weist diese Segel-Bedienschnittstelle zwei Endstellungen auf, wobei in der einen Endstellung der Verbrennungsmotor bereits dann abgeschaltet wird, wenn sich das Fahrpedal nur kurze Zeit in der Nullmoment-Position bzw. in einem breiten Bereich um diese Position herum befindet (Δs groß und Abschalttotzeit klein). In der anderen Endstellung ist eine Komplettabschaltung des Systems vorgesehen, dies bedeutet in 2A beispielsweise ΔF = 0 und Δs = 0 und sehr lange Abschalttotzeit. Dabei kann in den Bedienelementen für die Abschalttotzeit und Fahrpedalhysterese ein deutlicher Druck-/Rastpunkt vorgesehen sein um dem Fahrer die Komplettabschaltung auch haptisch zu signalisieren.

Claims

Anzeigeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, wobei das Kraftfahrzeug einen Antriebsstrang umfasst der wenigstens eine Antriebseinheit aufweist, die vom Antriebsstrang trennbar vorgesehen ist, und wobei die Anzeigeeinrichtung konfiguriert ist, dem Fahrer unmittelbar anzuzeigen, wenn die oder jede Antriebseinheit kein antreibendes bzw. verzögerndes Moment in den Antriebsstrang einleitet („Segeln")
Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Anzeigeeinrichtung konfiguriert ist um anzuzeigen, ob durch die oder jede Antriebseinheit ein antreibendes, ein verzögerndes oder kein Moment in den Antriebsstrang eingeleitet wird.
Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 2, wobei die Anzeigeeinrichtung zur gestuften Anzeige der Stärke des antreibenden und/oder verzögernden Momentes konfiguriert ist.
Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 2, wobei die Anzeigeeinrichtung zur stufenlosen Anzeige der Stärke des antreibenden und/oder verzögernden Momentes konfiguriert ist.
Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Anzeigeeinrichtung als optische Anzeige ausgebildet ist.
Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Anzeigeeinrichtung als akustische Anzeige ausgebildet ist.
Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Anzeigeeinrichtung als haptische Anzeige ausgebildet ist.
Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 7, wobei die Anzeigeeinrichtung zur Anzeige des Segelns, bzw. des Übergangs zwischen der Einleitung eines verzögernden Momentes und dem Segeln und des Übergangs zwischen dem Segeln und der Einleitung eines antreibenden Momentes, konfiguriert ist.
Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Anzeigeeinrichtung in ein vorhandenes Bedienelement integriert ist.
Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 9, wobei die Anzeige unter Verwendung einer Kraftstufe im Kraft-Weg-Verlauf des Bedienelements erfolgt.
Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Bedienelement bidirektional ausgebildet ist, indem es in einer dem Segeln entsprechenden Bedienposition kraftfrei ausgelegt ist, und zum Einleiten eines antreibenden bzw. verzögernden Momentes in den Antriebsstrang in eine jeweilige Bedienposition betätigbar vorgesehen ist.
Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 11, wobei das Bedienelement zwischen einer dem Segeln entsprechenden Bedienposition und der oder jeder weiteren Bedienposition rückstellkraftfrei ausgelegt ist.
Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 11, wobei das Bedienelement zwischen einer dem Segeln entsprechenden Bedienposition und der oder jeder weiteren Bedienposition eine Rückstellkraft in Richtung der dem Segeln entsprechenden Bedienposition aufweist.
Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 13, wobei das Bedienelement eine Rastung an einer der Einleitung eines verzögernden Momentes in den Antriebsstrang entsprechenden Bedienposition aufweist.
Anzeigeeinrichtung nach einem der Anspruch 9 bis 14, wobei das Bedienelement fußbetätigbar ausgeführt ist, insbesondere als Fahrpedal.
Anzeigeeinrichtung nach einem der Anspruch 9 bis 14, wobei das Bedienelement handbetätigbar ausgeführt ist, insbesondere als Stellelement am Lenkrad und/oder Gangwahlhebel.
Kraftfahrzeug, umfassend eine Anzeigeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Betriebsverfahren für eine Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei Betriebszustände „Antreiben", „Segeln" und/oder „Bremsen durch den Antriebsstrang" der oder jeder Antriebseinheit unter Verwendung einer Kennlinie der Antriebseinheit ermittelt werden.
Betriebsverfahren nach Anspruch 18, wobei die Betriebszustände für die oder jede Antriebseinheit aus Information zum an den Antriebsstrang abgegebenen Moment der Antriebseinheit ermittelt werden, wenn die Antriebseinheit mit dem Antriebsstrang verbunden ist.
Betriebsverfahren für eine Anzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, wobei für die Segelposition eine Hysterese vorgesehen ist, wodurch eine dem Segeln entsprechende Position des Bedienelementes zu einem Bereich erweitert wird, und/oder eine Totzeit vorgesehen ist, zur verzögerten Aktivierung bzw. Deaktivierung des Segelns.
Betriebsverfahren nach Anspruch 20, wobei durch den Fahrer einstellbare Parameter vorgesehen sind.
Betriebsverfahren nach Anspruch 21, wobei die Parameter durch den Fahrer einheitlich gemeinsam einstellbar vorgesehen sind, insbesondere über einen Bordcomputer.
Betriebsverfahren nach Anspruch 22, wobei eine das Segeln stark unterstützende Segel-Wahlposition vorgesehen ist, insbesondere mit einem breiten Hysteresebereich und einer kurze Abschalttotzeit.
Betriebsverfahren nach Anspruch 22 oder 23, wobei eine Nichtsegel-Wahlposition vorgesehen ist, zur Abschaltung der automatischen Aktivierung des Segelns bzw. zur Deaktivierung der Anzeige.
Betriebsverfahren nach Anspruch 24, wobei vor Erreichen der Nichtsegel-Wahlposition ein erhöhter Widerstand und/oder eine Rastposition vorgesehen sind.