Verfahren und Vorrichtung zum verbesserten Umschalten zwischen

Fahrpedalkennlinien Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Umschalten zwischen Fahrpedalkennlinien in einem Kraftfahrzeug. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung stellen sicher, dass das Beschleunigungsverhalten und/oder das Verzögerungsverhalten beim Umschalten zwischen Fahrpedalkennlinien reproduzierbar ist und sich innerhalb beherrschbarer Grenzen bewegt.

In Kraftfahrzeugen des Standes der Technik sind mehrere Fahrpedalkennlinien vorhanden, die die Abhängigkeit zwischen Fahrpedalwinkel zu einem

Motordrehmoment und/oder Antriebsdrehmoment definieren. Dadurch ist es möglich, dem Kraftfahrzeug ein unterschiedliches Fahrverhalten aufzuprägen, beispielsweise ökonomisch oder sportlich. Die Umschaltung zwischen den Fahrpedalkennlinien erfolgt üblicherweise über einen Schalter, der vom Fahrer betätigt werden kann.

Sobald eine neue Fahrpedalkennlinie ausgewählt wird, wird dem aktuellen

Fahrpedalwinkel ein anderes Antriebsmoment zugeordnet, obwohl sich der

Fahrpedalwinkel nicht verändert hat. Das kann dazu führen, dass das Kraftfahrzeug stark beschleunigt, obwohl der Fahrer die Fahrpedalstellung nicht verändert hat.

Um ein abruptes Beschleunigen und/oder Verzögern zu vermeiden, ist im Stand der Technik eine konstante Zeitspanne vorgesehen, innerhalb der das

Antriebsdrehmoment von dem Wert, das der ursprünglichen Fahrpedalkennlinie zugeordnet war, zu dem Antriebsdrehmoment verändert wird, das der neu

ausgewählten Fahrpedalkennlinie zugeordnet ist. Dies kann dazu führen, dass das Fahrzeug unerwartet stark beschleunigt, falls sich ein Umschalten von einer ersten Fahrpedalkennlinie zu einer zweiten Fahrpedalkennlinie eine große

Antriebsmomentänderung ergibt. Andererseits kann der Unterschied zwischen zwei Fahrpedalkennlinien für den Fahrer nicht mehr feststellbar sein, falls sich beim

Umschalten zwischen zwei Fahrpedalkennlinien bei konstanter Fahrpedalstellung lediglich eine niedrige Antriebsdrehmomentänderung ergibt.

Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, ein verbessertes Verfahren und eine

verbesserte Vorrichtung zum Umschalten von Fahrpedalkennlinien zu schaffen. Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zum Vorgeben einer

Drehmomentabgabe eines Kraftfahrzeugantriebsmotors gelöst, das eine

Fahrpedalstellung erfasst und eine erste Antriebsabgabe als Soll-Antriebsabgabe an den Kraftfahrzeugantriebsmotors in Abhängigkeit der Fahrpedalstellung und einer ausgewählten ersten Pedalkennlinie abgibt. Das Umschalten von einer ersten Fahrpedalkennlinie auf eine zweite Fahrpedalkennlinie wird erfasst, beispielsweise wenn der Fahrpedalkennlinienschalter durch den Fahrer gedrückt wird. Es wird eine zweite Antriebsabgabe in Abhängigkeit der Fahrpedalstellung und der zweiten Fahrpedalkennlinie ermittelt. Falls beispielsweise von einer Fahrpedalkennlinie für einen ökonomischen Fahrmodus zu einer Fahrpedalkennlinie mit einem sportlichen Fahrmodus umgeschaltet wird, kann die zweite Antriebsabgabe höher als die erste Antriebsabgabe sein und der Kraftfahrzeugantriebsmotor muss ein höheres

Drehmoment bereitstellen. Die Soll-Antriebsabgabe wird um eine Differenzabgabe pro vorgebestimmtes Zeitintervall von der ersten Antriebsabgabe bis zur zweiten Antriebsabgabe verändert. Die Soll-Antriebsabgabe wird in zumindest einem Schritt von der ersten Antriebsabgabe zur zweiten Antriebsabgabe verändert.

Das vorbestimmte Zeitintervall kann der Zeitraum zwischen zwei Rechenschritten einer Fahrpedalkennlinienumschalteinrichtung und/oder das zeitliche

Quantisierungsintervall der Fahrpedalkennlinienumschalteinrichtung zum Ausgeben der Soll-Antriebsabgabe sein.

Der Kraftfahrzeugantriebsmotor kann ein Verbrennungsmotor oder ein Elektromotor sein. Es ist auch möglich, dass der Kraftfahrzeugantriebsmotor eine Kombination aus Verbrennungsmotor und Elektromotor ist, beispielsweise ein Hybrid-Antrieb. Die Soll-Antriebsabgabe wird in zumindest einer Stufe verändert, beispielsweise durch eine Rampe mit Stufen. Erfindungsgemäß wird eine Soll-Beschleunigungsänderung ermittelt, die durch das Umschalten von einer ersten Fahrpedalkennlinie auf eine zweite Fahrpedalkennlinie auftreten soll. Die Soll-Beschleunigungsänderung kann so gewählt sein, dass der Fahrer des Kraftfahrzeuges einerseits eine Beschleunigungsänderung verspürt, aber andererseits die Beschleunigungsänderung nicht so stark ist, dass eine unerwünscht starke Beschleunigung auftritt. Die Soll-Beschleunigungsänderung kann

beispielsweise in einer Datenbank hinterlegt sein. Die Soll- Beschleunigungseinrichtung kann von mehreren Parametern abhängen.

Es wird eine Drehmomentänderung in Abhängigkeit von der Kraftfahrzeugmasse und der Soll-Beschleunigungsänderung ermittelt. Aus der Drehmomentänderung wird die Soll-Antriebsabgabe ermittelt.

Die Soll-Antriebsabgabe kann ein Drehmomentwert, ein Kraftstoff-Luft-Gemisch, der Kraftstoffanteil in einem Kraftstoff-Luft-Gemisch, der Strom für einen Elektromotor und dergleichen sein. Die Soll-Antriebsabgabe kann an eine Motorsteuerung übergeben werden, die das optimale Kraftstoff-Luft-Gemisch und die optimale

Kraftstoffmenge in dem Kraftstoff-Luft-Gemisch bestimmt, damit der

Kraftfahrzeugantriebsmotor das gewünschte Drehmoment erzeugt. Im Stand der Technik ist die Zeit, in der sich die Soll-Antriebsabgabe beim

Umschalten zwischen zwei Fahrpedalkennlinien ändert, konstant. Das kann dazu führen, dass die Soll-Beschleunigungsänderung zu hoch oder zu niedrig sein kann. Erfindungsgemäß wird die Soll-Beschleunigungsänderung vorgegeben und der Zeitraum, über welchen die Soll-Beschleunigungsänderung angewandt wird, variabel gehalten. Somit verspürt der Fahrer eine reproduzierbare Beschleunigungsänderung, die je nach der Differenz zwischen der ersten Antriebsabgabe aufgrund der ersten Fahrpedalkennlinie und der zweiten Antriebsabgabe aufgrund der zweiten

Fahrpedalkennlinie unterschiedlich lange angewandt wird. Folglich wird das

Umschalten zwischen den Fahrpedalkennlinien für den Fahrer reproduzierbar gehalten und führt nicht zu unerwünscht niedrigeren oder unerwünscht hohen

Beschleunigungen.

Das Verfahren kann auch eine Soll-Beschleunigung ermitteln, die durch das

Umschalten von einer ersten Fahrpedalkennlinie auf eine zweite Fahrpedalkennlinie auftreten soll. Es versteht sich, dass die Soll-Beschleunigung das Integral der Soll- Beschleunigungsänderung ist und der Ausdruck Soll-Beschleunigungsänderung auch die Soll-Beschleunigung umfasst. Die Drehmomentänderung kann in

Abhängigkeit der Fahrzeugmasse und der Soll-Beschleunigung ermittelt werden. Die Soll-Antriebsabgabe kann aus der Drehmomentänderung ermittelt werden. Das

Ermitteln der Soll-Beschleunigungsänderung und/oder der Soll-Beschleunigung kann eine Mehrzahl von Parametern berücksichtigen, die beispielsweise die Drehzahl des Kraftfahrzeugantriebsmotors, den aktuell eingelegten Gang, die erste

Fahrpedalkennlinie, die aktuelle Geschwindigkeit, die zweite Fahrpedalkennlinie, den aktuellen Fahrpedalwinkel und/oder das maximale Drehmoment des

Kraftfahrzeugantriebsmotors umfassen. Die Soll-Beschleunigungsänderung und/oder die Soll-Beschleunigung kann je nach erster und/oder zweiter Fahrpedalkennlinie variieren. Die Soll-Beschleunigungsänderung und/oder die Soll-Beschleunigung beim Umschalten zwischen zwei Fahrpedalkennlinien kann auch aufgrund des aktuellen Fahrpedalwinkels, dem aktuell eingelegten Gang, der aktuellen Geschwindigkeit, der Drehzahl des Kraftfahrzeugantriebsmotors und/oder aufgrund des maximalen

Drehmoments des Kraftfahrzeugantriebsmotors variieren.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch eine

Fahrpedalkennlinienumschalteinrichtung gelöst. Die

Fahrpedalkennlinienumschalteinrichtung kann so ausgebildet und weitergebildet sein, wie zuvor hinsichtlich des Verfahrens beschrieben wurde. Ferner kann das zuvor beschriebene Verfahren so ausgebildet sein, wie nachfolgend hinsichtlich der Fahrpedalkennlinienumschalteinrichtung beschrieben wird.

Die Fahrpedalkennlinienumschalteinrichtung umfasst eine

Fahrpedalstellungserfassungseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, ein Signal über die Stellung eines Fahrpedals zu empfangen, und eine Soll-Antriebsabgabe- Ausgabeeinrichtung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, eine Soll-Antriebsabgabe an einen Kraftfahrzeugantriebsmotor auszugeben. Ferner umfasst die

Fahrpedalkennlinienumschalteinrichtung eine Steuerungseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, eine erste Antriebsabgabe als Soll-Antriebsabgabe an die Soll- Antriebsabgabe-Ausgabeeinrichtung in Abhängigkeit der Fahrpedalstellung und einer ausgewählten ersten Pedalkennlinie auszugeben. Die Steuerungseinrichtung erfasst das Umschalten von einer ersten Fahrpedalkennlinie auf eine zweite

Fahrpedalkennlinie. Die Steuerungseinrichtung ermittelt eine zweite Antriebsabgabe in Abhängigkeit der Fahrpedalstellung und der zweiten Fahrpedalkennlinie. Die Steuerungseinrichtung verändert die Soll-Antriebsabgabe um eine Differenzabgabe pro vorgebestimmtes Zeitintervall von der ersten Antriebsabgabe bis zur zweiten Antriebsabgabe. Erfindungsgemäß ermittelt die Steuerungseinrichtung eine Soll- Beschleunigungsänderung, die durch das Umschalten von einer ersten

Fahrpedalkennlinie auf eine zweite Fahrpedalkennlinie auftreten soll. Ferner ermittelt die Steuerungseinrichtung eine Drehmomentänderung in Abhängigkeit von der Fahrzeugmasse und der Soll-Beschleunigungsänderung. Die Steuerungseinrichtung ermittelt die Soll-Antriebsabgabe aus der Drehmomentänderung.

Die Steuerungseinrichtung kann aus einer diskreten Baugruppe oder einem diskreten Bauelement aufgebaut sein oder sich über mehrere Baugruppen oder Bauteile erstrecken. Die Fahrpedalerfassungseinrichtung kann eine elektrische Schnittstelle oder eine Netzwerkschnittstelle sein. Die Soll-Antriebsabgabe-Ausgabeeinrichtung kann jedenfalls eine speziell eingerichtete elektrische Schnittstelle oder eine allgemeine Netzwerkschnittstelle sein. Die Steuerungseinrichtung kann ferner dazu ausgebildet sein, eine Soll- Beschleunigung zu ermitteln, die durch das Umschalten von einer ersten

Fahrpedalkennlinie auf eine zweite Fahrpedalkennlinie auftreten soll. Die

Steuerungseinrichtung kann die Drehmomentänderung in Abhängigkeit von der Fahrzeugmasse und der Soll-Beschleunigung ermitteln. Die Soll-Antriebsabgabe kann aus der Drehmomentänderung ermittelt werden. Die Steuerungseinrichtung kann beim Ermitteln der Soll-Beschleunigungsänderung und/oder der Soll- Beschleunigung die Drehzahl des Kraftfahrzeugantriebsmotors, den aktuell eingelegten Gang, die aktuelle Geschwindigkeit, die erste Fahrpedalkennlinie, die zweite Fahrpedalkennlinie, den aktuellen Fahrpedalwinkel und/oder das maximale Drehmoment des Kraftfahrzeugantriebsmotors berücksichtigen.

Das Zeitintervall kann der Zeitraum zwischen zwei Rechenschritten der

Fahrpedalkennlinienumschalteinrichtung und/oder das zeitliche

Quantisierungsintervall der Fahrpedalkennlinienumschalteinrichtung zum Ausgeben der Soll-Antriebsabgabe sein.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren detailliert erläutert, die Darstellungen von nicht beschränkenden Ausführungsformen der Erfindung zeigen und deren besseren Verständnis dienen. Es zeigen:

Figur 1 ein Fahrpedalkennlinienfeld für einen sportlichen Fahrmodus; Figur 2 ein Fahrpedalkennlinienfeld für einen normalen Fahrmodus;

Figur 3 einen Fahrpedalkennlinienfeld für einen ökonomischen Fahrmodus;

Figur 4 einen Blockdiagramm der vorliegenden Erfindung; und

Figur 5 ein Ablaufdiagramm der vorliegenden Erfindung.

Figuren 1 bis 3 zeigen beispielhafte Fahrpedalkennlinienfelder, wobei Figur 1 einem Fahrpedalkennlinienfeld für einen sportlichen Modus, Figur 2 einem Kennlinienfeld für einen normalen Fahrmodus und Figur 3 einem Kennlinienfeld für einen ökonomischen Fahrmodus entspricht Die X-Achse zeigt die Geschwindigkeit in km/h. Die Y-Achse zeigt die relative Fahrpedalstellung. Die Z-Achse zeigt das vom Motor abzugebende Drehmoment. Man erkennt, dass in Figur 1 der Motor bereits bei einer vergleichsweise kleinen

Betätigung des Fahrpedals ein vergleichsweise hohes Drehmoment abgibt. Dadurch kann ein sportlicher Fahrmodus implementiert werden, da bereits auf eine geringfügige Betätigung des Fahrpedals ein hohes Drehmoment zur Verfügung gestellt wird. Im Gegensatz hierzu erkennt man in Figur 3, dass selbst bei einer vergleichsweise starken Betätigung des Fahrpedals ein relativ niedriges Drehmoment vom Motor abgegeben wird. Dadurch lässt sich ein ökonomischer Fahrmodus realisieren, der auf einen niedrigen Kraftstoffverbrauch optimiert ist. Figur 2 zeigt ein

Fahrpedalkennlinienfeld für einen normalen Fahrmodus, in dem das Ansprechen des Motors zwischen den in Figuren 1 und 3 gezeigten Kennlinienfeldern liegt.

Figur 4 zeigt eine erfindungsgemäße Fahrpedalkennlinienumschalteinrichtung 1 , die eine Fahrpedalstellungserfassungseinrichtung 4, eine Soll-Antriebsabgabe- Ausgabeeinrichtung 6 eine Steuerungseinrichtung 14 und einen Speicher 16 umfasst. An die Fahrpedalstellungserfassungseinrichtung 4 ist ein Fahrpedal 2 angeschlossen. An die Soll-Antriebsabgabe-Ausgabeeinrichtung 6 ist eine

Motorsteuerung 8 angeschlossen, die an einem Motor 0 angeschlossen ist. Der Motor 10 gibt über eine Welle 12 ein Drehmoment ab. Die

Fahrpedalstellungserfassungseinrichtung 2 empfängt die Stellung des Fahrpedals 2 und übergibt die aktuelle Stellung des Fahrpedals 2 an die Steuerungseinrichtung 14. Die Steuerungseinrichtung 14 gibt eine Soll-Antriebsabgabe an die Soll- Antriebsabgabe-Ausgabeeinrichtung 6 aus. Die Soll-Antriebsabgabe wird an die Motorsteuerung 8 übergeben, die ein Kraftstoff-Luft-Gemisch und insbesondere die dem Motor 10 zugeführten Kraftstoffmenge ermittelt. Der Kraftstoff wird im Motor 10 verbrannt, um ein Antriebsdrehmoment an der Welle 12 zu erzeugen. Die

Fahrpedalkennlinie wird mit dem Fahrpedalschalter 18 gewählt. Der Motor 10 kann ein Verbrennungsmotor oder ein Elektromotor sein. Es ist auch möglich, dass der Motor 10 eine Kombination aus Verbrennungsmotor und Elektromotor ist,

beispielsweise ein Hybrid-Motor.

Im Speicher 16 sind Soll-Beschleunigungsänderungen gespeichert. Die Soll- Beschleunigungsänderungen können von mehreren Parametern abhängen, beispielsweise von der Drehzahl des Motors, dem aktuell eingelegten Gang, der aktuellen Geschwindigkeit, der aktuellen Fahrpedalkennlinie, der zuvor verwendeten Fahrpedalkennlinie, dem aktuellen Fahrpedalwinkel und/oder den maximalen

Drehmoment des Kraftfahrzeugantriebsmotors. Unter Bezugnahme auf Figur 5 werden das erfindungsgemäße Verfahren und die Funktionsweise der Fahrpedalkennlinienumschalteinrichtung 1 erläutert. Im Schritt S1 wird mittels der Fahrpedalstellungserfassungseinrichtung 4 die Stellung des Fahrpedals geprüft, die der Fahrer durch Betätigung des Fahrpedals verändern kann. Im Schritt S2 wird eine erste Antriebsabgabe als Soll-Antriebsabgabe an den Motor 10 in Abhängigkeit der Fahrpedalstellung und einer ausgewählten ersten

Pedalkennlinie mittels der Soll-Antriebsabgabe-Ausgabeeinrichtung 6 ausgegeben.

Im Schritt S3 wird geprüft, ob der Fahrer die Fahrpedalkennlinie durch Betätigen eines Fahrpedalkennlinienschalters 18 gewechselt hat. Falls die Fahrpedalkennlinie nicht umgeschaltet wurde, wird zum Schritt S1 zurückgekehrt. Falls die

Fahrpedalkennlinienumschalteinrichtung 1 erfasst, dass die Fahrpedalkennlinie durch Drücken des Fahrpedalkennlinienschalters 18 geändert wurde, fahren das Verfahren und die Fahrpedalkennlinienumschalteinrichtung 1 mit dem Schritt S4 fort. Im Schritt S4 wird eine zweite Antriebsabgabe in Abhängigkeit der Fahrpedalstellung und der zweiten Fahrpedalkennlinie ermittelt.

Im Schritt S5 wird eine Soll-Beschleunigungsänderung ermittelt, die durch das Umschalten von einer ersten Fahrpedalkennlinie auf eine zweite Fahrpedalkennlinie auftreten soll, beispielsweise indem ein Wert aus dem Speicher 16 abgerufen wird. Im Schritt S6 wird eine Drehmomentänderung in Abhängigkeit von der geschätzten Fahrzeugmasse und der Soll-Beschleunigungsänderung ermittelt. Im Schritt S7 wird anschließend eine Differenzabgabe aus der Drehmomentänderung ermittelt. Die Differenzabgabe zeigt an, um welchen Betrag sich die Soll-Antriebsabgabe pro Zeiteinheit ändern soll. Die Differenzabgabe kann bei einer Ausführungsform die Einheit sec ³ , aufweisen.

Das Schätzen der Masse des Fahrzeuges kann auch das Ermitteln der Masse mit hinreichender Genauigkeit umfassen. Der Schritt S6 zum Bestimmen der

Drehmomentänderung kann auch Fahrtwiderstände, Windverhältnisse, eine Steigung und dergleichen berücksichtigen.

Die Soll-Antriebsabgabe kann im Schritt S8 um die Differenzabgabe pro

vorbestimmtes Zeitintervall von der ersten Antriebsabgabe, die der ersten Fahrpedalkennlinie zugeordnet ist, bis zur zweiten Antriebsabgabe, die der zweiten Fahrpedalkennlinie zugeordnet ist, erhöht werden. Das Zeitintervall kann der Zeitraum zwischen zwei Rechenschritten der

Fahrpedalkennlinienumschaltungseinrichtung sein. Der Zeitraum kann auch das zeitliche Quantisierungsintervall der Fahrpedalkennlinienumschaltungseinrichtung 1 zum Ausgeben der Soll-Antriebsabgabe über die Soll-Antriebsabgabe- Ausgabeeinrichtung 6 sein.

Im Schritt S9 wird geprüft, ob die Soll-Antriebsabgabe kleiner als die zweite

Antriebsabgabe ist. Falls die Soll-Antriebsabgabe kleiner als die zweite

Antriebsabgabe ist, wird durch den Motor 10 noch nicht das Drehmoment zur Verfügung gestellt, das aufgrund der aktuellen Fahrpedalstellung und der zweiten Fahrpedalkennlinie abgegeben werden soll. Daher kehrt das Verfahren zum Schritt S8 zurück und erhöht abermals die Soll-Antriebsabgabe um die Differenzabgabe.

Es versteht sich, dass während des Ausführens der Schritte S4 bis S9 die

Fahrpedalstellung (zyklisch) geprüft wird. Sobald die Fahrpedalstellung geändert wurde, werden die zweite Antriebsabgabe, die Soll-Beschleunigungsänderung, die Differenzabgabe und/oder die Soll-Antriebsabgabe auf Grundlage der geänderten Fahrpedalstellung neu berechnet. Dadurch kann eine Änderung der

Fahrpedalstellung, die ein vom Fahrer gewünschtes Beschleunigen oder Verzögern darstellt, auch während des Umschaltens der Fahrpedalkennlinie berücksichtigt werden. Falls die Soll-Antriebsabgabe nicht kleiner als die Antriebsabgabe ist, kehrt das Verfahren zum Schritt S1 zurück. Damit ist das Umschalten von der ersten

Fahrpedalkennlinie zur zweiten Fahrpedalkennlinie beendet.

Die vorliegende Erfindung schafft den Vorteil, dass das Umschalten von einer Fahrpedalkennlinie zu einer anderen Fahrpedalkennlinie zu einer reproduzierbaren Drehmomentänderung führt. Dadurch können der Fahrkomfort und die Sicherheit erhöht werden, da keine unerwarteten Beschleunigungen und Verzögerungen entstehen können.