CN106256590A - 用于车辆的主动加速踏板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆，具有驱动设备(1、3)和控制装置(15)，油门踏板(17)是能在调节行程(s)上移动的主动加速踏板(17)，利用能由控制器(27)操控的致动器(25)能使主动加速踏板被加载附加的反作用力(FG)以形成压力点(A)，反作用力在局部限定的踏板行程间隔(Δs)内一直升高至能由驾驶员压过的最大力(Fmax)，控制器(27)具有评估单元(29)，自由驾驶员操纵加速踏板(17)并使之位于踏板行程间隔(Δs)内的预先给定的界限停留时间(ΔtG)起，评估单元产生去激活信号(Saus)，利用去激活信号能降低由致动器(25)产生的反作用力(FG)。

Description

用于车辆的主动加速踏板
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求前序部分所述的车辆，根据权利要求9前序部分所述的用于这种车辆的主动加速踏板，以及根据权利要求10所述的用于操控这种主动加速踏板的方法。
背景技术
在当代机动车中，可以通过主动加速踏板实现当前行驶运行参数向驾驶员的触觉反馈。为此，主动加速踏板可以具有致动器，该致动器向加速踏板针对性地施加附加的反作用力。示例性地，致动器可以自确定的加速踏板位置起产生能变化调节的压力点，利用其使得进一步下压加速踏板变得困难，然而可由驾驶员压过。
这种文献DE 10 2012 209 647 A1公开了一种具有驱动设备的车辆，通过该驱动设备可将驱动扭矩输出到车辆车轮上，并且具有控制装置，该控制装置基于通过油门踏板操纵在驾驶员侧能预先给定的期望力矩来操控驱动设备，其中油门踏板是能在调节行程上调节的主动加速踏板，所述加速踏板在形成压力点的情况下通过能由控制器操控的致动器能被加载附加的反作用力，所述反作用力在局部限定的踏板行程间隔内升高至能在驾驶员侧压过的最大力，并且其中控制器具有评估单元。
DE 10 2011 050 056 A1描述了一种加速踏板，其中在特殊的行驶情况下可以发出触觉信号，对此规定了电驱动。为了在操作板的任意位置时并且在没有时间延迟的情况下可以利用简单的方法向驾驶员发出触觉信号，驱动装置通过圆盘(Scheibe)直接与拉力元件耦合，所述拉力元件拉力配合地与转子连接，并且该转子通过施加到拉力元件上的第二力反作用于施加到操作板上的第一力。
由DE 10 2012 217 677 A1已知这种类型的车辆，其中油门踏板是主动加速踏板，该主动加速踏板在形成这种压力点的情况下通过能由控制器操控的致动器能被加载附加的反作用力。该反作用力在局部限定的踏板行程间隔内升高至能在驾驶员侧压过的最大力。
在DE 10 2012 217 677 A1中，该车辆包括带有内燃机和电机的混合动力驱动装置。在第一种运行模式中实现了纯电动驱动，并且在第二种运行模式中接通内燃机或完全切换至内燃机。通过在踏板调节行程内提供压力点，驾驶员获得了下述反馈，随着压过压力点实现了从纯电动驱动转换为至少部分以燃烧发动机的方式驱动。
因此在行驶运行期间，驾驶员可以有意识地操控压力点，然而未超过，以便确保车辆的纯电动驱动。这就是说，在这种压力点操控时该致动器必定不断产生反作用力，即只要驾驶员将加速踏板保持在压力点前不远处。上述情况引起致动器的高电功率消耗。
发明内容
本发明的目的是，提供了车辆以及用于这种车辆的主动加速踏板和用于操控主动加速踏板的方法，其中在行驶运行期间能以简单的方式降低主动加速踏板的电功率消耗。
所述目的通过权利要求1、9或10的特征来实现。本发明的优选的改进方案在从属权利要求中给出。
本发明基于下述事实，在现有技术中在上面定义的踏板行程间隔内由驾驶员选择的踏板位置中(即在压力点操控时)，加速踏板致动器持续地产生用于提供压力点的反作用力，即便驾驶员打算不压过该压力点也是如此。基于这种背景，控制器具有评估单元自由驾驶员操纵加速踏板并使之位于所述踏板行程间隔内的预先给定的界限停留时间起，所述评估单元产生去激活信号，利用所述去激活信号能降低由致动器产生的反作用力。
这就是说，根据本发明在达到(没有超过)压力点时在短时间之后取消反作用力。基于这种力降低，打算在操控的踏板位置中行驶运行的驾驶员通常没有感觉。通过取消反作用力，可以避免致动器的在现有技术中必要的高电功率消耗。相反在现有技术中，反作用力会保持如此之久，直至驾驶员逾越该压力点或松开踏板，由此踏板从压力点-踏板行程间隔移出。这种高电功率消耗可以利用根据本发明的智能操控系统来防止。
在操控策略的一种技术方案中，所述评估单元可以获取由驾驶员操纵加速踏板并使之停留在踏板行程间隔内的其踏板位置中的实际停留时间。此外，该评估单元可以具有比较器模块，利用其将获取的实际停留时间与在控制器中存储的界限停留时间进行比较。如果实际停留时间超过界限停留时间，则该评估单元可以产生上述去激活信号，利用该去激活信号可以降低由致动器产生的反作用力。在降低电功率消耗方面特别优选的是，当存在去激活信号时使致动器完全去激活。
本发明基于下述构思：自加速踏板在其处于踏板行程间隔内的踏板位置中的预先给定的界限停留时间起假设：(驾驶员希望)保持踏板位置而不压过压力点。相应地可以使致动器去激活。界限停留时间优选处于几秒的范围内并且可以根据实验来确定。本发明在此使用下述认识，驾驶员的脚位置在若干秒后——甚至在使得致动器去激活时——大多保持不变。这就是说在使得致动器去激活时如此前那样在由驾驶员预先选择的踏板位置中确保行驶运行。
在另外的行驶运行中，驾驶员可能重新利用正梯度来操纵加速踏板，即进一步压入。在这种情况下，加速踏板操控则可以如此设计，使得致动器重新被激活，以便又突然施加反作用力。以这种方式可以避免无意地超过压力点。
通过提供由主动加速踏板产生的压力点以已知的方式实现了当前行驶运行参数向驾驶员的触觉反馈。本发明特别优选地可以应用在混合动力车辆中，其驱动设备具有内燃机和至少一个电机。这种混合动力车辆可以在一种运行模式中在低速范围内以纯电动的方式驱动。在第二种运行模式中，该车辆可以利用同时工作的内燃机驱动或者替代地在切断电机的情况下完全切换为内燃机。利用节省能量的根据本发明的操控策略，可以踩压加速踏板，直至达到压力点，然而没有压过压力点。以这种方式，可以完全利用配属于纯电动驱动的踏板调节行程，而不接入或切换为内燃机。
附图说明
下面借助示意图详细阐述本发明和其有利的设计方案和改进方案以及其优点。其中：
图1以粗略示意性框图示出了机动车的动力传动系，其具有主动加速踏板的配属的控制装置；
图2示出了加速踏板特性曲线；
图3和图4分别示出了相应于图2的视图，其中说明了根据本发明的用于控制加速踏板致动器的操控策略。
具体实施方式
图1用于对本发明的简单理解。因此，图1是仅粗略简化的示意图，其没有示出车辆以及驱动设备的控制装置的实际结构。在图1中，车辆的驱动设备包括内燃机1以及在动力传动系中串联的电机3，该电机在动力传动系的另一路径中与变速器5驱动耦联。变速器5输出至前侧的车桥差速器6，该车桥差速器与后车桥差速器9驱动连接。发动机控制设备11以及功率电子元件13可以借助电子控制装置15来操控内燃机1和电机3，该电子控制装置获得多个行驶运行参数作为输入参量。此外，控制装置15与主动加速踏板17以信号技术的方式连接。与加速踏板17的偏转角(这就是说调节行程s)相关，向控制装置15输送相应于期望驱动扭矩Msoll的驾驶员预给定值。控制装置15基于期望力矩预给定值通过信号线路19来操控发动机控制设备9和/或功率电子元件13。
油门踏板17在此是主动加速踏板或所谓的力反馈踏板，其油门踏板特性曲线(图2)可以基于控制装置15的控制信号变化。为此，控制装置15通过信号线路21与加速踏板17连接。
在图1中，加速踏板17可以在静止位置sR和压下位置smax(图2至图4)之间移动。在此，加速踏板17借助复位弹簧元件23利用复位力FR朝向其静止位置sR加载。由致动器25可以向主动加速踏板17施加附加的反作用力FG，特别是在加速踏板特性曲线中形成压力点A(图2至图4)。为了产生压力点A，在图2中该反作用力FG在局部界定的踏板行程间隔Δs中一直升高至最大力Fmax，该最大力是能由驾驶员脚压过的。
在本实施例中，加速踏板17纯示意性地结合在混合动力车辆中，该混合动力车辆示意性地可以在第一种运行模式I中以纯电动方式运行，并且可以在第二种运行模式II中以发动机驱动的方式运行。压力点A为驾驶员提供了触觉反馈，即在压过该压力点时，混合动力车辆从第一种运行模式I转换为第二种运行模式。压力点A能基于多种行驶运行参数、例如在此未示出的动力电池的荷电状态沿着踏板特性曲线在踏板静止位置s0和踩到底的踏板位置smax之间移动。
加速踏板致动器可以由加速踏板控制器27激活/去激活，该加速踏板控制器配备有评估单元29。利用评估单元29在行驶运行中(评估)实际停留时间Δtist，在该停留时间Δtist中驾驶员将加速踏板17保持在踏板行程间隔Δs内的踏板位置s1中(图3)。
利用评估单元29以及控制器27，加速踏板致动器25可以利用操控策略以节省能量的方式运行，该操控策略特别是可以应用在下述行驶情况中：驾驶员可能打算，以纯电动驱动的方式运行车辆。为此，驾驶员可以利用其脚例如以位置调节或力调节的方式来操控加速踏板压力点A，然而未超越(übertreten)该加速踏板压力点。上述情况在图3中示出，据此(示意性地通过以力调节的方式进行的操控)出现由驾驶员选出的实际踏板位置s1，其中驾驶员的脚操纵力FB以及踏板复位力FR和踏板反作用力FG处于力平衡中。
在图3和图4中利用十字标注的实际踏板位置s1紧邻压力点A、即处于上面定义的踏板行程间隔Δs内，该压力点处于压力点A之前。借助评估单元29，获取加速踏板17在踏板行程间隔Δs内的其踏板位置s1中的实际停留时间Δtist。评估单元29将获取的实际停留时间Δtist与在评估单元29中存储的界限停留时间ΔtG进行比较。如果该实际停留时间Δtist超过界限停留时间ΔtG，则评估单元29识别出，驾驶员打算，将踏板位置s1保持在踏板行程间隔Δs内、即没有压过()压力点A。
因此评估单元29产生去激活信号Saus。在存在去激活信号Saus时，控制器27使致动器25去激活，由此去除了形成压力点A的反作用力FG，如在图4的图表中示出的那样。

Claims (10)

1.一种车辆，具有驱动设备(1、3)和控制装置(15)，通过所述驱动设备能将驱动扭矩输出到车辆车轮上，所述控制装置基于能由驾驶员通过油门踏板操纵而预先给定的期望力矩(Msoll)来操控驱动设备(1、3)，其中油门踏板(17)是能在调节行程(s)上移动的主动加速踏板(17)，利用能由控制器(27)操控的致动器(25)能使所述主动加速踏板被加载附加的反作用力(FG)以形成压力点(A)，所述反作用力在局部限定的踏板行程间隔(Δs)内一直升高至能由驾驶员压过的最大力(Fmax)，控制器(27)具有评估单元(29)，其特征在于，自由驾驶员操纵加速踏板(17)并使之位于所述踏板行程间隔(Δs)内的预先给定的界限停留时间(ΔtG)起，所述评估单元产生去激活信号(Saus)，利用所述去激活信号能降低由致动器(25)产生的反作用力(FG)。
2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述评估单元(29)获取由驾驶员操纵加速踏板(17)并使之停留在踏板行程间隔(Δs)内的其踏板位置(s1)中的实际停留时间(Δtist)，评估单元(29)将获取的实际停留时间(Δtist)与界限停留时间(ΔtG)进行比较，并且在超过界限停留时间(ΔtG)时能降低反作用力(FG)。
3.根据权利要求1或2所述的车辆，其特征在于，在存在去激活信号(Saus)时使致动器(25)去激活。
4.根据权利要求1、2或3所述的车辆，其特征在于，自预先给定的界限停留时间(ΔtG)起所述评估单元(29)识别出，踏板位置(s1)要保持在踏板行程间隔(Δs)内、即不压过压力点(A)，并且使致动器(25)去激活。
5.根据前述权利要求中任一项所述的车辆，其特征在于，通过提供压力点(A)实现了在行驶运行期间的触觉反馈。
6.根据权利要求5所述的车辆，其特征在于，所述驱动设备(1、3)能在第一种运行模式(I)和第二种运行模式(II)中运行，并且能随着压过压力点(A)向驾驶员告知从第一种运行模式(I)转换到第二种运行模式(II)。
7.根据权利要求6所述的车辆，其特征在于，所述驱动设备具有内燃机(1)和至少一个电机(3)，在第一种运行模式(I)中进行纯电动驱动，在第二种运行模式(II)中接入内燃机(1)或切换至内燃机(1)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的车辆，其特征在于，如果驾驶员在进一步的行驶运行中又利用正梯度来操纵加速踏板，则致动器重新被激活，以便又突然施加反作用力(FG)。
9.用于根据前述权利要求中任一项所述的车辆的主动加速踏板，其中控制装置(15)基于能由驾驶员通过油门踏板操纵而预先给定的期望力矩(Msoll)来操控驱动设备(1、3)，油门踏板(17)是能在调节行程(s)上移动的主动加速踏板，利用能由控制器(27)操控的致动器(25)能使所述主动加速踏板被加载附加的反作用力(FG)以形成压力点(A)，所述反作用力在局部限定的踏板行程间隔(Δs)内一直升高至能由驾驶员压过的最大力(Fmax)，控制器(27)具有评估单元(29)，其特征在于，自由驾驶员操纵加速踏板(17)并使之位于所述踏板行程间隔(Δs)内的预先给定的界限停留时间(ΔtG)起，所述评估单元产生去激活信号(Saus)，利用所述去激活信号能降低由致动器(25)产生的反作用力(FG)。
10.用于控制根据权利要求8的主动加速踏板的方法。
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